Ava peamenüü

Muudatused

Eemaldatud 26 baiti, 1 aasta eest
P
resümee puudub
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 ningja 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 name="WdBId" />
 
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]].
 
=== 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" />
 
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" />
 
=== Antiikaeg ===
[[Pilt:Rome Pantheon front.jpg|pisi|[[Rooma Panteon]] on suurim armeerimata betoonist kuppelehitis.]]
Umbes 3000 a eKr kasutasid egiptlased muda segatult kõrtega, et valmistada telliseid. Kuigi need ehitusplokid sarnanevad pigem savitellistega, kasutati püramiidide ehitamisel ka palju kipsi ja lubimörti. [[Cheopsi püramiid|Cheopsi püramiidi]] ehitamisel kasutati ligikaudu 500 000 tonni mörti kividevahelistes vuukides. See võimaldas müürseppadel teha suuremate vuukidega kive, mis ei pidanud nii täpselt kokku sobituma.<ref name=":0" />
 
 
=== Industriaalajastu ===
[[Pilt:Tallinna vesilennukite angaarid, 1916-1917.a*.jpg|pisi|[[Tallinna vesilennukite angaar]] on ehitatud raudbetoonist ja selle katuseosa kuulub maailma esimeste suuremahuliste [[raudbetoonkoorik]]ust struktuuride hulka.]]
[[Pilt:ThreeGorgesDam-China2009.jpg|pisi|[[Kolme Kuristiku tamm]] on maailma suurim betoonrajatis.]]
Suurimaks betoonikasutuse innustajaks peetakse 1759. aastal valminud [[Smeatoni torn|Smeatoni torni]] Devonis Inglismaal. Selle ehitamiseks hakkas briti insener [[John Smeaton]] kasutama betoonis tsemendina põletatud lupja, millest saadud [[klinker]] jahvatati [[Pulber|pulbriks]]. Täitematerjalina kasutas ta jõekive ning purustatud telliseid.<ref name=":0" />
 
 
== Betooni koostis ==
Betoon varieerub oma koostises palju ja seega on välja töötatud palju erinevaid [[Betoonitüübid|betoonitüüpe]]. Täitematerjali ja tsementi oskuslikult valides saab betooni kasutada väga paljudel erinevatel kasutusaladel ning saavutada vajalik tugevus, tihedus, keemiline või termiline vastupidavus.
 
[[Täitematerjal]] koosneb suurtest tükkidest, mis annavad betoonile suurema mahu ning aitavad materjalil mehaanilisi pingeid paremini taluda. Täitematerjaliks võib olla näiteks purustatud [[graniit]] või [[paekivi]], väikesed maa- ja jõekivid ning [[liiv]]. Täitematerjal ei osale keemilises reaktsioonis.
 
[[Tsement|Tsemendiks]] on harilikult portlandtsement ning ''betooni'' all mõistetaksegi tavaliselt portlandtsementi kasutavaid tehiskivimeid. Peale portlandtsemendi võib betoonis kasutada ka bituumenit, et saada asfaltbetoon. Kasutusel on ka [[Lendtuhk|lendtuhast]] ningja [[Räbu|räbust]] saadud tsemendid, millele on vahel lisatud ka teisi mineraalseid lisandeid.
 
Betooni valmistamiseks on enamikeenamiku tsementide korral (v.a asfalt) vaja [[Vesi|vett]], mis segatakse kuiva(de) täitematerjali(de) ningja tsemendiga. Tekkiv poolvedel mass on [[Töötlemine|töödeldav]], tavaliselt vormi valamise teel. Betoon kivistub ning kõvastub [[Hüdratatsioon|hüdratatsiooni]] käigus. Vesi reageerib tsemendiga, mis liimib omavahel täitematerjalid ning loob robustse kivitaolise materjali.
 
