Beton je široce používaný stavební materiál, který se snadno vyrábí, snadno zpracovává a má výborné užitné vlastnosti. Pro většinu lidí se beton skládá z cementu, písku a vody. Ti znalejší vědí, že do betonu se dávají také větší kameny (drcené kamenivo nebo říční „kačírek“). Čím více cementu se do betonu dá, tím je beton „mastnější.“ A že se beton může také vyztužovat, čímž vzniká tzv. vyztužený beton neboli železobeton. Možná také někdo z Vás používal dokonce i přísady do betonu, které snižují potřebnou vodu při míchání betonu a zvyšují jeho kvalitu.
Proč se výztuž do betonu vlastně dává?
Přestože je beton obecně poměrně tvrdý, nemá příliš velkou tahovou pevnost. Tato „nízká“ tahová pevnost se projevuje praskáním betonu, pokud je namáhán v tahu, nebo je-li ohýbán. Při jednostranném zatěžování - pokud požijete beton na vytvoření například zdi tvořící terasu, která brání posunu zeminy. Podobné namáhání může vyvolat vítr. Při smršťování betonu - vlastností betonu (respektive cementu) je, že se v průběhu tvrdnutí smršťuje. Nejdříve dochází k odpařování vody z betonu a následně chemickou reakcí cementu dochází k dalšímu smršťování betonu.
Výztuž je nepostradatelnou součástí monolitického betonu. Betonářská výztuž je z oceli a na stavbu se dodává postupně podle objednaných jmenovitých průměrů. V betonových prvcích rozeznáváme výztuž podélnou (nosnou) a výztuž příčnou. Příčná výztuž se dělí na rozdělovací, která je používána v plošných konstrukcích a třmínky, které se používají ve sloupech, překladech, trámech a věncích. Je důležité upozornit, že veškerá výztuž je v betonových prvcích důležitá a zejména spolupůsobí. Například třmínky nám vymezují svým tvarem polohu podélné výztuže, zároveň však přenášejí smyková napětí od posouvajících sil, které na konstrukci působí.
Nejznámější výztuž do betonu? - Ocelová!
Nejznámější výztuží do betonu jsou buď „kari sítě“ nebo „roxory“. Jedná se o ocelové svařované sítě nebo pruty o různých tloušťkách a délkách. Výztužné sítě se zhotovují předem z drátů s obrysovými rozměry například 2 × 3 m nebo 2 × 5 m s oky o velikostech 100/100 mm, 100/150 mm, 100/200 mm, 150/150 mm nebo 200/200 mm. Větší profily výztuže (o průměru nad 10 mm) tvoří rovné pruty různých délek, přičemž jeden kus může být až 16 m dlouhý.
Jak je to s ocelovou výztuží v betonu?
Každý ví, že železo na větru a dešti začne rezivět a postupně degraduje. Proč tedy v betonu nerezaví? Je to tak, že někdy rezaví! Přirozené pH betonu je velmi zásadité. V takto vysokém pH betonářská ocel nerezaví ani při styku s kyslíkem a vodou (je tzv. „pasivována“). Je tedy dokonale chráněna do doby, než beton své pH ztratí a výztuž začne rezivět. V profesionálním stavebnictví se užívá pojem „krytí výztuže“. Je to návrhová tloušťka betonu, která musí minimálně chránit ocelovou výztuž, aby nedocházelo ke korozi alespoň po dobu výpočtové životnosti konstrukce.
Čtěte také: Normy pro výztuž v betonu
Co se děje, když už výztuž začne rezivět?
Na povrchu výztuže se začne vytvářet zkorodovaná vrstva, která má větší objem než původní výztuž. S růstem tloušťky koroze se zvyšuje tlak této vrstvy na okolní beton, až dojde k popraskání betonu a jeho „odloupání či oprýskání“. Samozřejmě existují profesionální postupy a firmy na sanaci (opravu) betonových konstrukcí.
Jak to ale udělat, když nejsem „profík“ s výpočty od statika?
Výztuž do betonu zpravidla dáváte pocitově, na základě doporučení zkušenějších (fachmanů či z internetu) nebo dle stavebního návodu (dokumentace či doporučení výrobce). Chcete-li předejít budoucím možným problémům, držte se následujících doporučení: Beton vždy volte raději kvalitnější než horší. Snažte se vždy povrch betonu maximálně „zatáhnout“ - uhladit, aby nebyl nasákavý. Nebo to udělejte chytřeji!
