DOI 10.17168/MEIP.2016.66.8 2016. 1. szám MAGYAR ÉPÍTŐIPAR

SPRÁNITZ FERENC❶

A betonok klorid- és savkorróziójárólKIVONAT

A beton- és vasbetonszerkezetek korrózióállóságával, ezen belül a kloridok, a savak és a szulfátok okozta korrózióvalkapcsolatban sok tévhit kering a szakemberek körében. Hazai és külföldi kutatások alapján is olyan összefüggések mu-tatkoznak a betonok szövetszerkezeti jellemzői, áteresztőképessége és tartóssága között, melyek megalapozni látsza-nak a legfrissebb nemzetközi szakmai kiadvány (fib Bulletin 76) súlyos kritikáját az EN 206 betonszabvánnyal kapcso-latban. A Minnotech–2016 konferencián megismerhettünk továbbá néhány olyan ipari technológiai innovációt, melyeka beton iránti bizalom növelését szolgálják. A jelen cikk szándéka, hogy felhívja a tervezők és a beruházók figyelmét anövekvő agresszivitású környezeti hatások, a betonszerkezetek tartóssága és a betonstruktúra közötti szoros kapcsolat-ra, mely egyelőre még nem tükröződik a vonatkozó európai szabványokban. A cikk ezért vázlatosan feltárja a lényegestartalmi eltéréseket néhány kapcsolódó európai cement-, beton- és betontermékszabvány [1, 2, 3], valamint egyes tag-állami nemzeti szabványok [4, 5, 6, 7] és nemzetközi műszaki szabályozó dokumentumok [8, 9] között; továbbá hang-súlyozni kívánja a szakintézetek tervkiadást megelőző bevonásának fontosságát. Kulcsszavak: mezostruktúra, diffúziós együttható, pórusméret-eloszlás

ABSTRACTIn connection with the corrosion resistance of concrete and reinforced concrete structures, including chlorid-, sulfate-and acid corrosion many misconceptions circulate among professionals. On the grounds of domestic and foreign re-search correlation is detected between the structural characteristics, permeability and durability of the concrete so theserious critique of the latest international professional publication (fib Bulletin 76) in connection with the concrete stan-dard EN 206 seems to be substantional. During the Minnotech–2016 Conference we had the opportunity to meet someindustrial technological innovations, which serve the growth of confidence in concrete. This article intends to draw at-tention of planners and investors on the close link between the environmental impact with growing agressivity, the dura-bility of concrete structures and the mezostructure of concrete, what is not reflected in the relevant European standards.Therefore this article schematically explores essential content discrepancies between some European cement-, con-crete- and concrete product standards [1, 2, 3], as well as some Member States’ national standards [4, 5, 6, 7] and in-ternational technical regulatory documents [8, 9]; furthermore it wants to stress on importance of involving competentprofessional institutions before expendituring plans.Keywords: mezostructure, diffusion coefficient, pore size distribution

❶ betontechnológus szakmérnök, betonüzem vezető, Dolomit Kft.

●

●

1. A KORRÓZIÓ ÉS AZ ELAVULT TECHNOLÓGIÁKOKOZTA KÁROK

A kloridkorróziónak kitett szárazföldi éstengeri vasbetonszerkezetek (1. ábra)a gyakorlatban többnyire nemhogy a

tervezett 100 év, de még az 50 évhasználati élettartamot sem érik megtetemes felújítási költségek nélkül (per-sze az acélszerkezetek fenntartási költ-ségei még jelentősebbek).

A kloridkorrózió mellett a beton-szerkezetek sav-, főként kénsavtáma-dás okozta károsodása, valamint a ta-lajvíz növekvő elszennyeződése is vi-lágszerte bizonyítottan nagymértékű

anyagi veszteségeket okoz. Németor-szágban a kommunális szennyvízelve-zető rendszerek oldódásos, azaz sav-korrózió miatti kárainak elhárításáhozközel 40 milliárd euro/év költség szük-séges [10].

A megváltozott vízhasználati szoká-sok és a háztartási vegyszerek növekvőmennyisége miatt a szokásos beton-csövek várható élettartamát a PVC-vel

1. ábra: Jégolvasztó sózás és tengervíz okozta betonacél korrózió

2016

MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 2016. 1. szám 9

azonos mértékűre, azaz max. 25 évrecsökkentették Düsseldorf város csa-tornavizsgálatának eredményei alap-ján [11]. Az elmúlt évtizedekben vi-lágszerte tapasztalják az ún. biogénkénsavkorróziót a szennyvízcsatornák-ban (2. ábra). Ezt a jelenséget a thio-bacillusok okozzák, melyek mikrobio-lógiai oxidációval kénhidrogénből 7%-os kénsavat képesek előállítani, ami atermészetben fellépő legerősebb sa-vas behatás [12].

Németországban a 2000-es évekelején kb. 40%-ot tett ki a csatorna-hálózatokba kívülről bejutó víz. Annakelkerülésére, hogy a kilépő szennyvízbeszennyezze a talajvizet, és ezzel egy-idejűleg megakadályozzák a talajvíz

zel együtt hosszú élettartamúnak kelllenniük.

A betonipart addig különösebbennem rázták meg sem a szakirodalmifigyelmeztetések, sem a javítási költ-ségek nagyságrendje, sem az ajánlás-ként megfogalmazott irányelvek, amíg

egyrészt más iparágak fel nem fedez-ték a piacnak ezt a beavatkozásra al-kalmas szegmensét (pl. kerámiacsö-vek, műanyag tisztítóaknák) másrészt,amíg pl. a német vízdíjakba be nemépítették az amortizációs díjtételt, melyjelentős áremelkedéshez vezetett mind-azokon a területeken, ahol betoncsö-vek kerültek beépítésre [11].

2. A PROBLÉMAAZ EN SZABVÁNYOKBANÉS A SZAKIRODALOMBAN

Az EN szabványokban a szilárdságiosztályok mellett az igénybevételi ol-dalhoz tartozó környezeti osztályok ismegjelentek (4. ábra), melyek jelrend-szere elismerésre méltóan közös nyel-vet ad a különböző európai nemze-teknek. Az egységes szemlélet fontos-ságát és az elv megfelelőségét senkinem vitatja, de az ellenállási oldalravonatkozó, az összetételeket előíró tí-pusú megközelítést („prescriptive app-roach”) egyre erősebb kritikák érik [9,

2. ábra: Biogén kénsavkorrózió a szennyvízcsatornában.

