Beton

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.
a kolektiv
STAVEBNÍ LÁTKY
MODUL BI01-M03
BETON



STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA



































Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku zodpovídá autor.

© Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.
Stavební látky

- 3 (49) -

OBSAH
1 ÚVOD .........................................................................................................7
1.1 Cíle ......................................................................................................7
1.2 Požadované znalosti ............................................................................7
1.3 Doba potřebná ke studiu......................................................................7
1.4 Klíčová slova.......................................................................................7
2 BETON........................................................................................................8
2.1 Definice (ČSN EN 206-1)...................................................................8
2.2 Rozdělení betonů podle.......................................................................9
2.2.1 Druh použitého pojiva.................................................................9
2.2.2 Stupeň vlivu prostředí (tabulka 1 v ČSN EN 206-1) ..................9
2.2.3 Konzistence čerstvého betonu (tab. 3 - 6 ČSN EN 206-1).........9
2.2.4 Způsob dopravy čerstvého betonu.............................................10
2.2.5 Způsob uložení čerstvého betonu do konstrukce ......................10
2.2.6 Způsob zpracování čerstvého betonu ........................................10
2.2.7 Objemové hmotnosti ztvrdlého betonu (ČSN EN 206-1) .........11
2.2.8 Pevnostní třídy ztvrdlého betonu (ČSN EN 206-1) ..................11
2.2.9 Využití ztvrdlého betonu v konstrukcích ..................................12
2.2.10 Zvláštní požadavky na funkci betonu........................................12
2.3 Složky čerstvého betonu....................................................................12
2.3.1 Cementy ....................................................................................12
2.3.2 Kamenivo ..................................................................................14
2.3.3 Záměsová voda..........................................................................14
2.3.4 Přísady.......................................................................................15
2.3.5 Příměsi.......................................................................................16
2.4 Složení čerstvého betonu...................................................................17
2.4.1 Přehled výpočtových metod......................................................17
2.4.2 Návrh složení čerstvého betonu ................................................17
2.4.3 Vodní součinitel ........................................................................18
2.4.4 Konzistence čerstvého betonu...................................................18
2.4.5 Teplota čerstvého betonu ..........................................................19
2.5 Technologie výroby betonu...............................................................19
2.5.1 Dávkování složek betonu ..........................................................19
2.5.2 Mísení čerstvého betonu............................................................20



- 4 (49) -
2.5.3 Ukládání a zhutňování čerstvého betonu.................................. 20
2.5.4 Ošetřování a povrchová ochrana tvrdnoucího betonu .............. 22
2.5.5 Urychlování tuhnutí a tvrdnutí betonu...................................... 22
2.5.6 Betonování za nízkých a vysokých teplot ................................ 22
2.6 Klasifikace betonů............................................................................ 23
2.6.1 Klasifikační třídy betonu podle podmínek prostředí ................ 23
2.6.2 Čerstvý beton............................................................................ 23
2.6.3 Ztvrdlý beton ............................................................................ 24
2.7 Požadavky na ztvrdlý beton (ČSN 206-1, část 5.5).......................... 25
2.7.1 Pevnost v tlaku.......................................................................... 26
2.7.2 Pevnost v příčném tahu............................................................. 26
2.7.3 Objemová hmotnost.................................................................. 26
2.7.4 Odolnost vůči průsaku tlakovou vodou .................................... 26
2.7.5 Odolnost proti požáru ............................................................... 26
2.8 Vlastnosti betonů.............................................................................. 26
2.8.1 Pevnost betonu (ČSN EN 206-1).............................................. 26
2.8.2 Pevnost statistická..................................................................... 31
2.8.3 Objemová hmotnost.................................................................. 32
2.8.4 Modul pružnosti a přetvárnosti................................................. 32
2.8.5 Odolnost betonu vůči průsaku tlakové vody ............................ 33
2.8.6 Odolnost betonu vůči střídavému zmrazování a rozmrazování 34
2.8.7 Objemové změny betonu .......................................................... 34
2.8.8 Teplotní roztažnost betonu ....................................................... 34
2.8.9 Trvanlivost betonu.................................................................... 34
2.9 Druhy betonů.................................................................................... 35
2.9.1 Prostý beton .............................................................................. 35
2.9.2 Železový beton ......................................................................... 35
2.9.3 Předpjatý beton ......................................................................... 36
2.9.4 Vodostavební beton .................................................................. 37
2.9.5 Beton s rozptýlenou výztuží ..................................................... 38
2.9.6 Vozovkový beton...................................................................... 38
2.9.7 Živičné betony .......................................................................... 39
2.9.8 Těžký beton .............................................................................. 39
2.9.9 Vysokopevnostní betony (HSC)............................................... 39
2.9.10 Samozhutnitelný beton (SCC) .................................................. 40
Stavební látky

