Betoni

Betoni është material i përbërë nga çimento, ujë dhe agregat (zhavorr, rërë, shkëmb, skorje, stiropol granul, e tjera).

BETON m. Përzierje e çimentos me zhavorr e me ujë, që bëhet shumë e fortë kur thahet dhe që përdoret si lëndë ndërtimi.(¹)

Betoni është një material i përbërë kryesisht nga çimento Portland, ujë dhe agregat (zhavorr, rërë ose shkëmb). Kur këto materiale përzihen së bashku, ato formojnë një pastë të punueshme e cila pastaj ngurtësohet gradualisht me kalimin e kohës.

Betonin mund të e ndajmë në bazë të peshës vëllimore duke përfshirë :

• beton i lehtë 1900 kg/m³
• beton normal 1900 deri 2500 kg/m³ dhe
• beton i rëndë mbi 2500 kg/m³

Vëllimi betonit në peshë ose në masë?

Pesha është volumi i betonit i shumëzuar me dendësinë e tij.

Dendësia mesatare e betonit të vibruar është 2400 kg/m³.

P = V x d

P – pesha e betonit në kilogram

V – volumi i betonit në metër kub

d – dendësia e betonit në kilogram për metër kub

Densiteti i betonit matet në kg/m³ (betoni ka dendësi mesatare – 2400 kg/m³)

Pesha njësi e betonit mund të ndryshojë në bazë të përbërjes së tij, por një vlerë e përbashkët është rreth 2400 kg/m³ (kilogram për metër kub).

Betoni tipik është përzierja e agregatit të hollë të çimentos (së gurit Portland) me rërën si agregat i ashpër dhe me ujë. Nëse përdoret pa u siguruar me përforcim/çelik, atëherë njihet si beton çimentoje i thjeshtë dhe nëse përdoret me përforcim të ngulitur, atëherë njihet si beton çimentoje i përforcuar.

Çimento + Zhavorr (Rërë) + Ujë = BETON

Betoni është një material i përbërë i cili përbëhet nga një mbushës dhe një lidhës. Lidhësi (paste çimento) “ngjit” mbushësin së bashku për të formuar një konglomerat sintetik. Përbërësit që përdoren për lidhësin janë çimento dhe ujë, ndërsa mbushësi mund të jetë i hollë ose i ashpër. Roli i këtyre zgjedhësve do të diskutohet në këtë seksion.

Çimentoja, siç njihet zakonisht, është një përzierje e komponimeve të bëra nga djegia e gurit gëlqerorë dhe argjilës së bashku në temperatura shumë të larta që variojnë nga 1400 deri në 1600^oC.

Edhe pse ka çimento të tjera për qëllime të veçanta, ky modul do të fokusohet vetëm në çimenton Portland dhe vetit e tij. Prodhimi i çimentos portland fillon me guroren e gurit gëlqerorë, CaCO₃. Shtypësit e mëdhenj e thyejnë gurin gëlqerorë të shpërthyer në copa të vogla. Guri gëlqerorë i shtypur pastaj përzihet me argjilë (ose shale), rërë, dhe xeheror hekuri dhe tokë së bashku për të formuar një pluhur homogjen. Megjithatë, ky pluhur është mikroskopikisht heterogjen.

Uji është përbërësi kryesor, i cili kur përzihet me çimento, formon një pastë që lidh agregatin së bashku. Uji shkakton ngurtësimin e betonit nëpërmjet një procesi të quajtur hidratim. Hidratimi është një reaksion kimik në të cilin komponimet kryesore në çimentos formojnë lidhje kimike me molekulat e ujit dhe bëhen hidrate ose produkte hidratuese. Uji duhet të jetë i pastër në mënyrë që të parandalojë që të ndodhin reaksione anësore të cilat mund të dobësojnë betonin ose përndryshe të ndërhyjnë në procesin e hidratimit. Roli i ujit është i rëndësishëm sepse raporti i ujit me çimenton është faktori më kritik në prodhimin e betonit “perfekt”. Uji i tepërt zvogëlon forcën e betonit, ndërsa shumë pak ujë do ta bëjë betonin të papunueshëm. Betoni duhet të jetë i punueshëm në mënyrë që të konsolidohet dhe të formësohet në forma të ndryshme (p.sh. mure, kube etj.). Për shkak se betoni duhet të jetë i fortë dhe i punueshëm, një ekuilibër i kujdesshëm i raportit të çimentos me ujin është i nevojshëm kur bëhet beton.

