Saimnieks LV / 2018.gads (Jūnijs.)

Ik gadu pasaulē tiek saražoti septiņi miljardi tonnu betona – vidēji uz katru iedzīvotāju pa tonnai. Statistikas dati rāda, ka tas ir pats populārākais būvmateriāls. Parastais betons, ko veido uz portlandcementa bāzes, ir vienkārša kompozīcija, kura sastāv no cementa, ūdens, šķembām, smiltīm. Tādu pazina jau mūsu tēvu un vectēvu laikos. Vai mūsdienās gatavojam citādu betonu? Par to un citiem jautājumiem populārākā būvmateriāla sakarā – sarunā ar Dr.sc.ing. Juri Biršu, Rīgas Tehniskās universitātes Būvmateriālu un būvizstrādājumu katedras docentu.

– No kā tagad gatavo betonu?
Juris Biršs: – Kompozīcija joprojām ir tā pati – cements, ūdens, šķembas, smiltis. Taču modernajam betonam liek klāt ķīmiskās piedevas un smalki maltas minerālpiedevas kā pilnvērtīgus sastāva elementus. Pašlaik vēl eksperimentālā kārtā tiek izmantotas arī nano piedevas. Pielietojot šos materiālus, varam izgatavot tieši tādu betonu (pēc stiprības un pēc konsistences), kādu mums konkrētajā gadījumā vajag. Tikai jāzina, ko no betona sagaidāt. Ja vajag, lai tas iztur 10 kg/cm² vai 200 kg/cm², vai vairāk, tad izvēlas betona stiprības klasi C–30/37 – tas nozīmē, ka cementa kubiņš iztur spiedi 37 megapaskālus (MPa). Precīzāk izsakoties, betona minimālā raksturīgā kuba stiprība ir 37 MPa (skaitlis 30 savukārt apzīmē – minimālo raksturīgo cilindra stiprību MPa). Betonam vajadzīga salturība, teiksim, lai iztur 200 ciklus – to apzīmē ar F200, betonam vajadzīga ūdens necaurlaidība, piemēram, tas izturēs 8 atmosfēras – W8. Betons būs kādā konkrētā vidē, tā arī jādefinē, to apzīmē ar ārējās iedarbības klasi. Piemēram, vāji skāba grunts, to apzīmē ar rādītāju XA1. Tādā veidā var noraksturot katru vajadzību. Kad visas vajadzības aprakstītas, atliek sagatavot tām atbilstošu betonu. To panāk, variējot ūdens un cementa attiecību un pievienojot dažādas piedevas. Būvējot, piemēram, tehnikas novietnes laukumu, projektētājs vai būvnieks, zinādams, kāda salturība, kāda ūdens necaurlaidība vajadzīga, kāda vide būs šajā vietā, izrēķinās, kādas klases betons jāgādā. Ja pa šo laukumu pārvietosies smaga tehnika, viņš varētu izvēlēties šo C–30/37 klases betonu. Saimniekam par apzīmējumiem nav jāsatraucas, betona klase un citi parametri būs noteikti būvējamā objekta projektā, kas tiek izstrādāts, ņemot vērā visas vajadzības un apstākļus.

Padomju laikos stiprākais betons, kādu varējām praktiski būvlaukumā uztaisīt, spēja izturēt spiedi 400 kg/cm². Vēl stiprāku betonu uztaisīt nebija iespējams. Šodien no tiem pašiem materiāliem, pielietojot citas tehnoloģijas, var radīt betonu, kas spēj izturēt 1000 kg/cm². Mums būvniecībā tāds nav nepieciešams, bet, ja būtu vajadzīgs, tad varētu izgatavot. Citur pasaulē iespējams ražot betonu, kas iztur vēl trīsreiz lielāku spiedi (300 MPa).

