Greitai džiūstantis betonas: savybės ir naudojimo būdai

Betonas yra viena svarbiausių statybinių medžiagų, plačiai naudojama įvairiose statybose. Tačiau tradicinis betonas yra sunkus ir ne visada optimalus sprendimas, ypač kai svarbūs svorio, izoliacijos ar naudojimo paprastumo veiksniai. Šiuo atveju atsiranda lengvojo betono poreikis.

Kas yra lengvasis betonas ir jo rūšys

Lengvasis betonas - tai betono rūšis, kurios tankis yra mažesnis nei įprasto, tradicinio betono. Pagal tankį skiriamas lengvasis betonas (tankis 500-1800 kg/m³) ir labai lengvas betonas (tankis mažiau kaip 500 kg/m³). Lengvojo betono sudėtyje, be cemento, dažnai naudojami specialūs priedai, kurie suteikia jam lengvumo ir pagerina izoliacines savybes.

Viena iš populiarių lengvojo betono rūšių yra akytas putų polistirolbetonis. Jis pasižymi lengvumu (150-400 kg/m³) ir puikiomis šilumos izoliacijos savybėmis. Akytasis betonas, taip pat žinomas kaip autoklavinis akytas betonas (AAC), yra lengvas surenkamasis betonas, pagamintas į mišinį įvedant oro burbuliukų. Putų betonas gaminamas sumaišant cementą, smėlį ir putojančią medžiagą, kad būtų sukurta lengva, akyta medžiaga. Keramzitas arba skalūninis betonas naudoja lengvus užpildus, tokius kaip keramzitas ar skalūnas, siekiant sumažinti svorį ir išlaikyti stiprumą. Pemzos betonas naudoja lengvą ir porėtą vulkaninę uolieną - pemzą. Cementinės putos gali būti dedamos į tradicinius betono mišinius, siekiant sumažinti tankį, išlaikant konstrukcijos stiprumą.

Hypertufa yra lengvas dirbtinis akmuo, pagamintas iš portlandcemenčio, perlito (arba vermikulito) ir durpių samanų mišinio. Šios lengvojo betono medžiagos yra naudingos tais atvejais, kai reikalingas betono konstrukcinis stiprumas, tačiau reikia sumažinti konstrukcijos svorį. Jie dažniausiai naudojami statybose, ypač kai svarbūs veiksniai yra svorio, izoliacijos ar naudojimo paprastumas.

Pagrindinės lengvojo betono savybės

• Šilumos izoliacija: Lengvasis betonas pasižymi puikiomis šilumos izoliacijos savybėmis. Pavyzdžiui, „Styronit SAP 550“ šilumos laidumo koeficientas yra 0,048 W/(mK). Tai svarbu kuriant energiškai efektyvius pastatus, kur sienos iš lengvojo betono gali užtikrinti didesnę šiluminę varžą.
• Garso izoliacija: Ši medžiaga taip pat efektyviai slopina garsą, todėl tinkama naudoti, kai svarbu sumažinti triukšmo sklidimą tarp patalpų. „Styronit SAP 550“ garso izoliacija siekia 50-70 dB.
• Kvėpuojanti medžiaga: Lengvasis betonas yra kvėpuojanti medžiaga, kuri nesikaupia savyje drėgmės.
• Nedegumas: Medžiaga yra nedegi, priskiriama A klasei.
• Elastingumas ir ekonomiškumas: Skystos konsistencijos metu masė yra labai taki, todėl puikiai užpildo formas. Formuojant grindis, nereikalingi brangūs įrenginiai horizontui lyginti - masė pati savaime besilyginanti gana tiksliai užkloja reikiamą betonuoti plotą. Tai sumažina laiko ir darbo sąnaudas.
• Atsparumas karščiui ir šildymo-šaldymo ciklams: Medžiaga yra atspari karščiui. Lengvasis betonas yra visiškai atsparus šildymo-šaldymo ciklams. Laboratorijoje net ir po 250 bandymo ciklų nebuvo pastebėta jokių irimo požymių.
• Apsauga nuo korozijos: Dar viena svarbi šios medžiagos savybė ta, kad metalo armatūra visiškai nerūdija, nes proceso metu susidaro plėvelė, apsauganti metalą nuo korozijos, ko nėra įprastame sunkiame betone.

