Beton je materiál ze směsi cementu, hrubého a drobného kameniva a vody, s přísadami, příměsmi, s vlákny nebo bez nich, který získá své vlastnosti hydratací cementu. Beton je materiál, který získá požadované vlastnosti až po ztvrdnutí. Beton je velmi pevný stavební materiál, ale jen tehdy, pokud se dbá na jeho správné použití.
Definice a základní vlastnosti betonu
Základní vlastnosti každého vyrobeného betonu jsou charakterizovány tlakovou pevností, která je odvozena ze standardní série zkušebních těles provedené na válcích a krychlích. Pevnosti uvedené v označení betonu (tzv. pevnostní třídě) jsou výchozím podkladem pro návrh konstrukce. Beton je materiál, který získá požadované vlastnosti až po ztvrdnutí. Aby je skutečně získal, musí být čerstvý beton včas dopraven a uložen do konstrukce, zhutněn a ošetřován.
Bezpečnost při práci s betonem
Beton obsahuje pojivo na bázi cementu a může v čerstvém stavu způsobit vážné poškození očí, podráždění kůže, alergickou kožní reakci, podráždění dýchacích cest apod. Při práci s čerstvým betonem vždy používejte ochranné prostředky: vodotěsné rukavice, ochranný oděv (pro celé tělo), vodotěsnou a dostatečně vysokou obuv, ochranné brýle nebo obličejový štít. PŘI ZASAŽENÍ OČÍ: Několik minut opatrně oplachujte vodou. Jsou-li nasazeny kontaktní čočky a je-li to možné, vyjměte je. Pokračujte ve vyplachování. Okamžitě volejte TOXIKOLOGICKÉ INFORMAČNÍ STŘEDISKO nebo lékaře. PŘI STYKU S KŮŽÍ: Omyjte velkým množstvím vody a mýdla. Při podráždění kůže nebo vyrážce vyhledejte lékařskou pomoc. PŘI VDECHNUTÍ: Přeneste postiženého na čerstvý vzduch a ponechte jej v klidu v poloze usnadňující dýchání. Necítí-li se dobře, volejte TOXIKOLOGICKÉ INFORMAČNÍ STŘEDISKO nebo lékaře. Kontaminovaný oděv svlékněte a před opětovným použitím vyperte. Bezpečnostní riziko pomine po zatvrdnutí betonu. Podrobnější údaje naleznete v bezpečnostním listu každého výrobce betonu.
Použití betonu a jeho procesy
Beton je možné použít jen k účelu, ke kterému je určen projektovou dokumentací nebo příslušnými technickými normami. Beton je materiál, který získá požadované vlastnosti až po ztvrdnutí. Aby je skutečně získal, musí být čerstvý beton včas dopraven a uložen do konstrukce, zhutněn a ošetřován. Doba pro dopravu a zpracování betonu je závislá na použitém druhu cementu (pevnostní třída a typ, viz dodací list), teplotě čerstvého betonu a teplotě okolního prostředí. Základní doba pro dopravu a zpracování se pohybuje od 30 do 90 minut. Pokud je zapotřebí doby delší, je nutné upozornit na to výrobce betonu a dohodnout s ním příslušná opatření (přísady, chlazení a podobně). Pokud nejsou k dispozici jiné informace, lze orientačně počítat s dobou zpracovatelnosti dle tabulky: Teplota čerstvého betonu (°C) Orientační doba zpracovatelnosti (minuty) ≤ 10 90, 11-20 60, > 20 30-45.
O tom, zda lze beton ještě efektivně zpracovat, musí vždy rozhodnout odborník na provádění betonářských prací (odborná firma, stavební dozor apod.) přítomný na stavbě. Obecně je zakázáno upravovat zpracovatelnost betonu dodatečným přidáním vody. Přidání vody může zcela znehodnotit konečné vlastnosti ztvrdlého betonu v konstrukci. Pokud je voda do betonu přidávána, musí to být povoleno odborníkem (technologem výrobce betonu), zaznamenáno na dodacím listu a z takto upraveného betonu musí být odebrán vzorek pro kontrolu vlastností ztvrdlého betonu. Pokud tomu tak není, nese odpovědnost za vlastnosti betonu osoba, která pokyn k přidání vody vydala.
Ukládání a hutnění betonu: Při ukládání čerstvého betonu do konstrukce a při jeho ošetřování je nezbytné dodržet veškeré zásady a postupy podle ČSN EN 13670 Provádění betonových konstrukcí. Pro náročnější konstrukce je třeba zpracovat plán betonáže. Nepřipouští se ukládka do jednoho místa a následné rozhánění betonu vibrátorem. Při ukládání se musí zajistit, aby čerstvý beton nepadal z výšky větší než 1,5 m a aby nenarážel do výztuže a bednění (nebezpečí segregace směsi a vnášení dodatečného vzduchu). Čerstvý beton se ukládá do konstrukčního prvku plynule bez přerušení a hutní se po vrstvách, a to postupně v celé šířce konstrukčního prvku. Hutnění betonu je, s výjimkou samozhutnitelných betonů, vždy nutné. O způsobu a vhodnosti hutnění musí před zahájením betonáže rozhodnout odborník na provádění betonářských prací (odborná firma, stavební dozor apod.) přítomný na stavbě. Nejčastěji se hutnění provádí ponornými vibrátory tak, že se vibrátor rychle ponoří do uložené směsi s krátkým setrváním v dolní poloze a pomalu se vytahuje, dokud neustane vytlačování zadrženého vzduchu. Pozor na převibrování, které může mít za následek segregaci čerstvého betonu. Vpichy vibrátoru mají být od sebe ve vzdálenosti přibližně 15násobku průměru vibrátoru. U větších ploch se s vibrátorem postupuje šachovnicově. Je nutné vyloučit kontakt vibrátoru s výztuží a bedněním. Při ukládání další vrstvy čerstvého betonu mají být vpichy vibrátoru jen tak hluboké, aby lehce zasáhly do předchozí vrstvy a došlo k jejich spojení.
