Příprava betonu: poměry a složení betonové směsi

Beton je široce používaný stavební materiál, který se používá při výstavbě občanských a průmyslových zařízení. Existuje mnoho jeho odrůd, ale nejoblíbenější je takzvaný těžký beton – hlavním pojivem je cement. Vyrábí se v souladu s GOST 26633-2015.
Pokud jsou kladeny vysoké požadavky na tepelně izolační vlastnosti, upřednostňují se lehké směsi: pórobeton, pěnobeton, porézní plněné materiály, které musí odpovídat GOST 25820-2014.

Složení betonové směsi

Pro přípravu se používají 4 hlavní přísady, jejichž výběr se provádí s ohledem na oblast použití betonu:

Песок

Tato látka je určena k vyplnění dutin mezi drceným kamenem. Je zodpovědný za rovnoměrné rozložení vnitřních pnutí při tuhnutí betonu. Také použití písku pomáhá snížit konečné náklady na řešení snížením podílu cementu. Podle GOST by tato složka neměla obsahovat částice úlomků nebo jílu, které způsobují zhoršení plasticity betonové směsi. Písek se používá pro stavbu:

• lom – obsahuje nečistoty hlíny, kamení, prachové částice, pro použití do betonu je nutné na místě těžby omýt vodou;
• řeka – má vyšší cenu oproti předchozímu typu z důvodu absence zbytečných nečistot, může se srážet, proto se při přípravě roztok pravidelně míchá;
• námořní (křemen) – čistý, homogenní, chemicky inertní; kvůli obsahu skořápek může vyžadovat předběžné čištění.

Drcený kámen

Používá se jako hrubé kamenivo. Tato složka je sypký materiál, který se vyrábí v rámci drcení štěrku a hornin. Liší se podle frakcí:

• 5–10 – nejmenší částice, oblíbené při konstrukci tenkostěnných betonových výrobků;
• 5-20 – vhodné pro nízkopodlažní stavby a mostní stavby;
• 20-40 – průměrná velikost frakcí, používaná při výrobě základů pro vícepodlažní budovy, průmyslová zařízení atd.;
• 40-70 – vyznačuje se hrubozrnností, vhodný pro stavbu velkorozměrových objektů;
• 70-120 je největší frakce, používaná při stavbě nádrží, bazénů atd.

• Pevnost – tento ukazatel je nejvyšší u čedičové a žulové drti (většina žulových ložisek se však vyznačuje zvýšeným radioaktivním pozadím), následuje štěrk a vápencová drť. Pevnost tohoto materiálu by měla být 2krát vyšší než konstrukční třída betonu
• Mrazuvzdornost – klasifikována podle stupně, pro konstrukci je vhodná třída minimálně F300.
• Radioaktivita – v bytové výstavbě lze použít drť s radioaktivním pozadím pouze I. třídy.

Jedná se o pojivovou práškovou hmotu, která má schopnost při kontaktu s vodou po určitou dobu vytvrdnout (před dosažením návrhové pevnosti po 28 dnech je nutná vysoká vlhkost). Složení směsi a podmínky vytvrzování ovlivňují rychlost vývoje odbedňovací pevnosti betonu. Poté proces vytvrzování pokračuje po mnoho měsíců.

Pro stavebnictví se nejčastěji používají portlandské cementy jakosti M400 (B 32,5) a M500 (B 42,5). Při výběru pojiva dbejte na neporušenost obalu (při kontaktu s vnějším prostředím ztrácí cement své pojivové vlastnosti) a také na trvanlivost. Čerstvý materiál neobsahuje hrudky ani výlisky.

Tato složka spouští hydratační reakci v cementu a zároveň působí jako lubrikant pro zbývající složky směsi. Hlavním požadavkem na vodu je čistota a nepřítomnost látek, které narušují normální tvrdnutí betonu. Technologickou vodu lze použít až po vyzkoušení, pro výrobu masivních nevyztužených konstrukcí lze použít mořskou vodu s obsahem soli maximálně 3,4 %.

V jakém pořadí mám míchat betonovou směs?

Pokud roztok připravujete ručně, bez použití míchačky betonu, můžete použít jednu ze dvou metod:

• Smíchejte písek a cement v suché formě, poté přidejte vodu, drcený kámen a výslednou směs důkladně promíchejte po dobu 3-4 minut.
• Odměřte potřebné množství vody, přidejte do ní cement, písek, kamenivo – tento způsob je vhodný, pokud potřebujete namíchat malé množství betonu.

