Masarykova univerzita Pedagogická fakulta Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání
Bakal ářská p rác e VÝUKOVÁ OPORA PRO PŘEDMĚT STAVEBNÍ MATERÁLY
Vedoucí práce: Ing. Jan Děcký
Vypracoval: Pavel Vyhnálek Brno 2014
Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně a pouţil jen informační zdroje uvedené v seznamu pouţité literatury. Souhlasím, aby tato práce byla uloţena v knihovně Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a zpřístupněna ke studijním účelům.
Datum: 29.11.2014
Podpis:
2
Děkuji panu Ing. Janu Děckému za cenné rady a připomínky, které mi pomohly při zpracování této bakalářské práce a za trpělivost, se kterou vedl všechny naše konzultace. Pavel Vyhnálek
3
ANOTACE Obsahem této práce je vytvoření uceleného přehledu stavebních materiálů pouţívaných v dnešní době. Výukový text vychází z reálných podmínek českého trhu v oblasti stavebnictví. Tento učební text je v současnosti plně aktuální a odpovídá úrovni odborného vzdělávání v předmětu Stavební materiály.
SUMMARY My work contains summary/overview of the building materials used today. Educational text is based on real conditions of the Czech market in the field of civil engineering. This teaching text is completely updated and corresponds with the level of vocational training in the subject Building materials.
KLÍČOVÁ SLOVA Výuková opora, učební text, stavební materiály, vlastnosti, druhy, sloţení, pouţití.
KEY WORDS Educational support, teaching text, building materials, properties, types, composition, use.
4
OBSAH ANOTACE.................................................................................................................................... 4 SUMMARY .................................................................................................................................. 4 KLÍČOVÁ SLOVA ...................................................................................................................... 4 KEY WORDS ............................................................................................................................... 4 OBSAH ......................................................................................................................................... 5 1
ÚVOD .................................................................................................................................... 7
2
TEORETICKÁ ČÁST ........................................................................................................... 8 2.1
Rozbor informačních zdrojů ............................................................................................ 8
2.1.1 2.2
Situace na trhu učebnic zabývajících se danou problematikou ............................... 8
Rešerše vybraných učebnic s touto tématikou ................................................................. 8
2.2.1
FLEISS, Manfred; GANGL, Günter; GRAF, Andreas; HUTER, Roman. Stavební
nauka - zedník ........................................................................................................................ 9 2.2.2
GREGOROVÁ, E. Stavební materiály I ............................................................... 10
2.2.3
GREGOROVÁ, E.; HAMÁK, L. Stavební materiály II ....................................... 11
2.2.4
LIŠKA, Jan. Materiály: učebnice pro odborná učiliště: obor zednické práce ....... 12
2.2.5
PENDL, Karel; TIBITANZL, Otomar; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka ...... 14
2.2.6
NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi .................................... 15
2.3 3
Diskuze nad vytvořeným učebním textem ..................................................................... 17
PRAKTICKÁ ČÁST ........................................................................................................... 18 3.1
Stanovení hypotézy ........................................................................................................ 18
3.2
Charakteristika jednotlivých oborů ................................................................................ 19
3.2.1
Zednické práce - ŠVP 36-67-E/01......................................................................... 19
3.2.2
Stavebnictví - ŠVP 36-47-M/01 ............................................................................ 20
3.2.3
Zedník - ŠVP 36-67-H/01 ..................................................................................... 20
3.3
Forma a průběh prezentace ............................................................................................ 21
3.4
Forma a průběh testování ............................................................................................... 22
3.5
Výsledky testování ......................................................................................................... 22
3.6
Potvrzení či vyvrácení hypotézy .................................................................................... 26
ZÁVĚR ....................................................................................................................................... 27 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY......................................................................................... 28 SEZNAM PŘÍLOH ..................................................................................................................... 29 PŘÍLOHA č. 1............................................................................................................................. 30 Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů ............................................................................... 30 1.1 Dělení stavebních materiálů .............................................................................................. 30 1.2 Vlastnosti stavebních materiálů ......................................................................................... 31
5
1.2.1 Fyzikální vlastnosti stavebních materiálů ................................................................... 31 1.2.2 Chemické vlastnosti stavebních materiálů .................................................................. 33 1.2.3 Poţární vlastnosti stavebních materiálů ...................................................................... 33 PŘÍLOHA č. 2............................................................................................................................. 33 Pojiva .......................................................................................................................................... 33 2.1 Vzdušná pojiva .................................................................................................................. 33 Vzdušné vápno ................................................................................................................... 34 Stavební sádra .................................................................................................................... 34 2.2 Hydraulická pojiva ............................................................................................................ 35 Hydraulické vápno ............................................................................................................. 35 Vlastnosti hydraulického vápna ....................................................................................... 36 Cement ................................................................................................................................ 36 Výroba ................................................................................................................................ 36 Druhy a složení cementu ................................................................................................... 37 PŘÍLOHA č. 3............................................................................................................................. 39 Beton ........................................................................................................................................... 39 3.1 Sloţky betonové směsi ...................................................................................................... 41 Cement ................................................................................................................................ 41 Kamenivo ............................................................................................................................ 41 Voda .................................................................................................................................... 43 Přísady do betonu .............................................................................................................. 43 Příměsi do betonu .............................................................................................................. 44 3.7
Ukládání, zhutňování a ošetřování betonu ..................................................................... 45
3.8
Třídy betonu ................................................................................................................... 46
PŘÍLOHA č. 4............................................................................................................................. 47 Testové otázky ke kapitole: Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů .................................. 47 PŘÍLOHA č. 5............................................................................................................................. 48 Testové otázky ke kapitole: Pojiva ............................................................................................. 48 PŘÍLOHA č. 6............................................................................................................................. 49 Testové otázky ke kapitole: Beton .............................................................................................. 49
6
1 ÚVOD Při výběru tématu této práce jsem vycházel z reálných potřeb své kaţdodenní učitelské praxe. Pracuji jako učitel odborného výcviku na Střední škole stavební v Třebíči. Vyučuji ţáky Středního odborného učiliště, obor Zedník a Zednické práce, rovněţ také ţáky studijního oboru Pozemní stavitelství. Kdyţ jsem přemýšlel nad zadáním bakalářské práce, poloţil jsem si otázku: Ve které oblasti mohu přispět ke zkvalitnění práce učitele odborného výcviku? Při rozboru dané problematiky jsem dospěl k názoru, ţe by bylo přínosné zabývat se tématikou současných stavebních materiálů. Toto téma jsem si vybral proto, ţe bych chtěl vytvořit ucelený a přehledný soubor současných pouţívaných stavebních materiálů, který bych vyuţíval ve své praxi. Chtěl bych, aby vycházel z reálných podmínek českého trhu v oblasti stavebnictví a byl pro studenty zajímavý, přehledný, názorný a aktuální. Cílem mé práce je vytvořit výukovou oporu (formou souvislého textu s obrázky, schématy a fotografiemi, včetně popisu výroby a pouţití). Následně se pokusím vypracovat soubor testových otázek, který bude slouţit k ověření získaných znalostí. Nově vytvořenou výukovou oporu (její část) budu prezentovat studentům a tím zjistím, jak je přínosná pro ţáky na základě jejich získaných znalostí v absolvovaném kontrolním testu. Výsledky poté vyhodnotím a vyvodím z nich adekvátní závěr.
7
2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 Rozbor informačních zdrojů Při výběru informačních materiálů slouţících jako podklad pro tuto práci jsem vycházel z kapacity školní knihovny, z informací učitelů daného odborného předmětu a také z vlastní čtrnáctileté zkušenosti učitele odborného výcviku.
2.1.1 Situace na trhu učebnic zabývajících se danou problematikou Po prozkoumání dostupných zdrojů zabývajících se tématikou stavebních materiálů jsem dospěl k seznamu zhruba 87 publikací. Z tohoto seznamu jsem vytvořil uţší výběr šesti titulů, který byl tvořený těmito kritérii: -
Měla by to být učebnice
-
Měla by být určena pro střední odborné školy a učiliště
-
Měla by být relativně cenově dostupná
-
Měla by být aktuálně na trhu s učebnicemi
-
Měla by být v archivu naší školní knihovny
2.2 Rešerše vybraných učebnic s touto tématikou Vybrané publikace jsem zanalyzoval a vytvořil stručné rešerše. V následujících kapitolách se budu zaměřovat na stručný popis konkrétní publikace a osobní hodnocení učebnice.
