Armování betonu je zásadní proces ve stavebnictví, který umožňuje vytvářet pevné, stabilní a odolné konstrukce. Pro vyztužení betonu se využívá tzv. betonářská ocel. Betonářská ocel zahrnuje především žebrované dráty a tyče, které se dají svářet a jejich žebrování zajistí soudržnost výztuže s betonem a zároveň má podobnou tepelnou roztažnost, takže při správném návrhu vyztužení beton nepraská.
Betonářská výztuž, betonářská ocel, nesprávně a lidově nazývaná také starým názvem roxor. Když ji zalijeme do betonu, vytvoříme železobeton. Jedná se o ocelové dráty/tyče s žebrováním, díky němuž výztuž spolupůsobí s betonem a zajišťuje skvělou soudržnost. Tyto výztuže se dodávají ve svitcích a dále se rovnají na požadovanou délku, která se většinou pohybuje od 6 do 12 metrů. Tyto armatury se vyrábějí v různých průměrech - nejčastěji se můžeme setkat s průměrem od 6 do 40 mm.
Typy betonářské oceli
Základní označování betonářské oceli klasifikuje norma ČSN 420139 Ocel pro výztuž do betonu - Svařitelná žebírková betonářská ocel - Všeobecně. Oceli třídy tažnosti C se v ČR nevyrábí. Základní a v ČR nejpoužívanější je betonářská ocel s označením B500B, u sítí B500A. První písmeno znamená, že se jedná o betonářskou ocel, číslo udává mez kluzu Re = fyk v MPa a poslední písmeno třídu tažnosti.
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.
Roxory
Pro armování betonu se nejčastěji využívají roxory - žebírkové ocelové pruty. Roxor představuje ocelovou tyč s žebrováním, které zlepšuje přilnavost tyče k betonu a umožňuje tak lepší přenos sil mezi betonem a ocelí. Samostatné tyče se vkládají do míst, kde je největší tah a může docházet k trhlinám a následnému porušení konstrukce. Když budete stavět dům svépomocí, většinou budete sahat po průměru 10, 12 nebo 14, ale záleží, jakou konstrukci plánujete dělat. Pokud se jedná o nějakou zídku nebo chodník na zahrádce, pravděpodobně nebudete muset využít pomoci statika, ale když se jedná o dům, vždy si sjednejte statické posouzení, které vám statik spočítá a navrhne jaké průměry a délky výztuží musíte použít, a také do jakých míst se musí ukládat.
Čtěte také: Typy železných plotů a bran
Kari sítě
Sítě svařované z roxorů se používají jako plošná armatura stropů, litých podlah, základových desek a jiných betonových ploch. Základní typy svařovaných sítí jsou tzv. KARI sítě. Jelikož jsou KARI sítě plošné prvky, předpokládá se využití v plošných konstrukcích jako jsou desky, podkladní betony, cementové potěry a stěny.
Prostorová výztuž
Prostorová výztuž se používá ve stavebnictví a slouží ke zvyšování pevnosti betonových konstrukcí. Je uspořádána ve trojrozměrném prostoru, čímž poskytuje pevnost a stabilitu konstrukcím namáhaným v několika směrech zároveň. Díky svým technickým vlastnostem prostorová výztuž zajišťuje odolnost vůči tlakovým i tahovým silám, které na konstrukci působí z různých směrů (ve všech třech osách - x, y, z). Své uplatnění najde ve stropech (stropní trámce, stropní panely), ve stěnách (stěnové panely, věnce). Používá se rovněž do základů staveb - pro piloty nebo základové pasy, kde musí konstrukce odolat zatížení v různých směrech. Bez prostorové výztuže se neobejdou ani sloupy a nosníky, jejíž konstrukce potřebují pevnost ve více směrech (např. v tlaku a ohybu současně).
