Jak powstaje beton?

Wytwórnia betonu [fot.: Lafarge]

kliknij aby powiększyć

Beton to najpopularniejszy materiał wykorzystywany we współczesnym budownictwie. Mimo, że składa się głównie z prostych składników, warto pamiętać, że produkcja mieszanki betonowej jest procesem wymagającym precyzji, a błędy popełnione na etapie tworzenia grożą m.in.: pękaniem elementów konstrukcji, kruszeniem ścian czy zapadaniem fundamentów.

Obecnie, w odróżnieniu od szarego budownictwa lat 70’ i 80’ beton zyskuje coraz większą popularność ze względu na ogromną swobodę, którą zapewnia w projektowaniu wnętrz, jak również całych budynków. Technologie betonowe to jedna z najszybciej rozwijających się gałęzi budownictwa. Kolorowe betony dekoracyjne, nowoczesne betony samozagęszczalne, architektoniczne czy innowacyjne betonowe wylewki podłogowe to tylko niektóre z oferowanych produktów znajdujących zastosowanie w coraz szerszych obszarach budownictwa.

Stworzenie optymalnego produktu wymaga dużego doświadczenia i znajomości technologii, ponieważ jakość surowców, sposób dozowania i proporcje to tylko niektóre z czynników mających wpływ na finalne właściwości betonu. Dlatego też warto postawić na renomowanych dostawców. Solidny i trwały beton – nadzorowany od momentu produkcji aż do zakończenia procesu budowy – gwarantuje, że powstałe obiekty będą nie tylko wytrzymałe, ale również estetyczne. Ponadto, w dobie troski o przyrodę, proces powstawania betonu powinien odbywać się w sposób bezpieczny i zgodny z obowiązującymi wymogami ochrony środowiska naturalnego.

Co siedzi w betonie?

Kruszywo, piasek, cement i woda to podstawowe składniki każdej mieszanki betonowej. W zależności od jej finalnego przeznaczenia stosuje się różne receptury oraz dodaje inne składniki, np. specjalne domieszki chemiczne czy dodatki mineralne. To wszystko ma wpływ na końcową jakość i parametry betonu.

Cement – kluczowy składnik betonu – to spoiwo mineralne, które charakteryzuje się właściwościami hydraulicznymi. Dzięki nim, po zmieszaniu z wodą wiąże pozostałe materiały i zastyga, zachowując wytrzymałości mechaniczne i twardość. W produkcji betonu stosowane są między innymi:

• cementy portlandzkie CEM I, CEM II;
• cementy hutnicze CEM III;
• cementy specjalne.

Obecnie na rynku dostępna jest szeroka oferta specjalistycznych cementów, dzięki czemu do każdej mieszanki betonowej można go dobrać zgodnie z wymogami technologicznymi inwestycji. Począwszy od uniwersalnych cementów przeznaczonych do zapraw murarskich lub tynkarskich, po specjalistyczne produkty przeznaczone do agresywnych chemicznie warunków środowiska – indywidualnie dobrany materiał gwarantuje optymalne właściwości mieszanki betonowej.

Kruszywo – składnik stanowiący około 65-80% całkowitej objętości betonu – ma znaczący wpływ na właściwości zarówno samej mieszanki jak i stwardniałego betonu. Obecnie najczęściej wykorzystywane są kruszywa naturalne grube (np. żwir) i drobne (piasek o frakcjach do 2 mm). Do betonu dodaje się również kruszywa sztuczne, takie jak keramzyt, których zadaniem jest poprawa niektórych właściwości mechanicznych mieszanki, np. zwiększona mrozoodporność czy wodoszczelność. Ponadto, zastosowane kruszywo wpływa także na końcową trwałość i estetykę betonu.

Przy produkcji betonu wykorzystuje się:

• naturalne kruszywo otoczakowe, powstałe w wyniku naturalnych procesów takich, jak wietrzenie skał czy erozyjne działanie wody,
• kruszywo łamane, wytworzone poprzez mechaniczne kruszenie skał,
• kruszywo sztuczne, lekkie.

Woda – dodatek zapewniający prawidłowy proces hydratacji cementu. Do produkcji betonu używana jest „czysta" woda, pochodząca z sieci wodociągowej, jak również spełniająca odpowiednie parametry woda z recyklingu. Należy bezwzględnie przestrzegać zasady, że do betonu nie stosuje się wody morskiej, mineralnej czy ściekowej, które są zbyt inwazyjne dla struktury mieszanki.

Domieszki do betonu – wykorzystywane w procesie mieszania – substancje  chemiczne mające na celu polepszenie istotnych właściwości mieszanki betonowej oraz stwardniałego betonu. Najczęściej stosowane są domieszki przyspieszające lub opóźniające wiązanie, uplastyczniające oraz napowietrzające.

Mieszanie betonu

W zależności od przeznaczenia mieszanki należy dobrać odpowiednią recepturę, którą ustala się na podstawie badań laboratoryjnych oraz obliczeń. W analizie kluczowe są takie parametry betonu jak wytrzymałość, mrozoodporność, wodoszczelność, izolacyjność czy odporność na agresywne, chemiczne warunki środowiska. Sam proces wytwarzania betonu polega na mieszaniu w odpowiednich proporcjach wszystkich składników aż do uzyskania wymaganej konsystencji.

Przykładowo, w wytwórniach betonu Lafarge, cały proces zachodzi w specjalnym mieszalniku. Dzięki wagowemu systemowi dozowania składników oraz stałej kontroli produkcji klienci mają gwarancję najwyższej jakości kupowanych produktów. Stamtąd beton ładowany jest do betonomieszarek i transportowany bezpośrednio na plac budowy.

Badanie właściwości mieszanki betonowej

Każda wyprodukowana partia betonu przechodzi specjalne badania pod kątem jakości. Podstawowe sprawdzenie gotowej mieszanki polega na zmierzeniu jej konsystencji, czyli stopnia ciekłości. Najbardziej praktyczną metodą pomiaru jest opad stożka Abramsa. Formę o kształcie stożka, wypełnia się mieszanką betonową w 3 równych warstwach, każdą warstwę zagęszczając 25-cioma zagłębieniami pręta stalowego. Następnie zdejmuje się formę i ustawia ją obok opadłej mieszanki.

Różnica między wysokością formy a wysokością opadłej mieszanki jest miarą konsystencji. Wynik badania powinien być odpowiedni dla wymogów określonych dla danej klasy konsystencji. Należy pamiętać, że w żadnym wypadku konsystencji nie można regulować zawartością wody, ponieważ prowadzi to do zmiany kluczowych właściwości betonu.