3. ábra: Elavult technológiai megoldások, talajvíz bejutása és talaj szennyeződése

bejutását a csatornahálózatba (3. áb-ra), az EU víz-keretirányelve [13] sze-rint jól tömített és biztonságos csator-nahálózatokra van szükség. Ez azt je-lenti, hogy a modern csatornahálóza-toknak egyrészt meg kell felelniük alegmagasabb követelményeknek, és ez-

4. ábra: Fontos az európai betonszabvány szerinti egységes szemlélet, de a tartalom vajon jó-e?

XC4XD3XF4

XC4XD3XF2

XC2XA?

XA?XC4

XC4XD4XF2

XC4XD3XF3

XC4XD3XF3

XC4XF1

XC3XF1XA?

XC3XD3XA?

2016

10 2016. 1. szám MAGYAR ÉPÍTŐIPAR

14, 15, 16, 17]. Az európai betonszab-vány legelső (prEN 206-1:1985) ésjelenlegi (EN 206:2014) verziója kö-zött, a környezeti osztályokban előírtösszetételek tartalmát tekintve aligmutatkozik különbség; a problémákmegközelítési módja sem változott azeltelt 30 év alatt.

Hadd idézzek Ujhelyi János 1998-asszakmérnöki jegyzeteiből: „... általá-ban nagyobb bizalmat ébreszt a szi-lárdabb beton a kevésbé szilárdnál,azonban a beton tartósságát nem aszilárdsága, hanem a szövetszerkezete(struktúrája) határozza meg. Ebből vi-szont az következik, hogy a nagyobbszilárdságú, de kedvezőtlen struktúrá-jú betonok tartóssága elmarad a ki-

sebb szilárdságú, de kedvező struktú-rájú betonokétól“ [14].

Mind a kloridkorróziónál, mind pe-dig az agresszív vegyi igénybevételek-nél a beton nyomószilárdságának nö-velését írja elő a szabvány (1. táblá-zat), kiegészítve azzal, hogy az XA2és XA3 osztályokban szulfátálló ce-mentet kell használni. A szabvány be-tűje szerint így kell nagyságrendi lép-tékben javítani a betonok savállósá-gát a talajból vagy talajvízből érkezővegyi hatásokkal szemben; lévén azXA1 osztály szerinti pH = 6 és az XA3szerinti pH = 4 között 100-szoros akoncentráció-különbség (2. táblázat).

Az EN 206 betonszabvány egyik leg-nagyobb hibájának tartom, hogy egy-

bemossa a savállóság és a szulfátálló-ság kérdését. Mivel a szennyvizes szak-emberek tudják, hogy a gyakorlatbanegyüttesen is előfordul e két korrozívhatás (főként szennyvíz-csatornaháló-zatokban), ezért különösen félreveze-tő a cementkémiában kevéssé jártasszakemberek számára az EN szab-vány e fejezete. A zűrzavart tovább fo-kozza, hogy a cementszabványban meg-jelölt szulfátálló cementek 7 típusából3 eredendően alkalmatlan (fizikai éskémiai alaptermészetükből fakadóan)a betonszabvány szerinti savas hatá-sok (pH≤ 6,5) elviselésére (3. táblázatkiemelt sora).

Sok esetben érik bonyolult fizikai,kémiai és biológiai hatások is a be-

Kémiai Referencia XA1 Enyhén agresszív XA2 Mérsékelten agresszív XA3 Nagymértékben agresszív jellemző vizsgálati módszer kémiai környezet kémiai környezet kémiai környezet

Talajvíz

SO42–, mg/l EN 196-2 ≥ 200 és ≤ 600 > 600 és ≤ 3000 >3000 és ≤ 6000

pH ISO 4316 ≤ 6,5 és ≥ 5,5 < 5,5 és ≥ 4,5 < 4,5 és ≥ 4,0

CO2, mg/l agresszív EN 13577 ≥ 15 és ≤ 40 > 40 és ≤ 100 > 100 telítettségig

NH4+, mg/l ISO 7150-1 vagyISO 7150-2 ≥ 15 és ≤ 30 > 30 és ≤ 60 > 60 és ≤ 100

Mg2+, mg/l ISO 7980 ≥ 300 és ≤ 1000 > 1000 és ≤ 3000 > 3000 telítettségig

1. táblázat: A kloridok okozta és a kémiai korrózióra vonatkozó összetételi előírások [2]

2. táblázat: Az MSZ EN 206:2014 szerinti kémiai korróziós környezeti osztályokat kellene alkalmazni savas (pH ≤ 6,5) környezetben is [2]

Összetétel (tömegszázalékban)

Fő 7 szulfátálló cementtípus jelölésetípusok jelölése

Fő alkotórészek

Klinker Kohósalak Természetes puccolán Savas pernye Mellék alkotórészek

K S P V

CEM I Szulfátálló portland-cementCEM I-SR0CEM I-SR3 95–100 0–5CEM I-SR5

CEM III Szulfátálló kohósalak-cementCEM III/B-SR 20–34 66–80 0–5CEM III/C-SR 5–19 81-95 0–5

CEM IV Szulfátálló puccolán-cement CEM IV/A-SR 65–79 21–35 0–5CEM IV/B-SR 45–64 36–55 0–5

Környezeti osztályok

Kloridok által okozott korrózió

Tengervíz Nem tengervízből származó kloridok Kémiai korrózió

XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XA1 XA2 XA3

Max. v/c tényező 0,50 0,45 0,45 0,55 0,55 0,45 0,55 0,50 0,45

Min. nyomószil. osztály C30/37 C35/45 C35/45 C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C30/37 C35/45

Min. cementtartalom (kg/m3) 300 320 340 300 300 320 300 320 360

Más követelmények szulfátálló cement

3. táblázat: Az MSZ EN 197-1:2011 szerinti szulfátálló cementek [1]

Főtípusok

2016

MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 2016. 1. szám 11

ton-vasbeton építményeket: pl. nitrá-tok, ammónia, huminsavak, stb. Meg-jelenésük és egymásra hatásuk jelen-tős pH-, hőmérsékletváltozást, speciá-lis körülményeket eredményezhet a be-tonban, melyekre csak felkészült szak-emberek és előzetes vizsgálatok ered-ményei képesek megoldást adni.

