test 3/3

pna s vhodnými přísadami
obsahujícími hydraulické oxidy
Při výpalu hydraulického vápna vznikají reakce mezi CaO a hydridraulickými oxidy nové hydraulické složky jako C2,S,C3,A,C4,AF, podobně jako u portlanckého cementu
Výroba hydraulického vápna
v šachtových nebo rotačních pecích.Poněvadž vápna slabě hydraulická obsahují značné množství CaO,mohou se hasit i za sucha malým množstvím vody
Vlastnosti hydraulického vápna – rychlejší tuhnutí a tvrdnutí než vápno vzdušné. Pevnost v tlaku se pohybuje v rozmezí 2,5 – 15 Mpa.
Použití hydraulického vápna
Ve stavebnictví pro výrobu malt a betonů nižších pevnostních tříd uložených jak na vzduchu,tak i ve vodě.Často se používají pro přípravu šlechtěných omítek nebo pro přípravu omítkových malt přímo na stavbě.Maltám dodávají potřebnou plastičnost a přilnavost k podkladu.Odolávají povětrnostním vlivům a tím mají i delší životnost než vápna vzdušná.
Cement (označení CEM)
Def: Je hydraulické pojivo pálené nad mez slinutí 1 400 – 1 450 oC,je to jemně mletá anorganická látka,která po smíchání s vodou v důsledku hydratačních reakcí a procesů tuhne a tvrdne a po zatuhnutí zachovává svoji pevnost jak na vzduchu tak i ve vodě.
Přednosti - lze z něj vyrábět různé kce a výrobky o vysoké pevnosti a trvanlivosti jak ve vzdušném,tak i ve vodním prostředí a přizpůsobit je tvarem a vlastním účelem použití.
Nedostatky - Je málo odolný vůči některým agresivním látkám.Oproti velké pevnosti v tlaku má menší pevnost v tahu a ohybu a proto se musí používat ocelová výztuž.
Suroviny
Základní
Mezi nejdůležitější patří vápenec,dále,křídy ,hlíny a jíly.Nejvhodnější je vápenec s obsahem CaCO3 7 – 78% s přítomnými hydraulickými složkami v podobě jílových minerálů a dalších složek stejnoměrně prostoupených hmotou vápence
Pomocné
Přidávají se v tom případě,kdy základní surovina neobsahuje v dostatečném množství sádrovec,nebo sádrové střepy přidávané pro úpravu regulace tuhnutí.
Výroba cementů
Můžeme rozdělit do dvou etap – výroba slínku →výroba cementu
Cementové slínky
Získáme výpalem surové směsi na teplotu 1350 - 1450oC v různých typech pecních agregátů (šachtové,rotační s výměníky tepla)a jeho rychlým ochlazením v chladičích.
C3S (alit)- kterého je ve slínku 35 – 75%,má vysoký vývin hydratačního tepla 500KJ.Kg-1 slínku,přispívá zvláště k vývinu
počátečních pevností,ale má malou odolnost agresivním vodám
C2S (belit)– zvaný belit,ve slínku je ho 5 – 40% má menší vývin hydratačního tepla 210 KJ.Kg-1 slínku k vývinu
pevnosti.Má malou odolnost vůči agresivním vodám.
C3A (celit) – jeho obsah ve slínku je 3 – 15%,má největší reaktivitu,vývin hydratačního tepla je až 910 KJ.Kg-1 slínku,s
vodou reaguje okamžitě a má velmi malou odolnost vůči síranům.
C4AF – zvaný celit,ve slínku je ho 9 – 14 % má poměrně vysoký vývin hydratačního tepla 420 KJ.Kg-1 slínku,plynule se
podílí na vývinu pevnosti a má větší odolnost vůči agresivnímu prostředí
Výroba cementu pak spočívá ve společném semletí p-slínku s dalšími přísadami.Hlavní přísadou je sádrovec nebo sádrové střepy přidávané pro úpravu regulace tuhnutí.
