BI01 Stavební látky. Lehký beton a betonové výrobky. Ing. Barbara Kucharczyková, Ph.D.

Transkript

1 BI01 Stavební látky Lehký betn a betnvé výrbky Ing. Barbara Kucharczykvá, Ph.D.

2 C si pamatujeme betnu? 2

3 Lehký betn (Light-weight Cncrete) Objemvá hmtnst závisí na druhu pužitéh plniva Lehký betn je betn, který má p vysušení v sušárně bjemvu hmtnst větší než 800 kg/m 3 a menší než 2000kg/m 3 mnlitické prefabrikvané 3

4 Lehký betn Rzdělení lehkých betnů dle: způsbu vylehčení přím (plyntvrná přísada) nepřím (lehké plniv) fyzikální struktury mezervité hutné pěnbetn pórbetny mikrprity, makrprity Pužití tepelně izlační knstrukčně izlační knstrukční tvárnice z mezervitéh betnu 4

5 Lehký betn tepelně izlační nejsu určeny pr nsné knstrukce příklady: plystyren betn, pěnbetn, pórbetn (plynbetn, plynsilikát), betny s rganickým plnivem knstrukčně izlační mhu plnit jak tep. izlační tak i nsnu funkci příklady: betny vyrbené zpravidla z pórvitéh kameniva knstrukční jsu určeny především k výrbě nsných prvků a knstrukcí příklady: betny vyrbené výhradně z pórvitéh kameniva dstatečné pevnsti; zpravidla se využívá kmbinace hutnéh a pórvitéh kameniva 5

6 Lehký betn - pórbetn Pórbetn: plniv drbný křemičitý písek, ppílek, ppř. škvára, struska; bjemvá hmtnst tvárnic kg/m 3 ; pevnst 2 3 MPa (lze až 10 MPa) Plynbetn Pjiv cement vylehčení se dsahuje plynem, který vzniká chemicku reakcí v důsledku vlžení hliníkvéh prášku neb pasty Plynsilkát Pjiv vápn vylehčení se dsahuje stejně jak u plynbetnu Vyské rizik krze výztuže Vyská nasákavst (60 80%) snížení pevnsti cca 20% Mrazuvzdrný Nevhdný d kyseléh prstředí; špatně snáší půsbení agresivních látek Pvrch nutn patřit pvrchvu úpravu tevřená vnitřní struktura snadn 6 phlcuje prach a vlhkst

7 Tepelně izlační betny Plystyren betn Základními prblémy při výrbě elektrstatická dpudivst a hydrfbie (nesmáčivst) granulí pěnvéh plystyrenu» btížná mísitelnst ("lepivst plniva ); nepříznivě vlivňují výslednu hmgenitu betnvé směsi. Řešením je pužití speciálních přísad či přímá úprava plystyrénvých kuliček balením mikrvlákny či speciální přísadu. Ekstyren speciálně upravená drť pěnvéh plystyrénu zpracvání plystyrénvéh dpadu. Je až 12x lehčí než klasický betn, rychle tuhne, má až 30x lepší tepelněizlační vlastnsti, je netříštivý, nesnadn hřlavý, dlný vůči hldavcům a plísni a hygienicky i eklgicky nezávadný. Výhdu je vyská elasticita phlcuje rázy, pevnst v tlaku 0,3-1,8 MPa při bjemvé hmtnsti kg/m 3, nízké výrbní náklady. Oblasti pužití: reknstrukce, půdní vestavby, vyrvnávací vrstvy nervných pdkladů, spádvání plchých střech 7

8 Tepelně izlační betny Pěnbetn Nezatěžuje knstrukci (bjem. hmtnst kg/m3), pevnst v tlaku 0,3-3 MPa, je tekutý, může být i samnivelační, dbře vyplňuje dutiny, výbrná pracvatelnst, umžňuje prvedení běžných pvrchvých úprav, výbrné tepelně a zvukvě izlační vlastnsti, vyská dlnst vůči vlhksti, plísním a škůdcům, parprpustnst, pžární dlnst, dlnst vůči kyselinám, luhům, chemickým prstředkům, eknmická výrba, zcela eklgický výrbek Pěnbetn lze lít například i na prkenný pdklad či škvárvý zásyp. Předpkladem je pužití separační vrstvy (flie). Schpnst phltit energii výbuchu a nedefrmvat tak klní knstrukce Oblasti pužití: reknstrukce, půdní vestavby, stabilizvání kleneb pěrných zdí, zalití tvarvě slžitých hluchých prstr, nahrazení pdkladních betnů, tep. izlace plchých střech s mírným sklnem, tep. izlace kanálů a šachet

