Betony patří ve stavebnictví mezi nejpoužívanější a nejrozšířenější stavební materiály. Jejich historie sahá až do starověkého Říma. Směs, která se skládala z vápna, vody, písku a vulkanického popela, byla použita už při stavbě Pantheonu i Kolosea, které stojí dodnes.
Co je Cement?
Cement je hydraulické pojivo. Jedná se o jemně mletý anorganický materiál, který po smíchání s vodou vytváří kaši, která v důsledku chemické hydraulické reakce tuhne a tvrdne.
Výroba cementu se provádí v cementárnách v pecích. Rozděluje se na mokrý či suchý postup, kdy vstupní složky jsou buď v suchém stavu, nebo ve vlhké kašovité formě. Vstupními složkami je vápenec a jíl, někdy křída a břidlice. Následný postup je prakticky stejný, jen se liší teplotami.
V peci se nejdříve směs předehřeje a vyloučí se z ní voda. Následně se zvýší teplota, díky které se vylučuje uhlík. Bohužel to znamená, že cementárny patří k největším znečišťovatelům ovzduší. Následně se teplota zvedá až ke 1450 °C. To se jednotlivé částice spékají a vznikají hroudy takzvaného slínku. Ten se následně vychlazuje a mele na prášek.
Název cement má historický původ ve starém Římě, kde se budovala zdiva z lomového kamene a páleného vápna vyrobeného z vápenců, obsahujících jílové proplástky. Význam obsahu jílu na hydraulické vlastnosti byl objeven v 18. a 19. století (J. Smeaton, L. J. Vicat, J. F. Zásadní postup zavedl J. Aspdin 1824 vypalováním umělé směsi vápence a jílu, ne však až do slinutí. Šlo tedy vlastně o pojivo podobné románským cementům.
Čtěte také: Použití bílého cementu v praxi
Zvýšení množství cementu zlepšuje pevnosti, vodotěsnost, přídržnost a zlepšuje odolnost výztuže proti korozi, i modul pružnosti, ovšem za cenu zvýšení smrštění (možnost trhlinek) a vývoje zvýšeného hydratačního tepla. Převýší-li množství cementu potřebu, klesá pevnost („nakypření”), vzniklá napětí způsobují trhlinky.
Druhy Cementu
- Portlandský cement (CEM I): Jde o nejpoužívanější cement pro výrobu malty a betonu a jeho výroba probíhá vyloženě v cementárenských pecích. Někdy se přidávají železité rudy, bauxit apod. Také se přidávají v některých verzích plastifikátory, které zpomalují tuhnutí, a tedy prodlužují zpracovatelnost, což je potřeba například u omítkových směsí apod.
- Portlandský směsný cement (CEM II): Do tohoto typu se přidávají různé příměsi, jako například struska, popílek, vápenec.
- Vysokopecní cement (CEM III): Má větší podíl vysokopecní strusky, díky čemuž se snižuje hydratační teplo, prodlužuje se doba nárůstu pevnosti a zvyšuje se odolnost vůči agresivním prostředím.
- Pucolánový cement (CEM IV): Jde o cement s příměsí pucolánu, což je jemný písečný sopečný popel. Pucolánový cement je vhodný do mokrého prostředí, především pak do agresivní mořské vody. U nás se nevyrábí.
Často si také můžete koupit směsi betonu, které využívají nejlevnější směsný cement (CEM IV), využívající velké množství přísad. Tento cement nezaručuje vysokou pevnost, ale je levný, takže se hodí do nezatěžovaných konstrukcí.
Takzvanou vaznost cementu po 28 dnech definuje poslední číslo v označení na pytli - může být 32,5 MPa, 42,5 MPa nebo 52,5 MPa.
Co je Beton?
Beton je umělé stavivo složené z cementu, hrubého a jemného kameniva a vody. Své vlastnosti získává hydratací cementu. Jde o proces, při kterém reaguje cement s vodou a vytváří pevnou strukturu. Tento proces je klíčový pro získání pevnosti a trvanlivosti betonu.
Beton může obsahovat také přísady a příměsi, které zlepšují jeho vlastnosti, jako jsou například odolnost vůči mrazu, rychlost tvrdnutí nebo zpracovatelnost.
Čtěte také: Bílý cement: Přehled
Evropská norma EN 206-1+A2 klasifikuje beton podle různých kritérií, mezi které patří např. pevnost v tlaku. Jednotlivé výrobky jsou pak označovány kombinací písmene C (zkratka anglického slova Concrete) a číslic.
Pro názornou ukázku: Baumit Beton B 30 je označen C 25/30, číslice 25 je pevnost v tlaku (MPa) měřená na válci a 30 je hodnota pevnosti měřená na krychli.
Rozdíl mezi Betonem a Potěrem
Mezi veřejností jsou často zaměňovány pojmy beton a potěr. Kromě skutečnosti, že se vlastnosti betonů a potěrů ověřují jiným způsobem, liší se hlavně oblastí použití. Zatímco beton je určený pro staticky namáhané konstrukce, potěry tvoří spádové, vyrovnávací a roznášecí vrstvy podlah. Zda se jedná o potěr, nebo beton, poznáte snadno na obalu výrobku, kde je uvedena u potěrů evropská norma EN 13813 a zatřídění např. CT-C30-F5. U betonů je uvedena norma EN 206-1+A2 a zatřídění např. C 25/30. A hlavně: všechny betony Baumit mají na pytli napsáno Beton, zatímco potěry Alpha nebo Solido.
