Měděný drát v betonu: Reakce a rizika

Použití měděných prvků v betonu, ať už se jedná o potrubí, zemniče nebo elektrické rozvody, s sebou nese specifická rizika, zejména v souvislosti s korozí. Tato problematika je obzvláště relevantní při rekonstrukcích nebo nových instalacích, kde se měď dostává do styku s jinými materiály a prostředím betonu.

Koroze měděných trubek v podlahách

Koroze měděných trubek v podlaze je závažný problém, který může vést k úniku topné vody a značným škodám. Před 10 lety jsme rekonstruovali starý dům včetně zcela nového ústředního vytápění s elektrokotlem. Měděné trubky s izolací jsou převážně v podlahách, a to v zásypu pod čistým betonem a nopovkou. Topení bylo intenzivně užíváno teprve 2 minulé topné sezóny. Před pár týdny jsme zapnuli kotel a zjistili silný únik topné vody. Místo úniku bylo nalezeno termokamerou. Po vykopání byla zjištěna silná vnější koroze měděných trubek vedoucí k proděravění jedné z nich. Zatím se zdá, že koroze je pouze v krátkém úseku, a to na obou trubkách. Trubky v tomto místě procházejí těsně nad odpadním potrubím (které se zvrchu zdá neporušené).

I přivolaný instalatér netušil, čím může být koroze způsobena. Než se trubky znovu zabetonují, je klíčové zjistit a odstranit příčinu koroze. Možnými faktory jsou nevhodné izolační materiály, vlhkost, nebo přítomnost agresivních chemických látek v betonu nebo okolní zemině.

Měď jako zemnič v zemi: Pro a proti

Měď jako materiál pro zemnič je pro mnoho lidí naprosto nepředstavitelná alternativa. Přesto se její použití připouští. Měď má větší vodivost, ale i vyšší cenu. Proslýchá se, že neuvážené použití měděného zemniče může mít pro okolí fatální následky.

Argumenty proti použití měděného zemniče:

Čtěte také: Vše o měděných okapních žlabech

• Vysoká cena: Podle Davida Černocha je nasazení mědi při úvaze cena versus její vlastnosti naprosto nepřijatelné.
• Galvanická koroze: Oldřich Morávek upozorňuje, že měď jako jediný kov, který se na uzemnění používá, má kladnou elektronegativitu a vytváří chemický článek, čímž degraduje všechny ocelové konstrukce v okolí uložené v zemi. Jan Hájek doplňuje, že v okamžiku, kdy se měděný zemnič umístí do země, vzniká v rámci země článek, který vede k odplavování méně kvalitního materiálu, například pozinkované oceli, ve prospěch měděné elektrody.
• Reaktivita materiálu: Měď je velmi reaktivní materiál, a proto se její použití nedoporučuje, pokud nejde o velmi suchá nebo kamenitá místa. Účinný zemnič přitom vyžaduje dobrý styk s dobře vodivou a vlhkou půdou.
• Legislativní omezení: V Čechách, pokud je známo, se měď pro zemnění používat nemůže, nebo minimálně není doporučená.

Argumenty pro použití měděného zemniče:

• Vysoká vodivost: Měď je vodivější než pozink.
• Korozivní vlastnosti: Má ideální korozivní vlastnosti.
• Mechanická zpracovatelnost: Mechanicky se s ní dobře pracuje.
• Specifické aplikace: Měděný zemnič mohu použít kdykoliv, pokud soused nemá pozinkované uzemnění. David Černoch uvádí, že měď je ideální pro vodivé pospojení v technologických místnostech nebo v zóně LPZ 0B u hromosvodu.

Pokud na to mám, ano, proč bych to nedal, dodává David Černoch. Nicméně, pro použití mědi jako zemniče v běžných podmínkách je nutná velká obezřetnost a zvážení všech rizik.

Galvanická koroze a vliv kovů

Rez v důsledku galvanické koroze není jen otázkou estetiky, ale především nevratného poškození. Šroub se utrhne, trubka proděraví. Většinou je nutné vyměnit celý napadený díl. Tomu je potřeba předejít. Ke galvanické korozi dochází při styku dvou různých kovů za přítomnosti elektrolytu (např. vlhkosti).

