AI01 Stavební látky a geologie

Transkript

1 AI01 Stavební látky a gelgie C si představíte pd pjmem BETON? dkazů na Ggle; brázků AI01 Stavební látky a gelgie Betn I. Ing. Barbara Kucharczykvá, Ph.D. 2 AI01 Stavební látky a gelgie Definice betnu dle ČSN EN AI01 Stavební látky a gelgie Kmpnenty a slžky běžnéh betnu Materiál ze směsi cementu, hrubéh a drbnéh kameniva a vdy, s přísadami neb příměsemi neb bez nich, který získává své vlastnstí hydratací cementu. Kmpnenty pjiva Kmpnenty plniva Slžky: Slžky: vda+cement(pjiv) písek+štěrk či drcený kámen cementvá matrice (pasta) kameniv BETON vda+cement+kameniv 3 AI01 Stavební látky a gelgie Betn mderní stavební materiál 4 AI01 Stavební látky a gelgie Betn mderní stavební materiál 5 6 1

2 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Vraťme se na začátek.. Slžky betnu: Hrubé a drbné kameniv Cement Vda Přísady Příměsi Plní funkci pevné kstry v betnu Kameniv d betnu Je kladen pžadavek minimální mezervitsti kameniva Zaujímá 75 až 80 % bjemu betnu Vlastnsti kameniva mají velký vliv na fyzikálně - mechanické vlastnsti a trvanlivst betnu Před pužitím kameniva pr výrbu betnu je nutn prkázat jeh vhdnst v suladu s pžadavkyčsn EN Pžadavky na vlastnsti hutnéh a těžkéh kameniva se stanví v suladu sčsn EN Pžadavky na vlastnsti pórvitéh kameniva se stanví v suladu s ČSN EN Zkušení vlastnstí kameniva v suladu s ČSN EN 933; ČSN EN 1097 a další dle účelu pužití 7 8 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Kameniv d betnu - vlastnsti Zrnitst = granulmetrie = pměrná skladba zrn kameniva jedntlivých velikstí: Každé kameniv značen frakcí d/d (např. 4/16) d vymezuje minimální rzměry zrn ve frakci (dlní mez frakce) D vymezuje maximální rzměry zrn ve frakci (hrní mez frakce) D/d > 2 širká frakce (0/4; 4/16; 8/22; 0/32) D/d 2 úzká frakce (2/4; 4/8; 16/22) Frakce je určena dvjicí kntrlních sít, mezi kterými se phybují rzměry všech zrn příslušnéh kameniva Sítvý rzbr metda pr stanvení zrnitsti kameniva (stanvení celkvých prpadů jedntlivými kntrlními síty sady) Zrnitst plynulá = v mnžině zrn kameniva jsu všechny veliksti Zrnitst přetržitá = chybí zrna určité veliksti 9 Kameniv d betnu - vlastnsti Křivka zrnitsti kameniva pr knstrukční betn musí být slžena nejméně ze dvu frakcí (drbné+hrubé) Lepších vlastnstí je dsažen pužitím tří frakcí (drbné+2 úzké hrubé) ideální zrnitst kameniva kvalitní betn s minimální sptřebu cementvéh pjiva Plynulá zrnitst využívá principu pstupnéh vyplňvání mezizrnnéh prstru stále menšími zrny kameniva (Fullerva čára zrnitsti) Přetržitá zrnitst vynechání zrn střední veliksti Pásm vzrvé zrnitsti betny pr nárčnější aplikace Směrné křivky zrnitsti pr kameniv d betnu jsu uvedeny v ČSN EN AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Nrmvá sada sít Kameniv d betnu zkušební zařízení celkvé prpady síty [ % ] rzměry čtvercvých tvrů sít [mm] Pvrch a tvar zrn kameniva: Stanvuje se pr hrubé kameniv Kameniv d betnu - vlastnsti Má zásadní vliv na zpracvatelnst betnvých směsí a v některých případech i na pevnst Hladký pvrch zrn = lepší zpracvatelnst, nižší pevnsti Drsný pvrch = méně phyblivá směs (intenzivnější hutnění), vyšší pevnsti Tvar zrn číselně reprezentuje tzv. tvarvý index SI (hmtnstní pdíl zrn jejichž pměr největšíh a nejmenšíh rzměru L/E > 3) Zrna kulvitá, krychlvá (L/E 1; nejmenší specifický pvrch) Plchá, pdluhlá, jehlicvitá (výrazné zhršení zpracvatelnsti, zakliňvání zrn) Nvé metdy pr drbné drcené kameniv (štěrbinvá síta) 12 2

3 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Kameniv d betnu zkušební zařízení Dvučelisťvé psuvné měřítk 13 Pžadavky na fyzikální vlastnsti: Kameniv d betnu - vlastnsti Mrazuvzdrnst, dlnst prti CHRL Trvanlivst, nasákavst pkud je pužit v agresivním prstředí Pevnst pkud je pužit pr vyskpevnstní betny Mechanická dlnst drtitelnst v rázu (klejvé svršky) Slžky kameniva nesmí uvlňvat radiaktivní záření Škdlivé látky: Ovlivňují chemické reakce mezi kamenivem a cementvým tmelem (tuhnutí; tvrdnutí; způsbují vnitřní pnutí prušení vnitřní struktury betnu; snižují sudržnst betnu s celí) Druhy částice < 0,063 mm; látky humusvité; bbtnající rganické; vlivňující tvrdnutí; bsahující síru; způsbující krzi výztuže (halgenidy); pdléhající alkalick-křemičité reakci; 14 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Škdlivé