Jednostranná výztuž
Oproti prostorové výztuži je jednostranná výztuž uspořádána v jedné rovině, případně max. ve dvou rovnoběžných vrstvách. Tento typ výztuže je určen pro konstrukce, které jsou zatížené primárně v jednom směru, proto zde není potřeba zajišťovat pevnost ve více směrech. Jednostranné výztuže se požívají např. v železobetonových deskách podlah a stropů), kde jsou výztuže umístěny v jedné či dvou rovnoběžných rovinách, zpravidla na horní a spodní části desky. Bývají také součástí konstrukce stěn, kde rovněž musí odolat tlaku či tahu v jedné rovině.
Použití betonářské oceli
Zjednodušeně lze říci, že betonářská ocel se používá u všech staveb, které mají betonovou konstrukci. Moderní stavebnictví bez tohoto materiálu se neobejde. U mostů betonářská ocel zvyšuje odolnost mostní konstrukce proti dynamickým silám a velkému zatížení. U výškových budov se betonářská ocel používá pro výztuž nosných konstrukcí, jako jsou sloupy, desky a stěny. Výztuže z betonářské oceli se používají i při stavbě přehrad, nádrží a dalších vodních staveb, kde musí odolávat působení vody a dalších vnějších vlivů, které působí na tyto stavby.
Funkce výztuže v betonu
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. Tento ohyb či tah betonu paradoxně nastává velmi často i tak, kde byste ho nečekali. Aby se zamezilo vzniku prasklin, které negativně ovlivňují životnost betonu, nebo aby se zvýšila tahová únosnost betonu, dává se do betonu výztuž.
Čtěte také: Vše o železných prutech do betonu
K tomuto dochází například:
- Při střídání venkovních teplot - pokud je beton ve styku s dalšími materiály (rostlá země, cihly, dřevo, asfalt, …) může docházet vlivem různých teplotních roztažností materiálů ke vznikání pnutí v betonu.
- Pokud je zatěžován na ne-zcela pevném podkladu - pokud například vybetonujete základy nebo základovou desku a lokálně Vám dojde k poklesu podloží, nebo vlivem vlhkosti k jeho „nabobtnání“, může dojít opět k pnutí v betonu.
- Při jednostranném zatěžování - pokud požijete beton na vytvoření například zdi tvořící terasu, která brání posunu zeminy. Podobné namáhání může vyvolat vítr. Stejně tak jednostranně je zatížena stropní konstrukce.
- 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. Oba tyto procesy opět vytvářejí „tahové pnutí“ v betonu, které může způsobovat praskliny.
Kompozitní neocelová výztuž
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). Zároveň díky vyšší tahové pevnosti než má ocel se používají na dosažení stejných vlastností betonu menší průměry kompozitní výztuže (při srovnání s ocelovou). Tím tedy pozitivně zvyšují vlastnosti betonu, aniž by hrozilo, že vlivem koroze výztuže dojde k rychlejší degradaci betonu. Obzvláště u některých aplikací je to vlastnost k nezaplacení.
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“).
Výhody kompozitní výztuže
- Nekoroduje: Zabraňuje degradaci betonu způsobené korozí výztuže.
- Lehká a skladná: Snadnější manipulace a doprava díky nízké hmotnosti a možnosti rolování.
- Vysoká pevnost: Vyšší tahová pevnost umožňuje použití menších průměrů výztuže.
Distanční prvky
Distanční prvky představují malé konstrukční součásti, které se používají při armování betonových konstrukcí. Zajišťují krycí vrstvu - distanční prvky udržují výztuž ve stanovené vzdálenosti od bednění (povrchu konstrukce), aby byla zajištěna dostatečná tloušťka betonové vrstvy. Udržují přesnou vzdálenost mezi pruty - u kari sítí nebo složitějších výztužných systémů se distanční prvky používají k tomu, aby zajistily, že pruty nebo sítě zůstanou v přesných vzdálenostech.