Ugyanakkor a cementkémikusok szi-likátvegyészek és betontechnológusoka világ minden táján tudják, hogy aCEM I-SR és általában a tiszta port-landcementek vegyszerállósága a le-hető leggyengébb, azok fizikai és ké-miai alaptermészete miatt (5. ábra).

A fejlett tagországok ezért nemzetielőszabványok, műszaki irányelvek ki-adásával igyekeznek kijavítani, pótolniaz EN szabványokban esetenként meg-lévő műszaki hiányosságokat. Pl. Né-metországban a csatornázási akna-elemek irányában „állami elvárás” azEU Víz-keretirányelvét is figyelembevevő DIN V 4034-1 előszabványnakvaló megfelelés a DIN EN 1917 mel-lett (6. ábra); a betoncsöveknél „álla-mi elvárás” a DIN V 1201 előszabvány-nak való megfelelés a DIN EN 1916mellett.

Svájcban a szennyvízzel érintkezőbetonszerkezetekre tilos az EN 206szerinti XA osztályokat alkalmazni (7.ábra); Ausztriában a tervezőnek megkell tudni különböztetni az oldódásosés a duzzadásos betonkorróziót azÖNORM B 4710-1 szerint és kiegé-szíteni az XA jelölést az L vagy a Tbetűvel („Lösender Angriff”-oldódásoskorrózió, „Treibender Angriff”-duzza-dásos korrózió).

Ujhelyi (2005) szerint a CEM I ésCEM I-SR cementek gyenge vegyszer-állóságának kémiai oka a savhatásrakioldódó nagy portlandit tartalom (kb.25% Ca(OH)2), a fizikai oka pedig aza nagy átmérőjű, könnyen átjárhatópórusrendszer, mely nem alkalmas akárosító transzportfolyamatok sebes-ségének mérséklésére. A savak ezértgyorsan kioldják a betonból a kalci-umhidroxidot. Minél kisebb mennyi-ségben tartalmaz kalciumhidroxidot acementkő, annál hatékonyabban tuda savas behatásoknak ellenállni. A puc-colános és hidraulikus kiegészítő anya-gok nemcsak kémiai úton hatnak(csökkentik a kalciumhidroxidot), ha-nem sűrűbb, nehezebben átjárható pó-russtruktúrát is eredményeznek. Mivela CEM I cementtel készített betonok pó-rusaiba az agresszív anyagok viszony-lag gyorsan be tudnak hatolni, ezértaz ilyen betonok tartóssága és ellenál-

5. ábra: A különböző szakirodalmak már régóta jelzik, hogy a tiszta szulfátálló cement mire alkalmas és mire nem [18]

6. ábra: Részlet egy német cég aknaelem prospektusából [19]

7. ábra: Szennyvizes szerkezetekre Svájcban nem használhatók az XA környezeti osztályok [20]

2016

12 2016. 1. szám MAGYAR ÉPÍTŐIPAR

lása a kémiai igénybevételekkel szem-ben még a víz-cement tényező × ≤ 0,4értéke mellett is törvényszerűen rosz-szabb, mint a pernyés vagy kohósala-kos cementtel készített, akár kisebb szi-lárdságú betonoké. A határfelületi zó-na (ITZ) és a pórusméret-eloszlás te-kintetében a heterogén cementek job-bak, mint a tiszta portlandcementek,mert a felszabaduló és kioldódó vagykarbonátosodó Ca(OH)2-t a hidrauli-kus tulajdonságú kiegészítő anyagok(pernye, granulált kohósalak, trasz,szilikapor) kémiailag lekötik [21].

Szakmai körökben egy ideig ugyantartotta magát az a felfogás, hogy apuccolán anyagok túlzott mértékű ada-golásának hatására a cementkő „el-savanyodik”, csökken a pH, aminek ha-tására „poliszilikátos lebomlást” szen-ved és tönkremegy. A hosszú idős (30éves) szilárdságvizsgálatok keretébena puccolántartalmú cementek és be-tonok stabilitásának kérdésére a Cem-kut Kft.-ben Révay (2002) adott vá-laszt. A „poliszilikátos lebomlás” el-mélete nem igazolódott a 0–64% szi-likaportartalmú pép-próbatestek gyor-sított öregedési vizsgálata során sem(80 ciklusos váltakozó tárolás vákuum-ban és nyomás alatt szén-dioxiddal te-lített vízben) [22].

Stein-Brauer (2005) a pH ≤ 6,5 kém-hatású, azaz gyengén savas közegek-ben javasolja a semlegesítő hatásúkemény mészkövet, valamint a szul-fátálló cement helyettesítését 30–40%puccolános kiegészítő anyaggal [23].Japán kutatók, Jariyathitipong és Go-yal (2009) is a kemény mészkő, vagyaz őrölt-frakcionált kohósalakhomokés a nagy kohósalaktartalmú cemen-

tek együttes alkalmazásával érték el aszennyvízrendszerekben szükséges meg-növelt kénsavállóságot [24].