Panaudojimo sritys

Dėl savo unikalių savybių, lengvasis betonas yra universalus ir gali būti naudojamas įvairiose statybos srityse:

• Stogų konstrukcijos: Tinkamas ventiliuojamiems ir plokštiems stogams, galima formuoti reikiamus nuolydžius į trapus vandeniui nubėgti. Galima lieti tiesiai ant stogo perdangos arba ant papildomo apšiltinančios medžiagos sluoksnio, o ant jo iškart kloti prilydomąją dangą. Tai leidžia išvengti šalčio tiltelių. Pagal medžiagų kompozito panaudojimą stogų konstrukcijose nustatyta Broof(t1) klasė.
• Grindys ir perdangos: Tinka lieti ant perdangų, įvairaus grunto, formuoti grindis.
• Balkonai ir terasos: Gali būti naudojamas balkonų ir terasų statyboje prieš apdailą.
• Sienų statyba: Naudojamas individualių namų, gamybinių patalpų sienoms, ypač kai reikia atskirti patalpas ir sumažinti triukšmą.
• Hidrotechninės konstrukcijos: Tinka naudoti hidroizoliacijai ir vandeniui atsparioms konstrukcijoms.
• Inžineriniai statiniai: Naudojamas užpildyti senus vamzdžius, injekuoti tarpus tarp vamzdžių, užpildyti ertmes ir kelio pralaidas. Toks betonas gali būti naudojamas netradicinių - plaukiančių pontonų ar plaukiančių namų statyboje.
• Automobilių stovėjimo aikštelės: Lengvuoju betonu tampa paprasčiau suformuoti reikiamus nuolydžius vandeniui nubėgti, sunaudojant keliskart mažiau medžiagos, palyginti su smėliu.
• Infrastruktūros renovacija: Naudojamas renovuojant oro uostų pakilimo ir nusileidimo takus, požeminius nuotekų tinklus.
• Specializuoti projektai: Gali būti naudojamas netradicinėse srityse, pavyzdžiui, ungurių fermų pado liejimui.

Praktinės pastabos apie kietėjimą ir priežiūrą

Sumaišius cementą su vandeniu prasideda hidratacijos reakcija, kurios metu, cementui reaguojant su vandeniu, formuojasi kalcio silikatai - betono tešla pradeda kietėti. Kietėjančio betono priežiūros metu yra kontroliuojamas drėgmės kiekis ir jos garavimo greitis. Tinkamai prižiūrint kietėjantį betoną, yra užtikrinama, kad drėgmė išsilaikytų kuo ilgiau ir betonas pasiektų savo optimalias savybes.

Norint pasiekti užsibrėžtas betono stiprio ir atsparumo charakteristikas - tinkama kietėjančio betono priežiūra yra privaloma. Kietėjančio betono priežiūrą reikia pradėti iš karto pabaigus betono apdailą. Betono kietėjimui ir priežiūros pradžiai įtakos turi temperatūra, vėjas ir oro drėgmė.

1. Drėgmės ant betono paviršiaus išlaikymas. Betonas pastoviai drėkinamas kietėjimo metu.
2. Sulaikant kaip įmanoma daugiau drėgmės betono mišinio viduje.
3. Kietėjančio betono priežiūra naudojant vandenį - šis būdas, jei yra tinkamai atliekamas viso proceso metu, yra pats efektyviausias.

