JČU-ZF,
KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU
STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)
LEHKÝ BETON
LEHKÝ BETON •
lehký beton částečně kompenzuje nevhodné vlastnosti klasického betonu (velká objemová hmotnost, vysoká tepelná vodivost) ale za předpokladu vyšší pořizovací ceny
•
objemová hmotnost v suchém stavu je < 2000kg/m3
•
druhy lehkých betonů, dle způsobu vylehčení: • betony mezerovité • betony z pórovitého kameniva • pórobetony
struktura lehkých betonů
LEHKÝ BETON • • • • • •
•
lehké betony běžně tvrdnou za normální teploty proces zrání lze urychlit zvyšováním teploty - autoklávováním lze použít různých druhů plniv: piliny, třísky, korková drť, kuličky pěnového polystyrenu, kuličky z expandovaného skla, strusky, …. lehké betony je možno i vyztužovat, je ale nutné zajistit spolupůsobení výztuže s betonem a zabezpečit ochranu výztuže proti korozi nejsledovanějšími vlastnostmi lehkých betonů jsou pevnost v tlaku, objemová hmotnost a tepelná vodivost vlastnosti jsou mezi sebou v interakci: čím pórovitější materiál - tím nižší objemová hmotnost, - lepší tepelně izolační vlastnosti, - menší pevnost v tlaku vlastnosti lehkých betonů, dle jejich funkce:
LEHKÝ BETON 1. MEZEROVITÉ BETONY • • •
vylehčení je dosaženo vynecháním některých drobných frakcí kameniva při současném snížení množství cementu hrubá zrna jsou obalena tenkou vrstvou cementového pojiva, která je pevně spojuje k sobě v místě dotyku největší mezerovitosti se dosáhne použitím kameniva se zrny stejné velikosti
LEHKÝ BETON 2. LEHKÉ BETONY Z PÓROVITÉHO KAMENIVA •
buď jako pórovité kamenivo vyplněné hutným tmelem (hutný beton z pórovitého kameniva)
•
nebo je toto kamenivo pouze obaleno cementovým pojivem, zrna se pouze dotýkají (mezerovitý beton z pórovitého kameniva)
kamenivo vyplněno pojivem
•
kamenivo obaleno pojivem
pórovité kamenivo je vhodnější předem namočit než dojde ke smíchání, protože by mohlo dojít k poklesu množství záměsové vody vlivem jeho nasákavosti (horší zpracovatelnost, nedokonalá hydratace, snížení pevnosti)
LEHKÝ BETON Rozdělení kameniva podle původu •
přírodní pórovitá kameniva - horniny vulkanického původu (lávy, tufy, přírodní pemza) - u nás se příliš nevyskytují
•
kamenivo z průmyslových odpadů - škvára (dříve nejčastější, ale zvýšený obsah síry, možná radioaktivita) - zpěněná vysokopecní struska (velký rozptyl vlastností - upuštěno od něj) - odpady cihlářského průmyslu - popílek (zpevnění prováděno lisováním mezi válci, vzniklá zrna se následně vypalují) dříve Agloporit, dnes Lytag
•
umělá kameniva - na bázi expandovaných jílů - Liapor (dříve Keramzit) - výroba konstrukčně tepelně izolačních betonů třídy až 30 (MPa) - expandovaný perlit - vysoce tepelně izolační betony λ = 0,10 W/mK (prostý beton λ = 1,30 W/mK) (minerální vlna λ = 0,03 W/mK) - objemová hmotnost 300 - 500 kg/m3 (prostý beton 2300 kg/m3)
LEHKÝ BETON 3. PÓROBETONY • • • • •
póry jsou vytvářené přímo v jemnozrnné směsi musí být vytvořeny před zatuhnutím betonu surovinou pro výrobu je křemičitý písek (plynobetony), nebo elektrárenský popílek (plynosilikát), které plní funkci plniva pojivem je cement, nebo směs cementu s vápnem z lehčených betonů je v současnosti převaha průmyslově vyráběných pórobetonů (tzv. autoklávované pórobetony)
Výroba autoklávovaných pórobetonů • • • • •
je založena na chemické reakci mezi kyselými (křemičitými) a zásaditými (vápenatými) složkami jemnost křemičitého písku musí být dostačující (měrný povrch > 250 m2/kg) hlavním pojivem je nehašené vzdušné vápno většinou v kombinaci s cementem, který dodává výrobkům větší pevnost u nás se tyto betony vyrábějí výhradně metodou vylehčením plynem (vodíkem) plynotvornou přísadou je hliníkový prášek, nebo hliníková pasta
LEHKÝ BETON Výroba autoklávovaných pórobetonů • • •