Rozdíl mezi Potěrem a Mazaninou
Betonový potěr, někdy označovaný také za cementový potěr, a betonová mazanina je označení pro dvě směsi, které jsou svým složením stejné. Rozdíl je jen v tloušťce jejich uložení - potěr je vrstva do 50 mm, mazanina pak označuje podlahovou roznášecí vrstvu o tloušťce větší než 50 mm. Jemný betonový potěr může kromě roznášecí funkce plnit i úkol vyrovnání podkladu pod podlahovou krytinu.
Výroba Betonu
Výroba betonu, smíchání jeho složek, vypadá na první pohled jednoduše. Aby však bylo dosaženo požadované kvality betonu, musí být přesně kalkulován poměr dávkování jeho jednotlivých složek, tzv. receptura. Jen tak lze docílit stanovené pevnosti betonu, obsahu vzduchu v betonu, jeho odolnosti proti průsaku vody, proti mrazu a různým chemickým látkám. Každá receptura přitom musí být ověřena a experimentálně v laboratoři a za provozu na betonárně.
Čtěte také: Portlandský cement – co to je?
Míchání Betonové Směsi
Jednotlivé frakce kameniva (písek, štěrkopísek, štěrk), cement a příměsi jsou naváženy do míchacího jádra. Současně je do míchacího jádra nadávkována voda a přísady. Poté, co je záměs po stanoveném čase v míchacím jádře dostatečně promíchána, se míchací jádro otevře a čerstvý beton padá do autodomíchávače.
Doprava Betonu na Stavbu
Doprava betonu na staveniště podléhá přesným pravidlům. Při tvorbě receptur se přihlíží k dopravní vzdálenosti a celkové délce dopravy. Obecně platným pravidlem je, že doba mezi počátkem míchacího procesu na betonárně a uložením betonu na stavbě by neměla přesáhnout 60 min. V opačném případě dochází k podstatnému zhoršení kvality betonu. Tato doba je závislá na druhu použitého cementu a lze ji prodlužovat přidáním přísad.
Ukládání Betonu
Beton je na staveništi ukládán do připraveného bednění buď přímo z autodomíchávače nebo je v případě ztíženého přístupu čerpán pomocí autočerpadla. V bednění se beton musí důkladně zhutnit a pak nechat zatvrdnout.
Ošetřování Betonu
V prvních dnech se beton musí chránit před povětrnostními a jinými vlivy, především před nadměrným oteplením a ochlazením, před mrazem, vysušením, otřesy atd. K ochraně betonu používáme různé fólie a izolační materiály a chemické nátěry.
Výběr Správného Cementu
Pokud jste se dočetli až sem, tak už rozumíte normovaným označením cementů a umíte vybrat ten správný. Rozhodovat by vždy měla povaha stavby a roční období. U dražších speciálních betonů se nenechte odradit vyšší cenou.
Označení Cementu
Při nákupu cementu se setkáte s různými typy, cenovými kategoriemi a složeními. Každý druh cementu má totiž jiné vlastnosti a hodí se na jinou příležitost.
- K - slínek
- S - vysokopecní struska
- D - křemičitý úlet
- P - přírodní pucolány
- V - křemičité popílky
- W - vápenaté popílky
- T - kalcinovaná břidlice
- L - vápence (LL je kvalitnější varianta)
Pozice 32,5 označuje tvrdost v MPa, na kterou cement vytuhne po 28 dnech.
- N: normální
- R: rychlá
- L: pomalá
Příklad: CEM II/B-S 32,5 N
V tomto případě půjde o portlandský cement, s obsahem příměsi 21-35 % vysokopecní strusky. Cement po 28 dnech vytvrdne na hodnotu 32,5 MPa.
Vliv Druhu Mletí na Vlastnosti Portlandského Cementu
Jedním z klíčových kroků ve výrobním procesu cementu je mletí. Tradiční mletí v trojkomorovém mlýně je časově a energeticky náročné.
Příspěvek je věnován alternativnímu způsobu mletí, kterým je vysokorychlostní mletí s cílem redukce mlecího času a energie. Výsledky ukazují, že se zkrácenou dobou mletí, potřebnou k dosažení stejného měrného povrchu, dochází k snížení spotřeby elektrické energie. Efekt mechanochemické aktivace má malý vliv na hydrataci cementu.
Důležité je správné plnění mlecími tělesy a surovinou. Dále se používají mlýny oběhové, ve kterých se mele na uzavřený okruh a výmel je tříděn ve větrném třídiči a nedomleté částice se vracejí zpět do mlýna, kde se dále melou. Oběh meliva je obstaráván mechanicky nebo pneumaticky.
Na 1 tunu cementu je potřeba 20-30 kWh. Pro snížení spotřeby energie se do cementu přidávají aktivátory mletí. Tyto látky spoří energii až o 35 %.
Nejvhodnější velikost částic je 5-35 μm. S rostoucí jemností meliva se zvyšuje množství spotřebované energie a výkon mlýna značně klesá.
Z výsledků provedených zkoušek plyne, že použitím dezintegrátoru lze vyrobit cement, který má stejné vlastnosti jako komerčně vyráběný. Předpokladem perspektivního využití je výroba směsných cementů. Použití této metody je však potřeba hlouběji prozkoumat.
tags: #cement #beton #rozdíl #vlastnosti