Kompozitní neocelová výztuž - pokrok 21. století i pro domácí stavitele
Neocelové výztuže plní veškeré funkce ocelové výztuže se všemi benefity pro beton, které byly výše popsány. Navíc nikdy nekorodují, jsou lehčí a výrazně skladnější (nechají se rolovat a samy se vracejí do původního tvaru). Tím tedy pozitivně zvyšují vlastnosti betonu, aniž by hrozilo, že vlivem koroze výztuže dojde k rychlejší degradaci betonu.
Případy, kdy je neocelová výztuž výhodná:
- Vytváření tenkých betonových desek venku - u takovéto desky prakticky nelze vytvořit dostatečnou krycí vrstvu betonu chránící ocelovou výztuž.
- Ukládání vyztuženého betonu do země, nebo tam, kde může docházet ke styku s vodou - při betonáži například základů nebo základových desek, kde je třeba vyztužit spodní část betonu, se špatně zajišťuje, aby se vám spodní výztuž nedotýkala zeminy. Zde pak dochází rychle ke korozi ocelové výztuže.
- Podélné vyztužování ztraceného bednění - obzvláště styk jednotlivých tvarovek ztraceného bednění je skoro nemožné utěsnit před vnikající vlhkostí. Zároveň zde zpravidla ocelová výztuž není nijak chráněná betonem, neboť se tento prostor těžko betonem vyplňuje a výztuž rychle koroduje.
- Betonování ze „zavlhlého“ betonu - častokrát si potřebujete něco vybetonovat, ale nemáte prostor či čas beton vyrábět sami. Dovezená zavlhlá směs z blízké betonárny je pak jasná volba. Takovýto beton je ale velmi často hodně porézní, prakticky dokonale nezhutnitelný, nasákavý a rychle ztrácí přirozené pH. Případná vložená ocelová výztuž může začít rychle rezivět.
Práce s kompozitní neocelovou výztuží
Kompozitní neocelová výztuž lze ohýbat, je pružná, ale nedrží po ohnutí svůj tvar a navrací se do tvaru původního. To je velká výhoda při manipulaci, ale může to být nepříjemné překvapení při specifických aplikacích. Po kompozitní výztuži lze chodit (například pokud tvoří vyztužení desky, kde se potřebujete ještě před či při betonáži pohybovat). Krácení výztuže se provádí buď štípacími kleštěmi (do ekvivalentu 6mm ocelového drátu to není problém), nebo klasicky pomocí úhlové brusky („flexy“). Spojovat jednotlivé prvky (sítě či pruty) lze jednoduše při ponechání standardního překryvu výztuže pomocí plastových elektrikářských pásek (kdy se doporučuje vždy zakrátit přebytečný kus pásky - nenechávat „dlouhé ocásky“). Další výhodou může být formát dodávaných kompozitů. Díky lehkosti a snadné „rolovatelnosti“ se výztuž dodává i ve větších kusech než standardní ocelová výztuž. Tím ušetříte peníze za „nezbytné překrývání“ jednotlivých výztuží, kdy se standardně doporučuje překryv navazujících roxorů 50cm a u sítí také (samozřejmě v závislosti na použité kvalitě betonu a stupni zatěžování).
Vlepování výztuže: Metody a inovace
V posledních letech se napojování pomocí dodatečně vlepované výztuže stalo osvědčeným každodenním řešením. Používá se jak při zesilování stávajících konstrukcí, tak u novostaveb. Široké spektrum použití sahá od napojování nosníků ke stěnám, přes kotvení schodišťových podest a napojování konzolových desek k stěnám, až po kotvení sloupů do stávajících základů. Při zesilování stávajících betonových konstrukcí, např. za účelem zlepšení vlastností kvůli modernizaci - se dodatečně vlepovaná výztuž používá k rozšiřování konzolových desek, k sanaci okrajů konstrukcí a uzavírání prostupů.
Čtěte také: Normy pro výztuž v betonu
Při návrhu vlepování prutů betonářské výztuže lze uplatnit jednu ze dvou metod návrhu: metodou podle teorie kotvení nebo metodou navrhování železobetonových konstrukcí. Ve druhém případě se tahové zatížení, kterému jsou vystaveny vlepované pruty, přenáší prostřednictvím žebírek na existující betonářskou výztuž. Návrh se řídí pravidly, které platí pro návrh monolitických železobetonových konstrukcí a vychází se z Eurokódu 2 (EC 2).
