Speciális betonfajták - Fagyálló beton

A fagyálló betonok olyan speciális betonkeverékek, amelyek ellenállnak a fagyás-olvadás ciklusok okozta káros hatásoknak. Ezeket a betonfajtákat különösen olyan építési projektekben használják, ahol szélsőséges hőmérsékleti viszonyokkal kell számolni, például híd-, út-, alagút-, támfal-, CP térbeton-, és járdaépítéseknél.

A fagyálló betonok készítése során fontos a megfelelő alapanyagok használata, mint például a légbuborékképző adalékszerek. Ezek segítenek a betonban lévő víz tágulásának kezelésében, így megakadályozzák a repedések kialakulását. Emellett a beton összetevőinek minősége, a keverési arányok, a bedolgozás, valamint az utókezelés egyaránt kritikus szerepet játszanak a fagyállóság biztosításában.

Légbuborékképző adalékszer hatásmechanizmusa:

Tágulási teret nyújtanak a betonban a megfagyó víz számára, valamint csökkentik a betonban keletkező kapillárisok szívóképességét és vízfelvételét, ezáltal nagy ellenállóképességet biztosítanak a faggyal és olvasztósóval szemben az így elkészített betonszerkezetek részére.

Egy szerkezet fagyállósága számos tényezőtől függ. Nem elegendő, ha a betonösszetétel fagyálló, ezt a fagyállóságot meg kell őrizni a szerkezetbe építés és utókezelés során is. A fagyálló betonok különösen érzékenyek a betonozás és utókezelés közbeni környezeti viszonyokra (hőmérséklet, csapadék, páratartalom, stb.), ezért a téli időszakban különösen nagy hangsúlyt kell fektetni a megfelelő technológia alkalmazására. A fagyálló betonok közül különösképpen a légbuborékképzős adalékszerrel készített betonok érzékenyek a gyártási és kivitelezési körülményekre, így érdemes kiemelt figyelmet fordítani a tervező, a betontechnológus, és a kivitelező közötti folyamatos, hatékony együttműködésre. Amennyiben változik valamely jellemző (például a bedolgozás, utókezelés módja, kivitelezési időszak), akkor arról érdemes értesíteni a betontechnológust is, hogy az összetételt a megváltozott körülményekre optimalizálhassa, illetve tanácsot adhasson a beton bedolgozási és utókezelési technológiájáról.

Fagyálló betonösszetétel tervezése:

Fontos, hogy körültekintően határozzák meg a beton jelét (környezeti osztály, Dmax, konzisztencia osztály, stb.), illetve magát a szerkezet jellemzőit (vízelvezetés, szerkezeti vastagság, stb.). Az MSZ 4798:2016 szabvány és módosításai egyértelműen definiálják a különféle környezeti osztályoknál alkalmazandó legkisebb cement tartalmat, a víz-cement arányát (v/c), vagy éppen a legkisebb előírható szilárdsági osztályt, valamint az adalékanyagokra vonatkozó fagyállósági követelményeket.

A fagyállóságot (XF1 környezeti osztályon kívül) elsősorban légbuborékképző adalékszerrel biztosítjuk az XF2, XF3, XF4 környezeti osztályok esetében, mely mellett számos egyéb jellemzőt is figyelembe kell venni az összetétel megtervezésekor.
Az XF2(H), XF3(H), XF4(H) környezeti osztályok esetében a betonösszetétel szabványnak megfelelő megtervezésével, légbuborékképző adalékszer használata nélkül érjük el a beton fagyállóságát.

A légbuborékképző adalékszerrel készített betonban megfelelő mennyiségű és méretű légbuborék képződik, mely egészen a megszilárdulásig megmarad, így hatékonyan javítja a beton fagyállóságát. Azonban a képzett légbuborék mennyisége és eloszlása friss beton állapotban időben változhat, amelynek mértéke számos tényezőtől (például szállítási idő, hőmérséklet, vibrálási idő, konzisztencia, stb.) függ. Nagyobb projektek esetében ajánlott a friss beton légtartalmát - a valós bedolgozási körülmények mellett - a helyszínen is ellenőrizni.

Fagyálló betonok bedolgozása és utókezelése

A légbuborékos betonoknál a szokásos kivitelezési folyamatokon kívül érdemes külön figyelmet fordítani a következőkre:

• A beton túlvibrálása akár 10-30%-kal is lecsökkentheti a képzett légtartalmat, amely a szerkezetbe épített beton fagyállóságát jelentősen rontja, valamint a felület felhabosodását okozhatja, ami pedig a szerkezet teherbírásának és tartósságának jelentős károsodásához vezethet.
• A kapilláris pórusrendszer kialakulására (a beton szilárdulása közben elpárolgó víz hatására kialakuló hajszálcsövek rendszere) jelentős hatása van az utókezelésnek is. Ha a betonban levő víz lassabban párolog el, akkor a betonszerkezetben vékonyabb, kevesebb térfogategységnyi kapilláris pórus alakul ki, melynek következtében fagyállóbb lesz a szerkezet. Ezért a megfelelő utókezelés nem csak a beton nyomószilárdsága, hanem fagyállósága szempontjából is különösen fontos.
• A beton szivattyúzhatóságát rontja a betonba bevitt többlet légtartalom.

A beton fagyállósága fiatal korban lényegesen kisebb, mint a szilárdulás előrehaladott állapotában, továbbá a korai fagyhatás jelentősen rontja a szerkezet későbbi fagyállóságát. Éppen ezért, amennyiben lehetőség van rá, érdemes a fagyálló betonok készítését (és szilárdulását) fagymentes időszakra ütemezni.

Amennyiben erre nincs lehetőség, javasolt szem előtt tartani az alábbiakat:

• Ajánlott gyorsabban szilárduló, nagyobb hőfejlődésű cementet alkalmazni.
• Javasolt az adalékanyagot és a keverővizet melegíteni.
• Javasolt fagyásgátló vagy kötésgyorsító adalékszerek használata.