Beton pevný jako skála

28.8.2007 | Jiří Kropylák | Stavební technologie | Komentářů 0 |

Beton nabízí široké možnosti využití, přdevším mimořádnou pružnost, s jakou lze u vícevrstvých konstrukcí docílit příznivých sta vebně fyzikálních požadavků jako jsou například tep elný o dp or, akus tická pohoda, tepelná akumulace a mnohé další.

Beton pevný  jako skála - foto, Hyperbydleni.cz

Díky různým variantám složení betonových směsí se otevírá možnost používání ve všech základních stavebních odvětvích. Klíčové prvky betonové směsi tvoří tři základní složky: kamenivo, cement a voda. Jejich konkrétní poměr a vlastnosti jednotlivých složek zásadně ovlivňují výsledný charakter betonové směsi. Namíchat opravdu kvalitní požadovanou směs není tak docela jednoduchou záležitostí a v některých firmách je řízení složení směsi přenecháno počítači. Pojďme se tedy podívat betonovým směsím na zoubek.

Pochází z Egypta

Beton je materiál vznikající ztvrdnutím směsi několika složek, konkrétně cementu hrající roli pojiva, dále kameniva ( to může být písek, štěrk, potažmo kamenná drť) zastávající funkci plniva a v neposlední řadě vody. Jedná se o velmi odolné, pevné, trvanlivé a spolehlivé stavivo. Jeho vznik a historie sahá až do roku 3600 před naší letopočtem do starého Egypta, kde byl používán pro stavbu sloupů. Tehdy byl ještě nazýván umělým kamenem. Pozdější název beton vznikl z francouzského: „béton“ (neboli hrubá malta). Vlastnosti betonu jsou ovlivňovány poměrem jednotlivých složek. Proto zvláštních vlastností betonové směsi se dosahuje přidáváním příměsí a přísad. Jeho velkou předností je dobrá zpracovatelnost a tvarovatelnost podle tvaru použitého bednění a v neposlední řadě hlavně pevnost a houževnatost po dosažení konečného vytvrdnutí. Existují různé druhy betonů, které se liší objemovou hmotností, pevnosti, dobou tvrdnutí, výrobou, vyztužením a uložením. Rozeznáváme tak lehký beton, prostý beton, beton s nízkým obsahem cementu, čerpaný beton, beton zpracovávaný na místě, vodostavebný beton a železobeton.

Betonová chemie

Vlastnosti betonové směsi nebo výsledné vlastnosti betonu ovlivňujeme přísadami, které přidáváme ke složkám betonu při míšení. Přísady jsou většinou tekuté, některé jsou sypké. Na stavbu se dodávají v sudech nebo v cisternách. Většinou se musí chránit proti mrazu. Sypké přísady se dopravují a skladují obdobně jako cement. Nejvíce užívaným druhem jsou takzvané plastifikátory zlepšují zpracovatelnost betonové směsi při normálním dávkování vody. Vytvářejí řidší konzistenci betonové směsi. Jejich zásluhou lze snížit dávkování vody a zároveň zachovat konzistenci požadované betonové směsi. Zčásti působí jako provzdušňovací přísada. Pro tekuté a vysokopevnostní betony a pro betony s požadovaným vysokým růstem pevnosti jsou zvláště v zimní období nutné superplastifikátory.

Urychlovače a zpomalovače

Je nutné také použít provzdušňující přísady. Ty dosahují rovnoměrného rozložení pórů v betou a zlepšují jeho odolnost proti mrazu a rozmrazovacím solím. póry nahrazují jemné částice kameniva a to má za následek lepší zpracovatelnost. Další důležitou skupinou přísad jsou urychlovače tvrdnutí a tuhnutí. Jsou to obvykle tekuté látky na bázi chloridů (nejčastější je chlorid vápenatý), je nutné dodržovat dávkování, protože chloridy způsobují korozi oceli a betonu. Zvyšují počáteční pevnost a zkracují odbedňovací lhůty, což je dobré pro betonáž v zimě. Naopak při betonážích za velkých teplot se neobejdeme bez zpomalovačů tvrdnutí a tuhnutí. Ty zároveň působí jako plastifikátory a zvyšují pevnost betonu. V neposlední řadě jsou také důležité stabilizátory, které zabraňují rozmíšení betonové směsi a snižují odpad a prašnost u stříkaných betonů. Využívají se také pro lehké, čerpané podhledové betony a při dopravě betonové směsi na větší vzdálenost.