• nalití vody (85-90%) do misky;
• přidání poloviny objemu písku;
• dávková aplikace cementu;
• přidání zbytku písku;
• zásyp drceného kamene.

Konkrétní recept

Klíčem k úspěšné přípravě vysoce kvalitního betonu je použití přísad ve správném poměru. Mohou být vyjádřeny v kilogramech (hmotnostně) nebo litrech (objemově). Příprava malty pro drobné stavební práce se často provádí pomocí kbelíků jako objemové míry. Obvykle jeden 10litrový kbelík pojme:

• 15 kg cementu;
• 19 kg písku;
• asi 17,5 kg drceného kamene.

• cement – 1 kbelík;
• písek – 3 kbelíky;
• drcený kámen – 6 kbelíků;
• voda – 5 kbelíků.

• vlhkost písku – čím vyšší je, tím méně kapaliny bude muset být přidáno;
• účely použití betonu – podle toho, zda se bude vylévat betonová mazanina, zakládat základy nebo betonovat cesty, musí být betonová směs vyrobena v určitém formátu (např. drť se nepoužívá na potěr).

Stejně klíčovým bodem při přípravě řešení je výběr značky cementu:

• M400 – k získání 7,8 litrů betonu M100 se používá 1 kg cementu, 4,6 kg písku, 7 kg drceného kamene.
• M500 – pro získání 9 litrů betonu M100 smíchejte 1 kg cementu, 5,8 kg písku a 8,1 kg drceného kamene.

• B7,5 – 180 kg;
• B10 – 200 kg;
• B15 – 260 kg.

Betonovou směs připravujte ručně v objemu 2-3 kubických metrů za den v síle 2 pracovníků. Hlavní věcí je přísně dodržovat technické normy, které vám umožní vytvořit vysoce kvalitní řešení.

Železobetonové výrobky tvoří základ občanského, silničního, energetického a inženýrského stavitelství, což určuje vysoké požadavky na jejich kvalitu, spolehlivost a životnost. Klíčové ukazatele shody betonové směsi s požadavky konkrétního typu konstrukce určuje 5 hlavních parametrů – složení, pevnost, zpracovatelnost, mrazuvzdornost a voděodolnost.

Struktura

Hotový beton nebo betonová směs připravená k použití se skládá ze 4 hlavních složek:

• cement – 1 díl nebo 13%;
• drcený kámen – 4 díly nebo 54 %;
• písek – 2 díly nebo 26%;
• voda – ½ dílu nebo 7 %.

Hlavními složkami betonu jsou cement, jehož kvalita a třída určují pevnostní a užitné vlastnosti betonové směsi, a voda, jejíž poměr s ostatními složkami určuje parametry mrazuvzdornosti a voděodolnosti hotového výrobku. Použití písku a drceného kamene jako plniva při výrobě cementového kamene zajišťuje, že se finální výrobek nedeformuje a má schopnost odolat značnému statickému a dynamickému zatížení. Ve skutečnosti vytvářejí konstrukční rám, který minimalizuje namáhání smršťováním a riziko deformace hotové konstrukce.

Trvanlivost

Hodnota indexu pevnosti betonu je hlavním mechanickým kritériem betonu, která se zjišťuje zkoumáním vzorků, které prošly řádným technologickým vytvrzením po dobu 28 dnů. Přitom musely být dodrženy standardní podmínky pro teplotu vzduchu a vlhkost, které se pohybují od 15 % do 20 °C, respektive minimálně 90 %.

Pevnost betonové směsi je určena podobnými ukazateli základního kameniva – drceného kamene. Pevnost drceného kamene by měla být přibližně dvakrát vyšší než pevnost hotové betonové směsi – to znamená, že pro výrobu betonu třídy 350 je nutné použít plnivo o pevnosti 600 nebo vyšší.

Mezi hlavní kritéria ovlivňující pevnost betonu patří ukazatel aktivity cementu a také podíl vody a cementové hmoty ve složení betonové směsi. Pevnost betonu je definována jako:

Pevnost a kvalitu betonu do značné míry ovlivňuje zrnitostní složení různých kameniv a také technologická správnost procesu jeho míchání, kdy jsou zrna obalena cementovou vrstvou.

