Zsugorodáskompenzáló beton használatával nullára redukálhatók a zsugorodásból és felhajlásból származó feszültségek. Az eredmény egy kisebb repedésérzékenységű és nagyobb teherbírású ipari padló, mely a javítási költségek kiküszöbölése mellett zavarmentes termelést tesz lehetővé.

Bármely ipari csarnok két legfontosabb épületszerkezeti eleme a térelhatárolás – ami biztosítja az épület időjárási viszontagságoktól való védelmét, és az ipari padló –, ami ideális esetben egyenletes és kopásálló felületet szolgáltat az épületben zajló termelés számára. Ennek ellenére a logisztikai központok és gyártócsarnokok használói nagyon gyakran zsugorodási repedésekkel, billegő padlótáblákkal, a vágott hézagok éleinek letöredezésével, és felhajlással találják szemben magukat.

Ezek kijavítása súlyos tételként szerepel a létesítmény üzemeltetési költségei között, nem beszélve a termelékenységre gyakorolt hatásokról. Mindez elkerülhető zsugorodáskompenzált ipari padló alkalmazásával, mely lehetővé teszi az utólagosan 5–7 méterenként bevágott hézagok elhagyását, ugyanis a fenti problémákat 90 százalékban ezek okozzák.

Zsugorodáskompenzáló beton használatával nullára redukáljuk a zsugorodásból és felhajlásból származó feszültségeket, így 45-50 m oldalhosszúságú padlótáblák készíthetők köztes zsugorodási repedések megjelenése nélkül. Az eredmény egy kisebb repedésérzékenységű és nagyobb teherbírású ipari padló, mely az idő előrehaladtával nem okoz eszkalálódó javítási költségeket, és zavarmentes folyamatos termelést tesz lehetővé.

ZSUGORODÁSKOMPENZÁLÓ BETON

A zsugorodáskompenzáló beton definíciója tisztázást igényel, ugyanis az ipari gyakorlatban gyakran helytelenül használják. Az elnevezés angolszász területről származik az 1960-as évekből. Ekkor fejlesztették ki a készítéséhez szükséges kalcium-szulfoaluminát alapú duzzadó cementet. A zsugorodáskompenzáló beton tehát speciális duzzadó cement vagy duzzadó komponens hozzáadásával készül.

A beton kötését követő hét napban megy végbe a duzzadás, melynek végértéke megegyezik a várható zsugorodás mértékével. Az acélbetétek által rugalmasan gátolt duzzadás nyomófeszültséget ébreszt a betonban, ami kompenzálja a gátolt zsugorodás során keletkező húzófeszültséget, így a beton zsugorodás hatására nem reped meg.

ESETTANULMÁNY

Ebben a cikkben bemutatjuk az MTD Hungária Kft. számára 2013 nyarán készített zsugorodáskompenzált ipari padlót, mely teljesítőképességét tekintve határozottan kiemelkedik az egyéb hézagmentes (vágott hézagok nélküli) ipari padlók közül.

A fűnyírókat, motoros kaszákat és különféle kerti gépeket gyártó MTD Hungária 2012 második felében kezdte meg nemesvámosi telephelyének bővítését. A már meglévő 18 000 m² gyárépülethez további 8000 m² készült, melyből 2500 m² présüzemként, 5500 m² pedig hegesztőüzemként és raktárként funkcionál. A létesítmény generáltervezését és műszaki ellenőri feladatait a veszprémi Multiform Kft. látta el.

Horváth Attila és csapata nem mindennapi feladatra vállalkozott. A présüzemben dolgozó darabonként 600–800 tonnás Danley típusú présgépek számára egy 70 méter hosszú, 5 méter mély, és 2 méter vastag dupla falú vasbeton aknát kellett terveznie, mely megfelel a rendkívül szigorú rezgésekre vonatkozó egészségvédelmi és környezetvédelmi szabályozásoknak. Hasonlóan nagy fába vágta fejszéjét a présüzem generálkivitelezésére vállalkozó Pallér Csarnok Kft. is, akik 2006-ban ipari csarnokok építésére specializálódva léptek a magyar piacra és 2011-re 2,5 milliárd forint árbevételű céggé nőtték ki magukat. Tőlük származik az elgondolás, hogy hézagmentes ipari padló készüljön a 2500 m²-es présüzembe.

