Ehitusmaterjalid KT 2

Konspekti kohta

Betoonisegu

valmissegatud betoon, mis on veel paigaldatav ja tihendatav

Kivistunud betoon

näitajatega materjal, mis saadakse tsemendi, vee ja täitematerjalide segust

Betoon

põletamata tehiskivi, mis saadakse täitematerjali, sideaineja vee segu kivinemisel

Sideained, mida betoonis kasutatakse

• portlandtsementi

• tsemendi eriliike

• harvem lubjasideainet

• kipsi

• polümeere

• põlevkivituhka

Mörd ja mördisegu

peentäitematerjali, sideaine ja vee segu

Tsemenditainas/pasta

tsemendi ja vee segu

Sideainekivi

Sideaine ja vee taina kivistamisel saadud kivi

Normaalbetoon

jämedast ja peenset täitematerjalist ning tsemenditaignast

(jämeda täitematerjali vahelised tühikud on täidetud mördiga)

Vajumisklassi järgi jaotatakse betoonisegud:

Kuivtiheduse järgi jaotatakse betoone

kergbetoon 800-2000 kg/m³

normaalbetoon 2000…2600 kg/m³

raskebetoon >2600 kg/m³

Betooni survetugevusklassi alus

150 mm kuupidega määratud 95%-lise tõenäosusega garanteeritud normtugevus pärast 28-päevast kivinemist vees või 95…100% õhuniiskusel temperatuuril 20 °C

Betooni tugevusklassid

Kloriidiioonide sisalduse järgi jagatakse betoon nelja kloriidisisalduse klassi

Betooni keskkonnaklassid

X0 - korrosioonioht puudub

XC1, XC2, XC3, XC4 - karboneerumisest põhjustatud korrosioon (CO₂ mõjul)

XD1, XD2, XD3 - kloriididest põhjustatud korrosioon (va merevee kloriididest)

XS1, XS2, XS3 - merevee kloriididest põhjustatud korrosioon

XF1, XF2, XF3, XF3 - külmunemise/sulamise mõju koos või ilma jäitevastaste ainetega

XA1, XA2, XA3 - keemilised mõjurid

XM1, XM2, Xm3 - kulumiskoormuse klassid (DIN)

Muud betooni markeeringud

paindetugevus

külmakindlus KK ja XF

veepidavus W

Betoonide iseloomulikud näitajad

poorsus - lisatakse tiheduse vähendamiseks, külmakindluse suurendamiseks

külmakindlus - määradkase massikaoga kindla arvu külmumis-sulamistsüklite läbimisel

püsivus - muudetakse tsemendi ja lisandite valikuga ning paigaldamise ja kivinemistehnoloogia valikuga

tihedus - määrab betooni kasutusala ja otstarbe

Betooni tugevust mõjutavad oluliselt ka:

vesitsementtegurist - mida suurem seguvee hulk, seda rohkem tekib väljaauravast veest kapillaarpoorne ja seda madalam on tugevus

tsemendi lubatud minimaalne hulk betoonis

täitematerjalide terasuurus ja terastikune koostis

täitematerjalide kuju ja terade pinnakaredus

betooni niiskus so. betooni poorides oleva vaba vee sisaldus

Betoonisegu omadused

töödeldavus või paigaldatavus

• jäigad

• plastsed

• voolavad

betoonisegu segregeerumist

tihedus - prognoosib betooni kvaliteedinäitajaid

survetugevus

plastsuse

Betoonisegu retsept

komponentide mass 1m³ segu valmistamiseks

valitakse soovitud omadustele ja tugevusklassile

Normaalbetooni tavalised koostisosad:

