Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie STAVEBNÍ LÁTKY. Beton I. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.

Transkript

1 Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie STAVEBNÍ LÁTKY Beton I. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.

2 Definice ČSN EN Beton je materiál ze směsi cementu, hrubého a drobného kameniva a vody, s přísadami a příměsemi nebo bez nich, který získá své vlastnosti hydratací cementu čerstvý beton je beton, který je zcela zamíchán a je ještě v takovém stavu, který umožňuje jeho zhutnění zvoleným způsobem ztvrdlý beton je beton, který je v pevném stavu a má již určitou pevnost

3 Definice ČSN EN typový beton je beton, pro který jsou výrobci specifikovány požadované vlastnosti a doplňující charakteristiky betonu a výrobce zodpovídá za dodání betonu vyhovujícího požadovaným vlastnostem a doplňujícím charakteristikám normalizovaný beton je beton, jehož složení je předepsáno v normě platné v místě použití betonu (v ČR se jeho zavedení nepředpokládá) beton předepsaného složení je beton, pro který je výrobci předepsáno složení betonu včetně používaných složek a výrobce zodpovídá za dodání betonu předepsaného složení

4 Rozdělení betonů podle druhu použitého pojiva stupně vlivu prostředí konzistence čerstvého betonu způsobu dopravy čerstvého betonu způsobu uložení čerstvého betonu do konstrukce způsobu zpracování čerstvého betonu objemové hmotnosti ztvrdlého betonu pevnostních tříd ztvrdlého betonu způsobu využití ztvrdlého betonu v konstrukci zvláštních požadavků na funkci betonu

5 Druh použitého pojiva Největší objem betonů se vyrábí s cementy různých druhů a vlastností. Při vyslovení pojmu beton bez přesnějšího určení pojiva se předpokládá beton cementový Dalšími pojivy jsou: sádra, vápno, živice, polymery, hlinitanový cement, případně jemně mletá vysokopevnostní struska aktivovaná alkaliemi. Použití těchto pojiv, s výjimkou asfaltu (živice), případně polymerních pojiv, není obvyklé.

6 Stupeň vlivu prostředí Bez nebezpečí nebo narušení X0 Koroze vlivem karbonatace XC1 XC4 Koroze vlivem chloridů (ne mořské vody) XD1 XD3 Koroze vlivem chloridů z mořské vody XS1 XS3 Střídavé působení mrazu a rozmrazování XF1 XF4 Chemické působení XA1- XA3

7 Konzistence čerstvého betonu klasifikace podle sednutí kužele S1-S5 klasifikace podle VeBe V0-V4 klasifikace podle rozlití F1-F6

8 Konzistence čerstvého betonu klasifikace podle sednutí kužele S1-S5

9 Konzistence čerstvého betonu klasifikace podle VeBe V0-V4

10 Konzistence čerstvého betonu klasifikace podle rozlití F1-F6

11 Způsob uložení čerstvého betonu do konstrukce monolitické betony, kdy se čerstvý beton dopravuje na stavbu, nasype nebo čerpadly se naplní bednění, ve kterém se zhutní, zatvrdne, ošetřuje se a po ztvrdnutí se odbední prefabrikované betony, kdy konstrukční prvek je vyráběn ve výrobně nebo přímo na staveništi, po dosažení požadované pevnosti se odformuje, uloží se na skládce k dozrávání, ošetřuje se a po dosažení transportní pevnosti se dopraví na staveniště, kde je uložen do konstrukce

12 Objemové hmotnosti ztvrdlého betonu lehké betony, které po vysušení v sušárně mají objemovou hmotnost větší než 800 kg/m3 a menší než 2000 kg/m3 obyčejné betony, které po vysušení mají objemovou hmotnost větší než 2000 kg/m3, nepřevyšující 2600 kg/m3 těžké beton s objemovou hmotností po vysušení větší než 2600 kg/m3

13 Pevnostní třídy ztvrdlého betonu Charakteristická pevnost je hodnota pevnosti, pro kterou lze očekávat nižší hodnoty nejvýše u 5 % základního souboru všech možných výsledků hodnoceného objemu betonu. Charakteristická pevnost v tlaku zjištěná na válcích Ø 150 mm a výšce 300 mm ve stáří 28 dnů nebo charakteristická pevnost v tlaku zjištěná na krychlích o rozměru 150 mm ve stáří 28 dnů.