Historie a vývoj norem pro vlepovanou výztuž
Až do roku 2018 byla dodatečně vlepovaná výztuž posuzována na základě Eurokódu 2 a Technické zprávy TR 023, kterou posléze nahradil EAD 330087. Po několikaletém intenzivním výzkumu a testování přichází TR 069 a výrazně rozšiřuje oblast použitelnosti dodatečně vlepované výztuže.
Úskalí původních norem
Napojování pomocí dodatečně vlepované výztuže podle EAD 330087 bylo dosud možné provádět pouze pomocí výztuže v souladu s normou EN 1992-1-1. Z toho vyplývá, že vetknuté přípoje musely být realizovány stykováním výztuže přesahem. Provedení dodatečného vetknutého přípoje betonových konstrukcí přenášejícího momentové zatížení pomocí výztuže stykované přesahem podle požadavků EAD 330087 bylo nutno dosud řešit následovně (přesahem výztuže). Požadavek konstruovat vetknuté přípoje pomocí přesahů výztuže může mít zásadní dopad na průběh prací, ekonomickou stránku i bezpečnost výstavby. Stykování přesahem (plánovaný přesah mezi zabetonovanou a dodatečně vlepovanou výztuží) u nových konstrukcí musí být naplánováno a skutečně realizováno. V praxi tomu tak ne vždy bývá. U rekonstrukcí se spoj využívající stykovanou výztuž neobejde bez částečného vybourání kvůli odhalení stávající výztuže, přivaření výztuže nové a opětovnému zakrytí betonem, což je vše velice časově, a tedy i finančně náročné.
Nový milník: Technická zpráva TR 069
Nová Technická zpráva TR 069 vydaná v roce 2019 od EOTA pod názvem „Design Method for anchorages of post-installed reinforcing bars (rebar) with improved bond-splitting behavior as compared to EN 1992-1-1” - „Metoda konstrukce ukotvení dodatečně instalovaných výztužných tyčí (výztuží) se zlepšenými vlastnostmi pro porušení spojů ve srovnání s EN 1992-1-1“ umožňuje návrh dodatečných (tuhých) spojů betonových konstrukcí za podmínek statického zatěžování bez stykování výztuže. Za tímto účelem musí být produkt použitý pro dodatečné vlepení výztuže posouzen podle EAD 332402. Tento dokument obsahuje metody a kritéria pro dosažení skutečných hodnot soudržnosti výztužných systémů a posouzení porušení, které (v závislosti na vlastnostech produktu) může být podstatně lepší než u zabetonované výztuže podle Eurokódu 2.
Hilti vám nyní může nabídnout revoluční systém napojování pomocí dodatečně vlepované výztuže, který tvoří:
Čtěte také: Řešení prostupů výztuže
- zcela nová metoda návrhu - TR 069 vydaná organizací EOTA,
- nový produkt - vytlačovací lepicí hmota Hilti HIT-HY 200-R V3 s oporou v ETA certifikátech,
- návrhový software - PROFIS Rebar pro pohodlné výpočty a tvorbu veškeré potřebné dokumentace.
Nová lepící hmota HIT-HY 200-R V3 je schválená dle EAD 332402 a může tak být navrhována a provedena podle TR 069. To nabízí několik výhod:
- podstatné rozšíření oblasti použitelnosti pro přípoje s dodatečně vlepovanou výztuží pomocí dodatečně vlepované výztuže,
- flexibilita během navrhování a řešení detailů přípojů železobetonových konstrukcí přenášejících momentové zatížení,
- méně prostojů vinou částečného vybourávání v průběhu výstavby, což již oceňují realizační firmy,
- menší zdravotní a bezpečnostní rizika spjatá s vyčníváním zabetonované výztuže z betonu,
- optimalizování návrhu,
- mnohem trvanlivější a bezpečnější přípoje pomocí dodatečně vlepované výztuže se životností až 100 let v případě tunelů a mostů, případně až 50 let v případě budov - tyto hodnoty odpovídají očekávané celkové životnosti,
- plánování projektu, navrhování a tvorbu dokumentace výpočetních postupů pro dodatečně vlepovanou výztuž s využitím software pro navrhování Hilti PROFIS Rebar.
