Technologie betonu Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav technologie stavebních hmot a dílců Letní škola materiálového inženýrství SUPMAT – Podpora vzdělávání pracovníků center pokročilých stavebních materiálů Registrační číslo CZ.1.07/2.3.00/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Beton  ČSN EN 206-1/Z3 Beton - část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda  Dříve definovaný jako umělý kámen  Nejrozšířenějším stavebním materiálem  Kompozitní stavební látka, kde kamenivo plní funkci plniva a pojivo je druhou fází kompozitu sestávajícího z hydratované maltoviny a pórů

Beton – čerstvý, ztvrdlý  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 - zcela zamíchán a je ještě v takovém stavu, který umožňuje jeho zhutnění zvoleným způsobem  Ztvrdlý beton - v pevném stavu a má již určitou pevnost

Beton – podle objemové hmotnosti  Lehký beton (light-weight concrete) – beton, který má po vysušení v sušárně objemovou hmotností větší než 800 kg/m 3 a menší než 2000 kg/m 3 a je vyráběn zcela nebo jen zčásti z pórovitého kameniva  Obyčejný beton (normal-weight concrete) – beton, který má po vysušení v sušárně objemovou hmotností větší než 2000 kg/m 3, ale nepřevyšující 2600 kg/m 3  Těžký beton (heavy-weight concrete) – beton, který má po vysušení v sušárně objemovou hmotností větší než 2600 kg/m 3

Beton – podle způsobu uložení do konstrukce  Monolitický beton  Doprava čerstvého betonu na stavbu  Ukládání autodomíchávači a čerpadly betonu  Plnění bednění, zhutnění  Ošetřování, odstranění bednění

Autodomíchávače, pumpy

 Pumpa SCHWING S 39 SX  Staveništní čerpadlo do výšky téměř půl kilometru a do vzdálenosti téměř 3 kilometrů

Beton – podle způsobu uložení do konstrukce  Prefabrikovaný beton  Konstrukční prvek vyráběn ve výrobně anebo přímo na staveništi  Odformování po dosažení požadované pevnosti betonu  Ošetřování a zrání  Doprava na staveniště, uložení do konstrukce

Beton – podle způsobu zpracování  Vibrované betony  Dusané betony  Lité betony  Stříkané betony  Válcované betony  Vibrolisované betony  Čerpané betony  Odsávané betony

Beton – podle způsobu využití v konstrukci  Nenosný, výplňový  Nosný  Prostý  Vyztužený, železový  Předpjatý  S rozptýlenou výztuží

Beton – podle požadavků na jeho funkci  Trvanlivé – odolávají vlivům prostředí a povětrnosti  Vodostavební – odolávají účinkům vody ve smyslu vodotěsnosti  Mrazuvzdorné – odolávají účinkům mrazu, vody a solí  Korozivzdorné – odolávají účinkům agresivního prostředí  Provzdušněné  Silniční  Stínící  Žárobetony

Beton – podle zpracovatelnosti  Tekuté konzistence  Velmi měkké konzistence  Měkké konzistence  Málo měkké konzistence  Zavlhlé konzistence  Tuhé konzistence  Velmi tuhé konzistence

Beton – podle stupně vyztužení  Prostý  Železobeton (pruty nebo sítě)  Předpjatý beton (dlouhé dráhy)  Vláknobeton  Síťobeton (drobnozrnbný beton vyztužený sítí)

Složky betonu

Složky betonu - Cement  ČSN EN 196, ČSN EN 197)  Jemně rozemletý anorganický materiál, který po smíchání s vodou vytváří kaši, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí, a která si po ztvrdnutí zachovává pevnost a stálost i pod vodou  Druhy cementu (CEM I - CEM V)  Pevnostní třídy cementu (32,5, 42,5, 52,5)  Počáteční pevnosti (N, R)

Složky betonu - Přísady  ČSN EN řady 480- Přísady do betonu  Materiál, který upravuje vlastnosti čerstvého nebo ztvrdlého betonu, přidávaný během míchání betonu v malém množství vzhledem k poměru ke hmotnosti cementu

Složky betonu - Přísady  Plastifikační  Superplastifikační  Stabilizační (zadržující vodu)  Provzdušňující  Urychlující tuhnutí cementu  Urychlující tvrdnutí cementu  Zpomalující tuhnutí  Hydrofobizační  Plynotvorné, pěnotvorné, odpěňovací,..

Složky betonu - Příměsi  Práškovitý materiál, který se přidává do betonu za účelem zlepšení určitých vlastností nebo k docílení speciálních vlastností betonu. Norma ČSN EN pojednává o dvou druzích anorganických příměsí:  Téměř inertní příměs (druh I)  Pigment  Mikromletý vápenec  Odprašky  Filer  Pucolány nebo latentní hydraulické příměsi (druh II)  Elektrárenský popílek (hnědouhelný, černouhelný)  Vysokopecní struska  Metakaolin  Mikrosilika – křemičitý úlet