14 Pevnostní třídy ztvrdlého betonu

15 Pevnostní třídy ztvrdlého betonu

16 Využití ztvrdlého betonu v konstrukcích Beton se využívá jako: tepelně izolační samonosný, výplňový nosný prostý vyztužený - železový předpjatý stínící těžký beton s rozptýlenou kovovou nebo polymerní výztuží

17 Složky čerstvého betonu Cementy portlandský I portlandský směsný II portlandský struskový II/A-S, II/B-S portlandský s křemitý úletem II/A-D portlandský pucolánový II/A-P, II/B-P, II/A-Q, II/B-Q portlandský popílkový II/A-V, II/B-V, II/A-W, II/B-W portlandský s kalcilovanou břidlicí II/A-T, II/B-T portlandský s vápencem II/A-M, II/B-M vysokopecní III III/A, III/B, III/C pucolánový IV IV/A, IV/B směsný V V/A, V/B hlinitanový (v ČR zákaz používání pro nosné konstrukce, vyrábí se v Maďarsku)

18 Složky čerstvého betonu Cementy Třídy cementů jsou dány nejnižší pevností v tlaku zjištěné na zlomcích trámečků 40/40/160 mm po zkoušce tahu ohybem. Třídy: 32,5, 42,5 a 52,5 případně 32,5 R, 42,5 R a 52,5 R, kdy písmeno R (Rapid) znamená, že se jedná o cementy s vyššími počátečními pevnostmi.

19 Dávky cementů Složky čerstvého betonu Cementy Minimální dávka cementu CEM II/B-S 32,5 pro nosný beton B5 je 140 kg na 1 m3 čerstvého betonu (dle DIN 1045). Pro konstrukční železový beton C 12/15 je minimální dávka 240 kg na 1 m3 č. b při zavlhlé směsi a 300 kg při měkké směsi (dle DIN 1045). Doporučené minimální dávky cementu dle ČSN EN jsou uvedeny v příloze F, tab. F1. Nejvyšší dávka cementu se doporučuje 450 kg na 1 m3 č. b. Zvyšování této dávky se již výrazně na pevnosti betonu neprojeví. U vysokopevnostních betonů se dávky pohybují i nad 550 kg na 1 m3 č.6 Optimální dávka cementu je taková, aby cementový tmel obalil všechna zrna kameniva, ocelovou výztuž a vyplnil mezery mezi nimi. Je snahou vhodnou skladbou kameniva snížit objem cementového tmele a tím i cementu.

20 Složky čerstvého betonu Kamenivo zaujímá % objemu betonu má vytvořit pevnou kostru v betonu s minimální mezerovitostí musí obsahovat různě veliká zrna ve vhodném poměru max. velikost zrna je 125 mm ( 0/4, 4/8, 16/22, 16/32 ) podle původu těžené - přírodním rozpadem hornin drcené - podrcením lomového kamene předrcené - obsahuje 40-80% drcených zrn hrubé kamenivo velikost zrn mm (štěrk, drť) drobné kamenivo velikost zrn do 4 mm (písek) jemné kamenivo do velikosti zrnek 0,25 mm (moučka, filer) Granulometrie kameniva - zrnitost kameniva vyjadřuje skladbu různě velikých zrn o různém tvaru. Cílem je dosažení nejhutnější skladby s minimálním objemem dutin mezer. Síťový rozbor - slouží ke stanovení velikosti zrn a jejich zastoupení Frakce množina zrn zachycená na sítě Normová sada sít: mm

21 Složky čerstvého betonu Záměsová voda Voda záměsová je potřebná k vytvoření dobře zpracovatelné směsi a k hydrataci cementu. Pro vlastní hydratační proces je třeba asi 20 až 25% vody z hmotnosti cementu. Tato dávka zajistí přeměnu slinkových minerálů z cementu v hydrokřemičitany a hydrohlinitany. Množství záměsové vody však musí být vyšší, neboť přispívá ke zmenšení tření mezi zrny kameniva při zpracování bet. směsi. Vodní součinitel poměr hmotnosti vody k hmotnosti betonu w = v / c Hodnota w se pohybuje od 0,35 do 0,8. V průběhu procesu tuhnutí a tvrdnutí se záměsová voda rozdělí do 3 forem: chemicky vázané uvolňuje se z betonu při teplotách ºC fyzikálně vázané absorbované na povrchu jemných částic volné obsažena v dutinách a pórech - odpařuje se Zákon vodního součinitele zvyšující se w snižuje pevnost betonu

