- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálVYSOKÉ UENĂŤ TECHNICKÉ V BRN
FAKULTA STAVEBNĂŤ
DOC. ING. RUDOLF HELA, CSC.
TECHNOLOGIE BETONU
MODUL M01
BJ 04 TECHNOLOGIE BETONU I
STUDIJNĂŤ OPORY
PRO STUDIJNĂŤ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Název pedmtu · Modul BJ04
- 2 (110) -
© Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc., Brno 2005
Obsah
- 3 (110) -
OBSAH
1 Ăšvod ...............................................................................................................7
1.1 CĂle ........................................................................................................7
1.2 Požadované znalosti..............................................................................8
1.3 Doba potebná ke studiu .......................................................................8
1.4 KlĂová slova.........................................................................................8
1.5 Použitá terminologie (nepovinné).........................................................8
2 Technologie betonu.....................................................................................11
2.1 Význam betonu, rozdlenà a znaenà ..................................................12
2.1.1 Základnà požadavky..............................................................13
2.1.2 Stupn vlivu prostedĂ...........................................................14
2.1.3 TĂdy pevnosti betonu ...........................................................15
2.1.4 Základnà složky betonu.........................................................16
2.2 Kamenivo ............................................................................................17
2.2.1 Petrografie.............................................................................18
2.2.2 Granulometrie .......................................................................18
2.2.3 Technologické požadavky ....................................................22
2.2.4 Alkalicko-kemiitá reakce...................................................24
2.2.5 Pórovité kamenivo ................................................................24
2.3 Cement a voda.....................................................................................25
2.3.1 Druhy cement......................................................................26
2.3.2 Mineralogie cement ............................................................27
2.3.3 Technologické požadavky ....................................................28
2.3.4 Voda......................................................................................30
2.4 PĂsady.................................................................................................30
2.4.1 Fyzikáln chemickĂ© procesy psobenĂ chemickĂ˝ch pĂsad ..31
2.4.2 Plastifikátory a superplastifikátory .......................................33
2.4.3 ProvzdušovacĂ pĂsady ........................................................36
2.4.4 StabilizanĂ a tsnĂcĂ pĂsady.................................................36
2.4.5 PĂsady urychlujĂcĂ tuhnutĂ a tvrdnutĂ cementu.....................37
2.4.6 RetardanĂ pĂsady ................................................................38
2.5 PĂmsy a vyztuĹľovánĂ betonu ............................................................38
2.5.1 LatentnĂ hydraulicita .............................................................39
2.5.2 Kemiité úlety, mikrosilika .................................................40
2.5.3 LĂ©tavĂ˝ popĂlek ......................................................................41
2.5.4 JemnĂ© podĂly tuhĂ˝ch ástic ...................................................42
2.5.5 Barevné pigmenty .................................................................43
2.5.6 Vyztužovánà betonu ..............................................................43
2.5.6.1 Vlastnosti ocele.....................................................................44
2.5.6.2 Betonáská ocel.....................................................................45
2.5.6.3 PedpĂnacĂ vĂ˝ztuĹľ..................................................................45
2.5.6.4 Krytà výztuže betonem..........................................................46
Název pedmtu · Modul BJ04
- 4 (110) -
2.5.6.5 Rozptýlená vlákna................................................................ 46
2.6 SloĹľenĂ betonu .................................................................................... 48
2.6.1 Návrh složenà betonu............................................................ 48
Výsledná specifikace a ovenà návrhu složenà betonu musà obsahovat
krom komernĂch a provoznĂch Ăşdaj následujĂcĂ technická
data: ...................................................................................... 50
2.6.2 Technologické závislosti složenà betonu.............................. 50
2.7 Druhy beton...................................................................................... 55
2.7.1 SilninĂ beton........................................................................ 55
2.7.2 VodostavebnĂ beton.............................................................. 57
