Namíchat kvalitní, vysokopevnostní a trvanlivý beton pro výstavbu významných staveb je opravdu věda. Na míchání betonu svépomocí na stavbě rodinného domu se nevztahují tak přísná kritéria, ale aby beton vydržel a měl požadované vlastnosti, je třeba ctít základní požadavky pro výrobu betonu a především pak jeho správné složení.
Složení betonu
Hlavními složkami betonu jsou cement, voda a písek nebo štěrk. Pro mísení betonu se používá standardně štěrkopísek frakce 0 - 4 mm a štěrk frakce 8 - 16; 16 - 32 a 32 - 64 mm. Kromě výše uvedených základních složek se používají i přísady a příměsy, které upravují vlastnosti betonu.
Cement jako pojivo a jeho vliv na pevnost
Cement působí v betonu jako pojivo. Na jeden kubický metr betonu je zapotřebí 200 až 450 kg cementu. Přesné složení výsledné betonové směsi záleží na velikosti drceného kamene (zvolené frakci) nebo jemnosti písku do betonu, u cementu pak na jeho čerstvosti a třídě. V zásadě platí, že čím vyšší je podíl cementu, tím je beton tvrdší. Je důležité, aby každé zrnko písku a štěrku bylo obaleno cementem. Toho se docílí dostatečnou dávkou cementu a dostatečně dlouhou dobou mísení betonové směsi. Pokud tedy do betonu dáte větší podíl štěrkopísku frakce 0 - 4 mm, je logické, že bude třeba použít více cementu.
Cement je hydraulické pojivo, tedy jemně mletá anorganická látka, která po smíchání s vodou vytváří kaši tuhnoucí a tvrdnoucí i pod vodou, a to v důsledku hydratačních reakcí. Při styku s vodou dochází k jeho rozpuštění a následné krystalizaci (tuhne a tvrdne), čímž se vytváří pevná a zároveň pružná vazba mezi zrny plniva (kameniva). Po zatvrdnutí si zachovává svou pevnost a stálost.
Cementy se podle ČSN EN 197-1 dělí na pět druhů (CEM I až CEM V). Při označení cementů se udává druh cementu, třída cementu a doplňující označení písmeny blíže specifikujícími jejich složení. K výrobě konstrukčních betonů se nejčastěji používá cement portlandský (CEM I), troskoportlandský (CEM II) nebo vysokopecní (CEM III). Kromě těchto cementů se vyrábějí cementy určené pro betonové konstrukce se specifickými vlastnostmi nebo pro betonové konstrukce vyráběné ve specifických podmínkách, případně speciálními technologiemi (např. cestní portlandský cement (CPC), síranovzdorný portlandský cement (SVPC), puzolánový cement, směsový cement atd.). Cementy se zařazují do tříd podle dosahované pevnosti v tlaku. Portlandský cement rychle tvrdne, ale pro vysoký obsah volného vápna není dostatečně odolný proti vodám louhujícím dobře rozpustný Ca(OH)2 a pro vysoký obsah trikalcium-aluminátu ani proti sulfatickým vodám. Směsové cementy obsahují hydraulické příměsi, které zvyšují jejich odolnost proti agresivním vlivům. Jsou však citlivé na nízké teploty. Tvrdnou pomaleji než portlandské cementy, a tedy pomaleji uvolňují i hydratační teplo. Proto se používají na výrobu masivních konstrukcí, kde hrozí porušení integrity betonu nerovnoměrnou distribucí teploty. Třídy cementu reprezentují 28denní pevnosti v tlaku normových cementových malt podle ČSN EN 197-1.
Čtěte také: Vlastnictví plotu mezi sousedy
Pro svépomocné stavebníky je nejběžnější cement 32,5, protože jde o univerzální, směsný cement. Tyto cementy mají vyšší odolnost vůči chloridu, solím atd. Cement 42,5 je pak spíše pro profíky.