22 PEVNOST BETONU V TLAKU (%) Složky čerstvého betonu Záměsová voda V praxi se uvažuje s množstvím vody odpovídajícímu vodnímu součiniteli v rozmezí 0,35 0,80 Vodní součinitel w je mírou pro vytvoření hodnoty pevnosti cementového kamene a je definován jako hmotnostní poměr množství vody a cementu. 100% ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 W VODNÍ SOUČINITEL

23 Složky čerstvého betonu Přísady Plastifikátory redukují potřebné množství vody pro dosažení stejné zpracovatelnosti čerstvého betonu o více jak 5%. Superplastifikátory redukují potřebné množství vody o 12%. Stabilizující - zadržují vodu, redukují odmísení vody Provzdušňující vytváří uzavřené vzduchové póry lepší odolnost vůči mrazu a mořské vodě. Urychlující tuhnutí betonu zkracují dobu přechodu čerstvého betonu z plastického do tuhého stavu (má být delší než 30 ) Urychlující tvrdnutí betonu urychlují vývoj počátečních pevností betonu (120 % za 24 hod.) Zpomalující tuhnutí prodlužují dobu přechodu čerstvého betonu z plastického stavu do stavu tuhé látky počátek doby tuhnutí má být o 90 delší a konec o 360 než u obyč. betonu.

24 Složky čerstvého betonu Příměsi práškové látky přidávané do čerstvého betonu za účelem zlepšení některých vlastností nebo k docílení zvláštních vlastností. Přidávají se v množství, které nepříznivě neovlivní vlastnosti betonu. Může to být 10 až 40% z hmotnosti cementu. Typ I. inertní příměsi kamenné moučky barevné pigmenty Typ II. pucolány n. latentně hydraulické látky létavý popílek křemičité látky, úlety

25 Technologie výroby betonu Technologický předpis - musí zajistit požadované vlastnosti betonu Předepisuje: - postup dávkování složek - dobu míchání - způsob dopravy - způsob zpracování (zhutnění) - způsob ošetřování Poměr složek čerstvého betonu závisí: - na požadované kvalitě betonu (pevnost v tlaku, p) - na požadované zpracovatelnosti (snadné ukládání) - na ekonomických požadavcích

26 Technologie výroby betonu Optimální složení kameniva pro beton musí splňovat: - malou mezerovitost - malý specifický povrch Pozn.: Tomu odpovídá poměr hrubého kameniva k jemnému 3:2 až 2 : 1 Při návrhu čerstvého betonu se předpokládá, že nosnou kostru betonu tvoří zhutněné kamenivo a výplň cementový tmel (po zatvrdnutí cementový kámen). Většina přírodních kameniv má pevnost v tlaku 2 až 2,5 krát vyšší nežli cementový kámen Výpočtové metody složení čerstvého betonu: podle Féreta, Bolomeye, Kennedyho, KVÚ, Abramse, Graffa, Webera,Říhy

27 Technologie výroby betonu Mísení čerstvého betonu Čerstvý beton se vyrábí mísením jeho složek: ručním mícháním (zcela vyjímečně) strojně v míchačkách. Míchačky musí umožnit v dané době a požadované kapacitě dosáhnout stejnoměrné rozložení složek a jednotnou zpracovatelnost betonu po ukončení míchání. Při strojním mísení se používají míchačky:(od 0,125 m3 do 5 m3) spádové s nuceným oběhem materiálů kontinuální. Čerstvý beton se vyrábí buď přímo na stavbě, ve staveništních betonárnách, nebo v centrálních betonárnách umístěných v centru potřeby betonu. Oblastní betonárny zásobují oblast značně rozsáhlou.

28 Technologie výroby betonu Kompaktní betonárna

29 Mobilní betonárna Technologie výroby betonu

30 Technologie výroby betonu Vertikální betonárna

31 Technologie výroby betonu

32 Technologie výroby betonu

33 Technologie výroby betonu

34 Technologie výroby betonu Přeprava čerstvého betonu

35 Technologie výroby betonu Ukládání čerstvého betonu Čerstvý beton se po příjezdu autodomíchávače na stavbu přepravuje na místo jeho zpracování kolečky, japonkami, multikárami, dopravníky se sklopnou korbou, nákladními automobily s vanovými korbami, koši na jeřábu a čerpadly na čerstvý beton. Nejnovější čerpadla umožňují kontinuální dopravu čerstvého betonu do výšek přesahujících 15 m přesně na místo určení.

