1. Kaj je beton?

Čeprav se v sodobni gradnji uporablja povsod, beton nikakor ni sodoben izum. Že Rimljani so ga uporabljali za gradnjo številnih objektov, kot je denimo Panteon. Sodobno betonske mešanico iz portlandskega cementa je izumil britanski zidar Josepha Aspdina, ki je v 19. stoletju v svoji kuhinji izdelal prvo mešanico. Čeprav je Aspdin potreboval kombinacijo sestavin v ustreznem razmerju, vse sestavine portlandskega cementa najdemo v naravi. Portlandski cement v kombinaciji z dvema ključnima sestavinama ustvarja beton - gradbeni material, ki se vsak dan uporablja povsod po svetu.

1.1 Tri osnovne sestavine betona

Čeprav obstajajo razlike med različnimi vrstami betona, so tri glavne sestavine katere koli betonske mešanice: portlandski cement, voda in agregat. Ko se portlandski cement meša z vodo, tvori vezivo, ki drži skupaj agregat - sestavljen iz mivke, peska ali mešanice obeh - v trdno maso s tlačno trdnostjo, ki je enaka trdnosti jekla. Portlandski cement vsebuje naravne minerale, ki vključujejo apnenec, peščenjak, skrilavce, železo, glino in pepel. Proizvajalci te surovine vlijejo v cilindrične betonske peči in jih segrejejo na temperature do 1500 stopinj Celzija. Pri tej obdelavi izparita voda in ogljikov dioksid, tvorijo pa se nove spojine, imenovane klinker. Klinker se nato zmelje v fin prah, ki se mu doda mavec za nadzor in uravnavanje hitrosti strjevanja, ko se ponovno kombinira z vodo. Ta mešanica je znana kot portlandski cement. Betonske mešanice obstajajo v različnih oblikah za različne namene. V standardni betonski mešanici je agregat mešanica mivke in drobnega gramoza. Tako imenovana "peščena mešanica" je mešanica, ki uporablja drobnejši pesek in v mešanici ni večjega proda. Le-ta je primerna za krpanje in razne obrtniške projekte iz betona. Še bolj drobni agregati se uporabljajo v mešanicah malt, ki se uporabljajo za spajanje opek in drugih blokov. Za spreminjanje njegovih lastnosti, lahko betonu dodamo tudi različne dodatke. Na primer, betonske mešanice za temelje in sidra vključujejo epokside, ki povečajo moč betona. Armirani beton vključuje steklena vlakna, ki zmanjšujejo razpokanje betona. Drugi dodatki lahko denimo pospešijo ali upočasnijo čas strjevanja in sušenja betona.

1.2 Kaj morate vedeti o trajnosti betona?

Korozija kovin, cikli zamrzovanja in odmrzovanja ter kemične reakcije alkalijskih agregatov so vzroki za šibitev betona. Glavni krivec propadanja betona je izpostavljenost vlagi. Pogosto je napačno mnenje, da je beton neprepusten. V resnici pa tekočina še vedno lahko prehaja skozi pore v betonu. Kakovostna in pravilno utrjena betonska talna plošča debeline 4 cm ali več je neprepustna za prehod vode iz tal, vendar ni neprepustna za počasen prehod vodne pare. Ključno pri preprečevanju propadanja betona je, da beton postane manj prepusten. To lahko dosežemo z znižanjem razmerja med vodo in cementom, enakomernim stopnjevanjem in gostoto agregata ter nanašanjem dodatkov in zaviralcev hlapov. Z zmanjšanjem prepustnosti betona in ustreznim sistemom prezračevanja bo trajnost betona povečana. Poleg tega se zaradi krčenja lahko pojavijo dvigi robov plošče na spojih in razpoke. Kadar imata zgornji in spodnji del plošče različno raven vlage in različno temperaturo pride do krčenja zgornje površine, kar povzroči zvijanje betonskih plošč.

2. Izberite kakovostnega izvajalca betonskih del

Izbira pravega dobavitelja in izvajalca betonskih del igra pomembno vlogo pri dolgoživosti vaše konstrukcije, dovoznega pasu, sprehajalne poti ali tlaka na dvorišču. Izkušeni izvajalci bodo vedeli, kako pomembna je prava globina temelja, prava mešanica betona v določenem podnebnem pasu, razmik med armaturami v nosilni konstrukciji, kakšno trdnost betona je treba uporabiti za preprečevanje razpok betona in številne druge dejavnike. Zato je izjemno pomembno, da izberete zanesljivega in izkušenega izvajalca z dobrimi referencami.

