Beton, 1995 (3. évfolyam, 1-12. szám)
1995-01-01 / 1. szám
BETON 3 III. évf. 1. szám Betontechnológia (folytatás az előző számból) A Nagyszilárdságú Beton Tervezési SZEMPONTJAI Hagyományos értelemben a beton olyan kompozitanyag, amely az adalékanyagból, a cementből és a lehetséges puccolánokból áll. A beton fiziko - kémiai és mechanikai tulajdonságai függnek a fenn említett anyagok tulajdonságaitól, az egymáshoz viszonyított arányától és az egymás közötti felületi tapadástól. A cementkő egy összekötő anyag szerepét tölti be a betonban. Ennek az eloszlása döntően meghatározza azokat a tulajdonságokat, amelyek elsősorban függnek a cementhidratáció mértékétől, a hidratáció során keletkezett mikrostrukturális szerkezetek elrendezésétől. A cement mennyisége, minősége, a víz/cement tényező nagysága, és a kiegészítő puccolánok mennyisége és eloszlása, valamint a tárolási körülmények lényegesen befolyásolják a beton végleges tulajdonságait. Az adalékanyag a megszilárdult beton szilárdságát növelő, és egyben nélkülözhetetlen alkotója. Az adalékanyag fajtája és szemmegoszlása igen fontos tényező a frissbeton és a megszilárdult beton tulajdonságainak a kialakulásában. A megszilárdult cementpép egy porózus és inhomogén anyag. A cementkő porozitásának nagysága és heterogén jellege szabja meg a saját tulajdonságait. A cementkő szilárdsága függ: - a porozitástól, - a pórusok méretétől és eloszlásától, - a tömör rész jellegétől. A porozitás a víz/cement tényező és a hidratációfok függvénye. Ennek az összefüggésnek a közismert Ferret- és Abrams-féle, a szilárdság és a víz/cement tényező közötti függvény az alapja. Számos hazai és külföldi kutató már kimutatta, hogy a beton pórusmérete és eloszlása, vagyis az ezekből számított ún. redukált átlagos és redukált maximális pórusméret növekedése csökkenti a nyomószilárdságot. Ugyanis a klasszikus Griffith törésmechanikai elmélete szerint a maximális pórusméret döntően befolyásolja a rideg anyagok szilárdságát. A cementkő porozitása nemcsak a víz/cement tényezőtől függ, de a víz/cement tényezőnek hatása van a hidratációs képződmények minőségére is. Kis víz/cement tényező erősebb tapadást, ezáltal nagyobb betonszilárdságot biztosít, függetlenül a porozitástól. Tehát a szilárdság nemcsak a porozitástól függ. Összefoglalva, azt lehet állítani, hogy a cementkő, illetve a cementkötésű anyagok szilárdságát úgy lehet növelni, ha: - csökkentjük az összporozitást, - növeljük a pórusméret eloszlását, vagyis csökkentjük a maximális és az átlagos pórusméretet, és kiküszöböljük az ún. Griffith - féle nagyobb hibákat, - fokozzuk a CSH hidratációs képződmények minőségét. Tehát a nagyszilárdságú beton tervezése során teljesíteni kell az alábbi követelményeket: - a víz/cement tényező csökkentése, - folyósító ill. képlékenyítő adalékszerek, - nagyszilárdságú cement, - kiegészítő puccolánok és a szilikapor alkalmazása. Cement: Az NSB szilárdság - fokozása függ az alkalmazott cement fajtájától. A klinker összetételének és őrlési finomságának döntő hatása van mind a kezdeti-, mind a végszilárdságra. A C3S, C2S és a CA klinker ásványoknak van a legnagyobb hatásuk. A C3S járul hozzá legjobban a kezdeti- és a végszilárdság fokozásához. A C24 valamivel lassabban hidratál, de jelentősen növeli a végszilárdságot. Az ACI Committe 225 szerint a C3A - nak főleg csak a kezdeti szilárdság növelésében van szerepe. Ha a nagy kezdeti szilárdság nem szükségszerű, akkor a C3A tartalom csökkentésével, a C3S mennyiségek növelésével és megfelelően megválasztott C2S tartalom mellett nagyobb végszilárdságot lehet elérni. Ez pedig kisebb hidratációhőhöz vezet, ugyanis a C2S - nek van a legkisebb hidratációhője a klinkerásványok között. Különösen nagy alkáli - tartalom növeli a kezdeti, de csökkenti a végszilárdságot. Szilikapor: Az utóbbi évtizedekben számos országban elkezdődtek az ún. energiatakarékossági kutatások a cement- és betongyárakban. Ennek egyik legjobban támogatott része kohó Nagyszilárdságú beton