Beton – rodzaje i zastosowanie w budownictwie

Materiałem, bez którego nie może się obejść żadna budowa, jest z pewnością beton, niezbędny do wykonania wielu prac. Można o nim śmiało powiedzieć, że ma uniwersalne zastosowanie, charakteryzuje się też doskonałą plastycznością, co daje niemal dowolną ilość sposobów jego wykorzystania. Znany jest już od czasów starożytnych, a jego wynalezienie przypisuje się starożytnym Rzymianom. Pierwsze ślady zastosowania pochodzą z III wieku p.n.e., następnie został zapomniany na całe stulecia, a ponowne jego odkrycie to druga połowa XIX wieku.

Wykonuje się z niego wiele elementów przyszłych budynków, zwłaszcza tych nośnych, które muszą przez długie lata przenosić bardzo duże obciążenia. Z niego też zrobione są popularne zbiorniki bezodpływowe na nieczystości, czyli szamba, dlatego niezwykle ważne są takie jego parametry jak:

• trwałość;
• wytrzymałość mechaniczna;
• odporność na niskie i wysokie temperatury;
• odporność na promieniowanie słoneczne i procesy biologiczne oraz chemiczne zachodzące między innymi w glebie.

Beton – jak się go produkuje

Odwiedzając plac budowy i obserwując montaż elementów wykonanych z tego praktycznego materiału, zastanawiamy się często, w jaki sposób jest on produkowany. Narosło nawet wokół tego wiele błędnych przekonań, a większości ludzi wydaje się, że beton jest po prostu mieszaniną wody, kruszywa oraz cementu. Częściowo jest to prawdą, jednak proces jego produkcji jest niezwykle skomplikowany, a całość odbywa się w ściśle kontrolowanych warunkach.

Do powstającej mieszanki betonowej oprócz trzech wymienionych wyżej składników dodaje się również wiele substancji uszlachetniających, korzystnie wpływających na jej późniejsze parametry pracy. Muszą one być poddawane rygorystycznym testom jakościowym i łączone ze sobą we właściwych proporcjach oraz kolejności. Odbywa się to na skalę przemysłową, w dużych, specjalizujących się w tym zakładach, a cały proces jest obecnie niemal całkowicie zautomatyzowany. Kontrola jakości uzyskanego materiału odbywa się na wszystkich etapach produkcji i dopiero po jej zakończeniu beton jest rozsyłany do odbiorców.

Beton – podział ze względu na gęstość

W budownictwie wykorzystuje się wiele odmian betonu, który dzieli się według najważniejszego kryterium, czyli jego gęstości i możemy wyróżnić:

• beton zwykły, jego gęstość wynosi zazwyczaj od 2000 do 2600 kg/m3 , wytwarzany z użyciem kruszywa naturalnego, najczęściej żwiru, granitu czy piasku. Jest odporny na większość uszkodzeń mechanicznych i jednocześnie stosunkowo lekki, a wykonane z niego elementy nie obciążają zbytnio całej konstrukcji budynku. Wykonuje się z niego między innymi stropy domów jednorodzinnych, wylewa ławy fundamentowe czy produkuje szamba betonowe różnych rozmiarów i pojemności oraz bloczki betonowe,używane do sporządzenia konstrukcji ścian. Decydując się na jego użycie, trzeba również wiedzieć, że przy niewłaściwie dobranym składzie mieszanki ma tendencję do rozwarstwiania się po wyschnięciu;
• beton lekki, inaczej nazwany keramzytobetonem, mający gęstość zaledwie od 800 do 2000 kg/m3, do którego stosuje się kruszywa lekkie, pumeks, wapień lub tzw. żużel wielkopiecowy spieniony. Jego najpopularniejszą odmianą jest gazobeton służący do produkcji bloczków komórkowych, także służących do stawiania ścian budynków, chętniej stosowanych niż tradycyjnie używane cegły, nadaje się też na warstwę podkładową lub wyrównawczą;
• beton ciężki, którego gęstość przekracza 2600 kg/m3, za co odpowiadają wchodzące w jego skład ciężkie kruszywa barytowe, stalowe i manganowe. Nie ma on tak powszechnego zastosowania, lecz jego wyjątkowo duża gęstość sprawia, że używa się go na osłony chroniące przed niebezpiecznym promieniowaniem np. w elektrowniach atomowych czy zbiornikach do przechowywania odpadów radioaktywnych.