3. Beton - vrste

3.1 Navaden beton

Ta vrsta betona je ena najpogosteje uporabljenih, pogosto za gradnjo pločnikov in kjer stavbe ne zahtevajo zelo visoke natezne trdnosti. Sestavine so cement, pesek in agregati, pomešani z vodo, običajno v razmerju 1: 2: 4. Ker ni ojačan, je ta vrsta betona neprimerna za nosilne konstrukcije, saj razmeroma slabo prenaša napetosti, ki jih povzročajo vibracije, obremenitev z vetrom itd.

3.2 Lahki beton

Znan tudi pod imenom celični beton ali toplotno izolacijski beton, je zelo tekoč material, zato ga je mogoče ob učinku gravitacije enostavno izliti in je samorazliven. Običajno se uporablja za izdelavo talnih plošč, okenskih plošč in streh. Vrste agregatov, ki se uporabljajo za lahki beton, so plovec, ekspandirani skrilavci in gline. Ima zelo nizko toplotno prevodnost, običajno z vrednostjo k približno 0,3 W / mK, medtem ko jo ima navaden beton lahko tudi do 10-12 W / mK.

3.3 Beton z visoko gostoto

Ta vrsta težkega betona ima večjo gostoto kot druge vrste in se proizvaja z uporabo zdrobljenih kamnin kot grobega agregata. Ker zagotavlja dobro zaščito pred rentgenskimi žarki in sevanjem, se pogosto uporablja v jedrskih elektrarnah in drugih tovrstnih zgradbah.

3.4 Armirani beton

Armirani beton (AB) je vsestranski kompozit in eden najpogosteje uporabljenih materialov v sodobni gradnji. Da bi povečali njegovo skupno trdnost, je mogoče v beton vgraditi jeklene palice, žice, mrežo ali kable, preden se strdi (ali pa jih položiti pred vlivanjem betona). Ta ojačitev, pogosto znana tudi kot armatura, se upira nateznim silam, medtem ko se beton upira tlačnim silam (in je sam po sebi šibek pri uporu nateznih sil). S tem, ko skupaj tvorita trdno vez, se oba materiala združita, da se upreta različnim silam in učinkovito delujeta kot en strukturni element.

3.5 Prefabricirani/montažni betonski izdelki

To je oblika betona, ki se pripravi, odlije in suši v nadzorovanem tovarniškem okolju, z uporabo kalupov za večkratno uporabo. Montažne betonske elemente je mogoče združiti z drugimi elementi, da tvorijo popolno strukturo. Običajno se uporabljajo za strukturne komponente, kot so; stenske plošče, nosilci, stebri, tla, stopnišča, cevi, predori itd.

3.6 Prednapeti beton

Prednapeti beton je konstrukcijski material, ki omogoča vnaprej določene napetosti v konstrukcijskih elementih, ki preprečujejo napetosti, ki se pojavijo, ko so obremenjeni. Združuje visoke trdnostne tlačne lastnosti betona z visoko natezno trdnostjo jekla. V armiranem betonu napetosti prenaša jeklena armatura, medtem ko prednapeti beton prenaša obremenitve z induciranimi napetostmi po celotnem konstrukcijskem elementu. Zdaj se pogosto uporablja za talne nosilce, pilote in železniške pragove, pa tudi za konstrukcije, kot so mostovi, rezervoarji za vodo, strehe in vzletno-pristajalne steze.

3.7 Steklobeton

Steklobeton ali armiran beton s steklenimi vlakni je gradbeni material, ki se pogosto uporablja za oblikovanje zunanjih oblog. Sestavljen je iz visoko trdnih, na alkalije odpornih steklenih vlaken, vdelanih v betonsko mešanico. Vlakna delujejo kot glavna nosilna komponenta, medtem ko jih betonska mešanica drži v položaju in prenaša obremenitev med vlakni. Tako vlakna kot betonska mešanica lahko ohranita svojo fizikalno in kemijsko identiteto, hkrati pa kombinirata svoje lastnosti in tako ustvarita visoko zmogljiv kompozit.

