Příručka pro použití hydraulického pojiva VICAT PROMPT CEMENT OBNOVA PAMÁTEK RABAT ČR, a.s. - 1 -
Obsah: str. 1. Historie společnosti VICAT 3 2. Historie románského cementu 3 3. Vlastnosti románských cementů 4 4. Vlastnosti VICAT PROMPT CEMENTU 5 5. Použití 11 6. Míchací poměry 21 7. Přednosti materiálu 24 8. Poznámky 26 9. Kontakt 28-2 -
1. Historie společnosti VICAT: 1818 - Louis Vicat (1786-1861), obrázek č. 01-01, vydává pojednání o výzkumu a vývoji v oblasti stavebního vápna, betonů a běžných zdicích malt. V roce 1817 se mu totiž podařilo vyvinout hydraulické pojivo románský cement a je tak označován za vynálezce dekorativního cementu. 1842 dekorativní cement byl poprvé vyroben s použitím vápence z podzemního dolu v Chartreuse (Francie). 1853 Joseph Vicat (1821-1900) zakládá první závod pro výrobu dekorativního cementu v regionu Grenoblu (Francie). 2008 VICAT GROUP nadnárodní skupina je silnou společností s bohatou tradicí při výrobě cementů, betonů, kameniva a dalších aktivitách. VICAT GROUP je dnes mezinárodní skupinou s působností v USA, Turecku, Senegalu, Švýcarsku, Egyptě, Itálii a Mali a do budoucna počítá s expanzí do dalších zemí. Skupina disponuje 12 výrobními závody, 225 betonárnami, 76 výroben kameniva a dalšími aktivitami, zaměstnává 6.655 zaměstnanců a obratem 2,1 mld. EUR. V současnosti skupinu vede Jacques Merceron-Vicat, prezident a ředitel společnosti. obrázek č.: 001 2. Historie románského cementu: 1796 první zmínka o Románském cementu Jamesem Parkerem 1800-1830 výroba v Anglii 1818 Louis Vicat objevuje dekorativní cement 1842 první výroba ve Francii 1850 1900 největší rozmach využití románského cementu 2007 VICAT - jediný výrobce toho cementu - 3 -
Románské cementy se díky svým výjimečným vlastnostem a relativně snadné a ekonomicky nenáročné výrobě staly klíčovým stavebním a dekorativním materiálem architektury 2.poloviny 19.a počátku 20.století v celé Evropě. obrázek č.: 002 obrázek č.: 003 3. Vlastnosti románských cementů:! POZOR přestože název výrobku obsahuje slovo CEMENT, o CEMENT se v žádném případě NEJEDNÁ! Jde o vysoce hydraulické pojivo připravované ze slínovců vápenců bohatých na jílové minerály. Tato přirozená kombinace vápence a jílu umožňovala při výpalu pod hranicí slinování (800 1200 C) a následném mletí výrobu obdivuhodně pevného a trvanlivého pojiva. Vypálená surovina se mlela a skladovala v dřevěných sudech. Od ostatních hydraulických pojiv se zásadně lišily krátkou dobou tuhnutí, cca. 15 minut, příjemnou barvou (žluto-hnědou) a strukturou malt, výbornou odolností vůči zvětrávání a malým smrštěním při tuhnutí.) Od portlandského cementu se odlišují svým chemickým složením v důsledku výrazně nižší teploty pálení a absence jakýchkoliv přísad. Zvláštností románských cementů je i jejich rychlé tuhnutí po smíchání s vodou, které je doprovázeno pouze minimálním smrštěním. Průběh vzrůstu pevnosti malt je charakterizován vysokou počátečnou pevností následovanou dalším poměrně pomalým narůstáním pevnosti (je nutné, aby kompletně proběhla hydratace). Vlastní výroba Vicat Prompt Cementu Vicat Prompt Cement velmi rychlé přírodní hydraulické pojivo, je pojivem vyráběným ze samotného základního přírodního materiálu, bez dalších přísad. - podzemní důl blízko Grenoblu (Francie) - 4 -