A puccolános anyagok között a szi-likapor és a metakaolin hatása ha-sonló a szilárd beton fizikai jellemzőittekintve, de a cementkőre gyakoroltkémiai hatásuk különböző. Hewayd(2007) vizsgálatai szerint a kalcium-szi-likát-hidrátok könnyebben kioldódnak,mint a savas közegekben (pH ≤ 3) ké-miailag stabilabb kalcium-aluminát-hidrátok [25]. A cementmátrix port-landit-tartalmát gyorsabban megkötő,azokat részben kalcium-aluminát-hid-rátokká átalakító, ezáltal az oldódá-sos korrózióval szemben a szilikapor-nál hatékonyabb, emellett a korai (1–2 napos) szilárdságot is radikálisan eme-lő metakaolint ma már világszerte (pl.USA, Kanada, Ausztrália, Anglia, Fran-ciaország, Németország, Szlovénia)alkalmazzák a megnövelt korrózióál-lóságú, gyorsan kizsaluzható monolités előregyártott beton-, vasbetonszer-kezetekhez. A metakaolinnak az oldó-dásos mellett a duzzadásos korrózióragyakorolt hatását vizsgálta Khatib(1997) hosszú idejű mérésekkel [26].Kopecskó-Mlinárik (2014) állapítottameg, hogy a szulfátálló és a kis kohó-salak-tartalmú cementhez adagolt meg-felelő kiegészítőanyag-tartalom ese-tén a cementkő diffúziós együttható-ja akár az ötödére csökkenthető(~1×10 –12 m2/s) még pH =1 kénsavés pH = 3 ecetsav oldatokban való 1hónapos tárolási körülmények mellettis [27]. Szegőné (2015) és Erdélyi-Gál-Kovács (2016) 5 éves kutatásai ismegállapították, hogy a „tiszta” és a„modifikált” metakaolinokkal (pl. Me-

taver, Centrillit, HDT) jelentősen fo-kozható a betonok savas közeggelszembeni ellenállóképessége [28, 17].

A betonra, mint porózus építőanyag-ra érvényes, hogy minél kisebb a poro-zitás, annál nagyobb a porózus anyagszilárdsága (Balázs 1987). A betonokpórusstruktúrája, korrózióállósága éstartóssága között szoros kapcsolat van(Ujhelyi 2000, Nehme 2005). A szak-irodalomban viszont többen is említik,hogy a betonok korróziós vizsgálataisorán nem találtak általános össze-függést sem a porozitás-áteresztőké-pesség, sem a szilárdság-áteresztőké-pesség kapcsolatában (Breit 2001,Hewayd 2007). A beton struktúrajel-lemzői közül mások kiemelik a pórus-méret-eloszlás és az áteresztőképes-ség kapcsolatának általános megbíz-hatóságát (Collins 2000, Novák 2004).

A 8. ábrán az FEhS Institut für Bau-stoff-Forschung Duisburg vizsgálóla-boratórium higany-porozimetriás mé-rési eredményeinek egy sajátos feldol-gozása látható. Az alkáli-aktivált ko-hósalak (Slagstar), a nagy kohósalak-tartalmú CEM III/B cement és a CEM Iszulfátálló cement felhasználásávalkészített szabványhabarcsok saválló-ságában tapasztalt nagy különbségek-kel jó egyezést mutattak ugyan a klo-rid-diffúziós tényező relatív értékei(tiszta cement: 100%, CEM III/B: 5%,Slagstar: 1%), de szerencsére tovább-mentek az ok-okozati összefüggésekkeresésében. A „miért jobb az egyikösszetétel, mint a másik?” kérdésre afeleletet a pórusméretek jelentősenkülönböző eloszlásában találták meg(Novák 2004). Annak ellenére, hogya higanyporoziméterrel mérhető átjár-ható porozitás mértéke („teljes porozi-tás”) a szulfátálló cementes mintábanvolt a legkedvezőbb (Vpórusok=35%);mégis az alkáli aktivált kohósalakos(Slagstar Vpórusok=39%), valamint aCEM III/B cementes minta (Vpórusok= 42%) bizonyult lényegesen ellenál-lóbbnak a savas közegekben.

A pórusméret-eloszlás jelentőségé-nek könnyebb megértéséhez, a duis-burgi szilikátvegyészek által használteloszlásfüggvényeket átalakítottam aszakmánkban jobban ismert log-lin tí-pusú, szemmegoszlási görbék mintá-jára (8. ábra). Így vizuálisabb a finom-pórusok (10, 20 és 50 nm alatti pó-rusméretek) részarányának Collins ésNovák szerinti kitüntetett szerepe azáteresztőképesség és az oldódásos kor-rózió szempontjából, ahogyan pl. ki-tüntetett szerepet adunk betontech-

8. ábra: A szemmegoszlási görbék mintájára átalakított pórusméret-eloszlási eredmények

2016

MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 2016. 1. szám 13

nológiai szempontból a szivattyúzha-tóság és a vízzáróság vonatkozásábana 0,25 és 0,125 mm alatti finomho-mok tartalom arányának is. A póru-sok „átesett” 25%-ához tartozó mére-teket megfigyelve tapasztalható, hogya Slagstar esetében ez kb. 4 nm, a CEMIII/B esetében 10 nm, míg a szulfátál-ló cementnél közel 30 nm. Ha pediga másik irányból, azaz pl. a 20 nm-nélnagyobb, tehát a potenciálisan márártalmas pórusok arányából nézzük,akkor látható, hogy a szulfátálló CEM Itípusnál ez több mint 80%, míg a má-sik két típusnál csak 50, ill. 60%. Amagyar származású Novák hosszúide-jű vizsgálatai során – a savhatás mér-tékétől és típusától függően – előbbvagy utóbb mindegyik cementtípussalkészült beton károsodott, ill. tönkre-ment, de nem mindegy, hogy a ron-csolódás kisebb sebessége akár 6–7-szer hosszabb élettartamot nyújt egyszerkezetnek pusztán a kötőanyag gon-dos megválasztásával [29].

A 2000 éves, római kori betonok-ban (9. ábra) és a több mint 200 éves

„románcementes“ betonokban is igenkevés a portlandit, nagy az aluminát-tartalmú ásványok mennyisége, szinteaz összes pórus 20 nm alatti (az időkfolyamán egyre több pórus záródik el);tehát a kötőanyag „genetikai adottsá-gai“ olyanok, hogy a fizikai és kémiaihátterű anyagkárosodást igen nagymértékben (néhány ezer évig) képe-sek lelassítani.

E kötőanyagok hátránya mindösszeannyi, hogy:

• alig van trikalcium-szilikát a rend-szerben, ezért kicsi a kezdőszi-lárdság (pár hónapig várni kelle-ne a kizsaluzással),

• nem védi magas pH-jú közeg avasalást (ne tegyünk bele beton-acélt),

• a kötésidő 8–10 perc (nem iparo-sítható).

A hosszú idejű bedolgozhatóság, akellően nagy korai és a stabil késői szi-lárdság, a betonacéllal való jó együtt-dolgozás és a vasalás viszonylagos vé-dettsége miatt alkalmazzuk napjaink-ban a portlandcementeket.