Návrh betonové směsi

Odborně vypracovaný návrh směsi má několik kroků. První zahrnuje stanovení vstupních parametrů z projektové dokumentace. Dále se navrhují konkrétní složky směsi: U kameniva se podle výpočtů stanoví maximální možná hrubost zrna a zároveň se bere ohled na to, aby kamenivo pocházelo z nejbližší možné lokality těžení. Vybíráme z písku, štěrku nebo z recyklovaného kameniva. Běžné betony jsou vyráběny nejméně ze dvou frakcí kameniva – z široké frakce hrubého a drobného kameniva. Třífrakční kameniva se používají do betonů vyšších pevností. Před použitím cementu musíme zkontrolovat údaje o konci záruční doby, protože po jejím uplynutí cement ztrácí své základní vlastnosti -vaznost a objemovou stálost. Kromě přídavku vody lze přimíchat i další látky. Zejména v posledních letech se vyvíjejí nové technologie zaměřené na přidávaní i dalších příměsí nebo prvků, které způsobí nové speciální vlastnosti betonu. Další krok představuje konkrétní navrhnutí směsi, tedy již přesné množství cementu v závislosti na pevnosti betonu a zpracovatelnosti betonové směsi, přesné množství vody a kameninové složky. Pokud celková konzistence nevyhovuje našim požadavkům, upravíme ji přidáním vody nebo cementu. Profesionální firmy jako závěrečný krok provádějí zkoušky a testy výsledného produktu – zda splňuje požadovanou kvalitu a má odpovídající vlastnosti: pevnost v tlaku, vodotěsnost, zkouší se konzistence čerstvé betonové směsi a obsah vzduchu v ní.

Beton pevný  jako skála - foto, Hyperbydleni.cz

Pusťme vzduch

Provzdušňující přísady jsou používány u betonů od nichž je očekávána vysoká odolnost proti mrazu a proti přímému působení chemických rozmrazovacích látek. Provzdušňující přísady vytváří v betonu uzavřené vzduchové bubliny o velikosti do 0,3 mm. Vzduchové bubliny přerušují kapiláry v zatvrdlém betonu a vytvářejí prostor pro nabývání mrznoucí vody v kapilárách. Vzduchové bubliny způsobují u čerstvého betonu lepší zpracovatelnost a provzdušňující přísady má také plastifikační účinky. Vzhledem k plastifikačním účinkům je možné snížit obsah jemných částic, například písku v betonu a nebo použít provzdušňující přísadu u betonů s nízkým obsahem jemných částic v písku. Při návrhu složení provzdušněné betonové směsi je třeba mít na zřeteli, že provzdušnění snižuje pevnost betonu (1 % obsahu vzduchu způsobí pokles pevnosti o cca 4 procenta). Provzdušnění betonu má také vliv na jeho tvrdnutí. Vzduchové póry zpomalují tvrdnutí betonu. Obsah vzduchu je dán především intenzitou míchání betonové směsi, ale závisí na řadě dalších faktorů. Například při vyšších teplotách se obsah vzduchových bublin v betonu snižuje.

Lepší bez železa

Beton obecně má pevnost v tahu rovnou jedné šestině až jedné desetině pevnosti v tlaku. Z tohoto důvodu se pro nosné konstrukce beton vyztužuje ocelovou výztuží, která přenáší tahová napětí v betonu. Nosné betonové konstrukce by měly být vždy navrženy statikem a měly by být zhotovovány pod dozorem odpovědného pracovníka, protože při jejich poškození může být ohroženo zdraví a nebo životy lidí. Tyto konstrukce by drobný stavebník neměl vůbec sám provádět, pokud si váží svého zdraví a zdraví svých blízkých. Nenosné konstrukce většinou není nutné vyztužovat ocelovou výztuží, ale mnohdy je vyztužení doporučováno. Panuje všeobecný názor, že ocelová výztuž zvyšuje odolnost betonové konstrukce. Toto někdy platí, ale někdy může použití ocelové výztuže naopak betonové konstrukci ublížit.

Obalená ocel

Při používání ocelové výztuže je třeba dodržet tloušťku krycí vrstvy betonu kolem ocelové výztuže, a to ze všech stran. Například ocelová síť uložená na spodní plochu betonu a zalitá betonem je téměř nefunkční a časem způsobí závady na betonové konstrukce. Taktéž výztuž, která je uložena blízko horního povrchu betonu, způsobí časem závady na betonové konstrukci. Tenké dráty ocelové výztuže (do průměru 10 mm) postačí chránit vrstvou 10 mm betonu u konstrukcí uvnitř objektu, které budou trvale suché. U konstrukcí, které budou vlhké a nebo budou vystaveny povětrnosti je třeba chránit ocelovou výztuž vrstvou betonu silnou alespoň 30 mm. Tuto krycí vrstvu nelze u subtilních betonových výrobků a nebo tenkých desek vesměs dodržet. I při nižších krycích vrstvách lze dosáhnout velké životnosti betonu, ale pouze v případě, že se jedná o beton vysokých pevnostních tříd s vysokou odolností proti povětrnosti. Takovýto beton nelze v domácích podmínkách vůbec vyrobit. Výroba takovéhoto betonu je kromě speciálního složení podmíněna i způsobem zpracování například vibrolisováním.