Složky betonu - kamenivo  ČSN EN Kamenivo do betonu  ČSN EN pórovité kamenivo do betonu,  Zrnitý anorganický materiál, vhodný do betonu. Kamenivo může být přírodní, umělé nebo recyklované z materiálů, který byl dříve použit v konstrukci. Přírodní se dělí na:  drcené kamenivo – drcení lomového kamene (ostrohranná zrna)  těžené kamenivo – přirozený rozpad hornin (kulatá zrna)  Kamenivo zaujímá 75 – 80 % objemu betonu a jeho hlavní funkcí je vytvoření pevné kostry v betonu s minimální mezerovitostí

Kamenivo – podle objemové hmotnosti  Pórovité kamenivo (light-weight aggregate) – kamenivo nerostného původu s objemovou hmotností zrn vysušených sušárně menší nebo rovnou 2000 kg/m 3  Hutné kamenivo (normal-weight aggregate) – kamenivo s objemovou hmotností zrn vysušených sušárně většínež 2000 kg/m 3 a menší než 3000 kg/m 3  Těžké kamenivo (heavy-weight aggregate) – kamenivo s objemovou hmotností zrn vysušených sušárně větší nebo rovnou 3000 kg/m 3

Lehký beton  Beton z umělého lehkého kameniva LIAPOR

Kamenivo – podle velikosti zrn Kamenivo se dělí dle velikosti zrn a jejich skladby na:  drobné kamenivo – kamenivo s velikostí zrn 0 – 4 mm (písek)  hrubé kamenivo – kamenivo s velikostí zrn 4 – 125 mm (štěrk, drť)  jemné kamenivo – kamenivo s velikostí zrn do 0,125 (0,5) mm (moučka, filler)

Volba složek betonu betonu - kamenivo  Ekonomická hlediska (dostupnost, cena, dopravní vzdálenost)  Technická a technologická hlediska  Kamenivo sestavujeme alespoň ze dvou frakcí (drobné a hrubé) v podílech odpovídající křivce zrnitosti s maximálním zrnem D max nejvýše možným. Pro běžné železobetony, předpjaté betony a dílce se většinou volí D max = 16; 22 a 32 mm.  Drobné kamenivo je těžené, hrubé kamenivo buď drcené nebo těžené. Cílem skladby kameniva je dosažení minimální mezerovitosti v setřeseném stavu.

Beton – vodní součinitel 

Beton – krychlový metr betonu  Množství čerstvého betonu, které po zhutnění uvedeným v ČSN EN vyplňuje objem jednoho krychlového metru  V = V k + V c + V v + V přím + V vz = 1 m 3  Složení uváděno vždy na 1 m 3

Beton – Provzdušnění  Mikroskopické vzduchové bublinky záměrně vytvořené v betonu během míchání obvykle pomocí povrchově aktivních látek  Typický je pro ně kulovitý nebo podobný tvar o průměru mezi 10 a 300 µm

Stupeň vlivu prostředí  Stupně vlivu prostředí charakterizují prostředí využívání betonové konstrukce, označují se X a písmenem a číslem.. (XC2, XF4, XA1, XD1 atd.)  Definování prostředí užívání betonu má význam pro jeho trvanlivost  ČSN EN při návrhu minimálně na 50 nebo 100 let  složení betonu, jeho vlastnosti a provádění potřebných zkoušek

Třída pevnosti betonu  Závisí na zatížení konstrukce a je základním kritériem návrhu  Způsobu vyztužení (prostý, železový, předpjatý beton)  Návrh musí respektovat požadavek, aby  95 % všech vzorků betonu vyhovovalo požadavku  Třída pevnosti betonu je dána poměrem charakteristických pevností v tlaku stanovené na válcích a krychlích

Třídy pevnosti betonu – obyčejný  Vysokopevnostní beton – HSC ≥ C 50/60 TŘÍDA f Ck,cyl [N/mm 2 ] f Ck,cube [N/mm 2 ] C 8/10810 C 12/ C 16/ C 20/ C 25/ C 30/ C 35/ C 40/ TŘÍDA f Ck,cyl [N/mm 2 ] f Ck,cube [N/mm 2 ] C 45/ C 50/ C 55/ C 60/ C 70/ C 80/ C 90/ C 100/

Třídy pevnosti betonu - lehký  Vysokopevnostní lehký beton HSLC ≥ LC 50/55 TŘÍDA f Ck,cyl [N/mm 2 ] f Ck,cube [N/mm 2 ] LC 8/989 LC 12/ LC 16/ LC 20/ LC 25/ LC 30/ LC 35/ TŘÍDA f Ck,cyl [N/mm 2 ] f Ck,cube [N/mm 2 ] LC 40/ LC 45/ LC 50/ LC 55/ LC 60/ LC 70/ LC 80/888088

Technologické požadavky  Způsob zpracování čerstvého betonu  Konzistence  Maximální zrno kameniva  Způsob dopravy  Ukládání čerstvého betonu, zhutňování  Podmínky tuhnutí a tvrdnutí betonu, teplotní pole, počáteční nárůst pevnosti  Doba zpracování čerstvého betonu

Zvláštní požadavky  Objemová hmotnost betonu (lehký a těžký beton)  Recyklovaný beton  Silniční beton  Vláknobeton  Beton pro masivní konstrukce  Organizační podmínky výroby betonu

Děkuji za pozornost