Lapszámok

Az építőipari innovációknak mindig is részei voltak az életbiztonságot fokozó kutatások. A beton tűzállósága kiemelt téma, mivel épületeink túlnyomó többségét érintő, társadalmilag is érdekelt területről beszélünk.

Ki ne szeretné biztonságban tudni szeretteit, értékeit? Ez nemcsak a saját ingatlanukra igaz, hanem azokra a közterekre is, amikben mozgunk. Úgy gondoljuk, hogy a fenntarthatóság mellett a biztonság témaköre azonos módon fontos mindannyiunk számára. Célunk ezzel a cikkel a téma iránti érdeklődés felkeltése, ill. a betontechnológiai szerepkör bemutatása.

Az MSZ EN 13501-1:2019 szabvány (Építési termékek és építményszerkezetek tűzvédelmi osztályozása. 1. rész: Osztályba sorolás a tűzzel szembeni viselkedés vizsgálata során kapott eredmények felhasználásával) értelmében a beton A1 tűzállósági osztályba sorolt. [01] Ez a legmagasabb szintű tűzállósági fokozat, ami egy anyagra jellemző tulajdonság. Nem éghető, égés során nem mérgező, alacsony a hővezetési képessége. [02] Miért szükséges fokozni mégis a tűzzel szembeni ellenállását?

Az anyagtani szempontok nem minden esetben elégítik ki az elvárható tönkremenetelre vonatkozó követelményeket. Ha a tűz hatására a felület darabokban lerobban (ún. spalling jelenség), akkor az életbiztonságot veszélyeztető tényező. Ennek kiemelt jelentősége volt sok alagúttűznél, ahol a menekülés útvonalát sokszor a nagy táblákban leváló betondarabok eltorlaszolták, vagy közvetlen sérülésekért feleltek. Németországban 2012- től már minden átadott alagúthoz tűzvédelmi tanúsítvány kell. [03]

Magyarországon a földrajzi adottságok okán kevés alagúttal rendelkezünk, de magasépítési szerkezeteink – legyen az csarnok, irodaház, többszintes parkoló – azonos kockázatot jelentenek. Tervezési oldalról az Európai Unióban egységesen az „Eurocode 2” (Betonszerkezetek tervezése. 1-2. rész: Általános szabályok. Szerkezetek tervezése tűzhatásra), az MSZ EN 1992-1-2:2013, ill. MSZ EN 1992-1-2:2004/A1:2019 szabványok, valamint az Országos Tűzvédelmi Szabályzat [54/2014. (XII. 5.) BM rendelet] dokumentumában foglaltak adnak kellően szigorú feltételeket a biztonságos szerkezetek megalkotására. [04] Vasbeton tervezés oldalról a korábban említett „spalling” jelenségét már az Eurocode 2, „6.2. A beton réteges leválása” szakasz is részletezi.

A gyakorlatban készülő vázszerkezeti betonok (C40/50 és C50/60 betonszilárdsági osztályok) a tömörségükből és betonalkotóikból adódóan kiemelten érintettek a témában. Amennyiben a gyártó C50/60 feletti szilárdsági osztályokban nem rendelkezik a betonösszetételére célirányos vizsgálattal, úgy 2 kg/m³ mikroszál adagolásával tehet eleget a követelmények teljesülésének. Fontos azonban azt is megemlíteni, hogy már C40/50 és C50/60 szilárdsági osztály tartományban is drasztikus eltérést mutat egy szál nélküli, ill. szállal készített betonösszetétel tűzzel szembeni ellenállása. Ebből fakadóan érdemes megfontolni, hogy az igazolást egy időben elhúzódóbb, költségben pedig drágább vizsgálati eljárással igazoljuk vagy egy eleve bevált, bevizsgált, a piacon már használat közben is tesztelt mikroszálas adagolást választunk-e.