Kvalita kameniva a písku
Kvalita betonu je výrazně ovlivněna použitým kamenivem. To by mělo být čisté bez hlinitých příměsí (říční, praný písek). Jeho maximální zrno by mělo být co největší (min. 8 mm). Písky jemnějších frakcí 0/2 nebo 0/4 mm jsou jistě použitelné, ale ne příliš vhodné. U masivnějších prvků lze použít štěrkopísek s maximálním zrnem kameniva 16 nebo 22 mm. Omezujícím požadavkem je pouze poměr největšího zrna v písku/štěrkopísku k minimálnímu rozměru prvku.
V ČR máme hodně lokalit s pískem, tím pádem je mezi pískem obrovský rozdíl. Může být jemný, ale je i s hrubšími zrny. Toto má vliv na to, zda a jak výsledný beton drží nebo nedrží vodu a jak je stabilní. Pro výrobu betonu je ideální říční tříděný písek frakce 0-4 mm. Nejjemnější, tedy kopaný písek používáme jako přísadu do malt a omítek. Pro konstrukční betony je lepší použít drcené kamenivo, které je ostrohranné. To se do sebe lépe zasekne a beton má lepší pevnost.
Množství vody a její vliv na pevnost
Objem vody, který je potřebný pro zamíchání betonu, nelze jednoznačně určit. Vždy záleží na tom, zda je písek a štěrk suchý či mokrý (tedy pokud je skladován venku, nebo uvnitř budovy). Voda se dávkuje dle toho, jakou konzistenci betonu potřebujete. V některých případech je potřeba řidší směs, která zateče do spár, v jiném případě je potřeba směs hustší (například pro betonování podlahy). Obsah vody se také liší dle objemu kameniva použitého pro výrobu betonové směsi.
Voda se následně přidá podle potřeby. Množství vody určuje pozdější konzistenci betonu. S větším množstvím vody bude směs kašovitější a základy se tak budou snáze zalévat. Méně vody vytváří vlhký beton, který se lépe nanáší třeba na svislou podpěru obrubníku. Vodu dávkujte přiměřeně; přebytečná voda snižuje pevnost betonu a jeho životnost. Vezměte v úvahu, že v kamenivu je běžně obsaženo asi 5 - 15 % vlhkosti. Obzvláště při výrobě vnitřních podkladových betonů a potěrů se vyvarujte předávkování vody. Dávka vody by měla nastavit zavlhlou konzistenci. Směs by neměla být tekutá. Nezhutněná směs i s vysokou dávkou cementu a nízkou dávkou vody nebude mít předpokládanou pevnost.
Čtěte také: Historie Praha Mezi Ploty
Pro přípravu betonové směsi doporučujeme používat pitnou vodu z vodovodu.
Přísady a příměsi
Zpomalovací přísady jsou látky, které zpomalují tuhnutí a tvrdnutí cementu. Zpomalení hydratačních procesů se využívá tehdy, když doba od výroby po zpracování betonu je relativně dlouhá a vyžadovanou konzistenci čerstvého betonu je třeba udržet co nejdéle. Tyto případy mohou nastat při přepravě betonu na velké vzdálenosti nebo při betonování tvarově složitých a hustě vyztužených, případně špatně přístupných konstrukcí, kde ukládání betonu trvá poměrně dlouho. Tento problém může nastat v letních měsících při vysokých teplotách ovzduší, v důsledku čehož dochází v normálním betonu k velmi rychlé ztrátě zpracovatelnosti. Zpomalení hydratace cementu má svůj význam i při betonování masivních konstrukcí. Použitím zpomalovacích přísad lze zabránit nadměrnému ohřátí těchto konstrukcí vlivem hydratačního tepla, což by mohlo vést ke vzniku trhlin v důsledku teplotní dilatace. V některých případech mohou zpomalovací přísady zhoršit zpracovatelnost čerstvého betonu, i když nedojde k jeho abnormálnímu tuhnutí. Použití zpomalovacích přísad vede ke snížení počátečních (jednodenních) pevností.