Nová Technická zpráva TR 069 slučuje principy návrhu železobetonových konstrukcí (EN 1992-1-1) s principy kotvení do betonu (EN 1992-4). Návrh v duchu TR 069 je možný pouze tehdy, pokud jsou systémy vytlačovacích hmot posouzeny podle EAD 332402. Posouzení podle EAD 330087 nestačí. TR 069 podrobně vysvětluje jednotlivé typy porušení systémového spojení. Jedná se o:
- porušení oceli,
- porušení vytržením kužele betonu,
- porušení rozštěpením.
Příklad návrhu dle nové metodiky
Můžeme se podívat na konkrétní příklad návrhu nově napojené svislé konstrukce k vodorovnému základu. V zadání máme tlakovou sílu i ohybový moment pro stejné podmínky. Právě u nové metody není nutný přesah výztuží a stačí menší kotevní hloubka až o 35%. Toto řešení extrémně šetří náklady a čas na realizaci.
Proces instalace výztuže
Příprava a skladování výztuže
Pruty mohou být skladovány po jednotlivých kusech nebo svázány podle profilů do skupin. Ukládají se na podložky v takových vzdálenostech, aby se nemohly trvale zdeformovat. Zatímco výztužné sítě a mřížoviny se skladují zásadně naležato, výztužné armokoše mohou být uloženy na stojanech. Výztužné polotovary se skladují v různých polohách, v závislosti na jejich jejich tvaru. Válcovaná ocel se skladuje na dřevěných podkladních hranolech v poloze, ve které bude zabudována do konstrukce.
Stroje a zařízení pro opracování výztuže
Stroje a zařízení pro rovnání, stříhání a ohýbání betonářské výztuže musejí být uspořádány tak, aby pracovníci nebyli ohroženi pohybem armatury při jejím opracovávání. Ocel z drátů se rovná v elektrických rovnačkách, kde se současně i stříhá na předepsané délky. Na předepsané délky se musejí nejdříve nastříhat i pruty z betonářské oceli. Zcela výjimečně se ještě používají na jednotlivé tenké profily ruční pákové nůžky. V současné době se ke stříhání tyčoviny používají elektrické stříhačky. Při stříhání několika výztužných prutů najednou musí být tyčovina vhodně zajištěna v pevné poloze vhodným pracovním nástrojem (např. svěrkou) nebo přímo konstrukcí stroje. Ocel nastříhaná na předepsané délky se na elektrické ohýbačce ohne do přesně stanoveného tvaru podle výkresu výztuže. Při malém množství ohýbaných prutů se mohou použít ruční ohýbačky. Běžně používané ohýbačky s motorovým pohonem musejí být na přední straně stolu vybaveny tlačítky pro okamžité zastavení chodu stroje nebo doplněny o vypínací tyč umístěnou tak, aby mohlo dojít v případě nebezpečí k okamžitému zastavení chodu stroje. Při stříhání a ohýbání prutů nesmí být technika nikdy přetěžována, protože by mohlo dojít k nekontrolovatelným pohybům výztuže. Během stříhání a ohýbání se nesmějí ruce pracovníka přiblížit do nebezpečné vzdálenosti k místu střihu nebo do blízkosti ohybu. Třmínky, kterými se ovíjí nosná výztuž, se ohýbají zpravidla na třmínkovačkách. Výztuž do sloupů ve tvaru armokoše se omotává třmínky ručně v poloze naležato na stojanech.
Fixace a spojování výztuže
Ke vzájemné fixaci výztuže se používá měkký vázací drát, který se namotává v místech křížení výztuže a utahuje pomocí ručního háčku - tzv. vazačky. Namísto vázání se může výztuž spojovat také svařováním, což ale není nosný spoj. Kromě spojovacích svarů se používají také svary dočasně nosné - s nosnou funkcí určenou pouze po dobu montáže.
Přemísťování a čištění výztuže
Jednotlivé krátké pruty nebo svazky prutů se mohou přemísťovat ručně. Dlouhé pruty je třeba uchopit vždy na dvou místech, ať už jsou přenášeny pracovníky nebo jeřábem. Výztužné sítě a mřížoviny se podle svého tvaru zavěšují různým způsobem na jeřáb. Zpravidla to bývá pomocí čtyřpramenného lana s okem navlečeným do háku jeřábu. Povrch ocelových vložek musí být před uložením do bednění zbaven mastnoty a rzi. Nesmí být znečištěn zatvrdlým cementovým mlékem. Jakékoliv nečistoty, které by mohly snížit přilnavost oceli k betonu, se musejí odstranit. Čištění výztuže v bednění se z bezpečnostních důvodů nesmí provádět. Navíc by vznikly problémy i při odbedňování.
