Beton je široce používaný stavební materiál, který se snadno vyrábí, snadno zpracovává a má výborné užitné vlastnosti. Základní povědomí o betonu má asi každý, kdo se jen trochu zajímá o stavebnictví. Pro většinu lidí se beton skládá z cementu, písku a vody. Ti znalejší vědí, že do betonu se dávají také větší kameny (drcené kamenivo nebo říční „kačírek“). Čím více cementu se do betonu dá, tím je beton „mastnější.“ A že se beton může také vyztužovat, čímž vzniká tzv. vyztužený beton neboli železobeton. Možná také někdo z Vás používal dokonce i přísady do betonu, které snižují potřebnou vodu při míchání betonu a zvyšují jeho kvalitu. Obecně platí, že čím více cementu a hrubého kamení a čím méně vody při míchání, tím je beton tvrdší a trvanlivější.
Proč se dává výztuž do betonu?
Přestože je beton obecně poměrně tvrdý, nemá příliš velkou tahovou pevnost. Tato „nízká“ tahová pevnost se projevuje praskáním betonu, pokud je namáhán v tahu, nebo je-li ohýbán. Tento ohyb či tah betonu paradoxně nastává velmi často i tak, kde byste ho nečekali.
K pnutí v betonu může docházet z různých důvodů:
- Při střídání venkovních teplot: Pokud je beton ve styku s dalšími materiály (rostlá země, cihly, dřevo, asfalt, …) může docházet vlivem různých teplotních roztažností materiálů ke vznikání pnutí v betonu.
- Pokud je zatěžován na ne-zcela pevném podkladu: Pokud například vybetonujete základy nebo základovou desku a lokálně Vám dojde k poklesu podloží, nebo vlivem vlhkosti k jeho „nabobtnání“, může dojít opět k pnutí v betonu.
- Při jednostranném zatěžování: Pokud požijete beton na vytvoření například zdi tvořící terasu, která brání posunu zeminy. Podobné namáhání může vyvolat vítr. Stejně tak jednostranně je zatížena stropní konstrukce.
- Při smršťování betonu: Vlastností betonu (respektive cementu) je, že se v průběhu tvrdnutí smršťuje. Nejdříve dochází k odpařování vody z betonu a následně chemickou reakcí cementu dochází k dalšímu smršťování betonu. Oba tyto procesy opět vytvářejí „tahové pnutí“ v betonu, které může způsobovat praskliny.
Aby se zamezilo vzniku prasklin, které negativně ovlivňují životnost betonu, nebo aby se zvýšila tahová únosnost betonu, dává se do betonu výztuž.
Nejznámější výztuž do betonu? - Ocelová!
Nejznámější výztuží do betonu jsou buď „kari sítě“ nebo „roxory“. Jedná se o ocelové svařované sítě nebo pruty o různých tloušťkách a délkách. Jsou snadno dostupné, jsou z materiálu, který každý dobře zná, a mají léty ověřené vlastnosti.
Čtěte také: Použití armovacích sítí do betonu
Jak je to s ocelovou výztuží v betonu?
Každý ví, že železo na větru a dešti začne rezivět a postupně degraduje. Proč tedy v betonu nerezaví? Je to tak, že někdy rezaví! A pak je to zpravidla velmi rychlé.
Přirozené pH betonu je velmi zásadité. V takto vysokém pH betonářská ocel nerezaví ani při styku s kyslíkem a vodou (je tzv. „pasivována“). Je tedy dokonale chráněna do doby, než beton své pH ztratí a výztuž začne rezivět. V profesionálním stavebnictví se užívá pojem „krytí výztuže“. Je to návrhová tloušťka betonu, která musí minimálně chránit ocelovou výztuž, aby nedocházelo ke korozi alespoň po dobu výpočtové životnosti konstrukce. Zároveň se používají betony s návrhovou odolností proti určitým typům „agresivních vlivů prostředí“, jako jsou vzdušný oxid uhličitý (který dokáže reagovat se složkami v betonu a snižovat pH), chemicky rozmrazující látky (zpravidla posypová sůl) či chemicky agresivní látky v půdách či plynech (nejčastěji asi sírany).
Co se děje, když už výztuž začne rezivět?
Na povrchu výztuže se začne vytvářet zkorodovaná vrstva, která má větší objem než původní výztuž. S růstem tloušťky koroze se zvyšuje tlak této vrstvy na okolní beton, až dojde k popraskání betonu a jeho „odloupání či oprýskání“. Pokud ke korozi dojde, zpravidla to poznáte až příliš pozdě (po popraskání betonu) a nemáte příliš mnoho možností, jak to sami doma spravit.
Samozřejmě existují profesionální postupy a firmy na sanaci (opravu) betonových konstrukcí. Pro většinu hobby konstrukcí je to však spíše z žánru sci-fi než praktických řešení.
Jak to ale udělat, když nejsem „profík“ s výpočty od statika?
