1 Fejes István, ügyvezető igazgató, MaHill ITD Ipari Fejlesztő Kft. Korszerű födémszerkezetek a Közép-Európai építési piacon - hosszúpados, előfeszített, extrudált üreges födémpallók 1. Piaci igény A közép-európai országokban a nyolcvanas évek végének politikai változásait követő privatizációs folyamatok nem hozták automatikusan magukkal az építőipari előregyártási technológiák fejlődését. Amíg Magyarországon a kilencvenes évek végén kezdődtek meg a piaci igények által megkövetelt technológiakorszerűsítési beruházások, a környező országokban ezek a fejlesztések javarészt még váratnak magukra. A közép-európai országokban jelenleg üzemelő gyártástechnológiák jelentős része mára műszakilag elavult, nem alkalmas korszerű termékek előállítására. Ugyanakkor a tervezők, építtetők és elsősorban a külföldi beruházók részéről egyre gyakrabban merül fel az igény az Európai Unió terméknormatíváinak megfelelő minőségű és használati tulajdonságú vasbeton termékek iránt. Ez az ellentmondás legélesebben a födémszerkezetek piacán mutatkozik meg. Hiányoznak a többszintes ipari és kereskedelmi épületeknél igényelt alacsony öntömegű, nagy teherbírású, nagy fesztávok áthidalására képes, alacsony profilmagasságú, szabadon megválasztható hosszúságú előregyártott födémek. Az ellentmondás feloldására kínálkozó, világszerte bevált megoldás a hosszúpados, előfeszített, üreges födémpallók piaci bevezetése. 2. A gyártástechnológia Az előfeszített, üreges födémpallók alapvetően kétféle gyártási eljárással gyárthatók. Mindkét eljárás a hosszúpados, folyamatos gyártási technológián alapul, alapvető különbség a tömörítés módjában van. A hagyományosnak mondható eljárás a vibrációs tömörítést alkalmazó csúszózsalus technológia, melynél ugyan a födémpallók használati paraméterei kevésbé előnyösek, azonban ez a gyártógép a födémpallókon kívül más rúd-szerű előfeszített termékek (födémgerendák, áthidalók, kerítésoszlopok, stb.) gyártására is alkalmas. A ma világviszonylatban is legkorszerűbbnek számító, ám kizárólag üreges pallók (födém, illetve falpanelek) gyártására alkalmas gyártási eljárás a csavarsajtolásos (Shear-Compaction) tömörítési elvet megvalósító extruderes gyártás. A technológiát több mint 30 éve folyamatosan fejlesztő finn ELEMATIC ma világelsőnek számít az extruderes technológia területén. Az alábbiakban az ELEMATIC extruderes födémpallógyártási technológiáját mutatjuk be röviden. A hosszúpados eljárásnak megfelelően a gyártás 80-150 m hosszú, beépített csőkígyóval fűtött, acél szerkezetű öntőágyakon történik. Az ágyak tisztítása, olajozása után kihúzzák majd megfeszítik a feszítőpászmákat. Ezt követően indul el az öntési folyamat, amely folyamatosan történik az ágy teljes hossza mentén. Az extruder a földnedves betonkeveréket egy speciális, vibrációt nem alkalmazó, úgynevezett csavarsajtolásos (vagy nyíró-sajtolásos) tömörítési eljárással dolgozza be. Az eljárás lényege, hogy a betont sajtolócsigákkal, mechanikusan tömörítve préselik a gép tömörítő kamrájába. A sajtolócsigák és oldalzsalu elemek egyidejű alternáló mozgása révén a betonkeverék nyírásnak is ki van téve, amely elősegíti a levegő eltávozását és a hatékonyabb tömörödést. A csavarsajtolásos eljárásnak köszönhetően a gép zajszintje rendkívül alacsony, nem haladja meg a 85 db(a)-t. Az extruder haladó mozgását a sajtolócsigák által a kész betonpallóra kifejtett nyomás reakcióereje biztosítja. A gép öntési sebessége pallótípustól függően 0,7..2,0 m/perc. A frissen extrudált üreges palló szilárdsága olyan nagyfokú, hogy közvetlenül az extruder mögött már önmagában állékony.
2 1.ábra ELEMATIC EL900E extruder berendezés A betonozást követően felmérik és kijelölik a kívánt elemhosszakat, valamint egyidejűleg elkészítik a megrendelő igényei szerinti technológiai üregeket a friss betonban. Ezután lefedik a friss terméket hő- és nedvességmegtartó fóliával, biztosítva a hőmérsékletnek az ágyak felfűtése közbeni gyors emelkedését kb. 50 o C-ig és megóvva a betont a kiszáradástól. Miután a beton elérte a végszilárdságnak kb. 70%-át, az ágyat egyoldali visszaeresztéssel tehermentesítik a feszítőerő alól, és gyémántbetétes fűrésztárcsával ellátott daraboló-berendezéssel feldarabolják a folytonos pallósávot a kívánt hosszakra. A vágóberendezés lehetővé teszi az elemvégek igény szerinti, tetszőleges szög alatti vágását is. A technológia ezzel egyszerre nyújtja a hatékony tömegtermelés és a piaci igényekhez rugalmasan alkalmazkodó egyedi termékgyártás valamennyi előnyét. 2. ábra ELEMATIC extruder és vágóberendezés munka közben
Az ELEMATIC extruderes födémpallógyártási technológia ideális az automatikus gyártási folyamat megvalósítására. Az extruder sem folyamatos felügyeletet, sem utánállítást nem igényel egy teljes öntőágy betonozási ciklusa alatt. A gyártórendszer kiépítettségének függvényében akár a betonrendelést is lebonyolíthatja a betongyár felé, amikor a betonszint eléri a minimumot a tárológaratban. A vágógép előre programozott vágási ciklusokat végez, kezelői beavatkozás nélkül. A teljesen automatizált gyártás lehetővé teszi az egyenletes, kiemelkedően magas termékminőség elérését. Az ELEMATIC gyártástechnológiáinak része a szigorú minőségbiztosítási rendszer, amely végigkíséri a gyártási folyamatot az alapanyagok és a betonkeverék minősítésétől a kész pallók vizsgálatáig. A betonszilárdság alakulását folyamatosan figyelik az öntőágy hőmérsékletének mérésével. A pallók feldarabolása után a pászmák megcsúszásának megadott korlátok között kell maradnia (max. 3 mm), amit ugyancsak ellenőriznek. A pallók geometriai alak és mérettűrését öntőágyanként 4-5 palló méréses vizsgálatával ellenőrzik. A beton nyomószilárdságát a megszilárdult betonból adott mintavételezési gyakorisággal fúrt próbahengerek törésével ellenőrzik. A betonminőség ellenőrzésére ugyanakkor külön próbakockákat is öntenek minden keverésből. (A csavarsajtolásos tömörítés hatékonyságára jellemző, hogy a sajtolt födémpallóból fúrt minta törőszilárdsága mintegy 30%-al meghaladja a palló anyagául szolgáló betonból vet és hagyományos vibrációval betömörített próbakocka törőszilárdságát.) 3. Az extrudált födémpallók jellemzése Az elemek szerkezetüket tekintve kör, vagy sík és ívelt felületekkel határolt, hosszanti párhuzamos üregekkel kialakított, acél feszítőpászmákkal előfeszített födémpallók. A hosszúpados gyártástechnológia eredményeként a pászmák feszítőereje az ágy hossza mentén igen nagy pontossággal azonos, ennek köszönhetően az azonos hosszúságú elemek felhajlása közelítőleg megegyező. A pallók alsó, látszó felülete az extruderes csavarsajtolásos tömörítési eljárásnak és az öntőágyak pontosságának köszönhetően tökéletesen homogén, légzárványmentes, beépítés után vakolást nem igénylő, sík födém-felületet képez. Az elemek modulszélessége (a hosszanti csatolóhézagokkal együtt) 1200 mm (vagy 2400 mm), de az elemek hosszanti vágásával lehetőség van a modulszélességnél kisebb, tetszőleges szélességű záróelemek előállítására is. Az elemhosszak a hosszúpados gyártásnak köszönhetően a teherbírási határértékeken belül tetszőlegesen megválaszthatók. Az elemvégek általában merőlegesen vágottak, de mód van a ferde vagy tört vonalú elemvég kialakításra is, amennyiben a lefedendő épület alaprajza ezt megköveteli. Az elemvastagságokat tekintve a standard méretek 160, 200, 265, 320 és 400 mm-es palló vastagságok. A technológia alkalmas 500 mm vastagságú, nagyteherbírású pallók előállítására is. 3 3. ábra A 265 mm vastagságú, 1200 mm széles extrudált födémpalló keresztmetszete