látky: Kameniv d betnu - vlastnsti Např. cukry vlivňují rychlst hydratace cementu a mění dbu tuhnutí a tvrdnutí betnu; jílvité příměsi snižují pevnst a trvanlivst; sírany a alkalické reakce vedu k rzpínání; chlridy vedu ke krzi kvů; reaktivní pyrit a lignin způsbují skvrny či dprýskávání na pvrchu betnu Obsah schránek živčichů (pr hrubé kameniv max. 10%) Objemvá hmtnst zrn (ρ = m/v): Hmtnst bjemvé jedntky včetně dutin a pórů v jedntlivých zrnech kameniva avšak bez mezer mezi zrny; metda pyknmetrická neb v drátěném kši Nezávisí na veliksti zrn ale na materiálu, ze kteréh zrna vznikla (chemické slžení, mikrstruktura) Sypná hmtnst zrn (ρ = m/v): vlně sypanéh/zhutněnéh kameniva Hmtnst bjemvé jedntky včetně dutin a pórů v jedntlivých zrnech kameniva a včetně mezer mezi zrny kameniva 15 Pórvitst Kameniv d betnu - vlastnsti Vyjadřuje pdíl bjemu dutin a pórů v celém bjemu zrn kameniva; vypčte se z hustty a bjemvé hmtnsti kameniva Ovlivňuje bjemvu hmtnst kameniva/betnu, pevnst spjení mezi kamenivem a cementvým kamenem, mrazuvzdrnst, dlnst prti krzi a ptřebení, zpracvatelnst betnu. Mezervitst Je prstr mezi zrny kameniva vyplněný vzduchem; vypčte se z bjemvé hmtnsti a sypné hmtnsti kameniva. Je vlivněna zrnitstí kameniva, tvarem a pvrchem zrn, vlhkstí a stupněm zhutnění. Ovlivňuje sptřebu cementu v betnu. Pevnst kameniva Stanví se pevnst na debrané hrnině Pr pórvitá kameniva se určí pevnst při stlačení ve válci 16 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Vlhkst, nasákavst Kameniv d betnu - vlastnsti Rzlišujeme 4 vlhkstní stavy kameniva: Vysušené d ustálené hmtnsti Pvrchvě suché s částečně zaplněnými vnitřními póry Pvrchvě suché s plně zaplněnými vnitřními póry Pvrchvě vlhké s plně zaplněnými vnitřními póry Nasákavst silně vlivňuje zpracvatelnst betnu. Rvnvážný vlhkstní stav V závislsti na pžadvaných vlastnstech betnu by neměla být nasákavst kameniva větší než 1,5% hmtnsti; pr knstrukční betny by neměla překrčit 3%. Pdle veliksti zrn lze rzdělit: Kameniv d betnu - vlastnsti Hrubé kameniv D 4mm; d 2mm Drbné kameniv D 4mm Jemné částice frakce, která prpadne sítem 0,063 mm (bsah je limitván dle kategrie kameniva; bývá v rzmezí 1,5% až 22%; lze pvažvat za neškdné pkud je bsah < 3%; jinak je nutn dlžit prkázanu neškdnst) Směs kameniva (štěrkpísek, štěrkdrť) směs hrubéh a drbnéh kameniva Pkud je nasákavst menší než 1% hmtnsti lze kameniv pvažvat za mrazuvzdrné

4 Kameniv d betnu - druhy Dle půvdu - přírdní, umělé, recyklvané Přírdní: Těžené (zablená zrna, může být částečně předdrcené) Drcené (drsný lmvý pvrch, stré hrany) Umělé: AI01 Stavební látky a gelgie Kameniv vystavené tepelnému neb jinému prcesu; z průmyslvých dpadů (ppílek, struska); z upravených hrnin (keramzit, expandvaný perlit, ppílkvé sbalky) Recyklvané: Kameniv již dříve pužit v knstrukci (drcené cihly či betn) 19 Dle bjemvé hmtnsti: Kameniv d betnu - druhy AI01 Stavební látky a gelgie těžké (ρ> 3 Mg/m 3 ), hutné (ρ= 2~3 Mg/m 3 ), pórvité (ρ 2 Mg/m 3 ) Těžké kameniv výrba těžkých betnů (chrana před radiaktivním a rentgenvým zářením) Zaručené slžení zrnitsti, bjemvé hmtnsti, bsah krystalicky vázané vdy, chemické slžení Svým charakterem nesmí hržvat pevnst a hutnst betnu Minimální brusnst při skladvání a míchání Pvrch nesmí snižvat přídržnst v maltě či betnu Nesmí bsahvat slžky škdlivé betnu či celi Minimální pevnst 80 MPa Druhy kameniva krevel, magnetit, limnit, cel, baryt, ferfsfr, dpad při výrbě železa 20 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Dle bjemvé hmtnsti: Kameniv d betnu - druhy Hutné kameniv nejběžněji pužívané kameniv (zásypy, betny) Pr běžné těžené a drcené kameniv není výslvně pžadván určitý mineralgický půvd; nrmy, v závislsti na účelu pužití, puze upzrňují na rizikvé blasti některých druhů kameniva a na vhdné pstupy k věření jejich pužitelnsti Umělá hutná vyskpecní struska pžadavek na nerzpadavst, věření chemickéh slžení Drcený betnvý recyklát značné nehmgenity, vyšší nasákavst, nižší pevnst a mrazuvzdrnst zvýšená kntrla kvality Dle bjemvé hmtnsti: Kameniv d betnu - druhy Pórvité kameniv lehké betny a malty (tep.