Stavíte a tlačí vás čas? Zejména práce s betonem je v chladných dnech problematická, protože teplota zásadním způsobem ovlivňuje vlastnosti materiálu. Betonování je však možné i při venkovních teplotách pod 5 °C, pokud se dodrží specifická opatření.
Co ovlivňuje dobu zrání betonu a kdy lze pokračovat se stavbou?
Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti. Při betonování podlah nebo základové desky však není třeba čekat tak dlouho. Beton dosahuje dostatečné pevnosti již po několika dnech. Doba tvrdnutí je významně ovlivněna vodním součinitelem betonu; čím více je v betonu vody, tím déle tvrdne. Mimo to je betonová konstrukce náchylná na tvorbu trhlin vlivem nadměrného smršťování betonu.
Ideální teplota pro betonování je v rozmezí 15-25 °C. Při této teplotě dochází k optimálnímu procesu zrání betonu. Čím je teplota vyšší, tím beton rychleji tvrdne. Minimální teplota pro betonování je 5 °C. Teplota by rozhodně neměla klesnout pod bod mrazu.
Dobu tvrdnutí betonu ovlivňuje 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.
Tuhnutí vs. Tvrdnutí betonu
U betonových směsí se mluví o tuhnutí a tvrdnutí betonu. Urychlení tuhnutí a tvrdnutí jsou z hlediska vlastností čerstvé betonové směsi a betonu dva naprosto odlišné pojmy, které je třeba rozlišovat. Tuhne vždy čerstvá betonová směs; při tvrdnutí se jedná o nárůst pevností již ztuhlého betonu.
Čtěte také: Složení betonu
Proč urychlovat tuhnutí betonu?
Urychlení tuhnutí a tvrdnutí betonu je ve stavební praxi velmi důležitým a žádaným zásahem při zhotovování betonových prvků a konstrukcí. Důvody pro urychlení jsou:
- Prefabrikace: Urychlení oběhu forem při betonážích monolitických železobetonových konstrukcí.
- Nízké venkovní teploty: Zkrácení doby pro odbedňování.
- Speciální činnosti: Torkretace, odstraňování následků havárií, kotvení velkých prvků, opravy konstrukcí za provozu.
- Betonáže za mrazu: Urychlený vývin hydratačního tepla a snížení teploty bodu tání ledu.
Faktory ovlivňující účinnost urychlujících přísad
- Dávka přísady: Obecně platí přímá úměrnost mezi dávkou a účinkem, ale vyšší dávky mohou tuhnutí příliš urychlit nebo zabrzdit.
- Druh cementu: Urychlovače ovlivňují hydrataci v počátečních fázích, kdy do reakcí vstupuje především trikalciumaluminát. Cementy s vyšším obsahem strusky mají nižší podíl tohoto minerálu.
- Druh a dávka dalších přísad: Např. plastifikační přísady ovlivňují zpracovatelnost a nepřímo vodní součinitel, který má vliv na pevnosti.
- Teplota: Teplota čerstvé betonové směsi a okolí ovlivňují rychlost hydratačních reakcí.
Druhy přísad urychlujících tuhnutí a tvrdnutí
Přísady se dělí podle chemického složení:
- Na bázi chloridu vápenatého (CaCl2): Účinné, ale korozivní pro ocelovou výztuž.
- Na bázi thiokyanatanu sodného (NaSCN) nebo vápenatého (Ca(SCN)2): Výrazně urychlují tvrdnutí, ale korozivní.
- Na bázi dusičnanu vápenatého (Ca(NO3)2): Nekorozivní, vhodné pro železobetonové prvky.
- Obsahující hydroxidy nebo uhličitany alkalických kovů: Zkracují počátek a dobu tuhnutí.
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. Pro rychlou montáž a ukotvení prvků drobné architektury bez zvláštních statických nároků můžete použít rychletuhnoucí beton.
Řešením je také využití cementů s vyšším obsahem slínku. Vhodný je portlandský cement typu CEM I nebo směsný portlandský cement typu CEM II. Doporučuje se také používat cementy, které mají rychlý náběh počátečních pevností.
Betonování v zimě a kolem nuly
Největším nepřítelem betonování v zimním období jsou nízké teploty. Při nich dochází ke zpomalení hydratace betonu, a tak přestává schnout. Podle normy ČSN 73 2400 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.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Pokud se chystáte pustit do betonování a teploměr ukazuje každým dnem nižší teplotu, sledujte dlouhodobou předpověď - důležitá je hranice 5 °C. Pokud bude venkovní teplota několik dní po sobě (během dne i noci) tuto hranici přesahovat, máte jistotu, že požadavky na minimální teplotu betonové směsi splníte.
Betonování je možné i při venkovních teplotách pod 5 °C. Je však nutné přijmout speciální opatření, která zajistí požadovanou teplotu 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. Doporučuje se také používat cementy, které mají rychlý náběh počátečních pevností.
