Betonas yra viena pagrindinių statybinių medžiagų, be kurios sunku įsivaizduoti ne tik šiuolaikinę statybų aikštelę.
Betonas žinomas jau nuo seno. Dar romėnų laikais statytas Panteono kupolas, tiltai ar akvedukai yra išlikę iki šiol. Jiems tuomet kaip viena iš rišamųjų medžiagų buvo naudoti vulkaniniai pelenai. Vėliau akmenims sienose tvirtinti buvo naudojamas smėlio, akmenų ir kalkių skiedinio mišinys.
Šiandien betonas naudojamas beveik visuose statybos darbuose, kaip konstrukcinė ir dekoratyvinė medžiaga.
Kas yra betonas?
Betonas yra labai dažnai naudojama statybinė medžiaga, kurią sudaro trys pagrindiniai komponentai: cementas, smulkinta uoliena arba smėlis bei vanduo. Šiuos tris komponentus sumaišius pagal reikiamas proporcijas ir vėliau gautą mišinį maišant įgaunamas atitinkamas medžiagos stiprumas. Pasiekus reikiamos konsistencijos ir stiprumo mišinį, gauname statybinę medžiaga – betoną.
Betonas statybose naudojamas įvairioms statybinėms konstrukcijoms, kaip, kad pastatai, tiltai, ar keliai.
Betono komponentai:
Cementas: tai mineralinė rišamoji medžiaga, kuri kietėja susijungusi su reikiamu kiekiu vandens. Dažniausias statybose naudojamas portlandcementas. Šis gaunamas iš specialaus mišinio, kuriame yra kalkakmenio, molio, silicio dioksido. Šis mišinys kaitinamas apie 1450 °C temperatūroje, kartais įmaišoma papildomų medžiagų, tokių kaip gipso arba mineraliniai priedai. Toks cementas pasižymi stiprumu ir ilgaamžiškumu. Portlandcementas vadinamas taip dėl savo panašumo į uolieną, kuri buvo aptikta Portlando (JAV) saloje.
Smulkintos uolienos arba smėlis: šie komponentai suteikia betonui masę ir stiprumą. Smulkintos uolienos (dažniausiai smulkintas akmuo) arba smėlis kartu su cementu sudaro pagrindinę betono struktūrą.
Vanduo: vanduo yra būtinas, kad cementas galėtų reaguoti su smulkinta uoliena arba smėliu ir taip įvyktų kietėjimo procesas. Taip pat vanduo yra svarbus reguliuojant betono konsistenciją.
Betono stiprumo vertinimas
Betonas, kaip statybinė medžiaga, visų pirma vertinamas dėl savo stiprumo. Atsižvelgiant į statybų projektą, parenkamas ir atitinkamo stiprumo betonas. Betonas į atitinkamo stiprumo klases skirstomas po gniuždymo bandymų.
Šis bandymas dažniausiai atliekamas laboratorijoje, naudojant specialią įrangą. Iš sukietėjusio betono išpjaunamas 150 mm skersmens ir 300 mm aukščio cilindras arba 150 mm vienos kraštinės kūbas. Mėginys dedamas į specialią įrangą, kurioje jam taikoma apkrova ir stebima tokio mėginio deformacija.
Gauti bandymo rezultatai naudojami skaičiuojant gniuždymo stiprį. Stiprio vertė nurodo, kokia apkrova buvo taikoma mėginiui ir pagal tai betonas priskiriamas atitinkamai gniuždymo klasei, pavyzdžiui, C20/25, C30/37 ir t.t., kur „C“ žymi betono klasę, o skaičiai nurodo stiprumą megapaskaliais.
Tokie bandymai leidžia nustatyti betono savybes ir patvirtinti, ar jis atitinka projektinius reikalavimus.
Betono stiprumui didžiausią įtaką daro cemento (rišamosios medžiagos) ir vandens kiekis. Kuo didesnis cemento kiekis ir mažesnis vandens kiekis, tuo betonas yra tvirtesnis. Deja, didelis cemento kiekis ir mažas vandens kiekis gali turėti neigiamos įtakos rišimosi procesui. Dėl greito mišinio kietėjimo gali atsirasti įtempimų, dėl kurių betonas gali imti skilinėti. Todėl, siekiant sušvelninti šį procesą, į didelio stiprumo betoną dedama atitinkamų cheminių priemaišų.
Betono rūšys
Betonas taip pat gali būti klasifikuojamas pagal jo tūrinį svorį. Yra trys betono tipai: sunkusis, paprastas ir lengvas .
Sunkusis betonas
Sunkiojo betono turinė masė viršija 2600 kg/m3. Į tokio betono sudėtį įeina specialūs užpildai, kaip manganas arba plienas.
Paprastasis betonas
Paprasto betono tūrinis svoris gali būti nuo 2000 iki 2600 kg/m3. Sunkesnis gaminamas iš natūralių ir smulkintų užpildų mišinio – smėlio su bazalto akmeniu arba žvyru. Kiek lengvesnis betonas gaminamas naudojant porėtus užpildus – keramzitą.
Lengvasis betonas
Lengvojo betono tūrinis svoris svyruoja nuo 800 iki 2000 kg/m3.
Sunkus ar lengvas betonas, pirmiausia priklauso nuo sudėties ir proporcijų. Todėl, be kita ko, galime išskirti tokius šlapius betonas kaip, štampuotą betoną, savaime susitankinantį betoną, sieros betoną ir sausą betoną. Štampuotas betonas gali imituoti kitas medžiagas. Savaime sutankėjantis betonas sutankėja veikiamas savo masės. Sierinis betonas yra atsparus rūgštims, o sausas betonas turi minimalių vandens pėdsakų.
Betoną taip pat galima skirstyti pagal tirštinimo būdą. Todėl galime išskirti vakuminį, šratinį, verptą ir valcuotą betoną.
Betono mišiniai – cementbetonis prieš kietėjimą, skirstomi į paruoštą betoną, užsakomą iš betonavimo gamyklos, ir architektūrinį betoną, gaminamą savarankiškai.
Ar betonas turi kokių nors trūkumų?
Deja, matyt kaip ir daugelis statybinių medžiagų, betonas turi ir minusų. Jei jo pagrindinis pliusas yra tai, kad puikiai atlaiko dideles apkrovas ir griuždymą. Tai pagrindinis minusas yra pažeidžiamumas tempimo jėgai. Paprastai kiek betonas yra stiprus, atitinkamai dešimt kartų jis bus mažiau atsparus tokiai pačiai tempimo jėgai.
Dauguma konstrukcinių elementų, tokių kaip grindys ar sijos, patiria lenkimo ir tempimo jėgą. Šios problemos sprendimas gana paprastas. Betoniniai konstrukciniai elementai armuojami plieniniais strypais ir tinkleliais. Į betoną įterptas plienas sugeria tempimo jėgą. Taip sukuriama konstrukcija, kurios dėka galima statyti neįtikėtino dydžio ir sudėtingumo pastatus ir konstrukcijas.