3.8 Penjen beton

To je oblika navadnega betona, ki vsebuje mikroskopske zračne mehurčke, katerih velikost je od nekaj tisočink centimetra v premeru do nekaj stotink in običajno predstavlja med 4 in 7% celotne prostornine betona. Zračni mehurčki ustvarjajo komore, v katerih se voda lahko razširi, ko zmrzne, s čimer se razbremeni notranji pritiski na beton.

3.9 Samozgoščevalni beton

Uvedba samozgoščevalnega betona je po mnenju mnogih eden najpomembnejših nedavnih napredkov v tehnologiji betona. To je nesegregirajoči beton, ki lahko se razliva pod lastno težo, se razprostira ter napolni vse pore opaža brez potrebe po mehanski konsolidaciji - ne potrebuje dodatnih vibracij, da zapolni opaž ali za zgoščevanje strukture. Zaradi izjemnih tekočih lastnosti se samozgoščevalni beton uporablja predvsem pri gradnji kompleksnih betonskih okvirjev.

3.10 Pametni beton

Tehnologija pametnega betona ponuja alternativno metodo za spremljanje stanja armiranobetonskih konstrukcij. Deluje tako, da betonu dodajamo majhno količino kratkih karbonskih vlaken z običajnim mešalnikom betona, ki spreminja električno upornost betona kot odziv na deformacije ali obremenitve. To se lahko uporablja za spremljanje napetosti ali deformacij v betonskih konstrukcijah in prepoznavanje morebitnih težav, preden beton odpove. Pameten beton je sposoben zaznati zelo majhne konstrukcijske napake in zato je uporaben pri preverjanju notranjega stanja konstrukcij, zlasti po potresu.

3.11 Betonska vlakna

Betonska vlakna so kot kompozitni material, sestavljen iz mešanice cementa, betona ali malte in diskretnih, enakomerno razpršenih vlaken.

3.12 Polimerni beton

Polimerni betoni so različni od epoksidnih, poliesterskih, vinilnih in drugih. Epoksi je največja kategorija zaradi vse večje uporabe v gradbeništvu in svojih vrhunskih lastnosti visoke udarne trdnosti, visoke odpornosti na vibracije ter dobrega spajanja z betonskimi in kovinskimi površinami.

4. Beton - postopki

4.1 Nasveti za mešanje betona

Vsi vemo, da se beton strdi, ko mu dodamo vodo. Kemična reakcija, ki se pojavi, je znana kot hidracija in, ker cement vsebuje pet različnih snovi, ki so podvržene tej reakciji, je postopek nekoliko bolj zapleten. Za trdnost betona so najbolj odgovorni kalcijevi silikati, ki predstavljajo 75 odstotkov mešanice. Med hidracijo proizvajajo natrijev hidroksid in toploto, zato morate pri mešanju betona vedno nositi rokavice. PH mokrega betona se lahko dvigne na 12 ali več, zaradi česar je mešanica izjemno jedka. Pri delu z betonom so zato pogoste opekline kože. Za popolno hidracijo potrebujete natančno količino vode. Če porabite manj kot priporočeno količino, beton ne bo dovolj močan, če pa uporabite preveč vode, mešanica oslabi. Betonu se ni treba posušiti, da se strdi, zato lahko betonsko konstrukcijo vlijete tudi pod vodo. Takoj, ko je celotna reakcija hidracije končana, odvečna voda v betonski mešanici preide v pore, kar oslabi celotno strukturo. Velik del te vode sčasoma izhlapi, vendar lahko minejo leta, da vsa odvečna voda izhlapi popolnoma. Pri mešanju betona mora biti vode dovolj, da je lahko tekoč in uporaben, vendar ne preveč, da ne postane kot juha. Majhne količine betona lahko zmešate v samokolnici ali zidarskem koritu iz umetne mase, tako da zmešate pripravljeno mešanico betona z vodo in zmes dobro premešate z ročnim orodjem. Za večje količine pa je priporočljivo najeti električni mešalnik ali pa naročiti že pripravljen beton, ki ga bodo na vašo lokacijo dostavili s tovornjakom hruško in ga tam vlili kamor potrebujete.

