PergolyDoba zpracovatelnosti čerstvého betonu a faktory ovlivňující jeho vlastnosti
Beton je směs písků a štěrků nebo drtí, obecně nazývaných kamenivem do betonu, spojená pojivem tvořeným cementem, vodou a přídavkem příměsí a chemických přísad. V čerstvém stavu může být beton podle složení zcela tekutý, plastický nebo tzv. zavlhlý. Objemová hmotnost obyčejného betonu po správném zhutněného se pohybuje obvykle v rozmezí 2150-2350 kg/m3 a to v závislosti na složení betonu a jeho konzistenci.
Vlastnosti čerstvého a ztvrdlého betonu jsou deklarovány a zaručeny podle příslušných technických norem ČSN P 73 2404 a ČSN EN 206+A1. V současné době platí pro výrobu betonu v ČR souběžně několik předpisů.
Důležité normy a specifikace betonu
Evropská technická norma ČSN EN 206+A1 a doplňková česká technická norma ČSN P 73 2404 zahrnují stejné pevnostní třídy betonu se stejnými požadavky na pevnosti betonu, liší se ovšem v dalších požadavcích podle stupně vlivu prostředí (SVP). Obě normy zahrnují část betonů naprosto identických a v části betonů s odlišují. Navíc ČSN P 73 2404 obsahuje požadavky na betony s životností 50 let (tab. F.1.1) a zpřísněné požadavky na betony s životností 100 let (tab. F.1.2.).
Kromě technických norem jsou v ČR požadavky na beton obsaženy ještě ve zvláštních předpisech některých investorů, a to pro pozemní komunikace (TKP SPK), pro železniční stavby (TKP staveb SD) a vodní stavby (TKP staveb ŘVC). Pro běžné konstrukce bez speciálních požadavků se obvykle používá beton specifikace podle ČSN P 73 2404, tab.
Objednávka betonu musí mj. obsahovat jednoznačné požadavky na typ a kvalitu betonu, které jsou popsány formou tzv. specifikace. Specifikace betonu je soubor parametrů betonu, sloužící k jednoznačnému výběru vhodné typové receptury betonu do objednávky. Povinné parametry zahrnují českou technickou normu, podle které je beton specifikován, např. C 20/25.
Čtěte také: Pohledový beton a bednění
Pevnostní třídy a zrání betonu
Například třída C 25/30 znamená charakteristickou pevnost betonu 25 MPa (tj. 250 kg/cm2) stanovenou na tělese tvaru válce a pevnost 30 MPa (tj. 300 kg/cm2) stanovenou na tělese tvaru krychle. Dříve používaný a dodnes běžný způsob stanovení pevnosti je na krychelných vzorcích o rozměru 150 mm, tato pevnost je uvedena v označení vždy až za lomítkem. Charakteristická, dříve označovaná jako zaručená, pevnost betonu je minimální pevnost betonu, kterou musí správně zpracovaný beton dosáhnout po zatvrdnutí v konstrukci.
Beton je vyráběn s určitou rezervou v pevnosti, proto musí minimální pevnost vyhovujícího betonu při výrobě zkušebních vzorků na betonárně dosahovat pevnosti o 4 MPa vyšší než je pevnost charakteristická. Pevnost betonu je závislá na době a teplotě zrání; výše uvedené hodnoty pevností předepsaných normami musí být dosaženy po 28 dnech zrání za laboratorních podmínek při teplotě uložení 20 °C a v prostředí 100% relativní vlhkosti vzduchu nebo přímo při uložení ve vodě. I při nižší teplotě zrání, např. Ztvrdlý beton podléhá vlivům okolního prostředí.
Pro zajištění očekávané trvanlivosti a správné funkce betonové konstrukce v dlouhodobém horizontu je nutné, kromě požadavku na pevnostní třídu, dále upřesnit charakter prostředí, kterému bude konstrukce vystavena. Určuje to tzv. stupeň vlivu prostředí.
Zrání betonu a zvyšování pevností betonu ovšem probíhá stále dále i po tomto termínu, jen se snižující se rychlostí. Při použití aktivních příměsí do betonu, jako je popílek, mikromletá vysokopecní struska a podobné materiály, pokračuje znatelný vývoj pevností betonu ještě po 28 dnech. V těchto případech je možné deklarovat pevnost betonu po 56 dnech nebo i po 90 dnech zrání. Takto deklarované betony jsou ekonomicky výhodné a je možné je použít zejména v teplejším období roku. Při době zrání jiné než 28 dní je nutno pevnostní třídu betonu doplnit údajem o době zrání, např. C 20/25 (56).