Példaként az egyik legjellemzőbb pallótípus a 265 mm vastagságú elem keresztmetszeti rajzát mutatja be a 3. ábra. Az elemvastagság 265 mm, a keresztmetszeti felület 0,164 m 2, a fajlagos önsúly 328 kg/m 2. A maximális fesztáv cca. 15,0 m. Az extruderes technológiánál igen szigorú gyártási tűrések érhetők el. A pallóvastagság tűrése ± 5 mm, a szélesség tűrése + 0 6 mm, a hosszúság tűrése ± 15 mm. 4 4. ábra A 265 mm vastag födémpalló teherbírási görbéi A pallók oldalfelületei olyan profillal kerültek kialakításra, hogy a szomszédos elemek között ébredő vízszintes és függőleges nyíróerők megfelelő átvitelét, az elemek együttdolgozását biztosítsák. Az extrudált födémpallók betonminősége (bevibrált próbakockán mért szilárdság alapján) minimum C50. Az alkalmazott feszítőpászmák Fp-55/1770-R2 illetve Fp-100/1770-R2. A standard pallók 60 perces, illetve az alsó öv acélbetéteinek feljebb emelésével 120 perces tűzállósági határértéket teljesítenek. Az alapkivitelű födémpallón kívül konzolos födémpalló, színezett kéregbetonnal ellátott üreges falpanel, hőszigetelt és emelt tűzállóságú panel valamint speciális autópálya zajvédő falelem is gyártható az ELEMATIC technológiával. 4. Alkalmazási kérdések Az extrudált üreges födémpallók leginkább üzlet- és irodaházak, egy és többszintes lakóépületek, ipari csarnokok és parkolóházak esetében terjedt el. Statikai szempontból az üreges födémpallók általában kéttámaszú tartókként működnek, de konzolos, illetve többtámaszú szerkezetek is kialakíthatók belőlük. Az ilyen speciális esetekben a pallók felső övébe is helyeznek el feszítőpászmákat. A pallók egyaránt alkalmasak statikus és dinamikus terhek viselésére. Szerkezeti felbeton réteg alkalmazása általában nem szükséges az üreges palló födémeknél, de földrengésveszélyes övezetekben vagy nagyon gyakori terhelésváltozások esetén javasolt. A felbeton réteg minimális vastagsága 40 mm, betonminősége C30. Az előfeszített födémpallók terheletlen állapotban felhajlást mutatnak. A felhajlás mértéke függ az előfeszítő erő nagyságától és központosságától, a palló keresztmetszet merevségétől és a fesztávtól. Jellemző értéke 6... 36 mm közötti. A beépítés tervezésekor, különös tekintettel a felső kiegyenlítő réteg vastagságának meghatározására, figyelembe kell venni a pallók felhajlását. Azon esetekben, ha nem azonos fesztávú vagy teherbírású pallók kerülnek egymás mellé, a szomszédos elemek felhajlása eltérő lehet, ilyenkor az alsó födémsík egy síkba hozása az elemek összefeszítésével vagy emelésével lehetséges. A födémpallók csak kéttámaszú tartóként alkalmazhatók a statikai szerkezetben. Az együttdolgozás érdekében vasalással be kell őket kötni a koszorúba. A bekötővasalás veszi fel egyrészt a húzóerőket, másrészt meggátolja a pallók egymáshoz képesti relatív vízszintes elmozdulását, ezzel lehetővé téve, hogy a hosszanti csatolóhézagok nyíróerőket is felvegyenek. A koszorú és a csatolóhézagok betonminősége legalább C25-8/KK kell hogy legyen. A keresztirányú teherelosztás
szempontjából az előfeszített üreges födémek a monolitikus födémekhez hasonlóan viselkednek. A terhelés a hosszanti csatolóhézagokon keresztül adódik át. A födémpallók hosszanti üregei felhasználhatók gépészeti és elektromos vezetékek vezetésére. A födémen kisebb áttörések készülhetnek az üregek vonalában a gépészeti vezetékek átvezetésére, melyeket már a gyártóüzemben a friss betonban elkészítenek. Nagyobb födémáttörések úgy készülnek, hogy a szomszédos elemeket a szükséges mértékben széthúzzák, majd a nyílás kihagyásával a záróelemeket acél szerelvényekkel a szomszédos pallókra függesztik. Az áttört födémek statikai ellenőrzését egyedileg kell elvégezni. Számos módszer áll rendelkezésre a villamos és gépészeti szerelvények rögzítésére a födém alsó síkján. A pallók az üregtengelyek vonalában fúrhatók, dűbelezhetők, illetve a hosszanti üregekben kibetonozás előtt elhelyezhetők függesztő szerelvények. A pallók előregyártott vagy monolit vasbeton gerendázatra, téglafalra vagy acél tartószerkezetre egyaránt fektethetők amennyiben a vázszerkezet méretrendje a szükséges felfekvést lehetővé teszi és a tartószerkezet teherbítrása megfelelő. A pallóvégi felfekvés mértéke L/100, de legalább 100 mm. A pallók felfekvési felületének egyenesnek kell lennie, az egyenletes terhelés átadást 5 mm vastag NEOPRÉN csík alátéttel lehet biztosítani. 5 5. ábra Példa az üreges födémpallók csomóponti bekötésére 5. Összefoglalás A Közép-Európai építési piac jelenkori igényeinek megfelelő, alacsony öntömegű, nagy teherbírású, nagy fesztávok áthidalására képes, alacsony profilmagasságú, szabadon megválasztható hosszúságú, széleskörűen alkalmazható előregyártott födémek gyárthatók az ELEMATIC extruderes technológiájával. A hosszúpados, előfeszített, üreges födémpallók gyártástechnológiájának, termékjellemzőinek és alkalmazási kérdéseinek bemutatásával képet kaphatunk a vasbetontermék előregyártás ma legkorszerűbbnek számító technológiai színvonaláról.