Téměř celá dosavadní historie použití betonu ve stavebnictví je spojována s využitím jeho mechanicko-fyzikálních parametrů, mezi nimiž dosud dominovala jeho pevnost. Za počátek nového přístupu, kdy se významným parametrem stala předpokládaná životnost betonových konstrukcí s ohledem na prostředí, ve kterém se nacházejí, lze považovat vydání dokumentu CEN ENV 206 v roce 1989. Od počátku standardizace betonu na úrovni CEN byl kladen důraz na odolnost betonu v daném prostředí a z toho plynoucí jeho předpokládanou životnost betonu. V první verzi předběžné normy [1] bylo konstatováno, že mají být odpovídající zkušenosti získány mimo jiné i s ohledem na požadavky na trvanlivost betonu.
Vliv CO2 a pH na beton
Destilovaná voda pohlcuje CO2 ze vzduchu a protože neobsahuje žádné soli, způsobí přítomnost CO2 mírný pokles pH. Hodnota pH je v neznečištěných vodách ovlivňována koncentrací CO2. Přítomnost CO2 ve vodě způsobuje rychlejší destrukci stavebního materiálu, protože CO2 rozkládá uhličitan vápenatý, který je součástí těchto stavebních hmot. Dochází k jejich drolení, rozpadu a tím zmenšení jejich kvality a odolnosti.
Důsledkem přítomnosti CO2 ve vodě, který rozpouští vápenec obsažený např. v betonu, je vznik šťavelanu vápenatého.
Experimentální pozorování
Pozorování ukázalo, že přidáním CaCO3 vznikl v obou zkumavkách bílý roztok. Po přidání šťavelanu zůstal ve zkumavce s destilovanou vodou čirý roztok, kdežto ve zkumavce s vodou nasycenou oxidem uhličitým vznikla bílá sraženina. V zakalené vodě pozorujeme vznik rezavě hnědých vloček vznikajícího Fe(OH)3, které klesají ke dnu. Nad sraženinou zůstává čirý roztok.
Tato pozorování je důležité zaznamenávat a analyzovat pro pochopení dlouhodobého chování betonu v různých prostředích.
Čtěte také: Složení betonu
Standardizace a zkušební postupy pro beton
Požadavky na trvanlivost ve vztahu k agresivnímu prostředí byly definovány pomocí maximálního vodního součinitele a minimálního obsahu cementu, kterýžto princip platí do současnosti. V rámci EN jsou hodnoty uváděny jako informativní s tím, že v místě použití betonu mohou být uvedeny hodnoty jiné (zpravidla v národním standardu nebo jiném předpisu).
Zároveň je kladen důraz na to, aby kromě obecného průkazu vhodnosti použití konkrétní složky betonu byly k dispozici průkazy pro její použití ve vztahu k odolnosti betonu pro konkrétní stupeň vlivu prostředí. Tento princip byl přenesen i do platného standardu pro cement ČSN EN 197 - 1 [2] již v roce 2001. První konkretizace použitelnosti druhů cementu pro obecné použití do betonu s vazbou na konkrétní stupně vlivu prostředí byla do předpisů platných v místě použití betonu - ČR - zapracována do normy ČSN EN 206 - 1 [3].
V souvislosti se zaváděním nových druhů cementů s více než dvěma hlavními složkami a s novou hlavní složkou (recyklovaný stavební materiál) bylo potřebné řešit možnost použití těchto cementů do betonu příslušného stupně vlivu prostředí doplněním předpisů platných v místě použití. Proto byly do revidované ČSN P 73 2404, jež platí od června 2024, zavedeny nové zkušební postupy.
Ve všech národních standardech pro beton se až do letošního roku uplatňoval princip prokazování použitelnosti cementu pro jednotlivé stupně vlivu prostředí betonu, pokud nebyla použitelnost přiznána automaticky, formou průkazních zkoušek betonu. Jako nejvhodnější forma byla zvolena revize dosud platné ČSN P 73 2404 [4]. V rámci revize ČSN P 73 2404 bylo přistoupeno ke změně prokazování možnosti použití druhů cementu pro betony pro konkrétní stupně vlivu prostředí jiným postupem, a to nikoli průkazními zkouškami betonu konkrétního složení na konkrétních betonárnách, ale prokazováním použitelnosti cementu konkrétního původu a složení z konkrétní výrobny/cementárny.
Kromě výše uvedených nových zkušebních postupů byly do přílohy N.3 revidované ČSN P 73 2404, definující postupy prokazování shody včetně doporučených zkušebních postupů, zahrnuty i dosud používané standardizované zkušební postupy a jeden postup nestandardizovaný. Norma byla v rámci revize doplněna o přílohu N.3 Systém prokazování shody použití cementů pro konkrétní stupně vlivu prostředí, kterou navazuje na ustanovení norem pro výrobu cementu ve smyslu přenesení pravomoci určovat obecnou použitelnost konkrétních druhů cementu pro výrobu konkrétních druhů betonu daného stupně vlivu prostředí na místo použití, tedy prakticky na úroveň jednotlivých zemí. V současnosti je ve standartech, nikoli plně na trhu, resp. Z tohoto důvodu byly tyto zkoušky zařazeny do revidované ČSN P 73 2404 [4], je platí od června 2024.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Měření hloubky karbonatace
Vzorky betonu (dvojice betonových hranolů nebo krychlí) pro zkoušku v daném stáří vyrobené ze stejné dávky betonu se uloží v komoře s řízenou klimatizací nebo v přirozeném prostředí. Bezprostředně poté, co vzorky v komoře uložené dosáhnou požadovaného stáří 7, 28 nebo 70 dní (což dává přibližně stejné rozdíly hodnot √ dní), se dvě krychle rozlomí na polovinu; jeden válec se rozlomí na polovinu podél jeho vertikální osy a z každého hranolu se oddělí 50mm plátek a změří se hloubka karbonatace. Na každé polovině válce nebo na každém plátku z hranolu nebo na každé polovině krychle se změří hloubka karbonatace na 12 jednotlivých bodech (dk,point) po uplynutí doby vystavení vzorku působení CO2 a hloubka karbonatace (dk) je vyjádřena jako střední hodnota dvou zkušebních vzorků. Hloubka karbonatace se měří na třech místech z každé strany zkušebního hranolu/krychle, to je celkem 12 měření na jednom vzorku a potenciálně 24 měření na dvou vzorcích. Ze všech měření se vypočte střední hodnota hloubky karbonatace. Provedou se minimálně tři sady měření, která se provádějí ve stáří 3, 6 a 12 měsíců. Pokud je naměřená hloubka karbonatace v jednom roce menší než 5 mm, je možno zkoušku prodloužit až na dva roky.
