Raskebetoon (0)

Raskebetoon
Betooniks nimetatakse tehiskivimaterjali, mis saadetakse mingi sideaine , vee ja täitematerjali segu kivistumisel. Sideaine ja vesi on aktiivsed koostisosad. Nad tekitavad tehiskivi, mis liidab täitemtaerjalide terad kokku. Täitematerjalid on harilikult inertsed ; nad ei reageeri vee ega sideainega. Täitematerjalidena kasutatakse lihtsaid ja suhteliselt odavaid materjale (liiv, killustik , kruus jne) ja nad moodustavad kogu betooni mahust 80...90%.
Mahumassi järgi jagatakse betoonid ülirasketeks (mahumass _> 2500 kg/m3), rasketeks (1800...2500 kg/m3), kergeteks (500...1800 kg/m3) ja ülikergeteks _Tugevuse järgi jagatakse betoonid tugevusklassidesse. Tugevusklass näitab betooni survetugevust N/mm2 peale 28 päevast kivistumist normaaltingimustes. Eestis on praegu kasutusel erinevaid tugevusklasse.
SniPi järgi on tugevusklassi tähiseks B3,5...B60 ja see arv näitab betooni garanteeritud survetugevust N/mm2. EPNi järgi tähistatakse tugevusklassid C12/15...C50/60; väiksem arv näitab silindrilise ja suurem kuubikujulise proovikeha garanteeritud survetugevust. Mõnevõrra kasutatakse meil ka Soome tugevusklasse: K10...K80; siin näitab arv betooni keskmist survetugevust. Vana betooni tugevuse näitaja oli betooni mark: M50...M800, mis näitas betooni keskmist survetugevust kg/cm2. Harvem klassifitseeritakse betoone ka tõmbe- või paindetugevuse järgi.
Külmakindluse järgi jaotuvad betoonid külmakindlusemarkidesse (F50...F500). Arv margi tähises näitab külmutustsüklite arvu, mille juures betooni tugevus ei lange üle 15%.
Veepidavuse järgi jagunevad betoonid veepidavusmarkidesse (W2...W20), kusjuures arv näitab, millise rõhu juures (N/mm2) vesi imbub standardse katse korral proovikehast läbi.
Sideaine järgi jagunevad betoonid tsement -, asfalt-, kips-, põlevkivituhk- jne betooniks.
Täitematerjali järgi liigitades on tähtsamad betoonid: killustik-, kruus-, räbu-, keramsiit-, saepuru jne betoon .
Struktuuri järgi on tihebetoon, korebetoon ja mullbetoon , viimane jaguneb veel vaht - ja gaasbetooniks
Otstarbe järgi jagunevad betoonid konstruktsiooni-, soojaisolatsiooni-, tee-ehituse-, hüdrotehniliseks-, tulekindlaks-, kiirgustihedaks-, happekindlaks- jne betooniks.
Raskebetooni koostismaterjalid
Raskebetoon koosneb sideainest, veest, peentäitematerjalist (liiv), jämetäitematerjalist (killustik või kruus) ja lisanditest, kusjuures lisandeid ei tarvitse betoonis alati olla. Raskebetoon on kõige levinum betooni liik. Seepärast nimetatakse teda ka lihtsalt betooniks.
Sideainena kasutatakse harilikku portlandtsementi, põlevkivitsementi või mõnd muud tsemendi eriliiki.Tsemendi omadusi kasutatakse kõige ratsionaalsemalt siis, kui tsemendi tugevus ületab soovitud betooni tugevuse 2...2,5 kordselt.
Liiv on raskebetooni peentäitematerjaliks. Kõige paremini sobiks selleks krobeliste teradega mäeliiv. Tsement nakkub nende tarade külge hästi. Eesti liivad kuuluvad valdavalt uht-või moreenliivade liiki ja need on siledamate teradega. Liiva kõlblikkuse üle otsustatakse tema kahjulike lisandite sisalduse järgi.
Kahjulikeks lisanditeks betooni liivas võivad olla:

• vilk esineb liivas õhukeste liistakutena; tsement nakkub nendega halvasti ja nõrgestab sellega betooni; vilku ei tohi liivas olla üle 0,5%.
  
• väävliühendid tekitavad tsemendi korrosiooni; nende sisaldus ei tohi olla üle 1%.
  
