Beton je nejrozšířenější stavební materiál současnosti. Aby mohl beton plnit svoji funkci, musí nejprve řádně uzrát. Nicméně, v procesu schnutí existuje mnoho proměnných, které mohou výsledek značně ovlivnit.
Tuhnutí vs. Tvrdnutí
U betonových směsí se mluví o tuhnutí a tvrdnutí betonu. Tuhnutí je fyzikální jev vyplývající z růstu krystalů hydratujícího cementu a z kapilárního působení vody (sil Van-der-Waalsových). Oba účinky jsou důsledkem chemických změn. Rychlost tuhnutí je závislá na rychlosti, s jakou tyto změny na počátku nastávají.
Doba Tvrdnutí Betonu
Otázka zní: Jak dlouho tvrdne beton? Odpověď: Beton tvrdne zpravidla několik týdnů, ale dostatečné pevností dosahuje již po několika dnech. Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti. Po týdnu má beton cca 70 % deklarované pevnosti. Stavbaři považují za důležité milníky 7. den (tvrdost cca 65%), 14. den (cca 90%) a 28. den.
Pakliže například řešíte, zda již betonová konstrukce vykazuje nízkou vlhkost a můžete ji tedy začít obkládat, pak vás bude zajímat, jak dlouho schne beton. To nelze jednoznačně určit, záleží totiž na mnoha faktorech - teplota okolí, výměna vzduchu, tloušťka konstrukce atd. Pakliže se stavbou spěcháte, je vhodné vlhkost podkladu změřit na více místech.
Faktory Ovlivňující Dobu Zrání Betonu
Schnutí betonu, neboli zrání betonu, je závislé na několika faktorech. Faktory ovlivňující dobu zrání betonu zahrnují teplotu, vlhkost, složení betonu a použité příměsi.
Čtěte také: Jak dlouho tvrdne beton?
Teplota
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. Ideální teplota pro betonování by je v rozmezí 15 - 25 °C. Při této teplotě dochází k optimálnímu procesu zrání betonu. Čím je teplota vyšší, tím beton rychleji tvrdne. 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. Minimální teplota pro betonování je 5 °C. Teplota by rozhodně neměla klesnout pod bod mrazu.
Vodní Součinitel
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. Mimo to je betonová konstrukce náchylná na tvorbu trhlin vlivem nadměrného smršťování betonu.
Vliv Příměsí a Přísad
Příměsi a přísady v betonu zaujímají maximálně 5 % z celkové směsi. Přísady jsou chemické sloučeniny, které se přidávají během míchání do betonu v množství do 3 % z hmotnosti cementu za účelem modifikace vlastností čerstvého nebo ztvrdlého betonu. 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.
Vlhkost a Ochrana 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.
Složení Betonu
Základními složkami pro výrobu betonu jsou kamenivo, cement a voda. Doplňkovými složkami jsou přísady a příměsi do betonu. Kamenivo zaujímá ve struktuře hutného betonu 75 až 80 % objemu a jeho hlavní funkcí je vytvoření pevné kostry v betonu s minimální mezerovitostí. Proto obsahuje různě veliká zrna, která jsou smíchána ve vhodném poměru tak, aby výsledná směs měla minimální mezerovitost.
Čtěte také: Vše o Asfaltovém Penetračním Laku
Vnější Činitele Ovlivňující Rychlost Nárůstu Pevnosti Betonu
Předchozí příspěvek zjednodušeně sumarizoval jen vnitřní činitele ovlivňující rychlost nárůstu pevnosti betonu. Tyto činitele však nejsou jediné, které ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu; stejně důležité jsou i vnější činitele, zjednodušeně sumarizované v tomto dalším příspěvku. Činitele, které ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu, jsou klimatické podmínky, mezi které patří teplota při výstavbě.
