Muudatused

Jump to navigation Jump to search
Lisatud 536 baiti ,  2 aasta eest
P
Koondasin skripti abil viited
[[Pilt:Vana piketipost Vasalemma-Keila raudteelõigul.jpg|pisi|Korrodeerunud betoonist piketipost Vasalemma-Keila raudteelõigul.]]
 
'''Betoon''' ([[prantsuse keel]]es ''béton'', [[ladina keel|ladina]] sõnast ''bitumen'' 'maapigi') on tehislik kivimaterjal, üks põhilisi [[ehitusmaterjal]]e<ref name="Tehnikaleksikon">[[Tehnikaleksikon]]. 1981. Valgus. Lehekülg 58.</ref>.
 
Betoon on [[komposiitmaterjal]], mis koosneb jämedakoelistest [[Täitematerjal|täitematerjalidest]], mida seob aja jooksul kõvastuv [[tsement]]. Suurem osa betoonidest põhineb lubjakivitsementidel, näiteks [[Portlandtsement|portlandtsemendil]], aga leidub ka betoone, kus kasutatakse teisi hüdraulilisi tsemente, näiteks ''ciment fondu'' (aluminaattsement, mis põhineb kaltsiumaluminaatidel). Teede ehitusel kasutatav [[asfaltbetoon]] on samuti üks betooni alaliike, kus tsementmaterjaliks on [[bituumen]]. Veel kasutatakse polümeerbetoone, kus tsementeerivaks aineks on [[Polümeerid|polümeer]].
 
Portlandtsementbetoon ja teised hüdraulilised tsementbetoonid saadakse, kui agregaat ehk täitematerjal segatakse kokku kuiva tsemendi ning veega, misjärel moodustub voolav mass, mida saab kergesti sobivasse vormi valada. Tsement reageerib keemiliselt vee ning teiste koostisosadega, selle tulemusel moodustub kõva maatriks, mis seob kõik materjalid kokku kauakestvaks kivilaadseks materjaliks, mille kasutusvõimalusi on palju.<ref>Zongjin Li.name="WdBId" ''Advanced concrete technology''. 2011. Peatükk 1.2. Leheküljed 7, 8.</ref>
 
Tihti lisatakse segusse erinevaid lisandeid, näiteks [[Putsolaan|putsolaane]] ja [[Plastifikaator|plastifikaatoreid]]. Nende lisamine võimaldab parandada märja segu või lõppmaterjali füüsikalisi omadusi. Enamik betooni valatakse koos armeeriva materjaliga, enamasti [[Sarrus|terasarmatuuriga]], mis parandab tõmbetugevust ning lõpptulemusena saadakse [[raudbetoon]].
 
Kuulsate betoonehitiste hulka kuuluvad [[Hooveri pais]], [[Panama kanal]] ja [[Rooma Panteon]]. Varaseimad laialdased betoontehnoloogia kasutajad olid vanad roomlased ja [[Rooma impeerium]]is oli betooni kasutus laialt levinud. Roomas asuv [[Colosseum]] ehitati suuremas osas betoonist, [[antiikaeg|antiikaja]] suurim kuppelehitis oli Panteon. Pärast Rooma impeeriumi kokkuvarisemist muutus betooni kasutamine haruldaseks, kuni see tehnoloogia 18. sajandi keskel uuesti kasutusele võeti. Tänapäeval on betoon kõige laiemalt levinud inimese valmistatud materjal.<ref>Moore, David.name="Qj8Sv" [http://www.romanconcrete.com/docs/chapt01/chapt01.htm The Pantheon]. 1999. ''romanconcrete.com'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
 
Betoon, mille sideaineks on tsement, saavutab tavatingimustes 28 päevaga oma tugevusklassile vastava survetugevuse. Betoon võimaldab valada väga keerulise kujuga [[Betoonelement|ehitusdetaile]] või terveid ehitisi. [[Raudbetoon]]i puhul on tugevduseks lisatud sarrused või armatuurvõrk. Betooni tähtsaim omadus on [[tugevus]], mis võib olla väga erineva suurusega ja sõltub peamiselt tihedusest. Betooni tugevust iseloomustab tema mark, mis määrab ära betooni [[survetugevus]]e ja [[tõmbetugevus]]e [[telgtõmme|telgtõmbe]] või [[paine|painde]] korral.<ref name="Tehnikaleksikon" />
 