9 Tepelně izlační betny s plnivem na bázi přírdních materiálů Organická plniva dpady dřeva piliny, hbliny, třísky. Degraduje vlivem vlhksti. Expandvaný perlit (tepelné zpracvání perlitu hrnina spečnéh půvdu). Max. zrn 4 mm 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 LIAPOR vyrábí se expandváním vhdných jílů při tepltě C; pr izla ční betny využíváme kameniv s nízku sypnu hmtnstí

10 Knstrukčně izlační betny Struktura betnů bývá zpravidla mezervitá Jak plniv se pužívají pórvitá kameniva z přírdních zdrjů či průmyslvých dpadů: Aglprit (výpal elektrárenských ppílků) u nás je zatím výrba pzastavena v zahraničí je kameniv znám pd značku Lytag zpěněná struska (prudké zchlazení žhavé tekuté strusky vdu) jakst čast klísá; kameniv je běžně dstupné škvára (dpad spalvání pevných paliv v rštvých tpeništích) je nutn psuzvat z hlediska bsahu radiaktivních iztpů je nutn sledvat prcent nespálených zbytků vlivňují tuhnutí betnu cihelná drť (dpad z cihlářské výrby, recyklace cihelné suti) nervnměrná jakst; nákladné třídění

11 Knstrukčně izlační betny Keramzit (výpal vhdných jílů) Liapr v sučasné dbě nejpužívanější kameniv; širký srtiment síť výrben v Evrpě Expandit (expanze břidlice) vlastnsti bdbné jak keramzit využívá se pr zlepšení izlačních vlastnstí mezervitých betnů

12 Lehký knstrukční betn Jedná se vždy betny s hutnu strukturu Jak plniv se pužívají pórvitá kameniva z přírdních zdrjů či průmyslvých dpadů: Keramzit (výpal vhdných jílů) Liapr, Leca Lytag, Aglprit (výpal elektrárenských ppílků) Kameniv získané výpalem hlušin Cihelná drť 12

13 Specifika výrby čerstvéh hutnéh lehkéh betnu nestejnrdst ve výrbě uměléh kameniva; pevnst, bjemvá hmtnst, sypná hmtnst vliv vlhksti na fyzikálně mechanické vlastnsti kameniva úprava kameniva před dávkváním návrh vhdnéh slžení vzhledem k pžadvaným vlastnstem č.b. a z.b. dávkvání vdy, plastifikačních a stabilizačních přísad dprava, ukládání a hutnění čerstvéh betnu šetřvání betnu bezprstředně p ulžení kamžik dfrmvání návrh celkvé dby a způsbu šetřvání 13

14 Specifika ztvrdléh hutnéh lehkéh betnu nestejnrdst ve výrbě uměléh kameniva; pevnst, bjemvá hmtnst, sypná hmtnst bjemvé změny jsu závislé na úpravě kameniva, dávce vdy a způsbu šetřvání čerstvéh a ztvrdléh betnu náchylnst na vznik trhlin v prvních fázích tuhnutí a tvrdnutí; je dsažen vyšších hdnt hydratačních teplt pužitý druh cementu významně vlivňuje rychlst nárůstu pevnsti betnu vda v zrnech kameniva umžňuje dluhdbu hydrataci cementu pórvá struktura zrn kameniva zajišťuje lepší mrazuvzdrnst LB kvalitní cementvý tmel zajišťuje dlnst betnu v agresivním prstředí výrazně nižší hdnta mdulu pružnsti vzhledem k dsažené pevnsti zvýšená hdnta sučinitele dtvarvání křehké prušení p dsažení pst-kritickéh stavu 14

15 Závislst pevnsti a tepelné vdivsti na bjemvé hmtnsti LB A - mezervité lehké betny z Liapru, případně v kmbinaci s hutným kamenivem B - hutné lehké betny z Liapru C - hutné lehké betny z Liapru s drbným přírdním kamenivem D - hutné lehké betny s lehkými druhy Liapru a s přírdním kamenivem E - vyskhdntné lehké betny z Liapru A - mezervité lehké betny B - hutné lehké betny s bsahem přírdníh kameniva d 25% bjemu C - hutné lehké betny s bsahem přírdníh kameniva větším než 25% bjemu 15

16 Zmnlitnění mntvaných strpů z keramických tvarvek Důležitá patření před i během betnáže: dstranění nečistt z tvárnic a nsníků před betnáží navlhčení tvarvek v letních měsících chrana před zmrznutím v zimních měsících 16