Způsoby prevence galvanické koroze:

• Správná volba materiálu: Nejjistější cestou je použít jen jeden typ materiálu, jelikož každý kov se "snese sám se sebou".
• Normy: Vzájemný vliv kovů specifikuje norma ČSN 73 3610 o navrhování klempířských konstrukcí.
• Poměr velikostí: Důležitý je poměr velikostí jednotlivých dílů (katoda/anoda). U nerezového šroubu na pozinkovaném plechu je riziko malé, v opačném případě ale dojde ke korozi.
• Ochrana mědi: Čistá měď přirozeně podléhá atmosférické korozi (tvorba měděnky), ale proti galvanické korozi ji nejlépe ochráníte, když se vyhnete spojení s jinými kovy.
• Nevhodné kombinace:
  • Olovo nekombinujte s hliníkem či uhlíkovou ocelí a raději ani s pozinkovanou ocelí.
  • Běžná nekorozivzdorná uhlíková ocel se nesnese s hliníkem a mědí.
  • Na titanzinek použijte jedině pozinkované nebo nerezové šrouby.
  • Vyvarujte se kombinace pozinkovaných plechů s měděnými nebo hliníkovými prvky.

I nerezová ocel může rezivět, a to tehdy, kdy je na jejím povrchu narušena tzv. pasivní vrstva. Ta brání oxidaci a vzniku koroze. Naruší se omezením kyslíku, mechanickým poškrábáním nebo zvýšenou koncentrací chloru a chloridů. Pak se objeví bodová nebo štěrbinová koroze.

Čtěte také: PVC izolovaný ostnatý drát

Beton a jeho výztuž

Beton je široce používaný stavební materiál s výbornými užitnými vlastnostmi. Skládá se z cementu, písku a vody, často se přidává i drcené kamenivo. Pro zvýšení tahové pevnosti a zamezení vzniku prasklin se do betonu dává výztuž, čímž vzniká železobeton.

Proč se dává výztuž do betonu?

Přestože je beton poměrně tvrdý, nemá příliš velkou tahovou pevnost. Tato nízká tahová pevnost se projevuje praskáním betonu, pokud je namáhán v tahu nebo ohýbán. K pnutí v betonu může docházet z různých důvodů:

• Střídání venkovních teplot: Různé teplotní roztažnosti materiálů ve styku s betonem (země, cihly, dřevo, asfalt) mohou způsobit pnutí.
• Zatěžování na ne zcela pevném podkladu: Pokles podloží nebo jeho nabobtnání vlivem vlhkosti může vyvolat pnutí.
• Jednostranné zatěžování: Například zdi tvořící terasy, stropní konstrukce nebo zatížení větrem.
• Smršťování betonu: V průběhu tvrdnutí se beton smršťuje odpařováním vody a chemickou reakcí cementu, což vytváří tahové pnutí a praskliny.

Ocelová výztuž v betonu

Nejznámější výztuží do betonu jsou "kari sítě" nebo "roxory" - ocelové svařované sítě nebo pruty. Ocel v betonu nerezaví díky vysokému, zásaditému pH betonu, které ocel pasivuje a chrání ji před korozí za přítomnosti kyslíku a vody. Tato ochrana trvá do doby, než beton své pH ztratí.

Rizika koroze ocelové výztuže:

Čtěte také: Průvodce izolačním lakem na drát

• Nízké krytí výztuže: Nedostatečná tloušťka betonu chránící výztuž vede k rychlejší korozi.
• Agresivní vlivy prostředí: Vzdušný oxid uhličitý (karbonatace), chemicky rozmrazující látky (posypová sůl) nebo agresivní látky v půdách (sírany) snižují pH betonu a urychlují korozi.
• Co se děje, když výztuž rezaví: Na povrchu výztuže se vytváří zkorodovaná vrstva, která má větší objem. Růstem koroze se zvyšuje tlak na okolní beton, což vede k jeho popraskání a odloupání.

Doporučení pro hobby stavebníky:

• Beton vždy volte raději kvalitnější.
• Snažte se povrch betonu maximálně uhladit, aby nebyl nasákavý.
• Vrstvu chránící výztuž volte raději tlustší než tenčí.