=== Eelajalugu ===
Esimesed betoonilaadsed ehitised valmistasid [[Nabatea]] kaupmehed ja beduiinid, kes valitsesid oaase ja lõid väikese kuningriigi praeguse Lõuna-[[Süüria]] ja Põhja-[[Jordaania]] aladel umbes 6500 a eKr. Hiljem, umbes 700 a eKr, avastasid nad hüdraulilise lubja ehk tsemendi, mis kivineb vee toimel. Seda kasutati majaseintes, betoonpõrandates ja maa-alustes veetsisternides. Neid tsisterne hoiti saladuses ning need võimaldasid Nabatea riigil kõrbes õitseda.<ref name=":0">Gromicko, N. Shepard, K. [https://www.nachi.org/history-of-concrete.htm#ixzz31V47Zuuj The History of Concrete]. ''nachi.org'' Viimati vaadatud: 31.10.2016</ref>
 
Juba Nabatea-aegsed ehitajad mõistsid, et betoonisegu tuleb valmistada nii kuiv ja viskoosne kui võimalik, et vältida hilisemat pragunemist, mida põhjustab liigne vesi. Lisaks tihendasid nad värsket betooni, mis omakorda parandab täitematerjalide ja tsementliimi naket ning aitab õhul väljuda.<ref name=":0" />
 
=== Keskaeg ===
Pärast Rooma keisririigi lagunemist kadus ka putsolaani ja põletatud lubja kasutamine ning see tehnoloogia unustati 14. sajandini. 14. sajandist kuni 18. sajandi keskpaigani tsemendi kasutus taas laienes. Näiteks ehitati 1670. aastal betoonist [[Canal du Midi]]. <ref>Mukerki, C.name="nRHHM" [https://web.archive.org/web/20100505160054/http://www.allacademic.com/meta/p_mla_apa_research_citation/0/2/0/1/2/p20122_index.html The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery.] 2005. ''web.archive.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
 
=== Industriaalajastu ===
Kõige levinum on portlandtsement, mis on oluline komponent nii betoonis ja mördis kui ka paljudes krohvides. Selle patenteeris 1824. aastal inglise müürsepp Joseph Aspdin, kes nimetas selle selliselt [[Portlandi saar|Portlandi saarelt]] kaevandatava kivimiga sarnanemise tõttu.
 
Portlandtsemendi põhilised koostisosad on [[Mineraal|mineraalid]] [[aliit]] ja [[beliit]], mis on kaltsiumsilikaadid ning tseliit I ja tseliit II. Sellist tsementi saadakse [[lubjakivi]] põletamisel koos [[Savi|saviga]] ning selle saaduse ehk [[Klinker|klinkeri]] jahvatamisel [[Sulfaadid|sulfaadi]] (tavaliselt [[kips]]) juuresolekul.<ref>Raado, L.name="Fa0oB" M. [http://www.ttu.ee/public/l/lembi-merike-raado/EPM0020/Kipssideained/Kipsideained_2009.pdf Sideained. Bindings.] 2008. ''ttu.ee'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
 
Moodsates tsemendiahjudes kasutatakse kaasaegseid võimalusi, et vähendada kütusekulu iga toodetud klinkeri massiühiku kohta. Tsemendiahjud on väga suured, keerulised ja oma iseloomult tolmused seadmed, mille emissioone peab kontrollima. Betoonivalmistamise kõige energiamahukam etapp on tsemenditootmine. Isegi keerulised ja ökonoomsed ahjud vajavad 3,3 kuni 3,6 GJ [[Energia|energiat]] ühe tonni klinkeri valmistamiseks ning jahvatamiseks. Paljud ahjud kasutavad [[Kütus|kütusena]] ka raskesti käideldavaid jäätmeid, näiteks [[Rehv|autorehve]].<ref>ClimateTechWiki. [http:name="1MfID" //www.climatetechwiki.org/technology/energy-saving-cement Energy Efficiency and Saving in the Cement Industry]. ''climatetechwiki.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016>
</ref>
 
=== Vesi ===
Vee lisamine tsemendile tekitab hüdratatsiooniprotsessi tulemusena tsemendipasta. Pasta täidab tühimikud, parandab voolavust ning lõpuks liimib täitematerjali kokku.
 