36 Technologie výroby betonu Ukládání čerstvého betonu

37 Technologie výroby betonu Ukládání čerstvého betonu

38 Technologie výroby betonu Recyklace čerstvého betonu

39 Technologie výroby betonu Zhutňování čerstvého betonu Nedokonalé zhutnění může způsobit snížení pevnosti betonu až o 40 % v porovnání s betonem dokonale zhutněným. Vibruje se tak dlouho, až přestanou z betonu unikat vzduchové bubliny, přičemž nesmí dojít k rozměšování složek čerstvého betonu.

40 Technologie výroby betonu Zhutňování čerstvého betonu

41 Technologie výroby betonu Zhutňování čerstvého betonu

42 příložná vibrace Technologie výroby betonu příložné vibrátory upevněné na dno nebo vnější stěny bednění nebo formy vibrační stolice vibrační stolice s pneumatickým nebo magnetickým upínáním forem speciální druhy vibrace válcování a vibroválcování lisování a vibrolisování vibrotažení odstřeďování

43 Technologie výroby betonu Vibrolisování čerstvého betonu

44 Technologie výroby betonu Ošetřování betonu během tuhnutí a počátkem tvrdnutí je nezbytné, aby beton byl udržován v normální teplotě a vlhkostních podmínkách ve vlhkém stavu má být udržován do dosažení 70% požadované krychelné pevnosti, což činí 7 dnů u PC a SPC a 14 dnů u VPC beton se má začít kropit po 12 až 14 hod. - aby se z povrchu nevyplavoval cement (nekropí se při teplotě menší než +5 C) k ochraně před odpařováním vody lze použít ochranných krytů, nátěrů, povlaků nebo fólií

45 Technologie výroby betonu Betonování za nízkých teplot (méně než +5 C) nízké teploty a mráz; prodlužují proces tuhnutí a tvrdnutí betonu a snižují jeho konečnou pevnost nejnebezpečnější je působení mrazu během tuhnutí (při začínající hydrataci) > hydratace se přeruší, beton se ledem poruší a po oteplení se rozpadne začne-li mráz po 24 hod., tuhnutí již proběhlo a účinek je méně nepříznivý. Po otepleni hydratace pokračuje, výsledná pevnost však bude nižší jako ochrana betonu při betonování v podmínkách ovzduší ± 0 C slouží předehřívání složek betonu, především vody, aby bet. směs po všech tepelných ztrátách měla při uložení nejméně +5 C. Zhutněný čerstvý beton se chrání tepelně izolačními rohožemi

46 Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie STAVEBNÍ LÁTKY Beton II. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.

47 Vlastnosti betonu Nejdůležitější vlastnosti konstrukčních betonů jsou jeho mechanické a přetvárnostní vlastnosti a jeho trvanlivost v daném prostředí. Pevnost betonu (ČSN EN 206-1) Pevnost je nejdůležitější mechanická vlastnost betonu a vyjadřuje odpor betonu proti změně jeho tvaru a proti jeho porušení působením vnějšího zatížení. Pohlíží-li se na pevnost jako na experimentálně zjištěnou hodnotu pro stanovení výpočtových hodnot pro projektování a pro kontrolu jakosti použitých materiálů jedná se o pevnost technickou. Pevnost statistická je hodnota určená na základě teorie pravděpodobnosti a zajišťuje spolehlivost konstrukce i bez znalosti skutečných nebo teoretických pevností v konstrukci při současném uvažování technické pevnosti

48 Pevnost v tlaku Vlastnosti betonu je pro hodnocení betonů nejzávažnější - zkouší se na krychlích - pevnost krychelná, válcích - pevnost válcová a hranolech - pevnot hranolná. Poměr výšky k šířce základny u hranolů bývá 3:1 nebo 4:1, válců 1:1 nebo 2:1. Na vývrtech z konstrukce bývá tento poměr proměnný a zjištěná pevnost se upravuje podle doporučených vztahů na základní rozměry vzorků Vztah mezi pevností krychelnou, hranolnou a válcovou je 1:0,75-0,8:0,7-0,83.

