Teplota zásadním způsobem ovlivňuje vlastnosti betonu. Z hlediska výroby, dopravy, pokládky a ošetřování betonu v létě můžeme za extrémní podmínky považovat takové, kdy teplota vzduchu vystoupí nad +25 °C při vlhkosti vzduchu pod 40 %. V případě betonáže v létě, kdy teploty překračují tropických 30 °C, se betonáž rovněž řídí několika zásadami a doporučeními.
Hydratace cementu a zpracovatelnost betonu
Vyšší teploty urychlují chemické reakce způsobující tuhnutí a tvrdnutí betonu, které souhrnně nazýváme hydratace cementu. Odpařování vody a rychlejší hydratace vede k rychlejší změně konzistence a tím i změně doby zpracovatelnosti čerstvého betonu. Ve výše popsaných podmínkách dochází k rychlému odpařování vody z čerstvého betonu už během dopravy a hlavně po jeho uložení do konstrukce. Pomalejší změny konzistence lze dosáhnout vhodným složením betonu, a to zejména použitím např.
V praxi se tento problém často řeší přidáním dodatečného množství vody do betonu. Dodatečné přidání vody do betonu je jedním z největších "hříchů", který je možné na betonu spáchat. Tím je sice možno prodloužit dobu zpracovatelnosti čerstvého betonu, ale zároveň je třeba mít na paměti, že může dojít ke snížení pevnosti až o několik tříd a k celkovému zhoršení vlastností betonu, např.
Ošetřování betonu v raném stáří
Beton v raném stáří se musí ošetřovat a chránit zejména proto, aby se minimalizovalo plastické smršťování a aby se zajistila dostatečná pevnost povrchu. Cílem ošetření je zajistit dostatečnou trvanlivost povrchové vrstvy betonu a jeho ochranu před mrazem, škodlivými otřesy, nárazy a v neposlední řadě i před poškozením. Smršťování betonu je způsobeno zejména odpařováním vody z čerstvého betonu, vysycháním tvrdnoucího a ztvrdlého betonu a následně fyzikálněchemickým procesem, tzv. autogenním smrštěním, během kterého se z cementové pasty vytváří novotvary, tvořící konečnou pevnou strukturu.
Pokud dojde k vysušení povrchové vrstvy, neprobíhá hydratace v optimálních podmínkách a dochází ke smršťování a vzniku trhlin. Povrchová vrstva takového betonu má podstatně horší vlastnosti než jádrový beton a zpravidla po první zimě dochází k jeho destrukci.
Čtěte také: Urychlovač tuhnutí betonu: podrobný rozbor
Po ukončení zhutňování a konečné úpravě povrchu betonu se musí beton ošetřovat bez odkladu! Chceme-li zabránit trhlinám od plastického smršťování na volných površích, musíme před ukončením betonáže celé konstrukce povrch betonu dočasně ošetřovat.
Nejjednodušší způsob ošetření, pokud je to možné, je ponechat konstrukci v bednění. Dále je vhodné pokrýt volné povrchy betonu parotěsnými plachtami či fóliemi, které jsou po obvodu a v místech přesahů zabezpečeny proti odkrytí. Proti vysychání lze beton chránit i namočením (vhodné je mlžení nebo smáčení přes vrstvu tkaniny) a následně udržovat povrch betonu viditelně vlhký vhodnou vodou. Optimální hydratace betonu lze dosáhnout také kropením. Na vodu použitou při kropení (mlžení) betonu jsou kladeny stejné podmínky, jako na vodu záměsovou. Často se využívá i nástřik vhodných ošetřovacích hmot, které po čase sublimují.
Takzvané přírodní ošetřování (bez použití jakýchkoliv prostředků) je dostatečné pouze tehdy, jsou-li podmínky po celou dobu požadovaného ošetřovacího období takové, že rychlosti vypařování z povrchu betonu je nízká; například ve vlhkém, deštivém nebo mlhavém počasí. Všeobecně platí, že čím déle se beton ošetřuje, tím lépe. Nicméně je nutné vzít v úvahu i náklady na toto ošetřování a jeho rentabilitu.