2.7.3 TĹľkĂ˝ beton.......................................................................... 57
2.7.4 LehkĂ˝ beton.......................................................................... 58
2.7.5 Beton pro masivnĂ konstrukce.............................................. 60
2.7.6 erpanĂ˝ erstvĂ˝ beton.......................................................... 61
2.7.7 PohledovĂ˝ beton................................................................... 61
2.7.8 ArchitektonickĂ˝ beton.......................................................... 62
2.7.9 RecyklovanĂ˝ beton............................................................... 63
2.7.10 Pnobeton............................................................................. 63
2.8 Reologie erstvého betonu ................................................................. 64
2.9 VysokohodnotnĂ© a samozhutujĂcĂ betony......................................... 69
2.9.1 VysokohodnotnĂ© (vysokopevnostnĂ) betony........................ 69
2.9.2 SamozhutnitelnĂ˝ beton......................................................... 71
2.10 Technologie zpracovánà erstvého betonu ......................................... 73
2.10.1 Zpracovánà erstvého betonu ............................................... 73
2.10.2 ZvláštnĂ zpsoby betonovánĂ................................................ 75
Do tĂ©to skupiny operacĂ zaazujeme stĂkánĂ betonu (torkretovánĂ),
injektovánĂ, betonovánĂ pod vodou a dvoufázovĂ© betonovánĂ.75
2.10.3 Zhutovánà erstvého betonu ............................................... 77
2.10.4 Zhutovánà vibracà ............................................................... 78
2.10.5 SystĂ©movĂ© bednnĂ............................................................... 81
2.10.6 SeparanĂ pĂpravky.............................................................. 81
2.11 TvrdnutĂ betonu .................................................................................. 82
2.11.1 Hydratace cementu............................................................... 83
2.11.2 TvrdnutĂ betonu za vyššĂch teplot ........................................ 85
2.11.3 Betonovánà v zim................................................................ 87
2.11.4 Ošetovánà betonu ................................................................ 88
2.11.5 Povrchová ochrana betonu ................................................... 89
2.12 Vlastnosti a zkoušenà betonu.............................................................. 91
2.12.1 Vlastnosti betonu.................................................................. 91
2.12.2 Pórovitá struktura cementového kamene ............................. 92
2.12.3 Mikromechanika betonu....................................................... 92
2.12.4 Pevnost betonu ..................................................................... 93
2.12.5 Deformace betonu ................................................................ 95
2.12.6 Trvanlivost betonu................................................................ 97
Obsah
- 5 (110) -
2.12.7 Chemická koroze betonu.......................................................99
2.12.8 Koroze ocele v betonu ........................................................101
2.13 HodnocenĂ kvality a vliv na ĹľivotnĂ prostedĂ...................................102
2.13.1 Kontrola a kvality betonu....................................................102
2.13.2 Systémy jakosti ...................................................................105
2.13.3 Ochrana ĹľivotnĂho prostedĂ................................................106
2.13.4 Recklace..............................................................................107
3 Závr..........................................................................................................109
3.1 ShrnutĂ...............................................................................................109
3.2 StudijnĂ prameny ...............................................................................110
3.2.1 Seznam použité literatury ...................................................110
3.2.2 Seznam doplkové studijnà literatury .................................110
3.2.3 Odkazy na dalšà studijnà zdroje a prameny.........................110
3.3 KlĂ................................................. Chyba! ZáloĹľka nenĂ definována.
Ăšvod
- 7 (110) -
1 Ăšvod
1.1 CĂle
Beton je základnĂm matriálem soudobĂ©ho stavebnictvĂ a proto technolo-
gie betonu je nezbytnou znalostĂ stavebnĂho inĹľenĂ˝ra. Technologie betonu je
vdnĂ a technická disciplina, která se zabĂ˝vá sloĹľenĂm, vĂ˝robou a vlastnostmi
betonu s cĂlem dosaĹľenĂ potebnĂ˝ch vlastnostĂ s minimálnĂ energetickou náro-
nostĂ (Ăşsporou cementu) a minimálnĂm zatĂĹľenĂm ĹľivotnĂho prostedĂ. Postupn
se pecházà od empirického poznánà a pozorovánà k obecné formulaci problém
jazykem matematiky, zvyšuje se stupe matematizace oboru.
Technologie betonu má v technické praxi nkterá specifika, které ji odli-
šujĂ od jinĂ˝ch obor materiálovĂ©ho inĹľenĂ˝rstvĂ:
• Znaná hmotnost betonových konstrukcà vyvolává vysoké nároky na
dopravnĂ zatĂĹľenĂ ĂşzemĂ a dopravnĂ vzdálenosti i velkĂ˝ objem pepravovanĂ©
hmoty zatžujà životnà prostedà také znaným objemem tžby surovin.