Konzistence a složení betonu
Konzistence betonu udává jeho tekutost a zpracovatelnost v rozsahu od zavlhlého (skoro suchého) betonu (S1) přes tuhý (S1/S2), plastický (S2) až tekutý (S3) a velmi tekutý (S4-S5) beton. Konzistenci betonu je nutné volit podle způsobu dopravy betonu a podle možností jeho dobrého zhutnění v konstrukci.
Čtěte také: Jídelní stůl MDF beton: Co zvážit?
Beton se vyrábí z drobného kameniva frakce 0/4 mm (písku) a hrubého kameniva (drtě, štěrku) frakce 4/8 mm, 8/16 mm, případně 16/22 mm. Chloridové ionty (Cl-) v betonu způsobují korozi ocelové výztuže a tím postupně degradaci celé betonové konstrukce, proto je jejich obsah v betonu omezován. Standardně je pevnostní třída betonu deklarovaná podle pevnosti betonu v tlaku dosažené při normových podmínkách (ve vodě a při 20 °C) ve stáří 28 dní.
Zavlhlá betonová směs bez přídavné vody obsahuje pouze vodu z kameniva. Je určena k okamžitému přemíchání v místě ukládání vlastní míchačkou v konzistenci maximálně S1. Beton s přídavnou vodou je určen k přímému zpracování směsi. U těchto směsí je zapotřebí provést důkladné zhutnění. Pokud beton nejde hutnit, je zapotřebí přidat takové množství vody s důkladným rozmícháním, až se bude dát beton dobře zpracovat. Při dalším odběru je třeba nahlásit dispečerovi požadavek na jinou konzistenci, aby se nemuselo ředění provádět. Při nedostatečném zhutnění dochází k poklesu pevnosti řádově o 5 % na každé procento vzduchových pórů.
Doba zpracovatelnosti čerstvého betonu
Standardní doba zpracovatelnosti betonu od namíchání po uložení do bednění je 60 až 90 minut v závislosti na druhu betonu a teplotě prostředí. Zaručená doba zpracovatelnosti čerstvého betonu činí 90 min (při +1 °C až +25 °C). Jedná se o čas prvního styku cementu a vody až po finální uložení do konstrukce na stavbě. 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 dál 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.
Vliv teploty na zrání betonu
Teplota okolí má významný vliv na rychlost hydratace a kvalitu betonu. Optimální teplota pro zrání betonu se pohybuje nad +5 °C, ideálně mezi +10 °C a +25 °C. Při nízkých teplotách se hydratace výrazně zpomaluje. Při teplotách kolem 0 °C se prakticky zastavuje. Pokud čerstvý beton zmrzne, voda v něm obsažená zvětší svůj objem a může trvale narušit jeho strukturu, což vede k nevratnému snížení pevnosti. V zimním období je proto nutné betonovat pouze pokud lze zajistit teplotu nad +5 °C po celou dobu raného zrání. Beton by tedy měl být na stavbu dovezen o teplotě vyšší než 5 °C a pomocí ošetřování by jeho teplota měla být nad touto hodnotou udržena do dosažení dostatečných pevností. Informace platí pro betony dodávané firmou TBG Metrostav, s. r. o.
Čtěte také: Beton Brož: Alternativa k pravému dřevu
Vysoké teploty a vítr zrychlují odpařování vody z povrchu. To zvyšuje riziko vzniku smršťovacích trhlin a neúplné hydratace povrchové vrstvy. V horkém počasí je nutné věnovat ošetřování betonu zvýšenou pozornost (intenzivnější vlhčení, zakrytí fólií). Existují i speciální betonové směsi s pomalejším vývinem hydratačního tepla, vhodnější pro betonáž za vysokých teplot.
Možnosti ovlivnění chování betonu v zimním období
Ovlivnit chování čerstvého betonu v zimním období lze záměnou cementu či plastifikační přísady v dané receptuře betonové směsi. V zimním období je rychlost náběhu pevností betonu v konstrukci výrazně ovlivněna i vývojem hydratačního tepla cementu. V chladném počasí přichází v úvahu použití rychlého portlandského cementu CEM I 42,5 R místo standardního cementu CEM II/B-S 32,5 R. Máme tedy stejnou dobu na zpracování a dopravu jako u běžné receptury, ale s podstatně rychlejším vývojem pevností a vyšším ohřátím konstrukce od hydratačního tepla. Tohoto rychlejšího nárůstu pevností dosáhneme jak v chladných, tak v teplých podmínkách.