Megfigyelhető ugyanakkor, hogy azelmúlt száz év egymást követő terve-zési előírásai egyre nagyobb betonfe-déseket írtak elő az azonos veszélyez-tetettségű vasbeton szerkezetekre vo-natkozóan. Ebben mutatkozik meg aza tapasztalat, hogy a korróziót a vas-beton szerkezeteken gyakorlatilag nemlehet teljesen kiküszöbölni, legfeljebbkésleltetni lehet a bekövetkeztét. En-nek egyik leghatékonyabb módszere a

betonfedés vastagságának növelése(10 –11. ábra) és a beton áteresztőké-pességének csökkentése, mely főképpaz újonnan épített szerkezeteknél va-lósítható meg; a meglévő szerkezete-ken pedig olyan impregnálás, bevonatkészítésével, amely a vízben oldott klo-ridionok kapilláris felszívódását gátol-ja, ill. a szén-dioxid molekulák bejutá-sát akadályozza, de a páravándorlástnem.

3. A TAGORSZÁGOK NEMZETISZABVÁNYBIZOTTSÁGAINAKTÖREKVÉSEI

Sajnos tényként kezelhetjük, hogy azEN 206 betonszabvány kiforratlan, de

9.ábra: Rómában a Pantheon 2000 évesbetonkupolája tartósnak bizonyult

10–11. ábra: A betontakarás előírásos értékei hazánkban [35]

Az Augustus császár idején emelt híres Pantheon építéséhez is felhasználtákalapanyagként a pozzolana nevű vulkáni hamut.Forrás: Wikimedia Commons/Jean-Pol Grandmont

2016

14 2016. 1. szám MAGYAR ÉPÍTŐIPAR

akkor is a miénk, európaiaké; a jog-rend elfogadása számunkra is kötelező.Bár Spanyolország nem vette át sema tartószerkezetek tervezésének alap-jaira vonatkozó EN 1990, sem pedig

a betonra vonatkozó EN 206 szab-ványt, de a többiektől sem várja el Eu-rópa, hogy homokba dugják a fejü-ket, nem tiltja meg, hogy gondolkoz-zanak, hogy adott esetekben szakem-

berek, szakintézetek tanácsát kérjékki már a tervezés előtt vagy annak so-rán; szabad értelmes javaslatokkal - akülönböző nemzeti szabványok betű-jét és a szavak mögött rejlő tartalma-kat értő módon szintetizálva- kiegészí-teni a nemzeti alkalmazási dokumen-tumokat, lehet ideiglenes hatályú nem-zeti előszabványokat kiadni, vagy sza-bad más megoldást választani, mintaz egyébként önkéntes alkalmazásúszabványok által kínált. Bartholomew(2015) mutatja be részletesen, hogykiemelt jelentőségű szerkezeteknél azUSA-ban, Kanadában már régóta al-kalmazzák a nemzeti szabályozásokhelyett a fib Model Code 2010 szerintihasználati élettartamra történő terve-zést [30].

A jelenlegi európai szabványosításleginkább az Ószövetségre emlékez-tet; nincs büntető szankció, ha a tag-államok – akár a nemzetgazdasági ér-dekből fontos vasbetonszerkezetek na-gyobb korrózióállósága érdekében-esetleg átírják a „kőbe vésett“ szabályo-kat, ha ezt a Brüsszelben székelő eu-rópai szabványosítási bizottság (CEN)hozzájárulásával teszik meg; a fő, hogya CEN engedélye nélkül ne vezesse-nek be nemzeti szabványokat. Talánazért jutott eszembe az Ószövetség, akőtáblák, valamint az ezekről legtöb-bet tudó ember, Mózes diskurzusa abecsvágyó, ószövetségi istennel, mert„szóval nem az a baj, ha valaki meg-szegi a törvényeket, hanem ha félelemnélkül teszi azt“ [31].

Nem könnyű felülemelkedni a je-lenlegi helyzeten az egyes nemzeti be-tonos szabványbizottságoknak, hiszena szakemberek tudják, hogy gond vana „kőtáblákkal“, a betonszabvány többmint 30 éve szinte változatlan össze-tételt és betontakarást előíró szemlé-letével; tudják, hogy a műszaki isme-retek szintje (pl. a beton szövetszerke-zetére, az időben is változó mértékűáteresztőképességére, a környezeti ha-tások oldaláról jelentkező tönkreme-netel kockázatának mérnöki számítá-sokkal alátámasztható becslésére) ré-gen meghaladta a szabvány előírásait;a jogrendhez mégis deklaráltan iga-zodni kell. Legalábbis a szavak szint-jén; hiszen szinte minden egyes tagor-szág nemzeti szabványbizottsága en-gedélyezett módon „szegheti meg atörvényt”, ha tud megfelelő érveket fel-hozni.

A 12–13. ábrák mutatják, hogy azEU tagállamaiban (kiegészítve az USA-val és Ausztráliával) milyen mértékben

12. ábra: XD környezeti osztályokra előírt víz/kötőanyag tényező (baloldalon) és betontakarás (jobboldalon) a különböző országok nemzeti szabványaiban [9]

13. ábra: XS környezeti osztályokra előírt víz/kötőanyag tényező (baloldalon) és betontakarás (jobboldalon) a különböző országok nemzeti dokumentumaiban [9]

2016

MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 2016. 1. szám 15

különböző nemzeti előírásokkal talál-kozunk a környezeti hatások miattilegkisebb betontakarásra (cmin), a víz-kötőanyag tényezőre (v/k), az egyéb-ként pontosan azonos környezeti osz-tályú (XD1-3 és XS1-3), azonos szer-kezeti osztályú (S4), egyazon élettar-tamra tervezett (50 év) vasbetonszer-kezetek esetében. De ezeken túl is szin-te minden fontosabb paraméter elté-rő, pl. az alkalmazható cementtípus, alegkisebb cementtartalom, a betonta-karás ∆cdev értéke, a frissbetonban meg-engedett kloridtartalom (C0), a szilárdbeton kritikus kloridkoncentrációja(Ccrit), stb.