Urychlovací přísady jsou látky, které ovlivňují chemicky nebo fyzikálně-chemicky proces hydratace cementu, což vede k urychlení tuhnutí a tvrdnutí betonu. Požadavky na míru urychlení mohou být velmi rozdílné v závislosti na účelu použití těchto přísad. Urychlovací přísady lze výhodně používat při betonování v zimním období. Urychlovací přísady s extrémním účinkem se používají při výrobě stříkaných betonů, různých těsnicích směsí a jiných materiálů určených k opravám a sanacím betonových konstrukcí.
Navzdory jiné primární funkci i plastifikační přísady na bázi lignosulfonanů obecně oddalují začátek a dobu tuhnutí. Vliv superplastifikátorů na tuhnutí betonu závisí na typu přísady. Superplastifikátory na bázi SMF (sulfonované melamin-formaldehydové kondenzáty) obecně zkracují začátek a dobu tuhnutí. Vzhledem k rozdílnému vlivu jednotlivých plastifikačních přísad na průběh hydratace cementu je rozdílný i vliv těchto přísad na vývin počátečních pevností betonu. Lignosulfonany obecně zpomalují hydrataci, a proto i vývoj pevnosti je při jejich aplikaci zpomalený. V důsledku toho krátkodobé pevnosti, tj. pevnosti po 1 dnu tvrdnutí, jsou zpravidla nižší než u betonu bez přísady. Při aplikaci superplastifikátorů dochází naopak k urychlování vývinu pevnosti betonu a jednodenní pevnosti jsou zpravidla podstatně vyšší než u betonů bez přísady. V literatuře se uvádí zvýšení pevnosti téměř o 75 až 80 procent. Tyto přísady proto mají své opodstatnění nejen při výrobě vysoce pohyblivých. Aplikace superplastifikátorů vede zpravidla k nárůstu pevnosti betonu nejen při redukci dávky vody, ale také při konstantním vodním součiniteli.
Pevnost betonu
Pevnost betonu se vyjadřuje pomocí označení B 5 až B55 a dělí se podle tohoto označení do 7 skupin. Pro přesné stanovení poměrů slouží tabulky s vyznačením hmotnosti a s udáním poměrů jednotlivých složek betonu. Všude možně se lze dočíst o různých poměrech jednotlivých složek betonu, které se pohybují v rozmezí 1:2 - 1:6 (cement:štěrkopísek). Dosažení krychelné pevnosti po 28 dnech by tedy měly být na úrovni 20, 25 nebo 30 MPa.
Čtěte také: Mezi ploty: Kontext a vývoj
Rychlost vývinu pevnosti betonu nezávisí jen na vlastnostech cementu a přísad, ale též na vodním součiniteli. Pevnost betonu roste rychleji s nižším vodním součinitelem než u betonu s vyšším vodním součinitelem, přičemž rychlost vývinu pevnosti ovlivňují podmínky ošetřování betonu, především teplota.
Orientační poměry složek pro různé typy betonu
Při míchání betonu rozlišujeme 3 jeho typy. Pro každý typ používáme jiný poměr vstupních surovin.
| Typ betonu | Množství cementu na 1 m³ | Poměr (cement : písek : štěrk) |
|---|---|---|
| Základový beton | 250 kg | 1 : 2 : 3 |
| Konstrukční nosný beton | 350 kg | 1 : 2 : 2 |
| Betonový potěr | 300 kg | 1 : 4 : 0 |
Míchání betonu
Hlavními složkami betonu jsou cement, voda a písek nebo štěrk. Stejně snadné jako jeho složení je také míchání betonu. Přitom je rozhodující správný poměr jednotlivých přísad. V následujícím návodu se dozvíte, jak vypočítat spotřebu, jaký je správný poměr mísení cementu, vody a písku nebo štěrku a jaké další kroky jsou zapotřebí.
