Beton je již více než sto let jedním ze základních stavebních materiálů a téměř žádná stavba se bez něj dnes neobejde. Také maltové směsi založené na cementovém pojivu jsou tradiční nedílnou součástí většiny staveb, kde je nalezneme v nejrůznějších podobách. Dlouhodobá obliba těchto materiálů spočívá především ve velmi dobrém poměru jejich technických vlastností k pořizovací ceně. Někdy je však třeba upravit (vylepšit) některé vlastnosti těchto materiálů pro konkrétní použití a související okrajové podmínky (zejména klimatické). A k tomu slouží speciální přísady.
Na čerstvý beton uložený do konstrukce působí negativně vlivy prostředí, jakými jsou sluneční svit, vítr, déšť, často i mráz. Především je třeba zabránit vysoušení povrchu betonu, např. vlivem vysokých teplot nebo větru, dále vyplavování cementu z povrchu betonu při silném dešti a promrznutí konstrukce při teplotách nižších než 0 °C.
Vliv teploty na tuhnutí betonu
Tuhnutí čerstvého betonu je závislé na okolní teplotě a tento fakt nelze nijak popřít nebo obejít. Vyšší teploty urychlují chemické reakce způsobující tuhnutí a tvrdnutí betonu, které souhrnně nazýváme hydratace cementu. 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.
Vysoké teploty, které mají vliv na hydrataci cementu, nejsou jediným problémem, který se může v souvislosti s letním počasím vyskytnout.
Doba zpracovatelnosti betonové směsi
Běžná doba zpracovatelnosti betonové směsi je 90 minut - tento čas se počítá od počátku míchání cementu s vodou až po finální uložení do konstrukce. To ovšem neplatí při extrémních letních teplotách. Jakmile je beton řádně vylit, dochází k rychlému odpařování po celé ploše nové konstrukce, což vede k rychlejšímu tuhnutí povrchové části, hydratace neprobíhá optimálně a dochází ke smršťování, a tedy i nevyhnutelně ke vzniku trhlin na povrchu konstrukce. Povrchová vrstva má následně horší vlastnosti než beton v objemu konstrukce, a i proto může velmi rychle dojít k jejímu dalšímu narušení, poškození či destrukci.
Čtěte také: Tipy pro rychlejší zrání betonu
Opatření pro betonáž v horkém počasí
Abychom zabránili komplikacím se zpracovatelností betonu, je vhodné si betonáž naplánovat na brzké ranní či pozdní večerní hodiny, kdy zpravidla ještě nepanují tak vysoké teploty a práce s betonem bude snadnější a méně uspěchaná. Složení samotné betonové směsi - celkové složení, nikoli jen přidání dodatečné záměsové vody - může rovněž ovlivnit práci s čerstvým betonem a usnadnit práce při vysokých teplotách. Pro tyto směsi je vhodné využít například směsné portlandské cementy vybrané z tříd s pomalým nárůstem počátečních pevností.
Pokud používáme vibrátor, musíme ohlídat dobu, po kterou ho používáme. 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. Doba tuhnutí, s ohledem na výše uvedené, bude při vyšších teplotách kratší, než na jakou můžeme být zvyklí a s jakou počítáme. Možností, jak si čas zpracovatelnosti prodloužit, je - obdobně jako v zimě - použití aditiv do betonu.
V první řadě je třeba beton mlžit či citlivě kropit vodou - samozřejmě tak, abychom na povrchu nezpůsobili nerovnosti nebo nezanechali kaluže. Pokud chceme minimalizovat rizika vzniku trhlin, musíme se o beton starat po celou dobu jeho tuhnutí. V rámci ochrany před přímými slunečními paprsky je vhodné plochu zastínit, případně s ohledem na možné letní přeháňky, bouřky, krupobití či silnější vítr, i přímo překrýt vlhkou geotextilií nebo folií. Obecně také platí, že při teplotách nad 30 °C bychom si měli samotnou betonáž řádně promyslet, včetně všech rizik a potřebné časové investice.
