Lapszámok

F olytatva a beton-, vasbeton szerkezetek építéséhez használatos betonok összetételéről, azok optimalizálási lehetőségeiről való értekezést, a gyakorlati szempontokat előtérbe helyezve a cement után a többi összetevőre is kitérek. Az adalékanyag összetétele a vázszerkezet több mint háromnegyedét teszi ki a beton tömegének, és fontos, hogy olyan legyen a szemszerkezete, hogy a pép (cement + víz + kiegészítő anyagok + adalékszerek) optimálisan töltse ki az adalékszemek közötti hézagokat. Tömör beton esetén a légpórustartalmat 2,0 térfogat% alatt kell tartani, de a max. 1,0 V% az ideális.

A túl nagy péptartalom zsugorodás- és emiatt repedésérzékeny betont eredményez, a túl kicsiny péptartalom pedig nagy légpórustartalmat, csekély testsűrűséget. Mindkét tulajdonság a szilárdság és a tartósság rovására megy. Az adalékanyag szemszerkezete, a szemmegoszlás az alapja annak, hogy egy adott cementmennyiségből a legnagyobb szilárdságú és testsűrűségű beton álljon össze. A betongyárak nagy része négy adalékanyag-frakcióból dolgozik (OH 0/4 – OK 4/8 – OK 8/16 – OK 16/32 mm szemnagyság), mosott és osztályozott (az OH jelentése osztályozott homok, az OK osztályozott kavics) adalékanyagokból. Az MSZ 4798:2016 beton szabvány és módosított változatai, valamint az abban hivatkozott szabványok (pl. MSZ EN 12620 adalékanyag szabvány) pontosan meghatározzák azokat a kereteket, amelyeken belül maradva jó minőségű betont lehet előállítani.

Az adalékanyag szemmegoszlása a szabványban előírt határgörbéken belül kell legyen, természetesen, de a finomrész- és a lisztfinomrész-tartalom (a 0,25 mm-nél és 0,125 mm-nél kisebb szemcsék), a finomsági modulus (a szemmegoszlási görbére jellemző szám) is fontos jellemzők. Ennek értékelésére már célszerű betontechnológusi segítséget kérni, ha nem vagyunk biztosak abban, hogy mi a lehető legjobb összetétel.

Egyes betongyárak a cement mint igen finom őrlésű, nagy fajlagos felületű kötőanyag mellett használnak ún. inert (nem hidratációképes), nagyon finom szemcséjű kiegészítő anyagot, pl. mészkőlisztet, amivel a lisztfinomrész mennyiségét lehet növelni, ami által a mindig kritikus víz–cement tényezőt alacsonyan lehet tartani. Az inert (közömbös, azaz a kötésben részt nem vevő) anyag úgy növeli a pépességet, a finomsági modulust, hogy nem növeli a zsugorodásérzékenységet, ami pedig szoros összefüggésben áll a repedésérzékenységgel. Természetesen a megfelelő cementmennyiséget tartani kell a megfelelő szilárdág eléréséhez és a betonszabványban az egyes környezeti osztályokhoz tartozó határértékekhez.

A teljesség kedvéért említem meg, hogy a kiegészítőanyagokat is megkülönböztetjük egymástól, aszerint, hogy részt vesznek-e a beton kötésében vagy sem. A kiegészítőanyagok olyan, kis mennyiségben a betonkeverékhez adagolható, általában por alakú anyagok, melyek javítják a beton tulajdonságait, vagy valamilyen különleges tulajdonság elérése céljából használják őket. Ezek az anyagok finomszemcsések és többségében szervetlenek. A kiegészítőanyagok egy része olyan, ami nem vesz részt a kötési folyamatban (inert anyag, I. típus), és vannak olyanok, melyek maguk is részt vesznek a cement hidratációjának kémiai folyamatában, azaz a kötésben (II. típus). Amennyiben speciális tulajdonságot célzunk meg, vagy növelni akarjuk a beton valamelyik tulajdonságának a hatását, akkor forduljunk betontechnológushoz és konzultáljunk arról, hogy melyik kiegészítőanyagot milyen adagolásban érdemes használni.

Az I. típusú kiegészítőanyagok nem lépnek reakcióba sem a vízzel, sem a cementtel, azaz nem befolyásolják a beton kötési és szilárdulási folyamatát. Alkalmazásuk a tömítő (pl. kvarcliszt és mészkőliszt) és a pigmentek (pl. vasoxid) esetében a színező hatásuk miatt kerülhet előtérbe.

A II. típusú kiegészítőanyagok aktívak, azaz részt vesznek a beton kötésében és szilárdulásában, befolyásolják a friss beton tulajdonságait is (pl. konzisztencia, bedolgozhatóság), szélesebb spektrumban kínálják a beton minőségének javítását, illetve célirányosan különleges tulajdonságok elérését. Ilyen anyagok pl. a nanoszilika és a szilikapor, a metakaolin, a kohósalakliszt. Ezen anyagok általában a nagyobb tömörség elérése mellett, sőt éppen ezért javítják a beton szulfát- és kloridállóságát, erősítik a betonacélhoz való tapadást, ezáltal csökkentik a korróziós kockázatot, növelik a vízzáróságot és a tartósságot.