Agregatët janë kimikisht inerte, trupa të ngurtë të mbajtur së bashku nga çimenton. Agregatët vijnë në forma, madhësi dhe materiale të ndryshme duke filluar nga grimcat e holla të rërës e deri te shkëmbinjtë e mëdhenj e të ashpër. Duke qenë se çimentoja është përbërësi më i shtrenjtë në prodhimin e betonit, është e dëshirueshme të minimizohet sasia e çimentos së përdorur. 70 deri në 80% e volumit të betonit është agregat duke mbajtur koston e betonit të ulët. Përzgjedhja e një agregate përcaktohet, pjesërisht, nga karakteristikat e dëshiruara të betonit. Për shembull, dendësia e betonit përcaktohet nga densiteti i agregacionit. Agregatët e butë dhe porozë mund të rezultojnë në beton të dobët me rezistencë të ulët të veshjes, ndërsa përdorimi i agregatëve të fortë mund të bëjë beton të fortë me një rezistencë të lartë ndaj abrazionit. (²)

Agregatët duhet të jenë të pastër, të fortë dhe të fortë. Agregati zakonisht lahet për të hequr çdo pluhur, limon, argjilë, lëndë organike ose papastërti të tjera që do të ndërhynin në reagimin e lidhjes me pastën e çimentos. Më pas ndahet në madhësi të ndryshme duke e kaluar materialin përmes një sërë ekranesh me hapje të ndryshme madhësie.

FORMËSIMI

Betoni formohet me përzierjen e çimentos me zhavorr dhe me ujë. Betoni është material ndërtimor i përbërë, përftuar nga përzierja agregate (zakonisht zhavorr dhe rërë) dhe çimentos. Supozimi se betoni thahet pasi të krijohet nuk është i saktë. Në fakt betoni nuk ngurtësohet për shkak se uji avullohet prej betoni por për shkak se çimentoja hidraton duke formuar ngjitës që mban agregatët së bashku, dhe kjo krijon një lloj guri artificialë. Betoni përdoret për ndërtimin e ndërtesave, rrugëve, themeleve, fondacionet, mbikalimeve apo përdoret si një suva për të bërë muret me tulla.

Fortësia e shtypjes (kompresionit) të betonit është një nga vetitë themelore të betonit, pra, klasifikimit të betonit. E njëjta gjë është vlera e fortësisë së shtypjes së betonit të ngarkesës njëaksiale (uniaxial) centrike (ngarkesës njëaksiale qendrore) testuar pas 28 ditësh, e shprehur në N/mm² në mostrat kubike apo cilindër, zakonisht kubi 15x15x15 cm.

Ngurtësimi i çimentos në beton është rezultat i një vargu procesesh koloidale-kimike dhe kristalizuese, të cilat mund të ndahen në tri etapa:

1) në etapën e tretjes,

2) në etapën e lidhjes dhe

3) në etapën e ngurtësimit.