- izlační vlastnsti) Přírdní drcené tufy, křemelina, spngility, trasy, čedičvé lávy Klísání bjemvé hmtnsti; nestejnměrnst vlastnstí; prachvé pdíly, tevřená pórvitst; náchylná k bjemvým změnám Z průmyslvých dpadů škvára, zpěněná struska, ppílkvé sbalky, recyklvané cihelné zdiv, plystyrenvy dpad Škvára (dpad při spalvání pevných paliv) limitní bsah nespálených zbytků; bsah sirníků (vliv na tuhnutí cementu); bjemvá nestálst; bsah radiaktivních iztpů Zpěněná struska (hutnické zpracvání kvvých rud) klísavá jakst; spíše se pužívá nezpěněná (hutné kam.) 21 Plystyren Ekstyren speciálně upravená drť pěnvéh plystyrénu zpracvání plystyrénvéh dpadu; elektrstatická dpudivst a hydrfbie (nesmáčivst) 22 AI01 Stavební látky a gelgie Adlf Bajza, Ildikó Rusekvá. Technlógia betónu, ISBN Dle bjemvé hmtnsti: Kameniv d betnu - druhy Vyrbené z přírdních zdrjů keramzit, skleněný granulát, expandvaný perlit, expandvaný vermikulit, expandit Keramzit vyrben žíháním granulí jílvých neb písčit-hlinitých hrnin; kulvitá zrna se stejnměrnu pórvitu strukturu a uzavřeným slinutým pvrchem; pměrně křehká; stálst, pměrně pevný, nasákavst, dlává kyselinám, tepelná a zvukvá izlačnst; výrba energeticky nárčná Skleněný granulát granulváním rzdrcenéh dpadníh skla; uzavřený pvrch, jemně prézní struktura; nízká sypná hmtnst vyská pevnst 12 MPa; tvarvě stabilní Expandvaný perlit žíháním zrn vulkanickéh skla Expandit expanze břidlice; vlastnsti bdbné jak keramzit Keramická kameniva SIO-materiály (SIOPOR) nvinka na trhu; materiál na bázi křemičitanvéh písku; vyrben expandváním při tepltě 300 C; výrba je energeticky nenárčná; 100%-ně recyklvatelný; výrba betnů s bjem. hmtnstí d 200 kg/m 3 23 HORNINA Vliv vlastnstí kameniva na výsledné vlastnsti betnu Objem. Hm. [kg/m 3 ] Nasákavst [%] Pevnst v tlaku [MPa] Mdul pružnsti [GPa] Žula, granit syenit ,2 0, Dirit, gabr ,2 0, Křemenný prfýr, pryfit, andezit ,2 0, Čedič, melafýr ,1 0, Diabaz ,1 0, Křemenec, drby ,2 0, Křemenný pískvec ,2 0, Vápence, dlmity ,2 0, Vápencvé knglmeráty , Rula ,1 0, Amfiblit ,1 0, Keramzit (Liapr) až 45 0, 7 10? 24 4

5 Adlf Bajza, Ildikó Rusekvá. Technlógia betónu, ISBN Orientační rzdělení vybraných hrnin dle rizikvsti vzniku alkalick-křemičité reakce 25 AI01 Stavební látky a gelgie 26 Drcené kameniv Knstrukční vrstva pd kmunikace, základvé desky, pd zámkvu dlažbu neb jak slžka d betnu. Výběr druhu kameniva je vlivněn: Knkrétním pužitím betnu a technlgií prvádění knstrukce Pdmínkami klníh prstředí specifikvanými stupněm vlivu prstředí, kterému bude betn v knstrukci vystaven Pžadavky na bnažené kameniv pr hlazený, brušený či jinak upravený pvrch betnu Maximální jmenvitá hrní mez frakce kameniva se stanví s hledem na tlušťku betnvé knstrukce, na nutnst vytvření pžadvané krycí vrstvy betnu nad výztuží a na šířku minimální mezery mezi výztužnými pruty. Je nutné také zhlednit i průměr hadic, pkud bude betn čerpán. Kamenný prach 0-4 mm Kameniv 4-8 mm Kameniv 8-16 mm Kamenný prach mm Štěrkdrť 0-32 mm Štěrkdrť 0-64 mm Pevnst kameniva 1,5 až 2 násbně vyšší než předpkládaná třída betnu dpručuje se pevnst kameniva min. 50 MPa (pr byčejné hutné betny) 27 Okrasné kameniv Recykláty Pužívá se k dekračním účelům, klem dmů, parkvé úpravy i jak slžka d betnu. Čištěné kameniv - Kačírek Okrasný vápenec Štěrk bílý Amfiblit Okrasná drť vápenitý dlmit Žula Levnější náhrada štěrku, zpevňvání cest, pdsypy. Recyklát cihlvý jemný Recyklát asfaltvý jemný Recyklát cihlvý střední Recyklát asfaltvý střední Recyklát betnvý střední Recyklát asfaltvý hrubý 5

6 Umělé kameniv Využívá se zejména za účelem snížení vlastní hmtnsti knstrukce. Cement AI01 Stavební látky a gelgie Výrazně hydraulické pjiv Cement + vda = cementvý tmel cementvý kámen Tuhne a tvrdne na vzduchu i pd vdu Keramické kameniv - Sipr Keramické kameniv - Liapr Kameniv z vulkanickéh skla - Expandvaný perlit P zatvrdnutí si zachvává pevnst a stálst jak ve vyschlém stavu, tak i pd vdu Tvrdnutí cementu prbíhá nejintenzivněji během prvníh týdne, pak se zpmaluje Dtvrzvání trvá něklik let Knečná hdnta pevnsti p 28 dnech zrání určení pevnstní třídy cementu a pevnstní třídy betnu Plystyrenvé kuličky balvané mikrvláknem - IZO- BALL Recyklvaný drcený plystyren - Ekstyren 32 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Cement Pžadavky na vhdnst cementu pr výrbu betnu definuje nrma ČSN EN Pužitelnst jedntlivých druhů cementů pr stupně vlivu prstředí je uveden v ČSN EN 206-1/Z2 