Betonování: Od specifikace k ukládání do bednění a požadavky na vodonepropustné konstrukce

Ať už stavíte dům, rekonstruujete nebo třeba budujete venkovní terasu, bez betonu se neobejdete. Příprava betonové směsi, která bude pevná, stálá a odolná, je pro úspěšnou realizaci zásadní, bohužel se však často podceňuje. Špatně připravený beton se pak začne projevovat třeba až po několika měsících nebo letech, a tak bude oprava náročná, nebo nemožná.

Beton je v podstatě směs zpravidla přírodního kameniva a jako pojiva zpravidla cementu, ke kterému se přidává voda, vytváří kaši, která tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních reakcí a procesů. Po zatvrdnutí zachovává svoji pevnost a stálost také ve vodě. Směsi betonů se vyrábí v různých třídách. Platí, že čím vyšší třída, tím vyšší konečná pevnost. Výrobky se označují kombinací písmene C a různých číslic: první číslo za písmenem udává pevnost v tlaku v MPa, druhé číslo hodnotu pevnosti měřenou na metru krychlovém.

Typy betonu a jejich specifikace

Tento text se zabývá specifikací, legislativou a výrobou betonů pro vodonepropustné konstrukce. Tyto normy odlišují specifikaci typového betonu a betonu předepsaného složení. V případě typového betonu je výrobce zodpovědný za splnění parametrů dle výše uvedených norem (vodotěsnosti, pevnosti, konzistence atd.), zatímco v případě betonu předepsaného složení je výrobce zodpovědný pouze za přesné nadávkování složek, dle předpisu specifikátora (pro výrobce betonu je specifikátorem většinou objednatel betonu - stavební nebo realizační firma).

Než se pustíte do výběru konkrétní betonové směsi, zamyslete se, jaké vlastnosti od materiálu vyžadujete a k jaké práci jej budete využívat.

  • Beton pro vysoké pevnosti je vhodný pro vyztužené konstrukce i potěry, jako jsou pilíře, podpěry, balkonové desky, podlahy a další.
  • Potěry či „potěrový“ beton, jemný, méně pevnostní a nekonstrukční, je vhodný pro hrubé betony, vytváření betonových mazanin podlah pod dlažbu, koberce a jiné povrchy. V různých třídách jsou určené i do betonových základů pro staticky namáhané konstrukce.
  • Rychleschnoucí betony využijete tam, kde potřebujete pokračovat ve stavebních pracích bez delších technologických přestávek, ale nemůžete nechat materiál pořádně vyzrát.

Legislativní rámec a požadavky na vodonepropustné konstrukce

Norma předepisuje požadavky pro: složky betonu, vlastnosti čerstvého a ztvrdlého betonu a jejich ověřování, mezní hodnoty složení betonu, specifikaci betonu. Dále pro dodávání čerstvého betonu, postupy řízení výroby, kritéria shody a hodnocení shody.

Čtěte také: Pohledový beton a bednění

V úvodu uvedené normy pro výrobu betonu v ČR (ČSN EN 206 atd.) nijak nepostihují problematiku vodonepropustných konstrukcí. To je rozdíl oproti Německu a Rakousku, kde jsou zpracovány odborné předpisy na vlastnosti betonu pro vodonepropustné konstrukce. Bezchybná funkčnost takových konstrukcí je závislá na možná úskalí a doporučení norem. Z toho pak vycházejí požadavky na složení betonu.

Požadavky na typické zástupce betonů dle různých předpisů jsou uvedeny v dokumentech, jako jsou Technická pravidla ČBS 02, Bílé vany - vodonepropustné betonové konstrukce, což je překlad směrnice Vodonepropustné betonové stavby - bílé vany, vydané pracovní skupinou Rakouské společnosti pro beton a stavební technologie (2002). Tato technická pravidla jsou v ČR pro problematiku vodonepropustných konstrukcí asi nejvíce využívána. Jejich výhodou je vydání v českém jazyce a to, že jsou mezi odbornou veřejností velmi rozšířená.