- od roku 1876 se používá stále stejná technologie výroby. Směsí vápence a uhlí se naplní vertikální pec a ze spodu pece se odebírá vypálený vápenec, který se drtí bez chemických příměsí (= základní postup výroby bez chemie). Na obrázku č. 004 je znázorněno schéma výroby: obrázek č.: 004 legenda k obrázku č. 004: 01 přírodní ložisko, 02 podzemní důl, 03 - vertikální pece, 04 vypalování vápence, 05 drcení a míchání, 06 mletí a míchání, 07 expedice, 08 - řízení 4. Vlastnosti VICAT PROMPT CEMENTU: Úspěšný recept na výrobu VICAT PROMPT CEMENTU při nízkých teplotách tkví právě ve složení vápence, ze kterého je tento materiál vyráběn - ve specifické směsi vápence a jílu, jako zdroje oxidů křemíku, hliníku a železa v takových poměrech, které nelze dosáhnout žádným umělým smícháním vápence a jílu. VICAT PROMPT CEMENT lze zařadit vlastnostmi někde mezi hydraulická vápna a portlandský cement. Od hydraulických vápen se liší tím, že prakticky neobsahují volné vápno CaO, veškerý volný CaO je v tomto cementu vázán na silikáty, alumináty a na další složky. Od portlandského cementu se odlišuje svým chemickým složením v důsledku výrazně nižší teploty výpalu. Toto hydraulické pojivo se vyznačuje velmi rychlým tuhnutím po smíchání s vodou, které je doprovázeno pouze minimálním smrštěním. Průběh vzrůstu pevnosti malt je charakterizován vysokou počátečnou pevností následovanou dalším poměrně pomalým narůstáním pevnosti. Po několika měsících však malty na bázi Prompt - 5 -
cementu dosahují pevností, které jsou srovnatelné, ne-li vyšší, s hodnotami naměřenými u malt na bázi portlandského cementu. Fyzikální charakteristika VICAT PROMPT CEMENTU: Níže uvedená tabulka ukazuje průměrné hodnoty fyzikálních charakteristik Vicat Prompt Cementu získané po kompletní kontrole kvality ve výrobním závodu. Vlastnost Norma Průměrné hodnoty Požadavek specifická hmotnost 2,97 g/cm 3 zdánlivá hustota 0,7-1,0 g/cm 3 povrchová plocha EN 196-6 7000 cm2/g >5000 počáteční tuhnutí (čisté pojivo) EN 196-3 1,5 mn <4 roztažnosti při 80 C EN 196-3 5 mm <5 smrštění (malta 1:1 dle hmotnosti) za 28 dnů NF P 15-433 700 mm/m <1200 hydratační teplo za 1 hodinu NF P 15-436 120 J/g 70<H<150 Pevnost v tlaku (MPa) (malta 1:1 dle hmotnosti) Testovací metoda Průměrné hodnoty Požadavek Čas 15 min EN 196-1 5 >4 1 h EN 196-1 7 >6 3 h EN 196-1 9 >8 1 d EN 196-1 13,5 >10 7 d EN 196-1 22 >14 28 d EN 196-1 31 >19 90 d EN 196-1 40 1 MPa = 1 N/mm 2 = 10,2 kgf/cm 2 = 10 bar Chemická charakteristika VICAT PROMPT CEMENTU: Níže uvedená tabulka ukazuje průměrné hodnoty chemických charakteristik Vicat Prompt Cementu získané po kompletní kontrole kvality ve výrobním závodu. Vlastnost Testovací Průměrné hodnoty Požadavek (%) metoda (%) křemen (vyjádřený jako SiO 2) EN 196-2 18,4 >17 SO 3 obsažený EN 196-2 3,2 <4 ztráta žíháním EN 196-2 9,4 <14 nerozpustný obsah EN 196-2 3,2 <6 Al 2O 3/Fe 2O 3 poměr EN 196-2 2,3 >2-6 -