Druhy cementu 5 hlavních skupin CEM I ~ CEM V (prtlandský; prtlandský směsný; vyskpecní; puclánvý; směsný) Nrmalizvané třídy 32,5; 42,5 a 52,5; R (rychlvazný cement) vyské pčáteční pevnsti S hledem na pevnstní třídu je pr cementy becnéh pužití stanven začátek tuhnutí CEM 32,5 a CEM 42,5 může nastat nejdříve za 60 min; CEM 52,5 již za 45 min Zkušení vlastnstí cementu je definván nrmu ČSN EN 196 Cement prtlandský I prtlandský směsný II prtlandský struskvý II/A-S, II/B-S prtlandský s křemitý úletem II/A-D prtlandský puclánvý II/A-P, II/B-P, II/A-Q, II/B-Q prtlandský ppílkvý II/A-V, II/B-V, II/A-W, II/B-W prtlandský s kalcilvanu břidlicí II/A-T, II/B-T prtlandský s vápencem II/A-M, II/B-M vyskpecní III III/A, III/B, III/C puclánvý IV IV/A, IV/B směsný V 33 V/A, V/B 34 AI01 Stavební látky a gelgie Cement Cement speciální druhy Bílý cement Rzpínavý cement Síranvzdrný prtlandský cement Síranvzdrný vyskpecní cement Silniční cement Cement s nízkým hydratačním teplem Hlinitanvý (v ČR zákaz pužívání pr nsné knstrukce, vyrábí se v Maďarsku)

7 Označení cementu AI01 Stavební látky a gelgie Příklad: Prtlandský cement pdle EN pevnstní třídy 42,5 s vyskými pčátečními pevnstmi se značí: Prtlandský cement EN CEM I 42,5 R Příklad: Vyskpecní cement bsahující mezi % hmtnsti vyskpecní granulvané strusky (S), pevnstní třídy 32,5 s nrmálními pčátečními pevnstmi se značí: Vyskpecní cement EN CEM III/A 32,5 N Příklad: Prtlandský cement pr cementbetnvé kryty vzvek pevnstní třídy 42,5 s vyskými pčátečními pevnstmi se značí: Prtlandský cement EN CEM I 42,5 R sc Příklad: Vyskpecní cement se zvýšenu síranvu dlnstí pevnstní třídy 32,5 s vyskými pčátečními pevnstmi se značí: Vyskpecní cement EN CEM III/A 32,5 R svc Příklad: Vyskpecní cement s nízku pčáteční pevnstí bsahující 81 % až 95 % hmtnsti vyskpecní granulvané strusky (S), pevnstní třídy 32,5 s nízkým hydratačním teplem se značí: Vyskpecní cement s nízku pčáteční pevnstí EN CEM III/C 32,5 L LH 37 Cement AI01 Stavební látky a gelgie Třídy cementů jsu dány pevnstí v tlaku zjištěné na zlmcích trámečků 40/40/160 mm p zkušce tahu hybem ve stáří 28 dní. Dávky cementu: Dpručené minimální dávky cementu dle ČSN EN jsu uvedeny v přílze F, tab. F1, změna Z3 tab. F1, F2. Nejvyšší dávka cementu se dpručuje 450 kg na 1 m 3 č. b. Zvyšvání tét dávky se již výrazně na pevnsti betnu neprjeví. U vyskpevnstních betnů se dávky phybují i nad 550 kg na 1 m 3. Převýší-li mnžství cementu ptřebu, klesá pevnst (nakypření), vzniklá napětí způsbují trhlinky. Optimální dávka cementu je takvá, aby cementvý tmel balil všechna zrna kameniva, celvu výztuž a vyplnil mezery mezi nimi. Je snahu vhdnu skladbu kameniva snížit bjem cementvéh tmele a tím i cementu. 38 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Cement - vlastnsti Stanvení měrné hmtnsti cementu (ρ = m/v) Pyknmetricku metdu; je nutn pužit kapalinu, která nereaguje s cementem (bezvdý etanl) Stanvení jemnsti mletí Prsévací metda (pr stanvení hrubých částic cementu) Permeabilní metda vyjadřuje se jak měrný pvrch cementu; běžně se phybuje ve stvkách m 2 /kg Pžadavky na mechanické a fyzikální vlastnsti Pčátek tuhnutí (případně knec tuhnutí) Vicatův přístrj Zkuší se na kaši nrmální hustty (směs cementu a vdy); pčátek tuhnutí nastane v kamžiku, kdy se jehla Vicatva přístrje zastaví v plze 6 ± 3 mm nad pdlžku Cement - zkušební zařízení Vicatův přístrj Labratrní míchačka Le Chatelierva bjímka Objemvá stálst Le Chatelierva bjímka Stanvení pevnsti v Nrmalizvaná pevnst (pevnst p 28 dnech) tělesa 40x40x160 mm Frma pr výrbu hybu a tlaku Pčáteční pevnst (p 2 neb 7 dnech) 39 zkušebních těles 40 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Cement Cement TiCem Výběr druhu a třídy cementu je vlivněn: Technlgie TX Active samčistící betn Knkrétním pužitím betnu a technlgii prvádění betnvé knstrukce (např. vyskpevnstní betny min. třída 52,5), Pdstatu je pužití cementu s bsahem ftkatalyzátru, cž je látka urychlující přirzený rzklad nečistt půsbením světla. Pdmínkami klníh prstředí specifikvané stupněm vlivu prstředí (např. pužití síranvzdrnéh cementu dle ČSN v chemicky agresivním síranvém prstředí XA2 či XA3), Pdmínkami šetřvání (např. prteplvání), Rzměry knstrukce (vývin hydratačníh tepla), Klimatické pdmínky (vývj pevnsti), Výrbky tét technlgie mají samčistící schpnst a dkáži rzkládat nebezpečné látky v klí, např. xidy dusíku. Rychlst ftkatalytické reakce závisí na intenzitě světla (ke spuštění reakce pstačuje denní světl), kncentraci škdlivin a na prudění vzduchu. Ptenciální reaktivnst kameniva s alkáliemi v cementu a statních slžkách betnu, Pr předpjaté betny dle ČSN , lze pužít puze prtlandské cementy (CEM I)