Lygiems, horizontaliems paviršiams prižiūrėti kietėjimo metu galima sukurti vandens patvankas - dirbtinas užtvankas aplink betono perimetrą, kurios neleidžiant vandeniui nutekėti. Tam gali būti naudojamas smėlis, žemė ar pats betonas. Tai yra labai efektyvus būdas, užtikrinantis drėgmę betone bei palaikantis tolygią temperatūrą. Vandens liejimas ant betono taip pat yra geras būdas užtikrinti tinkamą kietėjančio betono priežiūrą. Šis procesas yra atliekamas periodiškai - siekiant užtikrinti, kad betonas neišdžiūtų bent jau pirmas 7 paras. Patogiau naudoti vamzdelių ar žarnų sistemas, kurios pastoviai purškia vandenį and betono paviršiaus.

Dengimo polietileno plėvele ir drėgmę kaupiantys užklotai

Betono paviršiaus dengimas drėgmę kaupiančiais užklotais turi būti atliekamas iškart, kai betonas pakankamai sukietėja, tam kad nepažeisti betono paviršiaus. Labai svarbu, kad visas betono paviršius būtų sandariai uždengtas, įskaitant briaunas. Uždengti dembliai turi būti pastoviai drėkinami tam, kad betono paviršius visada galėtu įgerti drėgmės. Šis metodas taip pat reikalauja papildomų medžiagų bei daug priežiūros, todėl gali būti nepraktiškas didesniuose betonavimo projektuose.

Kietėjančio betono priežiūra naudojant polietileno plėvelę. Tai paprastas būdas sulaikyti drėgmę betono paviršiuje jo kietėjimo metu. Tam naudojama 125-mikronų polietileno plėvele. Nepatartina naudoti ant spalvoto ar raštuoto betono, kadangi dengiant galima sugadinti spalvą bei raštą. Svarbu, kad betono paviršiaus kraštuose plėvelė būtų gerai prispausta, kitaip po ja gali skverbtis vėjas, kuris greitai išdžiovintų betono paviršių. Jei dengiama juostomis - privaloma jas sandariai suklijuoti lipnia juosta.

Vertikalus paviršius polietileno plėvelė turėtų būti apjuosiamas kaip įmanoma greičiau - nuo formų nuėmimo praėjus ne daugiau kaip 30 minučių. Tam, kad nepažeisti paviršiaus, jis turi būti pakankamai sukietėjęs. Jei betono paviršius turi specialią apdailą (raštą) - patartina plėvelę dengti ant sukonstruotų rėmų, kad ji nesiliestų prie paviršiaus. Naudojant rėmus nereikia laukti betono paviršiaus sutvirtėjimo - galima dėti apsaugą iškart pabaigus paviršiaus apdailą. Tačiau, papildomų rėmų konstravimas ir jų dengimas dar labiau pailgina statybos darbų trukmę bei padidina sąnaudas.

Dengiant betoną polietileno plėvele yra sugaištama daugiau laiko. Jei darbai vyksta lauke - reikia nuolatinės priežiūros, kad užkloto perimetro kraštai liktų prispausti ir nesusidarytų skersvėjis po plėvele. Jei taip atsitinka - betono paviršius pradeda greitai džiūti ir gali sutrukinėti. Šis metodas reikalauja papildomos įrangos bei pagalbinių medžiagų.

Specialios medžiagos kietėjančio betono priežiūrai

Pagrindinis šio metodo pranašumas prieš vandens ar vandens sulaikymo metodus yra tas, kad nereikia atlikti papildomos priežiūros. Su priemone SINAK S-102 - visi darbai atliekami per keletą valandų, papildoma priežiūra nereikalinga.

Membraną sukuriančios medžiagos. Taikant ši metodą, betono paviršius yra nupurškiamas specialiomis medžiagomis, kuriose yra dervų, vaško arba gumos. Išgaravus tirpikliui, betono paviršius pasidengia plona plėvele, kuri užkerta kelią drėgmės garavimui. Pagrindinis šio metodo minusas yra susiformavusi plievelė, prie kuriuos nelimpa kitos apdailos, remonto, impregnavimo medžiagos.

