Beton je široce používaný stavební materiál, který se snadno vyrábí, snadno zpracovává a má výborné užitné vlastnosti. 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.“ Beton má vysokou pevnost v tlaku, ale v tahu je jeho odolnost minimální.
Proč se výztuž do betonu vlastně dává?
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. Bez výztuže by při ohybu rychle praskal. Při jednostranném zatěžování - pokud požijete beton na vytvoření například zdi tvořící terasu, která brání posunu zeminy. Podobné namáhání může vyvolat vítr. 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.
Ocelová výztuž tento problém řeší, přebírá tahová napětí, rozkládá síly a spolu s betonem vytváří trvanlivý celek. Díky železobetonu vznikají mosty s velkými rozpětími, pevné stropy i základové desky, které bez problémů unesou celé budovy. Další výhodou je, že beton i ocel mají podobnou teplotní roztažnost, a proto při změnách počasí pracují společně, bez nadměrného namáhání spojů. Výztuž tak nejen zajišťuje stabilitu, ale také prodlužuje životnost celé stavby. Správně navržený a provedený železobeton vydrží desítky let bez větších oprav a odolá extrémním podmínkám, od mrazů po letní horka.
Betonářská výztuž je neoddělitelnou součástí moderního stavitelství. Bez ní by železobetonové stavby nemohly existovat. Ať už jde o základovou desku rodinného domu, most nebo výškovou budovu, vždy je klíčové použít správný typ výztuže a dodržet projektovou dokumentaci. Betonářská výztuž, betonářská ocel, nesprávně a lidově nazývaná také starým názvem roxor. Když ji zalijeme do betonu, vytvoříme železobeton. Jenže jaký „drát“ můžeme do betonu zalít? Výztuží je mnoho typů.
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.
Čtěte také: Složení 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! 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. Nedostatečné krytí oceli v betonu vede k korozi výztuže a praskání konstrukce.
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“. Samozřejmě existují profesionální postupy a firmy na sanaci (opravu) betonových konstrukcí.
Označení a třídy betonářské oceli
Betonářská ocel se nevyrábí jen v jednom univerzálním provedení. Podle české normy ČSN 42 0139 se rozlišuje několik tříd podle tažnosti neboli schopnosti materiálu odolávat ohybu a deformacím. Právě tato vlastnost rozhoduje o tom, zda se ocel hodí spíš do plošných konstrukcí, do nosných věnců nebo do speciálních prvků s vysokými nároky na pružnost a pevnost. Základní označování betonářské oceli klasifikuje norma ČSN 420139 Ocel pro výztuž do betonu - Svařitelná žebírková betonářská ocel - Všeobecně. Oceli třídy tažnosti C se v ČR nevyrábí. Základní a v ČR nejpoužívanější je betonářská ocel s označením B500B, u sítí B500A. První písmeno znamená, že se jedná o betonářskou ocel, číslo udává mez kluzu Re = fyk v MPa a poslední písmeno třídu tažnosti.
Následující tabulka ukazuje označení a vlastnosti betonářské oceli:
| Třída | Označení | Vlastnosti | Použití |
|---|---|---|---|
| A | B500A | Normální tažnost | KARI sítě, plošné konstrukce |
| B | B500B | Vysoká tažnost, vhodná k ohýbání | Tyče, pruty do základů a věnců |
| C | B500C | Velmi vysoká tažnost | Speciální konstrukce |
Typy betonářské výztuže
- Tyčová výztuž - klasické žebírkové pruty o průměru 6 až 32 mm, nejčastěji ve třídě B500B. Používají se do základů, věnců i nosných konstrukcí a tvoří „kostru“ většiny železobetonových prvků.
- KARI sítě - svařované sítě z ocelových drátů, nejčastěji B500A. Jsou ideální pro podlahové desky, potěry nebo základové desky, kde rozkládají zatížení a brání vzniku prasklin. Jelikož jsou KARI sítě plošné prvky, předpokládá se využití v plošných konstrukcích jako jsou desky, podkladní betony, cementové potěry a stěny.
- Třmínky - uzavřené obdélníkové či čtvercové prvky, které zajišťují správné držení podélných prutů. Zároveň přenášejí smyková napětí a brání rozevření konstrukce, například v pilířích a sloupech.
- Rámová výztuž - hotové armokoše složené z tyčí a třmínků. Používají se tam, kde je potřeba pevný a přesně připravený základ, například do monolitických základů, nosníků nebo sloupů, a šetří čas na stavbě.
