STAVEBNÍ HMOTY I. 9. Přednáška VYSOKOHODNOTNÉ BETONY,MALTY, AUTOKLÁVOVANÉ VÝROBKY

Transkript

1 STAVEBNÍ HMOTY I 9. Přednáška VYSOKOHODNOTNÉ BETONY,MALTY, AUTOKLÁVOVANÉ VÝROBKY 1

2 Betony s lehkým kamenivem Pórovité kamenivo: Přírodní (pemza, tufy) Umělé z přírodních materiálů (jíly, břidlice) Umělé z průmyslových odpadů (škvára, struska, popílek) 2

3 Betony s lehkým Pevnost v tlaku do 45 MPa ϱ V = kgm -3 kamenivem Vysokopevnostní lehké betony pevnost až 90 Mpa Vyšší nasákavost kameniva vyšší vodní součinitel nebo předvlhčování 3

4 Betony s organickým plnivem Dřevěné štěpky, hobliny, třísky Rostlinná vlákna Polystyren 4

5 Grafický beton Vytvoření obrazu na povrch betonu Patentováno ve Finsku r Cílené využití zpomalovače tuhnutí 5

6 Grafický beton Tisk vzoru zpomalovačem na membránu Vložení membrány do bednění 6

7 Průsvitný beton Obchodní název: Litracon 4 % optických vláken Objemová hmotnost kgm -3 Pevnost v tlaku 50 MPa 7

8 Pohledový beton Obecně každý beton Bez zakrytí povrchu Nutné brát ohled na stupeň vlivu prostředí (karbonatace, mrazuvzdornost ) Pro lepší vyplnění bednění použít plastifikátory 8

9 Příklad pohledového betonu 9

10 Pohledový beton 10

11 Pohledový beton 11

12 Stříkaný beton Cement: Portlandský Kamenivo menší než 12 mm Voda 1) voda přivedená k trysce 2) voda v betonové směsi Přísady urychlovače, plastifikátifikátory, prostředky na snížení prašnosti, zvýšení lepivosti, Příměsi křemičitý úlet 12

13 Stříkaný beton Úprava povrchu Odstranění uvolněných hornin Předvlhčení podkladu Postup Po vrstvách rovnoměrnými pohyby trysky Vzdálenost trysky 1 1,5 m od stěny Úhel nejlépe kolmý Teplota vzduchu nad 5 C 13

14 Stříkaný beton strojně ručně 14

15 Malty Pojivo + drobné kamenivo + (přísady a příměsi) + voda Dělení: Podle účelu Pro zdění Pro omítky Kladení dlažeb, spárování, zálivky, sanační Podle způsobu výroby Staveništní Suchá maltová směs, (na staveništi se pouze smíchá s vodou) Mokrá maltová směs 15

16 Složky malt Pojivo: Cement, vápno, cement + vápno, sádra + vápno, hlína Plnivo: Přírodní nebo umělé kamenivo, polystyren, sláma Přísady: Plastifikační Pigmenty 16

17 Malty pro zdění Portlandský cement: největší tlaková pevnost, během vytvrzování málo váže vodu riziko vzniku smršťovacích trhlin Vápno: nedává tak vysokou tlakovou pevnost, dobře váže vodu dělá pojivový systém pružnější Písek: snižuje cenu malty, omezuje smrštění malty při tuhnutí cementu na přijatelnou míru Voda: Ve větším množství než je nutné pro hydrataci cementu, její množství je dáno požadavkem na optimální zpracovatelnost malty 17

18 Malty pro zdění Staveništní Písek : Cement : Vápenný hydrát 6 : 1 : 1 Písek : Cement 4 : 1 Průmyslové (ČSN EN 998-2) 18

19 Malty pro zdění - definice Podle vlastností nebo použití Obyčejná malta pro zdění (G) malta, pro níž nejsou předepsány speciální vlastnosti Malta pro tenké spáry (T) návrhová malta pro zdění s největší zrnitostí kameniva 2 mm Lehká malta pro zdění (L) její objemová hmotnost v suchém stavu je menší než 1300 kgm -3 19