Membranos nesukuriančios medžiagos. Taikant ši metodą, betono paviršius yra nupurškiamas specialiomis medžiagomis (pvz. Tokios medžiagos sukuria drėgmei nepralaidžią kapiliarinę struktūrą betono viduje ir greitai sustabdo drėgmės garavimą. Apdorojus betoną tokia medžiaga - jos pašalinti yra neįmanoma. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų metodų yra susidariusi plėvelė ant betono paviršiaus. Membranos nekuriančios medžiagos apsauginį barjerą sukuria pačiame betono viduje. Jei plėvelė yra suformuota ant betono paviršiaus, tai prieš klojant kitas medžiagas ją reikia pašalinti (šlifuoti, smėliuoti, gremžti ar nuplauti). Dėl to kyla statybos darbų sąnaudos bei ilgėja laikas. Be to, reikia papildomos įrangos ir medžiagų.

Esant optimaliam vandens ir cemento santykiui (apie 0,5) - kietėjančio betono priežiūra turi būti atliekama bent 14 parų. Tai reiškia, kad pasirinkus bet kurį kietėjančio betono priežiūros būdą vandeniu, procesas turės būti vykdomas ir prižiūrimas bent 14 dienų. Dėl to išauga statybos darbų trukmė bei sąnaudos.

Jei kietėjimo metu betonui leidžiama per anksti išdžiūti ar drėgmės kiekis yra nepakankamas (mažiau negu 80% santykinės drėgmės) - hidratacijos reakcija nutrūksta. Dalis cemento lieka nesureagavusio ir betonas nepasiekia optimalių savybių.

Betono priedai ir jų svarba

Betono savybėms pagerinti naudojami įvairūs priedai. Plastifikuojantieji priedai (plastikliai, superplastikliai) yra plačiausiai naudojami. Jais pagerinamas mišinio klojimas, padidinamas betono stiprumas arba sutaupoma cemento. Plastikliai ir superplastikliai yra paviršius aktyvinantys priedai, kurie sumažina trintį tarp betono mišinio komponentų. Plastikliai sumažina vandens kiekį ne mažiau kaip 5 %, superplastikliai - ne mažiau kaip 12 %. Jie padeda gauti lakius ir sklidžius betono mišinius, aukšto stiprumo, pakankamai tankų, atsparų šalčiui ir nelaidų vandeniui betoną.

Orą įtraukiantys (įsiurbiantys) priedai naudojami norint pagaminti padidinto atsparumo šalčiui betoną. Šie priedai dažnai pasižymi mišinį plastifikuojančiu veikimu.

Pluoštu armuotas betonas ir pasirinkimas

Pluoštu armuotas betonas įsitvirtino rinkoje dėl daugelio pranašumų. Vienas svarbiausių - pluoštas betoną daro kur kas atsparesnį skilinėjimui. Pluošto armatūra statybinėse medžiagose naudojama šimtus metų, nes ji didina energijos sugerties ir atsparumo ugniai rodiklius, mažina dėl susitraukimo atsirandančių įtrūkimų susidarymą ir jų plotį.

Šiuo metu pasiekimai leido atverti daugiau galimybių ir sustiprinti naudingąsias betono savybes. Naujos pluoštinės medžiagos taip pat vis dažniau pakeičia tradicinius pluoštus, pvz., plieną ir stiklą. „SikaFiber® Technology“ yra šių pokyčių priešakyje.

Kaip parinkti tinkamus pluoštus: Kad betonas įgytų būtinų konkrečiam objektui ar statiniui savybių, reikia žinoti, kokius pluoštus naudoti. Tinkamai parinkus pluoštus, betonas mažiau trūkinės dėl traukimosi jam kietėjant; bus išgaunamas geresnis šviežiai išlieto betono sukibimas. Pluoštai leis pasiekti ir aukštesnių lenkimo bei šlyties stiprių; bus geresni apkrovos ir plastiškumo rodikliai; didės atsparumas dilimui bei ugniai. Tinkamai parinkti pluoštai betoną apsaugos nuo nepageidautino užšalimo-atšilimo ciklų poveikio.