Měření pronikání chloridů
Možnost koroze výztuže roste se zvyšujícím se množstvím chloridů, které na beton působí. Z tohoto důvodu je důležité měřit pronikání chloridů betonem nebo propustnost betonu vůči chloridům. Pro stanovení počáteční hladiny chloridů Ci se odebírá počáteční chloridový dílčí vzorek. Profilový vzorek je vakuově nasycen destilovanou nebo demineralizovanou vodou, poté je potažen na všech stranách vrstvou epoxidu nebo polyuretanu, tuhého parafínu nebo podobného materiálu, přitom je třeba zajistit, aby zkoušený povrch zůstal bez nátěrového materiálu. Poté se volný lícový povrch vystaví působení roztoku chloridů. Expozice chloridovým roztokem se provede buď celkovým potopením vzorku volného lícového povrchu, nebo obrácením vzorku a ponořením volného lícového povrchu do roztoku chloridů. Referenční roztok je 3% hmotnostní roztok chloridu sodného (NaCl) působící po dobu 90 dní (jsou povoleny i jiné koncentrace nebo roztoky, jako je např. umělá mořská voda, stejně jako různé expoziční doby). Po 90 dnech expozice se z povrchu vystaveného působení chloridu odbrousí minimálně osm rovnoběžných vrstev. Stanoví se obsah chloridů rozpustných v kyselinách u každé vrstvy a průměrná hloubka vrstvy od povrchu betonu vystaveného působení chloridů.
Vzorek betonu nebo malty ve stáří aspoň 28 dní (pokud není stanoveno jinak) se umístí v pryžovém pouzdru do nádoby mezi dva alkalické roztoky: anolyt (např. 0,2 N KOH) neobsahující chloridové ionty a katolyt. Na dvě vnější elektrody se přivede elektrické napětí, které způsobí pohyb iontů chloridů, a tím jejich pronikání do vzorku betonu. Po určité době se vzorek vyjme, opláchne pitnou vodou, osuší a rozlomí. Rozlomené, ještě vlhké plochy se nastříkají roztokem dusičnanu stříbrného (alternativně se připouští ještě roztok dichromanu draselného pro zvýraznění barevného rozhraní). Zkouška slouží ke stanovení propustnosti vrstvy betonu.
Měření propustnosti betonu
Přístroj pracuje na principu vytvoření vakua 1 000 mbar pomocí vakuové pumpy. Po dosažení této hodnoty se pumpa vypne a sleduje se proud vzduchu procházející betonem do vnitřní komory P1. Přístroj změří a vyhodnotí součinitel propustnosti kT [× 10-16 m2] hloubkou, do které se podařilo vytvořit požadovaný podtlak, a velikost tlaku poté, co dojde k jeho vyrovnání mezi vnější P0 a vnitřní P1 komorou vakuové buňky. Vzorky betonu ve tvaru desky o rozměrech 300 × 300 × 50 mm pro tuto zkoušku se vyrábějí v ocelové formě v laboratoři. Tato zkušební metoda není v ČR standardizována, nicméně je např. součástí revidované ČSN P 73 2404 [4], platné od června 2024.
Reference
- [1] ČSN P ENV 206 BETON. Vlastnosti, výroba, ukládání a kritéria hodnocení.
- [2] ČSN EN 197 - 1 Cement - Část 1: Složení, specifikace a kritéria shody cementů pro obecné použití.
- [3] ČSN EN 206 - 1 Beton - Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda.
- [4] ČSN P 73 2404 Beton. Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda.
- [5] ČSN EN 12390 - 8 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 8: Hloubka průsaku tlakovou vodou.
- [6] ČSN 73 1322 Stanovení mrazuvzdornosti betonu.
- [7] ČSN 73 1326 Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek.
- [8] ČSN EN 197 - 5 Cement - Část 5: Portlandský směsný cement CEM II/C‑M a Směsný cement CEM VI.
- [9] ČSN EN 197 - 6 Cement - Část 6: Cement s recyklovanými stavebními materiály.
- [10] ČSN EN 12390 - 10 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 10: Stanovení odolnosti betonu proti karbonataci při atmosférické koncentraci oxidu uhličitého.
- [11] ČSN EN 12390 - 11 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 11: Stanovení odolnosti betonu proti chloridům, jednosměrná difuze.
- [12] ČSN EN 12390 - 12 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 12: Stanovení odolnosti betonu proti karbonataci - Metoda zrychlené karbonatace.
- [13] ČSN EN 12390 - 18 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 18: Stanovení koeficientu migrace chloridů.
- [14] ČSN EN 14630 Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí, zasažených karbonatací v zatvrdlém betonu pomocí fenolftaleinové metody.
- [15] Přístroj na měření permeability TORRENT - návod k používání.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
tags: #vliv #destilované #vody #na #beton