- 5 (49) -

2.9.11 Lehký beton...............................................................................40
2.9.12 Zvláštní druhy betonů................................................................43
2.10 Kontrolní otázky................................................................................46
2.11 Korespodenční úkol...........................................................................46
2.12 Autotest .............................................................................................47
2.13 Klíč..................................................................................................47
2.13.1 Ke kontrolním otázkám.............................................................47
2.13.2 Ke korespodenčnímu úkolu.......................................................48
2.14 Závěr..................................................................................................49
2.14.1 Shrnutí .......................................................................................49
2.15 Studijní prameny ...............................................................................49
2.15.1 Seznam použité literatury..........................................................49
2.15.2 Seznam doplňkové studijní literatury........................................49
2.15.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny ...............................49


Stavební látky
- 7 (49) -
1 ÚVOD
1.1 Cíle
Předkládaná učební pomůcka je určena studentům prezenčního a kombinova-
ného studia v prvních ročnících pobytu na stavební fakultě. Získané znalosti se
stanou nezbytnými vstupy při studiu odborných předmětů všech směrů ve vyš-
ších ročnících.
Nezbytným doplňkem těchto textů jsou kontrolní otázky, korespondenční úkol,
autotest s klíčem ke kontrolním otázkám a korespondenčnímu úkolu, doporu-
čená studijní literatura a seznam norem.
V této části studijního textu se seznámíte vlastnostmi betonů, jejich rozdělením
a klasifikací.
1.2 Požadované znalosti
Pro porozumění studijního textu jsou nezbytné znalosti středoškolské fyziky a
a základní laický přehled o problematice. Základní údaje jsou v úvodu studijní-
ho textu zopakovány a vysvětleny.
1.3 Doba potřebná ke studiu
Doba studia závisí na znalostech čtenáře, obecně se dá říci, že na studium to-
hoto studijního textu 6 až 8 hod. studia.
1.4 Klíčová slova
Beton, cement, přísady, rozdělení betonů, klasifikace betonů











- 8 (49) -

2 BETON
2.1 Definice (ČSN EN 206-1)
Beton je materiál ze směsi cementu, hrubého a drobného kameniva a
vody, s přísadami nebo příměsemi nebo bez nich, který získá své
vlastnosti hydratací cementu

čerstvý beton je beton, který je zcela zamíchán a je ještě v takovém sta-
vu, který umožňuje jeho zhutnění zvoleným způsobem

ztvrdlý beton je beton, který je v pevném stavu a má již určitou pevnost

typový beton je beton, pro který jsou výrobci specifikovány požadované
vlastnosti a doplňující charakteristiky betonu a výrobce zodpovídá za do-
dání betonu vyhovujícího požadovaným vlastnostem a doplňujícím cha-
rakteristikám

normalizovaný beton je beton, jehož složení je předepsáno v normě
platné v místě použití betonu (v ČR se jeho zavedení nepředpokládá)

