Beton jest materiałem bardzo popularnym we współczesnym budownictwie, właściwie najpowszechniejszym tworzywem w branży. Na pewno w porównaniu do częstotliwości stosowania, poświęca się mu zdecydowanie niewiele uwagi. Obok licznych zalet, cechą charakterystyczną betonu jest niestety fakt, że stosunkowo łatwo ulega on różnym uszkodzeniom.
Beton to sławny kompozyt, spotykany niemal wszędzie. Wyróżnia go łatwość zastosowania w wielu obiektach budowlanych, typowych i nietypowych konstrukcjach. Jest wytrzymały, trwały i odporny na korozję, więc służy do budowy mostów, dróg, budynków i różnorodnych form narażonych na działanie czynników zewnętrznych.
Historia powstania betonu i znaczenie pucolany
Odkryto go jako budulec w starożytnej Asyrii, szybko go spopularyzowano w starożytnym Rzymie, a od tamtych czasów po dzień dzisiejszy znalazł zastosowanie na całym świecie.
Co ciekawe, mistrzowie budowlani w rzymskiej republice i rzymskim cesarstwie używali jako ważny element zaprawy substancję o nazwie pucolana (od włoskiego pozzolana), pozyskiwaną z popiołu wulkanicznego Wezuwiusza, jak też z innych wulkanów. To dlatego przetrwało do naszych czasów wiele niezwykłych zabytków architektonicznych starożytnego Rzymu w całym basenie Morza Śródziemnego.
Pucolana składa się z czystej krzemionki w postaci mikroskopijnych, ale doskonale okrągłych ziaren. Bardzo ważną cechą charakterystyczną tej substancji jest umiejętność wiązania wapna nawet pod wodą, w ten sposób beton uzyskuje wysoką wodoodporność. Dzisiaj pucolana pozyskiwana jest ze spalin potężnych kotłowni i nadal jest stosowana jako dodatek do zapraw betonowych ze względu na wodoodporne właściwości uzyskanego z niej elementu.
Skład współczesnego betonu
W dniu dzisiejszym zwykły, popularny beton powstaje dzięki stosunkowo prostemu procesowi wiązania, a potem twardnienia mieszanki betonowej. W jej skład wchodzi spoiwo, kruszywo, woda oraz najróżniejsze ulepszacze i domieszki podnoszące jakość produktu. Betonowym spoiwem jest cement, kruszywem może być żwir, piasek, a nawet keramzyt.
Najważniejsze, podstawowe cechy materiał uzyskuje przede wszystkim dzięki procesowi hydratacji cementu, który stanowi istotną część całości betonu. Hydratacja, czyli uwodnienie cementu następuje po zarobieniu go z wodą. Wody należy stosować do tego od 20 do 25% w stosunku do masy całkowitej cementu. Proces hydratacji wiąże się z wydzielaniem ciepła. Wysokiej jakości, czysty cement portlandzki wydziela większe ilości ciepła w porównaniu do cementu zawierającego różne dodatki.
Zalety betonu
Niejedna osoba zadaje sobie pytanie, dlaczego beton stał się tak wielofunkcyjnym, nagminnie wykorzystywanym materiałem budowlanym. Przede wszystkim, jest dosyć trwały i z grubsza, bo przez jakiś czas, odporny na działanie deszczu, mrozu czy promieniowania UV.
Ma też wysoką odporność na ogień, może ograniczać rozprzestrzenianie się ognia. Przyjmuje się, że podczas pożaru osiągającego temperaturę do 500°C beton niemal w pełni zachowuje swoją wytrzymałość i użytkowość, jednak w temperaturze wynoszącej powyżej 500°C jego wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie drastycznie spada.
Dlatego w piecach przemysłowych, w kominach przemysłowych i reaktorach atomowych popularnie stosuje się beton ognioodporny, który może być trwale wystawiany na działanie wysokiej temperatury nawet do 1100°C.
Beton z łatwością udaje się formować w różne kształty i struktury, co powoduje, że jest doskonałym materiałem na wszelkie elementy konstrukcyjne budynku i umożliwia pełną swobodę projektowania.
