Raudbetoon, mördid (1)

8. RAUDBETOON 8.1. PÕHIMÕISTEID RAUDBETOONIST Raudbetoon on liitmaterjal ( komposiit -materjal), mis koosneb betoonist ja terasest . Betoon võtab vastu peamiselt survejõude ja teras tõmbejõude.
JOONIS 8.1.1. Raudbetoontala töötamise põhimõte: a- sarruseta betoontala, mis puruneb tõmbejõudude mõjul, b- raudbetoontala, milles tõmbejõud võtab vastu sarrus . Betooni ja terase kooskasutamist soodustavad järgmised asjaolud: *betoon töötab hästi survele ja teras tõmbele, *betoon nakkub küllalt hästi terase külge, *betoonil ja terasel on peaaegu võrdsed joonpaisumise tegurid, *betoon kaitseb terast küllalt tõhusalt korrosiooni eest, *tulekahju korral kaitseb betoon terast mõningal määral ülekuumenemise eest. Valmistamise viisi järgi jaguneb raudbetoon monoliitseks ja monteeritavateks. Monoliitne raudbetoon valatakse ehitusel sinna, kuhu ta lõplikult jääb. Selleks valmistatakse vastav raketis , mis peale betooni kivistumist lammutatakse. Monteeritav raudbetoon valatakse ja kivistatakse kusagil mujal (tehases) ja alles peale betooni kivistumist monteeritakse kohale. Raudbetoonkonstruktsioone võib sarrustada üksikvarrastega, tasapinnaliste võrkudega või ruumiliste karkassidega. Võrgud ja karkassid on kokku keevitatud või traadiga seotud.
JOONIS 8.1.2. a- posti sarruskarkass, b- plaadi võrksarrus.
Sarrustamise viisi järgi jagunevad raudbetoonkonstruktsioonid kahte liiki: tavaline raudbetoon ja pingebetoon. Pingebetoonis on sarrus juba enne väliskoormise rakendamist pinge all (välja venitatud). Sarruse pingestamine vähendab konstruktsioonide deformatsioone ja väldib pragude tekkimist.
8.2. RAUDBETOONI OMADUSED *Raudbetoon koosneb 80-90% ulatuses lihtsatest ja suhteliselt odavatest materjalidest (liiv, killustik , vesi). *Raudbetoon ei põle, ei kõdune ega korrodeeru. Seetõttu on ta võrdlemisi püsiv materjal, ületades oma vanuse poolest puit- ja metallkonstruktsioone. *Raudbetoonist on võimalik valmistada väga erineva kuju ja mõõtmetega konstruktsioone. *Raudbetoonkonstruktsioonid on tugevad, ületades puit- ja kivikonstruktsioonide tugevust. *Raudbetooni puudusteks on tema suur kaal ja suhteline haprus (puidu ja metalliga võrreldes). Monteeritaval raudbetoonil on monoliitse ees järgmised eelised: *ehituskestvus lüheneb betooni kivistumise aja arvelt, *tööde kvaliteet tehases on enamasti kõrgem kui ehitusplatsil, *materjali kulu raketiste tegemiseks väheneb (tehases kasutatakse korduvkasutatavaid vorme), *monteeritavatele detilidele saab anda ökonoomsemat kuju (õõnespaneel, ribipaneel jne),
1 *talvetingimused segavad ehitamist vähem, kuna betoneerimine ehitusplatsil jääb ära, *on võimalik kasutada efektiivsemaid sarruse liike (pingesarrus, kimpsarrus jne). Monteeritava raudbetooni puudusteks on: *monteeritavad elemendid piiravad võimalusi projekteerimisel, *monteeritavate detailide omavaheline ühendamine on mõnevõrra tülikas (ühendamine toimub monoliitimisega või keevitamisega), *esineb ühendusosade korrosiooni oht, *terase kulu on suurem tariraudade ja ühendusosade võrra.