– Ko nozīmē – jaunās tehnoloģijas betona gatavošanā?
– Kārtīgums un tīrība! Betona gatavošanā strādā tīros halātiņos, putekļu nav, cementu sveram ar precizitāti līdz 100 gramiem, nevis plus mīnus kilograms, kā agrāk, un liekam klāt smalki maltas minerālās un ķīmiskās piedevas. Tas viss dod pilnīgi citu rezultātu.

– Kā betonu klasificē?
– Klasifikāciju betonam ir bezgala daudz. Pats elementārākais ir dalījums pēc tilpummasas. Ir no 2000 kilogramiem uz kubikmetru līdz 2500. Tas ir normāla svara parastais betons. Nākamais diapazons ir līdz 1800 kg/m³, kas ir vieglais betons. Savukārt virs 2600 līdz 4000 ir īpaši smagais betons. Vieglais ir silts betons. Tas derēs mājai. Īpaši smagie aiztur radiāciju, tos izmanto, piemēram, rentgeniekārtu norobežošanai, radioaktīvo atkritumu glabāšanas konstrukciju izbūvei.

Vai zināt, cik sver zemeslode? Vidēji 3600 kg/m³. Parastais betons būs līdz 2500 kg/m². Lai dabūtu smago betonu, gatavošanas procesā jāpievieno klāt metāla rūdas vai metāla lūžņi.

Eiropā lieto arī betonu dalījumu pēc stiprības. Līdz 20 MPa (rupji rēķinot, tas būs līdz 200 kg/cm²) sauc par vājas jeb mazas stiprības betoniem, 20–40 MPa būs vidējas stiprības, savukārt visi virs 40 MPa ir augstas stiprības betoni. Lai gatavotu augstas stiprības betonu, tiek izmantotas citas receptes, bet materiāli ir tie paši. Nekāda brīnumpulvera, ko pieliek stiprībai, nav!

Pēc saistvielas iedala betonos, kuros izmanto vai nu portlandcemetu, vai ģipsi (iegūst ģipšbetonu), vai bitumenu (būs asfaltbetons), vai kaļķi (autoklāvos iegūst silikātbetonu).

Interesanti!
Vislielākā betona patērētāja ir Ķīna. Kādiem nolūkiem lielais betona daudzums tiek izlietots? Nebūt ne ēku būvniecībai, kā varētu domāt. 90 % no valstī izmantotā betona tiek patērēts infrastruktūras komunikācijām – sadzīves kanalizācijas ūdeņu uzkrāšanai, novadīšanai, attīrīšanai. Komunikāciju korozijas process, kas pie mums notiek desmit gados, Ķīnā tropisko apstākļu, zemestrīču un citu dabas stihiju rezultātā notiek daudz ātrāk.

– Ko biežāk lietojam būvēs lauksaimniecībā?
– Parasto betonu, stiprība būs 20–40 MPa, ar to pilnīgi pietiek, stiprāku ļoti reti kur vajadzēs. Saistviela būs portlandcements.

– Vai arī cementiem ir sava klasifikācija?
– Jā, arī cementiem tāda ir. Uz jebkuru Eiropā ražota cementa maisa ar latīņu burtiem ir rakstīts CEM. Tā tiek apzīmēts portlandcementa bāzes saistviela. Tālāk seko romiešu cipars, kas apzīmē cementa tipu. Pavisam ir I, II, III, IV, V tipi. ASV ir vēl VI tips, bet pie mums to nelieto. Būvniekam ir jāzina, kas raksturīgs katram no šiem tipiem – cik daudz tajā klinkers, kādas minerālās piedevas, ko apzīmē ar dažādiem burtiem. Tāpat ar burtiem apzīmē cietēšanas ātrumu.

I tips ir vispārējas lietošanas tips, II jau ir klāt kādas minimālas piedevas, III ir agras cietēšanas cements, IV zems hidratācijas siltuma izdalīšanās līmenis (lieto vietās ar lielu apkārtējās vides temperatūru). V tips ir korozijizturīgs cements, kas spēj izturēt agresīvu vidi. Jāatzīmē, ka cements ir ļoti energoietilpīgs materiāls, kura iegūšanai patērē daudz enerģijas. Nekas dabā nepazūd, tā enerģija, ko cementa pulverītis satur, lauzīsies ārā. Kad cementu sajauc ar ūdeni, tas sāk šo enerģiju izdalīt. Tas turpinās vismaz gadus simts. Protams, siltums izdalās ļoti mazos daudzumos, to varētu izmērīt tikai ar īpašām iekārtām.