Výztuž do betonu zpravidla dáváte pocitově, na základě doporučení zkušenějších (fachmanů či z internetu) nebo dle stavebního návodu (dokumentace či doporučení výrobce). Stejně tak beton používáte buď pocitově (v poměru 1:4), na základě doporučení, nebo technického předpisu.
Čtěte také: Druhy armovacích sítí
Chcete-li předejít budoucím možným problémům, držte se následujících doporučení:
- Beton vždy volte raději kvalitnější než horší.
- Snažte se vždy povrch betonu maximálně „zatáhnout“ - uhladit, aby nebyl nasákavý.
- Vrstvu chránící výztuž volte raději tlustší než tenčí.
Nebo to udělejte chytřeji! Zvolte betonovou výztuž, která nekoroduje.
Neocelové výztuže plní veškeré funkce ocelové výztuže se všemi benefity pro beton, které byly výše popsány. Navíc nikdy nekorodují, jsou lehčí a výrazně skladnější (nechají se rolovat a samy se vracejí do původního tvaru). Zároveň díky vyšší tahové pevnosti než má ocel se používají na dosažení stejných vlastností betonu menší průměry kompozitní výztuže (při srovnání s ocelovou). Tím tedy pozitivně zvyšují vlastnosti betonu, aniž by hrozilo, že vlivem koroze výztuže dojde k rychlejší degradaci betonu. Obzvláště u některých aplikací je to vlastnost k nezaplacení.
Kdy je kompozitní výztuž ideální?
- Vytváření tenkých betonových desek venku: U takovéto desky prakticky nelze vytvořit dostatečnou krycí vrstvu betonu chránící ocelovou výztuž. Pro kompozit to není problém.
- Ukládání vyztuženého betonu do země, nebo tam, kde může docházet ke styku s vodou: Při betonáži například základů nebo základových desek, kde je třeba vyztužit spodní část betonu, se špatně zajišťuje, aby se vám spodní výztuž nedotýkala zeminy. Zde pak dochází rychle ke korozi ocelové výztuže. Pro kompozit to není problém.
- Podélné vyztužování ztraceného bednění: Obzvláště styk jednotlivých tvarovek ztraceného bednění je skoro nemožné utěsnit před vnikající vlhkostí. Zároveň zde zpravidla ocelová výztuž není nijak chráněná betonem, neboť se tento prostor těžko betonem vyplňuje a výztuž rychle koroduje. Pro kompozit to není problém.
- Betonování ze „zavlhlého“ betonu: Častokrát si potřebujete něco vybetonovat, ale nemáte prostor či čas beton vyrábět sami. Dovezená zavlhlá směs z blízké betonárny je pak jasná volba. Takovýto beton je ale velmi často hodně porézní, prakticky dokonale nezhutnitelný, nasákavý a rychle ztrácí přirozené pH. Případná vložená ocelová výztuž může začít rychle rezivět. Pro kompozit to není problém.
Práce s kompozitní neocelovou výztuží
Kompozitní neocelová výztuž lze ohýbat, je pružná, ale nedrží po ohnutí svůj tvar a navrací se do tvaru původního. To je velká výhoda při manipulaci, ale může to být nepříjemné překvapení při specifických aplikacích. Po kompozitní výztuži lze chodit (například pokud tvoří vyztužení desky, kde se potřebujete ještě před či při betonáži pohybovat). Krácení výztuže se provádí buď štípacími kleštěmi (do ekvivalentu 6mm ocelového drátu to není problém), nebo klasicky pomocí úhlové brusky („flexy“). Spojovat jednotlivé prvky (sítě či pruty) lze jednoduše při ponechání standardního překryvu výztuže pomocí plastových elektrikářských pásek (kdy se doporučuje vždy zakrátit přebytečný kus pásky - nenechávat „dlouhé ocásky“). Pokud použijete pásky bílé, budete navíc snadno vidět, kde jste již výztuž vázali a kde ne.
Díky lehkosti a snadné „rolovatelnosti“ se výztuž dodává i ve větších kusech než standardní ocelová výztuž. Tím ušetříte peníze za „nezbytné překrývání“ jednotlivých výztuží, kdy se standardně doporučuje překryv navazujících roxorů 50cm a u sítí také (samozřejmě v závislosti na použité kvalitě betonu a stupni zatěžování).
Kari sítě
Při betonování se pravděpodobně neobejdete bez kari sítí, které zajistí rovnoměrné rozložení sil. Beton bez výztuže je jako dům bez základů - dlouho nevydrží. Kari sítě jsou mřížky, které tvoří dráty z žebírkové betonářské oceli. Ty mají obvykle průměr 4, 5, 6 nebo 8 mm. Dráty se svařují tak, aby oka měla pravidelný tvar a velikost 10×10 cm nebo 15×5 cm. Plotny si ale jednoduše upravíte podle sebe - dají se zkracovat, dokonce i ohýbat.
Čtěte také: Použití armovací tkaniny v betonu
Použití kari sítí
Kari sítě mají široké možnosti uplatnění, a to nejen při betonování. Určené jsou jak pro průmyslové, tak domácí a hobby využití:
- Výztuha betonových výrobků: Kari sítě zajišťují pevnost a odolnost betonovým blokům, panelům a dalším prefabrikovaným produktům.