8.3. RAUDBETOONTOODETE VALMISTAMINE Raudbetoontooteid tehakse kas kinnistes tsehhides või lahtistel platsidel. Kogu tootmisprotsess koosneb järgmistest põhitöödest: *toormaterjalide ( tsement , liiv, killustik, sarrus) vastuvõtt ja ladustamine , *sarruse valmistamine, * betoonisegu valmistamine, *toodete vormimine , *toodete kivistamine, *toodete vormist vabastamine, *tehniline kontroll ja toodete markeerimine, *valmistoodangu ladustamine. Tähtsamad raudbetoontoodete valmistamise moodused on järgmised. Agregaat -voolumeetodi puhul tõstetakse valmistatav toode (koos vormiga) ühelt opertsioonikohalt teisele kraana abil. Igas kohas peatub toode nii kaua, kui vastava töö sooritamiseks aega kulub. Peamisteks tehnoloogilisteks operatsioonideks agregaat-voolumeetodi puhul on: *vormi ettevalmistamine, *toote vormimine, *toote kivistamine, *toote vormist vabastamine, *toote ladustamine. Agregaat- voolumeetod on väga paindlik tootmisviis . Samas tsehhis saab toota erinevaid detaile, vahetades ainult vormi. Seetõttu on see meetod ka üks enamkasutatav. Konveier -voolumeetodi puhul liigub toode mööda konveierit kindla rütmi järgi. Tööoperatsioonid tulevad jagada nii, et nad võtaks ühepalju aega. Samal konveieril läbib toode ka aurutustunneli. Konveier on seadistatud ühe kindla toote valmistamiseks ja mõne teise toote jaoks ta alati ei sobi. Eestis see meetod kuigi levinud ei ole. Stendimeetod leiab kasutamist väga suurte ja raskete toodete valmistamisel (sageli lahtistel platsidel). Vorm (matriits) asub alaliselt ühel kohal. Vajalikud seadmed liiguvad vormi kohal. Ka toote kivistamine toimub samas. Selleks asetatakse tootele peale aurutuskate, mille alla juhitakse aur. Pärast kivistumist tõstetakse toode vormist välja. Nii on vaja toodet tõsta ainult üks kord. Kassettmeetod leiab kasutamist peamiselt plaadikujuliste õõnteta detailide valmistamisel. Tooted valatakse serviti asendis, mitu tükki kõrvuti. Kassettvormi külge on monteeritud vibraatorid, millede töötamisel betoon tiheneb. Vormide ümber on aurukarp, kuhu juhitakse aur. Kassettvorm asub ühel kohal. Ekstruuder-meetodi puhul surutakse betoon välja detaili ristlõikele vastava kujuga avast.
2 Ekstruuder (tigupress) ise taganeb ja laotab väljasurutud betooni pikale metallplaadile kuni 200m pikkuse ribana. Plaat on alt soojendatav ja vormitud tootele tõmmatakse peale soojust isoleeriv kate. Peale betooni kivistumist saetakse toode vajaliku pikkusega juppideks. Eestis toodetakse selle meetodiga vahelae -õõnespaneele.
8.4. SARRUSE VALMISTAMINE Sarruse valmistamisel esinevad järgmised tähtsamad tööd: *laomajandusega seotud tööd, *sarruse õgvendamine ehk sirgendamine (keraterase puhul) spetsiaalsel õgvenduspingil, *sarruse lõikamine projektis ettenähtud pikkuse järgi, mehaaniliste kääride abil, *sarruse painutamine projektis ettenähtud kuju järgi painutuspingil, *sarrusvarraste omavaheline ühendamine võrkudeks või karkassideks. Lisaoperatsioonidena võivad lisanduda veel sarruse puhastamine ja jätkamine. Puhastamist vajab sarrus siis kui ta on roostetanud, porine, õline jne. Puhastamine toimub pöörlevate traatharjade abil. Sarrusvardaid jätkatakse tavaliselt põkk-keevitusega. Jätkamise vajadus võib esineda jämedamate sirgete sarrusvarraste puhul. Sarruse tsehhis tehakse veel pingevardaid, tõsteaasu, ühendusosi (tariraudu) jne.
8.5. VORMIDE ETTEVALMISTAMINE Vormi ettevalmistamisel tuleb ta puhastada külgekleepunud betoonist, kokku monteerida ja määrida. Vorme puhastatakse kas käsitsi või mehaaniliselt. Et detaile vormist kätte saada, selleks on vormid lahtivõetavad. Enne uue detaili valamist tuleb ta uuesti kokku monteerida ja vastavate sulguritega kinnitada. Vormi määrimine on vajalik selleks, et betoon ei kleepuks vormi külge. Määrded jagunevad õlimääreteks ja õlivabadeks määreteks. Õlimäärded (parafiinmääre, petrolaatmääre, naftamääre jne) ei segune betooniga, seepärast on nad efektiivsemad, kuid liiga paks määrdekiht võib detaili muuta õliseks. See raskendab detaili viimistlemist (viimistluskiht ei nakku õlisele pinnale). Õlivabad määrded (lubimääre, savimääre, seepmääre jne) segunevad betooniga kergemini, kuid ei muuda detaili õliseks. Määre kantakse vormi sisepinnale ühtlase õhukese kihina pihusti abil või võõpamise teel.