8
2.2.1 FLEISS, Manfred; GANGL, Günter; GRAF, Andreas; HUTER, Roman. Stavební nauka - zedník
Vlastní foto 1
2.2.1.1 Popis knihy Jedná se o broţovanou publikaci o rozměrech 21 cm x 29,7 cm. Učebnice má 185 stran a vznikla v rámci rozsáhlého česko-rakouského projektu k systému učňovského školství České republiky. Byla schválena MŠMT ČR 31.5.1994 jako učební text pro střední odborné školy především stavebního zaměření. Měl jsem k dispozici 3. vydání z roku 1999. Na našem trhu není v současnosti dostupná. Citace předsádky: „Tato kniha je určena především jako učebnice pro stavební obory, zejména zedník a ţelezobetonář, ale také pro ţáky středních průmyslových škol stavebních. Bude také dobrou pomůckou pro stavební praxi. Obsahuje, kromě úvodu do nauky o pozemním stavitelství, statě o hlavních stavebních materiálech, nářadí a pomůckách, stavebních strojích, vytyčování staveb včetně zakládání a provádění měřičských prací na staveništi. V knize jsou kromě poţadavků ÖNORM (rakouských norem) zařazeny i poţadavky ČSN (zejména ve stati o cementech a betonu). Před jednotlivými kapitolami jsou vhodně uvedeny učební cíle formulované tak, ţe mohou současně plnit funkci kontrolních otázek ověřujících zvládnutí příslušného učiva.“1 1
FLEISS, Manfred; GANGL, Günter; GRAF, Andreas; HUTER, Roman. Stavební nauka-zedník. 3. vyd. Praha: SNTL, 1999, 185 s. ISBN 80-902110-6-3. 9
2.2.1.2 Hodnocení knihy Kniha má ambice stát se univerzální učebnicí pro stavební obory. Jestliţe se zaměřím pouze na část týkající se stavebních materiálů, musím konstatovat, ţe tyto ambice podle mě moc nenaplnila. Jednotlivé kapitoly na sebe logicky nenavazují, text je nepřehledný a obrázky moc nepoutají. Nicméně jako podklad pro teoretickou část této práce poslouţila dostatečně. Osobně bych ji hodnotil známkou 3.
2.2.2 GREGOROVÁ, E. Stavební materiály I
Vlastní foto 2
2.2.2.1 Popis knihy Jedná se o broţovanou publikaci o rozměrech 14,5 cm x 20,3 cm. Učebnice má 116 stran a je určena pro 1. ročník středních odborných učilišť stavebních. Měl jsem k dispozici 4. vydání z roku 1994. Cena cca 150,- Kč. Citace předsádky: „Učebnice podává přehled veškerých stavebních materiálů, tj. cihlářských pálených výrobků přírodního kamene, pojiv, dřevěných výrobků, kovových výrobků, skla, betonu
10
a izolačních materiálů. Stručně popisuje jejich výrobu a pouţití. Je určena pro 1. ročník středních odborných učilišť.“2
2.2.2.2 Hodnocení knihy Kniha je logicky členěná na jednotlivé kapitoly. Je stručná, přehledná a výstiţná. Vţdy na začátku kapitoly se objevuje popis výroby dané kategorie výrobků, dále pak popis surovin, jejich příprava a zpracování. Následuje popis jednotlivých druhů a typů, včetně jejich pouţití. Dle mého názoru je kniha z hlediska aktuálnosti v dnešní době jiţ překonaná. Jako slabinu této publikace povaţuji rovněţ její grafickou úpravu. I kdyţ na druhou stranu chápu, ţe za cenu cca 150,- Kč není moţno, aby byla publikace vybavena barevnými ilustracemi. Svoji roli zde jistě hraje i doba vydání publikace. Nicméně jako stručný přehled tradičních stavebních materiálů můţe jistě i dnes poslouţit. Osobně ji hodnotím 3+.
2.2.3 GREGOROVÁ, E.; HAMÁK, L. Stavební materiály II
Vlastní foto 3
2.2.3.1 Popis knihy Jedná se o broţovanou publikaci o rozměrech 14,5 cm x 20,3 cm. Učebnice má 116 stran, 53 obrázků, 11 tabulek a je určena pro 2. a 3. ročník středních odborných učilišť stavebních. Měl jsem k dispozici 3. vydání z roku 1996. Její cena je cca 150,- Kč. 2
GREGOROVÁ, E. Stavební materiály I. 4. vyd. Praha: Sobotáles, 1994. 116s. ISBN 80-901684-6-9. 11
Citace předsádky: „Druhý díl popisuje materiály na fasádní omítky, plasty, lehké betony, ţáruvzdorné výrobky a stavební velkorozměrové dílce. Je určena ţákům středních odborných učilišť.“3
2.2.3.2 Hodnocení knihy Publikace je logickým pokračováním předešlé učebnice a dohromady by měly obsahovat veškerá témata pro výuku předmětu Stavební materiály. V zásadě o této publikaci platí to, co o té předešlé. V dnešní době je jiţ překonaná, nicméně jako stručný přehled tradičních stavebních materiálů můţe s jistotou slouţit i dnes. Hodnotím stejně jako předešlou 3+.
2.2.4 LIŠKA, Jan. Materiály: učebnice pro odborná učiliště: obor zednické práce
Vlastní foto 4
2.2.4.1 Popis knihy Jedná se o broţovanou publikaci o rozměrech 20,8 cm x 29,7 cm. Učebnice má 94 stran a je určena pro odborná učiliště oboru Zednické práce. Měl jsem k dispozici
3
GREGOROVÁ, E.; HAMÁK, L. Stavební materiály II. 3. vyd. Praha: Sobotáles, 1996. 116 s. ISBN 8085920-21-2.
12
2. vydání z roku 2005. Tato učebnice byla v roce 2003 zařazena do seznamu učebnic pro odborná učiliště s dobou platnosti 6 let. V současnosti k dostání za 150,- Kč. Citace předsádky: „Tématické celky, které jsou zpracovány v této učebnici, vychází z učebních dokumentů pro odborná učiliště učebního oboru 36-67-E/001 Zednické práce. Je velmi sloţité postihnout všechny dosavadní materiály a firmy, které se výrobou stavebních materiálů zabývají. Daný rozsah učebnice to v ţádném případě neumoţňuje. Je proto nutné naučit se pracovat s internetovými stránkami, které jsou schopny poskytnout poţadovaná technická data, týkající se v současnosti vyráběných stavebních materiálů a výrobků z nich vyrobených.“4
2.2.4.2 Hodnocení knihy Jiţ z pouhého obsahu je zřetelné, ţe je tato publikace mladšího data vydání, neţ předešlé dvě. Výběr typu stavebních materiálů jiţ více odpovídá stávající nabídce na trhu. Učebnice také uţ není pouze černobílá, ale je proloţena červenooranţovým zvýrazněním (v opakovacích otázkách na konci kaţdé kapitoly) a také na začátku jednotlivých hlavních názvů kapitol. Obsahuje značné mnoţství reálných fotografií, trojrozměrných nákresů a schémat, coţ učebnici velmi prospělo při orientaci v textu a celkové přehlednosti. Dle mého posouzení bohuţel je příliš stručná a neúplná, chybí zde např. údaje o fyzikálních a chemických procesech, které vysvětlují ten daný jev či chemickou reakci. Pro obor Zednické práce je tato publikace adekvátním učebním textem. Pro obor Zedník je však příliš stručná a zjednodušující. Osobně klasifikuji známkou 2.
4
LIŠKA, Jan. Materiály: učebnice pro odborná učiliště: obor zednické práce. 2. vyd. Praha: Parta, 2005, 94 s. ISBN 80-7320-083-X.