Vliv plastifikačních přísad
Typ plastifikační přísady ovlivňuje zejména počátek tuhnutí a tvrdnutí betonu. Pro zimní období jsou k dispozici superplastifikační přísady s urychlujícím účinkem. Jejich účinek je v urychlení počátku tuhnutí a tvrdnutí. Betony s těmito přísadami jsou značeny variantou R. Tím se sice určitým způsobem zkracuje doba zpracovatelnosti, ale výrazně se omezí vychládání betonu před počátkem hydratace a započetím samoohřevu betonu.
Efektu urychlení počátku tuhnutí a tvrdnutí se využívá i v případech, kde potřebujeme začít rychle po uložení betonu leštit. Doba zpracovatelnosti zůstane zachována. Pro urychlení nárůstu pevností je třeba zvolit betonovou směs s rychlejším portlandským cementem. Pokud je třeba naopak urychlit počátek tuhnutí a tvrdnutí, je správnou volbou R varianta betonové směsi, nicméně za cenu zkrácení zpracovatelnosti.
Zpracování a ošetřování čerstvého betonu
Se zpracováním betonu je třeba začít ihned po dodávce betonu, nejčastěji tyto činnosti zajistí odborná realizační firma. Doprava čerstvého betonu závisí na jeho konzistenci, tj. tekutosti. Beton zavlhlé konzistence může být dopravován běžnými nákladními automobily, pro beton plastické a tekuté konzistence se používají automíchače (automixy, autodomíchávače), umožňující beton během přepravy průběžně promíchávat a udržet tak jeho dokonalou homogenitu a dobrou zpracovatelnost. Zpracování čerstvého betonu zahrnuje včasné uložení betonu do bednění nebo formy (korytem z mixu, čerpadlem, rozvoz stavebním kolečkem apod.) a jeho řádné zhutnění. Ukládání betonu zajistí jak speciální technika dodavatele - výrobce betonu tak i prostředky stavební firmy. Kromě čerpání je možné ukládání betonu do konstrukce i dalšími způsoby jako jsou bádie, speciální trychtýřovité nádoby se spodním uzávěrem nebo skluzem přímo z autodomíchávače. Ukládání betonu se provádí vždy do vyčištěného bednění, při ukládání na základovou spáru se nesmí čerstvý beton znečistit zeminou. Ukládání betonu nejlépe zajistí jak speciální technika dodavatele, ale samozřejmě i prostředky stavební firmy. I zde je ovšem podmínka - beton nesmí padat z výšky větší než 1,5 metru a narážet do bednění.
POZOR! U základových desek je třeba uložený beton již v průběhu betonáže začít zpracovávat do roviny základové desky tzv. nivelační nebo vibrační lištou. U základových desek je třeba uložený beton už v průběhu probíhající betonáže začít zpracovávat do roviny základové desky tzv. nivelační hrazdou. Beton nesmí padat z výšky větší než 1,5 metru a narážet do bednění. Pokud beton není zpracován do doby, než začne tuhnout, pak se dostatečně nespojí, a následná konstrukce nebude řádně funkční.
Hutnění betonu
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. K hutnění se nejčastěji využívají ponorné vibrátory (s mechanickým pohonem, planetové, vysokofrekvenční, s elektromotorem či pneumatické). Po celou dobu hutnění je nutné dát pozor na přehutnění, které by vedlo k segregaci čerstvého betonu.
Výjimku tvoří betony samozhutnitelné, označené jako SCC, které se naopak hutnit nesmí. Tyto betony nabízí vysokou rychlost ukládání betonu, rychlejší výstavbu a tím i úsporu nákladů. 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. Betony značky EASYCRETE se díky zlepšené tekutosti lehce roztékají po bednění. Tím se vyplní všechny záhyby konstrukce a vznikne na pohled dokonalá plocha.
Ošetřování betonu během zrání
Správné ošetřování čerstvého betonu je klíčové pro dosažení jeho maximální pevnosti a trvanlivosti a pro minimalizaci rizika vzniku trhlin. Cílem je zabránit předčasnému odpařování vody z povrchu betonu, zejména v prvních dnech po pokládce, a zajistit tak dostatek vlhkosti pro úplnou hydrataci cementu. Nejkritičtějších je prvních 7 dní. Dosažení zaručených vlastností ztvrdlého betonu a celé betonové konstrukce je dodavatelem betonu garantováno pouze za předpokladu správného postupu ukládání, hutnění a ošetřování betonu v konstrukci podle výše jmenovaných norem a norem souvisejících.