49 Vlastnosti betonu pevnost v tlaku R c F A max VÁLCOVÁ KRYCHELNÁ HRANOLOVÁ NA ZLOMCÍCH TRÁMCŮ F F F F d A A A a A b a 2 a 2 F a 1 F a 1 F F 2 d A A a a A a 1 a2 A a b

50 Vlastnosti betonu

51 Vlastnosti betonu Pevnost betonu v tahu a smyku Pevnosti betonu v tahu rozeznáváme: pevnost v prostém (osovém) tahu, pevnost v tahu ohybem, pevnost v příčném tahu (štípáním). Pevnost v prostém tahu se zjišťuje na hranolech nebo válcích namáháním osovým tahem v podélném směru. Pevnosti v osovém tahu se pohybují v rozmezí 1/8 až 1/15 pevnosti v tlaku. Pevnost v příčném tahu se zjišťuje tlakovým namáháním válců nebo krychlí případně hranolků přes úzké, nejčastěji dřevěné, příložky Pevnosti v příčném tahu jsou opět podstatně nižší než pevnosti tlakové a dosahují hodnot od 1,5 do 4,0 MPa v závislosti na pevnosti betonu v tlaku. Pevnost v tahu ohybem se zjišťuje na trámcích 150/150/700 mm nebo 100/100/400 mm, které jsou zatěžovány ohybovým momentem Pevnost ve smyku se zjišťuje na tělesech takového tvaru, které umožní vyvolat požadovaná napětí ve smyku, ať jednostřižném nebo dvoustřižném

52 h Vlastnosti betonu Pevnost betonu v tahu Pevnost betonu v tahu ohybem F F b d A l R t F F max max R f 2 A 3 F 2 b h l

53 Vlastnosti betonu

54 d a h Vlastnosti betonu Pevnost betonu v příčném tahu F F F l a F F F b R t 2 Fmax d l R t 2 F a max 2 R t 2 Fmax b h

55 Vlastnosti betonu

56 Vlastnosti betonu Modul pružnosti a přetvárnosti Modul pružnosti betonu E je základní přetvárnostní charakteristikou betonu. Je definovaný jako poměr napětí k poměrné deformaci.

57 Modul pružnosti a přetvárnosti Vlastnosti betonu Hookeův zákon platí v oboru pružných deformací, v oblasti deformací nepružných se stanovuje modul přetvárnosti, což je poměr napětí k celkovému poměrnému přetvoření. Jde-li o tlakové namáhání, jedná se o modul stlačitelnosti Hodnoty modulů pružnosti závisí na pevnosti v tlaku a objemové hmotnosti, pro určené třídy betonu jsou uvedeny v normách nebo Eurokódu 2 a pohybují se v rozmezí od do MPa. Součinitel příčného roztažení nebo také Poissonovo číslo udává poměr mezi příčnou a podélnou deformací osově namáhaného tělesa. Hodnota Poissonova čísla u betonu se pohybuje v rozmezí od 0,08 do 0,20. Hodnoty modulu pružnosti a součinitele příčného roztažení jsou vstupními parametry při výpočtu přetvoření konstrukcí (II. mezní stav).

58 Vlastnosti betonu Odolnost betonu proti průsaku tlakové vody Odolnost betonu vůči průsaku tlakové vody má obrovský význam nejen pro vodohospodářské stavby, ale má vliv i na trvanlivost betonových a železobetonových konstrukcí, vystavených vlivům povětrnosti a agresivnímu prostředí. Zkušební vzorek, obvykle krychle o hraně 150 mm je vystaven působení tlakové vody po dobu 72 hodin. Výsledek je hloubka průsaku po stanovené době, která se změří po rozdrcení krychle příčným tahem.