Mivel a présüzem kulcseleme a 23 milliárd forint éves árbevételű cég termelésének, az MTD örömmel fogadta a javítást és karbantartást nem igénylő ipari padló ötletét. Annál is inkább, mivel meglévő vágott hézagos ipari padlóikon a padlótáblák billegése, és a hézagok folyamatos eróziója gyakran fennakadásokat okozott a termelésben. A biztos siker érdekében a Pallér Csarnok felkérte Magyarország vezető betontechnológusát, Dr. Zsigovics Istvánt (címzetes docens, BME), aki zsugorodáskompenzált hézagmentes ipari padló építését javasolta, és elejétől a végéig koordinálta az ipari padló tervezési, előkészítési és kivitelezési munkálatait. A zsugorodáskompenzáló beton technológiáját a Shrink-Comp Europe Kft. biztosította, az ipari padló kivitelezését pedig a VER-BAU Kft. végezte.

A VER-BAU 1996 óta foglalkozik ipari padlók és térbetonok építésével. Minőségi munkavégzésüknek köszönhetően nyerték el a zsugorodáskompenzált ipari padlók szakkivitelezésére való jogot. A fent felsorolt résztvevők közös munkájából egy 100 százalékban repedésmentes, sikeres ipari padló született.

TERVEZÉS

A csarnok geometriai adottságai közel sem mondhatóak előnyösnek az ipari padló szempontjából. A hézagkiosztás tervezésekor általában törekszünk a minél négyzetesebb alakú táblákra (1:1,25 oldalarány), valamint a negatív sarkok minimalizálására. Itt erre nem volt lehetőségünk. A generál kivitelező szavaival élve az ipari padló alaprajzilag leginkább egy „karácsonyfára" hasonlít. Az 1. ábrán mutatjuk be az ipari padló geometriáját és a munkahézagok elhelyezkedését. A legnagyobb munkahézag távolság 35 méter és a legkedvezőtlenebb oldalarány 1:10. A számos negatív sarok körül kiegészítő vasalást alkalmaztunk (2. ábra) a repedések megakadályozására.

Az ágyazati követelmények és padlóvastagság meghatározásakor abból az axiómából indultunk ki, hogy az altalajból és ágyazatból álló rendszernek önmagában képesnek kell lennie az ipari padló terheinek viselésére (esetünkben a hasznos teher mértéke 12,5 t/m², ami a padlón tárolt présszerszámok súlyából adódik), és a betonlemez szerepe csupán a terhek lejuttatása az alépítményre. A padlólemezt pedig a beton gátolt alakváltozásából adódó feszültségekre kell méretezni, ami nevezetesen a lineáris zsugorodás és felhajlás. Ezt a gondolatmenetet követve az ágyazat felső síkjára vonatkozó követelményünk 100N/mm²<ev,2<130N/mm² , a padlóvastagság pedig 15 cm, egy réteg szerelt acélhálóval (Ø12/450/450) a lemez felső harmadában.

ÁGYAZAT

Az ipari padló sikerének szempontjából kiemelt szerepe van a megkívánt és egyenletes teherbírású alépítménynek. „Önhordó" ipari padlók nem léteznek. Megfelelő teherbírású alépítmény hiányában nem lehet repedésmentes ipari padlót készíteni függetlenül a padlóvastagságtól vagy az acélmennyiségtől (ésszerű keretek között). Ezért a 400 m²-enként egy tárcsás teherbírásmérés mellé előírtunk egy alaposabb vizsgálatot.

A módszer lényege, hogy egy 40 t össztömegű háromtengelyes jármű egy 3 méteres raszter mentén háromszor végighalad az ágyazaton, és az így keletkező ágyazati benyomódások nem haladhatják meg az 1 centimétert.

A részben löszös-márgás zárványoktól szabdalt töredezett dolomit altalajra 35 cm 0/80-as zúzott dolomit ágyazat készült felső síkján 2-3 cm 0/22-es kiékelő réteggel, az ágyazat síkjára vonatkozó tűrés ±1cm a tervezetthez képest.

BETONTERVEZÉS

A zsugorodáskompenzáló betonkeveréknek az itt felsorolt legfontosabb követelményeket kellett kielégítenie:

1. Hétnapos korban minimum 0,04% duzzadás (ASTM C878 szerint mérve), amit 35 kg/m³ DENKA CSA#20 duzzadó komponens hozzáadásával értünk el.