Osazování výztuže
Pokud není možné vkládat výztuž do bednění v armokoších (kostrách), může být vkládána i jednotlivě. Tyče se v bednění tzv. „kladou“. Krycí vrstva výztuže v betonové konstrukci se zajišťuje pomocí distančních tělísek. Při osazování se výztuž kostry sloupů ve tvaru armokoše spouští na definitivní místo pomocí zdvihacího prostředku. Musí dosednout až na betonové dno. Navazuje se na kotevní trny ze základů nebo na vysunuté svislé pruty ze sloupů spodního podlaží. Teprve potom se přikládá bednění sloupu. Výztuž nosníků se vkládá do bednění zpravidla jednotlivě nebo opět v podobě armokošů. Při jednotlivém ukládání výztužných prutů do bednění se nejdříve vkládají třmínky. Aby se třmínky nekácely, přivážou se dočasně na vodorovná montážní železa umístěná kolmo na horní hrany bednění.
Kontrola před betonáží
Po dokončení železářských prací převezme odpovědný pracovník stavby výztuž podle schváleného výkresu výztuže. Před zahájením betonáže musejí být armatury, které jsou uloženy do bednění, převzaty odpovědným pracovníkem stavby a technickým dozorem stavebníka (TDS). Ti zkontrolují správnost jejího uložení a dodržení všech krycích vrstev podle výkresů tvaru a výztuže. Nosná výztuž nesmí zůstat po odbednění obnažena.
Technologická řešení Hilti pro vlepování výztuže
Díky Hilti softwaru můžete flexibilně navrhnout jakýkoli typ přípoje od zesilování zdí, desek, sloupů, až po průvlaky. Návrhový software Hilti pokrývá celou škálu přípojů a vychází z rozsáhlého testování a certifikace Hilti produktů. Pro vlepování výztuže využijte lepicí hmoty s ETA certifikací. Navrhněte optimální řešení pro různé kotevní hloubky, průměry, podmínky na stavbě, způsoby vrtání a statické nebo seizmické zatížení.
Detekce výztuže a technologie SafeSet
Nikdo nemá rád překvapení na stavbě. Snižte riziko poškození existující výztuže během vrtání díky skeneru betonu Hilti PS 300. S ním můžete rychle a přesně zjistit polohu existující výztuže na velkých plochách a zaznamenat a exportovat data pro další statický návrh. Co kdyby jste se mohli zbavit kartáčků a pumpiček na čištění otvorů? S technologií SafeSet je to možné. Inovativní a ETA certifikované řešení kombinuje Hilti stroje s dutým vrtákem pro čištění a vrtání otvoru v jednom kroku. Pro SafeSet můžete použít jakékoliv výkonné vrtací kladivo Hilti se správným průměrem dutého vrtáku a připojeným vysavačem. Po vyvrtání otvorů dutým vrtákem zbývá už jen vytlačit přesnou dávku lepicí hmoty za pomoci vytlačovacího přístroje HDE 500-22 a osadit kotvený prvek, výztuž nebo závitovou tyč. S technologií SafeSet dosáhnete vysoké produktivity na stavbě, máte jistotu správné montáže a vždy budete v souladu s ETA certifikací.
Ověření návrhu a technická podpora
Techničtí poradci Hilti vám provedou tahovou zkoušku v reálných podmínkách přímo na vaší stavbě tak, abyste mohli ověřit váš návrh. Tahová zkouška může být provedena dle vašeho zadání pro ověření pevnosti základního materiálu až do meze porušení. Od Hilti pak dostanete detailní report s veškerými daty.
Tabulka: Přehled typů výztuže a jejich charakteristiky
| Typ výztuže | Materiál | Formát dodání | Koroze | Manipulace | Typické použití |
|---|---|---|---|---|---|
| Ocelové kari sítě / roxory | Ocel | Svařované sítě, rovné pruty (až 16 m) | Koroduje při ztrátě pH betonu | Těžká, objemná, nutný přesah | Běžné betonové konstrukce |
| Kompozitní neocelová výztuž | Kompozitní materiál | Rolovatelná, lehčí, větší kusy | Nekoroduje | Lehká, pružná, snadná manipulace | Tenké desky, vlhké prostředí, ztracené bednění, zavlhlý beton |
tags: #vlepovani #vyztuze #na #cement #informace