8.6. TOODETE VORMIMINE JA KIVISTAMINE Toote vormimise moodus sõltub kasutatavast tehnoloogiast ja detaili kujust. Kõige sagedamini tuleb toote vormimisel teha järgmisi tööoperatsioone: *vormi asetamine vibrolauale, *sarruskarkassi paigaldamine vormi, *betooni paigaldamine, *betooni tihendamine , *toote pealispinna silumine. Betoon valatakse vormi harilikult betoonilaoturi abil, mis kujutab endast vormi kohal liikuvat betoonipunkrit. Betooni tihendatakse peamiselt vibreerimisega. Voolumeetodi puhul asub vorm vibrolaual. Kassettvormidel on vibraatorid kinnitatud väljapoole vormi. Stendimeetodi puhul toimub tihendamine teisaldatavate vibraatoritega. Välisseinapaneelide vormimisel lisandub veel viimistlustöö (pesukrohv, pritskrohv, keraamilised plaadid jne).
3 8.7. TOODETE KIVISTAMINE Et kiirendada toote valmimist, selleks kiirendatakse betooni kivistumist aurutamise teel. Aurutamine toimub normaalrõhu juures, temperatuuril ca 80...900C. Detalide vormist väljavõtmise ajaks peab betoon olema saavutanud vähemalt 50...70% normtugevusest (sõltuvalt detaili massiivsusest). Aurutamise kestvus, sõltuvalt tsemendi liigist ja aurutamise reziimist, kõigub mõnest tunnist kuni ühe ööpäevani. Aurutatakse kas aurutuskambris, aurutustunnelis, aurutusvannis, aurutusvormis või aurutuskatte all. Mullbetoondetailide kivistamiseks kasutatakse sageli autoklaavimist. Aururõhk autoklaavis on 0,8...1,0MPa ja temperatuur 160...1800C. Mõnikord kasutatakse kivistumise kiirendamiseks ka elektrilist soojendamist. Kui kasutatakse kiirkivistuvat tsementi või aluminaat -tsementi siis mingit kivistumise kiirendamist vaja ei ole. Aluminaat-tsemendi puhul on aurutamine isegi keelatud, kuna tekiks liigne kuumenemine.
8.8. TÄHTSAMAD BETOON- JA RAUDBETOONDETAILIDE TÜÜBID Vundamendiplokid tehakse raskebetoonist. Lintvundamendid koosnevad kahest peamisest plokitüübist: taldmikuplokid ja keldriseinaplokid. Postvundamendid on kas astmelised või püramiidikujulised ja nendel on süvend samba otsa jaoks. Taldmikuplokid on harilikult sarrusega, keldriseinaplokid sarruseta.
JOONIS 8.8.1. Vundamendiplokid: a- lintvundamendi taldmikuplokk, b- keldriseinaplokk, c- postvundament.
Seinaplokid jagunevad suur- ja väikeplokkideks. Suurplokid tõstetakse kohale kraanaga, väikeplokid käsitsi. Seinte suurplokid tehakse mingist kergbetoonist (Eestis on neid tehtud kõige sagedamini mullsilikaltsiidist), tihedusega kuni 1200kg/m³ ja survetugevusega 2,5...10N/mm² (sillusplokid on märksa tugevamad). Suurplokkide paksus vastab seina paksusele; teised mõõdud on väga erinevad, sõltuvalt ploki tüübist.
JOONIS 8.8.2. Suurplokkide tüüpe: a- fragment plokkhoone fassaadist, b- reaplokk, c- nurgaplokk, d- akna alusplokk, e- sillusplokk.
Suurplokk- hooneid praegu Eestis ei ehitata, kuid olemasolevatest hoonetest moodustavad nad küllalt suure osa ja nende rekonstrueerimisega tuleb tegeleda. Väikeplokke tehakse raskebetoonist, mullbetoonist ( gaaskukermiit ) või poorse täiteainega kergbetoonist (keramsiitbetoonist). Väikeplokid võivad olla õõntega või ilma. Mõõdud võivad olla mitmesugused. Väikeplokke laotakse seina käsitsi, nagu suuri telliseid. Väikeplokke kasutatakse peamiselt 1...2 korruseliste hoonete ehitamisel . JOONIS 8.8.3. Väikeplokkide tüüpe: a- keramsiitplokk , b- sillusplokk, c- õõnes poolplokk, d- õõnesplokk.
4 Seinapaneelid moodustavad enamal juhul terve ruumi seina. Välisseinapaneelid tehakse kas ühe- või mitmekihilised. Eestis ehitatud paneelmajade välisseinad on enamuses kolmekihilistest paneelidest, kus kahe raudbetoonikihi vahel on soojaisolatsioonimaterjal. Ühekihilised välisseinapaneelid tehakse kergbetoonist või mullbetoonist. Sisemised kandeseinad tehakse ühekihilised raudbetoonist, paksusega 80...120mm. Mittekandvaid vaheseinu tehakse ka kipsbetoonpaneelidest.
