Lapszámok

Az éghajlat átalakulása, amelyet nagyrészt az üvegházhatású gázok koncentrációja idéz elő, az egész világot érintő, bizonyított tény. A közepes földrajzi szélességen, így Európa nagy részén több mint 90% a valószínűsége, hogy a nagy csapadékmennyiséggel járó események gyakoribbá válnak. A felmelegedés, ha mértéke lassul is, de ez idáig megállíthatatlan, gondoljunk csak a 2017 augusztusában hazánkban mért 40-44 ⁰Celsiusra.Az extrém időjárási események gyakorisága, intenzitása is változik. Egyszerre kell mérsékelni a hőhullámok, aszályok, árvizek, városi villámárvizek, monszunszerű esők, erős szelek következményeit. Alkalmazkodni kell a külső, megváltozott körülményekhez. Ebben a helyzetben természetesnek tűnik, hogy újragondoljuk az útvíztelenítés területén alkalmazott tervezési, építési alapelveket, hidraulikai, hidrológiai számításainkat, és újraértelmezzük az azt megalapozó adatbázisunkat.

A változásokhoz alkalmazkodva számtalan országban sikeresen dolgoztak ki olyan betonösszetételeket, melyeket a térkőgyártók, tervezők, építtetők igénybe vehetnek, hogy mérsékeljék a felmelegedés káros hatásait.

A lehulló csapadékvíz nemzetgazdasági érték, helyben hasznosítása ma elsődleges tervezési cél. A porózus betonokból készített térkő, és a hozzá megválasztott sajátos rétegrendszer ma olyan előnyökkel jár, melyeket ki kell használni minden olyan helyszínen, ahol a körülmények lehetővé teszik ezt az alternatív felületburkolást. Az alkalmazkodás kényszere is erre a megoldásra inspirál bennünket.

Vegyük hát számba, milyen előnyökkel jár az, ha a hagyományos aszfaltburkolás vagy öntött betonburkolás helyett a vízáteresztést is megengedő kreatív, gazdaságos, alternatív, környezetbarát drén betonból gyártott kiselemes burkolást választjuk:

• elősegítjük a talajvíz-utánpótlást
• mérsékelhető a városi meleg szigetek negatív hatása
• a csatornahálózat tehermentesíthető
• vagy egyáltalán nincs szükség víznyelőkre, vagy számuk mérsékelhető
• felületén nem alakul ki a káros megcsúszás, aquaplanning
• a porózus beton zajszegény, a hézagai, akusztikai csapdaként funkcionálnak
• a megfelelően megválasztott pályaszerkezeti rétegrend a káros anyagok jelentős részét megköti.

A vízáteresztő térköveknek 3 típusa van:

• porózus beton 15-30% szabad hézagtartalommal
• hagyományos betonösszetételű térkő széles hézagrendszerrel (5-8 mm)
• betonrács vagy széles hézagokkal lerakott betonelemek, füvesített vagy zúzalékkal kitöltött hézagokkal.

Porózus betonelemek

Jelenleg hazánkban ilyen térkőtípust sajnos nem gyártanak. Ennek az is lehet az oka, hogy a kiselemekre, a betonlapokra és a szegélyekre vonatkozó 3 európai szabvány (MSZ EN 1338, 1339, 1340) az ilyen porózus betonokból készülő elemeket nem tárgyalja. Európa fejlett országaiban, az észak-amerikai kontinensen eltérően, de szabályozott ez a terület. A hazai gyártás elősegítése érdekében is külföldi példákon keresztül mutatom be a porózus betonelemek gyártásához szükséges legfőbb szabályokat. A nemzetközi szakirodalomban a legalább 10% üreges felülettel és szerkezettel rendelkező porózus betont tekintik vízáteresztőnek. (EN 206-1) A szerkezeti váz összeállításánál szemcsekihagyásos kővázat, homokot használnak. Ezek leggyakrabban 0/8, 0/10, 0/14, alaprétegeknél 10/14, 6/20, 20/60 frakciók felhasználásával készülnek. Olyan összegzett vázat állítanak össze ezekből a frakciókból a betontechnológusok, amelyek következtében általában 15%-20% porozitás képződik.