Klimatické podmínky
Největším problémem při betonování v letním období je vysoká teplota vzduchu, která často překračuje 30 °C. V takovýchto podmínkách dochází k rychlému odpařování vody z čerstvého betonu už během jeho dopravy a samozřejmě i po jeho zabudování do bednění/konstrukce. Zvýšení teploty betonu vede též k urychlení chemických reakcí, které způsobují tuhnutí a tvrdnutí betonu a které se souhrnně označují jako hydratace cementu.
Je všeobecně známo, že se snižováním teploty se zpomalují procesy hydratace cementu. K podstatnému zpomalení dochází už při teplotě +5 °C. V důsledku toho se zpomaluje i vývoj pevnosti betonu a prodlužuje se doba k dosažení potřebných pevností. Při záporných teplotách dochází postupně k zamrzání pórové kapaliny čerstvého betonu. Přeměna vody v led je provázena zvětšením jejího objemu přibližně o 9 %. Toto zvětšení objemu může způsobovat vnitřní napětí v betonu. Také proto se v praxi setkáváme s doporučením dodržet minimální teplotu prostředí na úrovni cca 5 °C, a to alespoň do doby, než pevnost betonu nabude min. 3,5 MPa [7], resp. teplota nad 0 °C až do dosažení pevnosti betonu 5,0 MPa [3].
Je zřejmé, že teplotní podmínky ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu v tlaku. Takže při optimální teplotě 20 °C tento beton dosáhne průměrné pevnosti v tlaku (fcm), která je stanovena v tabulce 3.1 v STN EN 1992-1-1: 2007 po 28 dnech.
Technologie zpracování betonu
Dalším činitelem, který ovlivňuje rychlost nárůstu pevnosti betonu, je technologie zpracování betonu. Významným procesem je hlavně zhutňování betonu, které ovlivňuje zvýšení počáteční i konečné pevnosti betonu.
Čtěte také: Doba tvrdnutí betonu: co ji ovlivňuje?
Čerstvý beton je možné zhutňovat staticky (působením tlaku) nebo dynamicky (nárazy, vibrací) nebo kombinací obou způsobů. Nejpoužívanější technologie zhutňování na staveništi jsou: pěchování, ubíjení, vibrování a vakuování. Pěchováním se zhutňují čerstvé betony, které jsou řídké (měkké a tekuté). Ubíjení se používá ke zhutňování hustějších čerstvých betonů, ale je málo účinné. Vibrování je účinný a velmi rozšířený způsob zhutňování.
Tabulka Vlivu Teploty na Tvrdnutí Betonu
| Teplota | Vliv na Tvrdnutí |
|---|---|
| Pod 5 °C | Zpomalení nebo zastavení hydratace, riziko zamrznutí vody |
| 15-25 °C | Optimální rychlost hydratace |
| Nad 25 °C | Zrychlení hydratace, riziko rychlého vysychání a praskání |
Suchý Beton
Suchý beton představuje suchou betonovou směs, do které je přidáno minimum vody. Má sušší „přesýpavou“ konzistenci.
Nejčastější využití je pro betonování podlahy nebo sloupků plotů, osazení obrubníků pro zahradní dlažbu či ohrazení bazénu. Pokud betonujete podlahu, bazén, obrubníky, nebo do země zapouštíte sloupy plotu, budete potřebovat takzvaný suchý beton.
Míchání suchého betonu
Suchý beton si můžete namíchat sami doma, anebo si jej koupit již namíchaný v pytlích. Tuto směs potom stačí vysypat do míchačky a přidat trochu vody dle hledané konsistence. Takto pytlovaná směs je bezpochyby výhodnější z technologického hlediska, je ovšem o něco dražší. Pokud si však budete chtít namíchat beton sami, náklady budou odhadem několikanásobně nižší.
Poměr složek
Neexistuje přesný návod, jak suchý beton namíchat, protože se vždy liší objem vody v písku. Proto není možné stanovit množství vody, které do betonu přidat. Optimální je ovšem uvažovat o poměru 1:4:2, tedy 4 lopaty písku, 2 lopaty štěrku a jednu lopatu cementu. Na toto množství se přidává přibližně 1 až 3 litry vody. Pokud ovšem bude písek vlhký, nebude třeba přidávat žádnou další vodu, příp. Poměr lopat při míchání betonu se odvíjí od použití betonu na stavbě.