4.2 Oblikovanje/opaževanje betona

Izdelava opaža je najbolj zamuden del izvedbe z betonom. Svež beton je v bistvu zelo viskozna tekočina in se kot katerakoli druga tekočina razlije v lužo, če ga ne omejite. Če želite iz betona oblikovati plošče in druge oblike, je potrebno izdelati opaž. Gradbeniki/zidarji to običajno to storijo iz OSB ali vezanih plošč. Ker opaž ni trajen, ni treba, da je na pogled lepo izdelan, mora pa biti dovolj močan, da zdrži težo betona in ne sme imeti nobenih odprtin, rež, skozi katere bi moker beton lahko pronical. Pomembno je, da tam kjer oblikujete vidne površine, kot je stena, uporabite gladko vezano ploščo, saj bo vzorec trajno odtisnjen v strjeni beton. Kakovostni gradbeniki se pogosto lotijo ​​dodatnih prijemov, denimo lepljenja traku na vezane plošče, da zagotovijo gladko površino betona, ko je opaž odstranjen. Opaž je vedno bolje sestavljati z vijaki in ne žeblji. Odstranjevanje opaža, ki ga skupaj držijo žeblji, lahko popoka svež beton. Vijaki za opaž so lahko enaki kot za suhomontažne stene.

4.3 Armiranje betonskih konstrukcij

Čeprav ima beton visoko tlačno trdnost, njegova natezna trdnost ni niti blizu trdnosti jekla. Konstrukcije, kot so plošče in stene lahko pod težo zlahka počijo. Da bi to preprečili, gradbeniki v vsako večjo konstrukcijo vključijo ojačitev iz jeklene armature , v stene in temelje vgradijo armaturne palice, pri izdelavi temeljnih in talnih plošč pa položijo armaturne mreže. Izdelava jeklene armature je lahko ravno tako zahtevno delo kot opaževanje. Armaturne mreže in palice obstajajo v različnih premerih. Premer pa se izbere glede na natezno trdnost, ki jo potrebuje določen projekt. Bolje je pretiravati, kot pa izbrati premajhen premer. Armaturo lahko tudi upognete, da ustvarite ukrivljene oblike z uporabo najetega upogibalnika, ali pa jih lahko ukrivi katerikoli prodajalec, ki dobavlja beton.

4.4 Obdelava in barvanje betona

Glede na videz, ki ga želite, je zaključna obdelava betona eno- ali večstopenjski postopek. Običajno se zaključni postopek začne z ravnanjem površine z gladilko, medtem ko je beton še moker. Pri nekaterih projektih, kot so garaže, je lahko estrih tudi zaključni sloj tal. Če vlivate beton za teraso ali tla v kleti, boste verjetno želeli površino dodatno zgladiti predno se beton strdi. Za še bolj gladek učinek bo potrebno beton zbrusiti/spolirati s polirnim strojem, ko se posuši. Postopek glajenja betonske površine je spretnost, ki zahteva precejšnje znanje in izkušnje. Cilj je dvigniti drobnejše delce agregata in cementni prah na površino, da se ustvari gladka površina. Prekomerna gladkost pa lahko povzroči, da se kasneje površina lahko začne luščiti in razpokati. Betonu lahko dodate barvilo, preden ga nalijete, ali pa kupite beton, ki je že obarvan. Ko se beton strdi, ga lahko obarvate s kislinskim premazom ali z barvilom za beton. Kislina reagira s kemikalijami v betonu, ki tvorijo različne zemeljske barve. Barvilo uporabite, če so vam bolj všeč živahni svetli odtenki.

4.5 Zatesnitev betona

V kolikor imate v stanovanju betonski pult ali tla v kopalnici, boste morali betonsko površino zatesniti, da preprečite vdor umazanije v pore betona. Večino tesnil za beton sestavljata poliuretan ali akril,zmešana v topilu - običajno v vodi. Beton mora biti pred nanosom suh, kar pomeni, da nekaj tednov počakate, preden zatesnite na novo zalito betonsko površino. Ko je beton popolnoma suh lahko tesnilo po betonski površini namažete s čopičem ali z valjčkom in počakajte, da se posuši. Dobro je, da postopek tesnenja ponovite vsakih nekaj let. Pred vsako obnovo tesnenja temeljito očistite beton z milom in vodo ali po potrebi s tlačnim čistilcem.