13
2.2.5 PENDL, Karel; TIBITANZL, Otomar; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka
Vlastní foto 5
2.2.5.1 Popis knihy Jedná se o vázanou publikaci o rozměrech 15,5 cm x 21 cm. Publikace má 432 stran a je určena všem pracovníkům ve stavebnictví. Měl jsem k dispozici 4. vydání z roku 1999. Tato příručka obsahuje 27 kapitol, z nichţ se 3. kapitola věnuje problematice stavebních materiálů. Cena 300,- Kč. Citace předsádky: „Příručka popisuje všechny druhy prací zedníka, dále seznamuje se stavebními hmotami a stavebními stroji. Podrobně jsou uvedeny stavební konstrukce, tj. zakládání, izolace, zdivo, stropy, schodiště, příčky aţ po monolitické konstrukce, montované stavby, úpravy povrchů a podlah. Pojednává o lešení, o adaptacích, rekonstrukcích, bouracích pracích a pracích v zimním období, bezpečnosti na pracovišti atd. Je určena zednickým učňům, zedníkům všech kvalifikačních tříd i mistrům na stavbách.“5
2.2.5.2 Hodnocení knihy Dle mého názoru je kniha v dnešní době stále aktuální. Za slabinu této publikace povaţuji opět její grafickou úpravu (není zde pouţita jiná barva neţ černá). Kniha obsahuje reálné fotografie, tabulky a nákresy jak v pravoúhlém, tak i kosodélném 5
PENDL, Karel; TIBITANZL, Otomar; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka. 4. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, 431 s. ISBN 80-85920-54-9. 14
promítání. Přehled o výrobcích zde prezentovaných je s ohledem na dobu vydání poměrně ucelený a aktuální. To se jiţ bohuţel nedá říci o její obsahové sloţce, ta je aţ příliš zestručněna. Chybí zde například základní pojmy jako: vysvětlení růstu stromů, rozdíly mezi listnatými a jehličnatými stromy, způsoby ošetřování a skladování dřeva atd. I přes to všechno je tato příručka jako celek poměrně praktická, nicméně působí příliš „hobby“ dojmem. Pro potřeby výuky daného předmětu je vhodná jako doplňující informační zdroj. Ohodnocena známkou 3.
2.2.6 NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi
Vlastní foto 6
2.2.6.1 Popis knihy Jedná se o vázanou publikaci o rozměrech 17,5 cm x 24,5 cm. Publikace má 608 stran, 1425 obrázků a tabulek. Měl jsem k dispozici 1. vydání z roku 2005. Tato kniha obsahuje 22 kapitol, z nichţ se 3. kapitola věnuje problematice stavebních materiálů. Cena této publikace činí 750,- Kč.
15
Citace předsádky: „Kromě studentů odborných škol příručka dobře poslouţí i vyučeným zedníkům, betonářům, tesařům, ale i stavebním technikům, projektantům, stavbyvedoucím, mistrům, pedagogům i všem zájemcům o moderní stavitelství.“ 6
2.2.6.2 Hodnocení knihy Pro hodnocení této publikace pouţiji předmluvu RNDr. Karla Černého, CSc. Ten píše: „Nakladatelství Europa-Sobotáles uvádí na kniţní trh pod českým názvem „Moderní stavitelství pro školu i praxi“ překlad 10. přepracovaného německého vydání publikace „Bautechnik.Fachkunde Bau“, zpracované kolektivem německých odborníků pod vedením Ing. Hanse Nestleho. Tato příručka vydaná německým nakladatelstvím Europa-Lehrmittel slouţí v SRN podle rámcových učebních osnov pro základní vzdělávání v oblasti stavební techniky na středních školách připravující odborníky pro nejširší okruh stavebních profesí včetně vyšších ročníků učebních oborů zedník, betonář, tesař a stavební kreslič na středních odborných učilištích. Příručka je rozsáhlým a souhrnným zdrojem informací potřebných pro řešení technologických a konstrukčních otázek z oblasti odborného stavebnictví. Kromě souborně zpracovaných kapitol o pouţívaných stavebních materiálech a technologiích pro jednotlivé stavební profese přináší i stručné informace o organizaci stavebního podniku, plánování a současné legislativě ve stavebnictví, stavebním řízení, povinnostech mistra a stavbyvedoucího, ale i o vyuţití výpočetní techniky v současném stavebnictví. Velmi cenné je doplnění knihy více neţ čtrnácti sty barevných fotografií, kreseb tabulek a diagramů, coţ zlepšuje srozumitelnost textu a umoţňuje uţivatelům lepší přehled o dané problematice. Jak jiţ bylo uvedeno výše, v SRN je kniha pouţívána jako souhrnný zdroj informací pro studenty odborných škol a pro účastníky rekvalifikačních kursů a školení slouţící pro další pracovní vzdělávání. Podobné poslání by měla publikace plnit i u nás, protoţe obdobná odborná příručka na českém trhu prozatím chybí snad s výjimkou daleko stručnější i zčásti jinak koncipované „Příručky pro zedníka“. Jsme přesvědčeni, ţe se stane další uţitečnou a vyhledávanou studijní pomůckou pro studující příslušných
6
NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2005, 608 s. ISBN 80-86706-11-7.
16
stavebních profesí i stavebních středních škol. Vzhledem k encyklopedickému souhrnu základních znalostí potřebných v moderním stavitelství by mohla slouţit jako úvod do studia i pro studující prvních ročníků stavebních fakult. Vydatným zdrojem potřebných informací bude i pro pouţití v praxi, takţe své poslání bude jistě plnit i ve stavebních organizacích, projekčních kancelářích, mezi pedagogy, domácími kutily i všemi ostatními zájemci, kteří se připravují k dalšímu studiu na vyšších typech škol nebo hledají poučení a odpovědi na odborné otázky z oblasti stavebnictví.“ 7 S tímto názorem se ztotoţňuji. Nejvíce na mě zapůsobila kvalita, názornost a mnoţství obrázků v dané pasáţi, potaţmo v celé knize. Kdybych měl této knize něco vytknout, pak by to moţná byla země původu. Některé zde uváděné produkty nejsou k dostání na českém trhu. Ne vše také v ČR funguje tak jako v sousedním Německu, ale to je jiţ jiná … Ohodnocena 1-
2.3 Diskuze nad vytvořeným učebním textem Na základě informací získaných studiem daných publikací jsem vytvořil učební text – výukovou oporu, kterou bych mohl pouţívat ve své praxi učitele odborného výcviku a učitele odborných předmětů. Mezi mé ţáky patří: -
učni Odborného učiliště oboru Zednické práce
-
učni Středního odborného učiliště oboru Zedník
-
studenti Střední průmyslové školy stavební oboru Stavebnictví
Tato výuková opora je tedy jakýmsi kompromisem v pojetí náročnosti výuky daného odborného předmětu. Měla by být adekvátním učebním textem pro všechny uvedené studijní obory. Vlastní text je rozdělen na 15 kapitol: 1. Dělení stavebních materiálů 2. Přírodní kámen 3. Pojiva 7
NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2005, 608 s. ISBN 80-86706-11-7.
17
4. Malty 5. Cihlářské výrobky 6. Nepálené materiály 7. Beton 8. Železobeton 9. Prefabrikáty 10. Kovy 11. Dřevo 12. Výrobky z aglomerovaného dřeva 13. Sklo 14. Plasty 15. Izolační materiály Tento učební soubor čítá 105 stran textu včetně odkazů na pouţité informační zdroje. Je proloţen 111 obrázky (v drtivé většině barevnými) a 18 tabulkami. Na závěr kaţdé z uvedených kapitol je umístěn soubor testových otázek vztahujících se k dané problematice.
3 PRAKTICKÁ ČÁST Poté, co jsem dokončil tuto výukovou oporu, chtěl jsem si vyzkoušet v praxi její funkčnost. Prezentoval jsem tedy tento materiál ţákům 3 různých oborů: -
Obor Zednické práce, 1. ročník (ZP 1)
-
Obor Stavebnictví, 2. ročník (S 2A)
-
Obor Zedník, 3. ročník (Z 3)
3.1 Stanovení hypotézy Mou hypotézou bylo, že žáci po absolvování mnou připravené a prováděné prezentace na dané učební téma dosáhnou lepších studijních výsledků, než je jejich čtvrtletní klasifikace z předmětu Materiály. Toto jsem ověřil pomocí testu vztahujícímu se k dané kapitole z vytvořené výukové opory.