jämetäitematerjal - paekivi või graniitkillustik

peentäitematerjal - kvartsliiv

portlandtsement

vesi

lisandid

Betooni skelet

jämedad ja peened täitematerjalid, mis seovad kokku moodustuva tsementkivi

Täitematerjali roll betoonis

skelet - oluline tugevusele

jäme täitematerjal vähendab tsemendi mahukahanemise mõju betoonile

täitematerjali kulumiskindlus suurenab betoonikulumiskindlust

ilma täitematerjalita tsemendi kasutamine on kallis

Jäme täitematerjali terasuurus

ülemine mõõt >=4 mm

alumine mõõt >=2 mm

Jämetäitematerjalid raskuse järgi

rasked - graniit, paekiviillustik

kerged - kergkruus

Killustikud jagatakse fraktsioonidesse

2/4

4/16

16/32

32/64 mm

Terastikulise koostise nõuded jämedale täitematerjalile

Plaatsustegur

nõeljate sisaldus (%) kasutatavast killustikust

Nõeljad

terad, mille üks mõõde ületab teist 3 korda

Killustiku tugevuse määramine

muljamisega silindris, tugevus antakse 120, 100, 80 jne (MPa)

merekarpide sisaldus <10 %

teekatte puhul

• purunemiskindlus - Los Angelese tegur (LA₁₅…LA₅₅)

• külmakindlus - veega või soolalahusega

löögikindlus - SZ₁₈…SZ_RN

kulumiskindlus - Mikro-Devali tegur M_DE 10…M_DE NR

Peentäite materjali terasuurus

ülemine mõõt D<4 mm

Osajääk a_i

sõelale i jäänud liiva massi G_i ja analüüsiks võetud liiva kogumassi G_alg suhe protsentides

Täisjääk A_i

osajääkide summa (a₄+…+a_i) suurima avaga sõelast kuni sõelani i

Läbind L_i

kogu antud materjali kogus protsentides

Sõelaanalüüsi tulemuste esitamine

graafiliselt

x1 - sõelte läbind %

x2 - täisjääk sõelal %

y - sõela ruutava mm

Peenusmoodul

arvutatakse sõelaanalüüsi osa- ja töisjääkide kaudu

Liiva iseloomastavad näitajad

Liivas, mida kasutatakse betooni valmistamiseks ei tohi leiduda

orgaanilisi aineid, mis takistavad tsemendi kivinemist

väävlit ja väävliühendeid - võib põhjustada reaktsioone ja paisumist betoonis

amorfset ränioksiidi ja maagimineraale - reaktsioonid, mille tulemusena betoon kahjustub

kloriide sisaldus on piiratud - sarruse roostetamine

tolmu ja savi <3%

Fillerid

täitematerjal, mille osakeste enamik läbib sõela 0,063 mm ja mida lisatakse valmistatavatele ehitusmaterjalidele teatud omaduste andmiseks

Lisandid

keemilised ained, mida kasutatakse väikestes kogustes betoonisegu ja betooni omaduste reguleerimiseks

Lisandite loetelu

plastifikaatorid - vähendavad veevajadust või suurendavad töödeldavust

õhku sisse viivad lisandid - suurendavad külmakindlust

veehoidvust tõstvad lisandid - hoiavad ära vee väljavalgumise betoonisegust

tardumist kiirendavad/aeglustavad lisandid - reguleerivad betoonisegu tardumisprotsessi

kivinemist kiirendavad lisandid

Peenlisandid

mineraalne peenmaterjal, mida kasutatakse betooni teatud omaduste parandamiseks või eriomaduste saavutamiseks

Standard käsitleb kahte tüüpi peenlisandeid

peaaegi inertsed (ei võta osa keemilistest reaktsioonidest) peenlisandid - pigmendid

putsolaan- või varjatud hüdrauliliste omadustega peenlisandid

Projekteerivale betoonilie isoloomulikud näitajad

soovitav betooni tugevusklass

vastavalt betoonisegu paigaldamise meetoditele vajalikust betoonisegu töödeldavusest

betoonikonstruktsiooni mõõdud (konstruktsiooni tüüp) ja sarruse tihedus (määrab ära maksimaalse jämetäitematerjali terasuurse)

kivinemise tingimused (lisandite kasutamise vajadus)

ekspluatatsioonitingimustest tulenevad lisanõuded betoonile (näiteks märjalt külmumise oht - klass külmakindluse järgi, nõutav nt. merevees, veepidavus jne.)