Tabulka nárůstu pevnosti v tlaku v závislosti na čase: graf ukazuje tuhnutí malty ve dvou poměr (1/1 a 1/3) v závislosti na čase, směs 1/1 vykazuje vyšší pevnost v tlaku. (MPa) P e v n o S t v t l a k u Akumulace vody čas Legenda: mortar malta poměr 1/1 (cement/písek); malta poměr 1/3 (cement/písek) Tabulka základních parametrů: Vápno Pojivo CL NHL Promt cement Cement Portlanský cement % jíl <10% 5-20% 20-35% = 20% Surový materiál jen přírodní zdroj jen přírodní zdroj - 7 - jen přírodní zdroj umělá směs Vypalovací pec vertikální vertikální vertikální rotační Teplota pálení < 1200 C < 1200 C < 1200 C 1450 C Ochlazování slabé slabé slabé silné Hašení ano ano není třeba není třeba C2S + C2S No C3S + Ca(OH)2 Základní minerál Ca (OH)2 Ca(OH)2 Ca(OH)2 po hydrataci Hydrauličnost ne ano ano ano
Tabulka srovnání skladby vápna a Promt cementu: graf ukazuje podíl složek jednotlivých materiálů a v závislosti na obsahu jílu, jde o schéma minerálního složení vápen a Vicat Promt Cemetnu. Hašení Legenda: Ca (OH)2 hydroxid vápenatý, CL vápenný hydrát, NHL 2, NHL 3,5, NHL 5 přírodní hydraulické vápno (číslo značí hydraulický modul), C3S tricalcium silikát, Aluminates alumináty, unburnt nespálené části, C2S silicite dicalcique dicalcium silikát (sirouhlík), other phases další fáze. Jíl - 8 -
Vicat Promt Cement: graf ukazuje nárůst pevnosti v tlaku v závislosti na poměru Vicat Promt Cementu a písku, dále znázorňuje poměr vody a Vicat Promt Cementu při různě dlouhé době hydratace Poměr voda / cement Legenda: Zone for structural applications zóna pro strukturální využití; Fixing kotvení; Waterproofing impregnace (schopnost izolovat proti vodě); Leak stopping těsnění; Rapid brickwork rychlé zdění; Roman cement applications použití Románského cementu; Run moulding výroba říms; Cast moulding odlévání říms; Render modelování; Facade repairs opravy fasád; Decoration dekorace; Blend with limes for the same applications than hydraulic lime směs s vápnem pro stejné využití jako hydraulické vápno; Repointing znovu zaspárování; Stone laying kladení kamenů; Injection grouting injektáže; Dosage cement/sand (weigth) dávkování cement/písek (dle hmotnosti); Dosage cement/sand (volume) dávkování cement/ písek (dle objemu); Hight early strength zone zóna vysoké brzké pevnosti; Low strength zone zóna nízké pevnosti. Závěrem lze říci, že poloha malty v grafu ukazuje vhodnost použití pro různé aplikace: high early strength zone použití pro rychlé tuhnutí, vysoká pevnost a low strength zone použití pro nižší pevnost. - 9 -
Graf nárůstu pevností v porovnání s hydratací vápna: graf ukazuje rozdíl nárůstu pevností Vicat Promt Cementu a hydraulických vápen (MPa) P e v n o S t v t l a k u malta 1/3 W/C=0,5 čas (den) Legenda: NHL 2, 3,5, 5 přírodní hydraulické vápno Závěrem lze říci, že Vicat Promt Cement dosahuje výšší pevnosti v tlaku než přírodní hydraulické vápno. Hydratace, pevnost, porozita: Na procesu tuhnutí hydratace se obecně u románských cementů podílí dvě hlavní minerální fáze. 35 55% tvoří mikrokrystalický dikalciumsilikát (belit), který se v románských cementech vyskytuje ve dvou krystalických modifikacích α a β. 25 35% představuje amorfní podíl tvořený pravděpodobně tepelně aktivovanými