O to, aby měl beton dostatek vlhkosti se můžete postarat několika způsoby. Nejjednodušší metodou je zakrytí povrchu betonu neprodyšnou PE fólií ihned po zavadnutí povrchu (aby se fólie nelepila). Fólie zadržuje vlhkost odpařující se z betonu a udržuje povrch vlhký. Okraje fólie je třeba zatížit nebo přilepit, aby pod ni neproudil vzduch. Kromě toho lze povrch betonu pravidelně jemně kropit vodou, aby byl neustále viditelně vlhký. Toto je nutné provádět několikrát denně, zejména v teplém a větrném počasí, a to po dobu prvních 3 až 7 dnů. Pozor na příliš silný proud vody, který by mohl vyplavit cement z povrchové vrstvy. Dalším způsobem je zakrytí povrchu betonu savým materiálem (geotextilie, jutová pytlovina), který se udržuje neustále vlhký. Tato metoda zajišťuje rovnoměrnější vlhčení než přímé kropení.
Nedostatečné ošetřování vede k rychlému vysychání povrchové vrstvy. Hydratace se v této vrstvě zastaví, výsledkem je měkký, drobivý povrch s nízkou pevností a vysokou náchylností ke vzniku smršťovacích trhlin. Ošetřování betonu tedy není pasivní čekání, ale aktivní proces péče, který je stejně důležitý jako správné namíchání směsi. Investice času a úsilí do důkladného ošetřování se mnohonásobně vrátí v podobě kvalitní a trvanlivé podlahy bez povrchových vad. Konečné parametry ztvrdlého betonu výrazně ovlivňuje ošetřování konstrukce. Při ukládání betonu a potěru je nutné zabránit znečištění (například zeminou nebo sněhem) nebo odsátí vody z betonu. Teplota podkladu musí být vyšší než 0° C.
Nejčastější chyby při betonování
I při nejlepší snaze se mohou při svépomocném betonování vyskytnout chyby. Zde jsou ty nejčastější a rady, jak jim předejít.
- Špatný poměr složek / Příliš mnoho vody: Špatný poměr složek je asi nejčastější chyba vedoucí k nízké pevnosti, zvýšenému smršťování a praskání. Předejít jí můžete, když pečlivě odměříte složky podle doporučených poměrů nebo použijte pytlovanou směs. Vodu přidávejte postupně a kontrolujte konzistenci. Vyhněte se pokušení udělat beton příliš tekutý pro snazší práci. Zvažte použití plastifikátoru pro zlepšení zpracovatelnosti bez přidání vody navíc.
- Použití nekvalitních materiálů: Dalším problémem je znečištěný písek, kamenivo nevhodné frakce, nesprávný typ cementu. Řešením je používání pouze čištěného, praného kameniva správné frakce a cement určený pro betonářské práce.
- Nedostatečná příprava podkladu: Za různými problémy často stojí i nestabilní, nerovný nebo nedostatečně zhutněný podklad, chybějící nebo špatně provedená izolace či hydroizolace. Věnujte tak maximální pozornost přípravě podkladu.
- Špatné promíchání směsi: Pokud není beton homogenní a obsahuje shluky cementu nebo suchá místa, je příčinou špatné promíchání směsi. Míchejte beton v míchačce dostatečně dlouho, dokud směs nemá jednotnou barvu a konzistenci.
- Nedostatečné hutnění betonu: Špatné hutnění betonu způsobuje, že v betonu zůstávají vzduchové kapsy, které snižují jeho pevnost a trvanlivost. Čerstvě uložený beton důkladně zhutněte, ideálně pomocí vibrační latě nebo alespoň propichováním a pěchováním.
- Nesprávné nebo žádné ošetřování: Příliš rychlé vyschnutí povrchu vede k nízké povrchové pevnosti a vzniku trhlin. Ihned po zavadnutí povrchu tak začněte s ošetřováním.
- Betonování za nevhodných podmínek: Práce při nízkých teplotách nebo naopak za velmi vysokých teplot bez odpovídajících opatření se podepíše na kvalitě betonu. Plánujte betonáž s ohledem na počasí. V zimě zajistěte temperování, v létě intenzivní ošetřování a ochranu před sluncem a větrem.
- Chybějící nebo špatně provedené dilatační spáry: Nezapomeňte na to, že beton se při zrání smršťuje a reaguje na změny teploty. Bez možnosti pohybu vzniká pnutí vedoucí k trhlinám, zejména u větších ploch, ve dveřních otvorech nebo kolem pevných prvků. Vždy instalujte obvodové dilatační pásy. U větších ploch nebo u členitých půdorysů je nutné vytvořit i kontrakční spáry prořezáním částečně ztvrdlého betonu nebo vložením profilů do čerstvého betonu podle projektu.