Lähtematerjalide näitajatest olenevad tingimused

tsemendi liik ja klass

täitematerjalide liik ja omadused

Betooni kivinemise tingimused ja betooni hooldamine

betooni hooldamine ei lõpe segu paigaldamise ja tihendamisega

betooni hooldamine seisneb kivinevale betoonile maksimaalselt sobivate tingimuste loomises

Värske betoon ei tohi

välja kuivada

külmuda

üle kuumeneda

Betooni kivinemistingimustest lähtutakse

kivinemine ilmastiku tingimustel

aurutamine 60..100 C juures normaalrõhul niiskes keskkonnas

autoklaavimine viiakse läbi kõrgendatud temperatuuril ja rõhul

Betooni jäätumistugevus

tugevus, mis tuleb saavutada enne betooni jäätumist, et betoon oluliselt ei kahjustuks (>5 MPa)

Betooni hooldamine

betooni hoitakse peale paigaldamist ettenähtud temperatuuri ja niiskuse juures

tuleb vätida:

• väljakuivamist

• temperatuure alla 0 C

• betooni asetamist agressiivsesse keskkonda varajasel kivinemisel

Erinetoonid

mosaiikbetoon - võib sisaldada värve või olla lihvitud, nt. põrandaplaadid

raskbetoon - täitematerjaliks on metall, nt. kasutusel kiirgustõkkena

kiudbetoon - sisaldab lühikesi ja õhukesi kiude, vähendataksejämetäitematerjali hulka ja suurendatakse tsemendisisaldust, parandab betoooni painde ja tõmbetugevust

Betoonipinnad võivad olla

rakise pinnad (saetud, hööveldamata laud), jäävad viimistlemata või krohvitakse

metallvormi pinnad siledusega (monteeritavad detailid)

hööveldatud laudrakise pind - jääb kas viimistlemata või viimistletakse

horisontaalsed betoonpinnad valatakse ja hõõrutakse puit- või metallhõõrutiga, käsitletakse kas harjumisega, pesubetoon pestakse, töödeldatakse liivapritsiga vms

Kergbetooni otstarbe järgi jaotamine

konstruktsiooni betoonid tihedusega 1400…2100 kg/m³

konstruktsioon-soojusisolatsioon 1400…2100 kg/m³

soojusisolatsioonbetoonid <500 kg/m³

Mullbetoon

kergbetooni alaliik, mis saadakse peeneksjahvatatud liiva ja sideaine segamisel vee ja vahu/gaasitekitajaga

tihedusega 1800 kg/m³

sideaineks tsement või lubi-liiv

sisaldab 85% mahust poore läbimõõduga 0,3…2 mm

Täitematerjalid jagunevad

looduslikud - pimss, vulkaanilised räbud, tuffid, poorsed lubjakivid

tehislikud - kergkruus, agloporiit, tuhk-räbu segud

Kergbetooni eri liikide soojuserijuhtivus

Soojusisolatsioon omadused olenevad:

pooride tüübist (kinnine ja lahtine)

pooride hulgast ja nende suurusest

õhu konvektsiooni võimalused poorides

Korebetoon

jämepoorne kergbetooni alaliik

betoon, kus ei ole kasutatud peentäitematerjali

Kergbetooni valmistamine

sideaine, täitematerjalid, mulle tekitavad lisandid ja vesi segatakse kokku, pannakse vormi ning lastakse kivineda

Betoonpolümeerid ja polümeerbetoonid

uued kaasaegsed materjalide komposiidid, milles on liidetud juba tuntud materjalide ja uute materjalide omadused

Betoonpolümeerid

materjalid, mille üheks koostiseks on traditsiooniline betoon, mida on immutatud või segatud polümeeriga

Betoonpolümeerid jaotatakse

polümeeri tüübi seisukohalt

• polümeerid

• monomeerid

immutamise täielikkuse seisukohalt

• osaliselt - pindmine kiht või teatud tsoon

• täielikult

• liitbetoonipolümeerid - immutamisega on mooodustatud polümeerne karkass

betooni immutamiseks kasutatud polümeeri liigi seisukohalt

Polümeerbetoonid

komposiidid, mille koostisesse kuulub:

• sideaine - termoaktiivne vaik (ca 20%)

