Výběrem poměru voda-cement můžete určit maximální jakost betonu. Během procesu přípravy, ukládání a tvrdnutí betonu se však může jakost snížit, pokud nebudou přijata vhodná opatření.
Nesprávné poměry plniv
Jak jsme již dříve zjistili, aby se snížily náklady na beton, jsou do něj umístěny plniva. Zjistili jsme také optimální vlastnosti těchto plniv. Ve fázi míchání betonu je nutné zajistit, aby výstupem byl monolitický produkt. Tedy tak, že všechny póry mezi drcenými kameny jsou vyplněny pískem a všechny póry mezi zrnky písku jsou vyplněny cementovou maltou. Kromě toho musí být povrch absolutně všech kamenů a zrnek písku navlhčen tímto roztokem. Toho je dosaženo výpočtem správného podílu složek betonové směsi a podrobně o tom budeme hovořit v kapitole 3.
Přebytečná voda ve směsi
Většina vývojářů při míchání betonu v míchačce netuší o důležitosti poměru voda-cement a vodu do míchačky doplňuje od oka, aby se výsledný beton dal pohodlně pokládat lopatou. Je jasné, že v tomto případě není třeba hovořit o nějaké korespondenci mezi značkou výsledného betonu a původními plány.
Na druhou stranu, pokud si předem určíte poměr voda-cement a zkusíte namíchat beton, budete zklamáni. Směs se ukáže jako suchá a nerozmíchaná, přilepí se na stěny betonové míchačky a uvnitř zůstanou hrudky lepivého cementu. Jak ale nyní víme, nemůžeme přidat více vody, jinak nedosáhneme stanovené pevnosti betonu. Proto se do roztoku přidává změkčovadlo.
Jedná se o speciální prášek nebo kapalinu, která po smíchání v roztoku tvoří pěnu a zjednodušuje smáčení povrchu drceného kamene a písku.
V důsledku toho se dříve suché hrudky promění ve směs připravenou k instalaci. Plastifikátory mohou mít také některé další vlastnosti. Mohou například mírně zvýšit pevnost betonu díky lepšímu samozhutnění směsi a také mohou snížit bod tuhnutí vody, což je důležité při práci na jaře a na podzim, kdy jsou možné mrazy.
Je třeba poznamenat, že voda v míchačce na beton může pocházet nejen z kbelíku s vodou. Písek i drť nejsou zcela suché, obsahují již určité množství vody. Proto je před zahájením přípravy betonu nutné určit obsah vlhkosti písku a drceného kamene a podle toho snížit množství vody přidané do roztoku.
Při přípravě ušlechtilého betonu s největší pravděpodobností nebude stačit přidání plastifikátoru, aby se všechny složky dobře promíchaly – směs bude stále poněkud suchá. V takových případech, bez zvýšení množství písku a drceného kamene, se do směsi přidá více cementu a vody, přičemž se dodržuje dříve zvolený poměr voda-cement. V tomto případě se směs stává pohyblivější a lépe se mísí.
Přebytečný vzduch ve ztvrdlém betonu
Již dříve jsme řekli, že písek a drcený kámen by měly být vybírány tak, aby v hotovém betonu nezůstala žádná prázdná místa. Například kvůli příliš velkým kamenům, které se nevejdou mezi výztužné tyče. Ale mnohem větší destruktivní příspěvek k pevnosti betonu má vzduch, který se přirozeně objevuje v připravené směsi. Směs se totiž opakovaně promíchá a doslova nasytí vzduchem.
Obvykle negramotní betonáři ukládají vzniklou směs do bednění a v lepším případě provádějí tzv. bajonetování – kusem výztuže nebo lopatou dělají translační pohyby dolů a nahoru, aby směs zhutnili. Bajonetování však nedokáže odstranit žádný významný objem vzduchu z betonu, protože směs se ukazuje jako poměrně hustá. Pokud taková směs ztuhne, zůstane uvnitř mnoho vzduchových pórů. Pevnost betonu se sníží, jeho mrazuvzdornost a voděodolnost.
Aby se zabránilo takovému vývoji, je nutné použít vibrátor. Na konci vibrátoru je těžký kovový palcát vibrující vysokou frekvencí a výkonem. Spustí se do betonu a doslova okamžitě se na povrchu objeví spousta vzduchových bublin, které se vznášejí z hlubin. Zdá se, že beton vře před očima.
Směs se přitom výrazně zhutní a navlhčí, což má také pozitivní vliv na pevnost betonu a zjednodušuje vyhlazení povrchu. Při dlouhodobých vibracích však existuje nebezpečí. Pokud budete držet vibrační palcát na jednom místě příliš dlouho, směs se začne dělit na frakce. Těžká drť klesne dolů, světlý písek vyplave nahoru. Proto je třeba vibrace zastavit, jakmile skončí intenzivní tvorba vzduchových bublin. Neměli byste čekat se spuštěným vibrátorem, dokud bubliny neprasknou – to udělají později samy.
