Beton je dneska všude. S betonem, jakožto stavebním materiálem, který získáte smícháním cementu, kameniva a vody, se můžete setkat již v textech o starém Římě. Pro různé konstrukce ale musíte použít směsi s odlišnou objemovou hmotností, aby nedošlo ke zhroucení vlastní vahou. Avšak není beton jako beton a proto ani odpověď na otázku kolik váží, není zcela jednoznačná.
Kolik váží 1 m³ betonu? Jaké faktory ovlivňují jeho celkovou hmotnost? Tyto otázky jsou zásadní pro stavební inženýry, projektanty i dodavatele betonu. Na tuto otázku již známe odpověď. Běžně se setkáte s betonem vážícím 2000-2500 kg/m³.
Co je objemová hmotnost betonu?
Objemová hmotnost (značka ρ), jinak také zdánlivá hustota, je poměr hmotnosti tělesa k jeho objemu. Objemová hmotnost kubíku betonu se pohybuje od 2 000 kg/m3 do 2 500 kg/m3, někdy ale může být i vyšší. Konkrétní hodnoty se lišší podle typu příměsí a použitého kameniva.
Faktory ovlivňující hmotnost betonu
Hmotnost jednoho kubického metru betonu závisí na složení a druhu betonu. Váha betonu závisí především na typu použitého kameniva.
- Kamenivo tvoří podstatnou část betonu.
- Různé druhy cementu mají odlišné objemové hmotnosti.
- Lehčené betony obsahují pórovité materiály, jako je perlit nebo polystyrén, což snižuje objemovou hmotnost.
- Hmotnost betonu se liší i podle pevnostní třídy.
Druhy betonu dle hmotnosti
Beton se dá rozdělit do třech základních skupin, které mají určitý váhový rozptyl. Beton dělíme do 3 základních skupin: Lehčený, Konstrukční a Vysokopevnostní.
Čtěte také: Využití betonové skruže 1000
Lehčený beton
Lehčený/lehký beton dosahuje hmotnosti od 300 kg/m3 do 2 000 kg/m3. Lehčený beton: (800-1 800 kg/m³) se využívá tam, kde je potřeba snížit zatížení konstrukce, například u výškových budov, rekonstrukcí stropů nebo při výrobě tepelně izolačních panelů. Jedná se o typ s velmi nízkou pevnostní třídou, výhodou je dobrá tepelná izolace betonu. Do váhy 1000 kg/m³ dokonce plave na vodní hladině. Beton o hmotnosti do 1000 kg/m3 dokonce plave. Lehký beton se používá zejména při rekonstrukcích starých staveb, kde je potřeba ze statického hlediska dodržet maximální hmotnost konstrukce. Používá se například pro opravy kleneb, zhotovení roznášecích vrstev podlah ve vyšších patrech, ale i pro vytvoření spádové vrstvy ploché střechy.
Tento druh betonu dosahuje minimální váhy díky tomu, že klasické plnivo (štěrk či písek) je nahrazeno keramzitem (keramické kamenivo), liaporem nebo speciálními polystyrenovými kuličkami. Zkrátka je nahrazeno nějakým odlehčeným materiálem. Nemyslete si ale, že díky tomu jde o nějaký nekvalitní materiál mezi betony! Naopak má lehčený beton dlouhou životnost a je vysoce odolný. Dále potěší svojí nízkou hmotností zejména tehdy, když je potřeba pohybovat s materiálem po stavbě. Lehčený beton je snadno recyklovatelný a lehce se opracovává.
Konstrukční beton
Normální/konstrukční beton má hmotnost od 2 000 kg/m3 do 2 500 kg/m3. Konstrukční 2000-2500 kg/m³. Standardní objemová hmotnost betonu je 2 000 - 2 500 kg/m3. Běžný konstrukční beton: (2 200-2 500 kg/m³) představuje nejpoužívanější variantu a je základem pro většinu nosných prvků budov, jako jsou stropy, stěny, základy a sloupy. Jedná se o nejvíce využívané pevnostní třídy C12/15 až C50/60, se kterými se setkáte při většině staveb svépomocí. Takový beton se používá nejčastěji pro budování základů, základové desky, stropů, překladů, pozedních věnců apod. Lze si ho přikrášlit k obrazu svému díky chemickým přísadám, které nám pomohou vyřešit snad každý problém.