Druhy cementů
Pro obecné použití – portlandský,portlandský směsný,vysokopecní,porcelánový
Hlinitanové
Speciální – silniční,síranovzdorný,hydrofobní,bílý
Pro obecné použití:
Portlanský cement CEM I. – není vhodný na velké masivní konstrukce
Portlandský struskový cement – je odolný proti agresivním a odpadním vodám, je vhodný pro silnostěnné betonáže
Portlandský pucolánový cement – odolný vůči agresivnímu prostředí ale jsou citlivé na teplotní podmínky
Cementy speciální
Silniční cement – spíše než pevnost v tlaku se sleduje pevnost v ohybu
Síranovzdorný cement
Hydrofobní cement – je vhodný pro vodní stavby, nádrže, jímky, stoky, hráze, tlakové roury, kanalizační potrubí
Bílý cement – používá se hlavně pro architektonické účely, úpravě vnějších fašád či povrchů železebetonových staveb, k vyznačení dopravních cest a k sochařským a ozdobným betonářským pracem. Používá se také pro připravu omítkových směsí.
Hlinitanový cement – rychle tvrdnoucí hydraulické pojivo, které se získá jemným semletím hlinitanového slínku. Pro sovji dobrou odolnost priti žáje je v současné době používán hlavně pro výrobu žárobetonu.
Zkoušky cementu – v laboratořích (konzistence cementu se měří pomocí Vicatova přístroje, stanovevní objemové stálosti Le Chatelierovou metodou)
Malty
Def: Maltou je označována ztvrdlá směs pojiva,plniva,vody a přísad. V čerstvém stavu má formu nejčastěji plastické kaše, vyjimečně tekuté konzistence a nazývá se čerstvou maltou. U některých druhů malt může chybět jedna ze tří základních složek jako např. hliněné malty nemají plnivo apod.
Pro výrobu stavebních malt se používá hlavně těchto hmot:
vápno vzdušné hydraulické a vápenný hydrát
směsné hydraulické pojivo
portlandský cement, portlandský struskový cement, vysokopecní cement a bílý cement
různé druhy sádry
přírodní kamenivo, vysokopecní granulovaná struska, škvára, popílek, teracově drtě, umělé vyráběná pórovitá kameniva (keramzit), přísady nebo příměsy pro dosažení zvláštních vlastností
záměsová voda
labiny: cement, písek, voda
Malty dělíme
podle účelu použití:
pro zdění a omítání
pro výrobu keramických dílců
tepelně izolační
stykové a spárovací
pro kladení dlažeb a obkladů
speciální
Druhy malt a použití malt:
Vápenné malty – vyrábějí se z různých druhů vápen, vody a plniva
vápenatá malta ze vzdušného vápna – používají se při zdění málo namáhaného zdiva v suchu a na vnitří omítky
vápenná malty z hydraulického vápna – vyžadují vlhké porstředí
vápenocementové malty – dosahují vyšší pevnosti a proto se používají při zdění více namáhaného zdiva
Sádrové malty
z rychle tuhnoucí sádry – smícháním vody a sádry, někdy s malou přísadou vápna případně zpomalovače tuhnutí
z pomalu tuhnoucí sádry – jedná se o směs sádry, drobného kameniva a vody
Cementová malty – vyrábějí se z cementu, vody a nejčastěji říčního písku. Používají se na zdění velmi namáhyných částí zdiva, do keramických dílců, na hrubé jádrové omítky, garaže apod.