jilovými minerály. Fáze 1 Po smíchání s vodou dochází během několika minut k rychlému tuhnutí. Malta s použitím VICAT PROMPT CEMENTU má velmi rychlé počáteční tuhnutí. Při 20 C je počátek tuhnutí 2 minuty, konec tuhnutí pak o 1 minutu později. Nejčastěji se používá malta v poměru 1:1 dle hmotnosti, (tj. 2 objemové díly VICAT PROMPT CEMENTU + 1 objemový díl písku). Minimální pevnost v tlaku je pak 4 MPa po 15 min. při teplotě 20 C Fáze 2 Pozdější rozvoj pevnosti nastává po různě rychlém období deaktivace, kdy hydratace probíhá pouze pozvolna a neprojevuje se nárůstem pevnosti. V rámci této fáze hydratuje α belit, pokračuje poculánová reakce dehydroxylovaných jílových minerálů a volného vápna přítomného v cementu. Výsledkem těchto reakcí je vznik tzv. gelu C-S-H (hydratované kalciumsilikáty), - 10 -
který se vytváří pozvolna až několik let a dává maltám na bázi románského cementu výjimečně vysoké pevnosti (naměřeny pevnosti vyšší než 50 MPa). Vyšší efektivity práce vzhledem k rychlému tuhnutí dosáhneme s retardérem (zpomalovačem) tuhnutí TEMPO - kyselina citrónová (E330). Při poměru 1:1 dle hmotnosti (tj. 2 objemové díly VICAT PROMPT CEMENTU + 1 objemový díl písku), přidáme 7 g (1 uzávěr lahvičky) na 1 litr VICAT PROMPT CEMENTU. Takto prodloužíme dobu počátku tuhnutí na 15 min. a dosáhneme povnosti v tlaku 4 MPa po 1 hodině, při teplotě 20 C. 5. Použití: Vliv teploty na tvrdnutí při poměru 1:1 s použitím TEMPO (1 uzávěr na 1l písku + 1l Prompt cementu): - při 30 C = 10 minut - při 20 C = 15 minut - při 10 C = 30 minut Vliv teploty na tvrdnutí bez TEMPA při poměru 1:1: - při 30 C = 1 minuta - při 20 C = 2 minuty - při 10 C = 4 minuty Dále pak je nutné uvědomit si tyto zásady: při vyšší teplotě probíhá tuhnutí rychleji, práce se nesmí provádět při teplotách po bodem mrazu, pro dosažení požadovaných pevností musí probíhat hydratace. Vliv množství vody na odolnost: Pokud při míchání malty zvýšíme poměr vody o 10%, snížíme pevnost v tlaku o 10%, při zvýšení poměru vody o 25%, klesne o 25% pevnost v tlaku. Tedy více vody znamená delší doba tuhnutí a menší pevnost. Vicat Promt Cement se vyznačuje výbornou odolností proti chloridům. fasády, štuky, restaurátorství (sloupy, klenby, omítky, římsy, zábradlí, imitace cihel, imitace kamene), výroba uměleckých předmětů, soch, kreativita ve stavebnictví Běžné stavebnictví: V běžném stavebnictví lze použít Prompt Cement zejména v oblastech, kde je vyžadován specifický vzhled dosahovaného povrchu, kterým napodobuje kámen a rustikální omítky. Materiál lze zpracovávat strojně i ručně, lze z něho tvořit různé - 11 -
dekorativní, ale i staticky nosné prvky a velmi zdařile napodobovat kámen. Pro konkrétní představu jsou doloženy obrázky č.: 005 až 011. : obrázek č.: 005, ruční zpracování obrázek č.: 006, strojní zpracování - 12 -
obrázek č.: 007, dům před rekonstrukcí obrázek č.: 008, ruční zpracování (dům po rekonstrukci) - 13 -
obrázek č.: 009, napodobování kamene obrázek č.: 010, napodobování kamene - 14 -