8 Rzdělení vdy v betnu: Vda d betnu AI01 Stavební látky a gelgie Hydratační hydratace cementu; minimální mnžství 23 25% z hmtnsti cementu Relgická pdíl na tvrbě tvárnéh čerstvéh betnu specifikvanéh stupněm knzistence Záměsvá dávkvána při výrbě Ošetřvací ddávána během definvané dby p zatuhnutí Předmáčecí vyskytuje se puze u betnů s pórvitým kamenivem Pžadavky na záměsvu vdu jsu uvedeny v ČSN EN 1008 (ČSN ) Vda vhdná pr výrbu betnu pitná (nemusí se přezkušvat její vlastnsti); užitkvá, přírdní pdzemní a pvrchvá (nesmí bsahvat nepřípustné mnžství slí a rganických látek, bez tuků a lejů); recyklvaná (z výrby betnu; bjemvá hmtnst vdy 1010 kg/m 3 ); vždy je nutn sledvat bsah chlridů Nepužitelná vda - vdy splaškvé, dpadní a hladvé 43 Vdní sučinitel: Vda d betnu AI01 Stavební látky a gelgie w/c hmtnstní pměr bsahu vdy (w) k dávce cementu (c) včerstvém betnu w/c rste zvyšuje se prsita cementvéh kamene klesá pevnst cementvéh kamene Pr úplnu hydrataci cement ptřebuje 40 hmt.% záměsvé vdy; z th 25% je vda chemicky vázaná a 15% fyzikálně vázaná (může se dpařit) Obvyklá hdnta pr výrbu betnu 0,35 ~ 0,8 V praktických aplikacích dchází k částečnému dpařvání záměsvé vdy, tudíž významnu rli při hydrataci cementu sehrává i vda šetřvací ČSN EN stanvuje max. hdnty vdníh sučinitele s hledem na stupeň vlivu prstředí, jemuž bude betn v knstrukci vystaven 44 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Vda Cementvý tmel Cementvý kámen Přísady d betnu Chemické látky pužívané za účelem mdifikace vlastnstí čerstvéh neb ztvrdléh betnu; zpravidla tekuté Druhy dlečsn EN 934-2: Pevnst betnu [%] Oblast pevnsti v tlaku Oblast pevnsti v tahu za hybu Plastifikační (redukují vdu, cca 5% - 15%) Superplastifikační (ztekucující, vyská redukce vdy více než 15%; některé typy až 30%) Prvzdušňující záměrné vytvření pórů veliksti (300) µm; max. vzdálenst 200 µm Stabilizační (zadržují vdu) Zpmalující tuhnutí Vdní sučinitel Urychlující tuhnutí a tvrdnutí betnu 1 cementvé zrn (slínek) 2 vda 3 nezhydratvaný cement 4 zhydratvaný cement 5 kapilární póry 45 Hydrfbizační (dpuzující vdu) Druhy dle ČSN (zrušená): Plyntvrné, pěntvrné, dpěňvací, expanzní, adhezní, prtikrzní, 46 bicidní Přísady d betnu AI01 Stavební látky a gelgie Plastifikátry a superplastifkátry nelze striktně rzdělit; zlepšují dispergaci cementu zlepšení hmgenity betnu; redukcí vdy snižují pórvitst betnu; redukce mnžství cementu snížení hydratačníh tepla; snižují náchylnst k bjemvým změnám; mhu zpmalvat tuhnutí betnu; zvyšují pčáteční pevnsti; mhu způsbvat nežáducí prvzdušnění zlepšení zpracvatelnsti snížení pevnsti; Prvzdušňující přísady vedu ke zvýšení trvanlivsti betnu, mhu snížit pevnst a mdul pružnsti betnu; mhu zlepšvat zpracvatelnst lze snížit w/c, cž přispívá ke kmpenzaci míry snížení pevnsti; mhu snížit rizik segregace. Stabilizátry snižují rizik krvácení betnu, zlepšují jakst pvrchu betnu Zpmalvače tuhnutí transprtbetn na velké vzdálensti v letním bdbí; redukce pracvních spár; vlivnění vývinu hydratačníh tepla (masivní kce); urychlení smršťvání a dtvarvání bez navýšení knečných hdnt. 47 Přísady d betnu AI01 Stavební látky a gelgie Urychlvače urychlují hydrataci cementu; dsažení vyských pčátečních pevnstí. Urychlvače tuhnutí nemají v praxi příliš širké využití pužití d cementvých malt pr utěsňvání suterénů či tunelů a pr výrbu stříkaných betnů a malt. Urychlvače tuhnutí a tvrdnutí urychlují dknčení pvrchů betnu, dbednění knstrukcí a umžňují dsažení pžadvaných vlastnstí v kratším čase; lze s výhdu využít pr betnvání v zimě kmpenzují zpmalení tuhnutí způsbenéh nízkými tepltami a zkracují čas ptřebný k chraně betnu před zmrznutím. Prtikrzní přísady inhibitry krze ddalují začátek krze celvé výztuže, zpmalují její průběh, ale úplně ji nezastaví. Prtizmrazvací přísady snižují bd mrazu záměsvé vdy umžňují betnvání při tepltách p 0 C. Přísady mdifikující viskzitu (Viscsity Mdifying Admixture, VMA) přísady přidané d čerstvéh betnu pr zvýšení vnitřní kheze a dlnsti prti rzměšvání. (zejména pr SCC) 48 8