• täiteaine - mineraalne materjal

kasutatakse keemia, metallurgi ja nahvta tööstusharudes

Mördid

valmisatakse:

• mineraalsest sideainest

• peenest täitematerjalist

• seguveest

Mördi klassifitseeritakse

tiheduse järgi

• tavaline raskemört >=1500…2200 kg/m3

• kerge ehitusmört <1500 kg/m3

otstarbe järgi

• müüri

• pinnakatte

• eriotstarbe

sideainete järgi

• tsement, lubi, kips, kukersiit jms

• segamördid

Mördi markeeriine

survetugevuse järgi - 0.4, 1, 2.5, …, 25

külmakindluse järgi - 10, 15, …, 300 tsüklit

harilik tsement - 10MPa

lubimört - 0,4…1 MPa

Mördile esitatavad nõuded

töödeldavus, mis võimaldab paigaldada segu

veehoidvus

ei tohi kihistuda

hea nake aluspinnaga

Mördi lisandid

kiirendajad

aeglustajad

plastifikaatorid

• mineraalsed - lubi- ja savitainas

• orgaanilised - sulfiitpiirituse praak, nafteenseep

Mördi koostis antakse

kaaluliselt sideaine suhtes - 1:4,5 (sideaine:liiv)

segamört - 1:0,4:6 (tsement:lubjatainas:liiv)

Krohv

mitmesugustel sideaintel baseeruvad polümeerid ja teisi lisandeid sisaldav mört

Kohvi kasutatakse

ehitiste välispinna kaitsmiseks ilmastiku eest

tuletundlikkuse vähendamiseks

esteetilise välimuse andmiseks

tasandamiseks, et järgmiselt viimistleda

erijuhtudel (radiatsioonikaitse jm)

Krohvide liigid

aluskrohv - nakke parandamine

jämekrohv - ebatasasuse parandamine

pinna- e viimistluskrohv - pinda kaitsta välismõjude eest

Krohvid jagunevad

mineraalsed - kivistuvad keemiliste reaktsioonide toimumise tõttu

• kipssideainel baseeruvad sisekrohvid

• lubikrohvid

• tsementkrohvid

• silikaatkrohvid

polümeersed - kivistuvad kuivamise teel

• mineraalste sideainetega

• tsemendibaasilised

Silikaatkrohvide alla kasutatakse vesiklaasi alusel krunti

Silikaatmördide vesiklaasi reaktsioonid

Polümeerkrohvid

sideaineks polümeer

nn. isekustuvad materjalid

eelkõige viimistluskrohvid

Krohvimiseks ettevalmistatavale pinnale kehtivad nõuded

peab olema tolmuvaba

enne krohvimist pind niisutatakse

krohvitud pind vajab järelhooldust

• krohv ei tohi välja kuivada

Krohvimise reeglid

nõrgale aluspinnale ei saa kanda suure tugevusega viimistluskihti

viimistlemiseks ette nähtud krohvikihi veeaurutihedus peab võimaldama niiskuse välja aurustumist

Tasandussegud

kasutatakse pindade tasandamiseks, -kallete andmiseks ja ka aluspinnale vastavate veeimavuse või niiskusnäitajate saamiseks

Põletamata tehiskivid

tehiskivid, mida saadakse sideaine, täitematerjali ja vee segu kivistumise tulemusena

Portlandtsement baasil betoonkivid, -plaadid ja plokid

portlandtsemendi baasil valmistatakse betoonmüürikive ja - plokke

Betoonkivide all mõistetakse tavaliselt

betoonist õõnsaid müüriplokke

betoonist sillustikukive ja -plaate, äärekive

betoonist katusekive

Silikaatkivid ja -plokid

valmistatakse lubja baasil

lisanditena kasutatakse:

