Betoni
Wikipedia
Betonia käytetään erilaisten rakennelmien rakentamiseen. Se on yksi käytetyimmistä rakennusmateriaaleista tiilen, puun ja teräksen ohella. Betoni koostuu runkoaineesta (raekooltaan vaihtelevasta kiviaineksesta tietyssä optimoidussa suhteessa), sementistä, ja vedestä, jota valmiissa betonissa esiintyy sidosvetenä. Betonin osatekijä sementti on ainetta, joka veden kanssa kosketuksiin joutuessaan kovettuu kemiallisen reaktion tuloksena. Rakennelmaa vahvistetaan lisäksi teräskehikoin ja raudoituksin, sillä pelkkä betoni kestää huonosti vetorasitusta (vain noin 1/10-osan puristuskestävyydestä). Raudoitukset hoitavat valmiissa rakennelmassa vetorasitukset, kun taas betoni puristusrasitukset. Näitä kahta materiaalia voidaan käyttää yhdessä koska niillä on sama lämpölaajenemiskerroin.
Betonia on lukuisia eri laatuja. Ne on suunniteltu erilaisiin paikkoihin ja tarkoituksiin, niiden ominaisuudet voivat vaihdella kestävyyden, lujuuden ja säilyvyyden suhteen.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Historia
Betonin esiastetta käytettiin jo antiikin Rooman aikana. Rooman kulttuurin rappeutumisen myötä betonin käyttö kuitenkin hiipui ja keski-ajalla sitä ei käytännössä edes tunnettu. 1800-luvulla betoni tuli uudelleen käyttöön ja 1900-luvulla sen käyttö laajeni huomattavasti koska raudoitusten ja betonin yhdistelmä, teräsbetoni, keksittiin vahingossa. Myös betonin muottiin valamisen keksiminen nosti sen suosiota huomattavasti. Muotti mahdollisti periaatteessa hyvin monenlaiseen muotoon valamisen.
[muokkaa] Materiaali ja valmistus
Betonin sideaine on sementti, joka on sen tärkein raaka-aine. Sementti muodostaa veden kanssa kovan rakenteen, joka liimaa betonin muut osat toisiinsa. Sementti on koostunut luonnon materiaaleista, kuten kalkkikivi, kvartsi ja savi. Roomalaiset käyttivät betonin valmistukseen Vesuvius-tulivuoren kvartsipitoista kivituhkaa. Nämä aineet on jauhettu ja poltettu korkeassa lämpötilassa. Palaessa aineista vapautuu vettä. Sementti siis reagoi veden kanssa kemiallisesti betonin kovettuessa, tämä mahodllistaa esimerkiksi betonin valamisen veden alla.
Omatoiminen betonin valmistus on edullista silloin, kun käytettävissä on työmaasekoitin ja tarvittava betonimäärä on enintään muutamia satoja litroja. Betonin ainesosat voidaan annostella tilavuusosina. Työmaalla yleisesti käytettävä sekoitin on pieni vapaapudotussekoitin, jonka tilavuus on 120 - 200 litraa. Sekoittimella valmistettava betoniannos voi olla vain noin 2/3 vesitilavuudesta. Tehokkaan sekoituksen varmistamiseksi kannattaa aina valmistaa täysiä annoksia. Annoksen on aina oltava vähintään 1/5 vesitilavuudesta.
Betonin valmistus aloitetaan työmaalla sekoittamalla keskenään vesi, sementti ja runkoaine. Betoni alkaa kovettua välittömästi reagoidessaan veden kanssa - reaktio on tosin melko hidas.
Taulukko. 3-RAKENNELUOKAN BETONIN SEOSSUHTEET TILAVUUSOSINA
| Lujuusluokka MN/m^2 | Vähimmäissementtimäärä kg/m^3 | semettiä | hienosoraa | someroa tai sepeliä |
| K20 | 300 | 1 | 2,5 | 2,5 |
| K15 | 250 | 1 | 2 | 3 |
| K10 | 200 | 1 | 4 | 4 |
Laboratorio-olosuhteissa kyetään valmistamaan jopa yli K100 betonia, mutta suurimmat lujuudet työmaakäytössä ovat K70. Suurilujuuksista betonia voidaan tarvita esimerkiksi pilvenpiirtäjien perustuksiin ja alimpiin kerroksiin, sekä suurten koneiden perustuksiin.
Betonin valmistuksessa käytettävien kiviainesten on oltava lujia ja säänkestäviä. Kiviainesten on oltava puhtaita eikä niissä saa olla sementin kovettumista haittaavia aineita kuten eloperäisiä aineksia, humusta tms. Hyvän lujuuden aikaansaamiseksi suositellaan käytettävän vähintään kahta kiviaineslajitetta: hienoa (esimerkiksi 0 - 8 mm) ja karkeata (esimerkiksi 8 - 16). Betoniseokseen käytettävän veden pitää olla puhdasta. Nyrkkisääntönä voidaan todeta, että juomakelpoinen vesi kelpaa myös betonin valmistukseen.