Kloridkorrózió veszélye esetén, te-hát az XD és XS környezeti osztályok-ban a DIN 1045-2 szabvány (4. táb-lázat) már közel 10 éve nemzeti kie-gészítésként írja elő a kloriddifúziósegyütthatónak (DRCM,28) a betontaka-rástól független, átlag- és egyedi leg-nagyobb értékét (pl. XD3-ra és XD1-re az átlag rendre ≤ 5, ill. ≤10×10–12

m2/s, az egyedi maximumok rendre≤ 7, ill. ≤12 ×10–12 m2/s).

A németek azért maximálták szab-ványban az áteresztőképességet, mertezt a struktúrajellemzőt találták alkal-masnak a kloriddiffúziós transzportfo-lyamatok sebességének mérséklésére.Tehát a probléma fizikai okát ismerve;a nagyobb átmérőjű, könnyen átjár-ható pórusrendszer helyett a kedve-zőbb pórusméret-eloszlású, ezért ki-sebb áteresztőképességű betonokatpreferálták. A CEN jóváhagyta a németszabványbizottság óhaját. Ők azon-ban nem elégedtek meg ezzel. A ké-miai korrózió veszélyének kitett szer-kezetekre is gondolva, előrelátó mó-don már a nemzeti betonszabványuk-ban kizárták annak lehetőségét (lásdDIN 1045-2:2008 szabvány 5.2.3pontját), hogy a cementkémiát, pó-russtruktúrát, áteresztőképességet, ce-mentkő-savállóság problematikáját nemtanult tervezők, szakértők döntsék el,mikor megfelelő egy agresszív vegyi ha-

tásnak kitett beton összetétele. A prob-lémás esetekben (XA3 vagy szigorúbbigénybevételeknél) Németországbancsak elismert szakemberek, szakinté-zetek írhatnak elő megoldási javasla-tot. A CEN ezt a „törvényszegést” is jó-váhagyta.

Az új nemzeti betonszabványunk(MSZ 4798) is bizonyára tartalmaz atartósság érdekében megcélzott elté-réseket az EN 206-tól; a cikk megje-lenése idején már várható a CEN en-gedélye a kiadáshoz.

A kloridkorrózió vonatkozásában abetonok áteresztőképességének figye-lembevételét már egy magyar műsza-ki szabályozás is előírja 2016-02-17-től (14. ábra bal felső része). A Ma-gyar Útügyi Társaság Szakbizottsága(vezetője: Dr. Balázs L. György) általelkészített és a MAUT gondozásábanmegjelent hazai műszaki szabályozódokumentum megelőzi az EN 206 be-tonszabvány szellemiségét.

A betonok savkorróziója vonatkozá-sában is léteznek hazai előírások. AzMSZT által 2014-ben kiadott MSZE15612 előszabvány (14. ábra bal alsórésze) tartalmazza elsőként Európá-ban az oldódásos korrózióra vonatko-zó környezeti osztályokat [XA4(H),XA5(H) és XA6(H)], melyek kidolgo-zását és bevezetését Dr. Kausay Tiborvégezte. Nemzeti előszabvány, műsza-ki előírás, tervezési útmutató kiadásá-hoz ugyanis nem kell a CEN jóváhagyá-sa. Megjegyzendő, hogy korát messzemegelőzve, a betonagresszív folyadé-kok jelenlétében szükséges osztályo-zást már az ÉSZ 88/1-75 is előírta,mely szabályozást az akkori ÉMI köz-reműködésével szerkesztették.

Legutóbb már nem a tagországok va-lamelyike, hanem a világ legnagyobbbetonos szakmai tudományos szerve-zete vonta kétségbe a „kőbe vésett tör-vények” helyességét. Igaz, hogy egy-előre csak a kloridkorrózió vonatkozá-sában, igaz, hogy csak „state of theart” státuszban, de azért a tekintély el-vesztése nélkül már nem hagyható fi-gyelmen kívül az a tapasztalati és el-méleti alapokon tett kijelentés (fibBulletin 76, 2015 kiadvány 55. oldal),hogy az EN 206 előírásai nélkülözik abiztonságot és a gazdaságos használ-hatóságot (15. ábra).

Megjegyzendő, hogy azért az EN206 betűje is várja az eljövendőt, hi-szen már a Bevezetés írja: „A teljesít-mény alapú elvek kidolgozása folya-matban van a határértékek elvénekalternatívájaként.”

4. táblázat: DIN 1045-2 előírásai kloridkorrózió veszély esetén

Környezeti osztályok Kloriddiffúziós együttható (×10–12 m2/s)

DIN EN 206-1/DIN 1045-2 átlag egyedi legnagyobb

XD1, XS1≤ 10,0 ≤ 12,0

XD2, XS2

XD3, XS3 ≤ 5,0 ≤ 7,0

14. ábra: Nemcsak a klorid- és a savkorrózióról, hanem a betonszabvány értelmezésérőlis tágabb képet kaphatunk a hazánkban elérhető MSZT, MAUT, MMK, és fib dokumentu-mokban

15. ábra: Az európai betonszabvány eddig legsúlyosabb kritikája [9]

2016

16 2016. 1. szám MAGYAR ÉPÍTŐIPAR

4. IPARI INNOVÁCIÓK, ÚJFAJTA GYÁRTÁS-TECHNOLÓGIÁK A SAVKORRÓZIÓNAK KITETT CSATORNA-HÁLÓZATOKNÁL

Az EU víz-keretirányelve (EU-WRRL,2000/60/EK) középpontjában különö-sen fontos helyen állnak a tömítetlencsatornahálózatok. Ezért rögzítettékminőségi célkitűzésként a talajvíz el-szennyeződésének, valamint a talajvíz

csatornahálózatba jutásának meg-akadályozását; a jól tömített, bizton-ságos és hosszú élettartamú tisztító-aknák szükségességét. Ennek teljesít-hetőségéhez egyelőre nemzeti kere-tekben fogalmaztak meg konkrét el-várásokat (pl. monolitikus kialakítás,nagy falvastagság és szilárdság, meg-növelt savállóság a DIN V 4034-1 ésaz MSZE 15612 előszabványokban16. ábra). Nemzeti szabályozásokraaz adott területen azért van szükség,mert ahogyan a vonatkozó európai be-tonos termékszabvány fogalmaz: „az

EN 1917 szabvány készítésekor nemlehetett minden követelményre az ér-vényes nemzeti szabványokkal teljesösszhangot találni, ezért a szabvány-ban csak azon követelmények és hoz-zájuk tartozó vizsgálati módszerekszerepelnek, amelyek tekintetében aCEN-tagok egyetértésre jutottak. Szük-ség van az európai szabványban nemszabályozott tulajdonságokhoz tartozókiegészítő követelmények és ezekkelösszefüggő vizsgálatok nemzeti sza-bályozására.”