Výpočet množství betonu
Velké množství betonu o objemu přes 45 l budete potřebovat při stavbě základů, například pro zídky. Kromě vlastního materiálu budete používat kolečko, lopatu a stavební míchačku na beton. Pro střední množství o objemu cca 12 l stačí stavební míchadlo, stavební vědro, lopata a kbelík s vodou. Malá množství o objemu do 12 l lze bez problémů zpracovat ručně pomocí zednické lžíce ve stavebním vědru. Tip: V případě malého množství si můžete ušetřit čas a námahu pomocí hotových směsí betonového potěru. Stačí, když ke směsi přidáte zhruba celé určené množství vody a mícháte, dokud nezapracujete všechen suchý materiál. Pokud jste si spočítali objem vstupu surovin a výstup a nějak Vám to nevychází, pak vězte, že objem betonu je opravdu menší, než součet objemu surovin. Jednoduché pravidlo pro výpočet spotřeby objemu štěrku - bude ho potřeba o cca 10% více než je konečný objem betonu. Pro zjednodušení výpočtu si můžete pomoci tabulkou, kde jsou hodnoty počítány v litrech. Je třeba si uvědomit, že malý pytel cementu (25kg) má objem přibližně 19 litrů.
Za předpokladu použití míchačky standardního objemu (tj. 120 litrů) budete pro výrobu metru krychlového betonu muset proces míchání zopakovat 8x. V případě potřeby většího množství betonu proto doporučujeme zakoupení již namíchaného betonu.
Stanovení směšovacího poměru
Než začnete, doporučujeme připravit si pomůcky a mít je v blízkosti stavby po ruce. Vhodné je použít ochranné prostředky a oblečení: beton může dráždit pokožku, pracovní rukavice a dlouhé rukávy vás tak ochrání. Kromě cementu a vody patří do betonu také písek o zrnitosti do 2 mm nebo štěrk o zrnitosti do 32 mm. Poměr mezi cementem a pískem nebo štěrkem je 1 : 4. Pro většinu zahradních projektů, jako jsou základy pro terasu, stačí třída pevnosti C12/15. Při míchání betonu je důležitý správný poměr mísení. Jedna jednotka cementu se rovná čtyřem jednotkám písku.
Postup míchání betonu
Doporučujeme míchat cement a vodu s pískem nebo štěrkem tak dlouho, dokud směs nedosáhne požadované pevnosti. Doporučená metoda závisí na celkovém množství. Pokud používáte míchačku na beton, zacházejte se zařízením opatrně, nesahejte dovnitř a zajistěte stabilitu.
Míchání betonu v míchačce
- Stiskněte tlačítko Start a nechte míchačku rozběhnout.
- Přidejte čtyři jednotky štěrku.
- Přidejte jednu jednotku cementu.
- Přidávejte postupně vodu, dokud hmota nedosáhne lehce lesklé konzistence.
Při míchání betonu dávejte do stavební míchačky vždy jako první vodu, následně 3-4 lopaty kameniva a po promísení přidávejte postupně celou vypočítanou dávku cementu. Po zamísení cementu postupně přidávejte štěrk, dokud nebude mít beton požadovanou konzistenci. Míchejte přibližně 3 - 5 minut.
Míchání středního množství betonu pomocí stavebního míchadla
- Do stavebního vědra naplňte vhodné množství štěrku nebo písku a cementu a vše kompletně promíchejte stavebním míchadlem.
- Následně pomalu přidávejte vodu, aby bylo možné množství později ještě zvýšit.
- Míchadlem vše rozmíchejte, dokud nedosáhnete požadované konzistence.
Míchání malého množství betonu v maltovníku
- Do stavebního vědra naplňte vhodné množství štěrku nebo písku a cementu a vše promíchejte zednickou lžící.
- Následně pomalu přidávejte vodu, aby bylo možné množství později ještě zvýšit.
- Zednickou lžící směs zpracujte, dokud nedosáhnete požadované konzistence.