Väike [[vesitsementtegur]] (inglise keeles ''wc, w/c'' või ''w/cm'') annab tugevama, vastupidavama betooni, samas suurem veesisaldus teeb betooni paremini töödeldavaks<ref>Portland Concretename="gAvnn" Association. [http://www.ce.memphis.edu/1112/notes/project_2/PCA_manual/Chap09.pdf Designing and Proportioning Normal Concrete Mixtures]. PDF. ''www.ce.memphis.edu'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>. Reostunud vesi võib põhjustada kivistumisel probleeme ning valatud detailid võivad puruneda enneaegselt<ref>Taha, Ramziname="98PIZ" A. [http://www.iasks.org/sites/default/files/swes20100102039043.pdf Use of Production and Brackish Water in Concrete Mixtures]. International Journal of Sustainable Water and Environmental System. 2010. ''iasks.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>.
 
Hüdratatsioon sisaldab endas mitut erinevat paralleelselt kulgevat keemilist reaktsiooni. Nende reaktsioonide toimel hakkab tsementliim osakesi järjest kokku kleepima ning kivistuma kuni lõpuks moodustub tahke mass.
Tavaline tähistus: Ca<sub>3</sub>SiO<sub>5</sub> + H<sub>2</sub>O → CaO·SiO<sub>2</sub>·H<sub>2</sub>O (geel) + Ca(OH)<sub>2</sub>
 
Tasakaalustatud reaktsioon: 2Ca<sub>3</sub>SiO<sub>5</sub> + 7H<sub>2</sub>O → 3CaO·2SiO<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O (geel) + 3Ca(OH)<sub>2</sub> (ligikaudne; mineraalide CaO, SiO<sub>2</sub> ning vee H<sub>2</sub>O sisaldus C-S-H-is võib varieeruda)<ref>[http://www.understanding-cement.com/hydration.html Cement hydration]. ''understanding-cement.com'' Viimati vaadatudname="y1PTK" 31.10.2016</ref>
 
=== Täitematerjalid ehk agregaadid ===
Enamuse betooni massist ja mahust moodustavad jämedad ja peened täitematerjalid. [[Liiv]], looduslik [[kruus]] ja purustatud kivid ehk [[killustik]] on põhiliselt kasutatavad täitematerjalid. Taaskasutatud täitematerjalid nagu ehituspraht ja kaevejäägid leiavad järjest rohkem kasutust, samuti on lubatud tööstuslike jäätmete nagu [[räbu]] ja [[tuhk]] kasutamine.
 
Osakeste suurusjaotus betoonis määrab, kui palju sideainet ehk [[Tsement|tsementliimi]] vajatakse. Sarnaste mõõtmetega agregaat vajab palju sideainet, kuna vahed osakeste vahel on suured. Vahede täitmiseks kasutatakse peenemaid fraktsioone, kuna see on odavam kui tsement. <ref>[http://www.engr.psu.edu/ce/courses/ce584/concrete/library/materials/Aggregate/Aggregatesmain.htm The Effect of Aggregate Properties on Concrete]. ''engr.psu.edu'' Viimati vaadatudname="Y2REO" 31.10.2016</ref> Täitematerjal on alati tugevam kui sideaine ning seega ei mõju selle lisamine betooni tugevusele negatiivselt.
 
Betooni vibratsioonilisel tihendamisel toimuv osakeste ümberpaiknemine tekitab betoonis ebahomogeensust. See võib tekitada detailides [[Gradient|tugevusgradiendi]].<ref>Veretennykov, Vitaliyname="FWhvg" I. Yugov, Anatoliy M. Dolmatov, Andriy O. Bulavytskyi, Maksym S. Kukharev, Dmytro I. Bulavytskyi, Artem S. [http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/41002%28328%2917 Concrete Inhomogeneity of Vertical Cast-in-Place Elements in Skeleton-Type Buildings]. ''ascelibrary.org''. ''AEI 2008: Building Integration Solutions''. ISBN 978-0-7844-1002-8. Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
 
Dekoratiivsete omaduste parandamiseks lisatakse mõnikord betooni pinnale jõekive, purustatud klaasi või [[Kvartsiit|kvartsiiti]]. Selline pind paljastab rohkem täitematerjali ja jätab ebatavalise robustse viimistluse.<ref>[http://www.uniquepaving.com.au/exposed-aggregate-concrete Exposed Aggregate Concrete]. ''uniquepaving.com.au.'' Viimati vaadatudname="WQ0KJ" 31.10.2016</ref>
 
=== Armatuur ===
* Korrosiooni inhibiitoreid kasutatakse betoonis oleva terase roostetamise vähendamiseks.
 