Išskirtiniai poreikiai reikalauja atitinkamų pluošto medžiagų bei formų. Pavyzdžiui, ypač stipriam betonui (YSB) reikalingi trumpi pluoštai, turintys aukštą E modulio reikšmę. „Sika“ tiekia visas šias ir kitas ypatingas pluoštų rūšis ir jų derinius.

„SikaFiber“ pavyzdys

„SikaFiber® Force-60“ (60×0,8 mm) pluoštas pakeičia metalinę fibrą, perimdamas tempimo įtempius. Produktą rekomenduojama naudoti įrengiant pramonines grindis, ypač tokia, kurios eksploatuojamos agresyviomis sąlygomis (XA, XF). Kad betonas atitiktų EN 14889-2 standartą, būtinas dozavimas - 3,5-5kg/kub. metrui. „SikaFiber® Force-60“ tinkamas naudoti dirbant su purškiamu betonu ir „In Situ“ lietu betonu.

„SikaFiber® Force-60“ verta rinktis esant dideliems įtrūkimams. Tarp rinkai pristatomos produktų grupės „SikaFiber“ produktų yra „Crackstop“ (6 mm ir 12 mm) bei „SikaFiber® Force-60“ (60×0,8 mm). Net palyginus nedidelis kiekis (0,6 kg/kub. m) „Crackstop“ pluošto, kurio plaukelių ilgis - 6 arba 12 mm, sumažina ankstyvąjį - plastinį betono susitraukimą. Toks betonas atitinka EN 14889-2 standartą.

Pagrindiniai „SikaFiber® Force-60“ naudojimo būdai:

• Purškiamasis betonas gruntui stabilizuoti, atliekant tunelių ir kasybos darbus;
• Purškiamasis betonas uolienoms ir gruntui stabilizuoti;
• Laikinai stabilizuojantis purškiamasis betonas;
• Naudojamas vietoj armavimo plieno, dirbant su purškiamuoju betonu;
• Pamatų betono plokštės / pramoninės grindys ant grunto;
• Pamatai su pluoštu armuotu betonu;
• Naudojamas dirbant su betonu, ypač - su dideliu atsparumu dilimui pasižyminčiais paviršiais.

Naudojant „SikaFiber® Force-60“, galima ženkliai padidinti purškiamojo betono energijos sugertį; užpildyti įvairaus dydžio įtrūkimus. Dėl didelio cheminio atsparumo didėja betono ilgaamžiškumas, nerūdija paviršiai.

Betono estetinės galimybės ir fasadų sprendimai

Pradžioje esanti skysta būsena suteikia beveik neribotas galimybes formuoti ir išgauti norimą tekstūrą iki galutinio medžiagos sukietėjimo. Tradiciškiausias ir seniausiais praktikuojamas betono liejimas statybos vietoje, rangovui pačiam pasigaminant klojinius. Šis būdas dažniau taikytinas nedidelės apimties projektams, pastato fragmentams. Mano nuomone, šis betonavimo būdas yra tinkamiausias norint išgauti natūralų, gyvą lentų klojinių raštą.

Matricomis vadinami įvairiausių raštų ir tekstūrų įdėklai, pagaminti iš elastingos medžiagos, skirti betono paviršiaus formai išlieti. Jie paprastai naudojami betono liejimui statybos aikštelėje ar gaminant surenkamus gaminius, kurie iš anksto paruošiami gelžbetonio gaminius gaminančiose įmonėse. Viršuje nuotraukose pavaizduoti pastatai suprojektuoti ir įgyvendinti naudojant Reckli firmos gaminamas matricas, tačiau yra ir kitų gamintojų. Įdomu tai, kad vieną užsakytą ir nusipirktą matricą galima naudoti iki 50 kartų. Skirtingo rašto įdėklo šiek tiek skiriasi ir gabaritai, kurie vidutiniškai siekia apie 20 kvadratinių metrų. Kvadratinio metro kaina apie 200 eurų.