Druhy drceného kamene a jejich pevnostní charakteristiky:

• vápenec třídy 500-600, používaný pro výrobu transportbetonu do třídy M-350;
• štěrk o pevnosti 800-1000 se používá pro výrobu betonové směsi jakosti M400-M450;
• žula má nejvyšší pevnost (třída M1400) a je žádaná jako plnivo pro výrobu betonu se zvýšenou mrazuvzdorností.

Pevnost betonu navíc závisí na jeho zhutnění, díky kterému může proces tvrdnutí trvat roky.

Označení indikátorů pevnosti udává průměrnou konečnou pevnost v tlaku, které je dosaženo během procesu vytvrzování směsi.

Mobilita

Součinitel pohyblivosti betonu v pasportu výrobku je označen alfanumerickým označením P1-P5, kde číslo je ukazatelem pohyblivosti směsi. Čím vyšší číslo, tím lépe směs vyplní dutiny a tím odolnější bude hotová konstrukce.

Mrazuvzdornost

Koeficient mrazuvzdornosti (F25-F1000) udává, kolik cyklů zmrazování a následného rozmrazování není ohroženo integritou a pevnostními charakteristikami. Betonová konstrukce nechráněná hybrofobními činidly a izolací postupně absorbuje vlhkost, která při nízkých teplotách zamrzá a zvětšuje svůj objem, což přispívá ke vzniku mikrotrhlin. Čím vyšší je koeficient mrazuvzdornosti, tím delší je životnost betonových výrobků.

Voděodolný

Součinitel voděodolnosti je označen označením W a udává schopnost betonu nepropustit vodu pod tlakem. Betonové výrobky s vysokým součinitelem W lze použít při výstavbě objektů provozovaných v agresivním prostředí – mosty, tunely, mola atd. Když se beton používá jako základ pro železobetonové konstrukce, jejichž tloušťka přesahuje 20 cm, ukazuje se, že je nepropustný pro vodu. Na základě stupně propustnosti vody je beton klasifikován do 12 různých tříd od B2 do B30. Beton je tedy schopen odolat různým tlakům, normovaným od 0.2 do 3 MPa, což je důležitý aspekt pro stavbu konstrukcí ze železobetonových výrobků i základů pod vodou.

Hustota

Těžký beton a priori není hustý materiál. Důvodem je přítomnost pórů, které se vytvořily v důsledku procesu odpařování kapaliny, a také částečné odstranění bublin vytvořených během zhutňování. Pro maximalizaci ukazatelů hustoty je nutné pečlivě vybírat kamenivo v kontextu jejich zrnitostního složení, analyzovat použití změkčovadel, snížit poměr voda-cement a optimalizovat proces zhutňování. Zvýšení hustoty se přímo projeví na zvýšení odolnosti proti korozi, voděodolnosti, pevnosti a mrazuvzdornosti.

Požární odolnost

Beton lze na základě složení klasifikovat jako žáruvzdorný materiál, který odolává vysokým teplotám. Současně dlouhodobé vystavení ohřevu, jehož hodnota se pohybuje od 160 do 200 °C, již může vést ke ztrátě pevnosti betonu o 255 nebo 30 %. V místech, kde je nutné zajistit dodatečnou ochranu, se tedy používají tepelně izolační materiály a také tepelně nejodolnější druhy betonu.

Roztahování a smršťování

Proces tvrdnutí betonové malty během prvních let provozu znamená nevyhnutelné smrštění s mírným bobtnáním a zvětšením objemu. Hodnota smrštění je zpravidla malá a činí asi 0.15 mm na metr délky betonové konstrukce. Mezitím u masivních konstrukcí může smrštění způsobit vznik trhlin, které následně vedou k destrukci. Pro omezení smršťování se používá beton s nízkou spotřebou cementu, používají se nejkvalitnější ztužovadla zrna, která dokážou zaručit mokrý režim při tuhnutí.

Odolnost proti korozi

Proces koroze betonu se týká ničení cementu, což je doprovázeno poklesem ukazatelů, jako je odolnost proti vodě. Zároveň se snižuje součinitel adheze k výztuži, což vede ke snížení pevnosti. K zabránění poškození korozí se do cementů používají různé přísady, které tvoří kyselinovzdorné, pucolánové a hlinité směsi. Kromě toho se často používá technologie úpravy povrchu betonu speciálními roztoky ve formě silikofluoridu sodného, ​​tekutého skla a pracuje se na obkladech dlaždicemi na keramické bázi.