59 Vlastnosti betonu Odolnost betonu zmrazování, rozmrazování Je přímo ovlivněna množstvím pórů a dutin ve struktuře betonu. Tyto dutiny jsou prostorem pro hromadění vody, která při mrazech může zmrznout a zvětšením objemu způsobí porušení struktury betonu. Zlepšit mrazuvzdornost lze použitím provzdušňovacích přísad, které v čerstvém betonu vytvoří póry o průměru 0,05 až 0,2 mm, které nejsou vzájemně propojeny. Mírou mrazuvzdornosti je poměr pevnosti střídavě zmrazovaných a rozmrazovaných vzorků k hodnotě pevnosti srovnávacího vzorku nezmrazovaného. Zkouší se pevnost v tahu ohybem a pevnost v tlaku na zlomcích na trámcích 100/100/400 mm Počet zmrazovacích cyklů je 50, 100, 150 a 250

60 Objemové změny betonu Vlastnosti betonu Při zrání beton mění svůj objem, nejdříve ve vlhkém prostředí nabývá a potom se beton smršťuje. Tento proces je samovolný a lze jej částečně ovlivnit skladbou čerstvého betonu, především množstvím cementu a vody. Dotvarování je objemová změna, která vzniká působením trvalého nebo opakovaného zatížení betonové konstrukce. Po odlehčení konstrukce se podstatná část deformace vrátí - její pružná část, ale část deformace je již nevratná. (ploužení (creep)

61 Vlastnosti betonu Teplotní roztažnost betonu Beton mění své rozměry v konstrukci i při změnách teplot. Při klesající teplotě se smršťuje, při vyšších teplotách se roztahuje. Do výpočtu se teplotní roztažnost uvažuje zavedením součinitele teplotní roztažnosti = K -1 Teplotní změny vyvolávají v konstrukcích napětí, která mohou být v extrémních případech nebezpečná. Je nezbytné eliminovat tyto vlivy např. dilatačními spárami apod.

62 Vlastnosti betonu Trvanlivost betonu Trvanlivost je schopnost betonu odolávat vlivům prostředí bez jeho porušení nebo podstatného snížení pevnosti po celou dobu předpokládané životnosti konstrukce.

63 Prostý beton Druhy betonů Beton z přírodního kameniva s objem. hmotností 2200 až 2400 kg/m3 a zaručenou pevností C12/15 až C40/50. Jsou určeny pro budování podkladních vrstev, základových konstrukcí a jádrových částí přehradních konstrukcí.

64 Železový beton Druhy betonů Kompozitní materiál, u kterého se tahová napětí přenáší vloženou betonářskou výztuží. Předpokládá se dokonalá soudržnost mezi ocelovými vložkami a zatvrdlým cementovým kamenem. Tento kámen svou silně alkalickou reakcí pasivuje povrch výztuže a brání vzniku korozivních článků. Koroze může nastat při karbonataci betonu, kdy se snižuje alkalita povrchové vrstvy betonu. Velmi nebezpečná je přítomnost chlóru, která též snižuje alkalitu betonu.

65 Předpjatý beton Rozdělení betonů do betonu je vnášen uměle vyvozený tlak v té části průřezu, v níž pozdější zatížení vyvodí tah

66 Rozdělení betonů Předem předpjatý beton vyrábí se na dlouhých drahách (120 m) ve formách, do jejichž čel se před betonáží zakotví do kotevních bloků lana a ty se předepnou. Lana jsou umístěna v tažené oblasti budoucího dílce. Forma je zabetonována suchým a pevným betonem a po jeho zatvrdnutí jsou konce uvolněny a do zabetonovaného dílce je vneseno předpětí tlakem. Diamantovou pilou se dílce dělí na požadovanou délku. Vyrábí se tak stropní, střešní a mostní dílce.

67 Rozdělení betonů Stropní předpínaný panel SPIROLL

68 Rozdělení betonů

69 Rozdělení betonů

70 Rozdělení betonů

71 Rozdělení betonů

72 Rozdělení betonů

73 Rozdělení betonů

74 Rozdělení betonů Typy průřezu panelů tvaru TT

75 Rozdělení betonů

76 Rozdělení betonů

77 Rozdělení betonů

78 Rozdělení betonů

79 Rozdělení betonů

80 Rozdělení betonů Dodatečně předpjatý beton vyrábí se jako ŽB konstrukce s betonářskou výztuží a se zabetonovanými kanálky. Do těchto kanálků se po osazení konstrukce z prefabrikátů, nebo vybetonování konstrukce z monolitického betonu zasunou předpínací lana nebo tyče a předepnou se, čímž je do konstrukce vneseno předpětí. Po předpětí se kanálky musí zainjektovat aktivovanou cementovou maltou. Předpínací lana jsou tvořena patentovanými dráty průměru Ø 4,5 mm nebo Ø 7 mm o počtu 7 ks a více.