Beton – inne stosowane kryteria podziału

Oczywiście gęstość nie jest jedynym kryterium podziału mieszanek betonowych. Ma na to także wpływ rodzaj zastosowanych dodatków uszlachetniających, sposób zagęszczania czy same właściwości fizyczno – chemiczne gotowej mieszanki rzutujące na jej późniejsze wykorzystanie. Właśnie taki podział jest najczęściej stosowany i możemy użyć takich betonów, jak:

• włóknobeton, który oparto na kruszywach naturalnych i sztucznych. Jak sama nazwa wskazuje, zawiera syntetyczne włókna polimerowe, co zwiększa jego wytrzymałość na uszkodzenia i jednocześnie nadaje niską kurczliwość. Dzięki temu ten typ mieszanki doskonale znosi duże wahania temperatur, a wykonany z niej element praktycznie nie zmienia swojego rozmiaru;
• żużlobeton, używany do konstrukcji ścian, z dodatkiem rozdrobnionego żużlu;
• asfaltobeton, specyficzna mieszanka niezawierająca w składzie wody, którą zastąpiono asfaltem, mączką mineralną, grysem kamiennym oraz żwirem, stosowana jako nawierzchnia dróg, zwłaszcza szybkiego ruchu;
• beton autoklawizowany, poddawany obróbce cieplnej na jednym z etapów produkcji, co nadaje mu wysoki współczynnik izolacyjności termicznej;
• beton komórkowy, wyjątkowo lekki, dzięki wprowadzeniu gazu do mieszanki betonowej, przez co powstają w niej jednorodne pory wypełnione powietrzem;
• fibrobeton, mieszanka wzmacniana włóknem szklanym, nadającym jej większą odporność na ściskanie oraz rozciąganie, idealna na posadzki.

Beton – podział na klasy

Jednak większość nabywców podczas zakupu nie dopytuje się aż tak dokładnie o wszystkie wymienione parametry betonu, ograniczając się tylko do sprawdzenia jego klasy, czyli współczynnika opartego na tzw. gęstości pozornej. Decyduje ona właśnie o wytrzymałości na ściskanie, czyli wielkości naprężeń ściskających, jakie będzie musiał znieść i oznacza się ją zgodnie z europejską normą PN-EN 206.2014 literami:

• C, oznaczającą różne rodzaje betonu ciężkiego lub zwykłego;
• LC, używanymi w stosunku do betonów lekkich.

Zastąpiły one stosowane dotychczas w naszym kraju oznaczenie B, które jednak jeszcze nadal można czasami spotkać, a przykładowy podział najczęściej używanych klas betonu wygląda następująco:

• C8/10, dawna klasa B10, używany wszędzie tam, gdzie nie jest wymagana zbyt wysoka wytrzymałość;
• C16/20, używany do nadproży i płyt podłogowych w budownictwie jednorodzinnym, a także w konstrukcjach popularnych szamb betonowych;
• C20/25, o podwyższonej wytrzymałości, wykorzystywany do budowy fundamentów, stropów, podłogi na gruncie, nadproży schodów;
• C30/35, beton tzw. klasy mostowej, używany właśnie do budowy tych konstrukcji, a także śluz oraz wiaduktów kolejowych, pracujących pod dużym obciążeniem;

Wybór klasy betonu zależy od rzeczywistych potrzeb i zazwyczaj nie ma sensu stosowanie wyższej niż zalecana. Betony wysokowytrzymałe raczej nie nadają się do budownictwa jednorodzinnego, ich użycie wymaga specjalnych umiejętności, a cena przekracza najczęściej możliwości finansowe większości małych inwestorów.