beton předepsaného složení je beton, pro který je výrobci předepsáno
složení betonu včetně používaných složek a výrobce zodpovídá za dodání
betonu předepsaného složení
Stavební látky
- 9 (49) -
2.2 Rozdělení betonů podle
• druhu použitého pojiva
• stupně vlivu prostředí
• konzistence čerstvého betonu
• způsobu dopravy čerstvého betonu
• způsobu uložení čerstvého betonu do konstrukce
• způsobu zpracování čerstvého betonu
• objemové hmotnosti ztvrdlého betonu
• pevnostních tříd ztvrdlého betonu
• způsobu využití ztvrdlého betonu v konstrukci
• zvláštních požadavků na funkci betonu
2.2.1 Druh použitého pojiva
Největší objem betonů se vyrábí s cementy různých druhů a vlastností. Při vy-
slovení pojmu beton bez přesnějšího určení pojiva se předpokládá beton ce-
mentový. Dalšími pojivy jsou: sádra, vápno, živice, polymery, hlinitanový ce-
ment, případně jemně mletá vysokopevnostní struska aktivovaná alkaliemi.
Použití těchto pojiv, s výjimkou asfaltu (živice), případně polymerních pojiv,
není obvyklé.
2.2.2 Stupeň vlivu prostředí (tabulka 1 v ČSN EN 206-1)
Působení prostředí: takové chemické a fyzikální působení, kterým je vystaven
beton, jehož účinky na beton nebo na výztuž nebo na zabudované kovové
vložky nejsou uvažovány jako zatížení konstrukce (tabulka 1).
Beton je klasifikován ve stupních 1 – 6.
1. Bez nebezpečí nebo narušení X0
2. Koroze vlivem karbonatace XC1 – XC4
3. Koroze vlivem chloridní (ne mořské vody) XD1 – XD3
4. Koroze vlivem chloridů z mořské vody XS1 – XS3
5. Střídavé působení mrazu a rozmrazování X1 – XF4
6. Chemické působení XA1- XA3
2.2.3 Konzistence čerstvého betonu (tab. 3 - 6 ČSN EN 206-1)
Pro klasifikaci konzistence čerstvého betonu platí:




- 10 (49) -

Tabulka 3 - klasifikace podle sednutí kužele S1-S5
Tabulka 4 - klasifikace podle VeBe V0-V4
Tabulka 5 - klasifikace podle míry sednutí C0-C3
Tabulka 6 - klasifikace podle rozlití F1-F6

Konzistence čerstvého betonu se stanoví nejvhodnější metodou podle tab. 3 až
6. Stupně konzistence v těchto tabulkách nejsou přímo vzájemně srovnatelné.
Pro postupy při stanovení zpracovatelnosti platí EN 12350 – 1 až 6.
2.2.4 Způsob dopravy čerstvého betonu
Čerstvý beton se od míchačky dopravuje v přepravnících, pasy nebo
v autodomíchávačích. Transportbeton je beton dodávaný v čerstvém stavu oso-
bou nebo organizací, která není odběratelem betonu. Sem patří beton vyráběný
mimo staveniště nebo vyráběný na staveništi, ale ne odběratelem. Doba, kterou
měříme od namíchání do uložení do bednění na stavbě by neměla přesáhnout
45 minut, případně 90 minut při použití vhodného zpomalovače tuhnutí.
2.2.5 Způsob uložení čerstvého betonu do konstrukce
Jsou to:
• monolitické betony, kdy se čerstvý beton dopravuje na stavbu někte-
rým ze způsobů uvedených v 2.2.4, nasype nebo čerpadly se naplní
bednění, ve kterém se zhutní, zatvrdne, ošetřuje se a po ztvrdnutí se od-
bední
• prefabrikované betony, kdy konstrukční prvek je vyráběn ve výrobně
nebo přímo na staveništi, po dosažení požadované pevnosti se odformu-
je, uloží se na skládce k dozrávání, ošetřuje se a po dosažení transportní
pevnosti se dopraví na staveniště, kde je uložen do konstrukce
2.2.6 Způsob zpracování čerstvého betonu
Způsobů zpracování čerstvého betonu je celá řada:
• betony vibrované
• betony dusané
• betony lité
• betony stříkané
• betony válcované
• betony vibrolisované
• betony odsávané (vakuované)
• betony odstředěné
• betony čerpané
Stavební látky
- 11 (49) -