81 Rozdělení betonů Beton s rozptýlenou výztuží Rozptýlená výztuž v betonu zachycuje převážně tahová napětí a tím modifikuje následující vlastnosti betonu: zvyšuje jeho pevnost v tahu a přispívá ke zvýšení pevnosti v tlaku. snižuje se deformace betonu zvyšuje se modul pružnosti E omezuje se křehkost, zvyšuje se houževnatost zvyšuje se únavová pevnost (síla se přenáší přes trhlinu)

82 Rozdělení betonů Beton s rozptýlenou výztuží Ocelové drátky (drátkobeton ) Vyrábí se v délkách od 12 mm do 60 mm a v tloušťce od 0,25 do 1,0 mm. Pro zvýšení soudržnosti jsou drátky zalomené, nebo na koncích zploštěné, ohnuté, nebo profilované. Dávkování: - hladké drátky - 0,8 až 1,8 % objemu betonu - tvarované drátky 0,3 až 0,9 % objemu betonu Skleněná vlákna jsou upravena pro vyšší odolnost v alkalickém prostředí. Vyrábí se v délkách 8 až 12 mm a dávkují se 1 až 2 %. Pozn.: Dříve byly velmi rozšířeny osinkocementové výrobky, kde rozptýlenou výztuž tvořila azbestová vlákna. Vzhledem k jejich karcinogenímu charakteru je ve stavebních materiálech nelze používat. Polypropylenová vlákna - zvyšují odolnost proti mrazu a proti otěru. Vyrábí se v délkách 6 a 12 mm. Průměr vláken je 18 μm. Dávkování cca 1 kg/m3. Nárust všech typů pevností o cca 10% Výrazná změna v chování po vznikzu trhlin ( v tahu až %)

83 Rozdělení betonů

84 Rozdělení betonů Vodostavební beton pro konstrukce trvale nebo střídavě vystavené účinkům stojaté nebo proudící vody. Požadované vlastnosti: - vodotěsnost - odolnost proti korozi - mrazuvzdornost - odolnost proti abrasivním účinkům Nepropustnost - závisí především na nepropustnosti cementového kamene. Cementový kámen zhotovený s w 0,4 je téměř vodonepropustný, v rozmezí hodnot w = 0,4 až 0,6 je dosahováno ještě postačující vodotěsnosti a vodní součinitel w 0,6 je možný pouze u masivních konstrukcí.

85 Rozdělení betonů Vysokopevnostní beton Beton pevnostní třídy od 65 MPa pevnosti v tlaku. Označují se HSC (High Strenght Concrete). Hlavní oblasti využití: při stavbě výškových budov v konstrukcích těžních plošin dopravní stavitelství v agresivním prostředí (moře) Přednosti: zvýšení staticky účinného průřezu (zmenšení objemu) snazší betonování (menší stupeň vyztužení) zvýšená trvanlivost (vlivem zvýšené hutnosti) snížení nákladů (snižuje se objem konstrukce)

86 Rozdělení betonů Těžké betony Používají se na stavby, kde je vyžadována velká hmotnost konstrukce. Jedná se buď o různá protizávaží, anebo se tyto betony používají jako biologické stínění jaderných elektráren a zdrojů ionizujícího záření o velké energii (betatronů a lineárních urychlovačů). Stínící vlastnosti betonu závisí na jeho objemové hmotnosti, která je pro těžký beton větší než 2600 kg/m-3. Vysoká objemová hmotnost je docilována vhodnou volbou hrubého kameniva (o velké objemové hmotnosti).

87 Rozdělení betonů Těžké betony Barytový beton (BaSO4) Z barytového kameniva, které je v současné době k dispozici lze vyrobit baryt. beton 3000 kg/m3, při kombinaci s litinovou drtí až 3200 kg/m3. Magnetitový beton (Fe3O4) Magnetit (magnetovec) je oxid železnato-železitý. Je barvy černé a je to nejbohatší železná ruda (obsahuje až 72% Fe). Magnetitový beton dosahuje ρ = 3400 až 4000 kg/m3 Železo portlandský velmi těžký beton Kamenivo tohoto betonu je nahrazeno litinovou drtí nebo sekaným železem. Beton se vyrábí velmi těžko a těžko se zpracovává. Tento beton dosahuje ρ = 6000 kg/m3.