Ošetřování betonu
Ošetřování betonu (curing of concrete) je souhrnný název pro opatření, která mají minimalizovat negativní vlivy okolí působící na čerstvý a mladý beton. 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. 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.
Čtěte také: Optimální pevnost betonu
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). Třída ošetřování musí být stanovena v prováděcí dokumentaci.
Možnosti ošetřování betonu:
- Zakrytím fólií. Na okrajích ji doporučujeme zatížit, aby pod ni nefoukalo.
- Vodní mlžení nebo vlhčení přes geotextílii. Geotextílii nebo koberec nikdy nepokládejte na povrch betonu suché. Došlo by k okamžitému odsátí vody z povrchu betonu, a tím následně k sprašování jeho povrchu.
- Použít ošetřovací nástřik nepropouštějící vodu.
Při vodním mlžení nebo vlhčení musí teplota vody odpovídat teplotě povrchu betonu. Příliš studená voda vyvolá teplotní šok a v betonu mohou vzniknout trhliny.
Délku nutného ošetřování udává „specifikace provádění“ (odstavec 4.2.1 ČSN EN 13670) prostřednictvím stanovení ošetřovací třídy (odstavec 8.5 a F 8.5 ČSN EN 13670). Pro podkladní betony a nekonstrukční betony postačí délka ošetřování 12 hodin. Pro betony konstrukční (základy, opěry, překlady, nosníky, sloupy apod.) je dle náročnosti konstrukce počítat s ošetřováním po dobu několika dní i týdnů. Běžná doba ošetřování je přibližně jeden týden, což platí zejména pro jarní a podzimní měsíce. V parných letních dnech není nutné prodlužovat dobu ošetřování, ale je nutné jej včas zahájit a zintenzivnit.
Speciální přísady do betonu
Jedním z předních českých výrobců a dodavatelů přísad do malt a betonů je společnost Stachema, která se jejich vývojem, produkcí a prodejem zabývá již tři desetiletí a její portfolio zahrnuje celou škálu produktů pro nejrůznější situace a požadavky, které mohou při výstavbě nastat.
- Stachema CH400 Přísada do malt: Zajišťuje provzdušnění a zušlechtění malt, zlepšuje zpracovatelnost a snižuje spotřebu materiálu.
- Stachema CH500 Zimní přísada: Urychluje tuhnutí betonové nebo maltové směsi a zároveň má také plastifikační účinky, čímž zlepšuje zpracovatelnost směsi a snižuje potřebné množství záměsové vody.
- Stachema CH520 Superplastifikátor betonu: Má vysoký ztekucující účinek a prodlužuje dobu zpracovatelnosti betonových a maltových směsí, díky čemuž lze snížit množství záměsové vody až o 30 % při zachování potřebné zpracovatelnosti směsi.
- Stachema CH550 Urychlovač betonu: Slouží ke zkrácení doby tuhnutí a tvrdnutí betonových a maltových směsí, čímž umožňuje dřívější odbednění konstrukcí či manipulaci s výrobky.
- Stachema CH004/CH012 Výztužná PP vlákna: Vytváří v maltách a betonech mikroarmaturu zabraňující tvorbě smršťovacích trhlin.
- Stachema CH330 Ošetřovač čerstvých betonů: Vytvoří paronepropustný film, jenž dobře přilne k povrchu vlhkého betonu a v prvních dnech průběhu tuhnutí a tvrdnutí zamezuje předčasnému vyschnutí směsi, což napomáhá potřebné hydrataci povrchové vrstvy betonu.
- Stachema CH300 Odformovací prostředek: Je vhodný na ocelové, hliníkové, plastové i dřevěné formy a bednění, přičemž má i konzervační účinek.
- Stachema CH350 Čistič od malt a betonů: Je vhodný pro odstranění výkvětů, cementového mléka, vápna, vápenatých usazenin a dalšího znečištění z povrchu betonů i dalších minerálních podkladů.
Teplota betonu při dodávání
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).
Čtěte také: Použití urychlovačů zrání 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.
Snižování teploty čerstvého betonu
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 se betonovat 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.