• Stochastický charakter vlastnostà betonu vyžaduje hodnotit všechny vý-
sledky zkoušenĂ betonu pomocĂ matematickĂ© statistiky. S tĂm souvisĂ hos-
podárnost konstrukcĂ, nebo pi velkĂ©m rozptylu hodnot mechanickĂ˝ch
vlastnostĂ zavádĂme do statickĂ˝ch vĂ˝pot konstrukcĂ rznĂ© opravnĂ© sou-
initele.
• Dlouhá trvanlivost betonu, která výrazn pekonává vtšinu známých
umlĂ˝ch materiál a stavby z betonu ovlivujĂ Ĺľivot tyem i vĂce genera-
cĂm. Beton dlouhodob plnĂ svou statickou funkci a ocelová vĂ˝ztuĹľ v beto-
nu vtšinou nekoroduje.
• Beton je kehký, jeho pevnost v tahu je pouze zlomkem pevnosti v tlaku,
vykazuje malou duktilitu, proto se vyztuĹľuje pruty a vlákny vyššà pevnostĂ
v tahu (vtšinou ocelĂ).
• Vlastnosti betonu jsou funkcà asu, tuto závislost sledujeme ve tech
horizontech:
a) erstvĂ˝ beton tuhne a tvrdne v mĂtku hodin, proto musĂ bĂ˝t rychle
zpracován,
b) skutenĂ© pevnosti betonu stanovujeme za 28 dnĂ od zamĂchánĂ erstvĂ©ho
betonu, proto se hledajĂ cesty jak tuto “ekacĂ dobu” v mĂtku dn zkrá-
tit,
c) tvrdnutĂ betonu probĂhá trvale (v pirozenĂ˝ch teplotnĂch a vlhkostnĂch
pomrech), mĂtkem jsou zde msĂce.
Pesné definovánà vlastnostà betonu jako funkce jeho složek narážà na po-
tĂĹľe vyvolanĂ© mnohoznanou závislostĂ vlastnostĂ na sloĹľenĂ a technologii be-
tonu. Poet nezávisle promnnĂ˝ch pevnosti betonu je vĂce jako 20 a nkterĂ© z
nich jsou ješt asov závisle, také nelze považovat cementový kámen (= za-
tvrdlĂ˝ cementovĂ˝ tmel, sestávajĂcĂ z cementu a vody) a kamenivo za homogen-
nĂ. SeskupenĂ zrn kameniva je náhodnĂ˝m stavem, dávkovánĂ sloĹľek betonu se
dje v uritĂ˝ch tolerancĂch a proto nelze žádnĂ© závislosti povaĹľovat za deter-
minovanĂ©, ale pouze pravdpodobnĂ© s rozdĂlnou mĂrou korelace. Závislosti
Název pedmtu · Modul BJ04
- 8 (110) -
zĂskanĂ© mezi jednotlivĂ˝mi veliinami jsou závislostmi stochastickĂ˝mi (statis-
tickĂ˝mi), kterĂ© jsou platnĂ© v uritĂ˝ch mezĂch a s uritou pravdpodobnostĂ.
CĂlem studia je zĂskánĂ znalostĂ základnĂch sloĹľek betonu (kameniva, cementu
a vody), doplujĂcĂch sloĹľek (chemickĂ˝ch pĂsad a pĂmsĂ). Bhem studia jsou
procvieny skladby jednotlivých složek a jejich vzájemná interakce podle po-
tebných výsledných vlastnostà betonu. Nezbytným výsledkem studia je navr-
ĹľenĂ, odzkoušenĂ a uĹľitĂ pĂslušnĂ©ho druhu betonu pro konkrĂ©tnĂ konstrukci
1.2 Požadované znalosti
ZákladnĂ orientace ve stavebnĂch materiálech a konstrukcĂch. ZákladnĂ znalosti
z matematiky, fyziky tuhé fáze, anorganické a fyzikálnà chemie.