18
3.2 Charakteristika jednotlivých oborů 3.2.1 Zednické práce - ŠVP 36-67-E/01 Jedná se o učební obor odborného učiliště. Tento učební obor poskytuje výchovu, teoretické vzdělání a odbornou přípravu (střední vzdělání s výučním listem pro ţáky se speciálními vzdělávacími potřebami). Hlavním cílem školy je zapojení ţáků do tříleté odborné přípravy, která směřuje k úspěšnému ukončení vzdělávacího programu v příslušných oborech, k integraci do společnosti a profesní připravenosti uplatnit se ve zvoleném oboru na trhu práce. Odborná příprava poskytuje ţákům soubor vědomostí, praktických dovedností a návyků nezbytných pro jejich budoucí uplatnění, zejména v profesi stavební dělník. Ţáci se naučí ovládat základní výrobní technologie zednických prací – vyměřování dle jednoduché dokumentace, stavba lešení, příprava stavebních směsí a materiálů, zdění zdiva
z různých druhů materiálů, jednoduché betonářské, omítkářské a izolační
práce, osazování prefabrikátů a výrobků přidruţené stavební výroby, pomocné a dokončovací práce, obsluha stavebních strojů atd. Absolvent je schopen po příslušné praxi samostatně vykonávat jednoduché zednické práce na různých stavbách, ve stavebních firmách nebo v oblasti stavební údrţby.
Základní údaje: Délka přípravy: 3 roky Uč. obor je určen pro: chlapce Způsob ukončení přípravy: závěrečná zkouška + výuční list Hodinová dotace odborného předmětu Materiály: 1. ročník - 2 hodiny týdně 2. ročník - 2 hodiny týdně 3. ročník - 0 hodin týdně Hodinová dotace předmětu Odborný výcvik: 1. ročník - 10 hodin týdně 2. ročník - 17,5 hodiny týdně 3. ročník - 28 hodin týdně 19
3.2.2 Stavebnictví - ŠVP 36-47-M/01 Tento studijní obor připravuje ţáky pro práci v projekci, v přípravě staveb, ve stavební výrobě, ve výrobě a při montáţi prefabrikátů i pro funkci v oblasti poţární ochrany. Ţák je rovněţ připravován tak, aby po nabytí potřebné praxe byl schopen uplatňovat získanou kvalifikaci při samostatné podnikatelské činnosti ve stavebnictví. Další moţnosti jsou i v uplatnění na úseku správním a v oblasti výzkumu. Studijní obor stavebnictví připravuje ţáky také pro studium na vysokých školách stavebního zaměření. Absolvent oboru Stavebnictví je středoškolsky vzdělaný pracovník pro technicko-hospodářské funkce se všeobecným a odborným vzděláním na úrovni středního vzdělání s maturitní zkouškou. Absolvent získá odborné vzdělání potřebné především pro kvalifikovaný výkon odborných činností v pracovních funkcích ve stavebnictví. Základní údaje: Délka přípravy: 4 roky Studijní obor je určen pro: chlapce i dívky Způsob ukončení přípravy: maturitní zkouška + vysvědčení o maturitní zkoušce Hodinová dotace odborného předmětu Stavební materiály: 1. ročník - 3 hodiny týdně 2. ročník - 0 hodiny týdně 3. ročník - 0 hodin týdně 4. ročník - 0 hodin týdně Hodinová dotace odborného předmětu Praxe: 1. ročník - 2 hodiny týdně 2. ročník - 2 hodiny týdně 3. ročník - 0 hodin týdně 4. ročník - 0 hodin týdně
3.2.3 Zedník - ŠVP 36-67-H/01 Absolvent oboru zedník se uplatní ve stavebních firmách v povolání zedník, a to v pozici zaměstnance nebo zaměstnavatele. Je schopen provádět základní zednické
20
práce na pozemních stavbách, tj. betonování, zdění zdiva z různých druhů materiálů, monolitické a montované vodorovné konstrukce, povrchové úpravy, jednoduché tepelné izolace a hydroizolace, osazovat výrobky přidruţené stavební výroby a práce při přestavbách budov. Je připraven samostatně provádět odborné práce v oboru zedník. Základní údaje: Délka přípravy: 3 roky Uč. obor je určen pro: chlapce Způsob ukončení přípravy: závěrečná zkouška + výuční list Hodinová dotace odborného předmětu Materiály: 1. ročník - 2 hodiny týdně 2. ročník – 1,5 hodiny týdně 3. ročník - 1 hodina týdně Hodinová dotace předmětu Odborný výcvik: 1. ročník - 12 hodin týdně 2. ročník – 17,5 hodin týdně 3. ročník – 17,5 hodin týdně
3.3 Forma a průběh prezentace Prezentace vybrané kapitoly z této výukové opory probíhala na zednické dílně v areálu odborného výcviku Střední školy stavební v Třebíči. Tato dílna je vybavena jak prostorem pro praktickou část výuky, tak i příruční učebnou s kapacitou cca 20 ţáků. Dále je učebna vybavena dataprojektorem. Soubor byl prezentován ze školního laptopu pomocí výměnného flash-disku s nahraným souborem ve formátu Word. Výklad proběhl v rámci výuky předmětu Odborný výcvik (u skupin ZP 1 a Z 3) a předmětu Praxe (u S 2A). Výklad jsem doplňoval ukázkami reálných stavebních hmot. Rovněţ jsem se snaţil výklad doplňovat o zkušenosti ze své 20ti-leté stavební praxe. Při prezentaci jsem zvýrazňoval probíraný text pomocí laserového ukazovátka.
21
Výběr výukového tématu: -
ZP 1 … Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů Dle informací učitelky předmětu Materiály (Ing. Zdeny Větrovské) měli ţáci toto téma probírat hned v úvodních hodinách tohoto předmětu.
-
S 2A … Pojiva Jelikoţ tito ţáci absolvovali kompletní předmět Stavební materiály v rámci 1. ročníku (dle informací učitelky tohoto předmětu Ing. Naděţdy Kučerové), bylo toto téma pro ně opakováním.
-
Z 3 … Beton I v této třídě učí tento předmět Ing. Zdena Větrovská. Toto téma probírali na začátku 3. ročníku, bylo tedy v podstatě aktuální.
3.4 Forma a průběh testování Testování probíhalo v téţe učebně. Ţáci Z 3 a ZP 1 absolvovali test následující učební den, ţáci S 2A ke konci 4- hodinového učebního bloku. Ţáci seděli v lavicích ob jednoho (kvůli opisování) a odpovědi psali na dodané čisté papíry. Zadání jsem předčítal. Na vypracování měli 10 minut. Známky z testu jsem u skupiny ZP 1 zakomponoval do klasifikace Odborného výcviku v rámci probíraného tématu Seznámení se základními stavebními materiály. U Z 3 v rámci tématu Provádění betonářských prací. U S 2A se klasifikace vztahovala k tématu Úpravy povrchů.
3.5 Výsledky testování S výsledky testu byli ţáci seznámeni neprodleně po skončení. Klasifikaci jsem prováděl pomocí bodového systému, tzn. 1 správná odpověď = 1 bod. Uznával jsem i půl-body za částečně zodpovězené odpovědi. Jelikoţ se jednalo o 3 obory s různou náročností kladenou na výsledky vzdělávání, uzpůsobil jsem klasifikaci na intervalové rozmezí dosaţených bodů. Skutečná jména jsem nahradil počátečními písmeny abecedy. Výsledky jsem zpracoval do tabulky.
22
Klasifikační převod známka - počet získaných bodů pro obor ZP 1. 1……………4 - 3,5 bodu 2……………3 - 2,5 bodu 3……………2 - 1 bod 4……………0,5 bodu 5……………0 bodů
ZP 1 Pořadové
Jméno
Známka ve čtvrtletí
žáka
z předmětu Materiály
1.
A
2
1
2.
B
1
N
3.
C
3
2
4.
D
3
3
5.
E
3
2
6.
F
4
4
7.
G
4
3
2,86
2,83
číslo žáka
Dosažený průměr
(N = nepřítomen)
23
Známka z testování
Klasifikační převod známka - počet získaných bodů pro obor Z 3. 1……………4 - 3,5 bodu 2……………3 - 2,5 bodu 3……………2 - 1,5 bodu 4……………1 - 0,5 bodu 5……………0 bodů Z3 Pořadové
Jméno
Známka ve čtvrtletí
žáka
z předmětu Materiály
1.
I
1
1
2.
J
1
1
3.
K
1
N
4.
L
2
2
5.
M
3
1
6.
N
3
2
7.