Pokud budeme uvažovat poměr složek betonu 1:4:2, tedy jedna lopata cementu, 4 lopaty písku frakce 0/4 mm a 2 lopaty štěrku frakce 4/8 nebo 8/16 mm, bude potřeba na jeden pytel cementu (25 kg) přibližně 5 - 8 litrů vody. Pokud si však betonovou směs mícháte sami, musíte dodržet správný poměr složek betonu. Poměr složek betonu je odvislý od použití betonu. Pokud se jedná o betonovou nosnou konstrukci, beton by měl být kvalitní a na jednu lopatu cementu by měly být maximálně 3 - 4 lopaty štěrku/písku.
Postup míchání v míchačce
- Stiskněte tlačítko Start a nechte míchačku rozběhnout.
- Přidejte čtyři jednotky štěrku.
- Přidejte jednu jednotku cementu.
- Přidávejte postupně vodu, dokud hmota nedosáhne lehce lesklé konzistence.
Jak poznáme dobrý beton?
Měl by se v míchačce převalovat a při vysypání do stavebního kolečka by měl vytvořit kužel. Po uložení by neměl odlučovat vodu.
Důležité faktory při míchání betonu
Teplota: Teploty pro míchání betonu by neměly být ani nízké, ani vysoké. Pokud s betonem pracujete v létě, je nutné beton chránit před přímým sluncem.
Voda: Vodu dávkujte přiměřeně; přebytečná voda snižuje pevnost betonu a jeho životnost. Obzvláště při výrobě vnitřních podkladových betonů a potěrů se vyvarujte předávkování vody. Pro přípravu betonové směsi doporučujeme používat pitnou vodu z vodovodu.
Čas: Zhruba po hodině od namíchání betonu dojde k procesu krystalizace, to znamená, že beton začne tuhnout. Nemá cenu připravovat velké množství betonu s předstihem. Brzy vám začne tuhnout a bude se s ním špatně pracovat.
Konzistence betonu
Odpor proti přetváření, to je vlastně konzistence čerstvého betonu. Ta vyjadřuje sypkost, či naopak tekutost betonu. Konzistence je dělena do několika tříd, a to podle zvolené metody zkoušení.
S větším množstvím vody bude směs kašovitější a základy se tak budou snáze zalévat.
Doba zpracování a tvrdnutí
S ohledem na obsaženou vlhkost je doba zpracování suchého betonu stejná jako u zavlhlých betonů anebo potěrů, což je obvykle 2 - 3 hodiny od namíchání. V závislosti na teplotě a okolním prostředí se obvykle liší doba jeho zpracování.
Beton ztuhne zhruba hodinu od smíchání směsi, poté začíná tvrdnout. Po týdnu dosáhne 70 % své pevnosti. Dostatečná doba vytvrdnutí betonu je zhruba měsíc, takže je potřeba na to při plánování myslet. Výslednou stabilitu konstrukce ovlivňuje i teplota.
Vhodné podmínky pro betonování
Nejvhodnějším počasím pro ukládání betonu jsou dny, kdy se teplota pohybuje mezi 15 a 25 °C a navíc je dostatečně vysoká relativní vlhkost vzduchu. Při vyšších teplotách je už nutné beton co nejrychleji zpracovat. Rychleji totiž tvrdne, neboť dochází k rychlému odpařování vody z jeho povrchu. Tomu se dá zabránit přikrytím betonu PE fólií.
Naopak, jakmile teploty vzduchu klesnou pod 5°C, způsobí to zastavení procesu tvrdnutí betonu. Z betonu se odpaří voda, která se odpařuje i při takto nízkých teplotách a následkem toho dojde k znehodnocení betonu. Běžné druhy betonových směsí používejte nad 5 °C.
tags: #doba #zpracovani #betonu #faktory