Beton nie gnije, jest odporny na korozję i ma dobre właściwości dźwiękochłonne. Jeśli wykonane z niego konstrukcje są odpowiednio zaprojektowane i wykonane, to z łatwością mogą przetrwać setki lat nie wymagając żadnych większych napraw.
Poza tym, w porównaniu do innych materiałów, beton jest stosunkowo tani w produkcji i łatwo dostępny.
Pamiętajmy też, że jeśli zamierzamy otrzymać trwałą i wytrzymałą konstrukcję stworzoną z betonu cementowego, to przede wszystkim musimy ustalić wymagania techniczne, które beton jako budulec ma zapewnić. Wtedy odpowiedni materiał o określonej klasie można dobrać ze względu na stawiane mu oczekiwania.
Wady betonu jako materiału budowlanego
Z jednej strony, betonowe konstrukcje wymagają stosunkowo niewielkiej konserwacji w porównaniu z innymi dostępnymi na rynku surowcami, co w dłuższym okresie obniża koszty eksploatacji. Jednak beton dość powszechnie ulega zarysowaniu i pęka.
Beton na dłuższą metę nie najlepiej radzi sobie z działaniem czynników atmosferycznych. Są dla niego szkodliwe długotrwale działające opady deszczu, pochodząca z gruntu i powietrza wilgoć, w tym mróz, jak też nasłonecznienie.
Z kolei elementy betonu w zamkniętych, chronionych przed czynnikami atmosferycznymi pomieszczeniach są często narażone na mechaniczne uszkodzenia. Mogą też pojawić się rysy wywołane skurczem betonu w procesie jego twardnienia.
Podstawową przyczyną uszkodzeń betonu jest charakteryzująca go zbyt duża porowatość. Doprowadza ona do zagrażającego trwałości materiału przenikania wody, wilgoci, jak też związków przyspieszających wystąpienie korozji.
Naprawa betonu
Nawet niewielkie rysy, czy nieznaczne pęknięcia pojawiające się na betonowych elementach powinno się w stosunkowo szybkim czasie usunąć. Ważna jest okresowa ochrona i naprawa betonu. Szczególnie beton umieszczony na zewnątrz obiektu posiada zdolność pochłaniania wilgoci poprzez uszkodzone punkty. Wywołuje to powiększanie się nieznacznych początkowo rys i pęknięć. Miejsca takie, naprzemiennie zamarzają i odmarzają, zmienia się objętość wody, a to długoterminowo niszczy budynek.
Obowiązująca w budowlance reguła mówi o tym, że uszkodzone materiały budowlane należy remontować stosując surowce mające właściwości fizyczne i techniczne do nich zbliżone. Ubytki w powierzchni betonowej usuwa się stosując zaprawy mineralne posiadające w swoim składzie cement.
Współczesne systemy naprawy betonu umożliwiają uzdrowić betonowe i żelbetowe elementy nawet, kiedy zostały już silnie uszkodzone. Produkty do napraw betonu uzupełnią pojawiające się rysy i ubytki przy minimalnym czasie trwania prac remontowych.
Zaprawy naprawcze zostały stworzone z myślą o wymianie lub przywróceniu oryginalnego profilu zniszczonego betonu. W ten sposób remontuje się uszkodzony beton, poprzez poprawienie estetyki fragmentu, zwiększenie trwałości, wydłużenie czasu eksploatacji materiału i przywrócenie integralności konstrukcji.
Popularnym środkiem do uzupełniania powstałych ubytków w betonie jest zaprawa hydrauliczna, która powstaje z połączenia twardniejącego spoiwa po zmieszaniu z wodą i frakcjonowanym kruszywem.
Uszkodzone posadzki betonowe, na których odbywa się intensywny ruch mechaniczny naprawia się stosując do tego mocne, dwuskładnikowe zaprawy żywiczne. Używa się je z wypełniaczem mającym postać suszonego piasku kwarcowego, jak też bez wypełniacza.