O
3
3
2
1,67
číslo žáka
Dosažený průměr
24
Známka z testování
Klasifikační převod známka - počet získaných bodů pro obor S 2A. 1……………4 body 2……………3,5 - 3 body 3……………2,5 - 2 body 4……………1,5 - 1 bod 5……………0,5 - 0 bodů S 2A Pořadové
Jméno
Známka ve čtvrtletí
žáka
z předmětu Materiály
1.
P
3
N
2.
Q
1
2
3.
R
1
1
4.
S
4
3
5.
T
2
3
6.
U
3
N
7.
V
2
N
8.
X
3
2
9.
Y
4
4
2,55
2,50
číslo žáka
Dosažený průměr
25
Známka z testování
3.6 Potvrzení či vyvrácení hypotézy Jsem si vědom, ţe hypotéza je jedna věc a skutečnost věc druhá. Na výsledky testování mělo jistě vliv mnoho faktorů. Mezi některé řadím například: -
Prostředí
-
Denní hodina
-
Osoba učitele
-
Forma prezentace
-
Doplňující informace Přes tyto všechny okolnosti si však troufám tvrdit, ţe výsledky testů dopadly
úspěšně. Žáci tří různých oborů dosáhli v testu v průměru lepších výsledků, než byla jejich čtvrtletní klasifikace z předmětu Materiály. Mohu se tedy neskromně domnívat, ţe mnou vypracovaná výuková opora je plně funkční a je moţno ji zařadit jak do výuky předmětu Materiály, tak do předmětu Odborný výcvik.
26
ZÁVĚR V této práci jsem si kladl za cíl vytvořit ucelený soubor v současnosti pouţívaných stavebních materiálů. Tuto výukovou oporu bych chtěl vyuţívat ve své kaţdodenní praxi. Doufám, ţe najde také své uplatnění při teoretické výuce tohoto předmětu na mé škole. Tento učební text vychází z reálných podmínek českého trhu v oblasti stavebnictví, coţ bylo cílem mé práce. Doufám, ţe bude pro studenty přínosný, zajímavý, přehledný, názorný a aktuální. Jsem si vědom neustálého vývoje a tempa modernizace technologií ve stavebnictví, přesto si však myslím, ţe tento nově vytvořený učební text je v současnosti plně aktuální a odpovídá úrovni odborného vzdělávání v daném předmětu. Tato práce měla bezesporu i osobní přínos pro mě jako autora, jelikoţ jsem si uvědomil náročnost a zodpovědnost přípravy učitele na moderní a aktuální výuku tohoto odborného předmětu. S myšlenkou tvorby tohoto učebního textu jsem oslovil i ředitele školy, na které působím – Ing. Aloise Nováka. Ten ji s radostí přivítal a umoţnil mi čerpat z materiálů naší školní knihovny. Přínosem mi rovněţ byla hospitace v teoretické výuce předmětu Stavební materiály. Věřím, ţe tato bakalářská práce se stane přínosnou součástí při výuce Odborného výcviku a posléze i předmětu Stavební materiály na mé škole a povede ke zkvalitnění výuky těchto předmětů.
27
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1. FLEISS, Manfred; GANGL, Günter; GRAF, Andreas; HUTER, Roman. Stavební nauka-zedník. 3. vyd. Praha: SNTL, 1999, 185 s. ISBN 80-902110-6-3. 2. GREGOROVÁ, E. Stavební materiály I. 4. vyd. Praha: Sobotáles, 1994. 116s. ISBN 80-901684-6-9. 3. GREGOROVÁ, E.; HAMÁK, L. Stavební materiály II. 3. vyd. Praha: Sobotáles, 1996. 116 s. ISBN 80-85920-21-2. 4. LIŠKA, Jan. Materiály: učebnice pro odborná učiliště: obor zednické práce. 2. vyd. Praha: Parta, 2005, 94 s. ISBN 80-7320-083-X. 5. NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. 1. vyd. Praha: EuropaSobotáles, 2005, 608 s. ISBN 80-86706-11-7. 6. PENDL, Karel; TIBITANZL, Otomar; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka. 4. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, 431 s. ISBN 80-85920-54-9.
28
SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1: Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů Příloha č. 2: Pojiva Příloha č. 3: Beton Příloha č. 4: Testové otázky ke kapitole - Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů Příloha č. 5: Testové otázky ke kapitole - Pojiva Příloha č. 6: Testové otázky ke kapitole - Beton
29
PŘÍLOHA č. 1 Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů Jako stavební materiály nazýváme ty materiály, které se pouţívají při stavbách různých objektů. Mezi ty nejstarší patří hlína, kámen a dřevo.
1.1 Dělení stavebních materiálů Tyto materiály se dají dělit podle různých kritérií: Podle původu se dají stavební materiály dělit na: -
Organické (dřevo, rákos, barvy, plasty)
-
Anorganické (kámen, cihly, cement, sklo)
Podle vzniku dělíme tyto materiály na: -
Přírodní (kámen, hlína, dřevo, písek)
-
Umělé (cihly, vápno, cement, sklo, plasty, barvy)
-
Kombinované (cementotřískové desky)
Podle vlastností je dělíme na: -
Plastické (hlína, asfalt)
-
Pruţné (pryţ, ocel)
-
Křehké (sklo)
-
Tvrdé (kámen, sklo, beton, některé kovy)
-
Izolační - proti vodě, teplu, zvuku, otřesům (korek, minerální vata, pěnové sklo, dřevo, pěnový polystyren)
Podle účelu a použití: -
Nosné (kámen, cihla, beton, dřevo)
-
Výplňové (lehčené tvarovky, sendvičové PUR panely, dřevovláknité desky)
-
Spojovací (cement, vápno, sádra, cement, tmely)
-
Izolační (asfalt, pěnový polystyren, minerální vata)
-
Pomocné (lepidla, barvy)
30
1.2 Vlastnosti stavebních materiálů Na kaţdé stavební dílo působí v určitém prostředí různé fyzikální, mechanické a chemické vlivy. „Pojem vlastnosti stavebních materiálů zahrnuje všechny kvalitativní a kvantitativní znaky, které určují podstatu těchto látek.“8
1.2.1 Fyzikální vlastnosti stavebních materiálů Objemová hmotnost je váha 1m3 dané hmoty (včetně dutin a pórů). Uvádí se v kg/m3. „Příklady objemových hmotností různých materiálů.“9 2200 kg/m3
-
Beton
-
Cihelné zdivo 1800 kg/m3
-
Cement
1100 kg/m3
-
Štěrk
1800 kg/m3
-
Ţula
3400 kg/m3
-
Ocel
7800 kg/m3
Pevnost je odolnost materiálu vůči porušení silou, která na něj působí. Uvádí se v MPa. Rozlišujeme 5 základních druhů pevnosti: 1. Pevnost v tahu 2. Pevnost v tlaku 3. Pevnost v tahu za ohybu 4. Pevnost ve smyku 5. Pevnost v kroucení „Stavební látky mají – ve srovnání s jinými druhy pevnosti – výraznou pevnost v tlaku. Výjimkou jsou kovy, dřevo a vyztuţený beton, které mají i značnou pevnost v tahu.“10 „Pružnost je schopnost materiálu vrátit se do původního stavu, přestane-li na něj působit jiná síla.“11 Kaţdý stavební materiál lze přetvářet pouze do určité hranice. Pokud síla překročí tuto hranici, dochází potom k trvalé deformaci. Tato hranice se nazývá mez pružnosti. 8
PENDL, Karel; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 35. ISBN 80-85920-54-9. 9 LIŠKA, Jan. Materiály. 2. vyd. Praha: PARTA, s.r.o., 2005, s. 5. ISBN 80-7320-083-X. 10 PENDL, Karel; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 35. ISBN 80-85920-54-9. 11 LIŠKA, Jan. Materiály. 2. vyd. Praha: PARTA, s.r.o., 2005, s. 6. ISBN 80-7320-083-X. 31
Podle meze pruţnosti můţeme dělit materiály na: -
Elastické (pruţné)
-
Plastické (nepruţné)
Tvárnost je schopnost látky měnit podstatně svůj tvar vlivem působení namáhání. Látka si zachovává svůj tvar i po skončení namáháni (např. kaolín, olovo). Tvrdostí označujeme odolnost látky proti vniknutí cizího tělesa působením vnější síly. „Obrusnost je schopnost materiálu odporovat vnějším silám, které působí na jeho povrch.“12 „Houževnatost
je
schopnost
látky
odolávat
dynamicky
působícím
silám
13
bez porušení.“
Hutností označujeme to, ţe daná látka má souvisle a nepřerušovaně vyplněný svůj objem tuhými částicemi. Pórovitost je poměr všech pórů a dutin vzhledem k celkovému objemu. Uvádí se v %. Materiály s velkou pórovitostí mají dobré tepelně izolační vlastnosti. „Zrnitost udává, z jak velkých zrn se látka skládá a jaká jsou poměrná hmotnostní mnoţství zrn různých velikostí.“14 Nasákavost je poměr mezi hmotností materiálu v suchém stavu a po nasáknutí vodou. Mrazuvzdornost je schopnost dané látky nasáklé vodou odolávat střídavému zmrazování a rozmrazování. Tato vlastnost je důleţitá pro stavební materiály vystavené teplotám pod 0 ºC. Vzlínavost – následkem působení kapilárních sil dochází ke vzlínání vody z částečně ponořené části aţ nad hladinu vody. „Tepelná vodivost je schopnost látky vést teplo.“15 Žáruvzdornost je schopnost daného materiálu odolávat vysokým teplotám.
