V současné době se při realizaci konstrukcí používá jako základní stavební materiál beton. Proto je nutné vědět, jaké činitele ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu, což ovlivňuje i rychlost výstavby.
Co je to beton?
Beton je směs cementu, hrubého kameniva a drobného kameniva, vody, přísad do betonu a příměsí do betonu. V čerstvém stavu je beton dobře zpracovatelný, naopak ztvrdlý beton má vysokou pevnost v tlaku (nikoli však v tahu), je trvanlivý a nehořlavý a lze jej opravit, ale i poměrně dobře recyklovat. Má velmi dobrou schopnost tepelné akumulace.
V moderních konstrukcích se setkáváme nejčastěji s tzv. železobetonem, tj. armovaným betonem. Ten je tvořen betonem vyztuženým ocelovými pruty a sítěmi nebo dráty, tzv. rozptýlenou výztuží.
Složky betonu
- Cement: V betonu působí jako pojivo. Portlandský cement a podobné materiály jsou vyráběny pálením vápence (zdroj vápníku) s jílem nebo s pískem (zdroj křemíku), čímž vzniká tzv. slinek, ke kterému se v procesu mletí přidá sádrovec, který slouží jako regulátor tuhnutí.
- Kamenivo: Je sypký materiál jako např. písek, štěrk, drcený kámen apod. Spolu s vodou a cementem je nezbytnou součástí při výrobě betonu. Dělí se na jemné kamenivo a tvrdé kamenivo.
- Voda: Přidáním vody do směsi pro přípravu betonu to vše začíná! Po přidání vody dochází k chemické reakci, tj. hydrataci cementu a krystalizaci zrn a tím i vytváření pevné vazby v betonu, tj. k jeho tvrdnutí.
- Přísady a příměsi: Použít můžeme také speciální příměsi, které upravují vlastnosti betonové směsi.
Faktory ovlivňující tvrdnutí betonu
Rychlost nárůstu pevnosti betonu závisí na vnitřních (endogenních) a vnějších (exogenních) činitelích. Obecným vnitřním činitelem je receptura betonu (druh a množství cementu a přísad, vodní součinitel). Mezi vnější činitele patří klimatické podmínky a technologie zpracování.
Vnitřní činitele
- Druh cementu: Čím je vyšší pevnostní třída cementu a čím méně obsahuje příměsí, tím rychleji probíhá jeho tvrdnutí a tuhnutí a cement je vhodný např. do konstrukcí s požadavky na krátké odbedňovací lhůty nebo pro zimní betonáže. Naopak cementy nižších tříd s vysokým obsahem příměsí tuhnou a tvrdnou pomaleji a jsou vhodné např. na výrobu masivních konstrukcí, kde hrozí porušení integrity betonu nerovnoměrnou distribucí teploty.
- Vodní součinitel: Rychlost vývinu pevnosti betonu nezávisí jen na vlastnostech cementu a přísad, ale též na vodním součiniteli. Pevnost betonu roste rychleji s nižším vodním součinitelem než u betonu s vyšším vodním součinitelem, přičemž rychlost vývinu pevnosti ovlivňují podmínky ošetřování betonu, především teplota.
- Přísady: 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.
Vnější činitele
- Teplota: Nejvhodnějším počasím pro ukládání betonu jsou dny, kdy se teplota pohybuje mezi 15 a 25 °C a navíc je dostatečně vysoká relativní vlhkost vzduchu. Naopak, jakmile teploty vzduchu klesnou pod 5°C, způsobí to zastavení procesu tvrdnutí betonu.
- Vlhkost: 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.
Doba tvrdnutí suchého betonu
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.
Čtěte také: Tvrdnutí betonu a faktory
Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti.
Betonování v zimě
Zejména práce s betonem je v chladných dnech problematická, protože teplota zásadním způsobem ovlivňuje vlastnosti materiálu. Největším nepřítelem betonování v zimním období jsou samozřejmě nízké teploty. Při nich dochází ke zpomalení hydratace betonu, a tak přestává schnout.
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.
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.
Ošetřování betonu
Beton se v rané fázi tuhnutí musí ošetřovat a chránit především proto, aby se minimalizovalo tzv. vysychání. Nerespektování požadovaných ošetření stran aktuálního počasí může vést k problémům. Tepelný šok způsobený zaléváním povrchu betonu vodou s příliš odlišnou teplotou nebo Zákryt betonu suchou geotextílií nebo jiným nasákavým materiálem jsou také nežádoucí.
Čtěte také: Proces schnutí betonu
Míchání betonu
Vždy je výhodnější na míchání betonu použít míchačku. Při míchání betonu dávejte do stavební míchačky vždy jako první vodu, následně 3-4 lopaty kameniva a po promísení přidávejte postupně celou vypočítanou dávku cementu. Po zamísení cementu postupně přidávejte štěrk, dokud nebude mít beton požadovanou konzistenci. Míchejte přibližně 3 - 5 minut.
Vodu dávkujte přiměřeně; přebytečná voda snižuje pevnost betonu a jeho životnost. Vezměte v úvahu, že v kamenivu je běžně obsaženo asi 5 - 15 % vlhkosti. Obzvláště při výrobě vnitřních podkladových betonů a potěrů se vyvarujte předávkování vody. Měl by se v míchačce převalovat a při vysypání do stavebního kolečka by měl vytvořit kužel. Po uložení by neměl odlučovat vodu.
Tabulka 1: Třídy cementu a jejich 28denní pevnosti v tlaku
| Třída cementu | Pevnost v tlaku (MPa) |
|---|---|
| 32,5 | 32,5 - 52,5 |
| 42,5 | 42,5 - 62,5 |
| 52,5 | 52,5 a více |
Čtěte také: Jak dlouho chránit beton?
tags: #jak #dlouho #trvá #tvrdnutí #suchého #betonu