Latvijā ražo tikai CEM–I un CEM–II. Pie mums citus tipus neražo, tie ir vajadzīgi ļoti retos gadījumos. Taču mūsdienās būvmateriālu veikalos iespējams pasūtīt jebkura tipa cementu, ja ir tāda nepieciešamība. Jebkuru betonu, ko esat redzējuši, var izgatavot no CEM–I. No visiem cementiem, ko pasaulē ražo, 90 % ir CEM–I un CEM –II. Vēl kādus trīs procentus veido CEM– III, pārējie tipi – tikai pāris procentu.

– Kuru cementa tipu izvēlēties, lai iegūtu stiprāku betonu?
– Betona stiprību nenosaka ne tips, ne pildvielas, bet gan ūdens un cementa attiecība (Ū/C). Jo mazāka ir šī attiecība, jo stiprāku betonu iegūstam. Mūsdienās lietojam attiecību 0.3/0.5. Ar šādu ūdens daudzumu cementu būtu ļoti grūti sajaukt, tāpēc mēs izmantojam ķīmiskas piedevas (superplastifikatorus).

– Kas ir betona rukums?
– Betons piedzimst silts – kā zināms, kad cementu sajauc ar ūdeni, izdalās siltums. Betons, kas ieliets veidnē, sāk atdzist un žūt. Tas nozīmē, ka betons sarausies – veidosies plaisiņas. Profesionālā valodā mēs sakām – veidojas rukums. Lai samazinātu šīs rukuma plaisas, tiek izmantoti dažādi paņēmieni. Piemēram, mēs ēnojam betonu, pārklājam ar plēvēm. Atdzisušais betons joprojām turpina sarauties – rukt. Uz katriem 30 m veidojas apmēram 17 mm liela sprauga. Var būt viena sprauga vai daudzas mazākas. Lai no tā pēc iespējas izvairītos, liekam deformāciju šuvi vai papildu stiegrojumu. 12 stundu laikā pēc betona ieliešanas to iezāģējam pa 4x4 gabaliem. Betons plīsīs šajās vietās. Šīs spraugas vēlāk varam glīti ar hermētiķi aizdarīt. Ja neiezāģēsim, betons plīsīs, kur tam pagadās. Šādu tehnoloģiju pielieto visi būvnieki.

Jāņem vērā
• Parastais betons (svaigi izgatavota betona masa) ir jāizmanto (jāiestrādā) 2.5 stundu laikā. Notiek ķīmiska reakcija starp cementu un ūdeni (cementa hidratācijas reakcija), un šo procesu nevajadzētu pārtraukt.
• Normālos cietēšanas apstākļos betons sacietē 28 dienās. Normāli apstākļi nozīmē +20 °C, (±2 grādi) un 90–100 % mitrums. Ja ir nodrošināti šādi apstākļi, 28 dienās iegūstam projektētai stiprības klasei atbilstošu betonu. Praksē gan tik vienkārši parasti nesanāk. Atšķirīgos apstākļos (vides temperatūra un mitrums) betons cietēs ar dažādu ātrumu.
• Nepareizi domāt, ka betons ātrāk sacietēs, ja to ielies agrāk pavasarī. Jo zemākā temperatūrā betonēsim, jo ilgāk betons cietēs.
• Gatavojot betonu, neko nevajag pielikt vairāk nekā paredzēts. Dažkārt cilvēki uzskata, ka vairāk būs labāk, bet vairāk var būt tieši sliktāk. Betonam ar lielāku stiprības klasi ir arī lielākas deformatīvās īpašības un tas vieglāk plaisās.