• savi, muda ja tolm kahjustavad betooni sellega, et nad ümbritsevad liivateri tolmukihiga ja takistavad naket tsemendiga; nende osakeste sisaldus ei tohi olla üle 5%.
  
• orgaanilised ühendid tekitavad tsemendi korrosiooni ja nende sisaldus ei tohi ületada üle lubatud piiri, mida kontrollitakse sel teel, et katseklaasi asetatud liiv segatakse suure hulga 3%-se NaOH vesilahusega ja lastakse seista 24tundi. Lahus värvub kollakaks. Mida rohkem on liivas orgaanilisi ühendeid, seda tumedamaks ta läheb. Lahus ei tohi minna etalonist tumedamaks.
  

Heas betooniliivas peab olema igasuguse jämedusega teri , vahemikus 0,125...4,0 mm, või 014...5,0 mm. Mida mitmekesisema jämedusega on liiv, seda tihedam ta on ja seda vähem kulub betoonile jtsementi. Tiheda betooni saamiseks on vaja tsementi nii palju, et ta täidaks kõik liivaterade vahelised tühemed ja kataks kõik liivaterad õhukese tsemendi kihiga.
Mõnikord kasutatakse betooni valmistamisel ka killustiku tootmise jäägina saadavat tehisliiva. Hästi sobib selleks graniitliiv, halvem on paeliiv.
Killustik on peamine raskebetooni jämetäitematerjal. Killustiku terad on krobelise pinnaga ja tsement nakkub nendega hästi. Eestis kasutatakse kõige sagedamini lubjakivikillustikku, harvem graniit - või dolomiitkillustikku.
Kruusa terad on killustiku omadest siledamad ja tsement nakkub nendega halvemini. Seetõttu on kruusbetoon veidi nõrgem. Ümmargustest teradest veel halvemad on lestjad ja nõeljad terad, s.o terad, millede max mõõt on min. Mõõdust üle 3 korra suurem. Selliseid teri ei tohi olla üle 15%.
Eestis kasutatakse kruus betooni valmistamisel vähe, kuna meie kruusad ei ole selleks kuigi sobivad, need sisaldavad vähe keskmise jämedusega teri. Kruusa purustamine parandab tunduvalt tema omadusi.
Betooni vesi peab olema puhas. Kahjulikeks lisandideks vees võivad olla sulfaadid , happed , rasvad , õlid, suhkur, väetised jne. Kui betooni valmistamisel kasutatakse harilikku joogivett, siis vee kavluteeti ei kontrollita. Tundmatu vee kasutamisel tuleb seda aga teha. Merevett võib betoonis kasutada, kui tema soolade sisaldus ei ole üle 2%. Raudbetoonis merevett kasutada ei tohi. Ka betooni kastmiseks tuleb kasutada puhast vett.
Betooni tugevus on on raske betooni tähtsaim omadus ja seda kontrollitakse kuubi- või silindrikujuliste proovikehadega peale 28 päevast kivistumist normaaltingimustes.
Raskebetooni füüsikalised omadused
Raskebtooni mahumass on 2000...2500 kg/m3, poorus 3...15%, veeimavus 2...8%. Õhus kivistumisel betoon pisut kahaneb. Betooni joonkahanemistegur on ca 0,00001. Betooni korrosioonikindlus sõltub peamiselt tsemendi ja vähem täitematerjalide omadustest. Betooni loetakse tuepüsivaks materjaliks , kuid tuleb arvestada, et kõrges temperatuuris tema tugevus langeb; nt 250ºC juures tugevus langeb ca 25%. Raskebetooni soojaerijuhtivus on 1,4...1,8 W/mºC.
Raskebetooni kasutatakse kõige rohkem kandekonstruktsioonides. Veel kasutatakse teda teekattematerjalina, põrandateks, mitmesuguste torude valmistamiseks, hüdrotehnilistes ehitistes jne.
Raskebetooni eriliigid
Teebetoonile esitatakse kõrgemaid nõudeid kui tavalisele raskebetoonile. Ta peab olema küllalt tugev, kulumiskindel ja ilmastikukindel (külmakindel). Teebetooni kasutatakse autoteede ja lennuväljade katteks. Asfaltbetoonist on ta vastupidavam.
Tsemendina kasutatakse harilikku-, hüdrofoobset- või plastifitseeritud portlandtsementi, tugevusklassiga vähemalt 42,5.