12
PENDL, Karel; ŠTROP, Josef. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 37. ISBN 80-85920-54-9. 13 GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 14. ISBN 80-901684-6-9. 14 DĚDEK, Miloň. Stavební materiály. 2. vyd. Praha: SNTL, 1987, s. 17. 15 PENDL, Karel a Josef ŠTROP. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 37. ISBN 80-85920-54-9. 32
1.2.2 Chemické vlastnosti stavebních materiálů Chemické vlastnosti stavebních materiálů se mohou posuzovat jak po stránce chemických reakcí, tak po stránce chemické odolnosti vůči různým typům chemikálií. Tyto vlastnosti mohou být poţadovány např. ve zdravotnictví.
1.2.3 Poţární vlastnosti stavebních materiálů Ohnivzdornost je odolnost materiálu vůči působení ohně. Nemění svůj tvar ani vlivem působení vysokých teplot.
PŘÍLOHA č. 2 Pojiva „Pojmem pojiva rozumíme látky, které ve spojení s vodou tuhnou a tvrdnou a mají schopnost spojovat
se
s jinými sypkými
nebo
pevnými
hmotami. Pojiva rozdělujeme na vzdušná a hydraulická. Vzdušná pojiva tuhnou a tvrdnou pouze na vzduchu, ve vodě nemají dostatečnou stálost. Do této skupiny patří hlavně vápno a sádra. Na rozdíl od nich pojiva hydraulická tuhnou a tvrdnou nejen na vzduchu, ale i pod vodou. Patří sem
hydraulická
vápna
a
všechny
druhy
16
cementu.“
„Vápno je stavební látka, která vzniká pálením vápenců, dolomitů, popř. dolomitických vápenců.
Obrázek 1: Přehled pojiv Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 84.
Podle tuhnutí a tvrdnutí rozlišujeme:“17 -
Vzdušné vápno
-
Hydraulické vápno
-
Vápenný hydrát
2.1 Vzdušná pojiva „Vzdušná pojiva jsou pojiva, která tuhnou a tvrdnou pouze za přístupu vzduchu.“18 16
DĚDEK, Miloň. Stavební materiály. druhé vydání. Praha: SNTL, 1987, s. 57. GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 40. ISBN 80-901684-6-9. 17
33
Vzdušné vápno „Vápenec (CaCO3) nebo dolomitický vápenec je upravován a pálen v rotačních válcových pecích při teplotách pod 1250 ºC. Vzniká oxid vápenatý (CaO), který je označován jako pálené vápno. Pálení: CaCO3 + teplo → CaO + CO2 Ke kouskům páleného vápna se přidává (zkrápěním) voda tak dlouho, aţ se tyto kousky rozpadnou na jemný prášek. Tento proces se nazývá hašení vápna. Přitom se za vývinu tepla slučuje pálené vápno s vodou a vzniká hydroxid vápenatý (Ca(OH)2), neboli hašené vápno, nazývaný také vápenný hydrát. Hašení: CaO + H2O → Ca(OH)2 + teplo Při vytvrzování malty přijímá vápenný hydrát ze vzduchu oxid uhličitý (CO2). Vzniká vápenec a voda. Vytvrzování: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Uvolněná voda ve zdivu, tzv. stavební vlhkost, pomalu vysychá. Zahřátím a přidáním oxidu uhličitého lze vytvrzovací proces urychlit). Malta ze vzdušného vápna je poddajná a vláčná a dobře se zpracovává. Vzdušná vápna jsou dodávána v různých formách jako bílé nebo dolomitické vápno.“19
Stavební sádra „Sádra se vyrábí ze sádrovce. Je to práškové pojivo, které po rozmíšení s vodou rychle tuhne a tvrdne.“20 „Výchozí surovinou je sádrovec. V přírodě se vyskytuje jako síran vápenatý obsahující krystalickou vodu. V ČR se menší mnoţství sádrovce těţí na Moravě (Kobeřice u Opavy). Molekula síranu vápenatého váţe dvě molekuly vody jako vodu krystalickou (CaSO4×2H20), dihydrát síranu vápenatého. Pálení sádrovce probíhá v rotační peci při nízké teplotě
do 300ºC střídavě s vysokou teplotou do 1000ºC.
Tím je ze sádrovce částečně nebo úplně krystalická voda odstraněna.“21
18
LIŠKA, Jan. Materiály. 2. vyd. Praha: PARTA, s.r.o., 2005, s. 12. ISBN 80-7320-083-X. NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi. 1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles, 2005. 608 s. ISBN 80-86706-11-7, s. 84. 20 GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 56. ISBN 80-901684-6-9. 21 NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi. 1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles, 2005. 608 s. ISBN 80-86706-11-7, s. 89. 19
34
Sádra se pouţívá k výrobě malt a omítek a jako stavební pojivo pro zednické a instalatérské práce. Slouţí také jako základní materiál pro výrobu sádrokartonových desek a zdících bloků.
2.2 Hydraulická pojiva „Hydraulická pojiva jsou všechna pojiva, která po smíchání s vodou tuhnou a tvrdnou jak vzduchu, tak pod vodou.“22 Mezi hydraulická pojiva řadíme hydraulické vápno a cement.
Hydraulické vápno „Hydraulické vápno se získává pálením jílovitých vápenců a dolomitů. Suroviny musí obsahovat tolik hydraulických součástí, aby se u vápence dosáhlo správných hydraulických vlastností. Po zpracování na maltu tuhne, tvrdne na vzduchu i ve vodě.“23
Obrázek 3: Druhy sádry podle teploty vypalování Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 90.
Obrázek 2: Výroba a vytvrzování vzdušného vápna Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 84. 22
LIŠKA, Jan. Materiály. 2. vyd. Praha: PARTA, s.r.o., 2005, s. 14. ISBN 80-7320-083-X. GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 56. ISBN 80-901684-6-9 23
35
Vlastnosti hydraulického vápna - Má větší pevnost -
Má vyšší voděodolnost
-
V maltě tuhne rychleji neţ vápno vzdušné
-
Má menší smrštění
-
Má světle zelenou barvu a podobá se cementu
Hydraulické vápno se pouţívá k výrobě zdících malt pro podzemní a vodní stavby.