Průmyslově vyráběné malty
Břizolivová malta
Speciální malty:
kyselinovzdorné malty
žáruvzdorné malty
provzdušněná malta
malta krystalová
mlata barytová
Zkoušení malt
zkouška zpracovatelnosti čerstvé malty
zkouška odlučivosti vody čerstv malty
zkouška rozmísitelnosti čerstvé malty
zkouška obsahu vzduchu v provzušněné čerstvé maltě
rozbor čerstvé malty a maltové směsi
zkouška přilnavosti čerstvé malty k podkladu
zkouška hmotnosti a pórovitosti malty
zkouška vlhkosti a nasákavosti malty
stanovení vlhkosti a nasákavosti malty
zkouška pevnosti malty v tlaku a v tahu ohybem
zkouška přídržnosti malty k podkladu
zkouška mrazuvzdornosti malty
zkouška objemové stálosti malty
zkouška porpustnosti malty vůči vodním parám
Beton
Def: Je stavivo ze směsi drobného i hrubého kameniva a vody.které vznikne zatvrdnutím cementové kaše,dále může obsahovat ještě přísady a příměsi.
Nesmírnou výhodou tohoto staveva je skutečnost, že v úvodních fázích se jedná o viceméně tvárnou, plastikcou betonovu směs schopnou přijmout téměř libovolný tvar a po poměrně krátké době zatuhnout a posléze zatvrdnout a tím zachovat požadovaný tvar.
čerstvý beton – beton v plastikém stavu
zatvrdlý beton – beton, který zatvrdl a má určitou pevnost
Rozdělení betonů
Dle objemové hmotnosti:
lehký pod 2000 kg.m-3
obyčejný -prostý 2000 = 2400 kg.m-3
-železový 2400 – 2800 kg.m-3
-předpjatý 2500 – 2800 kg.m-3
těžké nad 2800 kg.m-3 do 4500 kg.m-3
Dle způsobu a místa uložení do kce
Monolitické – čerstvá betonová směs se ukládá do bednění,kde se zhutní,ošetřuje po dokonalém zatvrdnutí se
odbední a plní svou fci
prefabrikované – kční prvek je vyráběn ve výrobně nebo přímo na staveništi,odformován,uložen ve skládce
k dozrávání,ošetřován a posléze dopraven na stavbu a uložen do konstrukce
Dle způsobu využití v konstrukci:
tepelně izolační
nenosný výplňový
nosný
prostý
vyztužený
předpjatý
s rozptýlenou kovovou nebo plastovou výztuží
Dle požadavků na fci:
trvanlivé
vodotěsné
mrazuvzdorné
korozivzdorné
provzdušněné
rozpínavé
ochraňující proti záření
tepelně izolační
žáruvzdorné
silniční
Složky betonu
Kamenivo
Nejpoužívanější je přírodní hutné,těžené,drcené,nebo umělé lehké pórovité získané expondací přírodních surovin,nebo aglomerací přírodních odpadů.
Kulatá zrna dávají hotové směsi lepší zpracovatelnost než hraněná zrna drtě.Pro kční betony je vhodné používat 3 – 4 frakce kameniva.Velmi důležitý je obsah jemných částic po 0,1 mm,které v malém množství mohou přispět k větší hutnosti betonů,ve větším množství však snižuje pevnost betonu.Max. velikost zrn kameniva ovlivňuje především nejmenší rozměr konst. prvku a ve vyztuženém betonu vzdálenost vyztužených ocelových vložek od sebe.
Cement
Tvoří pojivovou složku čerstvé betonové směsi
Minimální dávka – prostý eton musí obsahovat nejméně 200 kg cementu na 1 m3
čerstvého betonu
Nejvyšší dávka - je u vodostavebních betonů dána hladinou 400 kg cementu na 1
m3čerstvého betonu s cílem odstranit nadměrné smršťování betonu
Optimální dávka – je taková aby cementový tmel obalil všechna zrna kameniva a
vyplnil všechny mezery mezi nimi
Voda
Záměsová - která je složkou betonu.