JOONIS 8.8.4. Seinte suurpaneele: a- kolmekihiline välisseinapaneel (1- raudbetoon, 2- soojaisolatsioon , 3- fassaadi faktuurkiht), b- mullbetoonist karkasshoone paneel , c- vaheseina paneel.
Talad võivad olla mitmesuguse ristlõikega. Talad on kas tavalisest raudbetoonist või pingebetoonist. Raudbetoontalade ristlõige võib olla mitmesugune. Talad on varustatud tariraudadega, millede abil nad keevitatakse sammaste külge.
JOONIS 8.8.5. Raudbetoontalade ristlõikeid: a- ristkülikuline, b- L-kujuline, c ja d- T-kujulised, e- riivtala, f- topelt T-kujuline.
Kõige väiksemateks taladeks on sillustalad, millede laius vastab tellise mõõtudele (120 või 250mm), teised mõõdud on erinevad, sõltuvalt ava laiusest. Sillustalasid kasutatakse tellishoonete puhul ukse- ja aknaavade sildamiseks.. Sambad on ruudu-, ristküliku- või ringikujulise ristlõikega. Tööstushoonetes kasutatakse ka kahetüvelisi sambaid. Kuna sambad on mõeldud talade kandmiseks, siis peavad neil olema vastavad tugipinnad. Tugipindu võib olla üks või kaks, sõltuvalt samba asukohast hoones. Ühekordse hoone samba pikkuse määrab ära hoone kõrgus. Mitmekorruseliste hoonete sammaste pikkus on enamasti 2 korruse kõrgust, harvem ka ühe korruse kõrgus.
JOONIS 8.8.6. Raudbetoonsammaste geomeetrilisi kujusid .
Vahelaepaneelid on kas ribakujulised või tervet ruumi katvad suurpaneelid. Ribakujulised paneelid toetuvad ainult otstest seintele või taladele. Kuju järgi jagunevad nad õõnes- ja ribipaneelideks. Õõnespaneele kasutatakse peamiselt elu- ja ühiskondlikes hoonetes, 5 ribipaneele aga tööstushoonetes. Suurpaneelid katavad tavaliselt tervet ruumi ja neid kasutatakse peamiselt paneelhoonetes. Nad võivad olla õõntega või ilma.
JOONIS 8.8.7. Vahelaepaneelide tüüpe: a ja b- õõnespaneelid, c- ribipaneel, d- suurpaneel .
Treppide elemente on kahte tüüpi- trepimarss ja podestipaneel. Üksikelementidest treppe tehakse vähe. Sel juhul vajatakse kolme tüüpi elemente- astmed , kaldtalad ja põiktalad.
JOONIS 8.8.8. Treppide elemendid: a- trepimarss, b- podesti paneel.
Torud valmistatakse sarrusega või ilma (väiksemad torud). Kuna torude paksus on teiste ehituskonstruktsioonidega võrreldes suhteliselt väike, siis tehakse torud peenemateralisest betoonist. Betoon- ja raudbetoontorusid kasutatakse peamiselt kanalisatsiooni välisvõrkude ehitamisel. Lühikesi jämedaid torusid (betoonrõngaid) kasutatakse teede-ehituses truupideks, samuti mitmesuguste kaevude ehitamisel.
JOONIS 8.8.9. Raudbetoontorud: a- kanalisatsioonitoru, b- kaevurõngas, c- kaevu koonus .
Ruumilised elemendid kujutavad endast valmis tube või muid ruume . Eestis on ruumilistest elementidest toodetud ainult sanitaartehnilisi kabiine st. vannituba ja wc ühes plokis . Kõnniteeplaadid tehakse peenema täiteainega betoonist, mille tugevusklass on vähemalt C25/30 ja külmakindlus vähemalt 150 tsüklit. Plaatide pealispind on karestatud. Kõige lihtsamad kõnniteeplaadid on ruudukujulised, suurustega 500x500x60 või 300x300x50mm jne. Peale nende tehakse veel mitmesuguseid erikujulisi plaate . Nende paksus on 60 või 80mm.
JOONIS 8.8.10. Kõnniteeplaadid. a- UNI-kivi, b- UNI- DEKOOR -kivi, c- KARTANO -kivi.
6 Äärekivid tehakse betoonist tugevusklassiga C25/30, külmakindlusmargiga 100...300 ja veeimavusega