Při betonování v zimě 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. Jak toho dosáhnout? V některých případech se přistupuje i k aktivní ochraně foukáním horkého vzduchu pod zaplachtovanou konstrukci či zapnutím elektrického ohřevu umístěného v bednění.
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: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
Vývoj stavebních materiálů jde stále kupředu. Díky tomu je možné betonovat až do venkovních teplot -10 °C. Realizace je však podstatně náročnější a dražší. Pokud nespěcháte, s betonováním raději počkejte na teplejší dny.
Složení a správné zpracování betonu
Beton se vyrábí z cementu, písku, kameniva a vody. Hlavní složkou všech cementů je jemně mletý křemičitanový nebo hlinitanový slínek; podle složení a způsobu zpracování se cementy dělí na portlandské, struskoportlandské a speciální. Udržujeme je v uzavřených obalech; cement by neměl být zvětralý.
Písek, který tvoří nejobjemnější složku betonů, musí mít předepsanou frakci (velikost zrn písku) i složení. Nesmí obsahovat hlinité (jílové) příměsi a organické zbytky. Hrubším kamenivem (štěrkopísek, štěrkodrť) nebo jinými složkami (keramzit, liapor, perlit, agroporit) se může doplňovat jen do určitého poměru. Voda používaná do betonu musí být čistá, bez chemických přísad a bez škodlivých příměsí, které by mohly nepříznivě ovlivnit hydrataci cementu (nejčastěji používáme vodu pitnou). U užitkové vody bychom měli ověřit, zda neobsahuje nežádoucí příměsi a zda nemá pH menší než 5. Záměsová voda by měla mít teplotu v rozmezí 20-25 °C (za chladného počasí použijeme vodu ohřátou na max. 50 °C).
Poměr jednotlivých složek
Kvalita betonu je závislá nejen na kvalitě jednotlivých složek ale i na jejich optimálním poměru. Zpravidla se vyrábí ze dvou frakcí kameniva, a to z písku a z hrubého kameniva. Běžné dávkování písku a kamení je 1,2 až 1,3 m3 na 1 m3 hotového betonu (1 m3 hotového betonu představuje 1,14 až 1,31 m3 nezhutněné směsi). Podle jednoduché poučky se beton dávkuje následovně: 1 díl cementu, 2 díly písku, 4 díly štěrku a 0,75 dílu záměsové vody.
Zvýšení množství cementu je kontraproduktivní; příliš „mastný“ beton má sklon praskat a jeho pevnost se snižuje. Jednotlivé složky se mají - nejlépe v míchačce - dokonale smíchat nejprve nasucho. Při ručním míchání ji zvlhčujeme vodou z konve a snažíme se směs „neutopit“. Jestliže má optimální hustotu, měla by zhruba půl hodiny po namíchání začít tuhnout. Znamená to, že bednění („šalování“) musíme mít již hotovo, ne je dokončovat až po namíchání betonu.
Zásady betonování
- Beton se do připraveného bednění nebo do výkopů ukládá v husté konzistenci - tedy není správné doslova nalévat na místo určení. V tomto případě má nízkou pevnost, protože nadbytečná voda v něm vytváří nežádoucí dutiny.
- Beton se musí průběžně zhutňovat (na stavbách se používají pneumatické vibrátory, u svépomocných staveb postačí dřevěná kulatina nasazená na vhodnou tyč).
- Tuhnutí betonu by mělo probíhat pomalu. Jestliže betonujeme za teplého počasí (nad 25 °C), musíme po zavadnutí směsi povrch betonu kropit nejméně třikrát denně po dobu jednoho až dvou týdnů, poté jednou denně. Na ochranu před deštěm přikryjeme povrch PVC fólií.
- Jestliže naopak klesne teplota pod +5 °C, mohlo by dojít k výraznému snížení pevnosti betonu. Proto používáme cementy vyšší třídy a množství zvýšíme až o 10 %. Při nižších teplotách, kdy by se podle návodů měla záměsová voda ohřívat až na 60 °C, se nedoporučuje vůbec betonovat.
- Bednění je možné odstranit, jakmile beton dostatečně ztuhne - zpravidla již druhý nebo třetí den; bočnice pilířů a sloupů po deseti dnech.
Časté chyby při betonování
Mnoho chyb může ovlivnit kvalitu betonu. Mezi nejčastější patří:
- Složky odhadnuté od oka, případně příliš mnoho cementu.
- Míchání neslučitelných typů cementu.
- Používání starého, špatně uskladněného cementu.
- Písek obsahující hlinité příměsi či organické složky.
- Chybějící nebo nevhodné hrubší kamenivo.
- Nedostatečně smíchané složky.
- Nadměrně řídká betonová směs.
- Ukládání betonu do bednění po příliš dlouhé prodlevě.
- Nedostatečné průběžné zhutňování směsi.