Druhým dokumentem, ze kterého jsou v tomto článku čerpány požadavky na beton pro vodonepropustné konstrukce, je kniha Weisse Wannen einfach und sicher, Konstruktion und Ausführung wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton (Bílé vany jednoduše a bezpečně, návrh a provedení vodonepropustných betonových konstrukcí), ve které jsou mimo jiné zapracovány podklady z Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton - WU Richtlinie (Vodonepropustné betonové konstrukce - WU směrnice). Výhodou tohoto dokumentu je velmi detailní a komplexní zpracování problematiky vodonepropustných konstrukcí.

Třetím uvedeným dokumentem jsou technické listy TBG METROSTAV pro beton PERMACRETE®. Tento beton byl vyvinut speciálně pro vodonepropustné konstrukce na základě výše uvedených podkladů. Beton maximálním možným způsobem splňuje požadavky pro typové betony BS1-A (dle TP ČBS 02) a WU-3 (dle [3]) s tím, že tento beton zároveň respektuje závazné požadavky platných ČSN EN 206 a TN SVB ČR 01-2014, vyplývající ze specifikovaných stupňů vlivu prostředí (SVP). Z parametrů uvedených směsí je vidět, že nejsou vyžadovány žádné speciální přísady, ale naopak jsou stanoveny technicky měřitelné parametry čerstvého a ztvrdlého betonu a limity pro některé složky betonu, včetně jejich vzájemných poměrů. Konstrukce procházejí logicky v této podobě i naší příručkou.

Stupně vlivu prostředí (SVP)

Technická norma není obecně závazná. Jejich používání je dobrovolné, avšak všestranně výhodné. Doporučuje se dodržovat ty normy, na něž odkazuje právní předpis (např. nařízení vlády, vyhláška), k němuž se tato norma vztahuje. Uvádějí se stupně vlivu prostředí (exposure classes), které jsou pro orientaci při klasifikaci doplněny informativními příklady. Při specifikaci betonu je nutné vzít v úvahu vliv prostředí:

Čtěte také: Jídelní stůl MDF beton: Co zvážit?

  • Bez nebezpečí koroze nebo narušení
  • Koroze vlivem karbonatace
  • Koroze vlivem chloridů, ne však z mořské vody
  • Koroze vlivem chloridů z mořské vody
  • Chemické působení
  • Koroze vlivem mechanického působení (obrus)

Dále je důležité zvážit celkovou životnost betonu, běžně 50 let, ale i 100 let pro dopravní a jiné významné stavby. Je nutné, aby projektant zvážil konkrétní podmínky. Trvanlivost betonu je přímo závislá na odolnosti betonu proti vnějším vlivům chloridů a karbonatace.

Složky betonu a jejich vliv

Použité složky betonu musí být vhodné pro zamýšlené použití v betonu. Vhodnost složek betonu musí být prokázána, přičemž je nutno vzít v úvahu zejména: provádění prací, konečné použití betonu, podmínky ošetřování (např. ochrana před mrazem), požadované vlastnosti betonu. Beton je ale v současnosti natolik rozmanitý materiál (různé cementy, různé přísady a příměsi). Vodní součinitel je definován jako poměr hmotnosti vody k hmotnosti cementu.

Cement

Cement je hlavní složkou, která vytváří kaši, která tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních reakcí a procesů. ČSN EN 197-1 stanovuje specifikace a kritéria shody cementů pro běžné použití. Pro konstrukce z předepjatého betonu, beton s ocelovou výztuží (včetně předpjaté a kovových vložek) nesmějí použít cementy s vysokým obsahem alkálií. Tyto cementy mají mít hydratační teplo za 7 dní nejvýše 270 kJ.kg-1. U konstrukcí, kde je tato výztuž chráněna pouze betonem, vyhovují cementy dle ČSN EN 197-1 CEM I. Musí být zabezpečena a doložena dostatečná alkalická rezerva v betonu. Pro většinu betonů lze použít i směsné cementy.