Betonin paras valamiseen soveltuva lämpötila on +20°C tai hiukan alle, mutta joitain valuja voidaan tehdä jopa -15°C pakkasella, sillä kovettuessaan betoni vapauttaa jonkin verran lämpöä. Valmista valua voidaan myös lämmittää keinotekoisesti erilaisin menetelmin. Jos pakkasta on liikaa, ei betoni kovetu ja menee pilalle, toisin sanoen se ei kovetu enää myöhemmässäkään vaiheessa. Betoni valetaan muottiin ja noin kahden vuorokauden kuluttua betoni on kovettunut riittävästi muotin poistamiseksi. Isoja valuja tehtäessä betonia estetään lämpenemästä liikaa kaatamalla sen päälle vettä, sillä suuri betonimassa saattaa kehittää riittävästi lämpöä halkaistakseen itsensä lämpölaajetessaan, varsinkin ensimmäisten vuorokausien aikana betoni on herkkää halkeamaan. Betonin kuivumista pitää myös estää jotta kaikki sementti reagoisi veden kanssa ja täysi lujuus saavutettaisiin, betonin ja tiilen rajapinta on ongelmallinen sillä tiili imee vettä liian nopeasti ja voimakkaasti tavallisille betonilaaduille.
Betoni katsotaan saavuttaneen täyden lujuutensa noin 28 vuorokauden kuluttua, tosin betoni kovettuu vielä tämänkin jälkeen.
[muokkaa] Betonilaadut
[muokkaa] Betonilattian valaminen
Betonilattia on yleensä omakotitaloissa pohjustettu alhaalta päin hiekalla, soralla, styroksilla. Sora estää kapillaariveden nousun, ja on suositeltavaa käyttää vähintään 400 mm paksua kerrosta pestyä mursketta tai vastaavaa kapilaarisen nousun katkaisevaa kerrosta. Sorakerros tasoitetaan ja tiivistetään, jonka jälkeen perustalle laitetaan mahdollisesti tarvittavat lämpöeristeet ja raudoitusverkot rakennesuunnitelman mukaan.
Ennen valun aloittamista (ainakin laajemmille lattioille) on tarpeen laittaa riittävän tiheään vaakitut korkeusmerkit, ympäröiville seinille ja katosta riippuvina korkoseipäinä keskilattiallekin. Yleensä käytetään metrin korkoa valmiista lattiapinnasta. (Laiskemmat ja kiireisemmät lattiantekijät haluavat merkin silmiensä tasolle, ettei tarvitse kumartua katsomaan sitä.) Näistä korkomerkeistä mitaten betonin tasoittelija voi seurata ja valvoa lattiaan tulevaa tasaisuutta. Betonilattian teko on raskaanlaista ja varsin vaativaa ammattityötä. Äläkä unohda vetää viemäriä, vesijohtoa, sähkön pääkaapelia ja maadoitusjohtoa paikoilleen ennen valua...
Lattiabetoniin tulevista kiviaineksista hyvin soveliasta on kivimurske. Se sisältää sopivasti kaikkia karkeuksia, hienoista karkeimpaan, mutta ei sisällä kuitenkaan isompia kiviä, jotka haittaisivat merkittävästi betonin tasoittelijan työtä. Lattiabetoni ei saisi olla liian löysää (vetelää), vaikka se tasaiksi asettuvana luulisi olevan tasoittelijalle helpotus. Tasoituksen jälkeen, muutaman tunnin päästä, tehdään lattialle lopullinen liippaus teräksisellä pitkänlaisella liipalla, ellei sitten betonin alkutasoituksen jälkeinen puulastahierräntä riitä laatuvaatimuksiin.
Lattiat joihin tulee lattiakaivoja, betonin sopiva jäykkyys on vielä tärkeämpää, sillä liian löysästä betonista on vaikea saada pysymään lattiakaivoihin tulevia haluttuja kaatoja.
[muokkaa] Betonielementit
Usein betoni valetaan valmiiksi määrämittaan tehtaalla ja toimitetaan työmaalle valmiina elementteinä, joissa on mukana tarpeelliset lämpöeristeet sekä ikkuna- ja oviaukot. Elementit nostetaan paikalleen ja kiinnitetään toisiinsa. Usein julkisivuun tarkoitettujen elementtien pinnassa on jokin betoninharmaata miellyttävämpi pinnoite, esim. tiiliä. Elementtirakentaminen on hyvin nopeaa ja vaivatonta verrattuna paikallavaluun (esimerkiksi muottityöt itse työpaikalla vähenevät huomattavasti). Myös erilaisia valmiita betoniputkia ja -paaluja käytetään paljon rakentamisessa.
Betonielementin pinta on yleensä raudoituksen lisäksi kaikkein tärkeimpiä osia kantavuuden ja lujuuden kannalta, sillä siihen kohdistuu suurimmat voimat. Pinnan halkeilu kielii helposti huonosta elementistä. Yleensä myös elementin merkittävimmmät raudoituksetkin sijaitsevat pinnan lähellä, tämä helpottaa joskus elementin katkaisussa.
[muokkaa] Katso myös
[muokkaa] Aiheesta muualla