Cement „Cement je hydraulické pojivo, které po smíšení s vodou postupně tuhne a tvrdne na vzduchu i pod vodou, a vzniká tak umělý kámen. Zatvrdlý cement je ve vodě nerozpustný a působením vody se jeho vlastnosti nemění.“24 Výroba „Základní surovinou pro výrobu cementu je vápenec a hlína. Jejich směs se přírodě vyskytuje ve formě slínů. Vápenec je hlavní součástí cementu; slíny obsahují hydraulické látky: oxid křemičitý, oxid hlinitý a oxid ţelezitý. Vápenec a slíny musí být připraveny ve správném poměru míchání. Suroviny jsou specifickým způsobem několikrát promíchány ve velkých skladech (homogenizovány), aby se zabránilo výkyvům v jejich sloţení. Poté se jemně melou na surovinovou moučku. Pálení surovinové moučky probíhá v rotační válcové peci, v níţ lze surovinu vypalovat za sucha nebo za mokra. Rotační válcová pec sestává z ohnivzdorně vyzděného ocelového válce o průměru aţ 6 m a délce kolem 200 m. Válec je lehce nakloněn a otáčí se 1,5 aţ 2 krát za minutu. Na dolním konci je pec vytápěna uhlím, plynem nebo olejem. Rotační válcová pec se na horním Obrázek 4: Výroba cementu Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 86. 24 GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 45. ISBN 80-901684-6-9. 36
konci zaváţí surovinovou moučkou, která se zahřívá na teplotu okolo 800ºC. Otáčením pece se suroviny určené k pálení pomalu pohybují směrem dolů a zahřívají se na teplotu 1100ºC. Dochází k uvolnění oxidu uhličitého (CO2) z vápence. Vzniká pálené vápno (CaO). V dolní části pece stoupá vypalovací teplota aţ na 1450ºC, kdy se zrna spékají, a vzniká cementový slínek. Přitom dochází ke slučování páleného vápna s hydraulickými oxidy, které jsou obsaţeny ve slínech. Cementový slínek má zakulacený tvar a průměr kolem 1 aţ 2 cm. Po odloţení se cementové slínky jemně melou v kulovém mlýně. Přitom se k cementu přidává aţ 5% sádrovce nebo anhydritu (umělý sádrovec). Tato přísada je velmi důleţitá, protoţe oddálí začátek tuhnutí. Jemně mletý cement se od zbývajících zrn slínu oddělí pomocí pneumatických separátorů a je foukán do zásobníku. Jakost cementu velmi závisí na jemnosti mletí. Jemněji mletý cement má větší objem. V současnosti se cement mele na zrna o velikosti 2 aţ 200 μm.“25 Druhy a složení cementu Cement se rozděluje do pěti hlavních druhů: CEM I
portlandský cement
CEM II
portlandský cement s příměsí další látky nebo portlandský směsný cement
s příměsí všech hlavních sloţek
CEM III
vysokopecní cement
CEM IV
pucolánový cement s příměsí křemičitého úletu, pucolánu a popílku
CEM V
směsné cementy s příměsí struskového písku, pucolánu a popílku
25
NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2005. 608 s. ISBN 80-86706-11-7, s. 86. 37
Tabulka 2: Složení a druhy cementu podle ČSN Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu
38
PŘÍLOHA č. 3 Beton „V podstatě se beton skládá z písku a štěrku obalených cementovou kaší. Cementová kaše vzniká hydratací cementu po přidání vody. Poţadavky na vlastnosti betonu jsou závislé na druhu konstrukce. U nosných konstrukcí je důleţitá pevnost betonu. Vyuţívá se především pevnosti v tlaku, popř. pevnost v tlaku za ohybu.“26 Má objemovou hmotnost 2000 – 2800 kg/m3. Můţe se připravovat na staveništi, v betonárkách, nebo můţe být na stavbu dodáván autodomíchavači.
Vlastnosti Výhody
Nevýhody
-
Vysoká pevnost
- Velká tepelná vodivost
-
Trvanlivost
- Zvuková vodivost
-
Tvárnost
- Obtíţná adaptace a bourání
-
Ohnivzdornost
- Větší pracnost
-
Odolává opotřebení
- Špatně odolává agresivním vlivům kyselin a
solí -
Nedochází u něj k objemovým změnám
Beton dělíme podle: -
-
Statických vlastností
Prostý
Ţelezový
Předpjatý
Objemové hmotnosti
Lehké (do 1 800 kg/m3)
Obyčejné (2 200 - 2 500 kg/m3)
Těţké (2 500 – 3 500 kg/m3)
Velmi těţké (3 500 – 5 500 kg/m3)
26
PENDL, Karel a Josef ŠTROP. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 264. ISBN 80-85920-54-9. 39
-
-
-
-
-
-
Frakce
Výplňové
Nosné
Mezerovitosti
Hutné (do 10%)
Mezerovité (nad 10%)
Pórovité
Druhu plniva
S obyčejným kamenivem
Keramzitové
Perlitové
Škvárové
Křemelinové
Z cihelné drti
Technických vlastností
Vodovzdorné
Vodotěsné
Izolační
Ohnivzdorné (do 300ºC)
Ţáruvzdorné (300 - 900ºC)
Mrazuvzdorné
Kyselinovzdorné
Obrusovzdorné
Způsobu zhutňování
Vibrované
Dusané
Lité
Vibrolisované
Injektované
Torektované
Konzistence
Velmi tuhá
Tuhá
Zavlhlá 40
Málo měkká
Velmi měkká
Tekutá
3.1 Složky betonové směsi Betonová směs je promísenou směsí cementu (jako pojiva), kameniva (jako plniva) a vody. Mohou být přidávány
Obrázek 5: Složení betonu Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 283
různé příměsi a přísady. Kvalita betonové směsi je závislá na výběru vhodných sloţek a na poměru jejich míšení.
Cement „Cement obaluje zrna kameniva a stmeluje je. Vyplňuje mezery mezi nejjemnějším kamenivem tak, aby měl beton nejen potřebnou pevnost, ale i další poţadované vlastnosti. Čím je větší pevnost cementu, tím je větší i pevnost betonu. Velmi důleţitým faktorem je i ekonomická stránka výroby betonové směsi. Pro splnění hospodárnosti spotřeby cementu je nutné dodrţet následující pravidla:“27 -
Vhodná jakost a skladba kameniva
-
Dodrţet předepsané dávkování cementu
-
Pouţívat správnou třídu a druh cementu
-
Dostatečné promísení a hutnění betonové směsi
-
Ošetřování betonu po jeho zatuhnutí
Kamenivo „Kamenivo je výplňový materiál do malty a betonu. Tvoří nosnou kostru betonu.“28
27
PENDL, Karel a Josef ŠTROP. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 265. ISBN 80-85920-54-9. 28 FLEISS, Manfred, Günter GANGL, Andreas GRAF a Roman HUTER. Stavební nauka-zedník. 3. vyd. Praha: SNTL , 1999, s. 68. ISBN 80-902110-6-3.
41
Kamenivo dělíme podle: - Původu
-
Přírodní
Umělé
Hustoty zrn
Normální
Lehké
- Velikosti zrna
0,06; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 63; 90; 125 mm.
- Povrchu zrna
Zaoblené zrno
Hranaté zrno
- Frakce kameniva (pro pevný a hutný beton musí být sloţení zrn takové, aby volné prostory mezi velkými
zrny
byly
vyplněny
menšími.
Jemný písek ………......0-1 mm
Hrubý písek ..…….......1-4 mm
Jemný štěrkopísek ….4-32 mm
Hrubý štěrkopísek 32-125 mm
- Sloţení kameniva nesmí
být příliš měkké
obsahovat sírany
Obrázek 6: Skladování kameniva v sile Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 289
(reagují nepříznivě s cementem)
sloučeniny ţeleza (zanechávají na povrchu betonu rušivé rezavé skvrny)
42
Voda „Mnoţství vody v betonu má rozhodující význam pro jeho pevnost. Při stejném mnoţství cementu bude pevnost betonu tím menší, čím více vody bylo pouţito při jeho přípravě. Při tvrdnutí betonu se totiţ přebytečná voda vypařuje a zanechává v něm dutiny, které sniţují jeho pevnost. Dávkování vody závisí na vlhkosti a nasákavosti, na velikosti největšího zrna a dalších jiných vlastnostech pouţitého kameniva.“29
Přísady do betonu Přísady do betonu jsou tekuté nebo práškové látky, které ve většině případů pozitivně ovlivňují určité vlastnosti čerstvého betonu, např. zpracovatelnost nebo počátek tuhnutí. Přísady do betonu se v závislosti na době jejich účinnosti dávkují v nepatrném mnoţství (od 0,005% do max. 5% hmotnosti cementu) buď do záměsové vody, nebo přímo do hotové betonové směsi. Tekuté přísady je nutno skladovat v mrazuvzdorných skladech. Smí se pouţívat jen takové přísady, které mají platnou kontrolní značku. -
Ztekucovače betonu sniţují povrchové napětí vody a tím i spotřebu záměsové vody.
Plastifikátory zlepšují konzistenci tuhých betonů, zlepšuje kvalitu pohledových betonů.
-
Superztekucovače jsou obzvláště silné plastifikátory. Vhodné pro lité betony.
Provzdušňovače vyvolávají v betonu vnik malých vzdušných pórů. Zvyšuje mrazuvzdornost betonu. Pouţívá se v silničním stavitelství.