A drén betonnak egyszerre kell rendelkeznie megfelelő mechanikai szilárdsággal és jó vízvezető képességgel. A két egymással ellentétes feltétel egyensúlyát nem könnyű megtalálni. Számtalan kísérlet, például párizsi autóbusz-megállók drénbetonjai esetébenál sikertelenül végződött. Tartósan nem tudták elviselni a nehéz autóbuszforgalom által keltett igénybevételeket.

Az ilyen típusú betonoknak átlag 30%-kal kevesebb a testsűrűsége, mint a klasszikus betonoké. Malhotra 1976) 1,3-2,7 Mpa hasító-húzó szilárdság jellemzi ezeket a betonokat. A legelső drénbeton-elemet az USA-ban készítették, Floridában, 1976-ban. Sok előnyös tulajdonságai közül a zajszegénységet emelik ki a kutatók (Narayanan 2005).A drénbeton receptúrája nem egységesített, országonként eltérően szabályozottak.

Kétféle alaprecept szerint gyártják:

• polimer beton cement nélkül
• cementtel készült porózus beton.

A klasszikus betonösszetevők a technika fejlődésével szilikaporral és pernyével egészültek ki. A vízmennyiség csökkentésére plasztifikálószert és viszkozitás javító szert (légpórusképző) használnak. Kis mennyiségű homokot is adnak a keverékhez a mechanikai szilárdság növelése érdekében. Latexet (műgumi) szintén használnak kiegészítő anyagként (Yang és Jing 2003). Az alkalmazott cement portlandcement (ACI COMITÉ 211 ajánlása szerint). Az összetételtől és az elvárt mechanikai szilárdságtól függően a cementtartalom 250-400kg/m³ között mozog. A cement egy részét finom anyagokkal lehet cserélni. Pernye alkalmazása a mechanikai szilárdság növelésére használatos. Akár 30% mértékig is hozzáadható pernye a cement keverékhez, ha a magas mechanikai szilárdság a követelmény (Na JIN, 2010). A szilikapor szintén növeli a szilárdságot.

Kőváz: tört óbetont is lehet használni max 15%-ig (tömeg). Finomrész-tartalom: a teljes kőváz-tartalom 7 tömeg %-a lehet.Ez a bevitt homok akár 50%-kal is emelheti a beton nyomószilárdságát, anélkül, hogy a vízáteresztő képesség számottevően leromlana (VERNON 2006). Néhány kutató ennél lényegesen több homokot ajánl.20% homoktartalom esetében a 28 napos nyomószilárdság akár 50 Mpa is lehet (Yang és Jiang 2003). V/C˂0,3, de ez esetben kötelező a szuper plasztifikálószer használata, hogy a megfelelő bedolgozhatóság elérhető legyen. Egy másik kiegészítő anyag, a légpórusképzőszer is használatos, amely késlelteti a kötést és javítja a viszkozitást (Mark, 2006). Kolloid adalékot a jobb tapadás elősegítésére ajánlják.

Műanyag szálak:

javítja a hajlító szilárdságot. A szálak a szilikaporral kombinálva igen jó eredményt adnak. Szálakat 5 kg/m³ adagolással javasolt használni a keverékhez. (Yang, 2011)

Porózus beton (drénbeton)-elem

A klimatikus körülményeknek és kisebb terheléseknek ellenálló betonelem. Törőellenállás legalább 2,5 MPa, de az egyedi elemek ellenállásának is legalább 2,0 Mpa-nak kell lenniük. A törőerő nem nagyobb, mint 175 N/mm, ajánlott hasító-húzó szilárdság: 3 Mpa.

A drén betonokra vonatkozó szilárdsági osztályokat (28 napos korban).