Ošetřovací – nezbytná pro udržování betonu ve vlhkém stavu především v prvních 14 dnech po zatuhnutí. Odpaří li se část záměsové vody a není-li nahrazena dochází ke vzniku trhlin
Vodní součinitel je poměr hmotnosti vody k hmotnosti cementu: w = v/c (v – voda, c – cement)
Přísady - Přísady se někdy přidávají do betonu, jejichž účelem je zlepšit některé vlastnosti betonu nebo snížit spotřebu cementu.
urychlující - tuhnutí a tvrdnutí betonu, mají za úkol urychlit hydratační proces
zpomalující - tuhnutí a tvrdnutí betonu, oddalují počátek hydratačního procesu
plastifikační - zlepšují zpracovatelnost betonové směsi zvýšením tekutosti při stejném množství záměsové vody nebo umožní snížení množství záměsové vody a tím i vodního součinitele
provzdušňující - jsou to látky, které vytvářejí v cementovém tmelu velký počet mikroskopických vzduchových pórů, které přerušují kapiláry a vytváří soustavu navzájem nepropojených dutin, které zlepšují mrazuvzdornost betonu
protizmrazovací - urychlují v zimním období dřívější dosažení pevností betonu nutné pro odolnost vůči působení mrazu na záměsovou vodu
vodotěsnící - zvyšují vodonepropustnost betonu, beton musí být hutný dobře zpracovatelný, vodotěsnící přísady oddělují póry od sebe a přerušují je
hydrofobizační - přísady vytváří na povrchu póry vodoodpuzující povlak a snižují snižují jejich propustnost pro vodu
zlepšující mechanické vlastnosti betonu - přísady vodních disperzních polymerů- polyvinilacetátu
- polynetylakrylátu - polynetylmetakrylátu
Tyto přísady zvyšují soudržnost mezi starým a novým betonem.
Příměsi
Příměsi jsou jemné práškové látky. Jsou buď inertní nebo aktivní vůči cementu. Z intenzivních se jedná o kamenné moučky, z aktivních o popílky nebo jemně mletá granulovaná struska, …
Tyto příměsi zlepšují technologické i mechanické vlastnosti betonu:
čerpatelnost betonové směsi,zvýšení hutnosti,vodotěsnost,pevnost
K běžně dostupným urychlovačům patří sůl kamenná - NaCl a ke zpomalovačům patří cukr !
Návrh složení betonové směsi
Vyrábí se dle technologického předpisu,který musí zajistit při daném výrobním zařízení a dodaných základních materiálech požadované vlastnosti betonu.Technologický předpis předpisuje dávkování složek,dobu míchání,údaje o způsobu dopravy,zpracování betonové směsi předepsaným způsobem zhutnění a způsob ošetřování hotového betonu.
Předepisuje také rozsah a způsob kontroly vlastností vstupních materiálů,přesnosti a dávkování a kontrolu kvality vyrobeného betonu.
Metody stanovení složek betonu
Je nutné poměrně přesně určit množství cementového tmelu potřebného k obalení zrn předem navržené směsi jemného a hrubého kameniva.Obecně se počítá se známým Bolomeyovým vztahem mezi pevností betonu a pevností použitého cementu,na vodním součiniteli a na druhu a skladbě kameniva.Musíme počítat s tím,že cementový tmel vyplní všechny mezery mezi zrny kameniva a navíc obalí všechna zrna kameniva tenkou vrstvičkou.
Při návrhu betonové směsi z přírodního těženého,nebo drceného kameniva se předpokládá že nosnou kostru betonu tvoří zhutněné kamenivo a výplň cementový tmel,po zatvrdnutí cementový kámen.
Cementový kámen je slabším článkem asi 2 – 2,5x.
Je-li kamenivo pórovité,může se stát že slabším článkem bude právě pórovité kamenivo s nižší pevností než cementový kámen
Obecné zásady pro návrh betonu
Poměr hrubého a drobného kameniva
Povrch zrn hrubého kameniva je menší než povrch kameniva drobného,stejného objemu,což značně ovlivňuje spotřebu cementu.Přitom je nezbytné poskládat zrna kameniva tak,aby objem mezer mezi nimi byl minimální.Pro běžný beton se uvádí poměr hrubého a drobného kameniva hodnotou 2:3,což zajišťuje dobrou zpracovatelnost betonové směsi.