složky se za sucha, či mokra melou na požadovanou jemnost po přidání vody vznikne velmi tekutá směs následné se vmíchává plynotvorná přísada (průběh chemické reakce) 2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O => 3CaO.Al2O3.6H2O + 3H2
• • • • • • •
směs se odlévá do forem - vývin vodíku a nakypření materiálu (formy se mohou naplnit pouze do 2/3) po zatuhnutí se povrch seřízne (přebytek se znovu vrátí do výroby) následně se zatuhlý prvek rozřeže na výrobky daných rozměrů výrobky se převezou do autoklávu, kde se 16 hodin propařují pod tlakem při teplotě 180°C v autoklávu probíhá chemická reakce se stabilní strukturou (dojde k vytvrzení) hotové výrobky (s až 40% vlhkosti) jsou uskladněny a částečně vysýchají následné balení a expedice
tvárnice Ytong
LEHKÝ BETON Výroba autoklávovaných pórobetonů
LEHKÝ BETON Vlastnosti autoklávovaných pórobetonů • • •
dle vhodné volby míchacích poměrů se dají fyzikální vlastnosti měnit objemová hmotnost může být 400-900 kg/m3 pevnost v tlaku 1 - 8 MPa
• • •
vzlínavost pórobetonu je poměrně malá navlhavost při 90% relativní vlhkosti vzduchu činí 15% hmotnosti pórobeton dobře pohlcuje vodu, ale těžko vysychá
__________________________________________ Poznámka: ustálená vlhkost zdiva by měla být 6-9%
LEHKÝ BETON Použití pórobetonu • • •
výrobky - tvárnice, izolační desky, překlady, příčkovky, stropní tvarovky, … nasákavost a nízká mrazuvzdornost omezuje jeho použití ve vlhkém prostředí (max. relativní vlhkost vzduchu < 75%) není vhodný k výstavbě zemědělských objektů
Povrchové úpravy • •
díky otevřené struktuře by pórobeton neměl být v přímém styku s okolím (průnik nežádoucích látek) finální povrchová vrstva může být tvořena klasickou omítkou, častěji ale tenkovrstvou omítkou/stěrkou (3-5 mm)
4. LEHKÉ BETONY Z ORGANICKÝCH PLNIV • •
přírodní organické plnivo - odpady dřevařského či textilního průmyslu (piliny, hobliny, třísky, pazdeří, …) umělé organické plnivo - polystyren (polystyrenbeton) - malá krátkodobá nasákavost
AUTOKLÁVOVANÉ VÝROBKY Vápenopískové cihly • •
výroba z odpadních křemičitých písků, vápna, vody z poměrně suché směsi se lisují tvarovky (cihly, kvádry), které se následně autoklávují
Tvrzená křemelina • •
křemelina těžená u Borovan se zpracovává spolu s vápnem, cementem, pilinami a vodou směs se plní do forem, po zhutnění se autoklávuje
Lignát • •
desky vyráběné z cementu, vápna, vodního skla a dřevitých vláken směs se lisuje a autoklávuje
JČU-ZF,
KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU
STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)
VÝROBKY S VLÁKNY S CEMENTOVÝM TMELEM
VÝROBKY S VLÁKNY S CEMENTOVÝM TMELEM • •
tenkostěnné průmyslově vyráběné výrobky ze směsi vláken, cementu, vody a případně barviv výrobky tvoří různé vlnité nebo rovné desky či tvarovky (Eternit)
AZBESTOCEMENTOVÉ VÝROBKY • • • • • •
vyztužení tvořeno azbestovými vlákny (výborné mechanické vlastnosti) dostatečně mrazvzdorný, nepropustný pro vodu, trvanlivý pevnost v prostém tahu a tahu za ohybu (ve směru vláken) až 30 MPa ve směru kolmo na vlákna 60% pevnosti malá odolnost proti nárazu lisované a nelisované desky (lisované dosahují větším pevností)
VÝROBKY S VLÁKNY S CEMENTOVÝM TMELEM AZBESTOCEMENTOVÉ VÝROBKY • • • • • •
!!! karcinogenní účinky - malé jehličky se po vdechnutí zapichují do plic, kde zůstávají používání azbestu bylo všeobecně zakázáno stále se s nimi ale na stavbách setkáváme při odstraňování ze stavby se postupuje s maximální opatrností azbest je považován za nebezpečný odpad (nelze ho řádně zlikvidovat) začala se používat jiná vlákna - čedičová, skelná, uhlíková
Hladká azbestocementová krytina
VÝROBKY S VLÁKNY S CEMENTOVÝM TMELEM Vlnitá azbestocementová krytina
VÝROBKY S VLÁKNY S CEMENTOVÝM TMELEM Novodobá vláknocementová krytina (Cembrit)