Neocelové (kompozitní) výztuže

Alternativou k ocelové výztuži jsou kompozitní materiály, které nikdy nekorodují, jsou lehčí a výrazně skladnější. Díky vyšší tahové pevnosti než má ocel se používají menší průměry kompozitní výztuže pro dosažení stejných vlastností betonu. Tím pozitivně zvyšují vlastnosti betonu, aniž by hrozilo, že vlivem koroze výztuže dojde k rychlejší degradaci betonu.

Kdy je kompozitní výztuž ideální?

• Tenké betonové desky venku: Nelze vytvořit dostatečnou krycí vrstvu betonu pro ocelovou výztuž.
• Vyztužený beton do země nebo do styku s vodou: Zajišťuje se, aby se spodní výztuž nedotýkala zeminy, kde hrozí rychlá koroze ocelové výztuže.
• Podélné vyztužování ztraceného bednění: Těžko se utěsňuje před vnikající vlhkostí a ocelová výztuž není chráněna betonem.
• Betonování ze "zavlhlého" betonu: Porézní a nasákavý beton rychle ztrácí přirozené pH, což vede ke korozi ocelové výztuže.

Práce s kompozitní neocelovou výztuží:

• Lze ohýbat, je pružná, ale nedrží po ohnutí svůj tvar a navrací se do tvaru původního.
• Lze po ní chodit (například pokud tvoří vyztužení desky).
• Zkracování se provádí štípacími kleštěmi nebo úhlovou bruskou.
• Spojování se provádí plastovými elektrikářskými páskami.
• Dodává se ve větších kusech, což šetří peníze za překrývání.

Kari sítě z betonářské oceli jsou nejpoužívanější. Pro požadavky na nízkou hmotnost, zvýšenou odolnost či jiné parametry se však používají i sítě z alternativních materiálů:

• Nerezové kari sítě: Používají se v náročných průmyslových a pozemních stavbách, umožňují snížení tloušťky betonu.
• Plastové kari sítě: Vyrábí se nejčastěji z polypropylenu, jsou velmi lehké a používají se na tenké desky z betonu (do 8 cm) a omítky, vhodné pro podlahové topení.
• Kompozitní kari sítě: Představují moderní armovací materiál s velmi nízkou hmotností, vyšší pevností v tahu a nepodléhají korozi. Příkladem jsou kompozitní kari sítě ORLIBIT, složené z čedičových prutů.

Při realizaci stavby musí být konkrétní typ kari sítě součástí projektu, s výpočty si poradí statik. Sítě se zpravidla pokládají jen v jedné vrstvě. Celková plocha sítí tak přibližně odpovídá betonované ploše. Je důležité nezapomenout na vzájemné překládání sítí přes 3 oka. Při armování svépomocí nezapomeňte na podkládání kari sítí, které nesmí ležet přímo na kamenivu.

Alkalicko-křemičitá reakce (AKR)

Alkalicko-křemičitá reakce (AKR), známá také jako "rakovina betonu", je chemická reakce mezi alkáliemi v cementu a reaktivními druhy oxidu křemičitého v kamenivu. Za přítomnosti vody vzniká alkalicko-křemičitý gel, který absorbuje vlhkost a bobtná, což vede k tvorbě trhlin a poškození konstrukce. Proces je pomalý a může trvat roky, než se projeví. Běžný stavebník se AKR bát nemusí, pokud používá beton z ověřených zdrojů a neexperimentuje s neznámými surovinami.

Časté chyby při míchání a ukládání betonu:

• Nesprávné poměry složek nebo nedostatečné promíchání: Kamenivo se nedostatečně obalí cementovou směsí.
• Znečištěné kamenivo: Hlína nebo vegetace v kamenivu.
• Nevhodně velké frakce kameniva: Kamenivo nepropadne mezi výztuž, což vede k dutinám a korozi výztuže.
• Nepoužívání vibrátoru betonu: Zajišťuje dobré rozlití betonu a zamezuje vzniku dutin kolem výztuže.
• Nesprávné krytí výztuže: Příliš malá vrstva betonu vede k rychlé korozi ocelové výztuže.
• Špatná poloha výztuže: Výztuž není umístěna dle výkresu a výpočtu.
• Zanedbání třmínků: Třmínky mají v ohýbaných prvcích zachycovat smykové síly a jsou staticky důležité.
• Nesprávné ošetřování betonu: Chyby v době tuhnutí a tvrdnutí betonu mohou snížit pevnost a životnost prvku.