Typy distančních prvků
- Plastové
- Betonové
- Ocelové
Používání distančních prvků při vymezování roztečí mezi kari sítěmi se doporučuje pro zajištění správného umístění výztuže v betonu. Beton a ocel mají perfektní vlastnosti, díky kterým se vzájemně podporují a vytváří tak jeden pevný celek. Mají odlišné vlastnosti, a přesto díky velmi podobné délkové teplotní roztažnosti, jsou v souhře. Tam kde beton nestačí, tam mu ocel pomůže a na druhou stranu, on ji bude chránit před korozí a odvede těžší práci.
Čtěte také: Výhody nákupu železných plotů a bran od polských výrobců
Ochrana ocelové výztuže v betonu
Ocel a beton jsou kamarádi. Ocel v železobetonových stavebních prvcích zajišťuje pevnost v tahu. Beton ji za to chrání proti korozi. Jak to dělá? Na KARI sítích nebo na jiných typech výztuže, kterou si koupíte ve stavebninách můžete vidět povrchovou rez. Je nutné podotknout, že se nejedná o vadu materiálu. Pokud je rez jen povrchová, jsou oxidy železa v jisté míře prospěšné, jelikož nepatrně zvětšují povrch výztuže a tím dojde k lepšímu mechanickému spojení s betonem.
Při následném zabudování výztuže do bednění a dodržení krytí této výztuže betonem je výztuž dokonale chráněná, jelikož je beton alkalický s pH kolem 12. Správnou tloušťkou krytí betonem tedy zamezíme přístupu vzdušného CO2. Oxid uhličitý totiž reaguje za přítomnosti vlhkosti s hydroxidem vápenatým (hlavní složkou cementového tmele) a způsobuje karbonataci betonu. Důsledkem karbonatace je snížení pH betonu, který chrání výztuž. Pokud tedy není dodrženo krytí - dostatečná vrstva betonu okolo výztuže, k výztuži se tak dostane vlhkost s kyslíkem a pak začíná plnohodnotná koroze výztuže. Prioritou je tedy výztuž dostatečně a ze všech stran obalit betonem. Ten je nutné hutnit, aby došlo ke kvalitnímu obalení každé tyče.
Tloušťka tohoto krytí je předmětem návrhu konstrukce a jedná se o složitější výpočet, na který má vliv spoustu vstupních dat. Obecně se minimální tloušťka krycí vrstvy betonu stanovuje ze součtu dvou hodnot. První hodnotou je větší hodnota z průměru betonářské výztuže (tato hodnota je zvětšená o 5 mm v případě rozměru zrn kameniva nad 32 mm) nebo minimální krycí vrstvy betonu s ohledem na podmínky prostředí (X0, XC1, XC2, atd.). Druhou hodnotou je přídavná hodnota, která eliminuje odchylky na stavbě.
Příklad určení krytí pro železobetonový překlad uvnitř objektu, podélná výztuž ø12, stupeň vlivu prostředí XC1:
Maximální hodnota z průměru výztuže 12 mm a podmínek prostředí XC1 je 15 mm. Přídavná hodnota krytí je 10 mm. Celkové krytí je tedy rovno max (12; 15 mm) + 10 mm = 25 mm. Tuto hodnotu krytí uvádí projektová dokumentace pro provádění stavby.
Aby se výztuž nedotýkala bednění, a tedy dodrženo předepsané krytí, zajišťujeme její polohu distančníky, distančními lištami, distančními hady, fixními podložkami a podobně.
Svařování betonářské výztuže
Problematika svařování betonářských ocelí se v převážné většině dotýká ocelí pro výztuž do betonu s žebírky a souvisí se současnými trendy jejich výroby.
Ve snaze změnit přístup ke svařování betonářských ocelí byl v r. 2006 vydán soubor norem EN ISO 17660 „Svařování - Svařování betonářské oceli“, část 1: nosné svarové spoje a část 2: nenosné svarové spoje, který doplňuje požadavky na svařování betonářské výztuže uvedené v ČSN EN 1992-1-1 „Eurokód 2: „Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby“.
tags: #železné #tyče #do #betonu #vlastnosti #a