Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie STAVEBNÍ LÁTKY Pojiva a malty II. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.
silikátový (křemičitanový ) cement - Nejrozšířenější stavební pojivo - ČSN EN 197 1 Cement je hydraulické pojivo pálené nad mez slinutí, následně jemně mleté s regulátorem tuhnutí, které po smíchání s vodou tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních reakcí a po zatvrdnutí zachovává svoji pevnost i stálost na vzduchu i ve vodě
silikátový (křemičitanový ) cement Označení: CEM cementy Vlastnosti: - odpovídající dávka vhodně smíchaná s pískem či kamenivem a vodou umožňuje výrobu malt a betonů s dostatečnou dobou zpracovatelnosti, po předepsané době vykazující požadovanou pevnost a dlouhodobou objemovou stálost - primárně pálený slinek na teplotu 1350 ~ 1450 C zaručuje vhodné obsahy čtyř nových slínkových minerálů silikátů a aluminátů vápenatých: C3S, β-c2s, C3A a C4AF
silikátový (křemičitanový ) cement Přednosti nejdůležitější a nejpoužívanější stavební pojivo s vysokou výrobní variabilitou vysoce pevných a trvanlivých systémů (kompozitů) ve vodě i na vzduchu Nedostatky malá odolnost v agresivních prostředích (atmosféra: CO2, SO2 či agresivní vody obsahující sírany) malá pevnost v tahu za ohybu (nutno armovat ocel) dlouhá doba tvrdnutí (28 d.) a nutno ošetřovat-vlhčení, energetická náročnost a ekologické vlivy exhalátů
silikátový (křemičitanový ) cement Suroviny: základní vápence s obsahem CaCO 3 70 80% (slíny, křídy, břidly a jíly SiO2 a Al2O3) pomocné (nedostatečné množství hydraulity) obsahující jílové minerály, korekční kyzové výpalky či bauxit, křemičité horniny (ne písek!) intenzifikátory výpalu obsahují fluoridy jako kazivec CaF 2 (snížení teploty výpalu, urychlení tvorby slínkových minerálů) suroviny nutno pomlet za sucha moučka (moderní)
Portlandský cement Výroba PC, dvě fáze: - slinku - cementu výpal p slinku: pece šachtové (konec 19. do ½20.st.) dnes pece rotační s výměníky tepla a předkalcinátorem teploty max. 1350~1450 C a následné rychlé chlazení slinek se musí odležet 4 6 týdnů rekrystalizace chlazení na konci pece: roštový nebo planetový chladič, důležité pro β-c2s (udržení metastabilní fáze) odležení: ve slínkovně (4-6 týdnů) a pak mletí: s 3~5% sádrovce přírodní či sádrové střepy, energosádrovec jemnost mletí podle měrného povrchu 250~400 m²/kg
Portlandský cement Mineralogické složení p-slinku: 4 hlavní slínkové minerály + CaO symboly: C~CaO S~SiO2 A~Al2O3 F~Fe2O3 H~H2O C3S trikalciumsilikát, alit, obs. 60~65% 1350 C, vytváří počáteční pevnosti do 28 dnů C2S dikalciumsilikát, belit, 20~25% 1250 C, k vývinu pevností přispívá až po 28 dnech C3A trikalciumaluminát, obs. 3~15% 1200 C, okamžitě reaguje s vodou = úvodní zatuhnutí C4AF tetrakalciumaluminoferit, celit, 9~14% 1200 C, plynulý růst pevností, není v bílém p-slinku C volné vápno, obs.1~2% nikdy víc! sycení vápnem
Výroba cementů Pojiva hydraulická cementy - mletí p-slinku s regulátorem tuhnutí (sádrovec) a případně další přísadou dle normy: - vysokopecní struska (granulovaná) ( S ) - křemičitý úlet (amorfní SiO2) ( D ) - křemičitý, vápenatý popílek ( V, W ) - pucolán (přírodní, technogenní) ( P,Q ) - kalcinovaná břidlice ( T ) - vápenec ( L )
cementy Dělení: cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 cementy s upravenými vlastnostmi dle ČSN EN 197-1 cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem
cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 druhy: I. portlandský cement CEM I II. portlandský cement směsný CEM II III. vysokopecní cement CEM III IV. pucolánový cement CEM IV V. směsný cement CEM V
cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 Mechanické a fyzikální vlastnosti cementů Pevnost v tlaku N/mm 2 [MPa] Pevnostní Počáteční pevnost Normalizovaná pevnost Počátek třída 2 dny 7 dnů 28 dnů tuhnutí - minut 32,5-16 32,5 R 10-32,5 52,5 60 42,5 10-42,5 R 20-42,5 62,5 52,5 20-52,5 R 30-52,5-45
cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 CEM I 52,5 N CEM I 42,5 R ( N normální, R vysoká počáteční pevnost ) Charakteristické vlastnosti: Vysoké dosahované pevnosti, rychlý nárust počátečních pevností, rychlý a vysoký vývin hydratačního tepla, stálost fyzikálních a chemických vlastností Možnosti použití: Výroba vysokopevnostních betonů, vyztužených a předpínaných monolitických i prefabrikovaných konstrukcí vystavených vysokému namáhání, zámkové dlažby, cementovláknitých výrobků, stříkaných betonů, čerstvých a suchých omítkových, maltových směsí obsahujících cement
cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 CEM II/A-S 42,5 N CEM II/A-S 32,5 R Charakteristické vlastnosti: Pozvolný nárust počátečních pevností, pomalejší vývin hydratačního tepla, světlejší barva, snížená náchylnost k tvorbě výkvětů, vyšší odolnost proti chemické agresivitě, dlouhá doba zpracovatelnosti, stálost fyzikálních a chemických vlastností Možnosti použití: Výroba běžných konstrukčních betonů, betonů ve styku s agresivními odpadními vodami, masivních betonových konstrukcí, Betonů pro vlhké prostředí základy, běžné betonové zboží, stabilizace zemin a stavbu vozovek
cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 CEM III/A 32,5 R CEM III/B 32,5 N Charakteristické vlastnosti: garantovaný nízký vývin hydratačního tepla, dlouhá doba zpracovatelnosti betonu, vysoká odolnost k vůči chemické agresivitě, nižší obsah aktivních alkálií v cementu snižuje možnost vzniku alkalicko křemičité reakce Možnosti použití: Výroba běžných betonů transportbetonů, prostého i vyztuženého betonu, masivní betonové konstrukce, bílých van, vodních děl, stavby ve vlhkém prostředí, základové konstrukce, betonů ve styku s agresivními vodami, stabilizace zemin, betonáž za vysokých teplot
cementy s upravenými vlastnostmi dle ČSN EN 197-1 CEM I 42,5 R - sc Charakteristické vlastnosti: Limitovaný obsah C 3 A ve slinku, snížený vývin hydratačního tepla, zaručená hodnota pevnosti v ohybu, malá objemová roztažnost, dlouhá doba zpracovatelnosti betonu, stálost mechanických, fyzikálních a cemických vlastností Možnosti použití: Výroba cementobetonových krytů pro výstavbu silnic, letištních ploch, parkovišť, provzdušněných betonů odolných mrazu a chemickým rozmrazovacím prostředkům
cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem CEM I portlandský síranovzdorný CEM III vysokopecní síranovzdorný Vysokopecní s nízkou počáteční pevností Speciální s velmi nízkým hydratačním teplem Pro zdění Hlinitanový Rozpínavý, bílý, barnatý
cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem Hlinitanový cement výroba: taví se v obloukové peci směs bauxit+vápenec výhody: (časově omezené využití konstrukce) uvolňuje se velké hydratační teplo => možné zimní užití betonáže pevnosti za 24 h. 30 MPa, po 28 d. 100 MPa hydratací pojivá fáze CAH10(konverze~30 let) C3AH6 o menším objemu a bez pojivých vlastností => destrukce a havárie nosné konstrukce
Geopolymerní cementy beton bez cementu působení silně alkalického prostředí na aluminosilikátové látky přírodního, ale i průmyslového typu, (elektrárenské popílky, strusky atd). Vznikají tak nové materiály geopolymery - odpadní materiály, které jsou často v současné době skládkovány a velmi negativně tak působí na životní prostředí, nízká energetická náročnost - prozatím problematická technologie výroby
Malty Stavivo připravené z : anorgan.pojiva+plniva+vody+přísad+příměsí čerstvá malta vhodná konzistence Výroba: - přímo na staveništi - průmyslová suchá maltová směs - centrální mokrá maltová směs Malty pro stavební účely normy EN 998-2 pojiva vápno vzdušné či hydraulické, vápenný hydrát, směsná hydraulická pojiva, cementy či sádry plniva přírodní kameniva těžená i drcená, granulovaná VPstruska, popílky, teracová drť, keramzit, atd. záměsová voda + případné přísady, příměsi (pro speciální malty)
Malty Frakce kameniva: 0 ~ 8 mm pro keramické dílce a osazování, potěry 0 ~ 4 mm malty na zdění, kladení dlažeb a obkladů, jádrové omítky 0 ~ 1 mm malty pro spárování a na jemné omítky
Malty normová klasifikace malt V souladu se starší normou ČSN 72 2430-1 se podle použitého pojiva rozlišují: - vápenné obyčejné (hrubé) MV - Vápenné jemné MVJ - Vápenocementové obyčejné (hrubé) MVC - Vápenocementové jemné MVCJ - Pro šlechtěné omítky MVCO - Vápenosádrové MVS - Sádrové MS - Cementové obyčejné (hrubé) MC - Pro cementový postřik - MCP
Malty normová klasifikace malt Nověji se průmyslově vyráběné malty třídí na: - Malty pro vnitřní a vnější omítky (ČSN EN - 998-1) (sádrové, tepelně izolační, sanační) - Malty pro zdění (ČSN EN - 998-2) Podle složení použitého pojiva se dělí na: - Ze vzdušných vápen - Ze směsí vzdušného vápna a cementu - Cementové malty a malty ze směsi vzdušného vápna a cementu - Malty s jinými hydraulickými pojivy - Malty se zpožďovací přísadou
kyselinovzdorné provzdušněné krytalové barytové hliněné Malty speciální malty malty pro podlahové potěry ze síranu vápenatého