Poměr cementu ke kamenivu
Cement je nejdražší složku betonové směsi,proto je snaha jeho spotřebu minimalizovat.Množství cementu se udává jeho hmotností v 1m3 hotového zhutněného betonu.
Poměr vody k suché směsi
Je dán požadavkem na dodání nezbytné vody k hydrataci cementu,k ovlhčení povrchu zrn kameniva a k dosažení požadované zpracovatelnosti
Příprava a kvalita složek závisí na:
Požadované kvalitě
Na jeho pevnosti v tlaku a na modulu pružnosti,ve speciálních případech na povnosti v tahu ohybem,na vodotěsnosti,mrazuvzdornosti…
Požadované zpracovatelnosti
Betonová směs,která je ovlivněna zásadním způsobem pro zpracovatelnost betonové směsi.Musí mít takovou konzistenci,že v plastickém stavu se snadno dopraví na místo konečného uložení v konstrukci bez jakéhokoli rozmísení a zhutní se takovým způsobem,že po ztvrdnutí splní perfektní vytvarování požadovaných tvarů kce.
Ekonomickém návrhu
Využitím ekonomicky nejvhodnějších složek betonu v kombinaci s použitím přísad zlepšují kvalitu betonu.
Výroba betonové směsi
ručním mícháním
strojně v míchačkách – spádové - s nuceným oběhem materiálu - kontinuální
Betonová směs se vyrábí buď přímo na stavbě ve staveništních betonárnách, nebo v centrálních betonárnách umístěných v centru potřeby betonu. Oblastní betonárny zásobují oblast značně rozsáhlou zásadně omezenou přepravními vzdálenostmi a především dobou nezbytnou pro zpracování betonu na stavbě od jeho míchání v betonárně.
Doprava betonové směsi
Betonová směs se na stavbě přepravuje kolečky, japonkami, multikárami, dopravníky se sklopnou korbou, nákladními automobily s vanovými korbami a autodomíchávači.Beton lze přepravovat i transportéry, šikmými žlaby a čerpadly na beton.
Konzistence betonové směsi
Konzistence betonové směsi se vyjadřuje hodnotou zpracovatelnosti, tzn. číselnou hodnotou a názvem zkušební metody, kterou se zpracovatelnost kontroluje.
Zpracovatelnost se měří různými fyzikálními metodami, založenými na rychlosti přetvoření, rozlévání nebo sedání těles z čerstvé betonové směsi, různými účinky, nebo na odporu vznikání jiných těles.
Zkoušky čerstvého betonu
sednutí kužele - kde hodnota zpracovatelnosti je hodnota sednutí komolého kužele z čerstvého betonu po jeho doformování v min. (podle ABRAMSE)
zkouška VeBe - udává hodnotu zpracovatelnosti jako dobu vibrace v sekundách,potřebnou k přetvoření čerstvého betonu ze tvaru komolého kuželedo tvaru válce
zkouška rozbitím - kdy je komolý kužel umístěn na navlhčené podložce,po doformování se podložka nadzvedne do předepsané výšky 4cm,po 30s se 15krát zvedne a určí se průměr rozlití kruhového koláče
Zhutnění betonové směsi
ručně - propichováním nebo pěchováním a dusáním
strojně - vibrováním – elektrické- pneumatické- hydraulické
vibrace - vnitřní - ponorné vibrátory, vibrační tyče, vibrační hlavice – venkovní - povrchové vibrátory – vibrační žebříčky, latě, tyče – příložné vibrátory – umístěné na vnější stěně bednění – kombinované
speciální – válcování – lisování – vibrotažení – odstřeďování
Urychlování tuhnutí a tvrdnutí betonu
fyzikální metody – spočívájí buď v odsánání dabytečné vody z čerstvého betonu nebo na skutečnosti, že hydratační prces probíhá intenzivněji a rychleji při vyšších teplotách betonu.
chemické metody – aplikují do betonu přísady urychlující tuhnutí a tvrdnutí betonu.
