Náběh pevnosti betonu: Grafické znázornění a ovlivňující faktory

Při stavbě je klíčové pochopit, jak dlouho beton tvrdne a kdy je možné pokračovat s dalšími stavebními pracemi. Beton tvrdne zpravidla několik týdnů, ale dostatečné pevnosti dosahuje již po několika dnech. Beton zraje celkem 28 dní, po kterých získává 100 % uváděné pevnosti. Při betonování podlah nebo základové desky však není třeba čekat tak dlouho.

Vliv vnějších činitelů na nárůst pevnosti betonu

Rychlost nárůstu pevnosti betonu je ovlivněna mnoha faktory, které lze rozdělit na vnitřní a vnější. V tomto článku se zaměříme na dva nejdůležitější vnější činitele, které ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu a tím i rychlost výstavby monolitických staveb.

Klimatické podmínky

Mezi činitele, které ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu, patří klimatické podmínky, zejména teplota při výstavbě. Ideální teplota pro betonování je v rozmezí 15 - 25 °C. Při této teplotě dochází k optimálnímu procesu zrání betonu. Čím je teplota vyšší, tím beton rychleji tvrdne. Minimální teplota pro betonování je 5 °C. Teplota by rozhodně neměla klesnout pod bod mrazu.

Vliv vysokých teplot

Největším problémem při betonování v letním období je vysoká teplota vzduchu, která často překračuje 30 °C. V takovýchto podmínkách dochází k rychlému odpařování vody z čerstvého betonu už během jeho dopravy a samozřejmě i po jeho zabudování do bednění/konstrukce. Zvýšení teploty betonu vede též k urychlení chemických reakcí, které způsobují tuhnutí a tvrdnutí betonu a které se souhrnně označují jako hydratace cementu. Dobu tvrdnutí betonu ovlivňuje mimo jiné intenzita větru a slunečního záření, které se podílí na rychlosti odpařování vody z konstrukce. To je však v mnohých případech nežádoucí a betonovou konstrukci je třeba před slunečním zářením chránit přikrytím plachtou či kartonem. Vhodné je také konstrukce ošetřovat vodou, aby nedocházelo k nadměrnému vysychání betonu. Beton je během zrání ohrožen vznikem trhlin.

Vliv nízkých teplot

Je všeobecně známo, že se snižováním teploty se zpomalují procesy hydratace cementu. K podstatnému zpomalení dochází už při teplotě +5 °C. V důsledku toho se zpomaluje i vývoj pevnosti betonu a prodlužuje se doba k dosažení potřebných pevností. Pokles teploty pod 0 °C může mít navíc velmi nepříznivý (až fatální) vliv na strukturu betonu, a tedy i na jeho vlastnosti. Při záporných teplotách dochází postupně k zamrzání pórové kapaliny čerstvého betonu. Přeměna vody v led je provázena zvětšením jejího objemu přibližně o 9 %. Toto zvětšení objemu může způsobovat vnitřní napětí v betonu. Z hlediska poškození čerstvého betonu je velmi důležité, kdy dojde k zamrznutí této pórové kapaliny. Také proto se v praxi setkáváme s doporučením dodržet minimální teplotu prostředí na úrovni cca 5 °C, a to alespoň do doby, než pevnost betonu nabude min. 3,5 MPa, resp. teplota nad 0 °C až do dosažení pevnosti betonu 5,0 MPa. Je zřejmé, že teplotní podmínky ovlivňují rychlost nárůstu pevnosti betonu v tlaku.

Čtěte také: Překližka: Tlaková pevnost

Technologie zpracování betonu

Dalším činitelem, který ovlivňuje rychlost nárůstu pevnosti betonu, je technologie zpracování betonu. Významným procesem je hlavně zhutňování betonu, které ovlivňuje zvýšení počáteční i konečné pevnosti betonu. Čerstvý beton je možné zhutňovat staticky (působením tlaku) nebo dynamicky (nárazy, vibrací) nebo kombinací obou způsobů. Nejpoužívanější technologie zhutňování na staveništi jsou:

• Pěchování: Používá se k zhutňování řídkých (měkkých a tekutých) čerstvých betonů pomocí ocelové tyče.
• Ubíjení: Používá se ke zhutňování hustějších čerstvých betonů, ale je málo účinné. Tloušťka vrstvy čerstvého betonu při této technologii zhutňování má být nejvýše 150 mm.
• Vibrování: Je účinný a velmi rozšířený způsob zhutňování. Z vibračního zařízení se přenáší kmitání do čerstvého betonu. Rozkmitaný čerstvý beton nabývá vlastnosti těžké kapaliny, uvolňuje se z ní vzduch a zrna kameniva vyplňují dutiny. Vibrace může být přímá nebo přenášená. U přímé vibrace je vibrační zařízení v kontaktu s čerstvým betonem, používají se ponorné nebo povrchové vibrátory.
• Vakuování: Další metoda zhutňování.