1.3 Doba potebná ke studiu
Celkem 13 dvouhodinovĂ˝ch pednášek a stejnĂ˝ poet laboratornĂch a vĂ˝poet-
nĂch cvienĂ
1.4 KlĂová slova
Kamenivo, voda, cement, pĂsady, pĂmsi, vĂ˝ztuĹľ betonu, erstvĂ˝ beton, sil-
ninĂ beton, vodostavebnĂ beton, tĹľkĂ˝ beton, lehkĂ˝ beton, vysokohodnotnĂ˝
beton, samozhutujĂcĂ beton, beton pro masivnĂ konstrukce, erpánĂ erstvĂ©ho
betonu, pohledový beton, konzistence erstvého betonu, zhutovánà erstvého
betonu, zhutovánĂ vibracĂ, systĂ©movĂ© bednnĂ, separanĂ pĂpravky, hydratace
cementu, ošetovánà betonu, pórovitá struktura, pevnost betonu, soudržnost
ocele s betonem, zkoušenà betonu, deformace betonu, permeabilita betonu,
trvanlivost betonu, mrazuvzdornost betonu, odolnost proti chemickým rozmra-
zovacĂm látkám.
1.5 Použitá terminologie (nepovinné)
Terminologie je pevzata z evropských technických norem SN EN 206-1
a EN 1992-1-1,
Beton (concrete) materiál ze smsi cementu, hrubého a drobného kameniva a
vody, s pĂsadami nebo pĂmsemi nebozez nich, kterĂ˝ zĂská svĂ© vlastnosti hyd-
ratacĂ cementu. erstvĂ˝ beton (fresh concrete) beton, kterĂ˝ je zcela zamĂ-
chán a je ješt v takovém stavu, který umožuje jeho zhutnnà zvoleným zp-
sobem.
Ztvrdlý beton (hardened concrete) beton, který je v pevném stavu a má již
uritou pevnost.
Transportbeton (ready-mixed concrete) beton, dodávaný z výrobny mimo
staveništ.
Ăšvod
- 9 (110) -
Obyejný beton (normal-weight concrete) s objemovou hmotnostà 2000 –
2600 kg.m-3,
Lehký beton (light-weight concrete) s objemovou hmotnostà 800 – 2000 g.m-
3.
TĹľkĂ˝ beton (heavy-weight concrete) s objemovou hmotnostĂ nad 2600 kg.m-
3.
VysokopevnostnĂ beton (high-strength concrete) beton pevnostnĂ tĂdy vyššĂ
než C 50/60 nebo pro lehký beton vyššà než LC 50/55.
Vodnà souinitel (water/cement ratio) pomr úinného obsahu vody
k hmotnosti cementu v erstvém betonu.
Stupe vlivu prostedĂ (exposure class) klasifikuje vliv prostedĂ na beton ve
stupnĂch.
Anglická terminologie:
PĂsada – admixture, pĂsada – addition, kamenivo – aggregate, pĂłrovitĂ© kame-
nivo (s objemovou hmotnostà nad 2000 kg.m-3) – light-weight aggregate, pr-
kaznà zkouška – initial test, zkouška identity – identity test, zkouška shody –
conformity test.
Stavebnà objekt – construction work, provádnà – execution, konstrukce –
structure
Název kap. . 2
- 11 (110) -
2 Technologie betonu
Beton je kompozitnà materiál.
Kompozit je kaĹľdĂ˝ materiálovĂ˝ systĂ©m, kterĂ˝ je sloĹľen z vĂce (nejmĂ©n
dvou) fázĂ, z nichĹľ alespo jedna je pevná s makroskopicky rozeznatelnĂ˝m
rozhranĂm mezi fázemi.Má vlastnosti, jeĹľ nemohou bĂ˝t dosaĹľeny kteroukoli
sloĹľkou (fázĂ) samostatn, ani prostou sumacĂ (Bareš).
