Aby mohl beton plnit svoji funkci, musí nejprve řádně uzrát. Schnutí betonu, neboli zrání betonu, je závislé na několika faktorech. Nicméně, v procesu schnutí existuje mnoho proměnných, které mohou výsledek značně ovlivnit.
Co ovlivňuje dobu zrání betonu a kdy lze pokračovat se stavbou?
Stavíte, tlačí vás čas, máte vybetonováno a nevíte, zda již můžete začít s dalšími stavebními pracemi. Otázka zní: Jak dlouho tvrdne beton? Odpověď: Beton tvrdne zpravidla několik týdnů, ale dostatečné pevnosti dosahuje již po několika dnech. Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti. Při betonování podlah nebo základové desky však není třeba čekat tak dlouho. Po cca 2-3 dnech totiž beton dosáhne přibližně 70% pevnosti.
Dobu tvrdnutí významně ovlivňuje:
- Teplota
- Vodní součinitel betonu
- Přísady a příměsi
Tuhnutí vs. tvrdnutí betonu
Tuhnutí a tvrdnutí jsou z hlediska vlastností čerstvé betonové směsi a betonu zcela odlišné pojmy, což může někoho mást. Jsou dokonce odlišné i z hlediska fyzikálně chemických procesů, které probíhají v různých fázích hydratace minerálů v cementových zrnech. Tuhne vždy a jen pouze čerstvá betonová směs a při tvrdnutí se jedná o pevnost již ztuhlého betonu.
Pokud se podíváme na tuhnutí betonu, tak se jedná o chemický proces, při kterém směs vody a cementu tvoří cementovou kaši, která ve finále tuhne na pevnou hmotu. Je ale pravdou, že většina urychlujících přísad tak spojuje oba dva účinky.
Čtěte také: Jak dlouho tvrdne beton?
Regulace doby tuhnutí
Doba tuhnutí se reguluje již při samotné výrobě a mletí cementu a to přidáním sádrovce, maximálně 5 % hmotnosti cementu. Je to z toho důvodu, že je nutné počátek tuhnutí oddálit kvůli zajištění potřebné doby na výrobu betonové směsi, ale také se musí počítat s dopravou, uložením a nakonec i zpracováním. Z čerstvého betonu se poměrně rychle odpařuje voda a tento proces opět začíná již v době jeho míchání, v podstatě se dá říci, že ve stejný okamžik, kdy začíná proces tuhnutí. Udržení dostatečného obsahu vody v betonu rozhoduje o udržení požadované doby zpracovatelnosti v uvedené třídě. Je to rovněž hodně závislé na konkrétních podmínkách, teplotě prostředí a betonu.
Faktory ovlivňující tvrdnutí betonu
Tvrdnutí betonu je závislé na krystalizaci cementového pojiva a tento proces začíná již hodinu po namíchání směsi. Samotné tvrdnutí nejde přerušit, jelikož se jedná o proces.
Vliv teploty na tuhnutí betonu
Ideální teplota pro schnutí betonu se pohybuje v rozmezí 15-25 °C. Vyšší teploty schnutí urychlují, stoupá ale i riziko popraskání. Nízké teploty pod 5 °C naopak způsobí zamrzání vody, zastavení procesu hydratace, a tím i kompletní znehodnocení betonované plochy. Celkovou tvrdost betonu dosáhnete při teplotě +15 až +25 °C okolo 28 dnů, pokud je teplota nižší, prodlouží se doba tvrdnutí. Teplota by rozhodně neměla klesnout pod bod mrazu. Čím je teplota nižší, tím je zrání betonu delší. Nikdy by nemělo dojít k zamrznutí vody v krystalech betonu, zvláště pokud chcete betonovat v chladnějších měsících.
Dobu tvrdnutí betonu ovlivňuje výše zmíněná teplota okolního prostředí, ale také jiné povětrnostní podmínky, jako je intenzita větru a slunečního záření, které se podílí na rychlosti odpařování vody z konstrukce. To je však v mnohých případech nežádoucí a betonovou konstrukci je třeba před slunečním zářením chránit přikrytím plachtou či kartonem. Vhodné je také konstrukce ošetřovat vodou, aby nedocházelo k nadměrnému vysychání betonu. Hodnota vývinu hydratačního tepla je vlastností cementu, která přímo úměrně ovlivňuje nárůst počáteční pevnosti směsi.