Cement je podle zákona č. 221/2004 Sb. ze dne 14. v platném znění, jako látka dráždivá s označením Xi. Při práci s cementem je nutné používat vhodné ochranné pracovní prostředky. Zejména je nutná ochrana očí, pokožky (pracovní oděv, obuv, rukavice) a dýchacích cest (při rozprašování, respirátor). Po práci umýt pokožku teplou vodou s mýdlem a použít vhodný reparační krém. Vyšší množství cementu ve spojení s vodou může způsobit popáleniny. Cement také může způsobit alergii. Maximální přípustná koncentrace prachu je 5 mg/m3.

Kamenivo

Kamenivo tvoří největší objem vyráběného betonu. Jeho správná zrnitost a složení mají zaručit, že jeho podíl na vyplnění objemu bude co největší. ČSN EN 206-1 stanovuje požadavky na kamenivo. Je nutné vzít v potaz také druh písku, který do betonu přidáte. Při výběru druhu kameniva, zrnitosti a kategorií (např. kamenivo pro hlazený povrch betonu) se zohledňuje typ konstrukce, minimální mezery i výrobního zařízení. Drcené kamenivo využijeme pro betony vyžadující vyšší pevnost. Pro beton pevnostní třídy v tlaku nejvýše C 12/15 lze použít recyklát typu 1, který tvoří max. 5 % z celkového množství kameniva. Kamenivo se dělí na větší počet frakcí, přičemž pro výrobu se používá minimálně ze tří frakcí (např. 0/4, 4/8, 8/16 mm). Směrné křivky zrnitosti jsou uvedeny v informativní příloze L ČSN EN 206-1 Změna Z3. Křivky vymezují oblasti pro kamenivo do betonu.

Čtěte také: Beton Brož: Alternativa k pravému dřevu

Voda

Pro přípravu betonové směsi doporučujeme používat pitnou vodu z vodovodu. Je nutné posoudit vhodnost záměsové vody s podmínkami příslušné normy (ČSN EN 1008). Voda ovlivňuje hydrataci cementu. Množství chloridových iontů v záměsové vodě do betonu musí být menší než 1% z celkové hmotnosti kameniva v betonu. Přílišné množství vody snižuje jeho hustotu a pevnost.

Přísady a příměsi

Vhodnost přísad je obecně prokázána, pokud vyhoví EN 934-2. Přísady jsou látky, které se přidávají do betonu v malých množstvích (např. do 5 % hmotnosti cementu) za účelem úpravy některých důležitých vlastností čerstvého nebo ztvrdlého betonu. Pro dosažení požadovaných vlastností je nezbytné dokonalé rozptýlení přísad v připravované směsi, což vyžaduje vysokou kvalitu míchání složek. Přísady mohou být předem rozředěny v záměsové vodě. Kombinace několika přísad může být problematická, jelikož se nesmí zhoršit některou z vlastností betonu nad přijatelnou mez a ohrozit trvanlivost betonu. Celkovou dávku přísad lze použít max. 60 g/kg cementu (včetně zvláštního prokazování vlivu na vlastnosti a trvanlivost betonu). Pro použití více přísad je limit 80 g/kg cementu.

Druhy přísad

  • Plastifikační a superplastifikační přísady zvyšují zpracovatelnost betonové směsi.
  • Provzdušňovací přísady vytvářejí v betonu systém stabilních, rovnoměrně rozptýlených vzduchových pórů velmi malých rozměrů, což vede ke zvýšení trvanlivosti betonu.
  • Urychlující přísady zkracují dobu tuhnutí betonu a rychlost jejího nárůstu.
  • Zpomalující přísady prodlužují dobu zpracovatelnosti betonové směsi na delší vzdálenosti nebo při vysokých teplotách.
  • Stabilizační přísady slouží k ochraně betonu před neočekávanými překážkami v průběhu betonáže.
  • Přísady pro betonování pod vodou modifikují čerstvý beton pro uložení pod vodou (metoda kontraktor, hydroventilem) nebo dvoufázové betonování, kde se vyloučí vyplavování cementového tmelu. Tyto přísady jsou důležité pro konstrukce pod hladinou neproudící vody, nebo tam, kde se účinky vody při betonování pod vodou eliminují.