Az európai vízgazdálkodási politika,valamint a kapcsolódó európai szab-ványosításhoz képest a műszaki-tudo-mányos ismeretek fejlődésére gyor-sabban támaszkodó nemzeti szabályo-zások hatékonyan segítik a betonipa-ri innovációkat, főként a robottechno-lógiák betonipari elterjedését.

Többféle technológiát (17., 18., 19.ábrák) fejlesztettek ki az akár bonyo-lult alakzatú aknaelemek monolitikusgyárthatóságához (mert az utólagosvésés, betonozás tilos). Főleg Német-országban és Olaszországban fordulelő az öntömörödő beton használata,melyet a polisztirolhab tömbökből ro-bottechnológiával kialakított és mág-nesekkel fémsablonhoz rögzített nega-tív formára öntenek rá (17. ábra). Aszennyvízaknák előregyártásához Eu-rópában leginkább a mindössze 2–3órás korban még száraz betonmarás-ra lehetőséget adó „3D” robottechno-lógia terjedt el, ami már 5 éve Magya-rországon is elérhető (19. ábra). Ezeka technológiák – a gondosan kikísér-letezett és bevizsgált betonösszetéte-lekkel párosulva – garantálják az EUvíz-keretirányelve szempontjainak tel-jesülését.

Az EU környezetvédelmi előírásai-nak betartása mellett e technológiákszükségtelenné teszik a korábban szo-kásos építéshelyszíni vésést, befalazóidom-beépítést, künetbetonozást, melyjelentős helyszíni költség- és időmeg-takarítást, minőségjavulást, az üzemel-tetés amortizációs költségeinek csök-kenését, a tartósság növekedését ered-ményezi.

6. ÖSSZEGZÉS

Miért nem elég a terveken az aktuálisEN vagy MSZ EN szabvány szerinti je-lölés?

• Mert nemcsak az egyes környeze-ti hatásoknak való tartós megfe-lelés miatt kell alaposan átgon-

16. ábra: Az MSZE 15612 előszabvány felhasználja a DIN Vornorm 4034-1 tartalmát is

17. ábra: Negatív forma kialakítása EPS-ből robottechnológiával + öntömörödő beton [32]

18. ábra: A svájci műanyag-burkolatos gyakorlat; de használják Ausztriában, Német- és Franciaországban is [33]

19. ábra: Az előregyártásban leginkább elterjedt betonmarásos „3D” robottechnológia[34] A FOTÓKAT SPRÁNITZ FERENC, DOLOMIT KFT. KÉSZÍTETTE

2016

MAGYAR ÉPÍTŐIPAR 2016. 1. szám 17

dolni a szabványok adta lehető-ségeket (pl. kell-e nagy korai szi-lárdság és tömítettség, ha igen,úgy mikor kell előírni alkalmas ki-egészítőanyagot és mikor bevona-tot vagy burkolatot, a bevonat mi-lyen felújítási ciklust igényel, mi-kor és milyen agresszív hatásokérik a betont, kell-e megnövelt sav-és/vagy szulfátállóság, a károsítóközegnek milyen hőmérséklete vár-ható, milyen áteresztőképességűés kor-tényezőjű betontól várhatóa kívánt tartósság, vasalt szerke-zetnél kell-e számítani a betonta-karást csökkentő konvekciós zó-nára, stb.), hanem még

• a nyomószilárdság minősítésébenis van alternatíva az átvevő ki-sebb vagy nagyobb kockázatára(pl. C30:EN 206=C25:EC-2 a Tar-we ill. Student értékelés miatt),ezért

• várható a betonos szabványok, kü-lönösen a korróziós környezeti osz-tályok korszerűsítése Európában(célszerű a hazai betonos szak-embereknek is felkészülni a mé-retezéselmélet anyagtani szem-pontú gyakorlati alkalmazására).

Mit tehet a tervező, felhasználó, hatartósan megbízható beton- és vasbe-tonszerkezeteket akar pl. hidakhoz,csatornahálózatokhoz, vizes világbaj-nokságra, olimpiai létesítményekhez?

• Vagy értelmezze jól az aktuálisbetonszabványokban leírt alter-natívákat, ezért • ne csak a szabványokat és az épí-

téstechnológia folyamatát is-merje, hanem értse

• a szabványokban hivatkozottszakirodalmi forrásokat,

• a BETON könyvet [35] • a fib BULLETIN kiadványokat és

a Model Code 2010-et [8]• Vagy INKÁBB – még a tervek ki-

adása előtt – forduljon hozzáértőszakintézethez, pl.:• BME Építőanyagok és Magasé-

pítés Tanszék

• ÉMI Nonprofit Kft és ÉMI-TÜVSÜD Kft.

• Cemkut Kft. és Szikktilabor Kft. • Betonopus Bt.

HIVATKOZÁSOK[1] MSZ EN 197-1: 2011 Cement 1. rész: Az

általános felhasználású cementek összetéte-le, követelményei és megfelelőségi feltételei.

[2] MSZ EN 206:2014 Beton. Műszaki feltételek,teljesítőképesség, készítés és megfelelőség.

[3] EN 1917: 2002 Concrete manholes and in-spection chambers.

[4] DIN 1045-2:2008 Tragwerke aus Beton,Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Be-ton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellungund Konformität – Anwendungsregeln zuDIN EN 206-1.

[5] ÖNORM B 4710:2007 Beton – Teil 1: Fest-legung, Herstellung, Verwendung und Kon-formitätsnachweis (Regeln zur Umsetzungder ÖNORM EN 206-1 für Normal- undSchwerbeton).