Felhasználható cementek:

Cement 32,5; 42,5

CEM I, CEM II/A, CEM III/A, ill. B

A porozitás és a szilárdság összefüggéseit az alábbi táblázat mutatja

Kopásállósági követelmények az alapanyagokra vonatkozóan (kőváz+ágyazat):

LA˂30%

MDE˂25%

2 mm alatti frakció legfeljebb 3% lehet.

Francia drénbeton-receptek

*8% szilikaporral

Forrás: JOSA Alejandro, JOFRÉ Carlos, AGUADO Antonio, EICKSCHEN Eberhardt, ONSTENK Erik: Étude expérimentale et analyse structurelle de béton poreux pour couche de roulement de chaussées en béton de ciment. in: Bulletin de laboratoires ponts et chaussées – 208 -MARS-AVRIL 1997 - RÉF.4097 - PP.3-15

Hagyományos betonelem széles hézagokkal térkőrács

Ezeket a típusokat is a vízáteresztő térkövek családjához tartozónak tartjuk.

Ellenáll a klimatikus hatásoknak és a közepes terhelésnek. Hasító-húzó szilárdság karakterisztikus érték. 3,6 MPa, egyedi érték 2,9 MPa (törőerő 250N/mm).

Hagyományos betonelemekből kialakított jellemző felület a térkőrács, melynek minimum 25%-a szabad hézagfelület, vastagság 80-150 mm közötti.

A klimatikus ellenállásra vonatkozó adatokat az EN 1338 szabvány alapján az alábbi táblázat tartalmazza

Drénbeton egyedi vízáteresztő képessége

egyedi: 2,7*10^-5m/s

átlag: 5,4*10^-5m/s

Újkorában ez legalább 1,2 cm/s vízáteresztő képességet jelent.

Porózus betonelem és hagyományos betonelem széles hézagokkal - összehasonlítás

A vízáteresztő képesség minimum 5,4*10^-5 m/s, a hasító-húzó szilárdság˃2,5 Mpa az összehasonlított betonelemek esetében.

*Egyes országokban

Az ilyen alternatív vízáteresztő burkolatok különleges karbantartást és üzemeltetést kívánnak meg. Az ilyen burkolattípusokhoz az üzemeltetőnek nagynyomású tisztító berendezést is be kell szereznie. Az eltömődés elkerülhetetlen az évek során. Ezért általában 3-5 évente ezeket a porózus térköveket 150-250 bar nyomású és 30 000 m³/h szívóhatású turbinás tisztítógéppel tisztítani kell. Egy ilyen gép teljesítménye 200-800 m/h.

A porózus betonok elszennyeződése, vízelvezető kapacitásának csökkenése az évek múltával az elszennyeződés miatt.

Mindazonáltal ajánlható ez a burkolattípus kerékpárutakra, gyalogutakra, könnyű gépjárműparkolók részére, városi mellékutakra. Alkalmazása előtt azonban az egyéb geotechnikai, hidrogeológiai adottságot is mérlegelni kell. Nem ajánlott vízbázis felett vezetett utak esetében, ha a talajvíz 1,0 m-re megközelíti a pályaszintet, és ha az altalaj befogadóképessége közepes vagy gyenge. Vízzáró ill. gyenge vízáteresztőképességű talajok esetében tárolással és elvezetéssel lehet alkalmassá tenni a helyszínt vízáteresztő rétegrend kialakítására. Hazai szabályozás, ajánlás, tervezői útmutató elkészítése a jövő év második felére várható. Addig az amerikai szabványokban elfogadott szabályozás alkalmazása ajánlott, ha a tervező ECO burkolat tervezésre szánja el magát.

A szeptember végén Londonban megtartott FLOOD EXPO-n személyesen is meggyőződhettem arról, hogy milyen széles körben terjed a világban a vízáteresztő burkolatok alkalmazása.

Felhasznált irodalom: