194346. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasbeton, adott esetben feszítettbeton testek különösen előregyártott építőelemek készítésére
1 194 J46 2 A találmány vasbeton, adott esetben feszítettbeton testek, különösen előregyártott építőelemek készítésére szolgáló eljárásra vonatkozik, amelynek során a vasbeton, adott esetben feszítettbeton test tervezett szilárdsági értékének megfelelő, meghatározott mennyiségű cementet, szilárd szemcsés adalékanyagot és vizet keverünk össze, és a keveréket megszilárdulni hagyjuk. Az építőiparban teherhordó szerkezetekként közismert általánosan alkalmazottak a beton-, vasbeton és feszítettbeton-szerkezetek. Ezekkel - kialakításuktól és elhelyezésüktől függően - a legkülönfélébb igénybevételek vehetők fel. Tervezésük ismert méretezési eljárásokkal történik, amelyek alkalmazása során a beton komponenseinek és a betonacéloknak az anyagjellemzőit szabályzatokban megadott értékeikkel azonosnak tételezik fel, Az acélbetétek anyagjellemzői: folyáshatár és a rugalmassági modulus exakt módon vehetők figyelembe, a beton másodlagos anyagtulajdonságai azonban exakt módon szabályzatban nem adhatók meg, hiszen ezek a betonösszetétel függvényében tág határok között változnak. A betonnak a kötéshőből, a zsugorodásból és egyéb okokból származó saját feszültségei és repedésérzékenysége nagyban függ a betonösszetételtoi, a gyártástechnológiától, az érlelési módtól és — előregyártott építőelemek esetében — a tárolás módjától. Mind ismeretes, a beton saját feszültségei jelentősen befolyásolják a belőle készített testek és zerkezetek (vasbeton-, feszítettbeton-szerkezetek, előregyártott elemek, stb.) mechanikai viselkedését, és így közvetve a gyártási költségeket is. A vasbeton-, szerkezetek geometriáját, vasalását, valamint a beton és a betonacél jellemzőit tervező írja elő, a szerkezet viselkedésére nagymértékben kiható "betontervezés" viszont a kivitelező, illetve a gyártó feladata. A beton saját feszültségeit a gyakorlatban sem a szerkezettervező, sem a gyártó nem veszi figyelembe. Valamely szerkezetre előírt betonszilárdsági követelmény igen sokféle betonösszetétellel teljesíthető, hiszen az adalékanyag szemszerkezete, a cement fajtája és minősége (szilárdsági osztálya), a cement adagolása, valamint a vízcement-tényező változó paraméterek, és egy meghatározott szilárdsági értékre akár többszáz. receptura (összetétel) összeállítását teszik lehetővé. Az azonos szilárdságú, de más-más összetételű betonok saját feszültsége és repedésérzékenysége azonban a recepturák különbözőségéből következően eltérő lesz, és ezek az eltérések a kész vasbeton- és feszítettbeton-szerkezetekben is jelentkeznek. A fent kifejtettekből következik, hogy a beton saját feszültségeinek figyelmen kívül hagyása a ténylegesen szükségesnél több acélbetét betervezését teszi szüksé-Í;essé, másfelől a beton saját feszültségeinek a tudatos eszorításával a repedésérzékenység csökkenthető, aminek eredményeként acélmegtakarítás érhető el. A betonok tervezésére irányuló ismert megoldások azonban szilárdságcentrikusak, a másodlagos anyagjellemzők a jelenleg szokásos tervezési módszereknek nem tárgyai, így a betonacél-megtakarításnak sem eszközei. A találmány feladata, hogy olyan betonkészítési eljárást szolgáltasson, amely az adott szerkezethez biztosítani képes mind mechanikai, mind gazdaságossági szempontból (szilárdság, másodlagos anyagjellemzők, kötlség) azt a legkedvezőbb betonösszetételt, amelyben a saját feszültségek a technikai minimumra vannak szorítva, és a repedés-érzékenységi állapot optimális. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a betonok saját feszültségi állapota oly módon csökkenthető minimumra, ha a szilárd szemcsés adalékanyag felületére a lehető legkisebb vastagságú és legkisebb porozitású cementhártyát visszük fel. Minél vékonyabb ugyanis a cementhártya, annál kevésbé zsugorodik, és minél kisebb a zsugorodás, annál kedvezőbb a saját feszültség-érték, illetve annál kisebb a repedésérzékenység, továbbá annál csekélyebb a húzószilárdság-értékek szórása. A nagymérvű zsugorodás viszont mikrorepedések felléptéhez vezet, aminek egyenes következménye a szilárdság - különösen a húzószilárdság - csökkenése. Másrészt a nagymértékű, az elsősorban a keverővíz-túladaglás miatt bekövetkező porozitás is szilárdságcsökkentő tényező; az elpárolgó víz helyén kialakuló pórusok ugyanis a cementhártyát szivacsos szerkezetűvé, kisebb szilárdságúvá teszik. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a cemenethártya-vastagság az adalékanyag szemszerkezetének — felületének — optimálisra választásával, a cement őrlésfinomságával, a cementhártya porozitása pedig a vízcement tényező értékének megfelelő megválasztásával befolyásolható. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a keveréket - egységnyi menynyiségű betonra számítva - az adalékanyag tényleges felületének 1,4-2,2-szeresét kitevő tényleges felületű cement adagolásával készítjük el. Az adalékanyag felületébe a 0,125 mm alatti szemcsék, vagyis az anyag-iszap-homokliszt felületét is beleszámítjuk, hiszen ezek felülete meghatározó az adalékanyag vonatkozásában. Az eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a víz 1/3 -2/3 részét az adalékanyaghoz adjuk, majd ezt követően keveijük a cementet és a víz többi részét az adalékanyaghoz. Ennek az intézkedésnek az eredményeként az adalékvíz a cementtel közvetlen kötést tud létrehozni. Egy másik találmányi ismérv szerint a keveréket folyamatos, vagy kissé lépcsős szemszerkezetű, 15-45 m2/kg előnyösen 20-30m3/kg fajlagos felületű adalékanyag felhasználásával készítjük el. Az adalékanyag "kissé lépcsős" szemszerkezete azt jelenti, hogy a 0-1 mm közötti (homok) frakciója folyamatos szemszerkezetű, e felett viszont hiányozhatnak frakciók, pl. az 1—2,5 tnm-es a 2,5 -4 mm-es a 4-8 mm-es, általában egyenként, de akár együttesen is. Egy további találmányi ismérv szerint célszerű ha a keveréket 260 500 m1 /kg fajlagos felületű cement alkalmazásával készítjük el, valamint ha a bedolgozhatóság figyelembe vételével a lehető legkisebbre választott vízcement-tényező alkalmazásával készítjük el a keveréket. A vízcement-tényező felső határértéke pl. C 20 esetén 0,6, C 30 esetén pedig 0,45. Az alsó határértéket a szükséges kötésvíz és a bedolgozhatóság figyelembe vételével kell megválasztani. A vízcement-tényező plasztifikáló szere (pl. Viscoment) tovább csökkenthető. A találmány a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a betonkeverékben az adalékanyag és a cement elrendező Jésének néhány jellemző esetét erősen nagyítva szemléltetik. A rajzokon az 1. ábrán az adalékanyag kiterített felületéhez tartozó optimális cementhártya-vastagságot érzékelv* n 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