Únik cementové malty
Některé konstrukce, jako jsou základy, jsou nality na zem. V tomto případě, pokud nebudou přijata další opatření, bude kapalná frakce betonové směsi snadno absorbována do půdy. Z tohoto důvodu nebude mít zbývající směs dostatek cementové malty k vyplnění všech pórů mezi drceným kamenem a pískem. Aby k tomu nedocházelo, je nutné pod budoucí konstrukci umístit hydroizolaci nebo fólii a zajistit, aby při vázání výztuže nebyla narušena celistvost těchto materiálů.
Bednění jiných výrobků, například překladů nebo stropů na spojích se stěnami, obvykle nepasuje těsně k hotovým konstrukcím. Do vzniklých trhlin také zateče cemento-písková malta a ve spodní části betonové konstrukce zůstanou jen kameny.
Proto by měly být trhliny položeny stlačitelným materiálem nebo utěsněny polyuretanovou pěnou.
Nesprávná péče během vytvrzování
Jakmile je betonová směs umístěna do bednění, začíná proces hydratace a krystalizace. Jak je již známo, část vody se spojí s cementem. Druhý se bude postupně odpařovat přes povrchy vystavené vzduchu. V horkém počasí nebo silném větru bude proces odpařování probíhat mnohem rychleji než proces hydratace. Voda, kterou cement potřebuje k přeměně na kámen, se odpaří dříve, než stihne zareagovat. Část cementu zůstane práškovitá, to znamená, že pevnost produktu značně utrpí.
Aby k tomu nedocházelo, musí být exponovaný povrch betonových konstrukcí po nalití několik dní navlhčen. Musíte se snažit zajistit, aby ani horní milimetry betonu nevyschly. Toho lze dosáhnout poléváním betonu vodou.
Je důležité určit okamžik, kdy začíná zvlhčování. Pokud začnete příliš brzy, než beton dostatečně ztuhne, přebytečná voda se částečně rozpustí v horní hmotě betonu. Zvýší se poměr voda-cement, tudíž se sníží pevnost. Pokud začnete příliš pozdě, mohou se kromě možného vysychání tvořit smršťovací trhliny, které také negativně, i když nekriticky, ovlivňují pevnost výrobku. Proto můžeme doporučit zálivku ihned po ztuhnutí betonu a před úplným vyschnutím jeho horní plochy.
Ne vždy se podaří stát nad položeným betonem a vystihnout ten správný okamžik pro zahájení vlhčení. V tomto případě by bylo lepší beton pevně zakrýt fólií, aby pod fólii nefoukal vítr.
Odpařující se vlhkost bude kondenzovat na vnitřním povrchu fólie a odkapává zpět na beton.
Beton získá jakostní pevnost do 28 dnů. Po celou tu dobu voda postupně reaguje s cementem. Ale pokud náhle v této době teplota klesne pod nulu stupňů, voda umístěná v těle dosud křehkého betonu zmrzne. Jak víte, když voda zamrzne, roztáhne se. Ledové krystaly se pokusí beton roztrhnout zevnitř a výrazně sníží pevnost. Beton se může doslova drolit sám od sebe. O opatřeních proti zamrzání betonu si podrobně povíme v kapitole 4.
Předčasné načítání
Pokud se pokusíte naložit směs, která ještě neztuhla, ztratí svůj tvar – beton ještě nemá sílu kamene. Ale i po ztuhnutí je pevnost betonu klamná. Na pohled už vypadá jako kámen a den nebo dva po nalití (v závislosti na teplotě vzduchu) už po něm můžete chodit bez zanechání stop. To ale neznamená, že beton je hotový. Nabrat sílu trvá 28 dní, většina z toho během prvních 7 dní. Grafy nárůstu pevnosti v závislosti na teplotě jsou uvedeny v tabulkách níže.
Tabulka 3. „Rozvrh nárůstu pevnosti betonu při různých teplotách během prvních 48 hodin jako procento pevnosti značky 28. den“
Tabulka 4. „Rozvrh nárůstu pevnosti betonu při různých teplotách během prvních 28 dnů jako procento pevnosti značky 28. den“
Pokud tedy potřebujete naložit beton dříve než za 28 dní, musíte zkontrolovat harmonogram, abyste zjistili, zda nový beton vydrží vaše zatížení. Pokud ne, dojde k nevratné destrukci části krystalové mřížky ve struktuře betonu a nenávratně se ztratí pevnost.