Vodní součinitel betonu
Vodní součinitel betonu jednoduše říká, kolik vody směs obsahuje v poměru ke své hmotnosti. Čím vyšší vodní součinitel je, tím více vody směs obsahuje a tím déle bude beton tuhnout a schnout. Dobu tvrdnutí významně ovlivňuje vodní součinitel betonu. Mimo to je betonová konstrukce náchylná na tvorbu trhlin vlivem nadměrného smršťování betonu.
Čtěte také: Vše o Asfaltovém Penetračním Laku
Přísady a příměsi v betonu
Příměsi a přísady v betonu zaujímají maximálně 5 % z celkové směsi. Některé z nich, především chloridy a dusičnany, mohou proces zrání značně urychlit. Především se jedná o chlorid vápenatý, který zkracuje čas tuhnutí, což má výsledný vliv na celkové tvrdnutí betonu. Jeho nevýhodou však je korozívní účinek na ocelové výztuže. Použít můžeme také přísady neobsahující chloridy.
Betonování v zimním období
Největším nepřítelem betonování v zimním období jsou samozřejmě nízké teploty. Při nich dochází ke zpomalení hydratace betonu, a tak přestává schnout. Technologický proces betonování je pevně zakotven v normách, konkrétně např. v ČSN 73 2400. Podle ní nesmí teplota povrchu betonu klesnout pod 5 °C po dobu nejméně 72 hodin. To ale nutně neznamená, že se při nižších teplotách nedá pracovat s betonem.
Betonování je možné i při venkovních teplotách pod 5 °C. Je však nutné přijmout speciální opatření, která přinesou zajištění požadované teploty při jeho výrobě i tuhnutí a tvrdnutí. I betonárny jsou na betonování v zimě technologicky vybavené. Při výrobě a dopravě betonu používají nejen teplou vodu, ale často i ohřáté kamenivo. Když je potřeba spustit hydratační procesy betonu při nižších teplotách, používají se betony s větším vývinem hydratačního tepla. Řešením je využití cementů s vyšším obsahem slínku. Vhodný je portlandský cement typu CEM I nebo směsný portlandský cement typu CEM II. Pro zlepšení hydratačních procesů lze do betonové směsi přidat přísady, které snižují množství záměsové vody a díky tomu urychlují tuhnutí a tvrdnutí betonu. Pro betonování v zimě se pak používají i speciální zimní přísady do betonáže.
Opatření pro zajištění teploty betonu v zimě
Při betonování v zimě vás čeká obtížný úkol - musíte zajistit, aby po dobu 2 až 3 dnů neklesla teplota tuhnoucího betonu pod 5 °C. Po této době (resp. ve chvíli, kdy bude pevnost betonu nad 4 MPa) se beton stane mrazuvzdorným. V některých případech se přistupuje i k aktivní ochraně foukáním horkého vzduchu pod zaplachtovanou konstrukci či zapnutím elektrického ohřevu umístěného v bednění. Vývoj stavebních materiálů jde stále kupředu. Díky tomu je možné betonovat až do venkovních teplot -10 °C.
Náklady na betonování v zimě
Rozhodnete-li se pro realizaci základové desky v zimním období, musíte počítat s vyššími náklady. Mnohé betonárny navyšují v období od listopadu do března cenu betonu o 5 až 10 % kvůli potřebným zimním opatřením. Betonování při teplotě pod 5 °C se prodraží kvůli nutnému použití betonu vyšší pevnostní třídy nebo přidávání zimních přísad. A budete-li chtít betonovat při teplotách -5 až -10 °C, prodraží se realizace až o desítky procent. V takovém případě musí totiž betonárna výrazně upravit recepturu betonu a přidat do něj superplastifikátory, které výrazně urychlí tuhnutí.
Čtěte také: Doba tvrdnutí betonu: co ji ovlivňuje?