• jahvatamata liiva, kergkruusa, räbu, paiutatud perliiti

• lubja asendajana võib kasutada sideainena ka tuhka ja räbu

Silikaatkivid ja -plokid tooted

silikaatkivid, -plokid, -plaadid

kerge täitematerjaliga silikaatbetoon

silikaltsiit

mullbetoon

Silikaatkivi valmistusprotsess

tooraine ettevalmistamine - segatakse jahvatatud liiv (peenräni), 6-8% kustutamata lupja ja tavalist liiva

segu vormimine - segust pressitakse 15-20 MPa survega kivitoorikud

autoklaavimine - kivitoorikud asetatakse autoklaavi, kus toimub kivistumine vähemalt 174,5 C temperatuuri ja 8-12 atm rõhu juures

keemiline reaktsioon - lubja ja jahvataud liiva reageerimisel tekib kaltsiumhüdrosilikaat, mis seob materjali kokku

kivistumine - moodustub tugev kristallstruktuuriga tehiskivi ehk silikaatkivi

valimistoode - saadakse silikaattellised või -plokid, mida kasutatakse peamiselt seinte ehitamisel

Silikaatkivid ei sobi kasutuseks

vundamendis ja sokklis

asjude, korstante, lõõride valmistamiseks, kuna ei olu tulekindel

Kipssideainete tootmisel peab silmas pidama:

tuleb kasutada lisandeid, et vähendada sideaine kulu ja kipsdetailide deformatiivsust

hapruse tõttu on vaja armeerida: papp, paber, orgaanilised kiuained, alumiiniiumsarrus

suure hügrokoopsuse tõttu ei saa kasutada kaitsmata terassarrust

Kipstooteid iseloomustab

soodne hind

kerge paigaldamine ja viimistlus

kiire kivinemine

hügieenilisus

suhteliselt madal soojuserijuhtivus

dekoratiivsus

väike tihedus ja mass

Kipstoodete puuduseks

väike vee- ja niiskusekindlus

haprus

väike tugevus

Kipstooted jagunevad tehnoloogiliselt

viimistlusmaterjalid - plaadid, kunstmarmor

konstruktsioonmaterjalid - plaadid, plokid, seinapaneelid

dekoratiivelemendid - karniisid, rosetid

spetsiaalsed soojusisolatsioonmaterjalid - vaht- ja gaaskipstooted

Kipstooted:

perforeeritud akustilised plaadid

paberiga kaetud heliisolatsioon kipsplaadid

armeeritud plaat

suuremmõõtmelised vaheseinad

vaheseinaplaadid

ventilatsioonikanalite detailid

viimistlusmaterjalid

konstruktisoonimaterjalid - seinapaneelid

lubi-kips kuicsegu

Fiboliit

koostis - puitlaast või puitvill, okaspuit ja magensiaalsideaine

valmistamine - segu segatakse, vormitakse metallvormides ja tihendatakase pressidega

veesisaldus peab olema üle 20%

Fiboliidi kasutamine

tihedus <350 kg/m³ - soojusisolatsioonimaterjalina krohvi alla

tihedus >400 kg/m³ - konstruktsioonimaterjalina

Ksüloliit

koostis - saepuru ja magnesiaalsideaine

valmistus - tihedad plaadid vormitakse surve abil

tihedus - 1000-1250 kg/m³

Magnesiaalsideainetest tehiskivid

fiboliit

ksüloliit

Ksüloliidi kasutamine

põrandakatteplaadid

ühe- või kahekihilised monoliitpõrandad

Ksüloliidi omadused

elastne

summutab heli

kulumiskindel

Asbestist tooted

koostis - portlandtsement ja asbestkiud (täitematerjal)

vormid - lainelised ja siledad plaadid

kasutamine

• katusekattematerjalina

• konstruktsioonimaterjalina

omadused

• pikaajaline vastupidavus

• suhteliselt hea kuumakindlus

tervisoht - asbestitolm kahjustab kopse ja võib põhjustada asbestoosi

Eestis kasutus keelatud alates 2005

Muud asbestist tooted

asbestpapp

asbestnöör

hüdroisool

Puidu positiiivsed omadused

ökoloogiline

kättesaadav

hõlbus töödelda

tugev

väikese tihedusega

soojapidav

sitke

hea välimusega

kuivas kliimas äärmiselt püsiv

Puidu puudused

kergesti süttiv

hügroskoopne

omadustelt heteroheene (ebaühtlane)