Příklad: Průměrná teplota vzduchu při lití podlahy betonem M300 byla 5 stupňů a zůstala stejná i v dalších dnech. Je nutné určit, kdy může osoba vážící 100 kg s velikostí 42 stop začít chodit po betonu bez narušení procesu tuhnutí. Plocha jedné nohy u bot velikosti 42 je 0,0235 m². Tlak je tedy roven 100 x 9,81 / 0,0235 = 42000 Pa nebo 0,042 mPa nebo 0,42 kgf/cm2. Pevnost v tlaku betonu třídy M300 ve stáří 28 dní = 300 kgf/cm2. To znamená, že pro chůzi po betonu je nutné dosáhnout 0,42 / 300 = 0,14 %. Této hodnoty je dosaženo ještě před úplným vytvrzením betonu při jakékoli teplotě, proto můžete po podlaze chodit ihned po zatuhnutí.
Situace, kdy nakládání betonu představuje vážnou překážku tempu výstavby, jsou však velmi vzácné. Za prvé, podlahy nemůžete dlouhodobě zatěžovat. Všechny ostatní konstrukce lze zatěžovat téměř 2-3 dny. Vezměme si například základ. Projektant určí jakost betonu tak, aby základ unesl celou váhu domu a také provozní a sněhové zatížení. Ale třetí den už nebudete mít celý dům najednou. V lepším případě položíte několik řad bloků, cihel nebo dřeva. A jejich zatížení je minimální a pro slabý beton přípustné. Rychlost výstavby zdí a tedy i nárůst jejich hmotnosti zpravidla zaostává za rychlostí, kterou beton nabývá na síle.
Příklad: Pásový základ o šířce 300 mm byl vylit betonem třídy M200. Průměrná teplota je +10 stupňů. Další fází výstavby je pokládka pórobetonových tvárnic o hustotě D400, výšky 250 mm a šířky 400 mm, nedávno přivezených z továrny. Určete, který den po nalití základu můžete začít pokládat stěny.
Hustota tvárnic v suchém stavu je 400 kg/m³, ale v mokrém stavu při dodání z továrny jsou tvárnice o 60 % těžší. Nosná plocha 1 metru stěny je 0,3 m². Hmotnost 1 lineárního metru stěny je 1 x 0,4 x 0,25 x 400 x 1,6 = 64 kg. Tlak vyvíjený jedním lineárním metrem jedné řady stěn se tedy rovná 64 x 9,81 / 0,3 = 2093 Pa nebo 0,02 kgf/cm², což je 0,01 % pevnosti 200 kgf/cm² (pevnost betonu 28. den). Proto lze bloky pokládat na základ ihned po zatuhnutí.
A stále rozšířený názor, že základ musí stát zimu nebo i rok, vypadá ještě atavisticky! To je z hlediska konstrukční pevnosti zcela nepravdivé tvrzení. A pokud vezmeme v úvahu konstrukci jako celek, pak pro některé základy (neizolované desky a mělce zasypané pásy) může mít zazimování naopak katastrofální následky.
Starý nebo nedbale skladovaný cement
Na rozdíl od písku a drceného kamene má cement trvanlivost a poměrně krátkou – asi šest měsíců. Poté se deklarovaná třída cementu sníží. To znamená, že pro dosažení stejné pevnosti betonu budete muset snížit množství vody ve směsi, což není vždy možné.
Cement je samozřejmě nutné skladovat na suchém, větraném místě, aby na něj nepadaly srážky a aby na pytle ráno a večer nepadala rosa. Ideální by bylo objednat pytle na cement pár dní předem. Nebo je zabalte do dodatečného igelitu, který zabrání vlhkosti a nástupu hydratace.
Extra vměstky v betonovém tělese
V první řadě mluvíme o jílu, který může být obsažen v písku a drti. Navlhčená hlína se při zmrznutí značně roztahuje a může zničit beton zevnitř. Proto je třeba koupit praný písek. V ideálním případě by se drcený kámen měl před použitím umýt, ale to je příliš pracné. Stačí zajistit, aby do míchačky betonu nepadaly hrudky zeminy a hlíny.
Voda pro míchání směsi musí být čistá a průhledná. Zakalená voda s největší pravděpodobností obsahuje jílové částice. Také voda může obsahovat organické nečistoty, jejichž vliv na pevnost betonu je rovněž negativní. Odstraňte z vody veškeré spadané listí, trávu, hmyz atd.
Kromě přebytečných nečistot, které se mohou do betonu dostat spolu s materiály při míchání směsi, jsou někdy do betonu záměrně umístěny další vměstky, které mohou být nebezpečné.
Například existuje způsob, jak upevnit spodní část bednění pásových základů, když je pod dřevěné panely položen blok, který je spojuje. Po odstranění bednění zůstává tvárnice v tělese betonu. Jakmile je základ navlhčen (po zasypání), blok zvlhne a nabobtná, což může vést k prasknutí. Vzpomeňte si, jak staří Egypťané těžili kameny pro své pyramidy. Do štěrbiny v kamenech vložili dřevěné klíny a klíny navlhčili vodou. Klíny se nafoukly a odlomily obrovské masy kamene.
Na základě výše uvedeného by mělo dojít k úplnému zákazu zahrnutí dřeva do betonu na staveništi. Včetně dřevěných podpěr pro kování není povoleno.