V betonových prvcích rozeznáváme výztuž podélnou (nosnou) a výztuž příčnou. Příčná výztuž se dělí na rozdělovací, která je používána v plošných konstrukcích a třmínky, které se používají ve sloupech, překladech, trámech a věncích. Je důležité upozornit, že veškerá výztuž je v betonových prvcích důležitá a zejména spolupůsobí. Například třmínky nám vymezují svým tvarem polohu podélné výztuže, zároveň však přenášejí smyková napětí od posouvajících sil, které na konstrukci působí.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
KARI sítě - rozměry a využití
KARI sítě jsou oblíbeným typem betonářské výztuže, protože urychlují práci a zajišťují rovnoměrnou pevnost konstrukce. Místo vázání jednotlivých prutů se používá hotová svařovaná síť, kterou stačí položit na podklad. Nejčastěji nacházejí využití v základových deskách, podlahách, potěrech a stropech, kde pomáhají přenášet zatížení a bránit vzniku prasklin. Vyrábějí se v různých velikostech ok a průměrech drátů, takže lze vybrat variantu pro lehké i náročnější konstrukce.
| Označení | Průměr drátu | Rozměr ok |
|---|---|---|
| KA 16 | 4 mm | 100 × 100 mm |
| KD 37 | 5 mm | 150 × 150 mm |
| KY 50 | 8 mm | 150 × 150 mm |
Správné použití betonářské výztuže
Správné použití betonářské výztuže rozhoduje o životnosti celé stavby. Nestačí jen vložit pruty do betonu - klíčové je řídit se projektovou dokumentací a statickým výpočtem, které určují množství i rozmístění oceli. Stejně důležité je dodržet minimální krytí betonu, protože právě vrstva betonu chrání výztuž před vlhkostí a korozí. Výztuž nikdy nesmí ležet přímo na zemi, proto se používají distanční podložky, které zajistí správnou polohu prutů v konstrukci. Nepodceňujte třmínky. Tyto nenápadné prvky přenášejí smyková napětí a drží podélné tyče pohromadě, takže právě díky nim vydrží stropy, věnce či základy zatížení bez prasklin.
Koroze betonářské výztuže a jak jí předcházet
Největším nepřítelem betonářské výztuže je koroze. Pokud se ocel dostane do kontaktu s vlhkostí a kyslíkem, začne rezivět. Následkem toho se objem oceli zvětší a v betonu vzniká tlak, který způsobuje praskliny a odlamování krycí vrstvy. To může ohrozit stabilitu celé konstrukce.
Způsoby prevence koroze:
- Krytí betonu - správná tloušťka betonu nad výztuží chrání ocel před vlhkostí a agresivními látkami.
- Kvalita betonu - vyšší třída betonu s menší propustností omezuje pronikání vody a solí.
- Distanční podložky: zabraňují, aby výztuž ležela přímo na zemi, kde by byla vystavena vlhkosti.
- Antikorozní nátěry nebo galvanizace - u speciálních konstrukcí lze použít povrchovou ochranu výztuže.
Kompozitní neocelová výztuž - pokrok 21. století i pro domácí stavitele
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). Tím tedy pozitivně zvyšují vlastnosti betonu, aniž by hrozilo, že vlivem koroze výztuže dojde k rychlejší degradaci betonu.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
Využití kompozitní výztuže je výhodné v případech, kdy:
- Vytváření tenkých betonových desek venku - u takovéto desky prakticky nelze vytvořit dostatečnou krycí vrstvu betonu chránící ocelovou výztuž.
- 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.
- 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.
- 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.
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“). Další výhodou může být formát dodávaných kompozitů. 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).
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). 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. Nebo to udělejte chytřeji! Zjednodušení názvu výztuže může vést neznalé stavebníky k doměnce, že pruty jsou všechny stejné, že mezi nimi není rozdíl a je jedno jaký z nich se využije. Závěrem: proč je tedy špatně říkat dnešní výztuži slangově roxor? Jednoduše proto, že dnešní výztuž není roxor. Roxor byla dříve používaná betonářská výztuž jiného tvaru a tedy i vlastností. Roxory se používaly od 30. do 50. let 20. století. Dnešní betonářská výztuž se nazývá a značí tak, jak jsme si představili.
Svařování betonářské výztuže dle ČSN EN ISO 17660
Dvoudílný článek uvádí patřičné normy, dále stručně popisuje tři způsoby výroby „betonářské výztuže“, která se používá od roku 2007, včetně grafického znázornění žebírek jednotlivých typů. Všechny tyto typy nově vyráběné výztuže mohou být poškozeny při nedodržení technologické kázně při svařování a na to se právě autor článku zaměřuje. První část článku byla zaměřena na přehledné rozdělení ocelí pro použití do betonových konstrukcí, vyjmenování jejich základních standardů a popisu současných trendů ve způsobu výroby svařitelné betonářské výztuže s žebírky. Druhá kapitola se zabývala problematikou vlastního svařování betonářské výztuže, specifiky majícími vliv na kvalitu svarových spojů a řešením založeném na procesním přístupu. Ve druhém díle článku najdete procesní přístup svařování betonářských výztuží, zabývá se požadavky na způsobilost svářečského personálu, kvalifikacemi postupů svařování, výrobními zkouškami svarů a požadavky na způsobilost výrobce pro získání certifikátu způsobilosti dle požadavků ČSN EN ISO 17660.