Ošetřování betonu uloženého v konstrukci je třeba zahájit ihned po jeho uložení do konstrukce, neprodleně po konečné úpravě jeho povrchu. V případě rozsáhlých betonáží i po konečné úpravě části povrchu konstrukce. Vhodné jsou pro tento účel například fólie. Ošetřováním betonu v konstrukci je třeba zabránit odparu vody, jinak dojde k vytvoření trhlin. Ošetřování povrchu betonu vodou je vhodné provádět „mlžením“. Skrápění je vhodné použít až po částečném zatvrdnutí povrchu (zabrání se tím vymytí pojiva z povrchové vrstvy). Pro mlžení / skrápění se použije voda o přibližně stejné teplotě, jakou má povrch betonu. Během zrání betonu je potřeba jej ošetřovat kropením 3-4x během dne po dobu několika dní a chránit před povětrnostními vlivy a mechanickým poškozením. Při slunečných dnech a za vysokých teplot je potřeba držet beton vlhký, nejlépe přikrýt plachtou a zabránit tak nadměrnému vysychání. Při dešti je zase vhodné beton přikrýt.
Typy a zvláštnosti betonu
Prostý beton je používán jako podkladní beton a vyztužené betony zahrnují železobeton. Drátkobeton je beton s příměsí ocelových vláken, které zvyšují pevnost. Samozhutňující beton (SCC) je velmi tekutý beton s vysokým podílem jemných částic; umožní rychlé a kvalitní zhutnění bez vibračních zařízení. Vláknobeton je variantsou betonu se ztužujícími vlákny zlepšujícími pevnost v tahu a pevnost v tahu za ohybu; používají se ocelová, skleněná, syntetická či přírodní vlákna. UHPC je vysoce výkonný beton, který neobsahuje hrubé kamenivo a vyznačuje se extrémní pevností a odolností; je vhodný pro mosty, vysoké budovy a ochranné bariéry.
Vybrat vhodný typ betonu vyžaduje zvážit projektová kritéria, ekonomiku, design a prostředí. Zatímco SCC poskytuje rychlost a flexibilitu při betonáži, vláknobeton přináší zvýšenou odolnost a pevnost. UHPC nabízí nejvyšší výkon, avšak za vyšší cenu. Samozhutňující beton, vláknobeton a UHPC jsou příklady pokročilých materiálů, které přinášíí značné výhody ve srovnání s tradičními metodami a materiály.
Historie a vývoj betonu
Beton je páteří stavebního průmyslu již od pradávna. Použití betonu se ve větším měřítku rozšířilo až ve 20. století. Peršané, Kartaginci, ale i staří Římané používali beton; písmo a stavby z tohoto období dokazují jeho trvanlivost. Patent na Portlandský cement získal Joseph Aspdin v roce 1824. Vývoj betonu zahrnuje i konstrukční systémy železobetonu a postupy pro jeho zpracování na staveništi, včetně čerpání betonu pumpami a použití bednění a výztuh.
Základy a základové prvky
Základy a jejich konstrukce se řeší různými způsoby dle podloží a zatížení. Základová spára je plocha přenášející zatížení od stavby do základové půdy. Dále jsou uvedeny různé typy základových pásů, bednění a zateplení, prostupy pro inženýrské sítě a postupy betonáže základů. Základové desky a ztracené bednění jsou běžné techniky pro různé typy konstrukcí. Prefabrikované základové pásy a betonové bloky TBG nabízejí alternativy pro rychlou výstavbu a lepší recyklovatelnost.
Návrh a rozměry základových pásů se počítají podle zatížení a únosnosti půdy; šířka bývá kolem 0,5 m a délkové rozměry se určují v intervalech podle projektu. Rozměry a průřezy pásů, stejně jako geotechnické průzkumy, hrají klíčovou roli při zajištění stability a spolehlivosti základů. Před betonáží je nutné zkontrolovat základovou spáru a připravit prostupy pro inženýrské sítě. Po založení a ošetření se pokračuje k realizaci základové desky a následného štěrkopískového násypu.
Speciální poznámky a shrnutí
Podrobný popis a bezpečnostní pokyny k práci se specifickými typy betonu a postupy vhodné pro konkrétní stavby jsou uvedeny v technických normách a ve schválených návodech výrobců. Veškerá doporučení a postupy vychází z obecně platných zásad a mohou být upravena podle konkrétních podmínek a požadavků. Beton je materiál s dlouhou historií a širokým spektrem použití, jehož správné použití vyžaduje znalost vlastností a procesů od návrhu až po konečnou údržbu.