A réteges leválás alapvetően két okra vezethető vissza: a betonból távozó vízgőz lefeszíti a felületi réteget vagy a terhelt zóna már nem tudja felvenni a hőtágulásból származó erőket, ezért elmorzsolódik, leválik. Szokványos betonoknál (amilyenek vasbeton csarnokszerkezeteink is) a vízgőz távozásából adódó jelenség a jellemzőbb. Megállapított tény, hogy a kompozit cementtel készülő betonok nagyobb ellenállást mutatnak. A tisztán portlandcementtel készült szerkezetek vagy termékek ennél fogva nagyobb veszélyt rejtenek magukban. [05] A tűzállóságra bevizsgált mikroszálak alkalmazásával a jelenség még ilyen betonösszetételek mellett is fokozható. Gyártói felelősség, hogy a többségében 2+ minősítési rendszerhez tartozó termékek (legyen az transzportbeton vagy betonelem) a tűzállóságra kiírt gyakori paramétereknek (pl. R90, REI 120 stb.) igazoltan megfelelnek-e. A típusvizsgálat során az adott tulajdonságot háromféleképpen lehetséges igazolni:

• fizikai vizsgálat: jelen esetben tűzlaborban történő bevizsgálás
• típusszámítás: létező esetben szimulációs modell alapján történő méretezés
• e kettő kombinációja [06]

A szálakra vonatkozó szabvány – MSZ EN 14889-2:2007 [07] – értelmében polimer mikroszál az, aminek átmérője kisebb, egyenlő 0,3 mm-nél. Két típust különítünk el: monoszál és fibrillált. Kedvező betontechnológiai tulajdonságaik a kivérzés csökkentése, valamint a tűzállóság fokozása. A gyártók gyakran 0,9 kg-os kiszerelésű zacskóban árusítják. A betontelepek praktikussági okokból a mixerautóba adagolják. Éles használat előtt fontos tesztet csinálni, hiszen a kiválasztott betontípus paraméterei és a helyi adottságok nagy mértékben befolyásolhatják, hogy a szál egyenletes eloszlásának feltételei adottak-e.

Összegezve: normál betonjaink egyre magasabb szilárdságúak (nem feltétlenül statikai, hanem inkább környezeti osztályok szerinti feltételek alapján), ezért a tűzállóság szempontjából kiemelten fontos a betontechnológiai összetétel vizsgálata is. Hagyományos kvarckavicsos és többségében CEM I. cementtípusú keverékek esetén a tűzállósági paramétereknek való megfelelés egyik lehetséges módja a műanyag (PP) mikroszálak adagolása. Ha legalább 2 kg/m³-t adagolunk, akkor tervezési és kivitelezési oldalról megfelelünk a követelményeknek. Meglévő betonjaink tűzállósága kapcsán keressünk fel egy szakértő betontechnológust!

Források:
[01] Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-2. rész: Általános szabályok. Szerkezetek tervezése tűzhatásra (MSZ EN 1992-1-2:2013, MSZ EN 1992-1-2:2004/A1:2019)
[02] CLM Group website: Understanding the fire resistance of concrete, https://clmfireproofing.com/understanding-the-fire-resistance-of-concrete/
[03] Web: „Tunnel fires: Preventing explosive spalling of concrete”, 2015. https://www.worldcement.com/special-reports/23022015/tunnel-fires-preventing-explosive-spalling-of-concrete-386/
[04] Országos Tűzvédelmi Szabályzat [54/2014. (XII. 5.) BM rendelet], https://net.jogtar.hu/jogszabaly?docid=a1400054.bm (2024. 01. 18.)
[05] Beton újság, 2010. március XVIII. évf. 3. szám.: Tűz hatása a betonra (dr. Lublóy Éva, dr. Balázs L. György)
[06] ÉMI: Feszített homlokzati elemek tűzvédelmi jellemzői (tervezet) https://www.emi.hu/EMI/web.nsf/Pub/IXSOM9/$FILE/Falpanel%20ir%C3%A1nyelv%20 tervezet_2021_03_22.pdf
[07] Szálak betonhoz. 2. rész: Polimer szálak. Fogalommeghatározások, előírások és megfelelőség MSZ EN 14889-2:2007

(fotók: a szerzők)