1.1. Kvalifikace svářečů a operátorů
Pro jednotlivé metody svařování musí mít výrobce k dispozici dostatečný počet kvalifikovaných svářečů. Pro provádění nosných svarových spojů tyčí z betonářské oceli musí mít svářeč jednak výchozí způsobilost ke svařování koutových svarů podle ČSN EN ISO 9606-1, dále doplněnou o dodatečný speciální výcvik svařování betonářských ocelí. Počet zkušebních kusů musí být v souladu s ČSN EN ISO 17660-1, tabulka 3 a musí pokrýt nejkritičtější podmínky svařování ve výrobě (např. rozměry, polohy svařování). Zkušební kusy musí být vyhodnoceny a kladný výsledek musí být potvrzen svářečským dozorem. Svářeč kvalifikovaný ke svařování betonářské oceli zůstává kvalifikován po dobu dvou let v rozsahu své původní kvalifikace. Po této době se svářeč musí rekvalifikovat nebo se kvalifikace může prodloužit. Pro prodloužení kvalifikace svářeče musí být navíc dokumentovány záznamy ze zkoušek výrobních svarů, jejich rozsah je uveden v ČSN EN ISO 17660-1, kap. 12, tab. 7.
Kvalifikace svářečského dozoru: Výrobce svarových spojů z betonářské oceli musí mít k dispozici nejméně jednoho pracovníka svářečského dozoru, který splňuje požadavky ČSN EN ISO 14731 a který má navíc specifické technické znalosti svařování betonářské oceli. Specifické technické znalosti svářečského dozoru mohou být dosaženy prostřednictvím speciálního kursu podle EWF 544-01 nebo absolvováním národních výcvikových programů, příp. Svářečský dozor musí mít technické znalosti v oblasti svařování betonářské oceli a musí mít schopnost správně vyhodnotit vady ve svarových spojích betonářské oceli.
1.2. Kvalifikace postupů svařování
Pro kvalifikaci postupů svařování betonářských ocelí platí zásady, požadavky a kritéria uvedená v ČSN EN ISO 17660-1, kap. 11. Veškeré mechanické zkoušky musí být provedeny podle ČSN EN ISO 15630-1 a 2, přičemž doporučené rozměry zkušebních kusů jsou uvedeny v ČSN EN ISO 17660-1, příloha C. Pro kombinaci dmax / dmin mohou být použity jiné průměry než u zkoušení dmax / dmax a dmin / dmin. Rozsah kvalifikace je dán použitým poměrem průměrů. Platnost kvalifikačních postupů svařování je neomezená, pokud je potvrzena výrobními zkouškami svarů.
1.3. Výrobní zkoušky svarů
Výrobní zkoušky svarů se provádějí z důvodů ujištění se, že za konkrétních výrobních podmínek (v dílně nebo na montáži) lze, podle kvalifikovaného postupu svařování, dosáhnout shodné kvality svarů. Počet zkušebních kusů pro jednotlivé metody svařování a druhy svarových spojů pro výrobní zkoušky svarů je uveden v tabulce 4. Zkušební kusy musí být provedeny každým svářečem a pro každou WPQR. Pokud jsou průměry tyčí rozdílné, provádí se 1 zkouška tahem na každé z tyčí. V případě nepřerušené výroby (využívající téhož kvalifikovaného dílenského postupu svařování) musí být max. doba mezi výrobními zkouškami svarů 3 měsíce. Výsledky výrobních zkoušek svarů musí být zaznamenány do výrobního deníku vedeného na pracovišti, který musí být uchován po dobu nejméně 5 let. Výrobní deník musí být veden zvlášť pro každou metodu svařování. Kromě odkazů na WPQR musí obsahovat výsledky všech výrobních zkoušek a veškeré důležité výrobní údaje.
1.4. Certifikace způsobilosti výrobce
Pro získání certifikátu způsobilosti ke svařování nosných spojů betonářských ocelí musí výrobce prokázat, že jeho systém splňuje min. požadavky ČSN EN ISO 3834-3 a dále výše uvedené specifické požadavky ČSN EN ISO 17660-1. Certifikát je vydáván na základě auditu s platností na dobu max. tří let s pravidelnými ročními dozory. Certifikát lze před vypršením jeho platnosti prodloužit na podkladě recertifikačního auditu o další tři roky. V současné době je v ČR poměrně malá skupina výrobců s uvedenou způsobilostí. V převážné většině se jedná o výrobce, případně montážní firmy, pracující na stavbách většího významu (např. stavbách pod správou Ministerstva dopravy nebo Správy železniční dopravní cesty, apod.). Článek vhodně uvádí a zestručňuje normu a ukazuje na důležitost mít kvalifikaci a dodržovat postupy i při svařování „betonářské výztuže“. Možná by se mělo více zdůraznit, že tyto „nové typy ocelí“ jsou daleko náchylnější na tepelné změny vlivem technologie výroby, nežli byly „staré typy výztuže“ dle ČSN 41 0423 (kromě výztuží zkrucovaných za studena).
tags: #vyztužování #betonu #3 #úrovně #vsb