9 Přísady d betnu Účinnst přísad je přím závislá na druhu a půvdu cementu AI01 Stavební látky a gelgie Ovlivňují průběh hydratace cementu, snižují napětí na pvrchu zrn cementu, zvyšují phyblivst čerstvéh betnu V závislsti na jejich dávkvání, slžení a pdmínkách výrby betnu mhu mít vedlejší účinky (i negativní) Max. dávky určuje ČSN EN 206-1; V případě kmbinace více přísad prkázat vzájemnu snášenlivst Rzlití v cm Přísady d betnu - superplastifikační AI01 Stavební látky a gelgie 1 ztekucení č.b. z knzistence F2 na F5 při zachvání stejnéh w/c zjedndušení ukládání č.b.; výrba samzhutnitelných betnů 2 redukce w/c při zachvání stejné knzistence zlepšení jaksti betnu (pevnst, trvanlivst); výrba vyskpevnstníh betnu 3 úspra w/c při sučasném ztekucení jednduché ukládání č.b. při sučasném zlepšení jaksti betnu; nejčastější využití ve všech blastech výrby betnu 49 Vdní sučinitel 50 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Příměsi d betnu Pevné jemně práškvité látky pužívané za účelem vlivnění vlastnstí čerstvéh neb ztvrdléh betnu Druhy dlečsn EN 206-1: Příměsi I druhu kamenné mučky (filery), anrganické práškvé barevné pigmenty; v průběhu hydratace cementu půsbí téměř inertně Příměsi II druhu ppílek, křemičitý úlet; puclánvé neb latentně hydraulické vlastnsti; chemick-fyzikální aktivita při hydrataci cementu Nutn vždy zapčítat d bjemvé skladby betnu; dávkvaný pdíl > 2% Kamenné mučky především ke zlepšení křivky zrnitsti pužitéh kameniva zlepšení relgie č.b. (čerpatelnst), lepší zhutnění; širké využití v technlgii samzhutnitelnéh betnu (SCC); navyšují w/c nutné pužít plastifikátry Anrganické pigmenty prbarvení betnu; stálbarevnst; dluhá trvanlivst; mnžství nesmí zásadně vlivnit w/c; největší efekt barevnsti je dsažen při pužití bíléh cementu 51 Příměsi d betnu Létavý ppílek (fly ash) prdukt spalvání uhlí; částečná náhrada cementu; ptimalizace křivky zrnitsti; příznivě vlivňuje prces tuhnutí a tvrdnutí včetně vývinu hydratačníh tepla; zvyšuje dlnst vůči agresivnímu prstředí; zvyšuje těsnst betnu; zpmaluje prces karbnatace betnu Existují určitá rizika pužití a je nutn vždy věřit jeh vlastnsti (bsah chlridů, spalitelných částic, bsah xidu sírvéh a vápenatéh atd.) Pužití určitéh typu ppílku pr výrbu betnu a jeh max. mnžství musí být vždy věřen průkazní zkušku Křemičitý úlet (mikrsilika, silika, silica fume) amrfní minerální příměs; je dpadem hutnických prvzů; zvyšuje pevnst při sučasné redukci cementu; zvyšuje trvanlivst; zvyšuje dlnst vůči agresivnímu prstředí;zvyšuje těsnst betnu; zpmaluje prces karbnatace betnu Pužití určitéh typu ppílku pr výrbu betnu a jeh max. mnžství musí být vždy věřen průkazní zkušku 52 Technlgie výrby betnu návrh směsi Mezní hdnty pr slžení betnu Pžadavky specifikvány v závislsti na stupni vlivu prstředí Dvlenými druhy a kategriemi slžek betnu Maximálním vdním sučinitelem Minimálním bsahem cementu Minimální pevnstní třídu betnu v tlaku (dpručené) Minimálním bsahem vzduchu v betnu Pkud jsu ddrženy mezní hdnty pr slžení betnu, pak se předpkládá, že betn v knstrukci splňuje pžadavky na trvanlivst pr zamýšlené pužití ve specifikvaných pdmínkách prstředí pkud: Je správně ulžen, zhutněn a šetřen (v suladu s nrmami) Má min. tl. Krycí vrstvy výztuže (dle pdmínek prstředí) Byl vybrán příslušný stupeň prstředí Prvádí se předpkládaná údržba 53 Technlgie výrby betnu návrh směsi 54 9

10 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu návrh směsi Technlgický předpis - musí zajistit pžadvané vlastnsti betnu Technlgie výrby betnu návrh směsi Kncepce 1 dána dpručenými mezními hdntami pr slžení betnu a stanvené vlastnsti (max. w/c; min. bsah cementu; min. pevnst ) Předepisuje: pstup dávkvání slžek dbu míchání způsb dpravy způsb zpracvání (zhutnění) způsb šetřvání Pměr slžek betnvé směsi závisí: na pžadvané kvalitě betnu (pevnst v tlaku, trvanlivst) Kncepce 2 zabezpečení pžadvaných vlastnstí betnu, daných určitým parametrem vlastnsti (dlupvání pvrchu betnu během zmrazvání; hlubka průsaku vdy ) Optimální slžení kameniva pr betn musí splňvat: malu mezervitst malý specifický pvrch Tmu dpvídá pměr hrubéh kameniva k jemnému 3:2 až 2 : 1 Při návrhu