Příměsi

Příměsi jsou jemně mleté anorganické látky, které se přidávají do betonu v množství řádově srovnatelném s dávkou cementu a mohou se podílet na tvorbě pevného kamene. Mezi typické příměsi patří vysokopecní struska, popílek, silikový prach, respektive metakaolin (kaolin zpracovávaný speciální teplotní úpravou). Tyto příměsi jsou součástí směsných cementů. Dále mohou zlepšit zpracovatelnost betonové směsi a hutnost betonu, což umožňuje snížit dávku cementu při takto dosažené hutnosti. Jejich použití vede k dosažení vyšší pevnosti betonu. Pro příměsi, pro něž normy uvedeny nejsou, musí být vhodnost prokázána průkazní zkouškou.

Krystalizační přísady - diskutabilní přínos

U betonů pro vodonepropustné konstrukce je na trhu v ČR zákazníky často vyžadováno přidání krystalizační přísady do typového betonu. Legislativně se tedy jedná o kombinaci typového betonu a betonu předepsaného složení, což je v rozporu s normami na výrobu betonu a následkem jsou nejasnosti ohledně zodpovědností za finální parametry materiálu. Samotný přínos krystalizačních přísad je diskutabilní.

Dodavatelé nejčastěji uvádějí jako přínos zvýšení vodotěsnosti betonu a pevnosti. Oba tyto parametry lze přesně předepsat stupněm vlivu prostředí a pevnostní třídou a poté vyrobit v režimu typového betonu, kdy za výrobu ručí dodavatel betonu a sám si na základě vlastních zkoušek určí, jestli je pro dané požadavky nutná nějaká speciální přísada. Většinou se přidání těchto přísad vyžaduje do betonů, které už před přidáním přísady mají omezený maximální průsak tlakovou vodou. Efekt přidání přísady je tak technicky zanedbatelný. Rozsáhlejší porovnání vlivu různých krystalizačních přísad na parametry betonu s podobným závěrem je například v článku Vliv sekundární krystalizace na vlastnosti betonu.

Dalším argumentem pro přidávání krystalizačních přísad je předpoklad zarůstání případných mikrotrhlin nerozpustnými krystaly. Problémem je fakt, že na prokázání této vlastnosti neexistuje normová zkouška, a spoléháme se tak pouze na tvrzení výrobce. Jestliže je u vyráběného betonu deklarována nějaká vlastnost, například právě zarůstání trhlin, musí být v průkazních zkouškách na konkrétní receptuře betonu prokázána. Některé technické listy ke krystalizačním přísadám například uvádějí, že při použití cementů typu II nebo III nebo latentně hydraulických nebo pucolánových příměsí může být za určitých okolností omezen trvalý účinek krystalizační přísady. Právě proto je nutné, aby dodavatel krystalizační přísady navrhl kompletní složení betonové směsi a ověřil jím deklarované parametry.

Je potřeba rovněž zdůraznit, že se v žádném technickém listu ke krystalizační přísadě nehovoří o jakémkoliv časovém intervalu, ve kterém je možno s účinky krystalizace počítat. Jestliže při předávání stavby či v záruční době stavba „teče“, není dodavatel stavby schopen přesvědčit investora, že trhliny za několik měsíců zarostou. Dalším problémem je neexistence jakékoliv kvantifikace. Pokud je, i přes výše uvedené skutečnosti, využití krystalizací vyžadováno, je nutné dodržovat alespoň správný legislativní postup. Pokud jde o připouštění větší šířky návrhové trhliny a snižování vyztužení na základě předpokládaného utěsnění trhliny určité šíře krystalizační přísadou, je nutné prokázat příznivý vliv přísady, aby byly zajištěny požadované parametry betonové konstrukce. Zde je nutné poznamenat, že žádný z uvedených předpisů, zabývajících se návrhem vodonepropustných betonových konstrukcí, zvětšování minimální šířky trhlin nedoporučuje, pokud se předem nepočítá s jejich dodatečnou opravou.

