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.
Chcete vlastními silami postavit malou betonovou konstrukci, nebo ve spolupráci s betonárkou realizovat základovou desku domu? 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.
Chystáte se v brzké době pustit do betonování a teploměr ukazuje každým dnem nižší teplotu? Sledujte dlouhodobou předpověď - důležitá je již zmiňovaná 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 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.
Čtěte také: Jak dlouho tvrdne beton?
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. 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: Využití urychlovačů tvrdnutí
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 ale nemáte na výběr, nevěste hlavu. 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.
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.
Čtěte také: Podmínky pro tvrdnutí betonu
Proti vysychání lze beton chránit i namočením (vhodné je mlžení nebo smáčení přes vrstvu tkaniny) a následně udržovat povrch betonu viditelně vlhký vhodnou vodou. 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).
Minimální teplota betonu v době dodávání nesmí být nižší než +5 °C. Při poklesu teploty pod 5 °C se totiž hydratace výrazně zpomaluje a při 0 °C se zastaví. Pokud je teplota okolí při ukládání nižší než 5 °C, pak by měl mít dodávaný beton teplotu alespoň +10 °C.
Beton může teoreticky i zmrznout, a to za předpokladu, že jeho pevnost již dosáhla alespoň 5 MPa (dříve se uvádělo 5 MPa pro CEM I a až 8 MPa pro CEM II a III).
V případě betonáže v létě, kdy teploty překračují tropických 30 °C, se betonáž rovněž řídí několika zásadami a doporučeními. 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.
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.
Z hlediska výroby, dopravy, pokládky a ošetřování betonu v létě můžeme považovat za extrémní podmínky takové, kdy teplota vzduchu vystoupí nad +25 °C při vlhkosti vzduchu pod 40 %. Ve výše popsaných podmínkách dochází k rychlému odpařování vody z čerstvého betonu už během dopravy a hlavně po jeho uložení do konstrukce.
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. V praxi se tento problém často řeší přidáním dodatečného množství vody do betonu.
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. Dodatečné přidání vody do betonu je jedním z největších "hříchů", který je možné na betonu spáchat. 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. 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. Pomalejší změny konzistence lze dosáhnout vhodným složením betonu, a to zejména použitím např.
Optimální hydratace betonu lze dosáhnout také kropením. Na vodu použitou při kropení (mlžení) betonu jsou kladeny stejné podmínky, jako na vodu záměsovou. U zavlhlých (S1) a měkkých (S2) směsí tato doporučení platí v daleko větší míře. Při nízkém vodním součiniteli může dojít k vysušení (zprahnutí) během několik desítek minut (někdy už během dopravy).
Stavíte, tlačí vás čas, máte vybetonováno a nevíte, zda již můžete začít s dalšími stavebními pracemi. Otázka zní: Jak dlouho tvrdne beton? Odpověď: Beton tvrdne zpravidla několik týdnů, ale dostatečné pevností dosahuje již po několika dnech.
U betonových směsí se mluví o tuhnutí a tvrdnutí betonu. Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti. Při betonování podlah, nebo základové desky však není třeba čekat tak dlouho.
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. Ideální teplota pro betonování by 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 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.
V chladném počasí je třeba věnovat ukládání betonu zvláštní péči. Pokud se beton nechá zmrznout, dojde k jeho zničení. I v případě, že teploty neklesnou pod bod mrazu, beton bude tvrdnout mnohem pomaleji než za standardních podmínek. Při teplotách vzduchu pod -10°C nedoporučujeme provádět ukládání betonových směsí. Čerpání betonových směsí je možno do -5°C.
V souladu s požadavky platné normy ČSN EN 206-1 změna Z3 kapitola 5.2.8. nesmí být teplota čerstvého betonu v době jeho dodávání menší než +5 °C. Pokud se požaduje jiná minimální teplota betonu nebo se požaduje maximální teplota, pak musí být uvedena s dovolenými odchylkami.
Po uložení betonu do konstrukce je nutné jej chránit vhodnými opatřeními tak, že teplota povrchu betonu neklesne pod + 5 °C dokud beton nedosáhne pevnosti, při které může odolávat mrazu bez poškození (obvykle > 5 MPa, záleží na třídě betonu,- orientačně po dobu min.
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.
Nastává chladné období, kdy teploty padají pod 5 °C, což je hraniční teplota pro správnou krystalizaci a schnutí betonu. Dá se tedy betonovat i pod touto hranicí? Jednoznačná odpověď existuje. Ano, dá. Ovšem vyžaduje to speciální přípravy a technologie. Ne nepřekonatelné, ale stavbu prodraží a ztíží. Pojďme se na to podívat.
Tuhnutí a tvrdnutí betonu je optimální od 15 do 25 °C. Při teplotách v rozmezí od 5 do 15 °C sice beton tuhne, je však potřeba počítat s tím, že požadovaných vlastností nedosáhne po 28 dnech, ale až později. Tento proces hydratace se navíc o to více zpomalí, čím více se teplota přiblíží k 5 °C. Jestliže se navíc sníží i pod tuto hranici, beton přestává schnout a tvoří se na něm praskliny.
Podle společnosti Cemex je možné ukládat beton asi do -10 °C, ovšem s dalšími opatřeními, která zabezpečí tuhnutí směsi. Pod tuto teplotu se už nedoporučuje betonování vůbec, protože nelze zabezpečit dokonce ani správné čerpání ze stroje.
Po betonáži je nutné nechat směs schnout, a to minimálně po dobu 72 hodin při teplotě vyšší než 5 °C. Pokud teplota vzduchu neklesne pod tuto hodnotu, je možné betonovat v zimě s běžnými betonovými směsmi i bez přidávání mrazuvzdorných složek.
Při teplotách nižších než 5 °C je základem správný výběr betonu a jeho konzistence, a to s ohledem na danou stavební práci. Standardní opatření totiž začínají již v betonárně. Do betonu, který se používá v riskantních teplotách, se přidávají mrazuvzdorné složky zvyšující jeho odolnost.
V rámci dosažení požadovaných teplot se do betonové směsi přidává také ohřátá záměsová voda či nahřáté kamenivo. Tím se však mění i samotné vlastnosti materiálu. „Cement nesmí přijít do styku s teplejší vodou než 65 °C, ale kamenivu vyšší teplota nevadí. Pokud tedy kamenivo ochladí vodu pod teplotu 65 °C, lze použít i vodu teplejší. Voda má ze vstupních surovin největší měrné teplo, a proto je vliv teplé vody na teplotu betonové směsi velmi podstatný,“ říká Petra Štěpánková z poradenství Best.
Při nízkých teplotách je zakázáno čerstvý beton ošetřovat vodou. Po provedení betonáže je zároveň nutné hotovou konstrukci uchránit před mrazem. Je možné například zahřát pomocí parních nahřívačů i výztužnou ocelovou konstrukci, která následně předá teplo betonu. I zde je ovšem nutné zabezpečit zakrytí betonu a rovnoměrnou ztrátu tepla v celém objemu směsi.
„Je nutné počítat s pomalejším nárůstem pevnosti betonu. To je třeba vzít v úvahu hlavně u nosných konstrukcí, u nichž je dostatečná únosnost podmíněna dosažením určité pevnosti betonu.
tags: #tvrdnutí #betonu #teplota #vliv