Elektrické kabely a vodiče v betonu

Elektrické kabely a vodiče se v betonu používají pro rozvod elektrické energie. Důležitá je jejich konstrukce, prostředí a způsob uložení. Silové instalační kabely, jako jsou CYKY, jsou stěžejní pro rezidenční, komerční i průmyslové elektroinstalace. Pro elektrický přívod se volí měděný kabel CYKY nebo hliníkový AYKY.

Typy jader kabelů:

Měděné jádro (Cu) je univerzální volbou pro domovní i běžné průmyslové instalace, protože má nízký elektrický odpor a dobře se s ním pracuje ve svorkách. Pocínovaná měď má stejné měděné jádro, jen je povrch vodiče potažený tenkou vrstvou cínu. Přínos pocínované mědi je hlavně v odolnosti povrchu proti oxidaci/korozi a stabilitě spojů v náročnějších podmínkách.

Izolace a plášť kabelů:

• Y (PVC): Nejběžnější izolace a plášť pro vnitřní i vnější podmínky. Dobrá odolnost proti mechanickému namáhání.
• R (pryž): Harmonizované označení pro gumové kabely (např. "střední guma"), nejčastější izolace a plášť pro venkovní podmínky (krátkodobě), na zahradu. Lehké mechanické namáhání, v suchu i vlhku a normálních teplotách.
• N (neoprén): Harmonizované označení pro gumové kabely (např. "těžká guma") pro venkovní podmínky (dlouhodobě), zemědělství a průmysl. Střední mechanické namáhání, v suchu i mokru a normálních teplotách.
• Silikonový plášť: Odolnější vůči extrémním teplotám (nízkým i vysokým). Pro přívod k topným zařízením, saunovým kamnům.
• N07V3V3-F (staveništní kabel): Oděruodolný, s PVC izolací i pláštěm, vysoká mechanická odolnost. Pro venkovní podmínky, staveniště a průmysl.
• Bezhalogenové kabely: Neobsahují halogenové prvky (chlor a další), a tím u nich nehrozí negativní působení na zdraví v případě požáru. Vhodné pro vyšší ochranu osob, školy, nemocnice, veřejné prostory.
• Oheň retardující (R) a se zachováním funkčnosti (V) kabely: Oranžové kabely "R" omezují šíření požáru a kouře. Hnědé kabely "V" zajišťují funkčnost vybraných okruhů i během požáru.

Průřez vodiče:

Průřez vodiče se uvádí v mm² a je zásadní pro to, jaký proud může vedení dlouhodobě bezpečně přenášet a jaké budou ztráty a úbytek napětí. Výslednou proudovou zatížitelnost ovlivní i způsob uložení, okolní teplota, seskupení více kabelů vedle sebe a také délka trasy.

Důležité upozornění: Průřez není to samé co průměr! Průřez (mm²) říká, "kolik kovu" má jádro a je to základ pro elektrické vlastnosti. Průměr (mm) je rozměr šířky.

Pro datové kabely je důležité stínění: UTP (bez stínění), FTP (jednoduché celkové stínění), STP (stínění párů), SSTP (stínění párů i celkové). Stínění zvyšuje kvalitu a rychlost přenosu dat a chrání datový kabel vůči vnějšímu elektromagnetickému rušení.

Optické kabely nepracují s elektrickým proudem, ale na principu totálního odrazu světla uvnitř skleněného vlákna. Používají se pro rychlé a spolehlivé přenosy dat.

tags: #medeny #drat #do #betonu #reakce

Oblíbené příspěvky:

• Od řemesla k technologiím: historické cihly
• Izolační omotávky: Chrání, izolují, zvyšují výkon
• Jan Birke opouští Sociální demokracii: Co to znamená pro Náchod?
• Jak postavit motorové prkno a terasu svépomocí
• Tepelná izolace podlahy: Jak na to?