183840. lajstromszámú szabadalom • Eljárás utószilárduló építőanyagok, különösen beton szilárdságának előrebecslésére
1 183 840 2 A találmány utószilárduló építőanyagok, különösen beton 28 napos szilárdságának előrebecslésére szolgáló eljárásra vonatkozik. Az építőipar iparosításával párhuzamosan egyre nagyobb a jelentősége a betongyártás színvonala növelésének. Különösen az előregyártott vasbeton szerkezetek tömeges előállítása teremtett kedvező feltételeket a betongyártás minőségi fejlődése számára. Mind ez ideig azonban a gyakorlatban nem tudnak kellőképpen eleget tenni annak a követelménynek, hogy a gyártott termékjellemzőiről, elsősorban szilárdságáról gyors információ álljon rendelkezésre. Jelenleg a beton szilárdságának jellemzésére és minősítésére a 28 napos próbakocka-vizsgálat eredményei szolgálnak, ami — igen hátrányos módon — azt jelenti, hogy a végtermék paramétereinek befolyásolására, a gyártási folyamatba való beavatkozásra nincs semmiféle lehetőség. Előregyártott, elsősorban házgyári vasbeton szerkezeteknél tájékoztató jelleggel készülnek az előállított nyersbetonokból 1 napos, gőzérleléssel szilárdított próbakockavizsgálatok is, azonban ezek hasznosítására a legtöbb esetben nem kerül sor, mivel az 1 napos törési eredmények valamiféle hasznosítására csak 48 óra múlva kerülhetne sor, és ez az idő is túl hosszú ahhoz, hogy a gyártási műveletbe be lehessen avatkozni. Ezen túlmenően az 1 napos eredményekben az alapanyag minőségi problémái mellett a betongyártás technológiai színvonalának hatása is jelentkezik, tehát az objektív okok mellett jelentős szubjektív okok is befolyásolják a végeredményt. Amint ismeretes, állandó keverési arány mellett a beton 28 napos szilárdságát befolyásoló legfontosabb tényezők a következők: a cement saját szilárdsága; az adalékanyag szemszerkezete; az adalékanyag anyagtartalma, iszaptartalma, a bedolgozás minősége; az érlelés módja. A beton készítése során további, a szilárdságra kiható tényezők jelenkezhetnek, pl. az egyes alkotók helytelen bemérése, a víz-cement tényező ingadozása stb. Állandó keverési arány mellett a beton szilárdságára jelentős befolyása van az egyes alkotók minőségének. Ezt a befolyást a tudományos szakirodalom jól definiálja, nem ismeretes azonban a gyakorlatban olyan módszer, amely alkalmas lenne az alkotók minőségi problémáját egyidejűleg figyelembe venni, és számszerűen megadni. Az egyes alkotóknak a szilárdságra gyakorolt hatásának a mértékét csak közvetve, viszonylag hosszú vizsgálatokkal lehet kimutatni. Ismeretesek pl. cementekre különböző gyorsvizsgálatok; pl. 24 órás vizsgálattal jól megbecsülhető a 28 napos szilárdság, de hogy adott adalékanyag a beton 28 napos szilárdságát hogyan fogja befolyásolni, arra nincs kidolgozott vizsgálati módszer. A nem gőzérlelt beton már a készítését követő néhány óra elteltével rendelkezik mérhető szilárdsággal, ez az érték azonban a 28 napos szilárdságnak csak elenyésző része, s ebből az adott receptúra módosítására vonatkozó döntést nem szabad hozni. A gőzérlelt betonok 24 órás szilárdsága a 28 napos sziládság mintegy 50—65 %-a. Ez az érték előrebecslésre már alkalmas lenne, az időtartam azonban túlságosan hosszú. A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson utószilárduló építőanyag, különösen beton 28 napos szilárdságának előrebecslésére, amely egyrészt komplex formában adja a különböző alkotók minőségének hatását a végtermék szilárdságára (közömbös ugyanis, hogy a beton szilárdságának csökkenése, vagy növekedése a cement, vagy az adalékanyag minőségének változása miatt következett be, egy megengedett szórási sávon túl szükség van a receptúra módosítására), másrészt olyan rövid idő alatt végrehajtható, hogy a vizsgálati adatok alapján a beton keverési arányát (receptúráját) — szükség esetén — meg lehessen változtatni. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy egyrészt a nagy nyomású gőzérlelés a normál légköri nyomáshoz képest rövidebb idő alatt biztosítja ugyanazt a szilárdságot, másrészt önmagában a cementszilárdság gyors vizsgálata adalékminőséget nem tükröz, holott az adalékminőség szerepe meghatározó jelentőségű. A találmány alapja az a további felismerés, hogy a pihentetés és gőzzel történő hőkezelési intézkedések megfelelő kombinálásával mintegy 5 órás időtartam alatt a 28 napos szilárdság 60—70 % -át elérő szilárdságú próbatestek készíthetők és ez a szilárdsági érték egyrészt már jól alkalmazható előrebecslésre, másrészt megfelelően gyors ahhoz, hogy a betongyártási műveletbe be lehessen avatkozni. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek az a lényege, hogy a beépíteni szándékolt utószilárduló anyag komponenseiből keveréket készítünk, a keverékből pedig próbateste(ke)t állítunk elő, amelyeket 1,5—3,0 órán, előnyösen mintegy 2,0 keresztül pihentetünk. A próbatest(ek)et mintegy 1,0—2,0 órás időtartamon át—telített gőzzel — fokozatosan 150—190 °C, előnyösen mintegy 180 °C hőmérsékletre hevítjük föl. A próbateste(ke)t legalább mintegy 1,0 órás időtartamon át telített vízgőzt tartalmazó térben a felhevítési 150—190 °C-os hőmérsékleten tartjuk. A próbateste(ke)t mintegy 0,5—1,5 órán, előnyösen mintegy 1,0 órás időtartamon keresztül szobahőmérsékletre, de legfeljebb mintegy 30 °C hőmérsékletre hűtjük le. A próbatest(ek)et eltörjük, és a törési eredmény (ek) alapján a 28 napos szilárdságot megbecsüljük. A találmányt a továbbiakban példa kapcsán ismertetjük részletesen. A vizsgálat tárgya egy B280—25/1 jelű beton, amelynek tervezett összetétele: C 350-es cement 320 kg/m3 0— 5 mm-es adalékanyag 685 kg/m3 5—15 mm-es adalékanyag 686 kg/m3 15—25 mm-es adalékanyag 585 kg/m3 víz 176 l/m3 A vizsgálatkor nem ismeretes a cement szilárdsági tulajdonsága, az adalékanyag finomsági modulusa, valamint agyag- és iszaptartalma, ennek ellenére szeretnénk tudni, hogy az adott alkotókból készített beton milyen szilárdságú 1 esz a 28 napos korban. Ennek érdekében precíz laboratóriumi méréssel kimérjük, majd megkeverjük az alkotókat; a betonból legalább 3 db 60 mm élhosszúságú próbakockát készítünk, és a próbatesteket 2,5 órán át mintegy 50 °C hőmérsékleten pihentetjük. Ezt követően mintegy 1 órán át folytatjuk a felfűtést 176 °C hőmérsékletre, és további 1 ó rán keresztül telített vízgőztérben e hőmérsékleten tartj uk ( zotermikus érlelés), végül további mintegy 0,5 órás időtartamon át a próbatesteken mintegy 30 °C hőmérsékletre h ütjük le. Ebben az állapotban a próbatestek szilárdsága a 28 napos szilárdságnak mintegy 60—70%-át teszi ki. A mindenkori átszárrlítási kulcs kísérletekkel könnyen meghatározható, a jelen kiviteli példa szerint, ha az 5 órás szilárdság értéke 17—20 N/mm2, a beton 28 napos korban B 230-nak minősülhet. Amennyiben szükséges, a becsült érték függvényében a keverési arányokat módosítjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
