Ugrás a tartalomhoz

Ipari technológiák

Dr. Német Béla (2013)

Pécsi Tudományegyetem

Beton, vasbeton

Beton, vasbeton

A beton és története

A beton (http://hu.wikipedia.org/wiki/Beton) kötőanyagból (cementből) és adalékanyagokból (homokos kavicsból) álló, a hidratáció hatására megszilárduló anyag. Az alkotóelemek még kiegészülhetnek különböző funkciójú adalékanyagokkal. Az alkotórészek elnevezése még római korból származik - latinul: caementum – durva kőtörmelék, concretus (beton) – összekevert, összenőtt.

A cement, a portlandcement és a beton épített környezetben történő felhasználásának története:

A rómaiak ú.n. római cementet (alumínium- és szilíciumtartalmú törmeléket) használtak utak, fürdők, vízvezetékek építésére. Technikailag kifinomultan a Pantheon kupolájának szerkezetében jelent meg a beton, amely szerkezete közepe felé haladva egyre vékonyodik a kedvező terhelés miatt. 27-ben Pollio Vitruvius építészeti könyvében szerepel a beton leírása.

1779-ben Bry Higgins szabadalmaztatta a stukkóvakolatot, amely hidratált cementből állt.

1793-ban John Smeaton tanulmányozta a kiégetett mész víz alatti szilárdulását, illetve azt, hogy a más anyagokkal elegyítve szilárdabb formát ölt. Újjáépítette a cornwalli világítótornyot.

1800-ban használtak először nagy mennyiségű betont a West India Dock brit kikötő építésénél, amit William Jessop tervezett.

1812 és 1816 között épült Franciaországban az első betonszerkezetű híd Souillacban, amely még nem tartalmazott semmiféle vasalást.

Az 1820-as években több angol, francia és amerikai szabadalom is született a mész felhasználásával, cementtel, betonnal kapcsolatban:

  1. James Parker az ún. Parker (más néven római) cementtel kísérletezett.

  2. Edgar Dobbs a habarccsal és a gipsszel foglalkozott.

  3. Louis Vicat agyaghoz adagolt meszet készített.

  4. Canvass White a természetes cementet ismerte fel.

  5. Maurice St. Leger és John Tickell olyan természetes cementet készítettek, amelyek a víz alatt is megkötöttek.

  6. Ralph Dodd foglalkozott azzal, hogy a húzóerőket kovácsoltvas rudakkal vegye fel a beton belsejében.

  7. Abraham Chambers és James Frost különféle cementfajtákkal kísérleteztek.

1824-ben Joseph Aspdin angol kőműves szabadalmaztatta az egységesen finomra őrölt portlandcementet, amit a Portlandnál fejtett építési kőről nevezett el. Ez az elnevezés a mai napig megmaradt.

Zielinski Szilárd (1860-1924) építőmérnök, a vasbeton építészet magyarországi meghonosítója.

A vasbeton

(http://hu.wikipedia.org/wiki/Vasbeton)

A vasbeton betonból és a betonba ágyazott acélbetétekből álló építőanyag. A beton és a vasbeton a világon a legelterjedtebb építőanyag, mivel kivitelezése viszonylag egyszerű és a készítéséhez felhasznált anyagok olcsóak, valamint a vasbeton szerkezetek alig igényelnek karbantartást.

A vasbetonban általában a nyomófeszültséget a beton veszi fel, ugyanis a beton a nyomásnak jól ellenáll. A beton húzószilárdsága viszont kicsi, így a szerkezetek azon részeibe, ahol húzófeszültség ébred, acélbetéteket helyeznek. Méretezése a homogén anyagokhoz képest más, mivel a szerkezetben több fajta anyag van jelen.

A terhelt vasbeton tartónál a beton már kis teher hatására meg fog repedni, a további húzóerőt az acélbetét veszi fel, a nyomóerőt pedig a beton be nem repedt része. A teherbírás kimerülését a beton összemorzsolódása, vagy az acél elszakadása jelenti.

A vasbeton előnyei

  1. Viszonylag alacsony építési költségek

  2. A vasbeton szerkezetek különleges tűz elleni védelem nélkül is állékonyabbak más szerkezetekkel szemben

  3. Lényegesen merevebbek, mint például a fa- vagy az acélszerkezetek

  4. Alacsony fenntartási költségek, viszont bizonyos környezeti hatásokkal, például sózással szemben védeni kell

  5. Az alapanyagok sok helyen hozzáférhetőek, egyszerűen szállíthatóak

  6. A vasbeton szerkezetek szinte tetszőleges alakban elkészíthetőek

A vasbeton hátrányai

  1. Az alacsony húzószilárdság miatt a vasbeton szerkezetek hajlamosak a repedésre

  2. A helyszínen készített vasbeton szerkezetek betonozása előtt zsaluzatot kell készíteni

  3. Az acélhoz képest a beton szilárdsága jóval kisebb, viszont térfogatsúlya nagyobb

  4. A vasbeton szerkezeteket utólag átalakítani legtöbbször igen körülményes

Vasbeton szerkezetű épületek

10.20. ábra - Népstadion (Puskás Ferenc Stadion) Budapest. 1953-ban készült el

Népstadion (Puskás Ferenc Stadion) Budapest. 1953-ban készült el

http://hu.wikipedia.org/wiki/Puskás_Ferenc_Stadion

A Pekingi Nemzeti Stadion, külseje alapján Madárfészeknek becézett épület az olimpiai események központja volt, 2008-ban Az építmény 330 méter hosszú, 220 méter széles, a magassága 69,2 méter. A használható terület nagysága 204 000 m². Az építmény acélszerkezetének összhossza nagyjából 36 km, tömege 45 000 tonna.

10.21. ábra - Pekingi Nemzeti Stadion. 2008-as Nyári Olimpia

Pekingi Nemzeti Stadion. 2008-as Nyári Olimpia

10.22. ábra - Monolit vasbeton alap készítése

Monolit vasbeton alap készítése

10.23. ábra - TV torony Pécsen 1972-ben készült el

TV torony Pécsen 1972-ben készült el

10.24. ábra - Vasbeton lakóépület összeállítása

Vasbeton lakóépület összeállítása

10.25. ábra - Science Building vasbeton szerkezetének építése. PTE, Pécs

Science Building vasbeton szerkezetének építése. PTE, Pécs