BETON KMM/NM Martin Mašek

Čemu říkáme beton Beton je kompozitní materiál vytvořený smícháním cementu (pojivo), drobného a hrubého kameniva, vody a eventuálních příměsí a přísad, které zlepšují jeho vlastnosti. Beton získá své vlastnosti hydratací cementu.

Historie Historie betonu sahá až do roku 3600 př.n.l, kdy v Egyptě existovaly sloupy z umělého kamene. Římané. Používali lité zdivo = drcený kámen nebo štěrk, který byl důkladně promíchán s maltou tak, že vznikla homogenní směs => po smíchání s vodou došlo ke ztvrdnutí. Vzniklou betonovou maltu nalili do dřevěného bednění. Řím 115 - 125 n.l. Pantheon první klenutá betonová stavba. Z vnějšku obložena cihlami a překryta betonovou kupolí o průměru 43,2m. I přes neznalost vyztuženého betonu (malá tahová pevnost). Pevnost v tlaku i chemické složení přibližně stejné jako dnes. … více jak tisíciletá pauza. 1774 - maják v Eddystonu John Smeaton – pod vodou tvrdnoucí malta.

Druhy betonu – Prostý beton Odolný především vůči namáhání tlakem, snese pouze malé tahové zatížení. Použití ve stavebnictví – výplně stropů, podlahy, výplně překladů, výplně profilů, betonové tvárnice.

Druhy betonu – Žárobeton Beton odolný teplotám nad 200°C . Požadavek na kamenivo: nesmí při vyšších teplotách pukat, měnit mechanické vlastnosti a smršťovat se. (nevhodná: žula, křemenná kameniva – pukají) Pojivo: Hlinitanový cement. (NE portlandský – po ztrátě chemicky vázané vody se rozpadá) Použití: vyzdívky pecí, slévárenské formy, komínové vložky, krbové vložky

Druhy betonu – Hydrobeton Vodotěsný beton – ČSN udává hodnotu maximálního průsaku hydrobetonu 50mm. Vyznačuje se: vyšší tuhostí, tlumením, mrazuvzdorností a též hmotností. Použití: stavby vodních děl.

Druhy betonu – Samozhutňující Extrémě ztekucený beton pomocí ztekucovačů na bázi polykarboxylových éterů. Výhody: vyplní složité tvary, vysoká pevnost a soudržnost, vynikající povrch. Nevýhody: vysoké požadavky na jemnozrnnou a stejnorodou strukturu, cena. Použití: tvarově složité a designové prvky

Druhy betonu – Zhutněný Prostý beton je pomocí vibrací zhutněn ve formě. Vibrace ztekutí betonovou směs - dojde k uniku plynů a vyplnění dutin. Snížením pórů dosáhneme vyšší pevnosti, trvanlivosti a lepším povrchem. Použití: betonové odlitky, nosníky, stropy, podlahy

Druhy betonu – Porobeton Beton přímo lehčený při výrobě. Póry jsou vytvářeny plynem vznikající při chemické reakci vložením hliníkového prášku, případně jsou vytvořeny vmícháním pěnotvorné přísady. Vlastnosti: nižší pevnost a hmotnost, dobré tepelné a zvukové izolační vlastnosti. Použití: tvárnice YTONG

Druhy betonu – Železobeton Ocelová výztuž kompenzuje nízkou pevnost betonu v tahu. Ocel a beton mají stejnou teplotní roztažnost. Výhody: možnost stavby nosných betonových konstrukcí beton vzhledem vysokému pH ( až nad 11) chrání ocel před korozí Použití: nosné konstrukce – velmi široké použití

Druhy betonu – Předepjatý beton Pokud má být beton namáhán na ohyb, tak ve spodní části nosníku, který je namáhán na tah jsou zabetonována předepjatá ocelová lana. Použití: betonové nosníky, Nord-systém betonových stropů, mosty…

Druhy betonu – Vláknobeton Beton s příměsí vláken drobných průměrů (0,01 – 0,2mm) a délek (10-60mm). Materiály vláken: ocel, sklo, polypropylen, textilie, uhlíková vlákna. Použití: pokud se chceme vyhnout klasické výztuži, např. u stříkaného betonu.

Výroba betonu Poměry: Plnivo: Pojivo 2,3 : 1 Voda: beton 0,45-0,55 : 1 kaše tekutá suspenze Anorganické pojivo příměsi voda plnivo (kamenina) přísady vytvrzení beton Poměry: Plnivo: Pojivo 2,3 : 1 Voda: beton 0,45-0,55 : 1

Anorganická pojiva vápno hydraulické vápno portlandský cement románský cement vysokopecní struska hlinitanový cement

Cement Cement – směs minerálních látek – vzniká vypálením vápence (CaCO3) s h hlínami a jíly v rotační peci (1450°C). Následně je prudce zchlazen a doplněn o sádrovec (CaSO4.H2O) Křemičitanové cementy Vychází ze směsi 3 základních složek: alit (3CaO.Al2O3) belit (2CaO.SiO2) celit – spojovací hmota (4CaO.Al2O3.Fe2O3) Z tohoto systému vychází Portlandský cement. Hlinitanové cementy Hlinitanové cementy je vyrábějí z BAUXITU (NaAl(OH)4) => více jak 35% Al2O3 (+) Jsou odolný vůči agresivnímu prostředí a vysokým teplotám. (-) S časem klesá jeho pevnost – nemůže se použít na nosné kontrukce.

Tuhnutí betonu Během hydratace a tvrdnutí (provázené uvolňováním tepla) beton získává mechanickou pevnost a odolnost a vytváří se chemická stabilita v materiálu. Beton neztvrdne tím, že vyschne, ale že postupně během týdnů vykrystalizuje. Uspokojivě tvrdý beton je přibližně za 28 dní. U betonů vlhčených nebo chráněných před vysycháním roste pevnost dlouho (17 až 20 let) U betonů chráněných před vlhkostí a nebo v budovách vytápěných se růst brzy zastaví.

Beton z Portlandského cementu Beton z Hlinitanového cementu Pevnost betonu Beton z Portlandského cementu Beton z Hlinitanového cementu

Přísady a příměsy Tvoří přibližně 5% hmotnosti. Zrychlovač tuhnutí – k rychlejšímu dosažení počáteční tuhosti (vodní sklo). Pro havárie, římsy… Zpomalovač tuhnutí – beton je déle zpracovatelný Provzdušňovací přísady – pro lehčení betonu Plastifikátory – pro zlepšení výroby betonu, pro samozhutnovající beton Protizmrazovací přísady – umožňují práci s betonem v zimních obdobích Vodotěsnící přísady – oddělování pórů od sebe (přidává se mazlavé mýdlo) Hydrofobizační přísady – na povrchu pórů se vytváří vodoodpuzující povlak Barviva – barva hotového betonu

Ochrana betonových konstrukcí Beton obsahuje značné množství Ca(OH)2 -> velmi alkalické prostředí (pH 12-13) ->ochrana ocelové výztuže vůči korozi! KARBONATACE Vzniká vzhledem k difuznímu průniku kyselých plynů (CO2) do pórů betonu. Ca(OH)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + … Ztráta Ca(OH)2 -> snížení pH na 9 -> ztráta ochrany vůči korozi Ochranné nátěry Musí mít difusní otevřenost a odolnost vůči vodním parám. Nesmí propouštět CO2 Alkydové (měkké) Epoxidové (nejpoužívanější, dobrá mechanická a chemická odolnost) Polyuretanové (vynikající mechanická a chemická odolnost)

Děkuji za pozornost