Nuotraukų graviravimo formų įdėklai gali paversti fasadą nuotrauka. Kompiuteryje originalios nuotraukos konvertuojamos į CNC frezavimo įrankį. Priklausomai nuo motyvo rezoliucijos, formuojamasis paviršius graviruojamas ir sukuria gražią grubią fasado paviršiaus struktūrą. Saulės šviesa sukuria įvairius efektus: statmenos šviesos spinduliai paverčia vaizdą nepastebimu.

Mane, kaip architektę, namų projektavimo metu dažnai domina ilgo formato plytos, kurių nestandartinių matmenų dėka galima sukurti ypatingą horizontalią fasado liniją. Nustebau atradusi išskirtinai ilgo formato betonines plytas, kurių spalvos išgaunamos naudojant tik natūralius mineralus. Šių plytų matmenys 595/95/40 mm, o standartinės spalvos keturios: pilka su šešėliu, juoda, balta ir žalsva. Panašią, bet grubesnę fasado estetiką galima gauti statybai panaudojus UAB„Akmendailos“ gaminamas skelto betono plytas, kurių spalvinis pasirinkimas labai platus.

Lengvojo betono privalumai ir trūkumai

• Svoris: Žymiai mažesnis svoris leidžia sumažinti konstrukcijos apkrovą, palengvina transportavimą ir montavimą.
• Šilumos ir garso izoliacija: Geresnės izoliacinės savybės padeda sutaupyti energijos šildymui ir sukurti komfortiškesnę aplinką.
• Ekonomiškumas: Nors pati medžiaga gali būti brangesnė, mažesnės transportavimo, montavimo ir energijos sąnaudų dėka bendra projekto kaina gali būti mažesnė.
• Universalumas: Gali būti naudojamas įvairiose srityse, nuo stogų iki pamatų ir net plaukiojančių konstrukcijų.
• Lengvas naudojimas: Savarankiškai išsilyginančios savybės palengvina darbą ir taupo laiką.

Vis dėlto svarbu atkreipti dėmesį, kad lengvasis betonas paprastai turi mažesnį atsparumą gniuždymui nei tradicinis betonas, todėl jo naudojimas laikančiose konstrukcijose turi būti kruopščiai apsvarstytas ir apskaičiuotas.

Komerciniai sprendimai ir gamintojai

Bendrovės „Nanoterma“ siūlomas „Styronit SAP 550“ yra mažo struktūrinio svorio betono mišinys, skirtas šiluminei ir garso izoliacijai. Jis yra termoizoliacinis ir atsparus karščiui, tinkamas ventiliuojamiems ir plokštiems stogams, grindims, balkonams ir terasoms prieš apdailą.

Apie kompaniją „Sika AG®“, įsikūrusi Ciuriche, Šveicarijoje, yra pasaulinė specializuotų cheminių medžiagų gamybos kompanija. „Sika“ cheminius komponentus gamina pastatų ir statybos pramonei; gamina automobilių, autobusų, sunkvežimių, geležinkelių, alternatyvių energijos šaltinių, statybos komponentus. „Sika®“ yra medžiagų, naudojamų sandarinant, klijuojant, slopinant, lyderis; „Sika®“ medžiagos patikimai stiprina ir apsaugo laikančiąsias konstrukcijas.

„Sika®“ produktų liniją sudaro aukštos kokybės betono, cemento priedai, specialūs skiediniai, hermetikai ir klijai, komponentai, skirti stiprinti medžiagas, konstrukcijos sistemas, pramoninių grindų komponentai; taip pat stogų ir hidroizoliacinių sistemų komponentai. „Sika®“ atstovaujama daugiau kaip 100 šalių ir turi daugiau nei 20 tūkst. darbuotojų. „Sika®“ 2018 m. pardavimai siekė 7,09 mlrd. Šveicarijos frankų.

tags: #greitai #dziustantis #betonas