Beton

Betoniarka dwuosiowa z napędem na tylną oś

Pompa do betonu

Beton - jeden z najbardziej powszechnych materiałów budowlanych we współczesnym budownictwie.

Spis treści

[edytuj] Historia

Określany również jako sztuczny kamień, wynaleziony i używany w budownictwie najpierw w Asyrii, potem starożytnego Rzymu, później w wiekach średnich zapomniany. W starożytności używano mieszaninę piasku i drobnych kamieni z zaprawą wapienną do łączenia kamieni w murze i sklepieniach. Dodatek popiołu wulkanicznego czynił rzymski beton wodoodpornym. W okolicach odległych od wulkanów wykorzystywano zużyte drobno zmielone dachówki.

W gotyku stosowano mieszaninę zaprawy wapiennej z bardzo drobnym piaskiem do wykonywania odlewów powtarzalnych elementów dekoracyjnych.

W XIX w. (po wynalezieniu cementu portlandzkiego) upowszechnił się materiał budowlany zwany betonem.

[edytuj] Uzyskiwanie

Beton (zwykły) powstaje w wyniku wiązania i stwardnienia mieszanki betonowej. Mieszanka betonowa to mieszanina spoiwa (cement), kruszywa, wody i ewentualnych dodatków (powyżej 5% w stosunku do masy spoiwa) i domieszek (poniżej 5% w stosunku do masy spoiwa).

Kruszywa mogą być naturalne: grube (żwir), drobne (piasek o frakcjach do 2 mm) lub sztuczne (np. keramzyt). Dodatki i domieszki poprawiają właściwości mieszanek betonowych i betonów, np. zwiększają urabialność, opóźniają proces wiązania, zwiększają mrozoodporność, wodoszczelność itd.

Nie wolno stosować wody morskiej (zasolonej), mineralnej i zanieczyszczonej (np. ściekowej, rzecznej). Bez wykonywania badań można stosować wodę wodociągową.

Skład mieszanki betonowej dobiera się na podstawie analiz laboratoryjnych i obliczeń (receptura betonu), tak aby otrzymać beton o oczekiwanej wytrzymałości, odporności na działanie czynników zewnętrznych (np. o odpowiedniej ścieralności, wodoszczelności, kwasoodporności, żaroodporności, izolacyjności cieplnej).

[edytuj] Rodzaje betonu

[edytuj] Ze względu na ciężar objętościowy

beton ciężki - o ciężarze objętościowym większym niż 2 600 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem specjalnych kruszyw (np. barytowych), stosowane jako osłony biologiczne dla osłabienia promieniowania jonizującego
beton zwykły:
- o ciężarze objętościowym od 2 200 - 2 600 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem kruszyw naturalnych i łamanych (piasek + żwir lub piasek + np. kamień bazaltowy) stosowane do wykonywania elementów konstrukcyjnych betonowych i żelbetowych.
- o ciężarze objętościowym od 1 800 - 2 200 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem kruszyw porowatych (np. keramzyt) - do wykonywania elementów o podwyższonej izolacyjności cieplnej np. ścian osłonowych, pustaków ściennych i stropowych
beton lekki - o ciężarze objętościowym do 1 800 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem lekkich kruszyw oraz betony komórkowe. Betony komórkowe wytwarza się z cementu, piasku, wody i środka pianotwórczego. Betony lekkie stosuje się do wykonywania elementów ściennych i stropowych średniowymiarowych (płyty ścienne i stropowe) i drobnowymiarowych (np. bloczki ścienne, prefabrykowane nadproża).