20 Maltování ložných spár 20

21 Malty pro vnější a vnitřní omítky Staveništní výjimečně (restaurátorské práce) Průmyslové Vápenné, cementové Vápenocementové ČSN EN Sádrové EN Aerogelové 21

22 Omítkové malty Obyčejné malty pro vnitřní nebo vnější omítky (GP) Lehké malty pro vnější omítky (LW) Zabarvené malty pro vnější omítky (CR) Malty pro jednovrstvé vnější omítky (OC) Tepelně izolační malty pro vnitřní i vnější omítky (T) Sanační malty pro vnitřní i vnější omítky (R) 22

23 Hliněné malty Tuhnutí a tvrdnutí: fyzikální proces (koloidní sesychání) Použití: při obnově lidových nebo historických staveb Pojivo: Jíl Plnivo: Písek různých frakcí Plastifikátory ( chlévská mrva, hovězí krev) 23

24 Hliněné malty Hliněná malta se připravuje z cihlářské hlíny a vody. Hlína nesmí obsahovat humusovité součásti a musí být dostatečně vazná (mastná). Malta z ní připravená nesmí po vyschnutí popraskat; nevyhovuje-li tomuto požadavku, musí se doplniti pískem nebo vhodnou hlínou. Přidávání jiných výplní a vazných součástí (chlupů, slámy, krve atd.) se musí předepsat. 24

25 Tenkovrstvé omítky 3 vrstvá omítka mm (podhoz + jádro + štuk) Tenkovrstvá omítka Tloušťky milimetrového řádu Zhotovena z průmyslově vyrobených suchých omítkových směsí Nanáší se na pevný, suchý povrch bez prachu a solných výkvětů Sádrové Vápenocementové Akrylátové Silikonové (hodrofóbní, voduodpudivá) Silikátové 25

26 Sanační omítky Určeny k povrchové úpravě vlhkého a zasoleného zdiva Určeny pro vnější i vnitřní omítání Oproti ostatním omítkám mají: Vyšší pórovitost, (větší póry) Vyšší propustnost vodní páry Snížená kapilární nasákavost (horší transport kapalné vody) 26

27 Tepelněizolační malty Nízký součinitel tepelné vodivosti 0,36 Wm -1 K -1 (běžně se vyrábí 0,25 0,2 Wm -1 K -1 ) Omítkové tepelněizolační matly (0,09 0,12 Wm -1 K -1 ) Použití lehčených plniv Expandovaný perlit, keramzit, skleněné duté kuličky, pěnový polystyren) Objemová hmotnost je nejvýše 1100 kgm -3 27

28 Manto Plate Mokrá maltová směs Material Manto Plate Maxit IP74 M Objemová hmotnost [kg.m -3 ] Součinitel tepelné v. [W.m -1 K -1 ] Faktor difúzního odporu v.p. [-] 240± > 700 < 0.1 < 20

29 Pohled mikroskopem skleněná vlákna

30 Aerogelová omítka Aerogelové omítky ( = 0,028 Wm -1 K -1 ) 30

31 Pórobeton Značení: P Třída pevnosti v tlaku (MPa) Pevnostní třídy: 1,5 až 7 Třída objemové hmotnosti (kgm -3 ) Objemové hmotnosti: (300 až 1000) 31

32 Výroba pórobetonu 32

33 Autoklávovaný pórobeton Pojiva Cement Suroviny Nejčastěji se používá CEM I 42,5 Vápno Vzdušné, pálené, nehašené Plnivo Křemičitý písek (bílý PB) Popílek (šedý PB) Plynotvorná přísada Hliník, prášek nebo pasta 33

34 Mletí Mletí křemičitých látek Během mletí dochází k míšení a homogenizaci surovin 34

35 Odlití směsi do forem Výsledná směs se poté ve speciálních mísících zařízeních smíchá s vodou Přidá se plynotvorná přísada (30 s. před odlitím do forem) Výsledná tekutá kaše se odlije do forem 35