Täitematerjalidele esitatavad nõuded on üldjoontes samad, mis tavalise raskebetooni puhul. Graniitkillustiku survetugevus peab olema vähemalt 80 ja paekillustikul vähemalt 60 N/mm2. Killustikul kontrollitakse veel kuluvust riiultrumlis ja see ei tohi ületada 45%. Nõutav betooni tugevusklass ja külmakindlus sõltuvad tema kasutusalast (kas teekatte pealiskihiks või aluskihiks, kas ühe- või kahekihiliseks teekatteks).
Sageli lisatatkse teebetoonile orgaanilisi pindaktiivseid lisandeid, mis annavad suurema plastsuse ja see võimaldab vähendada vee hulka segus. Saame tihedama betooni.
Hüdrotehniline betoon on mõeldud selliste konstruktsioonide ehitamiseks, mis puutuvad pidevalt kokku veega. See betoon peab olema veetihedam, ilmastikukindlam ja väiksema soojaeritusega. Väiksem soojaeritus on vajalik seepärast, et hüdrotehnilised ehitised on sageli väga massiivsed ja konstruktsiooni sisemuses võib kivistumise ajal temperatuur tõusta liiga kõrgele. Intensiivne vee aurustumine võib põhjustada konstruktsioonis pragusid.
Hüdrotehnilised betoonid jagunevad veepidavusmarkidesse. Suurema veetiheduse saavutamiseks valitakse täitematerjalide lõimis väga hoolikalt ja veesisaldust betoonis tuleb vähendada.
Hüdrotehnilisebetooni norm tugevust võib määrata mitmel vanusel (28, 90 või 180 päeva järel).
Kuumakindlat betooni kasutatakse kohtades, kus temperatuur on pikka aega üle 200ºC. Kuumakindla betooni täitematerjaliks võib olla samott -killustik, kõrgahju-räbu, andesiit, basalt jne. Kuumakindlas betoonis kasutatakse peale peen- ja jämetäitematerjali veel mikrotäiteainet ( peenike mineraalpulber). Tsemendina kasutatakse portland -, räbu- või aluminaat-tsementi.
Happekindel betoon talub enamikke happeid ja kasutatakse seda mitmesuguste keemiatööstuste konstruktsioonide ehitamisel . Tugevus eriti suur ei ole. Happekindel betoon kivistub ainult soojas ja kuivas keskkonnas. Kivistumise ajal teda kasta ei või. Happekindla betooni sideaineks on vesikolaas koos happekindla mikrotäitega. Mikrotäiteks on kvartsliiv ja naatrium -silikofluoriid, peentäiteks kvartsliiv ja jämetäiteks happekindel killustik (andesiit, diabaas, graniit jne).
Kiirgustihe betoon peab tõkestama radioaktiivse kiirguse levikut. Betooni kiirgust-tõkestav toime on seda parem, mida raskem ta on ja mida rohkem ta sisaldab vesinikku. Suurema vesinikusisalduse saavutamiseks lisatakse betoonile vettsiduvaid aineid (hüdraulilised lisandid, kips jne). Vesiniku kerged tuumad tõkestavad neutronite levikut. Betooni mahumass sõltub peamiselt täitematerjalist. Kiirgustiheda betooni puhul peab see olema võimalikult raske ( rauamaagi killustik, malmhaavlid, metallide töötlemise jäägid jne). Selliste täitematerjalidega võib saada betooni, mille mahumass on 3000...5000 kg/m3.
Polümeer-tsementbetoonis on kaks sideainet: mineraalne (tsement) ja orgaaniline (polümeer). Polümeerse aine võib betooni viia kolmel viisil: polümeeri vesiemulsioonina, lahustatud vaiguna või kivistunud betooni immutamisel vedelate polümeeridega. Polümeer ( vaik ) mõjub liimina, on seega betoonis lisa-sideaineks ja tõstab tunduvalt betooni tugevust. Selliste betoonide survetugevus võib ületada 100 N/mm2.
Polümeerbetoon on vedela vaigu ja mineraalse täiteaine tahkestunud segu. Vaigu tahkestumine saadakse betooni termilise töötlemisega 120...160ºC juures. Need betoonid on suure keemilise püsivusega ja kasutatakse neid keemiliselt agressiivses keskkonnas. Polümeerbetoonide survetugevus on 50...100 N/mm2.