Pokud se beton nechá zmrznout, dojde k jeho zničení. I v případě, že teploty neklesnou pod bod mrazu, beton bude tvrdnout mnohem pomaleji než za standardních podmínek. Při teplotách vzduchu pod -10°C nedoporučujeme provádět ukládání betonových směsí. Čerpání betonových směsí je možno do -5°C.
V souladu s požadavky platné normy ČSN EN 206-1 změna Z3 kapitola 5.2.8. nesmí být teplota čerstvého betonu v době jeho dodávání menší než +5 °C. Pokud se požaduje jiná minimální teplota betonu nebo se požaduje maximální teplota, pak musí být uvedena s dovolenými odchylkami. Po uložení betonu do konstrukce je nutné jej chránit vhodnými opatřeními tak, že teplota povrchu betonu neklesne pod + 5 °C dokud beton nedosáhne pevnosti, při které může odolávat mrazu bez poškození.
Ochrana betonu po uložení
Na čerstvý beton uložený do konstrukce působí negativně vlivy prostředí, jakými jsou sluneční svit, vítr, déšť, často i mráz. Především je třeba zabránit vysoušení povrchu betonu, např. vlivem vysokých teplot nebo větru, dále vyplavování cementu z povrchu betonu při silném dešti a promrznutí konstrukce při teplotách nižších než 0 °C.
Vysoušení betonu lze snadno bránit zakrytím fólií, obdobnou jakou přikrýváme nábytek před malováním. Na okrajích ji doporučujeme zatížit, aby pod ni nefoukalo. Další možností je vodní mlžení nebo vlhčení přes geotextílii, což používají především realizační firmy. Bránit promrznutí betonu lze několika způsoby, na straně výrobce například ohřevem záměsové vody, kameniva a použitím betonů s vyšším vývinem hydratačního tepla, na stavbě pak zakrytím konstrukce nebo zaplachtováním části konstrukce a foukáním horkého vzduchu pod plachty. Využít lze i elektroohřev betonu uloženého v bednění. Volba konkrétního způsobu závisí na konkrétní teplotě (mrazu), intenzitě větru, deště nebo sněžení a na tvaru a objemu betonované konstrukce.
Pro betony konstrukční (základy, opěry, překlady, nosníky, sloupy apod.) je dle náročnosti konstrukce počítat s ošetřováním po dobu několika dní i týdnů. Běžná doba ošetřování je přibližně jeden týden, což platí zejména pro jarní a podzimní měsíce. V zimním období, především u stropních desek, se beton ošetřuje až několikanásobně déle.
Pozední věnec
Pozední věnec je železobetonový stavební prvek, který chrání celou konstrukci před vodorovnými posuny. Vyztužuje dům vůči vodorovně posuvným vlivům (např. zemětřesení). S pozedním věncem se proto nejčastěji setkáte nejen u nosného zdiva každého podlaží objektu, ale také například u opěrných zídek. Správné navržení a položení pozedních věnců vyžaduje podrobnou znalost stavebních plánů a velké množství statických výpočtů.
Správné navržení statiky stavby je nejdůležitější částí projektové dokumentace. Pozední věnec je pak jedním z prvků, který konstrukci chrání před vodorovným namáháním. Aby byl tento typ vyztužení účinný, je třeba zvolit správný beton, ocel a instalaci. U betonu je vhodné zvolit třídu C 20/25 S1, či C 20/25 S3. Po vylití se beton hutní ponornými vibrátory. Ocel zajistí konstrukci pevnost v tahu. Vkládání oceli do betonové směsi se jinak nazývá armování. Obecně platí, že železobeton je tím trvanlivější, čím lépe jsou pruty chráněny proti korozi.
Šalování pozedního věnce lze provést z OSB desek či dřevěných prken, využít však lze i věncovky. Věncový trám musí plynule sahat od jednoho rohu domu k druhému a měl by tvořit v rámci jednoho podlaží jeden celek (v případě větších staveb s dilatačními spárami). Pozední věnec se šaluje z OSB desek či dřevěných prken tl. 24 mm. Systémové řešení nabízí keramické či plynosilikátové věncovky dostupné v několika velikostních provedeních. Šalování věnce musí být dobře zajištěno proti posunu řádným provázáním, zapřením či ukotvením do stěny.
V místě železobetonového věnce byla zajištěna dodatečná tepelná izolace. Bez ní by totiž z pozedního věnce unikalo velké množství tepla skrze tepelný most.
Doba tuhnutí betonu ve věnci - konkrétní příklad
Mám montovaný RD (dřevotřískové panely, postaveno 1977, suterén a boční/štítové stěny jsou vyzděné, je to řadová výstavba). Kdysi tatík prodloužil polovinu zadní strany domu cca o 1m (odstranil dřevotřískové panely a vyzdil novou zeď). Ta druhá polovina stěny je tedy uskočená dozadu o 1m a je původní-dřevotřískové konstrukce. Obě tyto chci odstranit a na místě té vyzděné postavit úplně novou ale po celé šířce domu tj. cca 7m (Porfix 500x250x250). Problém je v tom, že ta druhá polovina nové stěny bude stát mimo obvodovou/nosnou zeď v suterénu, bude tedy stát na stropě/podlaze (hursisky+10cm betonu, délka této stěny na stropě - 3,4m). V této stěně budou fr.dveře 2,6x2,1 (šxv). Statik to vyřešil věncem/překladem nad stavebním otvorem z U profilu Porfix 500x250x250, armovací koš a beton C20/25 v otvoru 175x140 (vxš) a to od jedné boční do druhé boční zdi (7m), kdy ten překlad/věnec bude postaven/ležet na jedné polovině nové zdi a na té druhé polovině bude "ve vzduchu" končit v boční/štítové zdi.
Statik mi to vypočítal, ale jak dlouho mám čekat - nechat tvrdnout beton ve věnci, než budu moci na něm pokračovat ve vyzdívce, to mi neřekl. Mám beton vlhčit - když bude v těch U profilech, ty také budou do sebe vsakovat vlhkost - nevím, prosím, poraďte mi.
Dodatek - nad věncem budou ještě po celé šíři zdi dvě řady 500x250x250 a na nich další tři řady 500x250x200. Na poslední řadě bude stát nějaký posuvný zasklívací systém 7x1,8m (šxv). Jinak nic dalšího tato nová zeď neponese.
Vzhledem k tomu, že se jedná o nosnou konstrukci a na věnec budou navazovat další řady zdiva a zasklívací systém, je vhodné počkat, až beton dosáhne dostatečné pevnosti. I když beton dosahuje cca 70% pevnosti již po 2-3 dnech, pro plné zatížení, které věnec ponese, je ideální počkat alespoň 7 dní. Po týdnu má beton cca 70 % deklarované pevnosti. Pokud máte možnost, nechte beton zrát delší dobu, ideálně plných 28 dní pro dosažení 100% pevnosti. Vlhčení betonu v U profilech je velmi důležité pro správné zrání, aby nedošlo k příliš rychlému vysychání, což by mohlo vést k popraskání. U profily sice budou absorbovat část vlhkosti, ale externí vlhčení je stále nutné. Zakrytí fólií a pravidelné vlhčení (např. vodní mlhou) je vhodné.
Specializované přísady pro urychlení tuhnutí
SikaRapid® C-100 je speciálně určen pro všechny aplikace, kde je vyžadováno rychlé dosažení počátečních pevností nebo kde je rozhodující dosáhnout vysokých počátečních pevností během prvních pár hodin. SikaRapid® C-100 musí být skladován v originálních, neotevřených a nepoškozených obalech, v suchu a za teplot +5 °C až +30 °C. SikaRapid® C-100 se přidává do záměsové vody nebo lze přidat přímo do míchacích zařízení. SikaRapid® C-100 lze přidat i do domíchávače přímo na stavbě.
| Faktor | Vliv na dobu tuhnutí betonu | Optimální podmínky / Doporučení |
|---|---|---|
| Teplota |
|
|
| Vodní součinitel betonu |
|
|
| Přísady a příměsi |
|
|
| Vlhkost prostředí |
|
|
Doba zrání betonu závisí na mnoha faktorech, nicméně doba, kdy beton dosáhne předepsané pevnosti, je 28 dnů. Zatížit jej však (alespoň částečně) lze již po pár dnech.
tags: #doba #tuhnuti #betonu #ve #venci