88 Rozdělení betonů Těžké betony Lineární urychlovač Primární svazek Únikové záření Primární stínění (těžký beton) Rozptýlené záření Sekundární stínění (prostý beton)

89 Rozdělení betonů Těžké betony DUCRETE (uranobeton) (DU depleted uranium + CONCRETE) Kamenivo tohoto betonu je tvořeno oxidem ochuzeného uranu, Beton z tohoto kameniva dosahuje ρ = kg/m3. Serpentinitový beton Serpentinitové horniny obsahují azbest (3MgO.2SiO2.2H2O), který je schopen dlouhodobě uchovávat svoji krystalizační vodu až do teploty 450oC. Serpentinitové kamenivo se používá v případech, kdy se předpokládá vnitřní teplota betonu větší než 95 oc. Přítomnost vázané vody je výhodná pro stínění před neutronovým zářením.

90 Rozdělení betonů Lehké betony Dělení lehkých betonů podle účelu použití: Izolační betony výplňový materiál v bytové, průmyslové a občanské výstavbě (pórobetony, plynobetony) Izolační nosné betony přírodní kamenivo je zcela nebo částečně nahrazeno pórovitým kamenivem. Spojuje se nosná funkce s dobrými tepelně technickými parametry. Lehké konstrukční betony (LBK) vyrábí se z agloporitu (výroba však zastavena), keramzitu (LIAPOR). Využití při rekonstrukčních pracích, kdy je zapotřebí vysokopevnostní beton s malou objemovou hmotností.

91 Rozdělení betonů Lehké betony Plynobetony pórobetony, které se vyrábějí reakcí, hliníkového prášku v alkalickém prostředí cemento-písčité nebo vápenno-popílkové suspenze uvolňováním vodíku a následným vytvrzováním v autoklávu. Vyrábí se v pevnostních třídách P20, P25 a P30, při objemové hmotnosti ρ = 400 až 900 kg/m3 Pěnobetony se vyrábí aktivačním mícháním cementové suspenze s přidáním pěnotvorné přísady (dehtové mléko s klihem). Objem. hmotnost - ρ = 300 kg/m3, při přidání písku lze použít jako konstrukční ( ρ = 1000 kg/m3).

92 Rozdělení betonů Lehké betony

93 Rozdělení betonů Lehké betony

94 Rozdělení betonů Lehké betony

95 Rozdělení betonů Lehké betony Betony s organickým plnivem využívají odpady dřeva piliny, hobliny, třísky, pazdeří, které se smíchají s cementovým nebo vápenným pojivem. Objemová hmotnost betonu je cca ρ = 500 kg/m3.dřevěné plnivo je třeba mineralizovat vodním sklem. Polystyrénový beton napěněné polystyrénové kuličky se vmíchají do cementové malty vznikne beton s ρ = 700 kg/m3 a pevností v tlaku 2 3 MPa.

96 Rozdělení betonů Samozhutnitelné betony Označuje se též (SCC Self Compacting Concrete) a patří k vysokopevnostnímu betonu. Má následující vlastnosti: velkou schopnost tečení bez působení vnějších dynamických sil, velkou odolností proti rozměšování a segregaci hrubých složek čerstvého betonu není zapotřebí vibrace k hutnění dochází k rychlému nárůstu pevnosti při vysoké kvalitě povrchu snižuje se pracnost na staveništi a zrychluje se betonáž

97 Rozdělení betonů Zvláštní betony Polymercementové betony (PCC) obsahuje dvě různě se chovající pojiva: - cement - polymer Spojením obou látek dojde k vzájemnému spolupůsobení mezimolekulárních soudržných sil. Obě pojiva vzájemně chemicky nereagují. Polymery zvyšují pevnost betonu v tahu ohybem a zvyšují přilnavost k podkladu. Výhodné je jejich použití při rekonstrukcích. Polymerové betony (PC) jako jediné pojivo se používají syntetické pryskyřice. Používají se pryskyřice reaktivní, které jsou schopny samy o sobě nebo s přísadou přicházet do tuhého stavu. Jako pojivo se používají pryskyřice epoxidové, polyesterové, polyuretanové, fenolické, furanové a akrylátové. Důsledně je nutno sledovat vlastnosti kameniva chemické složení, vlhkost, zrnitost. Kromě zvýšené ahheze a pevnosti je velkou výhodou rychlost tvrdnutí materiálu (do 48 hod. po aplikaci)