O způsobu zpracování čerstvého betonu se rozhoduje ve fázi návrhu výroby
konstrukce, v tzv. technologickém předpisu výroby. Způsobu zpracování musí
odpovídat složení a konzistence čerstvého betonu a technologické zařízení na
zpracování čerstvého betonu.
2.2.7 Objemové hmotnosti ztvrdlého betonu (ČSN EN 206-1)
Podle objemových hmotností rozeznáváme:
•
lehké betony, které po vysušení v sušárně mají objemovou hmotnost
větší než 800 kg/m
3
a menší než 2000 kg/m
3
•
obyčejné betony, které po vysušení mají objemovou hmotnost větší
než 2000 kg/m
3
, nepřevyšující 2600 kg/m
3
• těžký beton s objemovou hmotností po vysušení větší než 2600 kg/m
3


Dále platí tabulka 9 – klasifikace lehkého betonu podle objemové hmotnosti.
Betony jsou rozděleny do 6 tříd od D1,0 do D2,0.
2.2.8 Pevnostní třídy ztvrdlého betonu (ČSN EN 206-1)
Pro klasifikaci betonu podle jeho pevnosti v tlaku platí tabulka 7 pro těžký a
obyčejný beton a tabulka 8 pro lehký beton. V tabulkách jsou uvedeny charak-
teristická pevnost v tlaku zjištěná na válcích Ø 150 mm a výšce 300 mm ve
stáří 28 dnů nebo charakteristická pevnost v tlaku zjištěná na krychlích o roz-
měru 150 mm ve stáří 28 dnů.

Charakteristická pevnost je hodnota pevnosti, pro kterou lze očekávat
nižší hodnoty nejvýše u 5 % základního souboru všech možných výsled-
ků hodnoceného objemu betonu.

Podle tabulky 7 jsou označeny betony s charakteristickou pevností třídou
v tlaku od C 8/10 až C 100/115, u lehkého betonu s charakteristickou pevností
LC 8/9 až LC 80/88, vysokopevnostní betony C 55/67 a výše a LC 55/60 a
výše.



- 12 (49) -

2.2.9 Využití ztvrdlého betonu v konstrukcích
Beton se využívá jako:
• tepelně izolační
• samonosný, výplňový
• nosný
• prostý
• vyztužený - železový
• předpjatý
• stínící – těžký beton
• s rozptýlenou kovovou nebo polymerní výztuží
2.2.10 Zvláštní požadavky na funkci betonu
Stavební praxe vyžaduje betony vyráběné podle zvláštních požadavků na jejich
funkci:
• trvanlivé
• vodostavební
• mrazuvzdorné
• provzdušněné
• rozpínavé
• korozivzdorné
• žáruvzdorné
• tepelně izolační
• korozivzdorné
• odolné vůči záření
2.3 Složky čerstvého betonu
2.3.1 Cementy
2.3.1.1 Druhy cementů (ČSN EN 197-1), [2 – tab. II.7 str.63]
• portlandský I
• portlandský směsný II
o portlandský struskový II/A-S, II/B-S
Stavební látky
- 13 (49) -
o portlandský s křemitý úletem II/A-D
o portlandský pucolánový II/A-P, II/B-P, II/A-Q, II/B-Q
o portlandský popílkový II/A-V, II/B-V, II/A-W, II/B-W
o portlandský s kalcilovanou břidlicí II/A-T, II/B-T
o portlandský s vápencem II/A-M, II/B-M
• vysokopecní III
o III/A, III/B, III/C
• pucolánový IV
o IV/A, IV/B
• směsný V
o V/A, V/B
• hlinitanový (v ČR zákaz používání pro nosné konstrukce, vyrábí se
v Maďarsku)
2.3.1.2 Třídy cementů
Třídy cementů jsou dány nejnižší pevností v tlaku zjištěné na zlomcích trámeč-
ků 40/40/160 mm po zkoušce tahu ohybem.
Třídy: 32,5, 42,5 a 52,5 případně 32,5 R, 42,5 R a 52,5 R, kdy písmeno R
(Rapid) znamená, že se jedná o cementy s vyššími počátečními pevnostmi.
2.3.1.3 Dávky cementů
Minimální dávka cementu CEM II/B-S 32,5 pro nosný beton B5 je 140
kg na 1 m
3
čerstvého betonu (dle DIN 1045). Pro konstrukční železový
beton C 12/15 je minimální dávka 240 kg na 1 m
3
č. b při zavlhlé směsi
a 300 kg při měkké směsi (dle DIN 1045).