Keemiliste lisanditega saab betoonile lisada vajalikke omadusi. Need lisandid võivad kiirendada või aeglustada betooni kivistumisreaktsiooni, samuti lisada tõmbetugevust, muuta materjali poorsemaks või veekindlamaks.
Tihti kasutatakse betoonis [[Sarrus|sarrustamist]]. Lihtne on valmistada kõrge survetugevusega betooni, aga selle tõmbetugevus on alati nõrgem. Praktilistes rakendustes ei saa piirduda ainult kõrge survetugevusega ning seetõttu lisatakse betooni [[Sarrus|armatuur]], mis peab hästi vastu tõmbepingele. Armatuuriks on tavaliselt terassarrus, kasutatakse ka polümeere, kui on vaja tõsta keemilist stabiilsust.
 
Viimastel kümnenditel on levima hakanud mineraalsed lisandid. Taaskasutatavate materjalide lisamine on kasvanud nii keskkonnanormide rangemaks muutmise kui ka nende kasulike omaduste tõttu. Kõige levinum on [[Kivisüsi|kivisöe]] küttel töötavate [[Soojuselektrijaam|soojuselektrijaamade]] kõrvalproduktikõrvalsaaduse lendtuha kasutamine. Kasutatakse ka terasetööstuses ülejäävat [[Kõrgahi|kõrgahjuräbu]], mis granuleeritakse, ning ränidioksiidisuitsu, mida saadakse [[Elektrikaarahi|elektrikaarahjudest]]. Nende materjalide kasutamine vähendab betooni valmistamiseks vajalikke ressursse, kuna mineraalsed lisandid käituvad tsemendiasendajatena. See vähendab omakorda tsemenditootmist, mis on energiamahukas ningja keskkonnaprobleeme põhjustav protsess. Samuti väheneb tööstusjäätmete kogus, kuna nendele mineraalsetele lisanditele muid rakendusi pole.
 
=== Tsement ===
[[Pilt:Kunda Nordic Tsemendi toodang.jpg|pisi|[[Kunda]]s valmistatud tsement.]]
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 nii [[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 name="Fa0oB" />
 
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 3,3–3,6 GJ [[Energia|energiat]] ühe tonni klinkeri valmistamiseks ningja jahvatamiseks. Paljud ahjud kasutavad [[Kütus|kütusena]] ka raskesti käideldavaid jäätmeid, näiteks [[Rehv|autorehve]].<ref name="1MfID" />
 
=== Vesi ===
* Õhumanustajad seovad värskesse betooni mikropoorset õhku, mis on vajalik betooni sulamis-külmumistsüklite arvu suurendamiseks. Õhupoorid võimaldavad betoonis oleval veel ja niiskusel jäätuda ilma betooni [[Struktuur|struktuuri]] oluliselt kahjustamata. Õhusisalduse suurenemine 1% võrra aga vähendab betooni survetugevust 5%, mistõttu tuleb seda lisandit väga täpselt doseerida.
 
* Plastifikaatorid parandavad betooni töödeldavust ehk vormitavust ningja voolavust. Tavaline plastifikaator on [[lignosulfonaat]]. Plastifikaatoreid saab kasutada veesisalduse vähendamiseks, mis omakorda vähendab betooni [[Vesitsementtegur|vesitsementtegurit]] ja suurendab survetugevust.
 
* Pigmendid võimaldavad toonida valmisbetooni. Neid kasutatakse esteetilistel põhjustel.
 
== Betooni liigitamine ==
[[Pilt:Cementmosaik plattor.jpg|alt=Põrandaplaadid|pisi|''Terrazzo-''stiilis ehk lihvitud betoonist põrandaplaadid.]]
Eristatakse anorgaanilist betooni ([[tsementbetoon]], [[kipsbetoon]], [[silikaatbetoon]], [[kuumuskindel betoon]]) ja orgaanilise sideainega betooni ([[asfaltbetoon]], [[polümeerbetoon]])<ref name="Tehnikaleksikon" />.