36 Zrací pole Zrání trvá cca 3 hodiny Nejprve dochází k nakypření, poté tuhnutí Nakypření díky Al Na 1 m 3 0,1 až 2,5 kg hliníku 2Al + 3Ca(OH) 2 + 6H 2 O 3CaO Al 2 O 3 6H 2 O + 3H 2 Al prášek by měl mít velký měrný povrch 36

37 Rozřezání na potřebné tvary Po dozrání je blok materiálu vyndán z formy a jeřábem přenesen na kráječku Seříznutí přerostu a rozřezání na potřebné tvary Jedná se o vodorovné a svislé struny, přes které je blok protlačen Případné odřezky jsou rozplaveny a putují zpět do míchačky 37

38 Autoklávování Proces tvrzení hmoty v prostředí nasyceném vodní párou za zvýšeného tlaku (přetlak 1,2 MPA) a teploty (cca 200 C) 38

39 Proces autoklávování 1. fáze: Vakuování (cca 30 minut) 2. fáze: Vzestup, zvyšování tlaku díky přivádění páry 3. fáze: Výdrž, tlak a teplota se udržuje na stejné výši po dobu 6 až 10 hodin 4. fáze: Pokles, postupné vypouštění vodní páry (1,5 až 3 hodiny) Časová náročnost celého procesu se liší podle výsledné objemové hmotnosti a pevnostní třídy výsledného pórobetonu 39

40 Autoklávování Proces při kterém dochází k chemické reakci mezi kyselým plnivem a zásaditým pojivem K dosažení reakce musí mít suroviny velký měrný povrch (musí být jemně namleté) xca(oh) 2 + ysio 2 + nh2o (CaO) x (SiO) 2 (H2O) (x + n) 40

41 Pórobeton - vlastnosti Nízká objemová hmotnost kgm -3 Hustota 2600 kgm -3 Nasákavost cca 40% (objemových) Měrná tepelná kapacita 850 Jkg -1 K -1 Součinitel tepelné vodivosti cca 0,09 Wm -1 K -1 (suchý stav) Součinitel délkové teplotní roztažnosti K -1 Vysoká pórovitost, až 80% 41

42 Pórobeton tepelné vlastnosti 42

43 Pórobeton objemové změny 43

44 Pórobeton objemové změny 44

45 Pórobeton - mrazuvzdornost Mrazuvdornost výsledky po 25 cyklech Vlhkost 0 % Vlhkost 10 % Vlhkost 40% Úbytek Úbytek Úbytek Úbytek pevnosti hmotnosti pevnosti hmotnosti [%] [%] [%] [%] Úbytek hmotnosti [%] 45 Úbytek pevnosti [%] P 1, ,0 0,0 1,4 7,5 8,0 12,1 P ,0 0,0 0,5 4,5 10,1 8,1 P ,0 0,0 0,2 5,1 0,7 5,2

46 Pórobeton - mrazuvzdornost Mrazuvdornost výsledky po 50 cyklech Vlhkost 0 % Vlhkost 10 % Vlhkost 40% Úbytek Úbytek Úbytek Úbytek pevnosti hmotnosti pevnosti hmotnosti [%] [%] [%] [%] Úbytek hmotnosti [%] Úbytek pevnosti [%] P 1, ,5 0,1 1,7 16,3 14,5 46,0 P ,4 0,0 1,4 6,3 23,5 45,7 P ,4 0,0 1,5 8,0 1,5 16,6 46

47 Pórobeton - vyztužování V důsledku autoklávovací reakce chybí v pórobetonu Ca(OH) 2 Není alkalický Antikorozní ochrana výztuže je nezbytná Disperzní akrylátový nátěr 47

48 Pórobeton - výrobky Tvárnice Bloky Příčkovky Překlady Stropní vložky Panely stěnové, příčkové, stropní Komínové dílce 48

49 Šedý pórobeton Jako plnivo je použit elektrárenský popílek 49

50 Šedý pórobeton Jako plnivo je použit elektrárenský popílek místo křemičitého písku 50

51 Pórobeton - výhody Výborné tepelně-izolační vlastnosti Rychlá a přesná montáž hrubé stavby Nízká objemová hmotnost = snadnější manipulace na stavbě Snadné opracování a řezání 51