Örökzöld kérdéskör a víz optimális mennyisége, a víz–cement tényező. A betonszabvány pontosan megadja minden környezeti osztályhoz tartozóan mind a legkiseb cementmennyiség, mind a maximális víz–cement tényező értékét. Mennél tömörebb, mennél szilárdabb, mennél tartósabb betont akarunk előállítani, annál alacsonyabb víz–cement tényezőt célszerű beállítani.

A képlékenyítő- és folyósítószerek azok, melyek a beton konszisztenciáját, összetartóképességét, bedolgozhatóságát szabályozzák úgy, hogy közben nem növelik a víztartalmat, a víz–cement tényezőt. Ma már szinte minden szerkezeti betonhoz hozzákeverik ezeket, mert ezekkel az anyagokkal nagyon hatásosan lehet csökkenteni a zsugorodás okozta repedésérzékenységet. Optimális adagolással jól bedolgozható, nem túl híg és nem túl sűrű betont lehet előállítani úgy, hogy éppen az átadás helyén, az építkezésen, a zsaluzatba juttatás előtt érje el a megfelelő konzisztenciát. A betonhoz nem szabad vizet hozzáadni a gyártó engedélye nélkül, de a bedolgozhatósághoz, figyelembe véve a körülményeket (hőmérséklet, szállítási idő stb.), szinte minden esetben szükséges ezek használata.

Az adott betonozási helyzet azt is igényelheti, hogy más adalékszereket is bevessünk, pl. kötéskésleltetőt vagy -gyorsítót stb. Többféle adalékszer együttes alkalmazása esetén részesítsük előnyben az azonos gyártmányúakat, hiszen azok fő-, mellék- és összhatásait kipróbálták és dokumentálták. Az adalékszerek alkalmazásánál a gyártó és a betongyár tanácsai szerint járjunk el, de általában először a folyósítószereket kell beadagolni és utána a légbuborékképzőt, illetve az egyéb adalékszereket. Az adagolás legtöbbször vízzel keverve történik. Ha kötéskésleltetőt használunk, pl. nyáron, akkor viszont azt kell legelőször beadagolni és csak utána a képlékenyítőszert. A helytelen adagolás és bekeverés ronthatja a hatékonyságot és nem várt reakciókat is kiválthat a betonkeverékben.

A beton tulajdonságát befolyásoló adalékszerek a modern betontechnológia megkerülhetetlen részei, ezért jónak látom röviden áttekinteni a használatuk adta lehetőségeket. Az adalékszerek olyan folyadékok vagy por alakban kiszerelt vegyszerek, melyeket kis mennyiségben alkalmazunk (5 tömeg% alatt a cementmennyiséghez képest vagy 6 tömeg%, ha többféle adalékszert használunk), és amelyek a friss beton és/vagy a megszilárdult beton tulajdonságait befolyásolják. Hatásmechanizmusuk szerint lehetnek kémiai (pl. befolyásolják a cementkötést), fizikai (pl. a keverővíz felületi feszültségét módosítják) vagy vegyes (mindkét hatás együttesen érvényesül) hatásúak. Főleg az MSZ EN 934-6:2002 és az MSZ EN 934-2:2009+A1:2012 szabványok foglalkoznak az adalékszerekkel, alkalmazásukkal pedig az MSZ 4798:2016 beton szabvány is.

A leggyakrabban ezeket használjuk: konzisztencia-szabályozók (képlékenyítők és folyósítók), kötésidő-szabályozók (kötéskésleltetők, kötésgyorsítók). Emellett vannak még fagyállóságot, vízzáróságot növelő adalékszerek, de előfordul még a zsugorodást kompenzáló késleltetőszerek alkalmazása, valamint egyéb hatást okozó adalékszerek is.

Amire feltétlenül figyeljünk, ha szóba kerül bármilyen adalékszer alkalmazása: csak a betongyár vagy az adalékszergyártó ajánlása és egyetértése alapján használjunk adalékszereket. Minden adalékszernek van főhatása és vannak mellékhatásai is (olvassuk el a mellékhatásokra vonatkozó adatokat), ezeket is figyelembe kell venni. Ha egyszerre többféle adalékszert szeretnénk alkalmazni, akkor az együttes hatást is ismernünk kell. A gyártónak mindig nyilatkoznia kell az összeférhetőségről és az együtthatás következményeiről.

A két fénykép mutatja, hogy ugyanazon betonrendeléshez tartozó, azonos napon kiszállított beton, még ha jó minőségű is, különböző tulajdonságú lehet a bedolgozhatóság szempontjából. Egy kissé nagyobb terülésű beton alkalmasabb lett volna, ha vasalatba öntik.

Összefoglalásként, vezérfonalként egy mintapélda egy surrantásos (tehát nem betonpumpás) zsaluzatba juttatással történő betonozáshoz alkalmas beton, ami jó minőséget tud biztosítani, ha az alapanyagok is jó minőségűek.

(fotók: a szerző)