[6] DIN V 4034-1:2004 Schachte aus Betonfür Abwasserleitungen und kanale.

[7] MSZE 15612:2014 Előregyártott beton csa-tornázási aknaelemek.

[8] fib Model Code for Concrete Structures(MC2010) International Federation for Struc-tural Concrete (fib), Case Postale 88, CH-1015 Lausanne, Switzerland. 2010.

[9] fib Bulletin 76: Benchmarking of deemed –to-satisfy provisions in standards, Interna-tional Federation for Structural Concrete (fib),Case Postale 88, CH-1015 Lausanne, Swit-zerland, 2015.

[10] Hewayde et al., „Using concrete admix-tures for sulphuric acid resistance“, Con-struction Materials 160, 2007, pp 25–35.

[11] Kovács, K., Füstös, A., „Düsseldorfi csator-navizsgálat eredményei és következményei“Vízmű Panoráma szakmai lap, 2007/2. Kü-lönszám.

[12] Farnady, F., „Biológiai betonkorrózió“, BE-TON szakmai lap, 1995. december, pp. 9–11.

[13] Az Európai Parlament és a Tanács 2000/60/EK irányelve (2000.október 23.) a vízpo-litika terén a közösségi fellépés kereteinekmeghatározásáról.

[14] Ujhelyi, J., Szakmérnöki jegyzetek, BMEBetontechológiai szakmérnökképzés, 1998–2000.

[15] DuraCrete – General Guidelines for Dura-bility Design and Redesign. Technical report,The European Union – Brite EuRam IIIBE95-1347/R17, May 2000.

[16] G. van der Wegen, R.B. Polder, and K. vanBreugel. „Guideline for service life design of

structural concrete – A performance basedapproach with regard to chloride induced cor-rosion“. HERON, 57(3):1–16, August 2013.

[17] fib.bme.hu/konyvek/vasbeton_cikkgyujte-meny.pdf, Erdélyi, A., Gál, A., Kovács, J. „Sav-állóak lehetnek-e a betonok ?“, 2015.

[18] http://www.blickinsbuch.de/3802728459&account=4907031511, Dieter Weismann (Hg.)„Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertech-nik“, megtekintve: 2015-11-25.

[19] www.ruf-baustoffe.de, megtekintve: 2015-11-25

[20] www.betonsuisse.ch/.../betonerosion_in_araara/index.html?...Stefan Bischof Holcim (Schwe-iz) AG, Zürich, Merkblatt Betonerosion in Bio-logiebecken von ARA, 2010, megtekintve2015-11-25.

[21] Ujhelyi, J., „Betonismeretek“, Egyetemi tan-könyv, BME, 2005

[22] Révay, M., „Reakciókinetikai törvénysze-rûségek alkalmazása a beton tartósságánakbecslésére“, Építôanyag 54. évf. 2002. 1.szám 19.

[23] Stein–Brauer: Zementmerkblätter T3, 2005,[24] Jariyathitipong: „The sulfuric acid resist-

ance of concrete, Japan Sewage WorksAgency, Technical Manual of Prevention andProtection to Corrosion for Sewage ConcreteStructure”, 2007.

[25] Hewayde et al., „Using concrete admix-tures for sulphuric acid resistance“, Con-struction Materials 160, pp 25–35, 2007.

[26] Khatib JM, S Wild, „Sulphate resistance ofmetakaolin mortar“, CCR 28 (1), pp. 83–92.

[27] Kopecskó, K., Mlinárik, L., „Metakaolin abetonban“, BETON szakmai lap, 2014. már-cius/április, pp.18–21.

[28] Szegőné, K. É., „Savkorróziónak fokozot-tan ellenálló betonok“, BETON szakmai lap.2015. március/április, pp.18–20.

[29] http://fib.bme.hu/folyoirat/vb/vb2009_3.pdf,Novák, D., Novák, E.: Slagstar 42,5N, „Spe-ciális cementfajta az agresszív kémiai korró-zió ellen, Vasbetonépítés 2009/3, pp. 92–96.

[30] Bartholomew, M., „Durability design ofbridges for specified service life“, WesternBridge Engineers Seminar, Reno, NV, 2015-09.

[31] Ancsel, É., „Írás az éthoszról“, Kossuth Ki-adó, 1981.

[32] http://www.sbt-na.biz/products/manhole-pro-duction/perfect/

[33] www.creabeton-baustoff.ch/.../normschacht-boden/keress...

[34] http://www.primuss.eu/de/monolithische-schachtunterteile/primuss-system/monolit-hisch.html

[35] www.betonopus.hu/mmk-beton-konyv.pdf,Mérnöki Kamara Nonprofit Kft., 2013.

A TARTALOMBÓLDr. Magyar Zoltán – Baráth Géza: Közel nulla energiafelhasználású épületek

felújításának számítási módszereiProf. Nyers József – Nyers Árpád – Daniel Stuparic – Boros Dorottya: Hőszivattyú

elpárolgási folyamatának korszerű és hagyományos szabályozásaDiana Kováčová – Otília Lulkovičová PhD: Using of Hybrid Photovoltaic-Thermal

Solar CollectorsDr. Csoknyai Tamás: Az épületenergetikai rendeletek helyzeteSzabadka Sándor: Energia megtakarítás fűtés korszerűsítéssel a sátoraljaújhelyi

Távhőnél• Construma 2016 – Program

MAGYAR ÉPÜLETGÉPÉSZET (2016/3. szám) Megjelent 2016. március végén

Szilágyi Zsombor: Változik az elszámolás a földgáz piacon• Társasházak fűtés-korszerűsítése gyűjtőkémény átalakítással• A társszakmáknak építeniük kell egymás tudására (MACSOI Találkozó)• LG Electronics légkondicionáló és energetikai megoldások – Therma V

levegő-víz hőszivattyúGyurkovics Zoltán: Tájékoztatás a kötelező szakmai továbbképzés módosított

rendszerérőlProf. em. Bánhidi László: Dr. Dr. h.c. Macskásy Árpád életútja• Tanulságos életpályák – Prof. emeritus Dr. Garbai László• A 2015-ös év összesített tartalomjegyzéke• További információ: www.epgeponline.hu

2016