Beton pevný  jako skála - foto, Hyperbydleni.cz

Prokletá karbonatace

Ocelová výztuž je v betonu chráněna alkalickým prostředím. Toto alkalické prostředí způsobuje hydroxid vápenatý, který vzniká při tvrdnutí betonu. Vlivem vlhkosti je ale tento hydroxid vyplavován na povrch betonu, kde reaguje se vzdušnou vlhkostí na uhličitan vápenatý. Tímto procesem ztrácí povrchová vrstva betonu postupně svoji alkalitu a neutralizuje se. Tomuto procesu se odborně říká karbonatace betonu. Karbonatace sama o sobě nemá zásadní vliv na životnost betonu. ale ztrátou alkality přestává beton chránit ocelovou výztuž před korozí. Korozí ocelové výztuže vznikají oxidy železa, které mají několikanásobně větší objem než vlastní ocel. Tyto korozní zplodiny vyvolávají nabýváním tahová napětí v betonu, která se projevují po čase vznikem trhlin v místě uložení ocelové výztuže až po oddělení celé krycí vrstvy. Klasickým případem těchto poruch jsou plotové sloupky a nebo tenké plotové desky. Obnaženou ocelovou výztuž ale můžeme vidět i na jiných konstrukcích. Podíváme- li se do historie betonu, tak největší životnost měly konstrukce, které nebyly vyztuženy ocelovou výztuží. Například nevyztužený obrubník je sice křehký a může prasknout při špatné manipulaci a nebo po nárazu vozidlem, ale nedojde k jeho totální destrukci vlivem koroze ocelové výztuže. Vyztužený obrubník sice vydrží i nešetrnou manipulaci, ale po čase se z něho odlupují vrstvy betonu a dojde k obnažení povrchu výztuže, není-li tato výztuž chráněna dostatečnou vrstvou betonu.

Japonské novoty

Mezi již zmíněné nové technologie patří přidávání ocelových drátků, vláken nebo specifických přísad pro odlehčení betonu. Jako přísada se používají i některé chemické látky, popílky, strusky, pigmenty a další příměsi. Mezi novinky patří i samozhutnitelný beton s vysokou pohyblivostí, který teče bez působení vnějších sil a to díky superplastifikačním přísadám. Ty slouží pro dobrou zpracovatelnost betonu. Daní za tyto přednosti je ovšem dvojnásobná doba míchání betonové směsi. Vývoj tohoto druhu probíhá v Japonsku od roku 1983 a praktické využití je směřováno pro konstrukce složitých tvarů i pro stavbu. V České republice se zatím držíme převážně osvědčené klasiky, která má ve finální fázi stejné nebo velmi podobné vlastnosti jako samozhutnitelný beton.

Praktické rady na závěr

Nejdražší složku betonové směsi tvoří cement, proto usilujeme o vyrobení kvalitní směsi s požadovanou pevností ale zároveň s co nejmenším použitím cementu. Pevnost betonu roste s množstvím cementu až do hodnoty 450 kg cementu na 1 m3 hotového betonu. Větší dávkou pevnost betonu už nijak neovlivníme. Množství vody vyplývá z minimálních hodnot pro hydrataci betonu. Pro 1kg cementu je zapotřebí 0,23 l vody. Vyztužování nenosných betonových prvků a konstrukcí vystavených vlhkosti a nebo povětrnosti pouze v případech, že bude dodržena tloušťka krycí vrstvy betonu a beton bude mít dostatečnou odolnost proti povětrnosti. Není-li možné toto dodržet, je pro životnost betonu vhodnější výztuž nepoužívat a nebo použít výztuž z nerezavějící oceli. Ta je ale jednak velmi drahá a navíc těžko dostupná.


Text: Jiří Kropylák

Foto: Zapa beton, archiv autora



Diskutovat Tisknout článek

Hodnocení článku

hlasů: 19

Diskuze

Článek Beton pevný jako skála zatím nikdo nekomentoval. Buďte první!

počet příspěvků: 0

Zobrazit diskuzi » Přidat příspěvek

Najděte si své bydlení

Vybírejte z více jak 114000 nemovitostí v ČR

Nemovitost

Kraj

Obsahuje text

Poradna

Legislativa

 Poradce Hyperbydlení

Vaše dotazy zodpoví
Poradce Hyperbydlení

Otázek: 114 Vložit dotaz

veletrhy

Veletrhy - foto, Finále golfové sezóny!, Hyperbydleni.cz

Finále golfové sezóny!

18.09.2017

Tento pátek 22.9. golf, motorky, vrtulník a...

Veletrhy - foto, Nenechte si ujít mezinárodní stavební veletrh FOR ARCH, Hyperbydleni.cz

Nenechte si ujít mezin...

14.09.2017

Blíží se čas jednoho z nejoblíbenějších a...

Veletrhy - foto, Vše pro stavbu a interiér najdou návštěvníci na březnovém souboru veletrhů, Hyperbydleni.cz

Vše pro stavbu a inter...

01.03.2017

Stovky českých i zahraničních společností se...

Veletrhy - foto, Nakupte dárky na Vánoce na největším předvánočním veletrhu STŘÍBRNÉ VÁNOČNÍ DNY, Hyperbydleni.cz

Nakupte dárky na Vánoc...

29.11.2016

Chcete pořídit svým nejbližším pod stromeček...

Další veletrhy »

Články z našich webů

vlevo
vpravo