Betonin lujuus

Tulossa 150-250 MPa:n erikoislujat kuitubetonit

betonin-lujuus_tikkurilansiBetonille on ominaista suuri puristuslujuus, yleensä 30 – 80 MPa.

Betonin lujuus valitaan käyttötarkoituksen mukaan ja sitä säädetään betonin koostumuksella ja erityisesti vesisementtisuhteella. Betonin puristuslujuutta on pystytty kasvattamaan materiaaliteknologian kehittymisen myötä. Betonin vetolujuus on suhteellisen pieni, noin 10 % puristuslujuudesta.

Rakenteet suunnitellaan niin, että betoni ottaa puristusjännitykset ja raudoitus vetojännitykset. Jännitetyissä rakenteissa jänneraudoituksella muodostetaan puristusjännitys sinne, mihin omapaino ja ulkoiset kuormat aiheuttavat vetojännitystä. Tällöin jännitykset kumoavat osin toisensa, ja rakenteesta saadaan hoikempi. Raudoituksella varmistetaan myös rakenteen sitkeys. Taipumat tai halkeamat varoittavat, jos rakenne kuormat kasvavat liian suuriksi.

Korkealujuusbetonilla (60 – 100 MPa) voidaan vähentää materiaalien käyttöä. Esimerkiksi pilarin lujuuden kaksinkertaistaminen voi pienentää sen kustannusta noin 25 %. Myös ympäristövaikutusten kannalta korkealujuusbetonin käyttö on edullista.

Erikoislujien betonien (lujuus 150 – 250 MPa) käyttö lisääntyy koko ajan lähinnä erikoisrakenteissa. Usein näissä rakenteissa käytetään myös teräs-, lasi-, hiili- tai muovikuituja rakenteen vetolujuuden parantamiseksi.

Betonirakenteissa oma paino muodostaa yleensä merkittävän osan rakenteelle tulevasta kokonaiskuormasta. Koska oman painon varmuuskertoimeen sisältyy reserviä, betonirakenne kestää monesti ylikuormaa melko reilusti. Kevyillä rakenteilla ei tätä oman painon varmuusreserviä ole juurikaan. Siksi betonirakenteilla on hyvä vaurionsietokyky ylikuormituksille. 2000–luvun muutamien erittäin lumisten talvien aikaan sortuneista useasta sadasta rakennuksesta yksikään ei ole ollut betonirakenteinen.

Betonirakenne vaimentaa törmäysten ja räjähdysten aiheuttamia iskuja. Betonirunkoisissa asuintaloissa on sattunut räjähdyksiä, jotka eivät ole aiheuttaneet rakennuksen sortumista. Kaikki maanpäälliset väestönsuojat rakennetaan betonista.

Betonin massiivisuuden ja jäykkyyden etuna on myös vähäinen herkkyys värähtelyyn. Värähtelyt koetaan epämiellyttävinä. Betonia käytetään myös koneperustuksissa tärinän vaimentamiseen.