Vliv typu cementu a přísad na nárůst pevnosti betonu

Pevnost betonu v tlaku ve věku t závisí především na druhu a třídě cementu, teplotě a podmínkách při hydrataci a ošetřování. Použitý cement zásadním způsobem ovlivňuje rychlost náběhu pevností betonu v čase. V zimním období je rychlost náběhu pevností betonu v konstrukci výrazně ovlivněna i vývojem hydratačního tepla cementu. Typ plastifikační přísady ovlivňuje zejména počátek tuhnutí a tvrdnutí betonu.

• CEM II/B-S 32,5 R: Základní typ cementu, optimální varianta z pohledu ceny a technických parametrů.
• CEM I 42,5 R: Typ cementu určený zejména pro betony v prostředí XF2-4 nebo pro betony s rychlým náběhem pevností. V zimních podmínkách přichází v úvahu použití rychlého portlandského cementu CEM I 42,5 R místo standardního cementu CEM II/B-S 32,5 R. Touto záměnou nezkrátíme zpracovatelnost betonu, ale zvýšíme samoohřev betonové konstrukce během tvrdnutí a urychlíme náběh pevností.

Betony s urychlujícími přísadami jsou značeny jako varianta R. Jejich účinek je v urychlení počátku tuhnutí a tvrdnutí. Tím se sice určitým způsobem zkracuje doba zpracovatelnosti, ale výrazně se omezí chladnutí betonu před počátkem hydratace a započetím samoohřevu betonu.

Rozdílný nárůst pevností betonů s různými cementy

Následující tabulka ukazuje rozdílný nárůst pevností betonů s různými cementy v chladných a laboratorních podmínkách:

Vliv vodního součinitele a vzniku trhlin

Dobu tvrdnutí významně ovlivňuje vodní součinitel betonu. Čím více je v betonu vody, tím déle tvrdne. Mimo to je betonová konstrukce náchylná na tvorbu trhlin vlivem nadměrného smršťování betonu. Beton je během zrání ohrožen vznikem trhlin. Tyto trhliny nejsou jen trvanlivostní a estetický problém, ale i problém pevnosti zralého betonu. Jaké má beton podmínky během zrání, takové jsou i jeho parametry jako vyzrálého materiálu. K zabránění vzniku trhlin v betonech a maltách se již v dávné minulosti používala vlákna rostlinného nebo živočišného původu. Nyní jsou nejběžnější skleněná alkalivzdorná vlákna a vlákna polypropylénová. Pro zrající beton je modul pružnosti rychle rostoucí veličina, která po několika hodinách převýší modul pružnosti polypropylenu. Od tohoto okamžiku již nízkomodulový polypropylén není schopen zrající beton vyztužovat. Kromě napětí od plastického smršťování všechna další napětí vedoucí ke vzniku trhlin ve zrajícím betonu vznikají až po této době. Skleněná vlákna Cem-FIL ANTI-CRAK HD svým modulem nejméně 2x převyšují modul pružnosti zralého betonu a jsou tudíž plně funkční i ve zralém betonu.

Čtěte také: Jak vyrovnat podklad pro pevnou podlahu

Pevnost betonu

Pokud bychom měli definovat pevnost betonu v tlaku, tak se jedná o velikost napětí, kterému musí podlehnout vzorek betonu. Jeho velikost při porušení zkušebního vzorku se poté rovná třídě betonu. Ty jsou odvozeny od maximálního napětí, které přirozeně zkušební vzorek již poškodí. Norma ČSN EN 206-1 tímto způsobem stanovuje 16 pevnostních tříd obyčejného a těžkého betonu a 14 tříd lehkého betonu. Pevnost betonu v tlaku (Compressive strength of concrete) se provádí v prostém Rb (krychelná pevnost betonu), v sevřeném a naposledy v soustředěném stavu. Rovněž se dělá i pevnost betonu v tahu a ve smyku. Podíl cementového kamene. Množství cementového kamene má být vždy takové, aby se zaplnily veškeré mezery. Pevnost neboli soudržnost rozhraní vnitřního povrchu betonu (povrchu kameniva).

Čtěte také: Podrobný průvodce světem vibrátorů na beton

tags: #nabeh #pevnosti #betonu #graf

Oblíbené příspěvky:

• Elegantní servírování s dřevěným podnosem
• Konstrukce sádrokartonových podhledů Knauf
• Spojení tradice a inovace v keramických fasádách
• průvodce výběrem ohebných lišt
• Harmonické dřevostavby