[edytuj] Ze względu na sposób zagęszczania i wbudowania

[edytuj] Ze względu na właściwości

betony jastrychowe
betony polimerowe - zamiast spoiwa cementowego zawierają polimery; betony cementowo - polimerowe - zawierają spoiwa cementowe z dodatkiem polimerów, stosowane w sytuacjach, gdy konieczne jest uzyskanie w krótkim czasie betonu o wysokiej wytrzymałości i niskiej kurczliwości podczas wiązania.
fibrobetony - oprócz kruszyw naturalnych zawierają włókna stalowe, szklane lub syntetyczne, stosowane jako betony do wykonywania np. posadzek przemysłowych.
żużlobetony - z dodatkiem rozdrobnionego żużlu do kruszywa
asfaltobetony - bez cementu i wody, zawierają asfalt, mączkę mineralną, piasek, grysy kamienne i żwir - stosowany do wykonywania nawierzchni drogowych.
beton komórkowy - o wysokiej porowatości
beton autoklawizowany (ACC) - poddany obróbce cieplnej w środowisku pary wodnej

[edytuj] Najnowsze kierunki rozwoju

beton wysokowytrzymały
beton ultra-wysokowytrzymały
beton przeźroczysty
beton papierowy
beton z pianki szklanej
beton samoczyszczący
beton geopolimerowy
beton ekspansywny
beton samozagęszczalny

[edytuj] Wytrzymałość

Ważną cechą betonu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Gwarantowaną wartość wytrzymałości określa klasa betonu.

Wraz z wejściem do Unii Europejskiej i dostosowywaniem polskich przepisów do unijnych, została wprowadzona nowa norma (PN-EN 206-1) określająca wytrzymałość betonów zwykłych i ciężkich symbolem C../.. (np. C20/25 oznacza beton o minimalnej wytrzymałości charakterystycznej oznaczonej na próbkach walcowych wynoszącej 20 MPa i minimalnej wartości wytrzymałości charakterystycznej (wytrzymałość charakterystyczna to wartość osiągana przez minimum 95% próbek danej partii, równoznaczne jest to z 5% przedziałem ufności) oznaczonej na próbkach sześciennych wynoszącej 25 MPa). Dla betonów lekkich ta sama norma wprowadza oznaczenie symbolem LC../.. (np. LC20/22).

klasa wytrzymałości dla betonu zwykłego
Klasa nadzoru	Klasa betonu	wytrzymałość charakterystyczna walca na ściskanie $f c k$ (MPa)	wytrzymałość charakterystyczna kostki na ściskanie $f c k$ (MPa)	średnia gwarantowana wytrzymałość na rozciąganie(MPa)
1	C8/10	8	-	-
	C12/15	12	15	1,6
	C16/20	16	20	1,9
	C20/25	20	25	2,2
	C25/30	25	30	2,6
2	C30/37	30	37	2,9
	C35/45	35	45	3,2
	C40/50	40	50	3,5
	C45/55	45	55	3,8
	C50/60	50	60	4,1
3	C55/67	55	67	4,2
	C60/75	60	75	4,4
	C70/85	70	85	4,6
	C80/95	80	95	4,8
	C90/105	90	105	5,0
	C100/115	100	115	5,2

Jeszcze spotykane są oznaczenia betonu zgodne z nieaktualną i nieobowiązującą normą. Według już nieaktualnej normy, stosowano oznaczenia - np. beton B 20 - to beton o gwarantowanej wytrzymałości 20 MPa. Norma PN-B-03264:2002 została w 2004 r. uzupełniona poprawką, zgodnie z którą np. beton oznaczony jako B-20 jest odpowiednikiem betonu klasy C16/20 (nie zupełnie ponieważ B20 oznacza gwarantowaną wytrzymałość 20MPa, a taką zapewnia C20/25).

[edytuj] Wodoszczelność

Wodoszczelność betonu jest to zdolność betonu do przeciwstawiania się przepływowi wody będącej pod ciśnieniem. Oznacza się ją stopniami wodoszczelności:W-2, W-4, W-6, W-8, itd, oznaczającymi 10-krotną wielkość ciśnienia wody w MPa, przy którym woda przenika w ilości dopuszczalnej podczas normowego badania tzw. badania przepuszczalności wody.