Tvrdnutí betonu se určuje pomocí:
fyzikální metody - spočívá buď v odsávání nadbytečné vody z čerstvého betonu nebo na tečnosti, že hydratační proces probíhá intenzivněji a rychleji při vyšších teplotách betonu. Za ideální teplotu pro betonování se určuje interval od 15 do 20°C. Nižší či vyšší teploty způsobují při hydrataci a tuhnutí značné problémy.
chemické metody - využívají do betonu přísady urychlující tuhnutí a tvrdnutí betonu.Princip spočívá na změně rozpustnosti pojiv působením elektrolytů a nebo urychlujícím vznikem krystalizačních center hydraulického pojiva vlivem katalyzátorů
kombinace fyzikální a chemické metody - je zvyšování měrného povrchu cementu, tím zvyšování jeho jemnosti a zvyšováním jeho hydratačních schopností aktivací domíláním cementu těsně před použitím.
Ošetřování betonu
Beton je třeba ochránit před přímým účinkem povětrnostních vlivů, především před přímými slunečními paprsky, před působením intenzivních větrů a před deštěm a mrazem po určitou dobu po zabetonování.
Nejdůležitějším stavem je udržet beton ve vlhkém stavu jeho kropením až do doby dosažení 75% požadované krychelné pevnosti, což je obvykle 7 dní použije-li se portlandský cement a 14 dní při použití směsných cementů. S kropením se začíná hned, jakmile beton dostatečně zatvrdne, aby se nevyplavoval z povrchu cement. Doba ošetřování tedy závisí na dosažení určité hodnoty nepropustnosti betonu vůči pronikání nebo vody povrchové oblasti.
Betonování za nízkých teplot
Nižší teploty a zejména mráz prodlužují proces tuhnutí a tvrdnutí betonu. Snižují i jeho konečnou pevnost, obzvláště pak, může-li mráz působit na beton během tuhnutí, kdy již započala hydratace. V tomto případě se hydratace přeruší a rozpínání ledu zvětšuje objem a dochází k porušení cementového tmelu a beton se po oteplení rozpadne.
Jako ochrana při betonování v podmínkách ovzduší kolem ±0°C slouží předehřívání složek betonu, především vody, a to tak aby betonová směs po všech tepelných stránkách měla při uložení nejméně +5°C. Zhutněný čerstvý beton se chrání tepelně izolačními rohožemi, které brání úniku tepla z čerstvého betonu.Doba ochrany betonu proti mrazu musí být zajištěna dokud pevnost betonu v tlaku nedosáhne 75%.
Vlastnosti betonu
pevnost betonu - je nejdůležitější mechanickou vlastností betonu a vyjadřuje odpor betonu proti změně jeho tvaru a proti jeho porušení působením vnějšího zatížení
pevnost statická - krátkodobá - se stanovuje zatěžováním konstrukce trvající několik vteřin nebo minut
- dlouhodobá - se stanovuje zatěžováním konstrukce trvající několik dnů, týdnů, měsíců i let
pevnost v tlaku - se zkouší na krychlích - krychelná pevnost
na válcích - válcová pevnost
na hranolech - hranolová pevnost
Poměr výšky k šířce základny u hranolů bývá 3:1 nebo 4:1, u válců 1:1 nebo 2:1. Krychelná pevnost se liší od pevnosti hranolové i válcové . Při zatěžování působí mezi tlačnými deskami stroje a tlačnými plochami zkušebního vzorku značné tření a dochází k sevření tělesa na obou stranách vzorku, která zvyšuje jeho únosnost.
pevnost v tahu - prostém - se zjišťuje na hranolech nebo válcích namáháním osovým tahem v podélném směru. Při zkoušce je nutné přesné zabroušení stykových plošek a dále je třeba věnovat pozornost vystředění zkušebního hranolku nebo válce mez