Pokud beton nejde hutnit, je zapotřebí přidat takové množství vody s důkladným rozmícháním, až se bude dát beton dobře zpracovat. Při nedostatečném zhutnění dochází k poklesu pevnosti řádově o 5 % na každé procento vzduchových pórů. Při ukládání betonu a potěru je nutné zabránit znečištění (například zeminou nebo sněhem) nebo odsátí vody z betonu. Teplota podkladu musí být vyšší než 0° C. Konečné parametry ztvrdlého betonu výrazně ovlivňuje ošetřování konstrukce.
Oprava betonových podlah
Při opravě betonových podlahových konstrukcí existuje několik možností, jak proces urychlit:
- Materiály na bázi cementu s přísadami urychlujícími tuhnutí a tvrdnutí.
- Epoxidové materiály plněné kamenivem, které mají výbornou přilnavost k podkladu a nedochází u nich k objemovým změnám při zrání.
Zpracovatelnost betonu při vysokých teplotách
Tuhnutí čerstvého betonu je závislé na okolní teplotě. Jakmile je beton řádně vylit, dochází k rychlému odpařování po celé ploše nové konstrukce, což vede k rychlejšímu tuhnutí povrchové části. Hydratace neprobíhá optimálně a dochází ke smršťování, a tedy i nevyhnutelně ke vzniku trhlin na povrchu konstrukce. Povrchová vrstva má následně horší vlastnosti než beton v objemu konstrukce, a i proto může velmi rychle dojít k jejímu dalšímu narušení, poškození či destrukci.
Běžná doba zpracovatelnosti betonové směsi je 90 minut - tento čas se počítá od počátku míchání cementu s vodou až po finální uložení do konstrukce. To ovšem neplatí při extrémních letních teplotách. Pokud se ztrátě zpracovatelnosti chceme vyhnout přidáním dodatečného množství záměsové vody do připravovaného betonu, snižujeme tím pevnostní třídu betonu a zhoršujeme jeho kvalitu.
Abychom zabránili komplikacím se zpracovatelností betonu, je vhodné si betonáž naplánovat na brzké ranní či pozdní večerní hodiny, kdy zpravidla ještě nepanují tak vysoké teploty a práce s betonem bude snadnější a méně uspěchaná. Složení samotné betonové směsi - celkové složení, nikoli jen přidání dodatečné záměsové vody - může rovněž ovlivnit práci s čerstvým betonem a usnadnit práce při vysokých teplotách. Pro tyto směsi je vhodné využít například směsné portlandské cementy vybrané z tříd s pomalým nárůstem počátečních pevností.
Doba tuhnutí, s ohledem na výše uvedené, bude při vyšších teplotách kratší, než na jakou můžeme být zvyklí a s jakou počítáme. Možností, jak si čas zpracovatelnosti prodloužit, je - obdobně jako v zimě - použití aditiv do betonu, tzv. zpomalovačů tuhnutí.
Uložením betonu do konstrukce naše práce při vysokých teplotách nekončí. Pokud chceme minimalizovat rizika vzniku trhlin, musíme se o beton starat po celou dobu jeho tuhnutí. V první řadě je třeba beton mlžit či citlivě kropit vodou - samozřejmě tak, abychom na povrchu nezpůsobili nerovnosti nebo nezanechali kaluže. V rámci ochrany před přímými slunečními paprsky je vhodné plochu zastínit, případně s ohledem na možné letní přeháňky, bouřky, krupobití či silnější vítr, i přímo překrýt vlhkou geotextilií nebo folií. Obecně také platí, že při teplotách nad 30 °C bychom si měli samotnou betonáž řádně promyslet, včetně všech rizik a potřebné časové investice.
| Teplota prostředí | Vliv na tuhnutí a tvrdnutí betonu | Doporučená opatření |
|---|---|---|
| 15 - 25 °C (ideální) | Optimální proces zrání | Standardní postupy |
| > 25 °C (vysoká) | Beton rychleji tvrdne, riziko trhlin, zkrácená zpracovatelnost | Stínění, vlhčení, plánování betonáže na ranní/večerní hodiny, zpomalující přísady |
| 5 - 15 °C (chladno) | Zpomalené tuhnutí a tvrdnutí | Monitorování teploty, použití cementů s rychlým náběhem pevností |
| 0 - 5 °C (kolem nuly) | Výrazné zpomalení hydratace, riziko snížení pevnosti | Ohřívaná záměsová voda a kamenivo, zimní přísady, ochrana před mrazem (plachty, ohřev), betony s vyšším vývinem hydratačního tepla (CEM I, CEM II) |
| < 0 °C (mráz) | Hydratace se zastavuje, beton přestává schnout, mrazuvzdornost se dosáhne později | Speciální zimní přísady, superplastifikátory, aktivní ochrana (foukání horkého vzduchu, elektrický ohřev), vyšší náklady, betonování max. do -10 °C s výraznou úpravou receptury |
tags: #jak #privest #beton #kolem #nuly