17 Zmnlitnění mntvaných strpů z keramických tvarvek Důležitá patření před i během betnáže: definvání hdnt bjemvých změn betnu sledvání dluhdbé nevratné vlhkstní rztažnsti keramiky nutnst separace desek d hrníh suvrství strpu 17

18 cumentid=2073 Zesílení dřevěných strpů Důležitá patření před i během betnáže: definvání hdnt bjemvých změn betnu sledvání ztráty vdy z betnu vlivem nasákavsti dřeva Trámvý strp Pvalvý strp 18

19 Sanace kleneb splehlivé rznesení zatížení a ztužení knstrukce statické zajištění bez navýšení vlastní hmtnsti knstrukce Železniční mst Praha-Bubeneč Kralupy nad Svitavu MLB výplň za rubem kleneb; pdklad pr betnáž rznášecí desky nad klenbami 19

20 Výměna stávající strpní knstrukce bez přitížení stavby mnlitická deska nad menším rzpětím spřažený strp z I-nsníků a trapézvéh plechu splňuje statické i stavebně fyzikální pžadavky; pužitím LC 16/18 D1,6 je hmtnst knstrukce ve srvnáním s byčejným betnem nižší 150 kg/m 2 20

21 Liaprbetn pr stěnvé a třešní knstrukce Při řešení energeticky nenárčných stěnvých knstrukcí neb suterénních stěn je mžn realizvat ztracené bednění z lehkéh betnu Při tlušťce stěny ztracenéh bednění 400 mm lze dsáhnut pužitím MLB 3,5-900 tepelnéh dpru R > 1,5 m 2 KW -1 21

22 Lehký knstrukční betn 22

23 Přehled nrem pr lehké betny a knstrukce z lehkých betnů ČSN EN DIN betn ČSN Prvádění a kntrla knstrukcí z lehkéh betnu z uměléh pórvitéh kameniva. ČSN EN 206 Betn, vlastnsti, výrba, ukládání a kriteria hdncení. DIN Prstý a vyztužený lehký betn s uzavřenu strukturu. Pžadavky na betn, výrba a kntrla. lehký hutný betn dílce a knstrukce z prstéh, železvéh a předpjatéh lehkéh hutnéh betnu ČSN Navrhvání knstrukcí z lehkéh betnu z pórvitéh kameniva. ČSN EN Navrhvání betnvých knstrukcí. Část 1-4: Obecná pravidla Hutný betn s pórvitým kamenivem. DIN Prstý a vyztužený lehký betn s uzavřenu strukturu. Navrhvání a prvádění. lehký mezervitý betn betn ČSN dílce a knstrukce z prstéh, lehkéh mezervitéh betnu ČSN EN 1520 Prefabrikvané vyztužené dílce z lehkéh betnu s mezervitu strukturu. DIN 4232 Stěny z lehkéh betnu s mezervitu strukturu. Navrhvání a prvádění. ČSN ČSN EN 1520 DIN 4232 dílce a knstrukce ze železvéh lehkéh mezervitéh betnu dle ČSN nelze pužít ČSN EN 1520 DIN 4232 jen nadpraží nad tvry v panelech betnvaná zárveň s panelem. 23

24 Hdncení vlastnstí lehkéh betnu pdle ČSN EN Klasifikace pdle knzistence Sednutí kužele Rzlití Stupeň zhutnitelnsti Klasifikace pdle pevnstní třídy Válcvá pevnst Krychelná pevnst Klasifikace pdle bjemvé hmtnsti Třídy bjemvé hmtnsti určené ve vysušeném stavu Hdncení pdle stupně vlivu prstředí Bez nebezpečí krze Krze vlivem karbnatace Krze vlivem chlridů Střídavé půsbení mrazu a rzmrazvacích látek Chemické půsbení Obsah vzduchu se stanví dle ASTM C

25 Zkušení čerstvéh betnu - Část 2: Zkuška sednutím (ČSN EN ) Klasifikace STUPEŇ SEDNUTÍ [mm] TOLERANCE S ± 10 S ± 20 S S ± 30 S5 220 POZNÁMKA: S hledem na ztrátu citlivsti zkušebních metd mim určité hdnty knzistence, se dpručuje pužívat uvedenu zkušební metdu při hdntách: 10 mm a 210 mm

26 STUPEŇ Zkušení čerstvéh betnu - Část 5: Zkuška rzlitím F1 340 (ČSN EN ) - Klasifikace Průměr rzlití [mm] F F F F F NA + TP 187 F NA + TP 187 POZNÁMKA: S hledem na ztrátu citlivsti zkušebních metd mim určité hdnty knzistence, se dpručuje pužívat uvedenu zkušební metdu při hdntách: > 340 a 620 mm

