Pevnost betonu, známá také jako
Stanovení a klasifikace pevnosti betonu v tlaku
Pevnost betonu v tlaku se stanovuje pomocí zkušebních těles, která se vystavují postupnému zatížení až do jejich porušení. Podle tvaru zkušebního tělesa rozlišujeme dva základní typy pevnosti v tlaku:
Krychelná pevnost v tlaku (fck,cube): Stanovuje se na krychlích o délce hrany 150 mm.
Válcová pevnost v tlaku (fck,cyl): Stanovuje se na válcích o průměru 150 mm a délce 300 mm.
Tyto pevnosti se obvykle stanovují po 28 dnech od výroby zkušebního tělesa. Výsledky zkoušek krychelné a válcové pevnosti v tlaku umožňují velmi dobře rozlišit příznivý vliv drátků. Pevnost v tlaku však velmi výrazně závisí také na orientaci vláken a ta může mít za následek, že výsledná pevnost v tlaku s množstvím přidaných drátků klesá.
Čtěte také: Metody zkoušení cementu v tlaku
K rozdělení betonu na pevnostní třídy se používají normy. Dříve se pevnostní třída betonu označovala velkým písmenem B a číslem podle normy ČSN 732400, která je však již zastaralá a nepoužívá se. Od 1. 7. 2014 platí norma ČSN EN 206.
Pevnostní třídy podle ČSN EN 206
Norma ČSN EN 206+A2 rozděluje beton do tříd podle pevnosti v tlaku. Pro obyčejný a těžký beton se používá tabulka 7, zatímco pro lehký beton tabulka 8. Norma ČSN EN 206-1 tímto způsobem stanovuje 16 pevnostních tříd obyčejného a těžkého betonu a 14 tříd lehkého betonu.
Označení pevnostních tříd, například C20/25, se skládá z písmena "C" (z anglického slova "Concrete" - beton) a dvou čísel. První číslo (např. 20 v C20/25) udává charakteristickou pevnost v tlaku na válcích (fck,cyl), zatímco druhé číslo (25 v C20/25) označuje charakteristickou pevnost v tlaku na krychlích (fck,cube).
Podle starého označení byl jeden z nejpoužívanějších typů beton B20. Dnes jsou k dispozici konstrukční betony s pevnostní třídou od C12/15 až do C50/60.
Příklady použití pevnostních tříd:
Pro základy běžných rodinných domů na rovinatých pozemcích je zpravidla dostačující beton C12/15 nebo již zmíněný C16/20.
Čtěte také: Proces tvrdnutí betonu
Beton na základovou desku bývá o třídu vyšší.
Pro monolitické stropy je nutné využít pevnostní třídu minimálně C20/25.
Vybírání správné pevnostní třídy betonu není jen o splnění minimálních standardů; jde o zajištění dlouhodobé bezpečnosti a odolnosti vaší konstrukce. Specifikaci (pevnost) betonu vždy naleznete v projektové dokumentaci.
ČSN EN 12390-3: Metoda pro stanovení pevnosti v tlaku
Norma ČSN EN 12390-3 (73 1302), vydaná v září 2002, uvádí metodu pro stanovení pevnosti v tlaku zkušebních těles ze ztvrdlého betonu. Tato norma je českou verzí evropské normy EN 12390-3:2009 a obsahuje následující kapitoly:
- Kapitolu 1: Předmět normy
- Kapitolu 2: Normativní odkazy
- Kapitolu 3: Podstata zkoušky
- Kapitolu 4: Zkušební zařízení
- Kapitolu 5: Zkušební tělesa
- Kapitolu 6: Zkušební postup
- Kapitolu 7: Vyjádření výsledků
- Kapitolu 8: Protokol o zkoušce
- Kapitolu 9: Shodnost
Dále norma uvádí normativní Přílohy A a B. V Příloze A, která se týká úpravy zkušebních těles, je důležité upozornění na nutnost zajištění trvalého odsávání sirných par, které jsou těžší než vzduch, během celého procesu tavení. Aby se snížilo nebezpečí zamoření ovzduší, je nutno směsi udržovat v předepsaných mezích.
Čtěte také: Pevnost betonu v tlaku
Další části norem pro zkoušení betonu zahrnují například:
- Část 1: Tvar, rozměry a jiné požadavky na zkušební tělesa a formy
- Část 2: Výroba a ošetřování zkušebních těles pro zkoušky pevnosti
- Část 5: Pevnost v tahu ohybem zkušebních těles
- Část 6: Pevnost v příčném tahu zkušebních těles
Drátkobeton: Zvýšení pevnosti v tahu
Beton patří ke kompozitním materiálům s výrazně rozdílnými pevnostmi v tlaku a tahu. Pevnost v tahu je obvykle pouze kolem 1/10 pevnosti v tlaku. Zvýšení pevnosti betonu v tahu je možné přidáním drátků do betonu, čímž vzniká drátkobeton.