- 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.
Příprava podlahy pro finální krytinu
Po dostatečném vyzrání a vyschnutí betonové podlahy je často nutné provést ještě několik kroků, než může být položena finální podlahová krytina.
Kontrola zbytkové vlhkosti
Toto je kritický krok, zejména před pokládkou krytin citlivých na vlhkost, jako jsou dřevěné podlahy, parkety, laminát, vinyl, linoleum nebo některé typy koberců a lepidel. Příliš vysoká zbytková vlhkost v betonu může způsobit deformaci krytiny, vznik plísní, puchýřů nebo selhání lepidla.
Beton potřebuje čas nejen na zrání, ale i na vyschnutí na požadovanou úroveň zbytkové vlhkosti. Tato doba závisí na tloušťce betonu, podmínkách prostředí a typu betonu. Může trvat několik týdnů až měsíců. Obecně platí pravidlo cca 1 týden vysychání na 1 cm tloušťky betonu, ale je to velmi orientační. Spolehlivé měření zbytkové vlhkosti by měl provádět odborník pomocí kalibrovaných přístrojů, nejčastěji CM metodou. Existují i orientační metody pro domácí použití (např. přilepení čtverce PE fólie na povrch a sledování kondenzace po 24 hodinách), ty jsou však pouze indikativní. Požadovaná maximální zbytková vlhkost se liší podle typu finální krytiny, obvykle se pohybuje v rozmezí 2 - 4 % CM.
Broušení a čištění povrchu
Povrch vyzrálého betonu nemusí být vždy dokonale hladký a čistý. Broušení odstraňuje případnou vrchní nesoudržnou vrstvu, drobné nerovnosti, zbytky nečistot nebo starých nátěrů. Zároveň otevírá póry betonu a vytváří mírně drsný povrch, který zlepšuje přilnavost lepidel, stěrek nebo nátěrů. Pro menší nerovnosti nebo čištění může stačit ruční broušení brusným kamenem nebo drátěným kartáčem. Pro větší plochy nebo výraznější nerovnosti se používají podlahové brusky s diamantovými kotouči. Po broušení je nutné povrch důkladně zbavit veškerého prachu vysátím průmyslovým vysavačem.
Penetrace a aplikace vyrovnávacích stěrek
I dobře provedená betonová podlaha nemusí mít dokonalou rovinnost nebo hladkost požadovanou pro některé typy finálních krytin a je potřeba je použít vyrovnávací stěrku. Před aplikací vyrovnávacích stěrek, lepidel nebo nátěrů je obvykle nutné povrch betonu napenetrovat. Penetrační nátěr zpevňuje povrchovou vrstvu, sjednocuje a snižuje savost podkladu a zlepšuje přilnavost následných vrstev. Typ penetrace se volí podle typu betonu a následně aplikovaného materiálu.
Pokud rovinnost betonové podlahy nevyhovuje požadavkům nebo pokud je povrch příliš hrubý, aplikuje se vyrovnávací stěrka. Pro vyrovnání větších nerovností nebo pro dosažení velmi hladkého povrchu se používají samonivelační stěrky, které se po smíchání s vodou rozlijí po podlaze a samy vytvoří dokonale rovnou a hladkou plochu. Existují i cementové potěry nebo mazaniny, které lze použít jako roznášecí a vyrovnávací vrstvu. Tloušťka vyrovnávací vrstvy se volí podle potřeby a typu stěrky.
Tyto kroky - kontrola vlhkosti, čištění, broušení, penetrace a případné vyrovnání - představují jakousi „finální úpravu“ betonové desky. Zajišťují, že podklad je nejen pevný a suchý, ale má i správné povrchové vlastnosti pro bezproblémovou a trvanlivou pokládku zvolené finální podlahové krytiny.
Pohledový beton
U pohledových konstrukcí tvoří očím a prostředí trvale vystavenou plochu beton, jehož vzhled byl vytvořen nejčastěji otiskem formy, bednění nebo tzv. matrice. Ne vždy je pohledový beton absolutně hladký, v řadě případů je požadována přirozená pórovitá struktura betonu. Výsledný vzhled pohledového betonu by měl být předem jasně definován, aby odpovídal představě architekta - určuje se např. jeho barva. Nezřídka je nutné vyrobit individuální bednění, aby pohledový beton dosáhl požadovaného tvaru a vzhledu. 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.
tags: #čerstvý #beton #doba #zpracovatelnosti