Nejvyšší dávka cementu se doporučuje 450 kg na 1 m
3
č. b. Zvyšování
této dávky se již výrazně na pevnosti betonu neprojeví. U vysokopev-
nostních betonů se dávky pohybují i nad 550 kg na 1 m
3
č.6

Optimální dávka cementu je taková, aby cementový tmel obalil všechna
zrna kameniva, ocelovou výztuž a vyplnil mezery mezi nimi. Je snahou
vhodnou skladbou kameniva snížit objem cementového tmele a tím i
cementu.
Při návrhu složení betonové směsi pro danou třídu betonu pro požadovanou
konzistenci směsi a podle místa uložení v konstrukci se v závislosti na zrnitosti
kameniva vypočte potřebná dávka cementu.



- 14 (49) -


2.3.2 Kamenivo
Vhodnost kameniva je prokázána, pokud vyhovuje pr EN 12620:2000 pro hut-
né a těžké kamenivo a pr EN 13055-1:1997 pro pórovité kamenivo.
Běžně se do betonu přidávají frakce kameniva: 0/4, 4/8, 8/16, 16/22 a 16/22
mm.
Mezi kameniva drobná zařazujeme kameniva s maximálním zrnem 4 mm, hru-
bá kameniva v rozmezí 4 – 32 mm.
Těžené a drcené drobné kamenivo – písek – lze dělit na nejjemnější s max.
zrnem do 0,25 mm, jemné s max. zrnem do 1 mm a hrubé od 1 do 4 mm.
Hrubé těžené kamenivo od 4 do 32 mm se nazývá štěrk, hrubé drcené kameni-
vo stejné velikosti drť.
Při výběru kameniva, zrnitosti a kategorii, např. plochost zrn, odolnost proti
střídavému působení mrazu a rozmrazování, odolnost proti obrusu, jemné čás-
tice, je nutno vzít v úvahu:
• provádění prací
• konečné použití betonu
• podmínky okolního prostředí působící na beton
• případné požadavky na obsažené kamenivo, povrchové úpravy nebo
kamenivo pro hlazený povrch

Maximální jmenovitá horní mez frakce kameniva (D
max
) musí být určena
s ohledem na nutnost vytvoření betonové krycí vrstvy výztuže a šířku mini-
mální mezery.
Štěrkopísek podle pr EN 12620:2000 je možné použít do betonu pevnostní
třídy v tlaku nejvýše C 12/15. Kamenivo získané vypráním čerstvého betonu se
může použít jako kamenivo do betonu. Znovu použité, neroztříděné kamenivo
se nesmí použít ve větším množství než 5 % z celkového množství kameniva.
Pokud kamenivo obsahuje formy SiO
2
reagující na působení alkálií (Na
2
O a
K
2
O z cementu nebo jiného původu) a jestliže je beton vystaven vlhkému pro-
středí, musí se preventivně prokázat jeho vhodnost, aby se zabránilo škodlivým
účinkům alkalicko – křemičité reakce.
2.3.3 Záměsová voda
(ČSN 732028 – změna a) 9/1982)
K průběhu chemických a fyzikálních pochodů v tuhnoucím a tvrdnoucím beto-
nu