Lapszámok

Az elmúlt tél ismét megmutatta, hogy a hazai kivitelezésben sem tekinthetők rendkívüli eseménynek a tartósan fagypont alatti időszakok. Ilyen körülmények között a betonozás nem feltétlenül kerülendő, de lényegesen nagyobb előkészítést, technológiai fegyelmet és ellenőrzést igényel. Bizonyos esetekben pedig a legjobb műszaki döntés egyszerűen az, ha a betonozást kedvezőbb időjárási időszakra halasztjuk.

Az alacsony hőmérséklet lassítja a cement hidratációját, késlelteti a kötést és a szilárdulást, meghosszabbítja a kizsaluzhatóságot, miközben a friss vagy kis szilárdságú beton tényleges fagykárosodást is szenvedhet. A pórusokban levő víz fagyása térfogat-növekedéssel jár, amely károsíthatja a még gyenge cementkő struktúráját. Ez a károsodás felengedés után már nem áll helyre, így csökkenhet a beton végszilárdsága és tartóssága.

A téli betonozás kockázata azonban ennél összetettebb: romolhat a kapcsolódó szerkezetek együttdolgozása, a betonacél tapadása, és a gyártás, szállítás, illetve bedolgozás üzembiztonsága is.

MÉÁSZ ME-04.19:1995 szerint hideglépcsők

Már a betonüzemnél eldőlhet a siker
Téli betonozás előtt célszerű elsőként a betonüzemmel egyeztetni. Nemcsak azt kell tisztázni, hogy rendelkezésre áll-e megfelelő receptúra, hanem azt is, hogy az üzem tartós hidegben képes-e zavartalanul működni. A vízvezetékek fagyvédelme, a keverőtér temperálása és az előírt hőmérsékletű betonhoz tartozó gyártási kapacitás biztosítása egyaránt fontos.

Az MSZ 4798:2016 szabvány 5.2.9. pontja szerint a beton hőmérséklete átadás-átvételkor nem lehet +5 °C alatt. Kedvezőtlenebb időjárási és helyszíni körülmények között azonban ennél magasabb átadási hőmérséklet is indokolt lehet. A MÉÁSZ ME-04.19:1995 az egyes hideglépcsőkhöz különböző betonhőmérsékleteket rendel; a legszigorúbb, V. hideglépcsőben például már legalább +30 °C bedolgozási hőmérsékletet javasol.

A beton melegítését az üzemek jellemzően a keverővíz fűtésével oldják meg, nagyobb hidegben azonban az adalékanyagok, az adalékszer temperálása is szükségessé válhat. Közben a gyártási kapacitás csökkenhet, amit a betonozási ütemezésnél szintén figyelembe kell venni.

A kockázat megfelelő betonösszetétellel is mérsékelhető. Téli körülmények között előnyös lehet gyorsabb szilárdulású, nagyobb hidratációs hőfejlődésű cement alkalmazása. Gyakori megoldás nagyobb szilárdsági osztályú beton rendelése is, mivel így a szerkezet hamarabb érheti el a fagykárosodás szempontjából kritikus szilárdságot.

Fagyásgátló, illetve kötés- és szilárdulásgyorsító adalékszerek is alkalmazhatók, ezek működését azonban nem szabad ös - szekeverni az autók fagyálló folyadékainak hatásmechanizmusával. Elsődleges feladatuk a hidratáció és a korai szilárdságfejlődés gyorsítása. Hasznos eszközök, de nagy hidegben önmagukban nem képesek megvédeni a betont.

Az időzítés legalább olyan fontos, mint a receptúra
Téli betonozásnál célszerű már az ütemezéskor tartalékidőt hagyni, és az időjárás függvényében szükség esetén elhalasztani a munkát. Egy betonozás átütemezése rendszerint kisebb problémát okoz, mint egy fagykárosodott szerkezet javítása, vagy akár újjáépítése.

A betonozást lehetőség szerint a nap melegebb időszakára érdemes időzíteni. A MÉÁSZ ME-04.19:1995 különösen veszélyesnek tekinti, ha a betont a kötés időszakában – jellemzően 6–24 órás korban – éri fagy, mert akkor akár nem is kezdődik meg a szilárdulási folyat. Ezért a megkezdett betonozást érdemes olyan etapokra bontani, illetve minél rövidebb idő alatt befejezni, hogy a takarás és szükség esetén a fűtés mielőbb megkezdhető legyen.

Nem elegendő csak a betont melegen tartani
Az MSZ EN 13670:2009 szabvány 8.5. pontjának (12) bekezdése szerint a beton felületi hőmérséklete nem csökkenhet 0 °C alá mindaddig, amíg a felületi beton nyomószilárdsága el nem éri legalább az 5 MPa értéket.

Ezt megfelelő zsaluzással és hőszigetelő takarással lehet biztosítani. Nagyobb hidegben szükségessé válhat fóliasátor kialakítása vagy a szerkezet alulról, illetve oldalról való fűtése is. Ekkor azonban újabb kockázat jelenik meg az egyenlőtlen vagy túl intenzív fűtés miatt. Fóliasátor alatti hőlégbefúvásnál például a közeli szerkezetrészek túlmelegedhetnek, illetve kiszáradhatnak, így repedések kialakulásához vezethet.

A beton hőmérsékletének és szilárdságfejlődésének követése ezért télen különösen hasznos. A hagyományos felületi szilárdságbecslés mellett ma már betonérettségmérő szenzorok (pl. Giatec szenzor) is rendelkezésre állnak. Ezek folyamatosan mérik a beton hőmérsékletét, és előzetesen laborban meghatározott szilárdulási karakterisztika alapján becsülik a szerkezet szilárdságát. Megfelelő elhelyezéssel a mag és a felület közötti hőmérséklet-különbségek is nyomon követhetők, így a takarás vagy fűtés mértéke valós adatok alapján módosítható, illetve szükség esetén a megbízó felé is igazolható.

Komoly hiba fagyott altalajra, jéggel vagy dérrel borított zsaluzatra, illetve megfagyott munkahézaghoz betonozni. A friss beton hőt ad át a hideg fogadófelületnek, lokálisan gyorsan lehűlhet, a jég felolvadásával pedig vízfilm alakulhat ki, amely ronthatja a kapcsolati szilárdságot. A hó és a jég eltávolítása ezért szükséges, de önmagában nem elegendő: a vasalás és a fogadószerkezet megfelelő hőmérsékletét is biztosítani kell.

A szerkezet geometriai kialakítása szintén befolyásolja a kockázatot. A vékony elemek nagy fajlagos felületük miatt gyorsan lehűlnek, különösen szeles időben. Vastag szerkezetekben ezzel szemben a mag és a felület közötti túl nagy hőmérséklet-különbség okozhat hőfeszültséget és repedést. Nemcsak azt kell tehát megakadályozni, hogy a beton megfagyjon, hanem a lehűlés sebességét és egyenletességét is szabályozni kell.

Az utókezelés télen szintén fokozott figyelmet igényel. A MÉÁSZ ME-04.19:1995 szerint a beton és az utókezelő víz hőmérséklete között legfeljebb 10 °C különbség engedhető meg, a III. hideglépcsőben pedig legalább +20 °C-os utókezelő vizet ír elő. Hideg beton esetén a vizes utókezelés ezért csak megfelelő temperálás és hővédelem mellett alkalmazható biztonságosan.

A megfelelőséget igazolni is kell
Nem elegendő a szerkezetet megfelelően elkészíteni, annak megfelelőségét később igazolni is szükséges. Téli körülmények között különösen fontos a frissbeton-vizsgálatok és a szabályos mintavétel elvégzése. Ezért érdemes lehet ilyenkor a fokozott reklamációs kockázat miatt a mintavételezés megfelelőségére különösen figyelni, s akár akkreditált laboratóriummal elvégeztetni a szükséges méréseket.

A helyszínen készített próbatestek tárolása gyakori hibaforrás. Az MSZ EN 12390-2:2019 szabvány 6.5.1. pontja szerint a próbatesteket sablonban 20±5 °C-on, majd vízben 20±2 °C-on kell tárolni. A kis tömegű próbakocka sokkal gyorsabban kihűl, mint maga a szerkezet, ezért nem megfelelő tárolás esetén könnyen megfagyhat. Ilyenkor előfordulhat, hogy maga a szerkezet megfelelő, de ezt a hibásan tárolt próbatest eredményei miatt később nehéz igazolni.

A téli betonozás kulcsa a komplex tervezés és a gyors intézkedés
A jó téli betonozási technológia nem egy termék, hanem egy intézkedéscsomag. Gyakorlati szempontból a biztonságos megoldás alapja a megfelelő időjárási ablak kiválasztása, a betonüzemmel előre egyeztetett téli receptúra és szállítási hőmérséklet, a fagyés jégmentes fogadófelület, a gyors és folyamatos bedolgozás, valamint az azonnali hőszigetelő takarás. Szükség esetén ehhez zárt és temperált munkatér, továbbá a beton tényleges hőmérsékletének és szilárdságfejlődésének ellenőrzése társul.

Enyhe, rövid idejű éjszakai fagy mellett egy jól megtervezett technológiával a betonozás biztonságosan elvégezhető. Tartós vagy erős fagy, kedvezőtlen geometriai és környezeti adottságok mellett azonban a védelem költsége és hibakockázata gyorsan növekszik. Ilyenkor műszakilag és gazdaságilag is az lehet a legjobb döntés, ha a betonozást kedvezőbb időjárási időszakra halasztjuk.

Köszönetnyilvánítás
Ezúton köszönöm Gál Attila és Kapusi István laboratóriumvezető kollégáimnak a szemléletes képeket a megfagyott beton próbatestekről.

(fotók / ábrák: Beton Technológiai Centrum Kft.)