52 Pórobeton - nevýhody Vysoká expediční vlhkost Špatně vysychá Menší pevnost v tlaku Poruchy při dotvarování (praskliny) Vlhkostní objemové změny 52

53 Vápenopískové zdící prvky Suroviny: Vápno Přírodní křemičité minerály (písek, drcený nebo nedrcený štěrk) Smícháno v poměru: písek: vápno 10:1 Surovinová směs se zhomogenizuje a lisuje se do podoby budoucího výrobku Autoklávování 53

54 Vápenopískové zdící prvky Působením tlakové páry v autoklávu reaguje CaO s SiO 2 vzniklé křemičitany vápenaté jsou hydraulicky stálé Pevnost v tlaku MPa Mrazuvdornost M20, M50 Objemová hmotnost kgm -3 Součinitel tepelné vodivosti cca 0,9 Wm -1 K -1 54

55 Vápenopískové zdící prvky Cihly Bloky Kvádry Plné či děrované Hladké boční plochy Pero a drážka Obkladové pásky překlady 55

56 Vápenopískové zdící prvky - výhody Přesné rozměry Hladký povrch Odolnost vůči mrazu Nemusí se omítat Odolnost vůči agresivním látkám Nízká pracnost Dobrá tepelná akumulace 56

57 Vápenopískové zdící prvky - nevýhody Cena Výkvěty solí Vyšší tepelná vodivost 57

58 Vláknocementové výrobky Průmyslově vyráběné tenkostěnné výrobky Rovné, nebo vlnité desky Vyrobeno z vláken, cementu a vody, případně barviv Vlákna v hotovém výrobku vytvářejí rovnoměrnou a hustou výztuž, která zvyšuje jeho tažnost a houževnatost Dříve se používal jako výztuž azbest (eternit) Nyní se používá Přírodní buničina Syntetická vlákna mikroplniva 58

59 Vláknocementové výrobky Fasádní obklady Interiérové obklady Střešní krytina 59

60 Kámen jako stavební hmota Kusové stavivo Hornina s vhodnými fyzikálními, technologickými, chemickými a estetickými vlastnostmi Vyvřelé (žula, čedič) Pevnost v tlaku MPa, objemová hmotnost kgm -3 Sedimentární (pískovec, vápenec, břidlice) Pevnost v tlaku MPa, objemová hmotnost kgm -3 Metamorfované (rula, mramor) 60

61 Delphi 61

62 62

63 Opracování kamene Hrubé Jemné 63

64 64

65 Opracování kamene 65

66 J 66

67 67

68 Hrubé opracování 68

69 Hrubé opracování 69

70 70

71 Kopáky Výrobky z přírodního kamene dané velikosti a tvaru přibližného kvádru, pro klendby přiměřeně klínovitého Vyrobeny lámáním a hrubým kamenickým opracováním Běhouny (v= mm, d=1,5*v, h=300-v) Vazáky (v= mm, d= v-1,5*v, h= v+150) 71

72 Haklíkové zdivo Haklíkové zdivo je kamenné svisle provazované zdivo. Svislé provázání se provádí přes 2-3 vrstvy. Svislý provazovací kámen se nazývá haklík, podle něj se nazývá i celé zdivo. 72

73 Haklíkové zdivo Provádí se zejména ze žuly, pískovce. Existují 2 typy haklíkového zdiva: Hrubé haklíkové zdivo - U tohoto typu haklíkového zdiva je opracovaná pouze přední strana. Šířka spár je mm. Čisté haklíkové zdivo - U tohoto typu haklíkového zdiva je opracovaná přední strana a boční strany jsou opracovány do tloušťky 50 mm. Šířka spár je mm. 73

74 Gabiony Gabiony (it.) = klec drátkokoše 74

75 Stavební kámen další produkty Obrubníky Krajníky Dlažební kostky Obkladové desky Schody 75

76 Kamenná krytina Břidlice Usazená, částečně metamorfovaná hornina vzniklá z jílovců a prachovců Dříve se používala jako krytina, v současnosti se používá na opravy historických staveb 76

77 Tavený čedič Pevnost v tlaku MPa Tvrdost 8 (Mohs) Chemická odolnost 77