Z uvedeného vyplývá, že technologie výstavby vodonepropustných betonových konstrukcí je velmi komplexní. Zásadou by mělo být předcházení vzniku poruch konstrukce (např. trhlin) vhodným složením betonu, ale také jejím správným návrhem a provedením. Poměrně rozšířené využití krystalizačních přísad v České republice nemá z pohledu naměřených výsledných parametrů betonu zásadní technické opodstatnění. Zajímavé je, že i přes tuto skutečnost jsou někteří investoři ochotni připlatit až 25 % z ceny betonu za přidání krystalizační přísady. Přitom vhodně navržený typový beton, například PERMACRETE®, splňuje všechny požadavky.

Příprava betonové směsi

Na malých stavbách si vystačíte s ručním mícháním betonu. Nejjednodušší cestou za kvalitním betonem s jasně danými vlastnostmi je použití předpřipravené betonové směsi. Pro betonování větších ploch se vyplatí připravit si betonovou směs ze základních vstupních surovin, tedy z cementu, křemičitého „ostrého“ písku a vody. Určení vhodného poměru vstupních surovin však vyžaduje zkušenosti, jinak hrozí, že připravíte beton nedostatečné kvality, špatné konzistence a malé pevnosti. Správný poměr vstupních surovin je klíčový - častou chybou laiků je přidávání přílišného množství vody, kvůli které se snižuje jeho hustota.

Pokud potřebujete připravit menší množství betonu, můžete jej namíchat v kolečkách nebo kýblu pomocí elektrického míchadla. Při častějším betonování doporučujeme investovat do stavební míchačky, která vám práci usnadní a zajistí spolehlivé promísení všech složek. Na trhu seženete stavební míchačky o různém objemu, ty nejmenší mají jen kolem 80 litrů a pro drobnější stavební práce jsou ideální.

Ať už budete míchat hotovou betonovou směs s vodou, nebo vytvářet beton ze vstupních surovin, proces míchání nepodceňujte. Je důležité, aby se v cementové kaši obalilo každé zrnko písku. V opačném případě by se mohl beton drolit a neměl by dostatečnou pevnost. Nemá cenu připravovat velké množství betonu s předstihem. Brzy vám začne tuhnout a bude se s ním špatně pracovat. Při ručním míchání bude navíc obtížné důkladně promísit všechny složky. Zamyslete se také nad tím, kolik betonu budete celkově potřebovat. Betonové směsi se prodávají v různě velkých baleních, zpravidla 25 kg a více.

Ukládání a ošetřování betonu

U výběru správného typu betonu a jeho umíchání vaše práce nekončí. Je nutné znát, jak dlouho tuhne a tvrdne, než povrch můžete maximálně zatížit. Beton ztuhne zhruba hodinu od smíchání směsi, poté začíná tvrdnout. Po týdnu dosáhne 70 % své pevnosti. Dostatečná doba vytvrdnutí betonu je zhruba měsíc, takže je potřeba na to při plánování myslet.

Dbát byste měli i na správnou okolní teplotu v průběhu betonování. Běžné druhy betonových směsí používejte nad 5 °C. V mrazech může voda v betonu zmrznout a narušit jeho strukturu. Výslednou stabilitu konstrukce ovlivňuje i teplota. V tropickém létě doporučujeme betonovat večer, nebo povrch pravidelně kropit, aby nevyschl. Utvořily by se v něm trhliny, které snižují stabilitu konstrukce. Voda by měla mít zhruba stejnou teplotu jako okolní vzduch, aby nedošlo k teplotnímu šoku a prasklinám.