betnvé směsi se předpkládá, že nsnu kstru betnu tvří zhutněné kameniv a výplň cementvý tmel (p zatvrdnutí cementvý kámen). na pžadvané zpracvatelnsti (snadné ukládání) na eknmických pžadavcích 55 Většina přírdních kameniv má pevnst v tlaku 2 až 2,5krát vyšší nežli cementvý kámen Výpčtvé metdy slžení čerstvéh betnu: pdle Féreta, Blmeye, Kennedyh, KVÚ, Abramse, Graffa, Webera,Říhy 56 AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu - mísení Skladvání a dávkvání slžek ddělené skladvání jedntlivých slžek betnu; cement, kameniv, příměsi a práškvé přísady se dávkují hmtnstně; vda a tekuté přísady zpravidla bjemvě (tlerance dávkvání ČSN EN 206-1) Čerstvý betn se vyrábí mísením jeh slžek: ručním mícháním (zcela vyjímečně) strjně v míchačkách. Míchačky musí umžnit v dané dbě a pžadvané kapacitě dsáhnut stejnměrné rzlžení slžek a jedntnu zpracvatelnst betnu p uknčení míchání. Při strjním mísení se pužívají míchačky:(d 0,125 m 3 d 5 m 3 ) spádvé s nuceným během materiálů kntinuální. Technlgie výrby betnu stanvení zpracvatelnsti Čerstvý betn se vyrábí buď přím na stavbě, ve staveništních betnárnách, neb v centrálních betnárnách umístěných v centru ptřeby betnu. Oblastní betnárny zásbují blast značně rzsáhlu Klasifikace pdle sednutí kužele S1 S5 Klasifikace pdle rzlití F1 F7 (F6, F7 lze pužít pr samzhutnitelný betn) AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu stanvení zpracvatelnsti Technlgie výrby betnu stanvení zpracvatelnsti Klasifikace pdle VeBe V0 V4 Zkušky knzistence pr samzhutnitelné betny Klasifikace pdle stupně zhutnitelnsti C0 C4 (C4 puze pr lehký betn) Klasifikace pdle rzlití SF1 SF3 Klasifikace pdle viskzity VS1/VF1, VS2/VF2 Klasifikace pdle prstupnsti PL1/PJ1, PL2/PJ2 Klasifikace pdle dlnsti prti rzměšvání SR1, SR2 Vlastnst Phyblivst Viskzita (určená z rychlsti tečení) Prstupnst dlnst prti blkaci Segregace Dpručená zkušební metda Rzlití kužele Rzlití kužele t 500 neb V-nálevka L-truhlík neb J-kružek Zkuška dlnsti prti segregaci přes sít

11 AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu stanvení zpracvatelnsti Zkušky knzistence pr samzhutnitelné betny Rzlití kužele a čas T 500 Zkuška J-kružkem Technlgie výrby betnu ukládání AI01 Stavební látky a gelgie Čerstvý betn se p příjezdu autdmíchávače na stavbu přepravuje na míst jeh zpracvání: přetržitě (klečky, japnkami, multikárami, dpravníky se sklpnu krbu, nákladními autmbily s vanvými krbami, kši na jeřábu) pneumaticky (čerpadly). Nejnvější čerpadla umžňují kntinuální dpravu čerstvéh betnu d výšek přesahujících 15 m přesně na míst určení. kntinuálně (dpravní pásy, šnekvé dpravníky) nesvědčil se Ukládání a zpracvání betnu musí prbíhat kntinuálně (návaznst betnvaných vrstev; přetížení bednění) Zvláštní technlgie betnvání Stříkaný betn (trkret) Injektvání (zeminy; kanálky předpjaté výztuže) Betnvání pd vdu (zamezit rzplavvání č.b.) Zkuška V-nálevku (V-funnel test) Zkuška L-truhlíkem AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu - hutnění Technlgie výrby betnu - hutnění Zhutňváníčerstvéh betnu Vibrace betnů Nedknalé zhutnění může způsbit snížení pevnsti betnu až 40 % v prvnání s betnem dknale zhutněným. Vibruje se tak dluh, až přestanu z betnu unikat vzduchvé bubliny, přičemž nesmí djít k rzměšvání slžek čerstvéh betnu. Způsb zhutňvání je stanven technlgickým předpisem a je zvlen dle knzistence č.b., jeh relgických vlastnstí a tuhsti bednění vnitřní; venkvní; pvrchvá; kmbinvaná Vnitřní vibrace: pnrné vibrátry, vibrační hlavice, vibrační tyče Pvrchvá vibrace: vibrační žehličky, latě, lišty Způsb zhutnění: Přílžná vibrace: Statické (lisvání, válcvání, extrudvání) Dynamické (dusáním, střásáním, prpichváním, vibrváním) Kmbinvané (vibrlisvání, vibrválcvání) přílžné vibrátry upevněné na dn neb vnější stěny bednění neb frmy, vibrační stlice, vibrační stlice s pneumatickým neb magnetickým upínáním frem Chemick-fyzikální (vakuvání dsávání přebytečné vdy, plastifikace samzhutňující efekt) SCC Nejpužívanější způsb hutnění - vibrvání AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu šetřvání betnu Technlgie výrby betnu šetřvání betnu Betn je nutn p ulžení šetřvat prti přímým účinkům pvětrnstních vlivů, škdlivým třesům, nárazům a jiným pškzením a účelem: Minimalizace plastickéh smršťvání Dsažení pžadvaných