obrázek č.: 011, tvorba fasádních prvků Restaurování památek: I v oblasti restaurování památek je hlavním přínosem vzhled dosahovaných výsledných produktů, zpracovaných z Prompt Cementu. Další důležitou vlastností je ale také pevnost, lze tedy s materiálem tvořit také staticky nosné prvky, např. žebra kleneb v gotických památkách, zábradlí apod... Příklady využití jsou zobrazeny na obrázcích č.: 012 až 023. obrázek č.: 012, oblast využití např. u gotických památek - 15 -
obrázek č.: 013, užití Prompt Cementu při restaurování fasády obrázek č.: 014, restaurování vstupního portálu - 16 -
obrázky č.: 015 až 017, ukázky restaur. historických zábradlí - 17 -
obrázky č.: 018 až 020, tvorba prvků při restaurování - 18 -
obrázky č.: 021 až 023, restaurátorské práce - 19 -
Výroba uměleckých předmětů, soch, kreativita ve stavebnictví Snadná zpracovatelnost, regulovatelné tuhnutí tvrdnutí jsou dobrými předpoklady pro kreativní a tvůrčí práci, i zde může být výhodou přírodní vzhled materiálu. Příklad užití v této oblasti znázorňují obrázky č.: 024 a 025. obrázek č.: 024 obrázek č.: 025-20 -
6. Míchací poměry: Pro regulaci (zpomalování) rychlosti tuhnutí se užívá přísada TEMPO. Tato přísada zpomaluje proces tuhnutí o 10 až 30 minut pro snadnou aplikaci, v závislosti na teplotě. Dávkování přísady TEMPO je vyznačeno také na obalech výrobku PROMPT, kde jsou uvedeny časy tuhnutí při dávkování a teplotách, viz obrázek č.: 013. obrázek č.: 026 Popisy na obalu produktu PROMPT Cementu jsou také v českém jazyce a jsou na něm znázorněny také příprava materiálu (obrázek č.: 027) a pevnosti v tlaku (obrázek č.: 028). - 21 -
obrázek č.: 027 obrázek č.: 028 Složení malty na základní omítky: Složení malty na římsy: Poměr Zrnitost písku Zpomalovač Tempo v objemu Tmelící omítka cementová / Bez kaše Jádrová omítka 1:2 0/4 mm 0,25 až 0,5 uzávěr 1. fáze finální omítky 2. fáze finální omítky Poměr v objemu 1:1 0/0,5 mm nebo 0,1 mm 1:1 0/0,1 mm až 0/0,5 mm - 22 - Zrnitost písku Tempo / litr cementu 0 až 0,5 uzávěr Tempo / litr cementu Poměr 1:0,5 až 1:2 (cement:písek), je možné ho také použít ve směsi s hašeným vápnem. Použití na fasády, štuky, prefabrikované prvky, které lze využít také ke stavbě domů, zábradlí, mosty, rychlé opravy, kotvení. bez Zpomalovač TEMPO Tmelící omítka 1:2 0/5 mm bez Házená omítka 1:3 0/3 mm nebo 0/2 mm 0,5 až 1 uzávěr Tempo / litr cementu Finální omítka 1:3 0/1 mm až 0/2 mm 0,5 až 1 uzávěr Tempo / litr cementu
Poměr 1:2 (cement:písek), opravy říms, zde používáme malé dávky, aby vlhkost ze zdí mohla vycházet, pro dobrou přilnavost je potřeba pracovat na čerstvé ploše, než dojde k výraznému ztuhnutí, poslední vrstvou je jemný písek (1mm) s řídkou maltou 1:1 a s více vody, tím se získá dobrá přilnavost. Zpomalovač tuhnutí dávkujeme dle teploty (čím vyšší teplota, tím více zpomalovače tuhnutí Tempa - dává se do každé vrstvy. Pro zdokonalení se mohou použít pigmenty pro zbarvení. Barvy na nátěry jsou směsí vápna a pigmentu. Je nuté, aby byla zajištěna prodyšnost. Co se týče finálních prací, nemusí se již používat Promt cement! Doba tuhnutí závisí na množství zpomalovače a teplotě! Přilnavost: - přilnavost závisí na vlhkosti povrchu - odolnost tlaku během 10 let odolnost se zvyšuje s podmínkou přístupu vody - odolně se