27 Zkušení čerstvéh betnu - Část 4: Stupeň zhutnitelnsti (ČSN EN ) - Klasifikace STUPEŇ STUPEŇ ZHUTNITELNOSTI TOLERANCE C0 1,46 C1 1,45 1,26 ± 0,10 C2 1,25-1,11 ± 0,08 C3 1,10-1,04 ± 0,05 C4 < 1,04 ± 0,05 POZNÁMKA: S hledem na ztrátu citlivsti zkušebních metd mim určité hdnty knzistence, se dpručuje pužívat uvedenu zkušební metdu při hdntách: 1,04 a < 1,46 C4 puze pr lehký betn

28 Hdncení vlastnstí lehkéh betnu pdle ČSN EN Pevnstní třídy a třídy bjemvé hmtnsti lehkéh betnu f ck,cyl [MPa] f ck,cube [MPa] x 3 [MPa] LC 8/ LC 12/ LC 16/ LC 20/ LC 25/ LC 30/ LC 35/ LC 40/ LC 45/ LC 50/ LC 55/ LC 60/ LC 70/ LC 80/ Třída bjemvé hmtnsti LB Hranice bjemvé hmtnsti LB ve vysušeném stavu [kg/m 3 ] D 1,0 800 až 1000 D 1, až 1200 D 1, až 1400 D 1, až 1600 D 1, až 1800 D 2, až

29 Stupně vlivu prstředí Ozn. stupně Ppis prstředí Příklady výskytu vlivu prstředí 1. Bez nebezpečí krze neb narušení X0 Pr betn bez výztuže všechny vlivy krmě střídavéh zmrazvání, brusu, chemicky agresivníh prstředí Pr betn s výztuží velmi suché 2. Krze vlivem karbnatace XC1 XC2 XC3 XC4 Suché neb stále mkré Mkré, bčas suché Středně mkré, vlhké Střídavě mkré a suché Betn uvnitř budv s velmi nízku vlhkstí vzduchu Betn uvnitř budv s nízku vlhkstí vzduchu; betn trvale pnřený ve vdě Pvrch betnu vystavený dluhdbému půsbení vdy; většina základů Betn uvnitř budv se střední neb velku vlhkstí vzduchu; venkvní betn chráněný prti dešti Pvrchy betnu ve styku s vdu, které nejsu zahrnuty ve stupni XC2 29

30 Stupně vlivu prstředí Ozn. stupně Ppis prstředí Příklady výskytu vlivu prstředí 3. Krze vlivem chlridů (ne z mřské vdy) XD1 XD2 XD3 Středně mkré, vlhké Mkré, bčas suché Střídavě mkré a suché 4. Krze vlivem chlridů z mřské vdy XS1 Vystaven slanému vzduchu; ne v přímém styku s mřsku vdu Pvrchy vystavené chlridům rzptýleným ve vzduchu Plavecké bazény; betn vystavený půsbení průmyslvých vd s chlridy Části mstů vystavené pstřikům s chlridy; vzvky, pvrchy parkvišť XS2 Trvale pnřen ve vdě Části staveb v mři XS3 Smáčený a střikvaný přílivem Části staveb v mři Stavby blízk mřskéh pbřeží neb na pbřeží 30

31 Stupně vlivu prstředí Ozn. stupně Ppis prstředí Příklady výskytu vlivu prstředí 5. Střídavé půsbení mrazu a rzmrazvání, s rzmrazvacími prstředky neb bez nich XF1 XF2 XF3 XF4 6. Chemické půsbení XA1 XA2 XA3 Mírně nasycen vdu bez rzmrazvacích prstředků Mírně nasycen vdu s rzmrazvacími prstředky Značně nasycen vdu bez rzmrazvacích prstředků Značně nasycen vdu s rzmrazvacími prstředky Slabě agresivní chemické prstředí Středně agresivní chemické prstředí Vysce agresivní chemické prstředí Svislé betnvé pvrchy vystavené dešti a mrazu Svislé pvrchy knstrukcí pzemních kmunikací vystavené mrazu a rzmraz. prstředkům rzptýleným ve vzduchu Vdrvné pvrchy vystavené dešti a mrazu Vzvky a mstvky vystavené rzmraz. prstředkům; pvrchy vystavené přímému střiku rzmraz. prstředků; mývaná část staveb v mři vystavená mrazu 31