Drátkobeton patří do širší skupiny vláknobetonů a v některých případech je výhodnější jeho využití ve srovnání s prostým betonem nebo železobetonem. Jedná se zejména o návrh průmyslových podlah a základů. Materiálovým vlastnostem a použití drátkobetonu se věnuje řada doporučení a standardů. Vlastnosti drátkobetonu se prokazují zejména laboratorními zkouškami. Mechanické vlastnosti ovlivňuje kromě množství drátků také technologie zpracování, ošetřování a uložení.
Příprava směsi drátkobetonu probíhá na betonárně specializované na transportbeton. Použitá betonová směs patří do skupiny běžných betonů určených pro konstrukční účely (např. základy, podlahy). Typ drátku Dramix 3D 65/60 BG je běžně dostupný v betonárnách a výrobnách betonových prvků v České republice i ve světě.
Testování pevnosti v tahu drátkobetonu
Mezi klíčové materiálové vlastnosti drátkobetonu patří pevnost v tahu. Testování pevnosti betonu v jednoosém tahu je však náročné a často vzniká rozptyl naměřených hodnot. Mezi obvyklejší metody zkoušení patří testování pevnosti v tahu za ohybu nebo v příčném tahu.
Zkoušky v příčném tahu:
Mezi nejrozšířenější způsoby testování pevnosti v tahu patří zkouška v příčném tahu. Je možné využít zkušebních těles ve tvaru krychle nebo válce. Z výsledků testů je patrný nárůst pevnosti v tahu u vzorků s obsahem drátků. Pevnost v tahu se zvětšila o necelý 1 MPa, to je přibližně o 50 %.
Tříbodový a čtyřbodový ohyb:
Mezi další běžné zkoušky patří tříbodový a čtyřbodový ohyb. Existují různé konfigurace, které se liší především rozpětím podpor, polohou zatížení nebo hloubkou zářezu. Výpočet pevnosti v tahu je ovlivněn předpokladem rozložení napětí po průřezu a nelineárním chováním betonu, kdy dochází k plastizaci betonu a vznikání mikrotrhlin.
Z provedených zkoušek je možné stanovit funkční závislost mezi množstvím drátků v betonu a pevností v tahu za ohybu. Porovnáním výsledných funkčních závislostí mezi tří a čtyřbodovou ohybovou zkouškou se ukázalo, že nižší hodnoty mají tahové pevnosti čtyřbodové zkoušky. Důvodem je větší oblast, kde se tahová trhlina může lokalizovat.
I když zkoušky pevnosti v jednoosém tahu jsou náročné a citlivé na okrajové podmínky, lze je využít k dopočtu pevnosti v jednoosém tahu pomocí známých vztahů, které jsou ověřeny na velkém množství experimentů. U betonu nižších pevností se doporučuje volit součinitele u dolní hranice.
Komentář recenzenta doc. Ing. Jiřího Dohnálka, CSc. zdůrazňuje, že reálné aplikace drátkobetonu jsou v kontextu celého stavebnictví spíše okrajové, a to především v průmyslových podlahách. Běžný obsah drátkové výztuže se v praxi pohybuje v intervalu od 20 do 35 kg/m3. Vyšší dávky drátků, i když dále přispívají ke zvýšení ohybové pevnosti, výsledné pevnosti betonu v tlaku snižují.
Úloha drátků nespočívá pouze v dílčím zvýšení ohybové pevnosti betonu, ale zejména v jeho schopnosti omezit, resp. blokovat vznik smršťovacích trhlin. To umožňuje provádět větší dilatační/smršťovací celky, tedy podlahy bez tzv. řezaných smršťovacích spár, které jsou v případě provozu těžších manipulačních prostředků velmi zranitelné.
Doprava betonových směsí
K dopravě betonových směsí se používají autodomíchávače značek MAN, IVECO, MERCEDES aj. o objemu 6-8m3. Doprava pro suché/zavlhlé směsi (např. potěry/mazaniny) se obvykle nenabízí, ale na vyžádání lze doporučit partnery. Pokud potřebujete uložit beton na větší vzdálenost, popř. do výšky, zvolte možnost čerpání betonu. Do pole „Specifikace betonu“ je nutné uvést vzdálenost, na kterou chcete beton čerpat.
Pro přehlednost uvádíme souhrnnou tabulku s daty z provedených zkoušek pevnosti v tlaku:
| Série zkoušek | Pevnost v tlaku (krychelná) [MPa] | Pevnost v tlaku (válcová) [MPa] | Rozptyl koeficientu |
|---|---|---|---|
| Bez drátků | Přibližně 18 | Přibližně 15 | 0,79 - 0,89 |
| 25 kg/m³ drátků | Mírně vyšší | Mírně vyšší | Rostoucí |
| 50 kg/m³ drátků | Mírně nižší | Mírně nižší | Rostoucí |
| 75 kg/m³ drátků | Výrazně nižší | Výrazně nižší | Výrazně rostoucí |
Poznámka: Výše uvedené hodnoty jsou orientační a odrážejí trend popsaný v textu. Přesné hodnoty by vyžadovaly konkrétní výsledky z tabulek 3 a 4, které nebyly v původním textu přímo k dispozici.
tags: #mez #pevnosti #v #tlaku #betonu #18