1. Etapa e tretjes fillon menjëherë pas përzierjes së çimentos me ujin. Me këtë rast fillojnë proceset e tretjes së disa komponimeve të çimentos në ujë, p.sh. të gëlqeres së lirë etj. Njëkohësisht fillojnë edhe reaksionet kimike në sipërfaqen e grimcave të çimentos nën ndikimin e ujit që në mënyrë të thjeshtë mund të paraqiten me këto ekuacione:

a)      Reaksioni i mineralit alit me ujë:

3CaO•SiO₂ + (n + 1) H₂O = 2CaO•SiO₂ • nH₂O + Ca(OH)₂

b)      Reaksioni i minerali belit me ujë:

2CaO•SiO₂ + nH₂O = 2CaO•SiO₂ • nH₂O

Supozohet po ashtu se procesi i hidrolizës së alitit është më i shpejtë se hidroliza e belitit dhe me këtë shpjegohet roli i rëndësishëm i alitit në procesin e ngurtësimit të çimentos. Duhet të theksohet se në procesin e hidratimit dhe të ngurtësimit marrin pjesë edhe komponentet e tjera të çimentos. Komponimet e hidrolizuara të çimentos përftohen në formën e tretësirave koloidale.

Gëlqerja e shuar formon në fillim tretësirë molekulare e cila pasi që ngopet, fillon të ndajë hidroksidin e kalciumit në gjendje koloidale.

Vetitë plastike të brumit të çimentos u takojnë faktikisht tretësirave koloidale që formohën si rezultat i hidratimit të komponentave të veçantë të çimentos. Gjendja plastike e brumit të çimentos zakonisht nuk zgjat shumë, prandaj nevojitet që derdhja e tij në forma të caktuara të bëhet pas një kohe të shkurt.

Paralelisht me procesin e formimit të tretësirave koloidale fillon edhe procesi i kristalizimit.

2) Etapa e lidhjes është etapa e dytë e procesit të formimit të betonit. Silikati dykalcik i hidratuar (2CaO.SiO₂. nH₂O), ruan gjithnjë strukturën e tij koloidale për shkak të tretshmërisë së papërfillshme në ujë. Në anën tjetër, aluminati i hidratuar i kalciumit (3CaO. Al₂O₃ .aq) dhe sidomos hidroksidi i kalciumit karakterizohen me tretshmëri të dalluar në ujë, kështu që në kushtet e tretësirave të ngopura grimcat e tyre fillojnë të rriten – përftohen kristale në formë të gjilpërës, të cilat shpërndahen në masën plastike të brumit të çimentos duke shkaktuar humbjen e plasticitetit dhe duke ndihmuar procesin e lidhjes.

3) Etapa e tretë e procesit të ngurtësimit, ngurtësimi përfundimtar, është në të vërtetë vazhdim i mëtejmë i procesit të kristalizimit deri në një kufi të caktuar. Ngurtësimi përfundimtar është kryesisht procesi i transformimit të soleve koloidale në gele koloidale dhe i dehidrimit të tyre. Duhet theksuar se gjatë ngurtësimit ndodhin edhe reaksione në mes substancës së ngurtë dhe asaj të lëngët.

Në etapën e parë të procesit sipërfaqja e grimcave të çimentos është e lirë për ujin dhe vendos kontakt me intim me të. Në etapën e dytë dhe sidomos në etapën e tretë të procesit, kontaktin më intim në mes të grimcave të çimentos dhe të ujit e pengon cipa koloidale e hidrosoleve rreth grimcave. Hidroliza dhe hidratimi i mëtejmë i grimcave të çimentos në këtë rast bëhet në saje të ujit nga cipa koloidale. Grimcat koloidale prej të cilave është larguar uji, afrohen njëra me tjetrën dhe kështu në mes tyre paraqiten forcat tërheqëse dhe ngjitëse. Procesi në fjalë vazhdon me muaj e me vite të tëra dhe sigurisht hidroiza e plotë e grimcave të çimentos nuk përfundon asnjëherë.

Çimento portland luan rol të rëndësishëm në zhvillimin e teknikës moderne të ndërtimit.

Llojet e betonit

• Betoni i pompuar, betoni i derdhur, përdoret kur keni nevojë për transportin e betonit me tuba (beton i pompuar) për të transferuar betonin e përfunduar për distancë më të madhe ose në më shumë lagësi.
• Betoni me shtypje, shtyhet me një hundë të veçantë në presion të lartë në nën sipërfaqe.
• Betoni i ngadalësuar, pasi betoni ka dendësinë vëllimore rreth 2400 kg/m³ këtij lloji të betonit i shtohet stiropol granul (kokërr), i cili zvogëlon dendësinë vëllimore në 800-1600 kg/m³.
• Betoni rezistentë në ngrirje të betonit me cilësitë e tilla të tij , që pas 200 cikle të ngrirjes rënia e forcës nuk është më e madhe se 25%. Rezistencë klasat XF1 për XF4.
• Betoni jo ujëlëshues ka veti që nën presion të caktuar nuk lejon depërtimin e ujit.
• Betoni ngadalësues lidhës, me shtimin e  ngadalësuesve ky lloj i betonit ka aftësinë për të zgjatur kohën e krijimit të lidhjes ( i përshtatshëm kur transportohet në distanca të gjata).
• Betoni për kulme të pjerrëta me veti të veçanta që pengojnë rrëshqitje e betonit poshtë pllakës së pjerrtë të çatisë.
• Betoni i armuar me shtim të armaturës si përforcim të betonit të armuar ( amatur hekuri, çeliku i përforcuar , rrjetë teli ) përmirëson vetitë mekanike të këtyre llojeve të betonit.
• e tjera.

Britanica:

Betoni, në ndërtim, është materiali strukturor i përbërë nga një substancë grimcash të forta, kimikisht inerte, e njohur si agregat (zakonisht rërë dhe zhavorr), që është e lidhur së bashku me çimenton dhe ujin.

Ndër asirianët dhe babilonasit e lashtë, substanca lidhëse që përdorej më shpesh ishte argjila. Egjiptianët zhvilluan një substancë që i ngjante më shumë betonit modern duke përdorur gëlqere dhe gypa si lidhës. Lime (oksid kalciumi), që rrjedh nga guri gëlqerorë, shkuma, ose (ku është e disponueshme) guaska e hurit, vazhdoi të jetë agjenti kryesor pozzolanik, ose formues i çimentos, deri në fillim të viteve 1800. Në vitin 1824, një shpikës anglez, Joseph Aspdin, dogji dhe hodhi në tokë së bashku një përzierje gëlqerorësh dhe argjile. Kjo përzierje, e quajtur çimento Portland, ka mbetur agjenti dominues i çimentos i përdorur në prodhimin e betonit.

Në përgjithësi agregatët janë përcaktuar si të mirë (që variojnë në madhësi nga 0,025 deri në 6,5 mm [0,001 deri 0,25 inç]) ose të ashpër (nga 6,5 deri në 38 mm [0,25 deri 1,5 inç] ose më të mëdha). Të gjitha materialet agregate duhet të jenë të pastra dhe të lira nga ngjitja me grimca të buta ose lëndë perimesh, sepse edhe sasi të vogla të përbërjeve organike të tokës rezultojnë në reaksione kimike që ndikojnë seriozisht në forcën e betonit.

Betoni karakterizohet nga lloji i agregacionit ose çimentos së përdorur, nga cilësitë specifike që manifeston, ose nga metodat e përdorura për ta prodhuar atë. Në betonin e zakonshëm strukturor, karakteri i betonit përcaktohet kryesisht nga një raport ujë-çimento. Sa më e ulët të jetë përmbajtja e ujit, gjithçka tjetër të jetë e barabartë, aq më i fortë është betoni. Përzierja duhet të ketë vetëm ujë të mjaftueshëm për t’u siguruar që çdo grimcë e përgjithshme të jetë plotësisht e rrethuar nga pasta e çimentos, që hapësirat midis agregacionit të mbushen dhe që betoni të jetë mjaft i lëngshëm për t’u derdhur dhe përhapur në mënyrë efektive. Një faktor tjetër i qëndrueshmërisë është sasia e çimentos në raport me agrégat (e shprehur si një raport me tre pjesë—çimento në agrégat fine në agrégat të ashpër). Atje ku nevojitet veçanërisht betoni i fortë, do të ketë relativisht më pak agregat. Forca e betonit matet në paund për inç katror ose kilogram për centimetër katror të forcës së nevojshme për të shtypur një mostër të një moshe ose ngurtësie të caktuar. Forca e betonit ndikohet nga faktorët mjedisorë, veçanërisht temperatura dhe lagështia. Nëse lejohet të thahet para kohe, mund të përjetojë strese të pabarabarta tensile që në një gjendje të ngurtësuar në mënyrë të papërsosur nuk mund t’i rezistojë. Në procesin e njohur si kurimi, betoni mbahet i lagësht për disa kohë pas derdhjes për të ngadalësuar tkurrjen që ndodh ndërsa ngurtësohet. Temperaturat e ulëta gjithashtu ndikojnë negativisht në forcën e saj. Për të kompensuar këtë, një additiv si kloruri i kalciumit përzihet me çimenton. Kjo përshpejton procesin e vendosjes, i cili nga ana e tij gjeneron nxehtësi të mjaftueshme për të kundërshtuar temperaturat mesatarisht të ulëta. Format e mëdha të betonit që nuk mund të mbulohen siç duhet nuk derdhen në temperatura ngrirëse. (³).

Kur agregati përzihet me çimento Portland të thatë dhe ujë, përzierja formon një pluhur të lëngshëm që derdhet lehtësisht dhe formohet. Çimentoja reagon me ujin përmes një procesi të quajtur hidratim i betonit që ngurtësohet gjatë disa orësh për të formuar një matricë të fortë që lidh materialet së bashku në një material të qëndrueshëm si guri që ka shumë përdorime. Kjo kohë lejon që betoni jo vetëm të derdhet në forma, por edhe të ketë një sërë procesesh të paraformuara. Procesi i hidratimit është ekzotermik, që do të thotë se temperatura e ambientit luan një rol të rëndësishëm në sa kohë i duhet betonit për t’u ngurtësuar. Shpesh, aditivët (të tillë si pozolanët ose superplastifikuesit) përfshihen në përzierje për të përmirësuar vetitë fizike të përzierjes së lagësht, për të vonuar ose përshpejtuar kohën e pjekjes ose për të ndryshuar materialin e përfunduar. Pjesa më e madhe e betonit derdhet me materiale përforcuese (të tilla si armatura) të ngulitura për të siguruar rezistencë në tërheqje, duke prodhuar beton të përforcuar. (⁴).

MJEDISI

Betoni është substanca e dytë më e përdorur në botë pas ujit, dhe është materiali ndërtimor më i përdorur. Përdorimi i tij në mbarë botën, ton për ton, është dyfishi i përdorimit të çelikut, drurit, plastikës dhe aluminit të kombinuara. Në nivel global, industria e betonit të gatshëm është segmenti më i madh i tregut të betonit në botë.

Shqetësime të tjera mjedisore përfshijnë minierat e përhapura të paligjshme të rërës, ndikimet në mjedisin përreth, të tilla si rritja e rrjedhjes së sipërfaqes ose efekti i ishullit të nxehtësisë urbane dhe implikimet e mundshme të shëndetit publik nga përbërësit toksikë. Kërkime dhe zhvillime të rëndësishme po bëhen në përpjekje për të reduktuar emetimet ose për ta bërë betonin një burim të sekuestrimit të karbonit dhe për të rritur përmbajtjen e lëndëve të para të ricikluara dhe dytësore në përzierje për të arritur një ekonomi rrethore. Betoni pritet të jetë një material kyç për strukturat elastike ndaj katastrofave klimatike, si dhe një zgjidhje për të zbutur ndotjen e industrive të tjera, duke kapur mbetje të tilla si hiri fluturues i qymyrit ose mbetjet e boksitit.

Betoni përdoret varësisht prej prodhimit të çimentos.

Prodhimi botëror i çimentos për vite shkon në rritje, prandaj edhe prodhimi i betonit shkon në rritje.

Vendet prodhuese botërore të çimentos

PRODHUESIT KRYESORË TË ÇIMENTOS NË PRODHIMIN E VENDIT BOTËROR NË NJËMIJË TON METRIKË Kina 1800000 India 220000 Shtetet e Bashkuara 63500 Turqia 60000 Brazili 59000 Japonia 56000 Irani 55000 Vietnam 50000…(⁵)

Shiqo: Tabela në ; http://www.mapsofworld.com/minerals/world-cement-production.html

(Wikipedia):

Në të kaluarën, lidhëset e çimentos me bazë gëlqereje, si p.sh. putty gëlqereje, përdoreshin shpesh, por ndonjëherë me çimento të tjera hidraulike, (rezistente ndaj ujit) si një çimento alumini kalciumi ose me çimento Portland për të formuar betonin e çimentos Portland (i quajtur për ngjashmërinë vizuale me gurin Portland). Shumë lloje të tjera jo-çimentoje të betonit ekzistojnë me metoda të tjera të agregacionit lidhës së bashku, duke përfshirë betonin e asfaltit me një lidhës bitumi, i cili përdoret shpesh për sipërfaqet rrugore, dhe betonet e polimerit që përdorin polimerët si lidhës. Betoni është i dallueshëm nga mortaja. Ndërsa betoni është vetë një material ndërtimi, mortaja është një agjent lidhës që zakonisht mban tulla, tjegulla dhe njësi të tjera masonerie së bashku. Grout është një tjetër material i lidhur me betonin dhe çimenton. Ai nuk përmban agregat të ashpër dhe zakonisht është ose i derdhshëm ose hiksotropik, dhe përdoret për të mbushur boshllëqet midis komponentëve të masonerisë ose agregat të ashpër që tashmë është vënë në vend. Disa metoda të prodhimit dhe riparimit të betonit përfshijnë pompimin e hurmës në boshllëqet për të përbërë një masë solide në vend. (⁶).

Në Kosovë

Edhe në vendin tonë prodhimit të çimentos i është kushtuar dhe vazhdimisht i kushtohet vëmendje e posaçme. Në Kosovë prodhohet çimento në qytezën e Elez Hanit, (sharrcem) (⁷).

Pyetjet të shpeshta:

Nga çfarë është bërë betoni?

Betoni përbëhet nga një substancë e ngurtë dhe kimikisht inerte e grimcave, e quajtur agregat (zakonisht rërë dhe zhavorr), e lidhur së bashku me çimento dhe ujë.

Kush e shpiku agjentin e çimentos që përdoret më shpesh në prodhimin modern të betonit?

Në vitin 1824, një shpikës anglez, Joseph Aspdin, dogji dhe hodhi në tokë së bashku një përbërje gëlqerore dhe argjile. Kjo përzierje, e quajtur çimento Portland, ka mbetur agjenti dominues i çimentos i përdorur në prodhimin e betonit.

Cilët faktorë ndikojnë në forcën e betonit?

Forca e betonit ndikohet nga faktorët mjedisorë, veçanërisht temperatura dhe lagështia. Nëse thahet para kohe, mund të mos jetë në gjendje t’u rezistojë streseve të pabarabarta tensile. Temperaturat e ulëta mund të kenë gjithashtu një efekt të dëmshëm.

e tjera.

–

Referenca

1. FJALORI I GJUHËS SHQIPE (shkenca.org) ↩︎
2. Concrete: Scientific Principles (illinois.edu) ↩︎
3. Concrete | Definition, Composition, Uses, Types, & Facts | Britannica ↩︎
4. Betoni – Wikipedia ↩︎
5. World Cement Producing Countries Map (mapsofworld.com) ↩︎
6. Concrete – Wikipedia ↩︎
7. Sharrcem – Official Website ↩︎