32 Stupně vlivu prstředí ve vztahu k trvanlivsti Na základě předpkládané živtnsti a stupně vlivu prstředí je nutn ddržvat následující zásady: Maximální vdní sučinitel Minimální pevnstní třída Minimální bsah cementu Minimální bsah vzduchu (XF2 XF4) Maximální průsak vdy (XC4; XD2 XA3) Odlnst betnu vůči zmrazvání a rzmrazvání dlnst prti CHRL (XF2 XF4) Nasákavst U dpravních staveb a jiných významných staveb s přdpkládanu živtnstí 100 let je nutn zkušet i vlastnsti kameniv 32

33 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Výrbní prgram LIAS Vintířv Keramické kameniv Lehký keramický betn Thermakustický zdicí systém Dům jedním tahem Zahradní prgram Prtihlukvé stěny 33

34 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Výrbní prgram LIAS Vintířv Thermakustický zdicí systém LIAPOR kg.m -3 Vhdné pr bvdvé pláště kg.m -3 Vhdné pr vnitřní nsné a nensné stěny 34

35 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Výrbní prgram LIAS Vintířv Tvarvky pr bvdvé knstrukce (tl. 300, 365, 425) 2 MPa R = 3,03 m 2.W.K -1 2 MPa R = 3,90 m2.w.k-1 4 MPa R = 2,64 m 2.W.K -1 4 MPa R = 3,38 m 2.W.K -1 Speciální zdící tvarvky Liapr SL (tl. 365, 405, 430;R = 3,7 až 4,4 m 2.W.K -1 ) Zdící tvarvka, jejíž dutiny jsu zaplněny tepelně izlační hmtu na minerální bázi. 35

36 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Výrbní prgram LIAS Vintířv Tvarvky pr vnitřní nsné knstrukce (tl. 240, 300, 365) 6 MPa R w = 51 db 12 MPa R w = 53 db 2 MPa R w = 52 db 6 MPa R W = 54 db 12 MPa R w = 57 db Tvarvky pr vnitřní příčky (tl. 70, 115, 175) 4 MPa R W = 46 db 4 MPa R W = 52 db 36

37 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Výrbní prgram LIAS Vintířv Nsné překlady - délky d 865 d mm LC 8/9 D 1,2 (bjemvá hmtnst cca kg/m 3 ). Překlady pr vnitřní stěny a bvdvé stěny s ddatečnu tepelnu izlací, případně se schránku pr umístění předkenních žaluzií. Vdrvné knstrukce prstrvé schdiště Pčet stupňů maximálně 18 Výška stupně 173, 178, 183 mm Šíře ramene 990 mm a mm. Knstrukční výška mm až mm. Hmtnst cca 2 t/ks 37

38 Zdrj infrmací: Výrbní prgram LIAS Vintířv Vdrvné knstrukce strpní knstrukce Max. rzpn vychází ze statickéh výpčtu a danéh zatížení, bvykle h lze dimenzvat d rzpnu 6,5 m. Prvky zahradní architektury

39 Zdrj infrmací: Dlažby, brubníky, palisády Výrbní prgram LIAS Vintířv Železbetnvé úhelníky Ztracené bednění Betnvé palisády a brubníky Betnvé příkpvé tvárnice, žlaby a slupky Velkfrmátvá dlažba, zámkvá dlažba

40 Zdrj infrmací: Jan Štefánik, LIAS Vintířv, lehký stavební materiál, k.s. Příklady využití prefabikvaných dílců 40

41 Zdrj infrmací: Pórbetnvé (plynsilikátvé) tvárnice YTONG Tvarvky pr vnější a vnitřní knstrukce (tl mm) 1,8 4 Mpa R = 0,42 5,67 m 2.W.K -1 R w = db Schdišťvé stupně prvky z pórbetnu P3,3-600 vyztužené svařvanu betnářsku výztuží BSt služí pr zhtvení schdišť v interiéru rdinných příp. bytvých dmů. Pužití v exteriéru se nepředpkládá. Stupně nejsu určeny pr schdiště s jednu středvu schdnicí, půsbí jak prsté nsníky, ulžení je nutné vždy na bu stranách.

42 Zdrj infrmací: Pórbetnvé tvárnice YTONG Překlady, strpní systémy, ztracené bednění

43 Vlastnti Zdrj infrmací: Pórbetnvé tvárnice YTONG Velká pevnst při malé bjemvé hmtnsti Stejnrdst struktury zajišťuje stejné vlastnsti ve všech směrech Vyská tepelná izlace Jednduché pracvání (řezání) Jednduchá mntáž Vytvření přesných tvarů řezáním pórbetnvých tvárnic Zvlněná fasáda vyřezaná z pórbetnvých tvárnic

44 Studijní 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