vlastnstí (zajištění nerušené hydratace) Zajištění dstatečné dlnsti a trvanlivsti pvrchvé vrstvy Pvrch ulženéh betnu je nutn během tuhnutí a pčátku tvrdnutí za nrmální teplty vnějšíh prstředí udržvat ve vlhkém stavu: Těsným překrytím plastvu fólií či vlhku tkaninu Pnecháním v bednění Nástřikem speciálními prstředky, které snižují dpařvání vdy z pvrchu Krpení vdu Délka dby šetřvání se řídí dpručeními ČSN EN a ČSN EN Tab. 12 (ČSN EN ) Průběh nárůstu pevnsti betnu při 20 C Průběh nárůstu pevnsti Předpkládaný pevnstní sučinitel f cm,2 / f cm,28 Rychlý 0,5 Střední 0,3 < 0,5 Pmalý 0,15 < 0,3 Velmi pmalý < 0,15 V závislsti na rychlsti nárůstu pevnsti, pměru pvrchvé a charakteristické pevnsti a tepltě pvrchu betnu se dba šetřvání může phybvat d 1 dne až d 30 dnů 66 11

12 AI01 Stavební látky a gelgie AI01 Stavební látky a gelgie Technlgie výrby betnu betnvání za nízkých teplt (T < +5 C) Zimní bdbí lze z hlediska pčasí rzdělit d něklika fází. Pkud nízké teplty dluhdbě trvají a nestupají nad 10 C, dpru čuje se betnáž dlžit. D 10 C je betnáž mžná za ddržení ur čitých pdmínek. Nejdůležitější je chránit betnvu směs před ztrátu hydratačníh tepla. Při tepltách nižších než +5 C se za číná zastavvat hydratace betnu, tj. zastavuje se prces tuhnutí a tvrdnutí. Ošetření betnvé směsi betnu během výrby, dpravy a ukládání: dávkvání teplé vdy, zvýšení dávky cementu, cement vyšší třídy, přísady neddalující pčátek tuhnutí a tvrdnutí, betnáž puze d nezmrzlé knstrukce Ošetření betnu p ulžení d bednění: Očištění bednění d námrazy, tepelná izlace bednění Udržení teplty betnu +5 C minimálně p dbu 72 hd Chránit před mrazem d dsažení zmrazvací pevnsti (7MPa) 67 Udržení teplty vybet. plchy (PS desky, textilie, dprvé vyhřívací dráty) Specifikace typvéh betnu dle ČSN EN Základní pžadavky: vyhvvat ČSN EN 206-1, ČSN EN Pevnstní třída betnu v tlaku Stupeň vlivu prstředí Max. jmenvitá hrní mez frakce kameniva Kategrie bsahu chlridů Pr lehký betn navíc Třída bjemvé hmtnsti Pr těžký betn navíc Určená bjemvá hmtnst Pr samzhutnitelný betn navíc Třída zkušky sednutí rzlitím Pr transprtbetn a betn vyráběný na staveništi navíc Stupeň knzistence 68 Dplňující pžadavky: Specifikace betnu dle ČSN EN AI01 Stavební látky a gelgie Zvláštní druhy neb třídy cementu (např. cement s nízkým hydratačním teplem) Zvláštní druhy neb kategrie kameniva Charakteristiky, pžadvané k zajištění dlnsti prti účinkům mrazu (např. bsah vzduchu) Teplta betnu Nárůst pevnsti Vývin tepla během hydratace Odlnst prti průsaku vdy či brusu Zpmalené tuhnutí Pevnst v příčném tahu Pžadavky na zvláštní pvrchvu úpravu neb způsb ukládání Třídu viskzity, schpnst průtku či dlnst prti segregaci pr SCC 69 AI01 Stavební látky a gelgie Infrmace d výrbce betnu dběrateli betnu Odběratel může pžadvat infrmace slžení betnu, aby zajistil vhdné ukládání a šetřvání betnu a aby stanvil průběh nárůstu pevnsti betnu; infrmace musí být pskytnuty před zahájením ddávání betnu. Druh a pevnstní třída cementu a druh kameniva Druh přísady, druh příměsi a přibližné dávkvání Určená hdnta vdníh sučinitele Výsledky dřívějších zkušek betnu (z průkazních zkušek výrby) Nárůst pevnsti Půvd slžek betnu 70 C všechn se může stát když AI01 Stavební látky a gelgie C všechn se může stát když AI01 Stavební látky a gelgie Špatný návrh směsi Špatná technlgická návaznst při ukládání betnu Pvrchvé trhliny - nadměrné mnžství vdy, nedstatečné šetřvání Pteky přebytečná vda stéká pdél bednění Pvrch betnu degradvaný vlivem mrazu Nedstatečné zhutnění Správně/nesprávně šetřvaný pvrch betnu Trhliny nedstatečná vibrace a následné dsednutí betnu 71 Špatně navržený betn, nekvalitní pvrch Neplánvaná pracvní spára Špatný návrh bednění72 12

13 AI01 Stavební látky a gelgie Když se vše pdaří Pužitá literatura Lubš Svbda a klektiv. Stavební hmty. ISBN , Adlf Bajza, Ildikó Rusekvá. Technlógia betónu, ISBN Jiří Adámek, Bhumil Nvtný, Jan Kukal. Stavební materiály, ISBN ,. Petr Pytlík. Technlgie betnu, ISBN Příručka technlga. BETON Surviny Výrba Vlastnsti. Českmravský betn, Českmravský cement, Českmravský štěrk Prbarvený betn s krvým pigmentem dstínu adbe d Davis Clrs na pstmdernistické katedrále v Ls Angeles Železniční mst Årstabrn ve Stckhlmu, architekt Nrman Fster, betn prbarvený syntetickými železitými pigmenty Bayferrx