Aby mohl beton plnit svoji funkci, musí nejprve řádně uzrát. Nicméně, v procesu schnutí existuje mnoho proměnných, které mohou výsledek značně ovlivnit. 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. Při betonování podlah, nebo základové desky však není třeba čekat tak dlouho.
Tuhnutí vs. tvrdnutí betonu: U betonových směsí se mluví o tuhnutí a tvrdnutí betonu. Tuhnutí a tvrdnutí jsou z hlediska vlastností čerstvé betonové směsi a betonu zcela odlišné pojmy, což může někoho mást. Jsou dokonce odlišné i z hlediska fyzikálně chemických procesů, které probíhají v různých fázích hydratace minerálů v cementových zrnech. Tuhne vždy a jen pouze čerstvá betonová směs a při tvrdnutí se jedná o pevnost již ztuhlého betonu. Je ale pravdou, že většina urychlujících přísad tak spojuje oba dva účinky.
Faktory ovlivňující dobu tvrdnutí betonu
Schnutí betonu, neboli zrání betonu, je závislé na několika faktorech:
- Teplota: teplotou - čím je nižší, tím je zrání betonu delší. Celkovou tvrdost betonu dosáhnete při teplotě +15 až +25 °C okolo 28 dnů, pokud je teplota nižší, prodlouží se doba tvrdnutí. Ideální teplota pro schnutí betonu se pohybuje v rozmezí 15-25 °C. 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 betonu: Dobu tvrdnutí významně ovlivňuje vodní součinitel betonu. Čím více je v betonu vody, tím déle tvrdne. Mimo to je betonová konstrukce náchylná na tvorbu trhlin vlivem nadměrného smršťování betonu. 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.
- Přísady a příměsi: přísadami a příměsi, přestože jich v betonu obvykle mnoho není a představují malé procento přítomnosti. Především se jedná o chlorid vápenatý, který zkracuje čas tuhnutí, což má výsledný vliv na celkové tvrdnutí betonu. Příměsi a přísady v betonu zaujímají maximálně 5 % z celkové směsi. Některé z nich, především chloridy a dusičnany, mohou proces zrání značně urychlit.
- Výměna vzduchu: Beton v uzavřeném místě bez výměny vzduchu schne pomaleji.
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. 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.
Betonování v zimě
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.
Čtěte také: Využití urychlovačů tvrdnutí
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 se požaduje jiná minimální teplota betonu nebo se požaduje maximální teplota, pak musí být uvedena s dovolenými odchylkami. Při teplotách vzduchu pod -10°C nedoporučujeme provádět ukládání betonových směsí. Čerpání betonových směsí je možno do -5°C.
Opatření pro betonování v zimě
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.
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.
Čtěte také: Teplota a pevnost betonu
Náklady na zimní betonování
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.
Ošetřování betonu
Ošetřování betonu (curing of concrete) je souhrnný název pro opatření, která mají minimalizovat negativní vlivy okolí působící na čerstvý a mladý beton. Na čerstvý beton uložený do konstrukce působí negativně vlivy prostředí, jakými jsou sluneční svit, vítr, déšť, často i mráz. Především je třeba zabránit vysoušení povrchu betonu, např. vlivem vysokých teplot nebo větru, dále vyplavování cementu z povrchu betonu při silném dešti a promrznutí konstrukce při teplotách nižších než 0 °C.
Metody ošetřování betonu
- Vysoušení betonu lze snadno bránit zakrytím fólií, obdobnou jakou přikrýváme nábytek před malováním. Na okrajích ji doporučujeme zatížit, aby pod ni nefoukalo.
- Další možností je vodní mlžení nebo vlhčení přes geotextílii, což používají především realizační firmy. DEJTE POZOR: Geotextílii nebo koberec nikdy nepokládejte na povrch betonu suché. Došlo by k okamžitému odsátí vody z povrchu betonu, a tím následně k sprašování jeho povrchu. NAŠE RADA: Při vodním mlžení nebo vlhčení musí teplota vody odpovídat teplotě povrchu betonu. Příliš studená voda vyvolá teplotní šok a v betonu mohou vzniknout trhliny.
- Lze použít i ošetřovací nástřik nepropouštějící vodu. Poznámka: voda má mít podobnou teplotu jako povrch betonu.
- Bránit promrznutí betonu lze několika způsoby, na straně výrobce například ohřevem záměsové vody, kameniva a použitím betonů s vyšším vývinem hydratačního tepla, na stavbě pak zakrytím konstrukce nebo zaplachtováním části konstrukce a foukáním horkého vzduchu pod plachty. Využít lze i elektroohřev betonu uloženého v bednění.
Volba konkrétního způsobu závisí na konkrétní teplotě (mrazu), intenzitě větru, deště nebo sněžení a na tvaru a objemu betonované konstrukce. Zahřívání betonu je však finančně nákladné.
Délka ošetřování
Obecně lze říci, že konstrukce betonované v zemi, jako třeba základové desky, není třeba ošetřovat tak dlouho, jako betonové konstrukce na fasádách nebo sloupy. Tyto, často pohledové, konstrukce se ponechávají déle v bednění, a po odbednění se obalí například smršťovací folií. Délka ošetřování závisí na počasí, použitém betonu, tvaru a velikosti betonového prvku. Odvozuje se od požadavku na dosažení určité úrovně minimální pevnosti betonu. Pro podkladní betony a nekonstrukční betony postačí délka ošetřování 12 hodin.
Pro betony konstrukční (základy, opěry, překlady, nosníky, sloupy apod.) je dle náročnosti konstrukce počítat s ošetřováním po dobu několika dní i týdnů. Běžná doba ošetřování je přibližně jeden týden, což platí zejména pro jarní a podzimní měsíce. V zimním období, především u stropních desek, se beton ošetřuje až několikanásobně déle. V parných letních dnech není nutné prodlužovat dobu ošetřování, ale je nutné jej včas zahájit a zintenzivnit. Minimální délka ošetřování je 12 hodin. Délku nutného ošetřování udává „specifikace provádění“ (odstavec 4.2.1 ČSN EN 13670) prostřednictvím stanovení ošetřovací třídy (odstavec 8.5 a F 8.5 ČSN EN 13670).
Čtěte také: Podmínky pro tvrdnutí betonu