Nezbytná doba potřebná pro ošetřování betonu je závislá na vývoji vlastností betonu v povrchové vrstvě (ČSN EN 13670). Třída ošetřování musí být stanovena v prováděcí dokumentaci (tab. 1). Konkrétní dobu pak lze určit dvěma způsoby. Prvním z nich je výpočet konkrétní hodnoty zralosti (pevnosti) betonu v povrchové vrstvě na základě vhodné funkce, vyzkoušené pro použitý druh cementu nebo pro kombinaci cementu a příměsi. Jde o výpočet zralosti, zkoušky pevnosti nedestruktivními metodami apod. Další, jednodušší možností je použít tabulku z přílohy F ČSN EN 13670 (tab.
Vliv nízkých teplot na beton
Při poklesu teploty pod 5 °C se totiž hydratace výrazně zpomaluje a při 0 °C se zastaví. Minimální teplota betonu v době dodávání nesmí být nižší než +5 °C. Pokud je teplota okolí při ukládání nižší než 5 °C, pak by měl mít dodávaný beton teplotu alespoň +10 °C.
Čtěte také: Faktory ovlivňující tuhnutí betonu
Na konci podzimu se stroje na mnoha stavbách zastaví a vyčkává se, až zase přijde teplejší období. Někdy ale není času nazbyt, a tak je potřeba v pracích pokračovat i během zimy. 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.
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.
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 přinesou zajištění požadované teploty při jeho výrobě i tuhnutí a tvrdnutí.
Opatření při betonování v zimě
- 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.
- 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.
- 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.
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.
Díky tomu je možné betonovat až do venkovních teplot -10 °C. Realizace je však podstatně náročnější a dražší.
Čtěte také: Faktory ovlivňující tuhnutí betonu
Pokud nemáte na výběr, nevěste hlavu. I betonárny jsou na betonování v zimě technologicky vybavené. Při výrobě a dopravě betonu používají nejen teplou vodu, ale často i ohřáté kamenivo.
Další doporučení a vlivy
- Také ukládání čerstvého betonu pomocí vibrátoru by mělo být ukončeno do začátku tuhnutí, jinak dojde k porušení vazeb na rozhraní cementového tmelu na kamenivu a výztuže, což logicky povede k nižší pevnosti a trvanlivosti betonu.
- Normativně není maximální teplota betonu omezena. Resortní předpisy TKP 18 MD požadují nepřekročit teplotu betonu +27 °C. Vyšší teplota betonu se připouští jen na základě průkazních zkoušek. Následně pak maximální teplota betonu v jádře nesmí překročit +70 °C. Teplotní gradient jádro - povrch nemá být větší než 20 °C, aby nevznikalo přílišné napětí uvnitř betonu (α pro beton 10 * 10-6 [1/°K]).
- Pro vlastní betonáž v letním období je vhodné zajistit nízkou teplotu betonu (využívat kamenivo ze zakrytých skládek nebo zvnitřku skládky, nepoužívat cement rovnou z výroby). Doporučuje sebetonovat večer před chladnou částí dne a použít neprodleně dočasné ochrany (vhodné jsou bílé nástřiky). Při extrémních podmínkách lze použít metodu přidávání ledu do betonu. To se většinou používá v teplých oblastech (tropech, subtropech) nebo při transportu betonu na dlouhou vzdálenost.
- Další metodou snížení teploty čerstvého betonu je použití tekutého dusíku. Metody snižování teploty čerstvého betonu jsou vhodné rovněž pro betonáž masivních konstrukcí, jelikož vývoj hydratačního tepla se rozloží do delšího časového úseku. Tím se snižuje maximální teplota betonu a omezuje se vznik trhlin.
- 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. Nikdy by nemělo dojít k zamrznutí vody v krystalech betonu, zvláště pokud chcete betonovat v chladnějších měsících.
- Celkovou tvrdost betonu dosáhnete při teplotě +15 až +25 °C okolo 28 dnů, pokud je teplota nižší, prodlouží se doba tvrdnutí.
Při betonáži je tedy vždy důležité mít na paměti, že beton je třeba po jeho uložení do konstrukce pečlivě ošetřovat, aby bylo dosaženo jeho požadovaných parametrů. Ošetřování je třeba přizpůsobit řadě okolností (druhu betonu, použitým materiálům, tvaru a rozměrům konstrukce, podmínkám okolního prostředí). Náklady vynaložené na ošetřování betonu jsou objektivně mnohem nižší než náklady na následnou opravu vad z důvodu zanedbaného nebo žádného ošetřování betonu.
tags: #tuhnutí #betonu #teplota #vliv