-
Zpomalovače tuhnutí oddalují okamţik začátku tuhnutí betonu. Pouţívají se při výrobě transportbetonu a velkých stavebních dílů. Jsou vhodné při betonáţi za vysokých teplot.
-
Urychlovače tuhnutí zkracují dobu tuhnutí. Jejich součásti však způsobují korozi výztuţe! Pouţívají se k vysprávkám a u prefabrikátů
-
Těsnící přísady sniţují příjem vody betonem.
-
Injektážní přísady usnadňují práci s předpjatým betonem.
-
Stabilizátory zlepšují zpracovatelnost čerstvé betonové směsi, např. při čerpání betonu.
29
PENDL, Karel a Josef ŠTROP. Příručka pro zedníka. 4. přeprac. vyd. Praha: Sobotáles, 1999, s. 268. ISBN 80-85920-54-9. 43
Příměsi do betonu „Pod pojmem příměsi do betonu rozumíme minerální organické látky, které ovlivňují určité vlastnosti betonu. Mohou např. zvýšit obsah mletého kameniva, změnit konzistenci a zpracovatelnost čerstvého betonu nebo ovlivnit pevnost v tlaku, hustotu, odolnost vůči obrusu, vodotěsnost a barvu u zatvrdlého betonu. Nesmí ovšem zhoršovat ani sniţovat mechanické vlastnosti betonu stejně jako antikorozní ochranu výztuţe. Proto mohou být pouţívány jen ty příměsi do betonu, které jsou normované nebo stavebně technicky povolené. Protoţe se příměsi do betonu (minerální moučka) přidávají většinou ve větších mnoţstvích, je nutné brát je v úvahu při výpočtu čistého objemu.“30 -
Minerální příměsi do betonu Kamenná moučka Jemně mletý tras Černouhelný popílek Vysokopecní struska Silikátový prach
-
Barviva Oxidy železa (červená, ţlutá, hnědá, černá) Oxidy chrómu (zelená) Oxidy kobaltu, hliníku (modrá) Oxidy titanu (bílá)
-
Organické příměsi do betonu,
např. syntetické
pryskyřice Obrázek 7: Ukládání betonové směsi Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 297
30
NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi. 1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles, 2005. s. 109 IN 80-86706-11-7. 44
3.7
Ukládání, zhutňování a ošetřování betonu „Směs, dopravená k místu spotřeby, se sype do bednění tak, aby se nehromadila
v jednom místě, ale rozprostřela se ve stejnoměrné vrstvě. Nesmí se sypat z velké výšky. Volně nasypaná betonová směs se musí ihned zhutnit. Dřevěné a ocelové bednění musí být zbaveno nečistot. Dřevěné bednění se musí dostatečně zvlhčit vodou, aby dřevo neodebíralo vodu betonu. Ocelové bednění se natírá odbedňovacím olejem. Betonová směs se hutní ručně nebo vibrátory. Vibrováním se betonová směs se chvěje a setřásá, tím se vytlačuje vzduch na povrch a směs se zhutňuje. Vibrační účinek závisí na době vibrace, na počtu kmitů za sekundu a na výšce kmitočtu. Vibrátory jsou ponorné, příložné a povrchové, dále pak jsou to vibrační stoly a latě.“31
Obrázek 8: Betonování více vrstev Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 299
Každý druh betonu musí být ošetřován proti rychlému vysychání a to pomocí některého z těchto opatření: -
Pravidelným postřikem vodou, aby v prvních dnech nemohl povrch betonu vyschnout.
-
Přikrytím betonu neprodyšnou fólií.
-
Ponechání bočního bednění déle neţ je technologicky nutné.
-
Pokrytí povrchu pískem nebo pilinami.
-
Je-li nebezpečí mrazu, beton se vodou neošetřuje!
Obrázek 9: Ošetřování betonu Zdroj: NESTLE, H., a kol. Moderní stavitelství pro školu a praxi, s. 297
31
GREGOROVÁ, Elvíra. Stavební materiály I pro střední odborná učiliště. 4., upravené vyd., v Sobotáles 1. vyd. Praha: Sobotáles, 1994, s. 108. ISBN 80-901684-6-9. 45
3.8
Třídy betonu
„Podle nové normy ČSN EN 206-1 značíme beton velkým písmenem C (CONCRETE) a číslem za písmenem, které klasifikuje pevnost betonu v tlaku v N/mm2 po 28 dnech tvrdnutí. Pevnost v tlaku se zjišťuje při zkouškách pevnosti betonu buď na válcích o průměru 150 mm a výšce 300 mm nebo na krychlích a velikosti hrany 150 mm.“32
Tabulka 3: Pevnostní třídy obyčejného a těžkého betonu v tlaku Zdroj: LIŠKA, Jan. Materiály, s. 37
32
LIŠKA, Jan. Materiály. 2. vyd. Praha: PARTA, s.r.o., 2005, s. 37. ISBN 80-7320-083-X. 46
PŘÍLOHA č. 4 Testové otázky ke kapitole: Rozdělení a vlastnosti stavebních materiálů 1. Jaké nejstarší stavební materiály znáš? Mezi ty nejstarší patří hlína, kámen a dřevo.
2. Jak dělíme stavební materiály podle původu? Organické (dřevo, rákos, barvy, plasty) Anorganické (kámen, cihly, cement, sklo)
3. Rozděl stavební materiály podle účelu použití. Nosné (kámen, cihla, beton, dřevo) Výplňové (lehčené tvarovky, sendvičové PUR panely, dřevovláknité desky) Spojovací (cement, vápno, sádra, tmely) Izolační (asfalt, pěnový polystyren, minerální vata) Pomocné (lepidla, barvy)
4. Které znáš základní druhy pevností? Pevnost v tahu Pevnost v tlaku Pevnost v tahu za ohybu Pevnost ve smyku Pevnost v kroucení
47
PŘÍLOHA č. 5 Testové otázky ke kapitole: Pojiva 1. Co jsou to vzdušná pojiva? Vzdušná pojiva jsou pojiva, která tuhnou a tvrdnou pouze za přístupu vzduchu.
2. Vysvětli princip rotační válcové peci. Rotační válcová pec sestává z ohnivzdorně vyzděného ocelového válce o průměru aţ 6 m a délce kolem 200 m. Válec je lehce nakloněn a otáčí se 1,5 aţ 2 krát za minutu. Na dolním konci je pec vytápěna uhlím, plynem nebo olejem. Rotační válcová pec se na horním konci zaváţí surovinovou moučkou, která se zahřívá na teplotu okolo 800 ºC. Otáčením pece se suroviny určené k pálení pomalu pohybují směrem dolů a zahřívají se na teplotu 1100 ºC.
3. Co jsou to hydraulická pojiva? Hydraulická pojiva jsou všechna pojiva, která po smíchání s vodou tuhnou a tvrdnou jak vzduchu, tak pod vodou.
4. Jaké znáš druhy cementu? CEM I portlandský cement CEM II portlandský cement s příměsí další látky nebo portlandský směsný cement s příměsí všech hlavních sloţek CEM III vysokopecní cement CEM IV pucolánový cement s příměsí křemičitého úletu, pucolánu a popílku CEM V směsné cementy s příměsí struskového písku, pucolánu a popílku
48
PŘÍLOHA č. 6 Testové otázky ke kapitole: Beton 1. Napiš výhody a nevýhody betonových konstrukcí. Výhody :
Nevýhody:
Vysoká pevnost
Velká tepelná vodivost
Trvanlivost
Zvuková vodivost
Tvárnost
Obtíţná adaptace a bourání
Ohnivzdornost
Větší pracnost
Odolává opotřebení
Špatně odolává agresivním vlivům kyselin a
Nedochází u něj k objemovým
solí
změnám
2. Vyjmenuj složky betonové směsi. Betonová směs je promísenou směsí cementu (jako pojiva), kameniva (jako plniva) a vody. Mohou být přidávány i různé příměsi a přísady.
3. Jaká je objemová hmotnost betonu (přibližně)? Objemová hmotnost betonu je cca 2000 – 2800 kg/m3.
4. Co jsou přísady do betonu a jak ovlivňují vlastnosti betonové směsi? Přísady do betonu jsou tekuté nebo práškové látky, které ve většině případů pozitivně ovlivňují určité vlastnosti čerstvého betonu, např. zpracovatelnost nebo počátek tuhnutí.
49