2. Limitált zsugorodás. Ezt egy kavicsos (D_max32), kis homoktartalmú és alacsony cementtartalmú betonkeverékkel értük el. A Frissbeton veszprémi gyárában rendelkezésre álló homok 0,125 mm-es szitán áthulló része 2,5%, 0,25 mm-es szitán áthulló része pedig 18%, ami magyarországi viszonylatban kedvezőnek számít, és lehetővé tette kis homok- és pép-, illetve magas kavicstartalom mellett a jól bedolgozható és homogén keverék előállítását.
3. 1-1,5 órás eltarthatóság, 50±2cm terülés bedolgozáskor. A betonozás időjárási és betongyár földrajzi viszonyai nagyon kedvezőtlenek voltak. 40 perces szállítási időre kellett tervezni a betont 30 ºC-os júliusi melegben, az éjszakai betonozás pedig nem volt megoldható. Problémánkat enyhítette, hogy a zsugorodáskompenzáló beton nem érzékeny a magasabb víztartalomra (180–190 l/m³), sőt, megfelelő mennyiségű víz jelenléte nélkül végbe sem megy a duzzadás – végre egy padlóbeton ahol nem életveszélyes a vizezés. 185 l/m³-es víztartalom és 3 kg/m³ Sika Ultra 4025 folyósítószerrel sikerült teljesíteni a fenti követelményeket.

A követelmények teljesülésének igazolására a BME, Építőanyagok Tanszék Anyagvizsgáló Laborjában végeztük el a megtervezett keverék laboratóriumi próbakeverését (3. ábra).

KIVITELEZÉS

A felső harmadban elhelyezett acélháló ellenére nem volt szükség betonpumpára (kivéve a présakna melletti hosszú és keskeny részeken, melyek csak pumpával voltak hozzáférhetőek). Az acélhálót az ágyazatra fektetve szereltük meg, amire ráhajtva a mixerautó megközelíthette a betonozás helyét. Majd a betonozás helyén az acélhálót felemelték, 10 cm magas távtartókra helyezték, és a betont surrantották. Ezzel időt és pénzt takarítottunk meg.

A kivitelezés kulcsfontosságú eleme a kivitelező, a betongyár és a betonminőséget kontrolláló frissbetonlabor együttműködése. Ez itt remekül megvalósult, melynek eredményeként a betongyár képes volt viszonylag egyenletes betonminőséget produkálni, a beton összetétele megfelelt a tervezettnek (a frissbetonlabor mérései alapján), és a kezdeti nehézségeket leküzdve a kivitelező egyenletes konzisztenciájú, jól bedolgozható betont kapott a nagy meleg és a hosszú szállítási idő ellenére is. A nehéz körülmények érzékeltetésére szeretnénk megjegyezni, hogy a beton konzisztenciája 10 cm-t esett a keveréstől számítva az építési helyszínre történő megérkezésig (1–3. kép).

EREDMÉNYEK

A meglehetősen mostoha körülmények ellenére kivételes minőségű, és nagy biztonsági tartalékokkal rendelkező ipari padló született:

1. 100%-ban repedésmentes. Ez azt jelenti, hogy még az 4 m széles 35 m hosszú tábla sem repedt meg, a számtalan negatív sarok körül sehol sincs repedés, és az L alakú táblákon sem tapasztaltuk repedés jeleit.

2. A munkahézag megnyílása 3-4 mm 35 méteren (4. kép), ha kiszámoljuk ez 0,01%-os zsugorodásnak felel meg, ami szignifikánsan kisebb, mint az általában előforduló 0,04%.

3. A lemezbe épített alakváltozás mérő (5–6. kép) eredményei szerint a padló 0,023%-ot duzzadt az első hét napban, majd 0,01%-ot zsugorodott (4. ábra), ami teljesen összevág a munkahézag megnyílásának mértékével. Mivel a padló többet duzzadt, mint a követő zsugorodás, a zsugorodás nem építette le teljesen a duzzadás során keletkező nyomófeszültséget a betonban, így a padló egy megnövelt teherbírású kémiailag feszített szerkezetként működik.

Előfordul, hogy ezzel a megjegyzéssel találkozunk: a zsugorodáskompenzált ipari padló drága. A kérdés nem az, hogy ki akarja-e fizetni a 15% többletköltséget, hanem az, hogy mikor fizeti ki. Zsugorodáskompenzált ipari padló esetén bekerülési költségként vagy hagyományos vágott hézagos ipari padló esetén javítási költségként és termeléskiesésként.

Nagy Noémi
okleveles építőmérnök
Shrink-Comp Europe Kft.
www.shrink-comp.com

Dr. Zsigovics István
címzetes egyetemi docens, BME

Versegi János
tulajdonos-ügyvezető, VER-BAU Kft.