* Pumpamise abiained stabiliseerivad värsket betooni ja muudavad selle hõlpsamini pumbatavaks. Kasutatakse, kui on vaja muuta betoon masinpumbatavaks.<ref>[http://www.cement.org/cement-concrete-basics/concrete-materials/chemical-admixtures Chemicalname="1lM5Y" Admixtures]. ''cement.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref><ref>[http://www.ce.memphis.edu/1101/notes/concrete/PCA_manual/Chap06.pdf Admixturesname="z1yP5" for Concrete]. ''ce.memphis.edu'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
 
== Betooni tootmine ==
* [[raskebetoon]] kuivtihedusega üle 2600 kg/m³;
* normaalbetoon kuivtihedusega 2000–2600 kg/m³;
* [[kergbetoon]] kuivtihedusega alla 2000 kg/m³<ref>EVS-EN 206-1 name="MMg2W"BETOON Osa 1: Spetsifitseerimine, toimivus, tootmine ja vastavus"</ref>.
 
Teine jaotus, samuti tiheduse põhjal:
 
== Viited ==
{{viited|1=2|allikad=
{{Viited|2}}
<ref name="Tehnikaleksikon">[[Tehnikaleksikon]]. 1981. Valgus. Lehekülg 58.</ref>
<ref name=":0">Gromicko, N. Shepard, K. [https://www.nachi.org/history-of-concrete.htm#ixzz31V47Zuuj The History of Concrete]. ''nachi.org'' Viimati vaadatud: 31.10.2016</ref>
<ref name="WdBId">Zongjin Li. ''Advanced concrete technology''. 2011. Peatükk 1.2. Leheküljed 7, 8.</ref>
<ref name="Qj8Sv">Moore, David. [http://www.romanconcrete.com/docs/chapt01/chapt01.htm The Pantheon]. 1999. ''romanconcrete.com'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="nRHHM">Mukerki, C. [https://web.archive.org/web/20100505160054/http://www.allacademic.com/meta/p_mla_apa_research_citation/0/2/0/1/2/p20122_index.html The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery.] 2005. ''web.archive.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="Fa0oB">Raado, L. M. [http://www.ttu.ee/public/l/lembi-merike-raado/EPM0020/Kipssideained/Kipsideained_2009.pdf Sideained. Bindings.] 2008. ''ttu.ee'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="1MfID">ClimateTechWiki. [http://www.climatetechwiki.org/technology/energy-saving-cement Energy Efficiency and Saving in the Cement Industry]. ''climatetechwiki.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="gAvnn">Portland Concrete Association. [http://www.ce.memphis.edu/1112/notes/project_2/PCA_manual/Chap09.pdf Designing and Proportioning Normal Concrete Mixtures]. PDF. ''www.ce.memphis.edu'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="98PIZ">Taha, Ramzi A. [http://www.iasks.org/sites/default/files/swes20100102039043.pdf Use of Production and Brackish Water in Concrete Mixtures]. International Journal of Sustainable Water and Environmental System. 2010. ''iasks.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="y1PTK">[http://www.understanding-cement.com/hydration.html Cement hydration]. ''understanding-cement.com'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="Y2REO">[http://www.engr.psu.edu/ce/courses/ce584/concrete/library/materials/Aggregate/Aggregatesmain.htm The Effect of Aggregate Properties on Concrete]. ''engr.psu.edu'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="FWhvg">Veretennykov, Vitaliy I. Yugov, Anatoliy M. Dolmatov, Andriy O. Bulavytskyi, Maksym S. Kukharev, Dmytro I. Bulavytskyi, Artem S. [http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/41002%28328%2917 Concrete Inhomogeneity of Vertical Cast-in-Place Elements in Skeleton-Type Buildings]. ''ascelibrary.org''. ''AEI 2008: Building Integration Solutions''. ISBN 978-0-7844-1002-8. Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="WQ0KJ">[http://www.uniquepaving.com.au/exposed-aggregate-concrete Exposed Aggregate Concrete]. ''uniquepaving.com.au.'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="1lM5Y">[http://www.cement.org/cement-concrete-basics/concrete-materials/chemical-admixtures Chemical Admixtures]. ''cement.org'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="z1yP5">[http://www.ce.memphis.edu/1101/notes/concrete/PCA_manual/Chap06.pdf Admixtures for Concrete]. ''ce.memphis.edu'' Viimati vaadatud 31.10.2016</ref>
<ref name="MMg2W">EVS-EN 206-1 "BETOON Osa 1: Spetsifitseerimine, toimivus, tootmine ja vastavus"</ref>
}}
 
== Välislingid ==
75 292

muudatust

Navigeerimismenüü