chová vůči agresivním kapalinám (kyseliny siřičitanu, mořská voda, chloridy) Nepropustnost: - v poměru 2:1 (cement : písek) je vůči portlandskému cementu nepropustnější, u portlandského cementu je možný poměr pouze 2:1 (cement : písek). Tato nepropustnost umožňuje provádět rychlé opravy, během několika měsíců se dostane na výborný koeficient nepropustnosti. Poměr pro rychlé opravy: - 2 lžíce cementu + víčko Tempa Balení a uskladnění: - skladuje se v papírových pytlích, horizontálně k podlaze, doba exspirace 1 rok, starší cement tvrdne pomaleji. - 23 -
7. Přednosti materiálu: Vicat Promt Cement - vysoce hydraulické pojivo připravované ze slínovců vápenců bohatých na jílové minerály = NEJEDNÁ se o CEMENT představuje historický stavební materiál kompatibilní s původními stavebními materiály rozšiřuje sortiment přírodních hydraulických pojiv pro restaurátorskou praxi: vápno hydraulické vápno přírodní cement barevný odstín a textura tohoto materiálů odpovídá historickým materiálům je univerzálně použitelným materiálem, který umožňuje výrobu celé řady fasádních prvků, od ornamentálních odlitků až po hladké plochy krátká doba tuhnutí, příjemná barva (žluto-hnědá) a struktura malt je to čistý materiál, který je prosty vodorozpustných solí vzhledem k nízkému modulu smrštění může být zpracováván ve značných tloušťkách vysoká pevnost spojena s vysokou porozitou, čím je zaručen efektivní transport vody a vodní páry - výborná odolnost vůči zvětrávání (mrazu) historické omítky a štukové elementy z Vicat Promt Cementu vykazují v široké škále poměru míchání s plnivem vynikající odolnost vůči degradaci (vynikající životnost) výborná odolnost proti chloridům proces tuhnutí: fáze 1 po smíchání s vodou dochází během několika minut k rychlému tuhnutí a strmému nárůstu pevnosti fáze 2 pozdější rozvoj pevnosti nastává po různě rychlém období deaktivace, kdy hydratace probíhá pouze pozvolna a neprojevuje se strmým nárůstem pevnosti. fáze 3 výsledkem těchto reakcí je vznik tzv. gelu C-S-H (hydratované kalciumsilikáty), který se vytváří pozvolna až několik let, kde dochází k výjimečně vysoké pevnosti naměřeny pevnosti vyšší než 50 MPa. - 24 -
vyšší efektivita práce vzhledem k rychlému tuhnutí retardér (zpomalovač) tuhnutí TEMPO zpomaluje proces tuhnutí o 10 až 30 minut v závislosti na teplotě a dávkování obal s piktogramy - dávkování přísady TEMPO vyznačeno také na obalech výrobku originální vzhled: - napodobenina kamene - rustikální omítky - přírodní vzhled (barva žluto-hnědá) pevnost, zpracovatelnost, regulace tuhnutí použití: na fasády, štuky, restaurátorství (sloupy, klenby, omítky, římsy, zábradlí, imitace cihel, imitace kamene), výroba uměleckých předmětů, soch, kreativita ve stavebnictví další použití: prefabrikované prvky, stavby domů, zábradlí, mosty, rychlé opravy, kotvení, komunikace, kanalizace, vodohospodářství, zemědělství. - 25 -
8. Poznámky: - 26 -
- 27 -
Výhradní zastoupení pro Českou Republiku: RABAT ČR, a.s., Na Hlavní 18 182 00 Praha 8 Březiněves Tel.: 283 911 132, fax: 283 911 131 e-mail: info@rabat.cz w w w. v i c a t. f r w w w. v i c a t. c z w w w. r a b a t. c z - 28 -