Vysokopevnostní beton
Těžký/vysokopevnostní beton je speciální směsí třídy C50/60 nebo vyšší. Díky tomu často váží i více než 2500 kg/m3. Poslední kategorií je vysokopevnostní beton třídy C50/60 a vyšší, který se používá zejména pro náročné projekty. Vysokopevnostní nad 2500 kg/m³. Jeho hlavními výhodami jsou jednoznačně zmenšení objemu betonových staveb a konstrukcí, dále zvýšení staticky účinného řezu a zvýšení trvanlivosti (má velice hutnou strukturu a zcela uzavřený povrch). Je nehořlavý a dokáže skvěle využít prostor - v posledních letech se z něj stále častěji staví výškové budovy ve městech.
Extrémní hmotnosti betonu
Můžeme se setkat i s betony o extrémní hmotností až 6000 kg/m3. A naopak i s extrémně malou hmotností 300 kg/m3, kdy beton dokáže plavat na vodě! Beton může plavat! - Jak beton dosáhne tak nízké hmotnosti, že se dokáže vznášet na hladině? Jednoduše. Nějakým způsobem do něj musíme dostat vzduchové mezery. V betonu vzniknou bublinky a tím dojde k menší hustotě materiálu a hmotnosti vztažené na určitý objem. Nejčastěji se používá metr krychlový.
Čtěte také: Betonový plot: Váha a její vliv
Využití znalosti objemové hmotnosti betonu
Při návrhu stavebních konstrukcí je znalost objemové hmotnosti betonu nezbytná. Zohledňuje se při návrhu základů, stropních desek, nosných stěn i mostních konstrukcí. Příliš vysoká hmotnost betonu může zvyšovat zatížení konstrukce, což vede k náročnějšímu dimenzování nosných prvků. Nižší objemová hmotnost naznačuje, že v materiálu je větší procentu pórů a dutin, což zvyšuje izolační vlastnosti, za cenu snížené pevnosti v tlaku.
Orientační hmotnosti betonových směsí
Příklad váhy konkrétních výrobků (hmotnost ztvrdlého a neztvrdlého betonu). Vybral jsem předem připravenou směs od společnosti Cemix. A to konkrétně pytlovaný hrubý beton. V technických listech se dozvíme spousty důležitých informací: hrubý beton třídy C16/20 (20 MPa) a C 25/30 (30 MPa). U obou produktů je uvedená podobná objemová hmotnost ztvdlého betonu a to minimálně 2100 kg na m3. Dále je zde uvedená vydatnost, tedy množství suché směsi, která je potřeba na namíchání 1 m3 a ta činí cca 2000 kg (potřebujeme přibližně 80 pytlů na kubík). Rozdíl 100 kg je obsah vody, která v betonu zbyde při určitých podmínkách (uvedeno v technických listech). V technickém listu se též dočteme množství záměsové vody (vody, kterou potřebujeme k namíchání čerstvého betonu).
- Cemix hrubý beton C 16/20: 2,2 - 2,8 litrů vody ...
- Cemix hrubý beton C 25/30: 2,4 - 2,9 litrů vody ...
Je oproti ztvrdlému betonu vyšší o obsah vody (a dalších tekutých složek, které jsou v mnohem menším podílu - plastifikátory, zpomalovače atd.), která se spotřebuje při tvrdnutí, vysychání betonu. Největší vliv má čerstvý beton na konstrukci bednění, do kterého se bude vylévat. Veškeré síly, které beton vyvolá (a nejen síly betonu!) musí bednění bezpečně udržet.
Shrnutí
Hmotnost betonu se liší podle složení, druhu a použití. Výsledná hmotnost závisí na tom, kde a v jakých podmínkách bude betonová směs použita, volba kameniva a přísady do betonu. Objemová hmotnost betonu je klíčový parametr při návrhu stavebních konstrukcí a její přesná hodnota by měla být vždy ověřena podle platných norem a specifikací. Při odhadu hmotnosti kubíku betonu berte v potaz, jaké bylo využito kamenivo, jaká je pevnostní třída směsi a k čemu se bude používat.
Čtěte také: Ztracené bednění: Kompletní průvodce