- Výztuha betonových podlah: Kari sítě se vkládají do betonu během procesu zalévání podlahy. Díky nim bude podlaha schopna odolat zátěži, vibracím a změnám teploty.
- Výztuž základové desky: I zde sítě poskytují potřebnou pevnost a stabilitu.
- Další betonové konstrukce: Kari sítě používejte i při betonování stropů nebo schodů. Dále patří do konstrukce plotů, soklů nebo opěrných zídek.
- Samostatné ocelové konstrukce: Mnozí s oblibou využívají kari sítě i k výrobě dřevníků, klecí pro chovatelská zvířata, zábran, opěrných prvků či plotů vyplněných kamenivem.
Typy kari sítí
Při výběru ocelových kari sítí narazíte nejčastěji na 10 typů, které se liší velikostí ok a průměrem použitého drátu. S tím souvisí i jejich rozdílná hmotnost. Kari sítě z betonářské oceli jsou nejpoužívanější. Při požadavku na nízkou hmotnost, zvýšenou odolnost či jiné parametry se však používají i sítě z alternativních materiálů:
- Nerezové kari sítě: Speciální typ výztuží, který se používá zejména v náročných průmyslových a pozemních stavbách. Nerezové kari sítě umožní snížení tloušťky betonu, a tedy i celkové hmotnosti konstrukce.
- Plastové kari sítě: Vyrábí se nejčastěji z polypropylenu. Jsou velmi lehké a snadno se s nimi manipuluje. Používají se na tenké desky z betonu (do tloušťky 8 cm) a omítky. Vhodné jsou například při realizaci podlahového topení či rekonstrukci půdních vestaveb.
- Kompozitní kari sítě: Představují moderní armovací materiál s velmi nízkou hmotností. Přitom mají ve srovnání s běžnými ocelovými sítěmi vyšší pevnost v tahu, snesou podobné zatížení a nepodléhají korozi. Příkladem jsou kompozitní kari sítě ORLIBIT, které jsou složené z čedičových prutů.
Při realizaci stavby musí být konkrétní typ kari sítě součástí projektu. S výpočty si poradí statik. A jaké množství sítí pořídit? Sítě se zpravidla pokládají jen v jedné vrstvě. Celková plocha sítí tak přibližně odpovídá betonované ploše. Nesmíte však zapomenout na vzájemné překládání sítí přes 3 oka.
Pustíte-li se do armování svépomocí, nezapomeňte na podkládání kari sítí. Ty totiž nesmí ležet přímo na kamenivu.
Armování betonu: Historie a současnost
Armování betonu je jedním z nejzásadnějších procesů ve stavebnictví, který umožňuje vznik pevných, stabilních a odolných konstrukcí.
Počátky armování: Od starověku po 19. století
I když je železobeton považován za moderní materiál, jeho principy lze vysledovat už ve starověku. Zásadní zlom nastal až v 19. století. Tento objev rychle našel uplatnění ve stavebnictví a inspiroval další inovátory. Mezi ně patřil i François Hennebique, který na konci 19. století vyvinul první systém železobetonových konstrukcí.
Rozmach železobetonu ve 20. století
Ve 20. století se železobeton stal dominantním stavebním materiálem. Druhá polovina 20. století přinesla další technologické pokroky. Byly vyvinuty předpjaté betonové konstrukce, které umožňovaly překlenout delší vzdálenosti bez nutnosti masivních podpěr.
Současné trendy a budoucnost armování betonu
Dnes je armování betonu sofistikovanější než kdy dříve. Moderní metody umožňují nejen zvýšit pevnost konstrukcí, ale také optimalizovat jejich životnost a snižovat náklady na údržbu.
- Použití kompozitních výztuží - Tradiční ocelové pruty - roxory jsou stále běžné, ale stále více se prosazují kompozitní materiály, jako je skleněná, uhlíková nebo bazaltová výztuž.
- Robotizace a 3D tisk - Pokrok v oblasti robotiky umožňuje přesnější a efektivnější pokládání výztuže, čímž se snižuje množství chyb při výstavbě.
- Inteligentní betony - Do směsí se přidávají nanomateriály a senzory, které umožňují monitorovat stav konstrukce v reálném čase.
- Samoregenerační beton - Výzkumníci pracují na betonech s obsahem bakterií nebo chemických látek, které dokážou samy opravovat drobné praskliny.
- Alternativní výztuže - Vývoj směřuje k výztužím, které nejsou závislé na kovech.
- Plně automatizovaná výroba - Stavební průmysl se stále více digitalizuje a automatizuje.
Vývoj armování betonu se nezastavuje a budoucnost slibuje další zásadní inovace. S příchodem moderních technologií, jako jsou kompozitní materiály, robotizace a samoregenerační betony, se otevírá nová kapitola ve vývoji armování.
tags: #armovací #dráty #do #betonu #druhy #a