Ukládání betonu do bednění

Před vraty staveniště se každou chvíli objeví vámi smluvený autodomíchávač s dodávkou betonu. Se zpracováním betonu je třeba začít ihned po dodávce betonu, nejčastěji tyto činnosti zajistí odborná realizační firma. Doba pro zpracování betonu je závislá na teplotě betonu a teplotě okolí. V létě je tato doba kratší, v chladnějších částech roku je pak delší. Za běžných podmínek je možné počítat, že objednaná zpracovatelnost betonu (konzistence) vydrží cca 90 minut od jeho namíchání. Poté beton ztrácí konzistenci a je čím dále těžší ho požadovaným způsobem zhutnit.

POZOR: Pokud se betonáž nestihne v jednom dni, musíte počítat, že vznikne pracovní spára a předěly budou každopádně vidět. Již ztvrdlý beton, na který bude nová betonáž navazovat, musí být očištěný a před nalitím nového betonu také navlhčený. Ideální je, když je do pracovní spáry mezi navazovanými betony vložena výztuž. Jedna polovina výztuže se zabetonuje do betonu na konci první betonáže a druhá pak při následující betonáži do navazující vrstvy.

Ukládání betonu zajistí jak speciální technika dodavatele - výrobce betonu, tak i prostředky stavební firmy. Ukládání betonu se provádí vždy do vyčištěného bednění, při ukládání na základovou spáru se nesmí čerstvý beton znečistit zeminou. NELZE DOPORUČIT: Někdy se, třeba při realizaci základů, přidávají do betonu kameny pro „vyšší pevnost“. Jde však o mýtus. Přidáním kamenů se v betonu tvoří oslabená místa. A beton se vlastně naředí.

Pohledový beton a samozhutnitelný beton

U pohledových konstrukcí tvoří očím trvale vystavenou plochu beton, jehož vzhled byl vytvořen nejčastěji otiskem formy, bednění nebo takzvané matrice. Předpokladem na pohled krásné betonové plochy je vždy dokonale čisté a dobře utěsněné bednění. Ne vždy je pohledový beton absolutně hladký, v řadě případů je požadována přirozená pórovitá struktura betonu. Proto se při realizaci pohledových ploch používají lehce zpracovatelné až samozhutnitelné betony. Betony značky EASYCRETE se díky zlepšené tekutosti lehce roztékají po bednění. Tím se vyplní všechny záhyby konstrukce a vznikne na pohled dokonalá plocha.

Zhutňování betonu

U základových desek je třeba uložený beton už v průběhu probíhající betonáže začít zpracovávat do roviny základové desky takzvanou nivelační hrazdou. V betonu obsažený vzduch snižuje jeho pevnost, proto je třeba vzduchové póry odstranit hutněním. Hutnění vyžadují všechny typy betonů, tedy jak čerstvé z betonárny, tak pytlované betony. Realizační firmy používají speciální ponorné vibrátory, individuální stavebník si může vibrační techniku zapůjčit v půjčovně stavební mechanizace. Vzduch lze z betonu odstranit i propichováním tyčemi, například zbytky betonářské výztuže. U zavlhlých směsí se využívá pěchování pomocí trámků nebo speciálních pěchů.

Pokud si někdo chce ušetřit práci s hutněním, může zvolit již uvedený samozhutnitelný beton, například značky EASYCRETE SV. Jde o beton, který během vlastního zpracování zhutňování nevyžaduje. Je schopen téci působením vlastní tíhy, dokonale vyplnit bednění a docílit zhutnění i v místech hustého vyztužení. Dále je důležitá správná volba postupu výstavby vodonepropustné konstrukce, tj. umístění pracovních a dilatačních spár, rychlost a organizace betonáží apod. Úspěšné zhotovení vodonepropustné konstrukce je výsledkem dobře provedeného návrhu konstrukce, volby a výroby správného betonu a celkového provedení včetně vyztužení, všech těsnicích prvků, dilatačních a pracovních spár a ošetřování mladého betonu.

tags: #beton #umistovan #do #formularu #informace

Oblíbené příspěvky: