Ne már! Most ennek mi értelme? Mi haszna van a kőzetekkel foglalkozni?

El sem tudjuk képzelni, milyen sokrétűen használunk fel különböző kőzeteket egy építkezés során. Bár sokszor nem gondolunk bele, még manapság sem képzelhető el egy építkezés kőzetek nélkül! A klasszikusan, eredeti állapotában felhasznált kőzetek mellett (pl. gránit burkolólap, terméskő, zúzottkő, stb.) olyan mesterséges anyagokat is nagy mennyiségben felhasználunk, melyeket kőzetek feldolgozásával állítunk elő.

Erre egy klasszikus példa a beton is.

1. ábra: Betonfal építése zsalutégla segítségével
Forrás: beton ako ho nepozname | Urob si sám (zoznam.sk)
(utolsó letöltés: 2021. 01. 23.)

A sóder minőségi követelményei

Talán meglepő lehet, hogy magukra a betonalapanyagokra különösen nagy minőségi követelményeket kell támasztanunk ahhoz, hogy megfelelő minőségű betont kapjunk. Fontos a sóder (homok + kavics) összetétel aránya, de maguknak az összetevőknek a szilárdsága és lekerekítettsége is. Emellett az iszap frakció nem haladhatja meg a 3%-ot, és minimalizálni kell a humuszos, szerves, kéntartalmú és a likacsos mészköves összetevőket, mert ezek vagy oxidálódhatnak, vagy vízzel érintkezve csökkenthetik a beton szilárdságát, ami akár a beton pusztulásához is vezethet.

A beton ideális alapanyagául szolgáló összetevők a folyami kavicsok. Magyarország ugyan elmondhatja magáról, hogy sok folyami kavicslelőhelye van, de a világ többi részén ez közel sem általános, ezért a betonhoz jelentős mennyiségű kőzetzúzalékot (pl. diabázok) is szoktak keverni pótlóanyagként.

Csökkenti a bányászott folyami kavics mennyiségét az is, hogy a kavics, és a folyami üledékben vele együtt megtalálható kisebb szemcsék elegye igencsak fontos a tiszta ivóvíz kialakulásában, mert jól szűrik ki az vízből a szennyeződéseket, így hozzájárul a tiszta ivóvízszolgáltatáshoz is. Ennek okán, bármilyen gazdaságosnak is tűnik elsőre több helyen kavicsbányát nyitni, ez környezetszennyezéssel járhat. Ezért ilyen kérdésekben fontos kikérni hidrogeológus véleményét.

2. ábra: Bányasóder, a beton egyik alapanyaga
Forrás: Sóder 0/4 - kétszer rostált | Már-Team Tüzép (marteamtuzep.hu)
(utolsó letöltés: 2021. 01. 23.)

Miből készül a cement?

Amennyiben a leendő betont alkotó kőzetszemcsék tekintetében megfelelő összetételt sikerült előkészítenünk, a klasszikus betont cement hozzáadásával kapjuk. Nagyon különböző előállítású cementek léteznek annak függvényében, hogy mire kívánjuk felhasználni a betont. Jelen írásomban ezekre a típusokra nem térek ki. A különböző típusokról azonban összességében megállapítható, hogy valamilyen mennyiségben mindegyik felhasznál mészkövet. A profitmaximalizálás érdekében szinte előfeltételnek tekinthető, hogy a mészkőbánya a cementgyár közelében legyen, illetve, hogy a mészkő zúzása a fejtést követően megtörténjen. Sok esetben a cement gyártása mellett a kész beton előállítása is megtörténik a cementgyárban.

3. ábra: A betongyártásra előkészített szürke cement
Forrás: CEMENT - CRH Magyarország Kft. (crhhungary.com) (utolsó letöltés: 2021. 01. 08.)

A konglomerátum (vö. a betonnal)

A beton leginkább a konglomerátum (ez egy kőzet) anyagszerkezetéhez hasonlatos, hiszen a konglomerátum esetében is makroszkopikus kavicsok és kisebb méretű szemcsék cementált elegyéről beszélhetünk. A konglomerátum kőzetre jellemző, hogy kemény, jó időállóságú, az eróziós elemekre többségében kevéssé érzékeny, bár kissé mállékony lehet kalcium-karbonátos cementáció esetén víz/csapadék hatására.  (beton esetében van, hogy szintén mállékony lehet annak valamely összetevője). Hátránya viszont, hogy megmunkálhatósága leggyakrabban korlátozott, viszont mindent egybevetve többségében alkalmas a következő célokra: kváderkő, támfal, lábazati kő, járólap.

4. ábra: Természetes konglomerátum, mint építőanyag
Forrás: Konglomerátum kőzet – Az ingatlanokról és az építésről (taxam.ru) (utolsó letöltés: 2021. 01. 08.)

A vasbeton

A beton a természetben előforduló konglomerátumhoz hasonló tulajdonságokkal bír, azonban pont a konglomerátum legnagyobb hátrányát küszöböli ki: a beton még meg nem kötött állapotában szabadon formázható és formába önthető (pl. zsalutégla gyártás). Hátránya viszont, hogy bár nyomószilárdsága nagy, hajlítószilárdsága kicsi. Ennek növelése céljából használunk vasat a betonhoz. Azért vasat alkalmazunk a gyártás során, mert a vas az az anyag, melynek a leghasonlatosabb a hőtágulása a betonéhoz, és elérhető áron hozzáférhető. Csak másodlagos jelentőségű, hogy a vas kis mértékben reagál a betonnal, és ezzel is növeli a vasbeton szilárdságát.

5. ábra: A vasbeton előállítása építkezésen
Forrás: újHÁZ Centrum - Vasbeton, vagy csak beton? (ujhazcentrum.hu) (utolsó letöltés: 2021. 01. 08.)

Miért olyan népszerű a beton?

A beton olcsósága és viszonylag nagy szilárdsága oly mértékben népszerűvé tette, és növelte meg a felhasználási körét, hogy manapság a legnagyobb mennyiségben felhasznált építőanyag. Alig van olyan építkezés, ahol ne használnánk betont. Mindez oly mértékben fellendítette a kitermeléséhez szükséges nyersanyagok bányászását is, hogy hazánkban több külszíni bánya és gyár épült a hatalmas igény kiszolgálása érdekében.

Magyarország legjelentősebb kavicsbányái Hegyeshalom, Gyékényes, a Csepel-sziget, Délegyháza, Bugyi, Ócsa, Kiskunlacháza, Nyékládháza és Ártánd térségeiben találhatók meg. Ezek java része a Duna kainozoikumi folyami kavics-, és homoküledékét fejti. A jó minőségű folyami kavics tekintetében Magyarország geológiai szempontból szerencsés helyzetben van, mert a terület jelentős részére jellemző volt az utolsó földtörténeti érában az üledékfelhalmozódás, így a folyami üledék lerakódása is.

6. ábra: Kavicsbánya Hejőpapi térségében
Forrás: Argon-Ker Kft. Kavicsbánya Borsodban,Kavics értékesítés,Homok,Sóder eladás. (utolsó letöltés: 2021. 01. 08.)

Cementgyárak és ehhez kapcsolódó mészkőfejtők is számos helyen megtalálhatók országunkban, bár jóval több helyen fejtenek mészkövet, mint ahol cementté dolgozzák fel azt (a mészkövet építőanyagként is szokás felhasználni, erről még egy másik bejegyzésemben részletesebben értekezem). Magyarországon jelenleg Vácon, Beremenden, Lábatlanon, Hejőcsabán és Királyegyházán találunk működő cementgyárakat. A királyegyházai cementgyárat csak 2011-ben helyezték üzembe, ezért közel se mondható el az, hogy ennek az iparágnak leáldozóban lenne. Épp ellenkezőleg: a világ éves cementtermelése kb. 4,2 milliárd (!) tonnára tehető.

7. ábra: Cementbánya Hejőcsabán (Miskolc)
Forrás: Cementgyár - öntsünk tiszta vizet a pohárba! - Mit Miskolc adhatott (blog.hu) (utolsó letöltés: 2021. 01. 08.)

Irodalom:

[1] A Föld és fejlődéstörténete (Die Entwicklungsgeschichte Der Erde); 685-694. o.; Gondolat, a TIT kiadója, 1975.

[2] Török Ákos: Geológia mérnököknek; 4.4.1. és 4.4.2. fejezetek, 118-153. o.; Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.

[3] Beton – Wikipédia (wikipedia.org)

[4] Cement – Wikipédia (wikipedia.org)

[5] Királyegyháza – Wikipédia (wikipedia.org) (A cementgyár)