Tuhnutí a tvrdnutí betonu
U výběru správného typu betonu a jeho umíchání vaše práce nekončí. Je nutné znát, jak dlouho tuhne a tvrdne, než povrch můžete maximálně zatížit. Beton ztuhne zhruba hodinu od smíchání směsi, poté začíná tvrdnout. Po týdnu dosáhne 70 % své pevnosti. Výslednou stabilitu konstrukce ovlivňuje i teplota. V tropickém létě doporučujeme betonovat večer, nebo povrch pravidelně kropit, aby nevyschl. Utvořily by se v něm trhliny, které snižují stabilitu konstrukce. Voda by měla mít zhruba stejnou teplotu jako okolní vzduch, aby nedošlo k teplotnímu šoku a prasklinám. Podstatné je, aby dovezený objem zavlhlé betonové směsi byl zpracován obvykle do 90 minut (při teplotách do 20 °C). Při vyšších teplotách se čas zkracuje.
Nejčastější chyby při míchání betonu
- Příliš vysoká teplota: Betonáž při vysokých teplotách nebo betonáž s materiálem o vysoké teplotě. Vysoká teplota urychluje hydrataci a náběh pevnosti, kvůli čemuž pak beton během pár hodin praská.
- Suchý podklad při betonáži věnců: Pokud cihla nebo keramika není provlhčená, vysaje z betonu vodu a ten následně praská.
- Správná volba směsi pro interiér či exteriér: Nelze použít jeden beton na vše. Pro venkovní betony se používá mrazuvzdorný provzdušněný beton.
- Přílišné množství vody: Častou chybou laiků je přidávání přílišného množství vody, kvůli které se snižuje jeho hustota.
Čištění přístrojů a nářadí
Jakmile je betonování dokončeno, je vhodné všechny pracovní nástroje důkladně očistit vodou. Pracovní oblečení doporučujeme hned po použití namočit do vody. Ztvrdlý beton je už velmi obtížné odstranit z nástrojů a oblečení.
Typy betonových směsí
Než se pustíte do výběru konkrétní betonové směsi, zamyslete se, jaké vlastnosti od materiálu vyžadujete a k jaké práci jej budete využívat.
- Beton pro vysoké pevnosti je vhodný pro vyztužené konstrukce i potěry, jako jsou pilíře, podpěry, balkonové desky, podlahy a další.
- Potěry či „potěrový“ beton, jemný, méně pevnostní a nekonstrukční je vhodný pro hrubé betony, vytváření betonových mazanin podlah pod dlažbu, koberce a jiné povrchy. V různých třídách jsou určené i do betonových základů pro staticky namáhané konstrukce.
- Rychleschnoucí betony využijete tam, kde potřebujete pokračovat ve stavebních pracích bez delších technologických přestávek, ale nemůžete nechat materiál pořádně vyzrát.
- Může být i beton pískový. Pro beton například do zahradních obrubníků vůbec nepoužíváme kamenivo, ale jen písek a cement. Je ale třeba mít hodně hustou konzistenci, to znamená přimíchat co nejméně vody. Čím je jemnější směs a více vody, tím větší je smršťování. Bavíme o tzv. presbetonech, které jsou suché a lisují se. Dosahují vysoké pevnosti, nepraskají a mají výborné parametry.
Velmi výhodnou variantou je použití prefabrikovaného betonu ve formě zámkových dlažeb a nejrůznějších tvárnic či jiných prvků (např. tzv palisády). Uživatel v tomto případě má garantovanou výslednou pevnost i trvanlivost zakoupených produktů a práce je možné realizovat v širokém teplotním rozmezí. Současný sortiment nabízí bohatou škálu barev i tvarů.
Z výše uvedeného nástinu požadavků vyplývá, že tam, kde je to možné, je třeba dát přednost komerčním pytlovaným směsím. Další variantou je dovoz přiměřeného množství betonové směsi, která je vyrobena v centrální betonárně.
tags: #vztah #mezi #mnozstvim #cementu #a #pevnosti