Egyre fontosabbá válik a környezetkímélő, ugyanakkor hosszútávon költségcsökkentő technológia alkalmazása, melyről hidak esetén a múlt héten számoltunk be (https://mernokvagyok.hu/blog/2020/12/03/a-jovo-hidjait-a-vegtagok-ihletik/) A legfrissebb német fejlesztés, a karbonbeton csatlakozik ezen tendenciához, melynek számos előnye van. A szénszálakból készült rácserősítés új generációja hatékonyabb munkát és lényegesen nagyobb méretek kivitelezését is lehetővé teszi a korábbi megoldásokhoz képest. Az új, szénalapú erősítések átlagos törésfeszültsége akár 4000 N / mm² is lehet.

A beton rendkívül jól bírja a nyomást, de épp ennyire érzékeny a feszültségre. Emiatt évtizedek óta az acéllal kombinálják, mivel az elnyeli a húzóerőket. De az acélnak van egy gyenge pontja: rozsdásodik. Ennek megakadályozása érdekében a vasbetont megfelelő vastagságú beton burkolattal kell ellátni. A karbonbeton esetében az acél megerősítést szénszálakkal helyettesítik. Ennek több előnyei is van: mivel a szén nem korrodálódik, a szokásos betonburkolat vékonyabb is lehet. Ez azt jelenti, hogy könnyebb és vékonyabb építőelemeket is lehetséges létrehozni, illetve alkalmazni. Ez által kevesebb cementre, vízre és homokra van szükség, ami nemcsak gazdaságos, de a pozitív környezeti egyensúlyhoz is közelebb kerülünk egy lépéssel. Ezen túlmenően a karbonacél súlya lényegesen kisebb, mint az acélból készült vasalással gyártotté. A karbonbeton használata hosszú távon is okos megoldás: mivel a vasalás nem korrodálódik, a karbonbeton szerkezetek kevesebb karbantartást igényelnek.

Ötéves fejlesztési periódus után egy dél-német vállalatnak sikerült egy olyan termelési folyamatot kidolgoznia, amellyel még hatékonyabb szén alapú rácsszerkezeteket lehet gyártani. A technológiát, illetve a terméket elsősorban az előregyártott betonelemeket előállító üzemeknek szánják, de értékes segítséget jelenthet épületek felújításakor is. A dél-német gyártó szénalapú hálóinak normál mérete 2,3 m x 6,0 m, ezt 2020 májusa óta gyártják. A maximális méret jelenleg 3,0 m x 8,0 m, ám a jövőben akár tekercsként is elő tudják állítani a hálót, amelynek maximális hossza 80 m lesz. Ez jelentős méretnövekedést jelent, ami azt jelenti, hogy egyrészt kevesebb anyagot kell felhasználni – mivel csökken a hálók illesztésénél az átfedés. Másrészt a munka is gyorsabban megy –, hiszen a hálókat kevesebb helyen kell egymáshoz csatlakoztatni.

Az első karbonbeton épületek

A Mannheimtól keletre fekvő Hirschberg an der Bergstrasse nevű kisvárosban épült fel a világ első karbonbeton parkolóháza. A kísérleti projekt során az iparilag előregyártott betonlapok méretét úgy tervezték, hogy az egyezzen a karbonbeton hálók 2,50 x 8,00 m-es méretével. Az épületen ennek nyomait hiába keresnénk, az úttörő szerkezeti megoldást pazar üveghomlokzat rejti. Zürichben egy nagyobb léptékű, „Wolkenwerk” nevű épületcsoport épül ezzel a technológiával. A négy toronyház 23 emeleten összesen 314 lakást és üzleteket foglal magába. A homlokzat előre gyártott elemekből áll, amelyek felületét klinkertégla borítja. Mivel a homlokzati panelek teljes vastagsága mindössze 50 mm, ezért a tervezők a karbonerősítés mellett döntöttek. Az előregyártott paneleket gyártó üzem 30 mm vastag elemeket készített, erre jött rá a 20 mm vastag – pontosabban vékony – klinkerburkolat.

Egyedi gyártás

A hagyományos karbonrácsoknál az átlagos törésfeszültség kb. 3200 N / mm², kb. 10% -os szóródás mellett. Az új technológiának köszönhetően az átlagos törési feszültség akár 4000 N/ mm² is lehet, mindössze 5%-os szóródásnál. Az így elért 25%-os hatékonyságnövekedés azt jelenti, hogy a rácsozat ritkább és vékonyabb lehet a korábban alkalmazott megoldásoknál.

Forrás: https://www.deutsches-ingenieurblatt.de/archiv/archiv-deutsches-ingenieurblatt/artikel/2020/dib-11-2020/28627-eine-bewehrung-die-nicht-korrodiert/

Fotó: Wolkenwerk projekt (Zürich)