HlavnĂ parametry kompozit:
a) vlastnosti fázà (vetn tekuté a plynné fáze v pórech), tj. mechanické
vlastnosti (pevnost, modul pruĹľnosti, pracovnĂ diagram, meznĂ petvoenĂ) a
anizotropie vlastnostĂ jednotlivĂ˝ch fázĂ,
b) objemovĂ© zastoupenĂ fázĂ, jejich geometrickĂ˝ tvar a geometrickĂ©
uspoádánĂ v systĂ©mu vetn pĂłr (mnoĹľstvĂ, orientace a prmrnĂ©
vzdálenosti dispergované fáze),
c) interakce jednotlivých fázà a vlastnostà styku, tj. schopnost penosu
zatĂĹľenĂ z matrice do vyztuĹľujĂcĂch ástic a naopak (soudrĹľnost na
kontaktu fázĂ),
d) interakce s okolnĂm prostedĂm,
e) historie materiálu i fázà od jejich vzniku; zahrnuje vliv asu, technolo-
gii zpracovánĂ, rychlost zmn vnjšĂho namáhánĂ a okolnĂch podmĂnek.
Pevážnou ást objemu konstruknĂho materiálu zaujĂmajĂ tuhĂ© fáze. Nej-
astji jsou tyto fáze dv,v druhĂ© ásti jsou ástice rozptĂ˝leny. Fáze, která tvoĂ
rozptýlené ástice, se oznauje fázà dispergovanou, a druhá fáze, která tyto
ástice nese, je fáze disperznĂ, astji oznaovaná jako matrice.
Pro stavebnĂ materiály má pedevšĂm vĂ˝znam minerálnĂ matrice a áste-
n i polymernĂ a smĂšená matrice. NejrozšĂenjšà matricĂ je cementovĂ˝ ká-
men. Existuje tém nekonené množstvà rzných kompozic pojivých složek,
množstvà vody v kompozitu, druh a velikosti plniva (kameniva) a objemového
podĂlu plniva. Tyto parametry jsou pĂinou stochastickĂ˝ch (pravdpodobnĂ˝ch)
vlastnostĂ cementovĂ©ho tmele (plastickĂ˝ stav suspenze ped zatuhnutĂm) a ce-
mentovĂ©ho kamene. Cement je polydisperznĂ partikulárnĂ látka, která ve vodnĂ
suspenzi má nenewtonskĂ© chovánĂ a jejĂĹľ vlastnosti jsou funkcĂ asu (postupná
hydratace). Cementový kámen je pórovitá látka s mrným povrchem 210 m2.g-1
(cement má mrný povrch kolem 0,3 m2.g-1). Z 1 cm3 cementu se vytvoà 2,2
cm3 cementového gelu s póry o velikosti asi 2 nm a velikosti ástic hydratova-
nĂ˝ch slĂnkovĂ˝ch minerál 1,0 aĹľ 103 nm. Vlastnosti cementovĂ©ho kamene jsou
pedevšĂm závislĂ© na mnoĹľstvĂ vody pidanĂ© k cementu (vodnĂ souinitel je
pomr hmotnosti vody k cementu). Ăm vtšà je vodnĂ souinitel, tĂm horšĂ
vlastnosti cementovĂ˝ kámen vykazuje. PidánĂm kameniva k cementovĂ©mu
tmelu vzniká erstvĂ˝ beton a tvrdnutĂm pak konstruknĂ stavebnĂ materiál –
beton. Beton je mnohofázová látka složená z rzn velikých zrn kameniva, ze
zrn nezhydratovaného cementu, cementového gelu a rzn velikých pór. Pro-
to je prakticky pesnĂ˝ strukturnĂ popis vylouen a pouĹľĂvá se tĂfázovĂ˝ model:
kamenivo - cementový kámen - póry. Model je relativn složitý, nebo na nj
psobĂ vnjšà prostedĂ (zatĂĹľenĂ, teplota, vlhkost aj.) a docházĂ k rozdĂlnĂ˝m
deformacĂm fázĂ.
Název pedmtu · Modul BJ04
- 12 (110) -
2.1 VĂ˝znam betonu, rozdlenĂ a znaenĂ
Každá vdnà i technická disciplina má svj historický vývoj. Historie
praktických aplikacà technologie betonu sahá až do roku asi 3600 let p.n.l.,
kdy Plinius st. zaznamenal sloupy v Egypt postavené z umlého kamene.
Vzácný doklad nám zanechal Marcus Vitruvius Pollio ve své knize Deset knih
o architektue, kde popisuje uĹľitĂ sopenĂ©ho tufu, kterĂ˝ smĂchán s vápnem
tvrdn
Vloženo: 15.02.2012
Velikost: 915,10 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz