ING. MILO DùDEK ING. FRANTI EK VO ICK. Stavební materiály. pro 1. roãník SP stavebních. Páté, upravené vydání

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 3

ING. MILO≈ DùDEK ING. FRANTI·EK VO·ICK¯

Stavební materiály pro 1. roãník SP· stavebních

Páté, upravené vydání

Schválilo M·MT âR dne 23. 8. 2002 pod ãj. 25 091/2002-23 jako uãebnici pro stfiední ‰koly s dobou platnosti 6 let

SOBOTÁLES Praha 2006

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 4

Tato kniha charakterizuje stavební materiály a zab˘vá se jejich v˘znamem. Rozdûluje stavební hmoty podle pÛvodu, podle fyzikálních vlastností a podle úãelu. Struãnû popisuje jejich v˘robu a pouÏití. Zahrnuje i soubor cviãení ze stavebních materiálÛ. Je urãena ÏákÛm l. roãníku SP· stavebních. Lektorovali: PaeDr. Jaroslav Matou‰ek (2. vyd.) Ing. Vlastimila Mo‰nová (2. vyd.) Ing. Jifií Dvofiák (4. vyd.) 1st edition © Ing. MiloÀ Dûdek, 1990 5th revised edition © Ing. MiloÀ Dûdek, Ing. Franti‰ek Vo‰ick˘, 2006

ISBN 80-86817-17-2

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 5

OBSAH

1

ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.1 1.2 1.3

V˘znam a rozdûlení stavebních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Rozdûlení stavebních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Dne‰ní stav a perspektivy rozvoje v˘roby stavebních materiálÛ . 15

2

VLASTNOSTI STAVEBNÍCH MATERIÁLÒ . . . . . . . . . . . . . 17

2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.3.8 2.3.9 2.3.10 2.3.11 2.3.12 2.3.13 2.3.14 2.3.15 2.3.16 2.3.17 2.4

Pfiehled fyzikálních a chemick˘ch vlastností stavebních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Stavba hmoty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Základní vlastnosti stavebních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Vzhled a pfiesnost v˘robních rozmûrÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Hmotnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Hustota (mûrná hmotnost) - (
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Objemová hmotnost - (
v) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Hutnost - (h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Pórovitost - (p) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Mezerovitost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Zrnitost (granulometrické sloÏení) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Pevnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 PruÏnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Vlhkost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Nasákavost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Mrazuvzdornost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Tepelná vodivost a akumulaãní schopnost . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Îárovzdornost a stálost v ohni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Akustické vlastnosti stavebních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Základní vztahy vlastností látek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Hygienická a protipoÏární kritéria pro stavební materiály . . . . . 27

3

KERAMICKÉ V¯ROBKY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.1 3.2

Rozdûlení keramick˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Keramické suroviny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 6

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.3.1 3.3.1.1 3.3.1.2 3.3.1.3 3.3.1.4 3.3.1.5 3.3.1.6 3.3.1.7 3.3.2 3.3.3 3.4 3.5 3.6

Základní suroviny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Pomocné suroviny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Materiály na povrchovou úpravu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 V˘roba cihláfisk˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Cihláfiské v˘robky, skladování a doprava . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Druhy cihláfisk˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Prvky pro svislé konstrukce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Prvky pro vodorovné konstrukce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Pálená krytina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Cihelné dlaÏdice a obkládaãky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Pálené cihláfiské prvky pro speciální úãely . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Trativodky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Antuka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Doprava cihláfisk˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Skladování cihláfisk˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Keramické obklady a dlaÏdice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Kameninové v˘robky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Îárovzdorné v˘robky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4

HORNINY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.1 4.1.1 4.1.1.1 4.1.1.2 4.1.1.3 4.1.2 4.1.2.1 4.1.2.2 4.1.2.3 4.1.3 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.3 4.3.1

Rozdûlení hornin a technické vlastnosti stavebního kamene . . . 54 Vyvfielé (eruptivní) horniny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Hlubinné vyvfieliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Îilné vyvfieliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 V˘levné vyvfieliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Usazené (sedimentární) horniny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Mechanické usazeniny (sedimenty) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Chemické usazeniny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Organické usazeniny (biolity) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Pfiemûnûné (metamorfované) horniny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Základní technické vlastnosti stavebního kamene . . . . . . . . . . . 61 Vlastnosti hornin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Stavba hornin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Odluãnost a puklinatost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Zvûtrávání hornin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Drtitelnost a ‰típatelnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Opotfiebitelnost a le‰titelnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Kámen a kamenivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 TûÏba stavebního kamene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

6

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 7

4.3.2 4.4 4.5 4.6 4.7

Opracování a úprava stavebního kamene . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 V˘robky z kamene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Kamenivo pro stavební úãely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Dodávání, doprava a skladování kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Pfiejímka kameniva a zimní pfiedzásobení . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

5

POJIVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1 5.1.1 5.1.1.1 5.1.1.2 5.1.1.3 5.1.2 5.1.2.1 5.1.2.2 5.1.2.3 5.1.3 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3

Vzdu‰ná pojiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Vzdu‰né vápno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 V˘roba vzdu‰ného vápna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Vlastnosti vápna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Druhy vápna, pouÏití, doprava a skladování . . . . . . . . . . . . . . . 76 Sádra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 V˘roba sádry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Vlastnosti a pouÏití sádry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Doprava sádry a skladování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Anhydritové pojivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Hydraulická pojiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Hydraulické vápno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Cement, v˘roba, druhy a pouÏití . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Suroviny a v˘roba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Druhy cementÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Skladování a doprava cementÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

6

MALTY A MALTOVÉ SMùSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

6.1 6.2 6.3 6.4 6.4.1 6.4.2

SloÏky malt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Druhy a vlastnosti malt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 V˘roba a zpracování malt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 PrÛmyslovû vyrábûné malty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Mokré malty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Suché maltové smûsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

7

CEMENTOVÉ BETONY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

7.1 7.2 7.3 7.4 7.4.1 7.4.2

V˘hody a nev˘hody betonov˘ch konstrukcí . . . . . . . . . . . . . . . 103 SloÏky betonu, pomûry mí‰ení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 V˘roba, doprava a ukládání betonové smûsi . . . . . . . . . . . . . . 105 Speciální betony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Vakuovan˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Provzdu‰nûn˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

7

uvod

10/16/06

7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6 7.4.7 7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.6 7.6.1 7.6.2 7.6.3

11:55 AM

Stránka 8

7.7

Pohledov˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 TûÏk˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Beton s rozpt˘lenou v˘ztuÏí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Ohnivzdorn˘ a Ïáruvzdorn˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Prolévan˘ beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Lehké betony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Betony mezerovité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Betony lehãené nepfiímo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Betony lehãené pfiímo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Zdivo z betonov˘ch tvárnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Pórobetonové tvárnice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Betonové tvárnice vibrolisované . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Stropní systém Rector z pfiedepjat˘ch nosníkÛ a skofiepinov˘ch vloÏek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Autoklávované v˘robky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

8

VLÁKNOCEMENTOVÉ V¯ROBKY . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

8.1 8.2

SloÏky, v˘roba a vlastnosti vláknocementu . . . . . . . . . . . . . . . 119 V˘robky z vláknocementu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

9

D¤EVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.3 9.3.1 9.3.2 9.4 9.5

Základní názvosloví a technické vlastnosti dfieva, tûÏení a doprava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Základní názvosloví . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Technické vlastnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 TûÏba dfieva a doprava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Kulatina, fiezivo a jiné v˘robky pouÏívané ve stavebnictví . . . . 126 Kulatina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 ¤ezivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Jiné v˘robky z kulatiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Skladování a ochrana dfieva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Skladování dfieva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Ochrana dfieva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Lepené dfievo, suroviny, v˘roba a v˘robky . . . . . . . . . . . . . . . 130 Aglomerované dfievo, suroviny, v˘roba a v˘robky . . . . . . . . . .131

10

KOVY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

10.1 10.2

PouÏití kovÛ ve stavebnictví . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Surové Ïelezo a ocel (sloÏení, zpracování a v˘roba) . . . . . . . . 134

8

uvod

10/16/06

11:55 AM

Stránka 9

10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.4 10.5 10.5.1 10.5.2

V˘robky z oceli a betonáfiská v˘ztuÏ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 V˘robky z oceli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Betonáfiská ocel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Znaãení stavebních ocelí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Ochrana oceli pfied korozí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Slitiny neÏelezn˘ch kovÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 NeÏelezné kovy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Slitiny neÏelezn˘ch kovÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

11

STAVEBNÍ SKLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

11.1 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4 11.3.5 11.3.6 11.3.7 11.4

V˘znam, suroviny, v˘roba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Vlastnosti skla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Druhy stavebního skla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Ploché sklo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Sklenûné tvarovky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Sklenûné trouby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Sklenûné vlákno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Pûnové sklo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Sklenûná mozaika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Sklenûné mikrodutinky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Skladování skla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

12

PLASTY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

12.1 12.1.1 12.1.2 12.1.3 12.2 12.2.1 12.2.2 12.3

V˘znam plastÛ ve stavebnictví, základní suroviny, v˘roba a vlastnosti plastÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Suroviny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 V˘roba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Vlastnosti plastÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Druhy plastÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Termoplasty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Reaktoplasty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Plasty jako pfiísada do malt a betonÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

13

IZOLAâNÍ MATERIÁLY A V¯ROBKY . . . . . . . . . . . . . . . . 163

13.1 13.2 13.3

Druhy izolaãních hmot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Izolace proti vodû a zemní vlhkosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Izolace proti ztrátám tepla a proti pronikání chladu . . . . . . . . . 168

9

uvod

10/16/06

13.3.1 13.3.2 13.3.3

11:55 AM

Stránka 10

13.4 13.4.1 13.4.2 13.5

Základní fyzikální a technické pojmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Rozdûlení tepelnû izolaãních materiálÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Druhy tepelnû izolaãních materiálÛ pouÏívan˘ch v pozemním stavitelství . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Izolace proti hluku a otfiesÛm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Základní fyzikální a technické pojmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Druhy v˘robkÛ pro izolace proti hluku a otfiesÛm . . . . . . . . . . 177 Izolaãní hmoty pro poÏární ochranu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

14

PREFABRIKACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

14.1 14.2 14.2.1 14.2.2 14.2.3 14.2.4 14.2.5 14.3

Úãel a v˘znam prefabrikace, v˘hody a nev˘hody . . . . . . . . . . 180 Dílce z prostého, Ïelezového a pfiedpjatého betonu . . . . . . . . . 182 Druhy dílcÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Znaãení stavebních dílcÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 V˘roba a zpracování betonové smûsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Urychlené dozrávání betonu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Skladování prefabrikátÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Deskové materiály . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

15

POMOCNÉ MATERIÁLY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

15.1 15.1.1 15.1.2 15.2 15.3 15.4

Nátûrové hmoty, tmely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Druhy nátûrov˘ch hmot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Druhy tmelÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Lepidla, druhy a pouÏití . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Tapety, druhy a pouÏití . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Speciální textilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

16

LABORATORNÍ CVIâENÍ ZE STAVEBNÍCH MATERIÁLÒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

16.1

V˘znam kontroly jakosti stavebních hmot a organizace provádûní . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Základní laboratorní postupy a úkony ve ‰kolní laboratofii (odbûr vzorkÛ, metodika zkou‰ení a ohodnocení v˘sledkÛ) . . . 197 Odbûr vzorkÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Metodika zkou‰ení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Hodnocení v˘sledkÛ zkou‰ek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Ovûfiování vlastností keramick˘ch v˘robkÛ . . . . . . . . . . . . . . . 202 Ovûfiování vlastností pln˘ch pálen˘ch cihel . . . . . . . . . . . . . . . 202

16.2 16.2.1 16.2.2 16.2.3 16.3 16.3.1

10

uvod

10/16/06

16.3.1.1 16.3.1.2 16.3.1.3 16.3.1.4 16.3.1.5 16.3.1.6 16.3.1.7 16.3.2 16.3.2.1 16.3.2.2 16.3.2.3 16.3.2.4 16.3.2.5 16.4 16.4.1 16.4.2 16.4.3 16.4.4 16.4.5 16.4.6 16.5 16.5.1 16.5.1.1 16.5.1.2 16.5.1.3 16.5.2 16.5.2.1 16.5.2.2 16.5.2.3 16.5.2.4 16.6 16.6.1 16.6.1.1 16.6.1.2 16.6.1.3 16.7 16.7.1

11:55 AM

Stránka 11

Zkou‰ení rozmûrÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Pravoúhlost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Zakfiivení ploch a hran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Nasákavost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Pevnost v tahu za ohybu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Pevnost v tlaku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Objemová hmotnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Ovûfiování vlastností drenáÏních trubek (âSN 72 2699) . . . . . . 206 Svûtlost trubek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Zplo‰tûní trubek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Délka trubky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Tlou‰Èka stûny trubky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Lomové zatíÏení trubky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Ovûfiování vlastností kameniva pro stavebnictví . . . . . . . . . . . 207 Zkou‰ka nasákavosti hutného kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Zkou‰ka zrnitosti kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Zkou‰ka objemové hmotnosti hutného kameniva . . . . . . . . . . . 210 Zkou‰ka sypké hmotnosti kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Zkou‰ka mezerovitosti kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Zkou‰ka pevnosti kameniva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Ovûfiování vlastností vzdu‰n˘ch pojiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Vápno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Zkou‰ka zrnitosti (jemnosti) vápna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Zkou‰ka hasivosti kusového vápna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Zkou‰ka vydatnosti kusového (a mletého) vápna . . . . . . . . . . . 214 Sádra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Zkou‰ka jemnosti mletí sádry (âSN 72 2301, ST SEV 826-77) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Zkou‰ka zaãátku a konce doby tuhnutí sádry . . . . . . . . . . . . . . 217 Zkou‰ka pevnosti v tlaku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Zkou‰ka pevnosti v ohybu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Vláknocementová plochá krytina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Zji‰Èování vlastností vláknocementové ploché krytiny (âSN 72 2660) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Zkou‰ení rozmûrÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Nasákavost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Pevnost v tahu za ohybu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Ovûfiování vlastností dfieva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Zkou‰ka objemové hmotnosti dfieva (âSN 49 0108, ST SEV 388-76) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

11

uvod

10/16/06

16.7.2 16.7.3 16.8 16.8.1 16.8.2 16.8.3 16.9 16.9.1 16.9.2 16.9.3 16.9.4 16.9.4.1 16.9.4.2 16.9.4.3 16.9.4.4 16.10 16.10.1 16.10.2 16.10.3 16.10.4 16.10.5 16.10.6 16.10.7 16.10.8

12

11:55 AM

Stránka 12

Zkou‰ka pevnosti v tlaku ve smûru vláken (âSN 49 0110) . . . 221 Zkou‰ka pevnosti dfieva v ohybu (âSN 49 0115, ST SEV 390-76 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Ovûfiování vlastností plastÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Stanovení tuhosti lehãené mûkké hmoty pfii stlaãení . . . . . . . . 223 Ohybová zkou‰ka tuh˘ch plastÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Stanovení odolnosti zatepla podle Vicata . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Ovûfiování vlastností Ïivic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Stanovení bodu mûknutí krouÏkem a kuliãkou (K. K.) . . . . . . . 226 Stanovení duktility asfaltu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Bod lámavosti asfaltÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Ovûfiování vlastností obkládaãek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Zkou‰ení rozmûrÛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Pfiímost lícních stran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Pravoúhlost lícní plochy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Nasákavost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Odebírání vzorkÛ zemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Neporu‰ené vzorky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Poru‰ené vzorky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Hustomûmá metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Základní laboratorní stanovení vlhkosti zeminy . . . . . . . . . . . . 238 Stanovení meze tekutosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Stanovení meze tvárlivosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Stanovení meze smr‰tûní zeminy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Objemové zmûny zemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

1

ÚVOD

1.1

VÝZNAM A ROZDĚLENÍ STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

K vytvoření stavebního díla od jeho zrodu v projekčním ateliéru, přes realizaci až po ochranu před okolním prostředím, se využívá řada materiálů, které mají zajistit bezporuchovou funkci. Stavební materiály, které lidstvo po staletí téměř výhradně používalo, byly až do počátku 19. století kámen, cihly, dřevo a spojovací malty. Teprve během 19. století se do stavebnictví rozšířilo používání litiny a oceli. První polovina 20. století se vyznačuje rozvojem betonu, železobetonu a později i předpjatého betonu. V posledních desetiletích se na trhu objevuje velké množství zcela nových materiálů, které postupně pronikají do stavebnictví. Jsou to lehké betony, izolační látky, plasty a materiály kombinované z materiálů klasických s různými chemickými přísadami. Zároveň se objevují zcela nové typy konstrukcí, jako jsou konstrukce tenkostěnné, sendvičové apod. Každý stavební materiál se vyznačuje určitými specifickými vlastnostmi, jako jsou pevnost v tlaku, pevnost v tahu, tepelně izolační schopnost, vodotěsnost apod. Tyto vlastnosti jsou často protichůdné. Např. materiály s vysokou pevností mají špatné tepelně izolační vlastnosti a naopak. Jednotlivé stavební materiály mohou tedy zabezpečovat jen některé funkce stavebních konstrukcí, často jen jednu funkci (např. nosnost konstrukce, tepelně izolační funkci, hydroizolační funkci apod.). Toto všechno vede ke zvýšeným požadavkům na kvalitu používaných materiálů a nutnost komplexních znalostí o jejich chování za různých podmínek. K tomu je zapotřebí širokých znalostí přírodních zákonitostí, kterými se zabývají různé vědní obory počínaje matematikou, fyzikou, chemií, klimatologií a dalšími z nich odvozenými. Některé materiály jsou určeny přímo na vytváření stavebních konstrukcí nebo jejich částí (např. beton, malta, cihlářské výrobky), jiné se používají jako polotovary na výrobu dalších stavebních materiálů (cement, vápno). Správnou volbu potřebných materiálů a výrobků je možno splnit jen tehdy, známe-li jejich technické vlastnosti. Tyto technické vlastnosti závisejí na 13

původu použitého materiálu, na technologii jeho výroby i na vzájemném ovlivnění okolním prostředím během života stavebního díla. Spojením více druhů materiálů vznikají tzv. kompozitní materiály. Tyto materiály získávají dobré vlastnosti použitých materiálů a tím výsledný produkt – kompozitní materiál – získává vlastnosti, kterých nemůžeme dosáhnout při samotném použití jednotlivých materiálů. 1.2

ROZDĚLENÍ STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

Sortiment stavebních materiálů je velmi široký. Pro zlepšení přehledu se stavební materiály dělí do skupin podle určitých charakteristických vlastností a hledisek, např. podle původu, vlastností, účelu použití, tvaru apod. Podle původu můžeme stavební materiály rozdělit na: a) stavební materiály přírodní – anorganické (kámen, hlína, jíl apod.), – organické (dřevo, rákos apod.). b) stavební materiály umělé – z anorganických surovin (vápno, cement, keramické výrobky, sklo apod.), – z organických surovin (plasty, bitumeny, nátěrové materiály apod.), – vzniklé kombinací anorganických a organických surovin (dřevocementové desky, pilinobeton apod.). Podle stupně zpracování rozeznáváme: – neupravené přírodní a druhotné suroviny (písek, štěrk, hlína, struska, škvára, piliny apod.), – upravené suroviny (opracovaný kámen, drcené a tříděné kamenivo, řezivo apod.), – složené (kompozitní) stavební materiály (malta, beton, stavební dílce apod.), – průmyslově vyrobené – umělé materiály (keramické výrobky, stavební sklo, izolační látky apod.), – hotové výrobky (okna, trouby, ocelové výrobky, prvky na dokončovací práce apod.). 14

Podle použití rozeznáváme: – konstrukční materiály – vytvářejí nosnou část stavby, – výplňové a izolační materiály – vyplňují nosnou konstrukci a chrání stavební dílo proti různým nepříznivým vlivům, – materiály na vnitřní vybavení budov – výrobky potřebné na dokončovací práce, – instalační materiály – vytvářejí se z nich instalace ve stavebním díle, – dekorační materiály – na vnější nebo vnitřní výzdobu budovy, – pomocné materiály – používané po dobu výstavby nebo zabudované do stavebního díla. Podle charakteristické vlastnosti můžeme stavební materiály rozdělit na tvárné (hlína, asfalt), pružné (guma, ocel), křehké (sklo), tvrdé (kámen, některé kovy, sklo), stálé nebo nestálé proti chemickým vlivům, tepelně izolační (pěnové sklo, dřevo), zvukově izolační apod. 1.3

DNEŠNÍ STAV A PERSPEKTIVY ROZVOJE VÝROBY STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

Výroba stavebních materiálů je rozvětvená v celou řadu oborů, jako je těžba a úprava surovin, průmysl kamene, cihlářská výroba, keramická výroba, výroba pojiv, výroba skla apod., souvisí však i s celou řadou průmyslových oborů jiného druhu, jako je strojírenství (výroba stavebních strojů), hutnictví (výroba oceli), chemie (výroba plastických hmot) a stále více se zaměřuje i na zužitkování průmyslových odpadů jiných průmyslových oborů, zejména škváry, vysokopecní strusky, elektrárenských popílků, dřevařských odpadů a jiných. V současné materiálové základně stavebnictví převládají silikátové stavební materiály. Do této skupiny se zařazují především materiály na bázi křemíku a jeho sloučenin (cement, sklo, keramika a další), ale i materiály s podobnou technologií výroby a způsobem aplikace (např. vápno, sádra apod.). Silikátové stavební materiály jsou relativně lehko zpracovatelné, trvanlivé a ekonomicky výhodné. Proto neztratí na významu ani v budoucnosti. Předpokládá se však u nich kvalitativní vývoj, to znamená orientaci na výrobky s vynikajícími vlastnostmi, potřebnou trvanlivostí a estetickým vzhledem. Další vývoj můžeme očekávat hlavně v oblasti kompozitních (složených) materiálů a vysokopevnostních betonů. 15

S rostoucími požadavky stavebnictví můžeme předpokládat vývoj nových materiálů, respektive zdokonalování existujících materiálů. Například zlepšování mechanických vlastností (zvyšování pevnosti a únosnosti materiálů), dalším trendem bude snižování objemové hmotnosti vylehčováním materiálů (například keramických) a zvyšování jejich tepelně izolačních vlastností. Další důležitou roli při rozvoji stavebních materiálů budou mít plasty, lehké kovy, tenkostěnné ocelové výrobky, tepelná a zvuková izolace a jejich vzájemná kombinace. Proto v budoucnosti můžeme očekávat kromě silikátové materiálové základny výraznější uplatnění i materiálové základny chemicko-metalurgické.

16

2

VLASTNOSTI STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

2.1

PŘEHLED FYZIKÁLNÍCH A CHEMICKÝCH VLASTNOSTÍ STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

Vlastnosti stavebních materiálů lze v zásadě rozdělit na vlastnosti chemické a vlastnosti fyzikální. Chemické vlastnosti závisející především na složení hmoty a vzájemném působení materiálu a okolního prostředí jsou součástí chemické technologie a nejsou v této učebnici uváděny s výjimkou fyzikálně-chemických vlastností, které se projevují např. při tuhnutí a tvrdnutí pojiv malt a betonů. V další části této kapitoly jsou uvedeny jen hlavní fyzikální vlastnosti stavebních materiálů bezprostředně ovlivňující jejich použití v konstrukci. Za hlavní fyzikální a mechanické vlastnosti stavebních hmot, které zajímají odborníky ve stavebnictví, můžeme pokládat přesnost výrobních rozměrů, strukturu, hmotnost, objemovou hmotnost, vlhkost, navlhavost, vzlínavost, mrazuvzdornost, odolnost proti vysokým teplotám, tepelnou vodivost, tepelnou akumulaci a akustickou vodivost. 2.2

STAVBA HMOTY

Základním stavebním článkem prvku je atom. V dnešní době byla existence atomů prokázána přímými fyzikálními metodami, byla změřena jejich velikost a přesně stanovena jejich hmotnost. Ukázalo se, že atomy nejsou těmi nejmenšími stavebními kameny hmoty, ale že jsou vytvořeny z kladně nabitých atomových jader a záporně nabitých elektronových obalů. Silnými zásahy zvenčí je lze rozložit na menší částečky, tzv. elementární částice. Jádro atomu obsahuje protony a neutrony, společně nazývané nukleony (nucleus = jádro). Obal jádra tvoří elektrony. Pro chemické chování atomů a chemickou stavbu látek je rozhodující, jakou podobu má elektronový oblak. O složení, vnitřní stavbě a struktuře látek pojednává chemie. Zkoumá vlastnosti látek a chemické děje, při kterých se mění podstata hmoty a složení látek a jejich struktura, studuje výskyt látek v přírodě a zabývá se jejich využitím, zpracováním a umělou výrobou. 17

Chemické děje, které probíhají při výrobě látek, jsou předmětem chemické technologie. Výroba většiny stavebních materiálů je založena na chemických procesech, za kterých se přeměňují suroviny na výrobek požadovaných konečných vlastností. Při každé chemické změně probíhají i fyzikální procesy. Proto se při výrobě stavebních materiálů uplatňují rovněž zákony a znalosti z oboru fyziky a fyzikální chemie. Poznatky moderní chemie naznačují, že je možné objevovat nové kvality a nové formy chemického slučování. Látka je forma hmoty vyznačující se chemickým složením, skupenstvím, strukturou apod., může být chemicky individuální nebo homogenní, popř. to může být heterogenní směs různých sloučenin. Materiál je látka, která je předmětem výrobního procesu nebo má určitý vztah k technologii a technickému využití. 2.3

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

2.3.1

Vzhled a přesnost výrobních rozměrů

U materiálů rozhodujících o vzhledu stavebního díla je mnohdy důležitá barva a struktura povrchu, neboť např. jiným estetickým účinkem působí leštěná žula, jiným zrnitý pískovec, jiným zdivo betonové a jiným zdivo cihelné. U kusových výrobků záleží především na přesnosti výrobních rozměrů. Za výrobní rozměr považujeme teoretický rozměr prvku při nulové toleranci. Běžným postupem nelze u všech výrobků zajistit přesný výrobní rozměr. Rozdíl mezi skutečným rozměrem a výrobním rozměrem je výrobní tolerance, norma většinou předepisuje tzv. povolenou toleranci, tj. maximální dovolenou odchylku od předepsaných rozměrů. Skutečné rozměry určujeme měřením, které uvádíme v mm a m. 2.3.2

Hmotnost

Hmotnost je setrvačná tíhová vlastnost hmotného objektu. Obvykle uvažujeme (není-li požadováno jinak) hmotnost suché látky. Stanovíme ji vážením, a to v g nebo v kg. 18

2.3.3

Hustota (měrná hmotnost) – (
)

Je definována jako hmotnost objemové jednotky určité látky bez dutin a pórů. Vypočítá se ze vztahu:


=

m Vh

kde
je hustota [kg.m–3], m – hmotnost vzorku [kg], Vh – objem vzorku bez dutin a pórů [m3]. Tabulka 1. Objemové hmotnosti nejobvyklejších stavebních hmot (podle ČSN 73 0035) Druh

Objemová hmotmost (kg m–3)

Sypká (sypaná) stativa cement štěrk hlína a jíl

1 000–1 200 1 700–1 900 1 900–2 000

Kámen (celistvý) žula pískovec

2 600–2 700 1 900–2 700

Keramická staviva plné pálené cihly plné pálené cihly lehčené děrované pálené cihly

1 800–1 900 1 000–1 600 1 000–1 300

Dřevo měkké vyschlé až vlhké tvrdé vyschlé až vlhké

550–750 750–900

Beton prostý beton železový beton lehčený beton (s lehkým kamenivem)

2 100–2 300 2 300–2 500 1 000–1 800

Kovy ocel hliník

7 850 2 700

19

2.3.4

Objemová hmotnost – (
v)

Je definována jako hmotnost objemové jednotky určité látky včetně dutin a pórů. Vypočítá se ze vztahu:


v = m V

kde
v je objemová hmotnost [kg.m–3], m – hmotnost vzorku [kg], V – objem včetně dutin a pórů [m–3]. 2.3.5

Hutnost – (h)

Pod pojmem hutnost rozumíme stupeň vyplnění objemu materiálu pevnou látkou. Lze ji tedy definovat pouze u pevných látek a matematicky vyjádřit jako poměr objemu pevné fáze k objemu celkovému nebo poměrem objemové hmotnosti k hustotě. Hutnost se nejčastěji vyjadřuje v procentech: h=


v Vh .100 =
.100 V

[%]

kde h je hutnost [%], V – celkový objem vzorku [m3], Vh – objem vlastní pevné fáze [m3],
v – objemová hmotnost [kg.m–3],
– hustota materiálu [kg.m–3]. U nesoudržných materiálů je hutnost proměnlivá. Aktuální stav hutnosti (zhuštění) materiálu vyjadřujeme stupněm zhutnění Sh. Je to poměr hutnosti nezhutněného materiálu k materiálu zhutněnému. Vypočítá se ze vzorce:


v

h =
=
v Sh =
’v
’v h’




kde h je hutnost nezhutněného materiálu, h’ – hutnost zhutněného materiálu,
v – objemová hmotnost nezhutněného materiálu, 20


’v – objemová hmotnost zhutněného materiálu,
– hustota. 2.3.6

Pórovitost – (p)

Poměr objemu pórů a dutin v určitém množství látky Vp k celkovému objemu tohoto množství látky V se nazývá pórovitostí. Vypočítá se ze vztahu: p=





v Vp . 100 = 1–
. 100 V

kde p je pórovitost [%],
– hustota [kg.m–3],
v – objemová hmotnost [kg.m–3]. Pórovitost může být otevřená, když jsou póry a dutiny vzájemně spojeny a jsou spojeny i s povrchem, nebo uzavřená, když jsou póry a dutiny uzavřené. Pórovitost se zjišťuje u pevných látek nebo u jednotlivých zrn látek sypkých. Pórovitost podstatně ovlivňuje mnohé vlastnosti stavebních materiálů, zejména objemovou hmotnost, nasákavost, odolnost proti mrazu, pevnost a tepelnou vodivost. 2.3.7

Mezerovitost

Je charakteristickou vlastností sypkých zrnitých materiálů. Vyjadřuje poměr objemu mezer mezi zrny k celkovému objemu určitého množství sypké látky. Mezerovitost se vypočítá ze vztahu:

M=





s Vm . 100 = 1–
v V

. 100

kde M je mezerovitost [%], Vm – objem mezer mezi zrny [m3], V – celkový objem [m3],
s – sypká hmotnost [kg.m–3],
v – objemová hmotnost zrn [kg.m–3]. 21

2.3.8

Zrnitost

U sypkých látek je jednou ze základních vlastností zrnitost, což je poměrná hmotnostní skladba zrn jednotlivých velikostí. Na zrnitosti závisí mezerovitost a tak i sypná hmotnost, propustnost, stlačitelnost a další mechanické, tepelné a akustické vlastnosti. Zrnitost vyjadřujeme obyčejně graficky křivkou zrnitosti. Zrnitých látek používáme v přírodním složení nebo je třídíme na frakce (podíly), tzn. na skupiny zrn s ohraničenými rozměry. Složení zrn nazýváme též granulometrickym složením. 2.3.9

Pevnost

Pevnost tuhého tělesa je jeho odolnost proti porušení staticky působící silou. Podle působení síly rozeznáváme pevnost v tlaku, pevnost v tahu, pevnost v tahu za ohybu, pevnost ve smyku a pevnost v kroucení. Síla, která působí na těleso, způsobuje napětí. Napětí je síla, která působí na jednotku plochy namáhaného průřezu. Mezní napětí je napětí, kterému ještě látka odolává, charakterizuje její pevnost. 2.3.10

Pružnost

Vlivem vnějšího zatížení podléhají pevné látky objemovým změnám, deformují se. To znamená, že mění svůj tvar a rozměry. Tyto změny látek jsou vyvolány buď mechanickou silou (tlakem, tahem), nebo působením teploty, případně i změnou vlhkosti v látce či chemickým působením. Působením síly vzniká deformace těles, a ta může být pružná (elastická) nebo nepružná (plastická). Deformace, které po odlehčení tělesa zaniknou, se nazývají pružné deformace a schopnost látky vrátit se do původního tvaru se nazývá pružnost. Deformace, které zůstávají i po odlehčení, jsou nepružné, trvalé. Označují se jako deformace plastické, a příslušná schopnost materiálu je plasticita – tvárnost. 2.3.11

Vlhkost

Stavební materiály mohou být vystaveny různým účinkům vody: – obsažené ve vzduchu (vlhkost vzduchu), 22

– působící vzlínáním, nacházejí-li se části tělesa ve vodě, – působící při úplném ponoření tělesa, – ve formě deště. Vlhkost Vlhkost můžeme definovat jako množství vody, které v daném okamžiku materiál obsahuje. Je to tedy aktuální stav zaplnění pórového systému vodou. Je závislá na pórovitosti materiálu a na podmínkách, v kterých se materiál nachází (relativní vlhkost vzduchu, teplota, mokré procesy na stavbě, déšť apod.). Vlhkost materiálu není tedy konstantní, ale může se měnit prakticky od 0 (vysušený materiál) až po hodnotu nasákavosti (úplně nasáknutý materiál). Vyjadřuje se poměrem množství vody v látce ku množství suché látky. Tento poměr může být vyjádřen poměrem hmotnosti vody k hmotnosti suché látky – hovoříme pak o vlhkostní hmotnosti nebo objemu obsažené vody ku objemu vzorku látky – pak hovoříme o vlhkosti objemové. Obsah vody obsažené v látce se určí z rozdílu hmotnosti vzorku ve stavu vlhkém a následně vysušeném. Hmotnostní vlhkost wh se vypočítá ze vztahu:

wh =

mw – md mk . 100 = msuché látky md

[%]

Objemová vlhkost wv se vypočítá ze vztahu: wv =

Vvody mw – md = . 100
kV Vsuché látky

[%]

kde md je hmotnost suchého vzorku látky, mw – hmotnost vlhkého vzorku látky, mk – hmotnost vody, případně jiné kapaliny obsažené v látce,
k – hustota vody resp. jiné kapaliny. Z praktického hlediska je důležitý takový obsah vody v látce, který se nejčastěji vyskytuje. Hovoříme o přirozené vlhkosti látky. Jinou důležitou veličinou je vlhkost stavební hmoty zabudované v díle. Po určité době se vlhkost ustálí na určité hodnotě, kterou nazýváme ustálenou vlhkostí. 23

2.3.12

Nasákavost

Nasákavostí rozumíme schopnost látky přijímat kapalinu (obvykle vodu). Posuzujeme ji podle množství vody, které nasákne do látky za určitých podmínek. Množství přijaté kapaliny závisí především na struktuře látky, tj. zda jsou póry otevřené či uzavřené, na viskozitě kapaliny a době působení. Při zjišťování nasákavosti předpokládáme, že kapalina s látkou nereaguje ani chemicky, ani nepůsobí fyzikální změny objemu (rozpouštění, bobtnání). Nasákavost se vyjadřuje v procentech hmotnosti, jako poměr přijatého hmotnostního množství kapaliny k hmotnosti vysušeného vzorku, nebo v procentech objemu jako objem přijaté kapaliny vyjádřený v procentech objemu vzorku. Hmotnostní nasákavost nh je dána vztahem: nh =

m – ms mk . 100 = n . 100 ms ms

[%]

kde mk je hmotnost nasáklé kapaliny, mn – hmotnost nasáklého vzorku, ms – hmotnost vysušeného vzorku. Objemová nasákavost nv je dána vztahem:

nv =

Vk mk m – ms . 100 = n . 100 . 100 =
k .V V
kV

[%]

kde Vk je objem nasáklé kapaliny, V – objem vzorku,
k – hustota nasakující kapaliny. Nasákavost některých obvyklých staviv je uvedena v tab. 2. 2.3.13

Mrazuvzdornost

Je schopnost materiálu nasáknutého vodou odolávat střídavému zmrazování a rozmrazování. U suchých materiálů není takové teplotní 24

Tabulka 2. Nasákavost některých obvyklých staviv Stavební hmoty hutný kámen pórovitá keramika beton lehký beton vláknocement

Nasákavost (% hmotnost.) 0,5–1,0 15,0–25,0 2,0–8,0 30,0–90,0 15,0–25,0

namáhání zpravidla příliš nebezpečné, protože vznikají napětí jen v důsledku tepelné roztažnosti. U nasáklých materiálů může voda v pórech zamrznout, přičemž zvětší svůj objem (ve formě ledu) o 9 %. To vede k vzniku značných vnitřních napětí v důsledku rozpínání ledu, tím k vzniku trhlin, které mají za následek pokles pevnosti materiálu. Při zjišťování mrazuvzdornosti se obyčejně nasáklý vzorek podrobuje střídavému zmrazování při teplotě –20 °C v mrazících zařízeních a rozmrazování při teplotě +20 °C ve vodní lázni při předepsaném počtu cyklů. Mrazuvzdornost se potom posuzuje podle vnějšího vzhledu, úbytku hmotnosti a poklesu pevnosti materiálu. 2.3.14

Tepelná vodivost a akumulační schopnost

Tepelná vodivost je schopnost látky vést teplo. Vyjadřuje se součinitelem tepelné vodivosti  (W.m–1.K–1), který udává tepelný výkon přenášený materiálem s plochou 1 m2 při tloušťce 1 m a rozdílu teplot 1 °K. Podle velikosti součinitele tepelné vodivosti se materiály rozdělují na dobré vodiče tepla, k nimž patří ze stavebních materiálů především kovy ( = 58 W.m–1.K–1 a víc), a na špatné vodiče tepla, k nimž náleží většina stavebních materiálů. Materiály se zvlášť nízkým součinitelem tepelné vodivosti (nižším než asi 0,15 W.m–1.K–1 se nazývají tepelně izolační. Za dobré tepelné izolace se považují materiály, které mají tepelnou vodivost  nižší než 0,35 W.m–1.K–1. Tepelná vodivost závisí na složení a struktuře materiálu, jeho pórovitosti, vlhkosti, vrstevnatosti a teplotě, při které vede teplo. Např. zásadité látky vedou teplo hůře než kyselé, tepelná vodivost roste se stoupající hustotou, teplotou a vlhkostí materiálu a klesá s rostoucí pórovitostí. Vzhledem k velkému rozdílu v součinitelích tepelné vodivosti vzduchu a vody se izolační materiály mohou navlhnutím částečně nebo úplně znehodnotit. 25

2.3.15

Žárovzdornost a stálost v ohni Žárovzdornost

Je teplotní odolnost materiálu proti vysokým teplotám. Jedná se o extrémně vysoké teploty nad 1 000 °C. U žárovzdorných stavebních materiálů má být tepelná deformace vlastní hmotností vyšší než 1 500 °C, to znamená, že v ohni do této teploty neklesá jejich pevnost a nemění svůj objem ani tvar. Žárovzdornost se stanovuje ve stupních Celsia °C nebo se určuje pomocí štíhlých trojbokých jehlanů, kterým říkáme žároměrky. Žároměrky jsou číslované, přičemž každému číslu přináleží určitá teplota, při které dochází k deformaci žároměrky. Stálost v ohni Posuzuje se podle chování materiálu vystaveného ohni. Ohnivzdorné materiály nehoří a v ohni nemění podstatně svoje vlastnosti (např. cihla, beton). Poloohnivzdorné materiály rovněž nehoří, ale v ohni mění své vlastnosti (např. ocel). Polospalitelné materiály jsou samy o sobě spalitelné, ale ve spojení s další látkou jsou schopny odolávat vyšší teplotě, než jaké odolávají samy o sobě. Hořlavé materiály (organické) se z hlediska požární ochrany konstrukcí dělí do pěti stupňů podle teploty vzplanutí. 2.3.16

Akustické vlastnosti stavebních materiálů

Akustická vodivost je schopnost látky vést (šířit) zvuk. Rozeznáváme vzduchovou neprůzvučnost a kročejovou neprůzvučnost. Vzduchová neprůzvučnost vyjadřuje odpor konstrukce proti pronikání zvuku, který se šíří vzduchem z jednoho uzavřeného prostoru do druhého. Vyjadřuje se stupněm vzduchové neprůzvučnosti R [dB]. Hodnota stupně vzduchové neprůzvučnosti roste s plošnou hmotností dělící konstrukce m’ [kg.m–2]. Kročejová neprůzvučnost vyjadřuje odpor materiálu proti šíření zvuku, který je vyvoláván chůzí, nárazy, chvěním a je přenášený přímo konstrukcí. Vyjadřuje se indexem hladiny normalizovaného kročejového hluku Lnw . Kročejovému hluku bráníme dvojím způsobem: 26

a) použitím měkké nášlapné vrstvy (koberec, podlahový povlak s měkkou textilní podložkou) se tlumí nárazy na podlahu a omezuje se tak vznik chvění stavebních konstrukcí. b) pomocí zvukoizolační vrstvy v konstrukci podlahy se brání šíření chvění z podlahy do nosné konstrukce stropu (lehká a těžká plovoucí podlaha). 2.3.17

Základní vztahy vlastností látek

Mezi vlastnostmi materiálů jsou určité vztahy a závislosti. Žádnou vlastnost nemůžeme chápat osamoceně a bez možnosti určitých změn. Objemová hmotnost je závislá na pórovitosti a specifické hmotnosti látky. Pevnost v tlaku (a též ostatní druhy pevností) závisí na objemové hmotnosti. Čím větší je objemová hmotnost, tím větší je i pevnost. Pevnost v tlaku je však ve vztahu i k nasákavosti. Čím více vody látka obsahuje, tím více klesá pevnost. Tepelně izolační schopnost je nepřímo závislá na objemové hmotnosti a pevnosti. Čím větší je objemová hmotnost a pevnost (a tím menší pórovitost) látky, tím menší je její tepelně izolační schopnost. Přistoupí-li k tomu též vlhkost, zvětšuje se objemová hmotnost, snižuje se pevnost a zhoršuje se izolační schopnost. K podobným závěrům bychom dospěli též při pozorování jiných vlastností. Chceme-li, aby stavební dílo plnilo dobře svou funkci po technické stránce, musíme volit vhodné stavební materiály, a proto musíme poznat i jejich vlastnosti. Abychom poznali vlastnosti stavebních materiálů, musíme se seznámit s jejich výrobou a surovinami, ze kterých vznikají. 2.4

HYGIENICKÁ A PROTIPOŽÁRNÍ KRITÉRIA PRO STAVEBNÍ MATERIÁLY

Aby nedocházelo k nepříznivým vlivům na lidské zdraví, zkoumá hygiena práce vliv stavebních hmot na lidský organismus (během výstavby nebo po jejím dokončení) a stanovuje požadavky, které mají zajistit zdravé podmínky ve stavební výrobě i při používání stavby. Všechny činitele s nepříznivým vlivem lze rozdělit do tří skupin: fyzikální, chemické a biologické. Z hygienického hlediska se sledují – prašnost (mohou vzniknout vleklá onemocnění plicní – silikóza, TBC), 27

– chemická škodlivost (otravy jedovatými látkami, působení látek na pokožku, dýchací orgány, krev, nervovou soustavu), – biologická škodlivost (onemocnění způsobená mikroby, bakteriemi), – podráždění pokožky (mechanické nebo chemické). Hořlavost stavební hmoty je definována jako schopnost hořet účinkem zdrojů hoření. Stavební hmoty se dělí takto: A – nehořlavé B – nesnadno hořlavé C1 – těžce hořlavé C2 – středně hořlavé C3 – lehce hořlavé

úbytek = 2 % úbytek = 5 % úbytek = 10 % úbytek = 50 % úbytek  50 %

Kritériem pro zatřídění je zkouška hořlavosti, kterou se stanovuje úbytek hmotnosti zkoušeného vzorku v procentech.

28

3

KERAMICKÉ VÝROBKY

Patří mezi výrobky používané po staletí. Cihla spolu s dřevem a stavebním kamenem je materiál tak starý jako stavebnictví samo. V Mezopotámii se vyráběly hlavně sušené cihly. V Egyptě, Číně a starém Římě se používaly pálené cihly, které se kombinovaly s kamenem. Starokřestanská architektura pracovala s pálenou lícovou cihlou. K mistrovskému používání pálených lícových cihel dospěla gotika. Dlažby a obklady na bázi pálené hlíny se používají po staletí, a to jak režné, tak s glazurou, velkorozměrové i mozaikové. 3.1

ROZDĚLENÍ KERAMICKÝCH VÝROBKŮ

Keramikou nazýváme výrobky připravené z vhodných anorganických surovin (zejména hlín a jílů) pálením. Výrobky se vyznačují velkou pevností, přesným tvarem, odolností proti povětrnostním a jiným vlivům, tvrdostí, trvanlivostí aj. Zpracovávají se nejčastěji keramickým způsobem, kdy se nejprve vytvářejí za studena a potom zpevňují pálením (pálená keramika). Podle druhu výrobků a jejich použití je lze rozdělit na: – cihlářské výrobky, – obkladačky a dlaždice, – kameninu, – zdravotní keramiku, – žárovzdorné výrobky, – ostatní. Charakteristickým znakem keramických výrobků je keramický střep, kterým nazýváme neupravenou vypálenou keramickou hmotu. Keramický střep dělíme podle: a) hutnosti na

– pórovitý (nasákavost vyšší než 12 %), – polohutný (nasákavost 8–12 %), 29

b) barvy na c) transparence na c) zpracování na

3.2

– hutný (nasákavost 2–8 %) – slinutý (nasákavost menší než 2 %) – bíly – barevný – průsvitný – neprůsvitný – syrový – pálený – přežhavovaný

KERAMICKÉ SUROVINY

Základní surovinou pro výrobu keramických výrobků jsou tzv. keramické zeminy, které spolu s přísadami vytváří vhodnou surovinovou směs na přípravu plastického keramického těsta. Z keramického těsta se dají vytvarovat výrobky požadovaných tvarů, které se suší a vypalují. Při pálení vzniká tzv. keramický střep. Podle funkce se keramické suroviny dělí na: – základní (střepové) – určené na vlastní přípravu keramického střepu, – pomocné – netvoří keramický střep, ale v technologii výroby jsou nezbytné, – na povrchovou úpravu – glazury a engoby. 3.2.1

Základní suroviny

K základním keramickým surovinám patří z nezpevněných sedimentů tzv. keramické zeminy. Jsou to jemnozrnné usazeniny průměru menšího než 2 mm. Podle velikosti zrna je dělíme na jíly, spraše a písky. Ze zpevněných sedimentů se využívají jílovité břidlice, jílovce, lupky, slíny apod. Jíly mají více než 50 % zrn velikosti do 0,002 mm a po stránce chemického složení jsou křemičité, hlinité, hořečnaté aj., jsou plastické, a to ve větší míře než ostatní keramické zeminy. Hlíny obsahují menší množství jemných zrn do 0,002 mm (méně než 50 %) a větší množství zrn nad 0,002 mm až do 2,0 mm (méně než 50 %). Spraš je hlína, v níž převládají zrna velikosti 0,01 až 0,05 mm. Jsou-li v těchto zeminách velmi jemně rozptýlené uhličitany, označujeme je jako slín; došlo-li ke zpevnění těchto zemin horotvornými tlaky, používáme název lupek. 30

3.2.2

Pomocné suroviny

Pomocné suroviny jsou látky, které ovlivňují chování keramické surovinové směsi a mají vliv na vlastnosti střepu. Ostřiva jsou neplastické příměsi, které zmenšují nebezpečí vzniku smršťovacích trhlinek a deformaci výrobku. Jako ostřiva se nejčasteji používají písek, struska, škvára, popílek a drť z keramických poškozených výrobků. Tyto příměsi mají velikost zrn 0,05 až 2,0 mm. Lehčiva podporují tvorbu pórů v střepu a tím zmenšují objemovou hmotnost výrobku a zlepšují jeho tepelně-technické parametry. Jako lehčiva se používají látky, které svou nižší hmotností a objemovým podílem ve směsi snižují objemovou hmotnost střepu, nebo látky, které v procesu pálení vyhoří zanechají po sobě vzduchové póry. Jako lehčiva se používá křemelina, expandovaný perlit, uhelný prach, škvára, popílek apod. Taviva pomáhají slinutí výrobku při nižší teplotě, čímž se docílí vyšší hutnosti střepu a úspory energie při vypalování. Jako taviva se používají např. živce, vápenec, kazivec apod. 3.2.3

Materiály na povrchovou úpravu

Jsou to látky, které při vypalování zbarví střep – tzv. barviva, nebo na povrchu výrobku vytvoří lesklou, sklovitou povrchovou úpravu nepropouštějící vodu – tzv. glazuru, příp. matnou nesklovitou povrchovou úpravu na bázi jílu, která může být propustná nebo nepropustná – tzv. engoba. Jako barvy se v keramice používají sloučeniny různých kovů, nejčasteji oxidy, které po vypálení zbarví střep, glazuru nebo engobu určitou barvou. Glazura vzniká roztavením glazurovací směsi nanesené na povrch výrobku. Vyrábí se jemným rozemletím jednotlivých složek surovinové směsi na bázi živců, kaolinu, jílů, křemene, vápence, magnezitu atd. K těmto surovinám se jako barvivo přidávají různé oxidy kovů. Glazura zlepšuje vlastnosti keramických výrobků – chrání povrch střepu před chemickým a fyzikálním působením okolního prostředí. Engoba je tenký bílý nebo barevný povlak na keramickém výrobku. Složení je podobné jako u podkladního střepu s tím rozdílem, že se jemněji mele a přidávají se barvy, případně taviva, aby dobře přilnuly k podkladu. 3.2.4

Výroba cihlářských výrobků 31

Technologie výroby cihlářského zboží se skládá z těchto základních operací: z těžby surovin, jejich úpravy, z vytváření, sušení, pálení, třídění a z expedice. (Obr. 1) Keramické suroviny se nejčasteji těží povrchovým způsobem v hliništích.

Obr. 1. Výroba cihel

32

Obr. 2. Korečkové rypadlo

Na těžbu se používají různé těžební mechanismy, zejména rypadla (korečková – obr. 2, lopatová), frézy, skrejpry a na přibližování suroviny buldozery. Korečková rypadla mají technologicky přednost v tom, že těží zeminu v drobných částicích a plní též funkci homogenizačního stroje. Lopatová rypadla jsou vhodná pro těžbu zpevněných a zmrzlých zemin, kde se vyžaduje vysoký výkon. Jedním z nejdůležitějších výrobních úseků je úprava surovin. Úpravou musíme zabezpečit odměření jednotlivých surovinových složek, jejich dokonalé promíšení, rozemletí na potřebnou jemnost (zrno nejméně od 3 mm pro zdící materiály a pod 1 mm pro tenkostěnné výrobky), promíšení s přídavkem vody a dosáhnout tak dokonalé homogenizace plastického těsta. Vytváření je technologický postup, při kterém se z připraveného těsta formují rozměry, požadovaný vnější tvar a případné vnitřní děrování cihlářského výrobku. Cihlářské výrobky se u nás vyrábějí téměř výhradně z plastického těsta, a to na šnekových nebo vakuových lisech, jedině ražená krytina se vytváří z předvýlisků na razicích lisech. Při sušení odstraňujeme z výlisků nadbytečné množství vody, které by při 33

vypalování vlivem prudké změny teploty způsobilo deformaci a popraskání výrobku. Voda se z výlisků postupně odstraňuje působením teplého vzduchu, který se vhání do prostoru sušáren. V první fázi sušení nastává ve výliscích smršťování. Důležité je zabránit, aby v důsledku vzniklého napětí nevznikly ve výsušku smršťovací trhlinky. V druhé fázi sušení dochází k zpevňování výsušku. Z ekonomických a ekologických důvodů se na sušení ve značné míře využívá teplo spalin z chladicího pásma vypalovací pece. Tím minimalizujeme spotřebu energie na výrobu tepla pro proces sušení. K vypalování používáme dnes pece s nepřetržitým provozem. Stále méně používaným typem pecí na vypalování cihlářského zboží jsou pece kruhové (Hoffmannovy) – (obr. 3). Název nesouvisí s tvarem pece, ale s postupem vypalování. Pec je rozdělena na řadu komor a oheň postupuje nepřetržitě

Obr. 3. Schéma kruhové pece

Obr. 4. Schéma tunelové pece

34

z komory do komory. Výrobky tedy zůstávají na místě. V moderních cihelnách jsou pece tunelové (obr. 4), ve kterých se výrobky pohybují na vozících a postupně procházejí pásmem předehřívacím, žárovým a chladicím. Třídění výrobků je důležité proto, aby se k zákazníkovi nedostaly výrobky, které neodpovídají požadavkům na jejich kvalitu. Kritéria na třídění výrobků jsou nejčastěji: přesnost rozměrů, rovinnost ploch, pravoúhlost hran, výskyt trhlinek, otluky hran a rohů, čistota zvuku při poklepu a povrchová úprava. 3.3

CIHLÁŘSKÉ VÝROBKY, SKLADOVÁNÍ A DOPRAVA

Mezi cihlářské výrobky zahrnujeme staviva s barevným střepem, většinou pórovitá (nasákavost nad 10,0 % hmot.), dostatečně pevná, převážně se zemitým nebo jemně zrnitým lomem barevným střepem a většinou bez povrchové úpravy. Při použití na vnější konstrukce se vyžaduje, aby výrobky byly mrazuvzdorné. Cihlářské výrobky mohou být plné, nebo mohou mít otvory. Otvory mohou být v příčném, nebo v podélném směru. Mimo otvorů mohou být cihlářské výrobky vylehčeny zvýšením pórovitosti střepu použitím lehčiva nebo pórotvorných přísad. Cihlářské výrobky se dělí podle různých hledisek. Podle tloušťky střepu se cihlářské výrobky dělí na: – tenkostěnné (tloušťka stěn střepu je do 20,0 mm), – tlustostěnné (tloušťka stěn střepu je nad 20,0 mm). Podle objemové hmotnosti střepu se cihlářské výrobky dělí na: – obyčejné (střep má objemovou hmotnost
1 600 kg.m–3), – vylehčené (střep má objemovou hmotnost  1 600 kg.m–3). Podle použití ve stavebních konstrukcích a konstrukčních prvcích se cihlářské výrobky dělí do těchto skupin: – výrobky na svislé konstrukce, – výrobky na vodorovné konstrukce, – pálené krytiny, – cihelné dlaždice a obkládačky, – ostatní cihlářské výrobky na speciální účely. Podle průměrné pevnosti v tlaku se rozlišují druhy 2 MPa, 4 MPa, 6 MPa, 7 MPa, 8 MPa, 10 MPa, 12 MPa, 15 MPa, 20 MPa, 25 MPa, 30 a 35 MPa. Dále se dělí na cihly odolné proti mrazu při 15 zmrazovacích cyklech, nebo 35

neodolné proti mrazu. 3.3.1

Druhy cihlářských výrobků

3.3.1.1 Prvky pro svislé konstrukce Cihly pálené plné (obr. 5 a 6) – zn. CP – dodávají se ve třech druzích: CP – velký formát, CPmf – malý formát a CPd – dělivky. Plné cihly jsou dodávány s pevností 7 MPa až 35 MPa a mají objemovou hmotnost 1 600 až 1 900 kg.m–3. S pevností do 15 MPa se používají převážně pro nosné i nenosné zdivo a výjimečně i pro příčky. Cihly s pevností 25 MPa CP 29014065 CP mf 25012065 CPI 29014065

Obr. 5. Cihla plná

Obr. 6. Cihla plná dělivka

25012065 29014065

CO 25 CO 29

Obr. 7. Cihla plná odlehčená

CD 25 CD 25/140 CD 30 CD 30/140

CD 32 CD 440

250250220 250250140 300250220 300250140

320240140 440240140

CD 500 490245140 CD 500/215 490195215

Obr. 9. Cihly děrované

36

CPd 29014065 CIPd mf 25012065

CV 6.5 CV 6.5 mf CV 90 CV 113 CV 14 CV 14/44 CV 14/24

29014065 25012065 29014090 290140113 290140140 440140140 240120140

Obr. 8. Cihla voštinová

CD 29/113 CD 29/140 CD 36/113 CD 36/140

290240113 290240140 360240113 360240140

CDZ 440 440220140 CD 440 A 440215140

CD Týn

290190215

a více se používají pro stavbu pilířového zdiva a pro komínové zdivo. Mrazuvzdorné cihly se používají všude tam, kde se tato vlastnost požaduje (např. neomítané režné zdivo, zdivo vystavené střídavému účinku vlhka a mrazu, zdivo v horských oblastech apod.). Cihly plné odlehčené (obr. 7) – zn. CO – mají stejné rozměry jako cihly nelehčené, pevnost 12 až 30 MPa a jsou mrazuvzdorné i nemrazuvzdorné. Cihly voštinové (obr. 8) – zn. CV – se podle tloušťky dělí na čtyři druhy – CV 6,5, CV 90, CV 113 a CV 14, s pevností v tlaku 2 až 20 MPa. Jsou svisle děrované, s objemovou hmotností 1 300 kg.m–3. Používají se pro nosné i výplňové zdivo, vnitřní zdivo, popř. pro nosné i nenosné příčky. Jsou nevhodné u staveb s agresivním prostředím. Cihly děrované (obr. 9) – zn. CD – se používají pro vyzdívání svislých konstrukcí občanské, bytové i průmyslové výstavby. U obvodových zdí se cihly kladou vždy řadami štěrbin rovnoběžně s okrajem zdiva a vzájemně se převazují. Při zdění se pracuje s hustší maltou, aby se zabránilo jejímu zatékání do lehčících otvorů. Používání děrovaných cihel pro obvodové zdivo je obdobné jako u ostatních tradičních zdicích prvků s ohledem na revidovanou normu tepelného odporu. Cihly děrované metrické (obr. 10) – zn. CDm – se používají pro vnější i vnitřní nosné zdivo, částečně také pro příčky. Dodávají se ve třech velikostních druzích. Základní formát má rozměr 240115113 mm, pevnost 6 až 20 MPa a objemovou hmotnost 1000 až 1600 kg.m–3. Zdivo z cihel CDm 240115113 CDm140 240115140 CDm 240 240175238

Obr. 10. Cihla děrovaná metrická

CD IVA A 295290140 CD IVA B 295140140 CD IVA B 215 295140215 CD IVA B 290 295140290

CD IVA C 290145140 CD IVA C 215 290145215 CD IVA C 290 290145290 Obr. 11. Cihly děrované IVA CD INA A 365240140 CD l NA A 240 365245238 CD INA B 365115140 CD l NA B 240 365115238

Obr. 12. Cihly děrované INA

37

CDm se omítá. Cihly děrované IVA (obr. 11) – jsou určeny zejména pro dvouvrstvé svislé vnější zdivo o tloušťce 440 mm (bez omítky). Pro vytápěné prostory je nutno toto zdivo doplnit tepelnou izolací, aby tepelný odpor konstrukce dosáhl normové hodnoty. Dále je používáme pro jednovrstvé vnitřní zdivo a pro vyzdívání příček. Cihly děrované INA (obr. 12) – jsou určeny pro jednovrstvé zdivo o tloušťce 365 mm (bez omítky). Použití je stejné jako u děrovaných cihel IVA. Cihly děrované Porotherm (obr.13) mají označení CD PT a jsou naším špičkovým výrobkem pro vnější zdivo s vysokými tepelně izolačními vlastnostmi. Jednovrstvé zdivo o tloušťce 440 mm (bez omítky), vyzděné z cihel CD PT 44, má tepelný odpor R = 2,35 m2K/W. Při použití perlitové malty se tepelný odpor zvýší na hodnotu R = 2,56 m2K/W. Cihly děrované Latherm 44 (obr. 14) mají stejné vlastnosti i použití jako cihly Porotherm CD PT 44. 250375238 300250238 380250238 440250238

CD PT 25 CD PT 30 CD PT 38 CD PT 44

Obr. 13. Cihly děrované Porotherm

Latherm 44

440245238

Obr. 14. Cihla děrovaná Latherm

Pk-CD 29014065 Pk-CD 33 33014065 Pk-CD 40 29014040 Pk-CD 6 290215140 Pk-CD 6/33 330215140

Pk-CD 4

Pk-CD 8

290140140

290290140

Obr. 15. Příčkovka dutinová

38

Pk-dr Pk-dr 45 Pk-dr 3 Pk-dr 4

39019065 33020045 33020065 39019040

Pk-dr 65 49025065 Pk-dr 100 490250100 Pk-dr 120 490250120

Obr. 16. Příčkovka drážková

Příčkovky dutinové (obr. 15) – zn. Pk-CD – (dříve nazývané cihly pálené podélně děrované). Dodávají se dvouděrové, čtyřděrové, šestiděrové a osmiděrové. Příčkovky dutinové jsou vhodné pro veškeré druhy příčkového zdiva a jako výplňové zdivo do skeletových staveb pro nenosné omítané zdivo. Příčkovky drážkové (obr. 16) – zn. Pk-dr – mají stejné vlastnosti i použití jako příčkovky dutinové. 3.3.1.2 Prvky pro vodorovné konstrukce Jde o výrobky cihlářského průmyslu používané pro stropní konstrukce (vodorovné nosné konstrukce). Jsou to cihelné stropní desky Hurdis, keramické stropní vložky Miako a cihelné stropní tvarovky Armo. Cihelné stropní desky HURDIS s kolmými a šikmými čely se používají hlavně pro výstavbu občanských a obytných budov, při rekonstrukcích atd. Desky s kolmými čely se vkládají přímo mezi ocelové I profily (obr. 17) s osovou vzdáleností odpovídající délce desky Hurdis. Desky se šikmými čely se kladou na patky navlečené na ocelové nosníky průřezu I (obr. 18), nebo na keramické nosníky HF – viz obr. 19 (výhoda celokeramického rovného podhledu a jednoduchosti montáže – viz. Technologický montážní postup výrobce). Vzdálenost nosníku se proti délce desky zvětšuje o 250 mm (obr. 17). Desky HURDIS (obr. 20) jsou opatřeny nejméně třemi podélnými průběžnými dutinami. Dodávají se Hurdisky s kolmými a šikmými čely, a to

Obr. 17. Uložení desek Hurdis s kolmými čely mezi ocelové nosníky I

Obr. 18. Uložení desek Hurdis se šikmými čely na patky mezi ocelové nosníky I

39

Obr. 19. Uložení desek Hurdis se šikmými čely na keramické nosníky HF

včetně patek pro uložení desek se šikmými čely na ocelové nosníky. Délka desek je 1080 a 1180 mm a šířky 250 mm. Cihelné stropní vložky Miako jsou určeny pro stropy montované na stavbě. Vkládají se mezi keramické nosníky, jejichž osová vzdálenost je podle

HURDIS 1

HURDIS 2

Obr. 20. Stropní desky Hurdis

užitých vložek Miako 500 nebo 625 mm. Výška stropní desky Miako je 80–230 mm. Miako určené pro oboustranné použití je možno ukládat do keramických nosníků HF (obr. 21), nebo do ocelových I profilů opatřených

Obr. 21. Uložení vložek Miako do keramických nosníků HF

40

patkami. Cihelné stropní tvarovky Armo (obr. 22) se používají buď jako výplňové vložky pro monolitické žebrové železobetonové stropy, nebo jako výplň prefabrikovaných stropních dílců. Při použití v prefabrikovaných stropních dílcích se z nich vytvářejí povaly (jedna řada zmonolitněných tvarovek) nebo panely (při dvou a více řadách zmonolitněných tvarovek). Dodávají se v těchto druzích: Armo 14 (290290140 mm), Armo 17 (290290170) a Armo 20 (290290200 mm), tedy ve výškách 140, 170 a 200 mm. 3.3.1.3 Pálená krytina

Obr. 22. Stropní vložka Armo

Uplatňují se různé druhy pálených cihelných tašek (obyčejná taška – bobrovka, drážková taška ražená, drážková taška tažená, vlnovka, prejzy, hřebenáče aj.). Nejběžnější krytinou je taška bobrovka (obr. 23), obdélníkového tvaru, s dolní hranou zaoblenou, rozměrů 38017515 mm, přibližné hmotnosti 1,75 kg. Je vhodná ke krytí střech se sklonem nejméně 35° v provedení jako jednoduchá krytina (loučová), jako dvojitá krytina na řídké laťování (korunová) a jako dvojitá tašková krytina (šupinová). Kvalitnější jsou drážkové tašky. Mají obdélníkový tvar a používají se ke krytí střešních ploch se sklonem od 40° (do 400 m nadmořské výšky). Těsnost spár je zajištěna překrytím drážek nejen v horizontální spáře, ale i ve spádové spáře (obr. 24). Dvoudrážkové tašky se vyrábějí ražené a dodávají se pod obchodním názvem Varia (rozměr 419240 mm), TRF (rozměr 415255 mm), Holland (rozměr 420250 mm) a Portugal (rozměr 343195 mm). Velmi dekorativní je též prejzová krytina (viz obr. 28), vhodná zejména jako krytina barokních staveb. Je poměrně těžká, pracná, ale esteticky účinná. 41

Obr. 23. Pálená krytina a) bobrovka hladká, b) prejzy, c) hřebenáč hladký

Obr. 24. Řešení drážek pálené ražené krytiny

Skládá se ze dvou tvarovek, spodních háku (korýtek) a z vrchních prejzů neboli kůrek. Vyrábějí se tři druhy: velký formát, malý formát a staropražský formát. Ke krytí spojů v hřebenech a nárožích se používají hřebenáče (viz obr. 23). Dodávají se hladké TH-H, drážkové TH-dr a nosové TH-n. Kladou se do maltového lože a ke střešnímu plášti se připevňují příponkami. Hladkými hřebenáči se kryjí hřebeny a nároží střech z obyčejných tašek (bobrovek), drážkových tažených tašek, prejzů a vlnovek. Drážkové hřebenáče jsou určeny ke krytí střech z drážkových a ražených tašek. 3.3.1.4 Cihelné dlaždice a obkládačky Cihelné dlaždice jsou lícové ražené, podlahové a stájové. Cihelné dlaždice lícové ražené mají označení CDž-lr (obr. 25) a rozměry 160160 30 mm a 20020030 mm. Cihelné dlaždice podlahové mají označení CDž-P (obr. 26) rozměry 24018022 mm, 20020040 mm, 300200 42

40 mm a 33020040 mm. Jsou používány převážně ke krytí podlah půd-

ních prostorů. Kladou se do vápenocementové nebo cementové malty v tloušťce 20 až 40 mm. Lze je použít i ke krytí jiných užitných místností, např. sklepů, chodeb apod. Stájové dlaždice mají označení CDž-S (obr. 27) a rozměry 290140 65 mm, 29021565 mm a 50025070 mm. Používají se pro pokrývání podlah ve stájích a chlévech tradičním způsobem, tj. kladením dlaždic do cementové malty. Na povrchu jsou dlaždice opatřeny rýhami, které zamezují uklouznutí a umožňují odtok moče. Cihelné obkládačky jsou plné nebo dutinové. Plné se dodávají pod označením POt (pásek obkladový tažený) v rozměrech 25065 (120) 8 až 16 mm, dutinové pod označením COdu (obr. 28) v rozměrech 290290 65 mm nebo pod označením CODt v rozměrech 250 (290) 250 (290) 65 mm. Uplatňují se v občanských i bytových stavbách jako obklad účelových místností a prostorů pasáží, schodišť, chodeb, podchodů apod. Kladou se do vápenocementové malty.

Obr. 25. Cihelná dlaždice lícová ražená CDž-lr

Obr. 26. Cihelná dlaždice podlahová CDž-P

Obr. 27. Cihelná dlažba stájová CDž-S

Obr. 28. Cihelný obklad dutinový COdu

Obr. 29. Cihelné plotovky

Obr. 30. Trativodka CDt

43

3.3.1.5 Pálené cihlářské prvky pro speciální účely Cihly kanalizační (CKa-1) slouží pro vyzdívání všech druhů šachet, stok a kanálů. Uplatňují se hlavně tam, kde se požaduje odolnost proti působení agresivních chemikálií a kde betonové, popř. jiné výrobky nevyhovují. V současné době jsou vyráběny cihly malého formátu, tj. rozměrů 25012065 mm a s pevnostmi 15 až 45 MPa. Jsou dodávány jako mrazuvzdorné při 15 cyklech (viz kapitola 2.3.14 Mrazuvzdornost) a kyselinovzdorné. Plotovky neboli plotové tvarovky jsou určeny k vyzdívání keramických ozdobných bloků. Dodávají se v těchto druzích: Něva, Květ, Favorit, Solar, Alfa, Slunce atd. (obr. 29). 3.3.1.6 Trativodky Drenážní trubky (trativodky) CDt (obr. 30) se dodávají s vnějším obvodem hranatým, a to ve tvaru šestiúhelníku nebo osmiúhelníku. Vyrábějí se v průměrech od 50 do 200 mm a v délce 333 mm. Používají se pro odvodňovací zařízení uložené přímo v terénu (např. zemědělské meliorace), pro odvodnění podloží velkých ploch, odvodnění základů, silnic, hřišť apod. 3.3.1.7 Antuka Antuka je cihlářská drť vyrobená rozemletím střepů cihlářského zboží na několik frakcí zrnitosti. Dodává se buď bez přísady, nebo s přísadou 5 % hydraulického vápna. Barva je cihlově červená a jednotlivé frakce musí být smíšeny v takovém poměru, aby tvořily pevnou hladkou a bezprašnou plochu. Antuka je určena jako povrch atletických drah, hřišť, cest apod. 3.3.2

Doprava cihlářských výrobků

Při nakládání cihel na dopravní prostředek je zakázáno cihly nahazovat; stejně tak je zakázáno je skládat svržením. Při ručním nakládání se používají speciální kleště, jimiž se uchopí čtyři až pět cihel najednou. Na dopravní prostředek se cihly ukládají podélně, na ostro (na lícní plochu), do řad v několika vrstvách, vždy tak, aby jednotlivé cihly v řadách a jednotlivé řady ve vrstvě byly přisazeny těsně k sobě. Pro omezení pracnosti byl zaveden způsob přepravy na paletách. Jednotlivé palety lze ve vodorovném 44

směru dopravovat vozíky, automobily apod., ve svislém směru výtahem nebo jeřábem. 3.3.3

Skladování cihlářských výrobků

Na stavbách a na otevřených skládkách ukládáme jednotlivé cihly v hranicích. Při ručním skládání jsou hranice vytvořeny 250 cihlami provázanými tak, aby hranice měla potřebnou stabilitu. 3.4

KERAMICKÉ OBKLADY A DLAŽDICE

Keramické obkladové prvky – obklady a dlažby – jsou tenkostěnnými stavebními prvky určenými k zhotovení dlažeb a obkladů stěn a fasád. Kromě úpravy vzhledu chrání konstrukci proti povětrnostním vlivům a proti mechanickému opotřebení. Dále chrání konstrukci proti pronikání vlhkosti a plynů, zabezpečují pochůznost podlah, zvyšují hygienické parametry konstrukce a umožňují udržovat povrch v čistotě. Tím vším vytvářejí příjemné a estetické prostředí. Zavedením nových druhů výrobků a rozšířením zdobicích technik, zejména glazování dlaždic, vedlo k jejich univerzálnímu použití jak na vnitřní tak i na vnější obklady a ke stírání rozdílů mezi keramickými dlaždicemi a obkladačkami. Na výrobu keramických obkladových prvků se používají přírodní suroviny. Plastickou část základní suroviny tvoří nejčastěji kameninové jíly (jsou kvalitnější než cihlářské), které obsahují více jíloviny, jsou čistší a homogennější. Kromě kameninových jílů se používají i pórovinové jíly, které mají po vypálení bílou barvu. Neplastickou část základní suroviny tvoří ostřiva a taviva. Jako ostřivo se používá např. křemičitý písek, pálené jíly nebo střepy z vlastní (zmetkové) výroby. Jako tavivo bývá přidáván většinou živec a znělec. Taviva se účastní na tvorbě taveniny, která vyplní póry ve střepu a pevně stmelí těžko tavitelné zrnité součásti ostřiva. K docílení žádané barevnosti používáme pigmentů, což jsou oxidy různých kovů. Například sloučeniny kobaltu se používají pro modré a zelené odstíny, sloučeniny manganu pro odstíny hnědé a černé. Konkrétní složení suroviny, poměr jednotlivých složek a postup zpracování závisí na druhu keramických prvků, pro které je určen. Podle způsobu výroby rozdělujeme obkladové prvky do těchto skupin: – tažené, 45

– za sucha lisované, – odlévané. Tažené výrobky se vyrábějí ze směsi v podobě těsta. K tvarování se většinou používá pásmového lisu, kterým se těsto protlačuje do tvaru pásu, z nějž se odřezávají jednotlivé prvky. Při výrobě prvků za sucha lisovaných se používá surovinová směs ve formě prášku o vlhkosti 5 %. Směsi z plastických jílů se lisují při vlhkosti 5 až 12 % vody. Výhodou lisování je rozměrová přesnost výrobků, úspora tepla při sušení a možnost automatizace výroby. Pro lití se surovinová směs upravuje v licí břečku. Takto upravená hmota se lije do forem. Nejčastěji se používají sádrové formy, které mají tu výhodu, že rychle vysají přebytečnou vodu z licí břečky. V další fázi se sušením odstraní z výlisků většina vlhkosti, aby jejím rychlým únikem při výpalu nedošlo k poškození výrobku. Při sušení dochází ke smrštění, ale tvar je zachován. U výrobků, které mají být neglazované, následuje ihned po vysušení výpal. U glazovaných výrobků je dvojí postup konečné povrchové úpravy výrobku. První postup spočívá v tom, že na vysušený výlisek naneseme glazuru a jedním výpalem vypálíme střep i glazuru. Druhý postup je tzv. proces dvojího výpalu. Při tomto postupu se nejdříve vypálí vysušený střep, potom se na tento vypálený střep nanese glazura a následuje druhé vypalování. Vypalovací teplota se liší podle druhu výrobku od 1000 °C do 1200 °C. V současné době se k výpalu používají téměř výhradně válečkové pece. Vypalované výrobky se na vstupu do pece umístí vedle sebe v jedné vrstvě na dopravníkový rošt tvořený systémem pomalu se otáčejících válečků ze speciální žárovzdomé keramiky. Mezery mezi válečky umožňují oboustranný výpal plošných prvků a zkrácení potřebné doby na cca 40 minut pro prvky pórovinové a 60 až 70 minut pro slinuté dlaždice. Proces výroby je zakončen tříděním. Po vypálení se prvky přezkušují částečně manuálně, částečně elektronicky. Hodnotí se kalibrace, rovnost povrchu, přesnost rozměrů apod. Podle rozměrů, barvy a jakosti jsou řazeny do skupin, automaticky baleny, označovány a ukládány na palety. Starší třídění keramických obkladů bylo založeno na celé řadě různých kritérií. Stále ještě platná ČSN 73 3450 dělí prvky následujícím způsobem: – obklady z keramických obkladaček pórovinových glazovaných jednobarevných, vícebarevných nebo reliéfovaných s nasákavostí do 23 %, 46

– obklady z keramických obkladaček polohutných režných, solených nebo glazovaných s nasákavostí do 14 %, – obklady z keramických obkladaček hutných režných, solených nebo glazovaných s nasákavostí do 6 %, – obklady z keramických obkladaček slinutých glazovaných s nasákavostí do 1,51 %, – obklady z cihelných obkladaček režných nebo glazovaných, – obklady mozaikové režné nebo glazované, sestavované do lepenců. Vzhledem k potřebě sjednotit v rámci Evropské unie velmi různorodý sortiment obkladových prvků, které se vzájemně liší nejen materiálem, výrobní technologií, úpravou povrchu, ale i technickými vlastnostmi, byl evropským výborem pro normování CEN vypracován a normalizačními institucemi členských států schválen soubor evropských norem. Třídění podle těchto předpisů je založeno na pouhých dvou parametrech – nasákavosti a způsobu výroby. Předností tohoto řešení je možnost zatřídit jakýkoliv typ obkladových prvků, vyráběný ve kterékoliv zemi. Keramické obkladové prvky podle způsobu výroby se dělí dle ČSN EN 87 – „Keramické obkladové prvky“ do tří skupin (Tab. 3): – skupina A – tažené, – skupina B – za sucha lisované, – skupina C – odlévané. Keramické obkladové prvky podle nasákavosti keramického střepu se dělí dle ČSN EN 87 rovněž do tří skupin (Tab. 3): – skupina I – obkladové prvky s nízkou nasákavostí – kde je nasákavost E  3 %, – skupina II – obkladové prvky se střední nasákavostí, s nasákavostí 3 %  E  10 %. Skupina II se dále rozděluje na: – skupinu IIa, kde 3 %  E  6 %, – skupinu lIb, kde 6 %  E  10 %, – skupina III – obkladové prvky s vysokou nasákavostí, kde je nasákavost E  10 % hmotnostních. Keramické obkladové prvky bývají obvykle označeny na rubu zemí původu a obchodní značkou výrobce. Na obalu bývá zpravidla uvedeno následující: – obchodní značka výrobce nebo odpovídající výrobní značka, – země výrobce, – popis (zatřídění do skupiny na základě normy), – název série, katalogové číslo, 47

Tab. 3. Třídění keramických obkladových prvků podle způsobu výroby a nasákavosti Skupina podle hmotnostní nasákavosti Způsob výroby A tažené B za sucha lisované C odlévané

Skupina I Skupina IIa Skupina IIb E  3 % 3 %  E  6 % 6 %  E  10 % Skupina A IIa Skupina A IIb Skupina AI ČSN EN ČSN EN ČSN EN 121 Skupina B IIb Skupina B IIa Skupina B I ČSN EN 178 ČSN EN 176 ČSN EN 177 Skupina C IIb Skupina C I Skupina C IIa EN ... EN ... EN ...

Skupina III E  10 % Skupina A III ČSN EN Skupina B III ČSN EN 159 Skupina C III EN ...

– barevný odstín, – deklarovaný a koordinační rozměr (deklarovaný rozměr = vzdálenost lícních hran, koordinační rozměr = deklarovaný rozměr + šířka spáry), – vlastnosti (mrazuvzdornost, otěruvzdornost, protiskluznost apod.), – označení třídy jakosti, – množství prvků na jednotku plochy (ks/m2), – úprava lícního povrchu (např. glazované nebo neglazované). Keramické obkladové prvky se přednostně vyrábějí v koordinačních rozměrech (základní modul M = 100 mm) – délka a šířka; tloušťka je vzdálenost lícové a rubové plochy a určuje ji výrobce. Deklarované rozměry určí výrobce tak, aby jmenovitá šířka spáry byla v rozměrech od 1,5 mm do 5 mm. Mrazuvzdornost se stanovuje na 50 zmrazovacích a rozmrazovacích cyklech při teplotách –15 °C a +15 °C. Při praktickém provádění mrazuvzdorného obkladu hraje důležitou roli nejen mrazuvzdornost vlastních keramických prvků, ale i kvalita podkladu, lepidla, spárovací hmoty a vhodná metoda lepení. Otěruschopnost je schopnost glazury odolávat mechanickému opotřebení povrchu dlažby během používání v závislosti na hustotě provozu chodců, druhu a stupni znečištění podlahy. Podle nové ČSN EN ISO 10545-7 se používá metoda PEI, při které se výrobky zařazují do tříd odolnosti na základě počtu otáček, které nezpůsobily pozorovatelné porušení povrchu zkoušených prvků ve srovnání se vzorky nezkoušenými. Podle této metody se výrobky zatřiďují do skupiny 1–5. Typickými výrobky z póroviny jsou bělninové obkládačky a zdravotní keramika. Bělninové obkládačky se vyrábějí v základních rozměrech 1501506 až 8 mm. Lícní plocha je opatřena glazurou, protože nasákavost střepu je až 22 %. Vyrábějí se však i obkládačky obdélníkové a k nim rozmanité doplň48

kové, různě zaoblené tvarovky, soklové, nárožní, římsové, požlábkové, misky, mýdelníky, poličky, háčky atd. Mezi střepem a glazurou bývá někdy jemnější nebo barevně odlišená krycí vrstva, tzv. nástřepí nebo engoba. Podle úpravy hran rozlišujeme obkládačky ostrohranné, oblinkové (s oblým ztupením některých lícních hran) a ořízkové (se zkosením některých hran). Podle přesnosti rozeznáváme obkládačky kalibrované (přibroušené na přesné rozměry) a nekalibrované (tříděné do skupin podle skutečných rozměrů – jsou tři třídy jakosti nebo netříděné). Podle barvy líce jsou bílé nebo barevné. Bělninové obkládačky slouží k obkládání vnitřních povrchů zdiva, nalepují se pomocí tmelů nebo nastavované malty. Dodávají se balené po jednom čtverečním metru. Zdravotní keramika je souhrnný název pro tzv. instalační předměty (klozety, umývadla, dřezy apod.). Zhotovují se rovněž z bělninových materiálů nebo ze šamotové póroviny, která je vhodnější proto, že se poměrně méně smršťuje, a proto se z ní mohou vyrábět i objemnější kusy. Jednotlivé výrobky se vyrábějí litím do forem, většinou několikadílných (formy jsou z pórovité sádry, která z kalu ihned odsává přebytečnou vodu). Výrobky se po zatuhnutí opatrně vyjmou z formy a doplní se díly, které ve formě nebylo možno vytvořit. Nakonec se provedou montážní otvory, začistí se a omyje se povrch a výrobky se uloží k sušení. Po glazování se znovu vypalují. 3.5

KAMENINOVÉ VÝROBKY

Keramika s hutným střepem (kamenina) má nasákavost menší než 8 %. Dělí se na kameninu s neprůsvitným střepem barevným a na porcelán s průsvitným střepem (obvykle bílým). Pro hutnost je kamenina téměř nepropustná; přesto se všechny výrobky glazují nejčastěji solnou nebo olovnatou glazurou. Kamenina vyniká pevností střepu, odolností proti vlivu většiny chemických látek a klade značný odpor elektrickému proudu. Kameninu dělíme na stavební, kanalizační, hospodářskou, technickou, spotřební a okrasnou. Stavební kamenina zahrnuje dlaždice, obkládačky, cihly a je zpravidla barevná. Kameninové cihly jsou kyselinovzdorné, jsou opatřeny solnou glazurou a označujeme je jako kabřinec. Používají se hlavně na stavbu kyselinovzdorných nádrží. Dále se vyrábějí jako kabřincové obkladové pásky roz49

měrů 2506517 mm a používají se na obklady fasád. Jako doplňkové výrobky se vyrábějí různé tvarovky, např. okapnice, rámovky apod. Kameninové dlaždice se vyrábějí v mnoha různých provedeních. Liší se velikostí, barvou, jakostí, úpravou povrchu a tvarem. Co do tvaru jsou čtvercové, obdélníkové, šestiúhelníkové nebo osmiúhelníkové. Pro prů-myslové podlahy se vyrábějí tzv. šatovské dlaždice, rozměrů 150150 30 mm. Jsou odolné proti mechanickému poškození a chemickým vlivům. Dodávají se hladké nebo s lícní plochou rozdělenou na čtyři stejné čtverce. Kladou se do vápenné malty nebo do asfaltových malt a tmelů. Kanalizační kamenina je glazované keramické stavivo vhodné k odvádění odpadních vod. Vyrábí se tvářením, sušením a pálením keramických zemin. Podle tvaru se dodávají (obr. 31) přímé trouby jmenovité světlosti 50 až 1 000, délky 1 m, dále oblouky 15°, 30°, 45°, kolena 30°, 60° a 87°, šikmé a kolmé odbočky, přechody, trouby s otvorem pro čištění, zápachové uzávěrky, vpusti, kameninové zátky, stokové žlábky a žlaby, stokové desky a stokové vložky. Hospodářská kamenina je zastoupena různými výrobky pro zemědělskou živočišnou výrobu, jako jsou např. kameninové žlaby, koryta, mušle, napáječky, krmítka atd. Chemická kamenina zahrnuje výrobky používané na stavby kyselinotvorných nádrží, nádoby na uskladňování a přepravu kyselin a různé destilační a jiné nádoby. V dosti širokém měřítku se kamenina uplatňuje v elektrotechnice (elektrolytické vany, izolátory atd.). Spotřební kamenina se používá v domácnosti; jde o různé džbánky, misky, kádě na vodu apod. Z kameniny se vyrábějí také kachle na stavbu kamen (jednoduché i zaoblené), uplatňuje se i okrasná a umělecká kamenina (vázy, mísy atd.), včetně figurální keramiky. Porcelán se podle obsahu použitých surovin a teploty vypalování dělí na tvrdý (vysokožárný) a měkký (nízkožárný). Tvrdé jsou evropské porcelány (Míšeň, Vídeň, karlovarský porcelán), měkké jsou porcelány východoasij-

Obr. 31. Kameninové tvarovky

50

ské (japonský a čínský, a z evropského pouze sevréský). Základními surovinami pro výrobu porcelánu jsou kaolín, živec a křemen. Porcelán se vytváří třemi způsoby: lisováním za sucha, tvarováním na hrnčířském kruhu a litím. 3.6

ŽÁROVZDORNÉ VÝROBKY

Jsou keramické výrobky, které jsou schopny trvale odolávat vysokým teplotám a jejichž tzv. žárovzdornost obnáší nejméně 150 žároměrek, tj. teplota odpovídající 1500 °C. K určení žárovzdornosti slouží malé jehlánky – žároměrky, jimiž se určuje tzv. žároměrná shoda zkoušeného vzorku se žároměrkou. Každá žároměrka označená číslem odpovídá určité teplotě, při níž nastává taková deformace žároměrky, že se dotkne po ohnutí podložky. Čísla žároměrek jsou nyní označena tak, že se shodují s přibližnou deformační teplotou ve °C desetkrát zmenšenou (např. žároměrka 150 odpovídá přibližně teplotě 1 500 °C). Nositelem žárovzdornosti jsou ostřiva. Jsou to neplastické složky surovinové směsi, často předem vypalované na vysokou teplotu, aby byly tepelně stabilizované a nepodléhaly již změnám při dalším výpalu. Druhou důležitou složkou surovinové směsi je pojivo. Pojivo poskytuje směsi potřebnou vaznost, aby směs byla schopná vytváření za přijatelných lisovacích tlaků. Třetí složkou směsi je voda. Z této směsi zhotovujeme výlisky, které po vysušení vypalujeme v pecích při teplotě nejméně 1 300 °C. Žárovzdorné výrobky se uplatňují v podobě různých tvarovek nebo v zrněné formě. První slouží převážně ke zdění, druhé k přípravě malt pro spojování tvarovaných výrobků, pro přípravu tmelů, past, nátěrů, k opravám a k vytváření monolitických vyzdívek. Nejčastěji používané žárovzdorné hmoty jsou šamot, dinas a magnezit. Šamot – je náš nejpoužívanější žárovzdorný materiál. Hlavními surovinami pro výrobu šamotu jsou ostřiva (pálené lupky, pálené jíly a kaolíny a rozdrcené šamotové střepy) a plastické složky (jíly a kaolíny). Poměr ostřiva a pojiva závisí na způsobu vytváření. Při lisování z plastické směsi tvoří ostřivo 50 až 65 %, zbytek je pojivo; při vytváření ze zavlhlé směsi je ostřiva 50 až 75 %. Výroba šamotového zboží zahrnuje mísení a vlhčení surovinové směsi, vytváření výrobku (strojní nebo ruční), sušení a pálení (v tunelových nebo kruhových pecích). 51

K nejdůležitějším vlastnostem patří žárovzdornost 1 670 až 1 770 °C, nasákavost podle hmotnosti 8 až 16 %, objemová hmotnost 1 750 až 2 100 kg.m–3 a pevnost v tlaku 10 až 40 MPa. Za negativní vlastnost se považuje malá odolnost vůči zásaditým agresivním látkám. Šamotové výrobky náležejí k nejvíce rozšířeným žárovzdorným materiálům, které se uplatňují v nejrůznějších tepelných zařízeních pracujících při vysokých teplotách. K hlavním výrobkům patří šamotové cihly (tzv. normálky), klíny a záklenky pro klenby, desky, trouby aj. Sypký šamot slouží pro výrobu šamotové malty, výmazové hmoty, žárovzdorného tmelu apod. Dinas – náleží k žárovzdorným materiálům, které se vyznačují vysokým obsahem (nad 93 %) oxidu křemičitého (SiO2). Hlavními surovinami k výrobě dinasu jsou křemence, křemencový písek, dinasové střepy a vápno. Vytváření se provádí převážně strojně na lisech (hydraulických, vibračních apod.) tlakem 15 až 45 MPa. Výpal dinasových výlisků na teploty kolem 1 400 °C se uskutečňuje v kruhových nebo tunelových pecích. Dinas se vyznačuje vysokou únosností v žáru při zatížení 1 600 až 1 660 °C, odolností vůči kyselým taveninám a značnou výdržností v zařízeních vystavených stále vysokým teplotám. Jako jeho negativní vlastnost se uvádí malá odolnost vůči změnám teploty pod 600 °C. Toto je důležité pro jeho použití. Dinas se používá při stavbě pecí, zejména ve sklářství, hutnictví, koksárenství, plynárenství a v keramické výrobě. Důležité je, aby pece pracovaly nepřetržitě, protože dinas nesnáší tepelné změny. Magnezit – je zásaditým žárovzdorným stavivem. Výchozí surovinou pro jeho výrobu jsou přírodní magnezity (MgCO3), které se drtí a vypalují při teplotě 1 650 až 1 800 °C. K takto získanému slínku se před lisovacím procesem přidá voda a odpadní kyselina sírová a poté se uskladňuje v odležovacím bazénu. Po odležení se slínek mísí s moučkou (prášková frakce slínku) a s přísadou sulfitového louhu na vlhkost 4 %. Takto upravená surovinová směs se lisuje vysokými tlaky 100 až 150 MPa na hydraulických lisech, aby se získala hutnost výlisků již za syrova. Po vysušení se výlisky vypalují v tunelových pecích na teploty 1 500 až 1 600 °C. Doba výpalu trvá 6 hodin. Magnezitové výrobky mají vysokou žárovzdornost 2 300 °C, objemovou hmotnost 2 750 až 2 900 kg.m–3, pevnost v tlaku 20 až 45 MPa a odolnost v žáru 1 500 až 1 670 °C. 52

Magnezitové výrobky se vyznačují velkou odolností proti zásaditým struskám a dobrou únosností v žáru. Jejich nevýhodou je malá odolnost proti náhlým změnám teploty a citlivost k vodní páře a vlhkosti. Používají se hlavně pro vyzdívky ocelářských a slévárenských pecí.

53

4

HORNINY

Význam hornin je zdůrazněn jejich širokým použitím. V současné době se totiž většina stavebních materiálů vyrábí z hornin. Horniny pro stavební účely se používají buď bez úpravy, nebo po vhodné mechanické úpravě (drcení, třídění, opracování), popř. mohou být složkou dalšího stavebního materiálu (štěrkopísek do betonu), nebo slouží pro výrobu jiných stavebních materiálů (vápenec pro výrobu vápna a cementu). Všeobecně se tyto materiály označují též jako kámen a zeminy, zatímco stavební kámen je užší pojmenování pro některé druhy neopracovaných a opracovaných hornin. Spotřeba kamene jako přímého stavebního materiálu v moderním stavebnictví klesá. Nejvíce se omezuje použitelnost kamene jako zdícího materiálu. Převážně se lomový kámen používá na regulaci toků, dláždění svahů, jako záhozový kámen a na kamenické výrobky (dlažby, schody, obklady, portály apod.), přestože se tyto výrobky dají dnes nahradit levnějšími materiály. Velmi důležité postavení má kámen jako složka jiných stavebních materiálů. Typickým příkladem je kamenivo, ať už těžené nebo drcené, které se používá jako plnivo do malt a betonů. Nesporný význam mají přírodní horniny jako suroviny na výrobu stavebních materiálů. Mnohé druhy hornin mají klíčový význam jako suroviny pro různá výrobní odvětví. Např. vápenec se používá při výrobě surového železa a ocele, v cukrovarech, v chemickém průmyslu, v zemědělství ke zlepšování kyselých půd atd. 4.1

ROZDĚLENÍ HORNIN

V přírodě se horniny vyskytují v různých formách, od sypkých až po celistvé horniny. Horninu může tvořit jeden minerál, nebo častěji směs různých minerálů. Horniny vznikly geologickými pochody v průběhu dlouhého času. Tento proces stále pokračuje. Podle charakteru a podmínek vzniku hornin rozdělujeme horniny do tří základních skupin: – horniny vyvřelé (eruptivní), – horniny usazené (sedimentární), – horniny přeměněné (metamorfované). 54

4.1.1

Vyvřelé (eruptivní) horniny (tab. 4)

Vyvřelé horniny vznikly ztuhnutím žhavého magmatu, tj. směsi nerostů roztavených teplem pod zemským povrchem. Ztuhlo-li magma hluboko pod zemským povrchem, hovoříme o hlubinných horninách, ztuhlo-li na povrchu nebo blízko povrchu, jde o horniny výlevné nebo žilné. Mezi základní nerosty vyvřelých hornin patří křemen, živce a slídy. Tabulka 4. Přehled vyvřelých hornin používaných ve stavebnictví

Vyvřelé horniny

hlubinné

žula, syenit, gabro

žilné

porfyr, žilný křemen

výlevné

znělec, diabas, čedič

Hlubinné a výlevné horniny se od sebe liší zejména svou strukturou (slohem), tzn. tvarem, velikostí, uspořádáním a vzájemným spojením nerostů, ze kterých je hornina složena. Struktura závisí na rychlosti ochlazování magmatu. Pro hlubinné horniny je charakteristická krystalická struktura. Tyto horniny tuhly velmi pomalu a nerostné částice měly možnost krystalovat. Výlevné horniny mají porfyrickou strukturu, čímž rozumíme přítomnost menších nebo větších zrn nerostů v základní jemnozrnné hmotě. Došlo-li k velmi rychlému ochlazení magmatu, např. stykem s vodou, vzniká struktura sklovitá. 4.1.1.1 Hlubinné vyvřeliny Hlubinné vyvřeliny vznikly pomalým ztuhnutím žhavého magmatu v dutinách zemské kůry hluboko pod povrchem. Hlavním znakem těchto hornin je dokonalá krystalizace. Žula (granit) patří k nejrozšířenějším hlubinným vyvřelinám. Má různou barvu, strukturu rovnoměrně zrnitou nebo porfyrickou. Obsahuje 40 až 60 % křemene, 30 až 40 % živců a 10 % slídy. Má velmi dobré vlastnosti, je trvanlivá, dobře se štípe, může se brousit a leštit. Lesk má dlouhou trvanlivost. Žula se používá na kamenické a lomařské výrobky – kvádry, kopáky, obkladové desky, dlažební kostky, stavební lomový kámen, pomníky, schody apod. Žula je též charakteristická vysokou objemovou hmotností (
= 55

2 650–2 700 kg.m–3), nízkou tepelně izolační schopností a malou odolností proti teplotním změnám při vyšších teplotách. Syenit je hlubinná vyvřelina vzácnější než žula. Od žuly se liší tím, že obsahuje mnohem méně křemene, a proto i rychleji zvětrává. Barevný odstín kolísá podle obsahu tmavých minerálů. Struktura je rovnoměrně zrnitá nebo porfyrická. Vyskytuje se v třebíčsko-meziříčském masivu, v okolí Tábora a Jihlavy. Používá se na kamenické výrobky, lomový kámen a drcené kamenivo. Diorit je rovnoměrně zrnitý, tmavě šedý, někdy zelenošedý. Vyskytuje se u Příbrami a v okolí Brna. Používá se na opěrné zdi, lomový kámen a drcené kamenivo. Gabro je rovnoměrně zrnitá hlubinná hornina šedé až černé barvy. Má střední až hrubé zrno. Tmavou barvu způsobuje nejen množství tmavých minerálů, ale tmavší odstín plagioklasů (živců). 4.1.1.2 Žilné vyvřeliny Žilné vyvřeliny vznikly utuhnutím žhavého tekutého magmatu v puklinách zemské kůry. Pravé žíly vznikají jednorázovým nebo vícenásobným vyplněním pukliny magmatem. Jsou tenké, často přerušované a v ploše mají kruhovitý průběh. Ložné (nepravé) žíly jsou deskovitá tělesa, která vnikla do štěrbin mezi vrstvami. Vytvořilo je obvykle tekutější magma. Tloušťka žil je zpravidla malá, ale jejich plošný rozsah bývá velký. Žilné horniny se vyznačují porfyrickou strukturou. Patří sem žulový, syenitový, dioritový a gabrový porfyr. Složení mají stejné jako žuly, syenity, diority nebo gabra. Nezvětralé porfyry se hodí na stavební kámen a štěrk. Shlukováním světlých nebo tmavých minerálů se vytvořil aplit, pegmatit a žilný křemen. Aplit se užívá na výrobu štěrku, pegmatit a žilný křemen v keramickém průmyslu. 4.1.1.3 Výlevné vyvřeliny Vznikly utuhnutím žhavého magmatu proniklého vychladlou zemskou kůrou až na povrch země nebo blízko pod povrch. Mezi nejrozšířenější výlevné horniny patří čedič a andezit. Čedič je nejrozšířenější výlevná hornina. Složením odpovídá hlubinnému gabru. Makroskopicky je to černá celistvá hornina, často s porfyrickou 56

strukturou. Nejznámější výskyt čedičů je v Českém středohoří, v Doupovských horách a v okolí Bruntálu. Čedič je naše nejtěžší hornina o objemové hmotnosti 2 700–3 300 kg.m–3, pevnosti v tlaku 210–430 MPa a nasákavosti 0,1–0,9 % hmotnostních. Používá se jako stavební a regulační kámen, silniční a železniční štěrk, kamenivo do betonu apod. Je důležitou surovinou pro výrobu izolačních vláken a výrobků z taveného čediče. Andezit vznikl vylitím dioritového magmatu na povrch. Barvu má světlešedou, tmavošedou až černou. Nasákavost má 0,5–11,0 % hmotnostních, proto jsou některé odrůdy choulostivé na působení mrazu. Použití ve stavebnictví je stejné jako u čediče. Menší význam mají další druhy výlevných hornin, a to ryolit (liparit), trachyt, znělec (fonolit), dacit, porfyrit, diabas a melafyr. Mezi vyvřelé horniny patří i vulkanické tufy a tufity, které vznikaly usazováním a zpevňováním sopečného popela. Mají nízkou objemovou hmotnost (
v = 900–1 800 kg.m–3), vysokou pórovitost (až 50 %) a nasákavost (až 30 % hmotnostních), dobrou tepelně izolační schopnost ( = 0,5 W.m–1.K–1), ale nízkou pevnost v tlaku (4,5 až 20 MPa). Používají se jako plnivo do lehkých betonů. Obdobné použití má též lávová pemza. Další vyvřelá hornina, která má uplatnění ve stavebnictví, je perlit. Perlit je vulkanické ryolitové sklo s obsahem vázané vody. Část vázané vody způsobuje při teplotě 1 100 °C až desetinásobné zvětšení objemu (expandování) drceného perlitu, který má potom velmi dobré tepelně izolační a zvukově izolační schopnosti, vysokou ohnivzdornost a filtrační schopnosti. Používá se na výrobu tepelně izolačních rohoží, malt, betonů a zásypů. Dál se používá při ekologických ropných haváriích a v zemědělství pro zlehčení těžkých půd. 4.1.2

Usazené (sedimentární) horniny (tab. 5)

Usazené horniny vznikají převážně usazováním rozrušených a rozpadlých hornin. Dále vznikají vylučováním z chemických roztoků nebo usazováním organických zbytků. Podle způsobu vzniku dělíme usazené horniny na: – mechanické (úlomkovité), – chemické, – organické sedimenty (organogenní). Sedimenty pokrývají převážnou část zemského povrchu, protože působením atmosférických vlivů zvětrávaly původní horniny, které tvořily 57

Tabulka 5. Přehled usazených hornin používaných ve stavebnictví

Usazené horniny

mechanické

kamenná suť, štěrkopísek, písek, pískovec, křemenec, jíl, hlína, opuka, jílovitá břidlice

chemické

travertin, aragonit, ocelek, krevel

organogenní

vápenec, dolomit, travertin, rašelina, hnědé a černé uhlí, asfalt, ropa

zemskou kůru. Při zvětrávání se uplatňují mechanické a chemické procesy. K mechanickým vlivům patří především rozpukávání hornin, způsobené střídavým zahříváním a ochlazováním povrchu, dále sem patří činnost větru, vody a pohybu ledovců. Chemické zvětrávání podmiňuje zejména přítomnost vody, která rozpouští nerostné látky a umožňuje jejich transport. Důležitým činitelem je i vzdušný kyslík a oxid uhličitý, který po pohlcení vodou způsobuje i kyselost a agresivitu. 4.1.2.1 Mechanické usazeniny (sedimenty) Mechanické usazeniny vznikly mechanickým přemístěním a nahromaděním úlomků zvětralých hornin. Tyto úlomky mohou být nezpevněny – (nezpevněné mechanické sedimenty), nebo mohou být i zpevněny tlakem vyšších vrstev nebo látkami, které obsahuje prosakující voda – (zpevněné mechanické sedimenty). Mezi nezpevněné mechanické sedimenty patří hlavně štěrky, písky, spraše, hlíny a jíly. Ve stavebnictví mají všechny jmenované druhy široké použití. Štěrků a písků se používá hlavně do malt a betonů a ze spraší, hlíny, jílu a jílovitých zemin se vyrábějí různé druhy keramických výrobků. Zpevněním a stmelením některých z uvedených sedimentů vznikají pískovce, křemence, arkózy, droby, lupky (jílovce) a jílovité břidlice. Používá se jich částečně jako stavebního kamene nebo jako keramických surovin. 58

4.1.2.2 Chemické usazeniny Chemické usazeniny vznikají vylučováním látek z mořské, jezerní nebo říční vody, která obsahovala rozpustné minerální látky. Vznikají i z chladných nebo horkých vod minerálních pramenů. Vápence chemického původu vznikly vysrážením uhličitanu vápenatého z jezerní nebo zřídka i z mořské vody. Například chemicky vysrážený vápenec je travertin, aragonit, hrachovec, onyxový mramor. Travertin je sádrovec bílé, žlutavé nebo světle šedé barvy a pórovité stavby. Je velmi dekorativní, dobře se opracovává a leští, a proto se používá na vnitrní i vnější obklady. Chemické usazeniny manganové rudy a magnezitu tvoří magnetit MgC03, který slouží k výrobě žárovzdorného zboží a hořečnatého cementu. Bauxit je nejdůležitější ruda hliníku. Je to směs vodnatého oxidu hlinitého s oxidem železa a s jílovitými minerály. Vzniká při tropickém zvětrávání křemičitanových hornin nebo vápenců. 4.1.2.3 Organické usazeniny (biolity) Organické sedimenty vznikly přímo z těl živočichů a rostlin nebo za jejich spolupůsobení. Podle způsobu, jímž se organismy účastní tvorby sedimentů, rozlišujeme tyto organické sedimenty: – biomechanické, – biochemické, – hořlavé (kaustobiolity). Biomechanické sedimenty vznikly hromaděním vápenitých pevných zbytků vyhynulých mikroorganismů. K biochemickým sedimentům patří vápenec, křemelina a buližník. Vápenec (uhličitan vápenatý – CaCO3) patří mezi nejrozšířenější sedimenty. Často obsahuje různé mechanické a chemické příměsi (písčité, jílovité, křemičité a dolomitické), které jej různě zbarvují. Barvu má od bílé až po tmavošedou. Zvláštní vápencovou horninou je křída. Vápenec je možno použít jako stavební kámen, dlažební mozaiku, štěrky a drtě, při výrobě vápna, cementu, v cukrovarnictví a v chemickém průmyslu. Pěkně zbarvené leštitelné druhy se uplatňují při dekoračních účelech. V Čechách jsou rozšířeny v barrandienu u Prahy, na Drahanské plošině a Pavlovských vrších. 59

Dolomit je uhličitan vápenato-hořečnatý – CaCO3.MgCO3. Barvu má nejčastěji žlutavou nebo šedobílou. Používá se jako stavební kámen, na štěrky a drtě, při výrobě skla, žárovzdorných materiálů a na výrobu dolomitického vápna. Bohatá ložiska jsou v tyrolských Alpách (pohoří Dolomity), na Slovensku je známý Chočský dolomit. Křemelina je amorfní kyselina křemičitá. Je to velmi lehká a pórovitá hornina, která vznikla z nahromaděných mikroskopických křemitých schránek řas rosivek. Vyznačuje se vysokou žárovzdorností a odolností proti povětrnostním vlivům. Objemová hmotnost křemeliny bývá 300–500 kg.m–3, pórovitost až 80 % a součinitel tepelné vodivosti  = 0,05–0,08 W.m–1.K–1. Buližník je pevná křemičitá hornina mořského původu. Vznikl z koster mřížkovců, křemitých hub a bičíkovců. Jde o velmi tvrdou horninu, která obtížně zvětrává, proto buližníkové skály vystupují nad okolní terén a tvoří nápadné tvary. Vyskytují se u Prahy v Šárce, v jižních Čechách a v brdském pásmu. Biochemické sedimenty vznikají fyziologickou činností organismů. Některé druhy řas odebírají z vody CO2 a způsobují srážení uhličitanu vápenatého z vod, které obsahují rozpuštěný hydrouhličitan vápenatý. Tímto způsobem vzniká i travertin. Hořlavé sedimenty (kaustobiolity) jsou zastoupeny uhelnou řadou, jako je rašelina, hnědé uhlí, antracit a bitumenovou řadou, tj. ropa, zemní plyn, zemní vosk a asfalt. Hořlavé sedimenty vznikly pomalým rozkladem rostlinných zbytků za nedostatečného přístupu vzduchu. Nejmladší fosilní hořlavina je rašelina, která se v suchém stavu používá na výrobu tepelně-izolačních stavebních materiálů. Z bitumenové řady se používá ropa a zemní plyn na výrobu plastických hmot a asfalt na výrobu izolačních materiálů proti vodě a zemní vlhkosti. 4.1.3

Přeměněné (metamorfované) horniny (tab. 6)

Tento druh hornin vznikl přeměnou vyvřelin, sedimentů nebo již dříve metamorfovaných hornin působením vysokých teplot, tlaků, chemických látek, plynů a vodních par. Při přeměně vyvřelých hornin se až na několik výjimek zhoršily jejich fyzikální vlastnosti v důsledku porušení nebo změny struktury a překrystalizování některých tvrdých minerálů na měkké a málo pevné minerály. Naopak přeměnou usazených hornin se zlepšily jejich fyzikální vlastnosti, protože přeměnou se staly kompaktními horninami. 60

Tabulka 6. Přehled přeměněných hornin používaných ve stavebnictví

Přeměněné horniny

tlakem

mylonity

teplotou

antuka, skvrnité a plodové břidlice

tlakem i teplotou

svor, krystalický křemenec a vápenec, některé druhy břidlic

Rula je velmi rozšířenu horninou mající podobné složení jako žula. Její vrstevnatost způsobuje menší tvrdost a pevnost, takže použití ruly jako stavebního kamene je omezené, rula snadno zvětrává. Nachází se v jižních Čechách a na západní Moravě. Krystalické břidlice jsou hodně rozšířené, z nichž některé druhy se pro svou vrstevnatost dobře štípají a slouží jako krytiny; např. fylit, který vznikl přeměnou jílovitých břidlic, používaný je též jako drť do omítek a plnivo do asfaltů. Dokonale břidličnatá hornina je svor, skládající se z křemene a slídy. Mramory jsou krystalické vápence vzniklé z vápenců a dolomitů. Je jich mnoho druhů a často mají vysokou pevnost. V praxi se každý leštitelný vápenec označuje jako mramor. Používají se v sochařství, ve stavebnictví nejčastěji jako obkladový kámen. Vyleštěné mramory však vlivem povětrnosti časem slepnou a ztrácejí lesk. Nejkvalitnější mramor je barvy bílé (Carrara v Itálii), kvalitní jsou i mramory žlutavé (Rakousko), červené a hnědé (Středomoří a severní Afrika), zelené (Řecko, Kuba) i černé (Belgie). U nás jsou naleziště u Lochkova (šedavý až černý), u Slivence (červenavý) a na Moravě (růžový). Amfibol je tmavošedé a červenozelené barvy a vznikl přeměnou gabrového magmatu. Pro svou pevnost, tvrdost a trvanlivost se používá na štěrk a lomový kámen. 4.1.4

Základní technické vlastnosti stavebního kamene

Pro použití stavebního kamene jsou rozhodující jeho vlastnosti, které jsou určeny druhem horniny, chemickým složením a nalezištěm. U stavebního kamene zjišťujeme: 61

– objemovou hmotnost (kg.m–3); u těžkých hornin přesahuje 1 800 kg.m–3; – pevnost v tlaku (MPa); většinou pro stavební účely vyhovuje, může dosahovat až 500 MPa. Kromě toho u kamene zjišťujeme tepelně izolační vlastnosti, lom, štěpnost, vryp, vzhled, tvrdost, pórovitost a hustotu kamene, nasákavost, prodyšnost a prolínavost, tepelnou vodivost a mrazuvzdornost, odlučnost, puklinatost atd. 4.2

VLASTNOSTI HORNIN

Přírodní horniny se vyznačují mimo základních fyzikálních vlastností dalšími vlastnostmi, které jsou pro ně typické. Všechny vlastnosti jsou podmíněny jejich mineralogickým složením, stavbou, stupněm porušení, stupněm zvětrání apod. 4.2.1

Stavba hornin

Stavbu hornin vyjadřuje jejich struktura a textura. Struktura vyjadřuje vzájemný vztah nerostných součástí v hornině a je podmíněna jejich tvarem, velikostí a jejich spojením. Podle absolutní velikosti zrn rozdělují se horniny na jemnozrnné, hrubozrnné a velkozrnné, podle relativní velikosti zrn je dělíme na stejnozrnné a různozrnné. Textura hornin vyjadřuje prostorové uspořádání horninových součástí a dělíme ji na: – texturu všesměrnou, – texturu usměrněnou. Textura všesměrná je taková, při které jsou horninové součásti orientovány ve všech směrech rovnoměrně, proto i horniny s touto texturou mají ve všech směrech stejné vlastnosti. Tato textura je typická pro vyvřelé horniny. Textura usměrněná je taková, při které jsou horninové součásti orientovány v určitém směru. Horniny s usměrněnou texturou mají různé vlastnosti ve směru rovnoběžném a kolmém na směr uspořádání součástí. Usměrněná textura je typická pro usazené a přeměněné horniny. 4.2.2

Odlučnost a puklinatost

Charakteristickým znakem celistvosti hornin je jejich dělitelnost podle odlučných ploch a puklin, které mají různý původ. 62

Odlučné plochy vznikly při tvorbě horniny, a jsou tedy prvotní. Dělitelnost hornin podle odlučných ploch se nazývá odlučností, která může být: – deskovitá, – kvádrovitá, – hranolovitá, – kulovitá, – balvanitá, – tence vrstevnatá. Odlučnost je důležitá pro těžbu a zpracování hornin. Na kamenické výrobky je vhodná kvádrovitá nebo deskovitá odlučnost a na štěrk a drtě kulovitá nebo balvanitá odlučnost. Puklinatost hornin vzniká při horotvorných pochodech působením vysokých tlaků, a je tedy druhotná. Nejčastěji vznikly pukliny ve směru kolmém na působení tlaku a rovnoběžně s ním. Kromě toho se vyskytují i podružné pukliny, které půlí úhly mezi hlavními směry. Puklinatost je velmi důležitá z hlediska těžby a použití horniny. 4.2.3

Zvětrávání hornin

Odolnost proti zvětrávání je důležitá vlastnost pro praktické použití hornin. Má na ni značný vliv stavba horniny, její pevnost, pórovitost, mrazuvzdornost aj., ale také obsah škodlivých sloučenin síry, organických součástí a lehko rozpustných a rozložitelných látek. Podle odolnosti proti povětrnostním vlivům se minerály rozdělují do několika skupin: – velmi odolné (křemen, andalusit, ...), – odolné (amfibol, nezvětrané živce, serpentin, ...), – méně odolné (tmavá slída, vápenec, dolomit, ...), – neodolné (pyrit, sádrovec, anhydrit, ...). Na průběh zvětrávání má dále vliv účinnost a doba zvětrávání a klimatické poměry. Důležité je i chemické zvětrávání, při kterém probíhají různé chemické pochody. 4.2.4

Drtitelnost a štípatelnost

Drtitelnost je důležitá vlastnost hornin určených k drcení. Je závislá na některých vlastnostech horniny, protože každý druh horniny klade jiný 63

odpor při drcení, a ani hornina ze stejné lokality se nedrtí stejně, neboť má obyčejně v různých vrstvách různou kvalitu. Krom toho má vliv na drtitelnost i druh použitého drtiče. Štípatelnost hornin závisí nejvíce na odlučnosti. Umožňuje dělení kamenných bloků podle přibližně stejných ploch na kusy vhodné velikosti pro dopravu a další zpracování. Štípatelnost hornin je i kritériem pro výběr kamene na výrobu dlažebních kostek. 4.2.5

Opotřebitelnost a leštitelnost

Opotřebitelnost je důležitá při výběru materiálu na dlažební kostky, na obrubníky a na silniční štěrk. Leštitelnost je významná vlastnost dekoračních kamenů. Dobře se leští jemnozrnné horniny s malým obsahem štípatelných materiálů. 4.3

KÁMEN A KAMENIVO

Přírodní kámen se stal již v dávné minulosti pro své výborné vlastnosti (pevnost, hutnost, odolnost proti vlivům povětrnosti a ohnivzdornost) jedním z hlavních stavebních materiálů a stavby z něho provedené přetrvávají věky a dokumentují dodnes na mnoha stavebních dílech tisícileté kultury. V novodobém stavitelství je používání kamene v podobě kamenických výrobků omezeno a používá se tehdy, kdy je možné efektivně využít jeho dobrých vlastností. Musíme však počítat s jeho obtížnou dobyvatelností (tj. těžbou), s velkou objemovou hmotností kamenických výrobků a malou tepelně izolační schopností. 4.3.1

Těžba stavebního kamene

Celistvý kámen se těží v kamenolomech, štěrk a písek v štěrkopískovnách a pískovnách zřizovaných tam, kde geologický průzkum prokázal ložisko vhodného kamene. Dříve, než se zahájí těžba, je nutné odstranit nadložní vrstvy zemin, tzv. skrývku. Při zahájení těžby se musí volit vhodné výchozí místo z hlediska dopravy, odvozu a možnosti dalšího zpracování a úpravy vylámaného kamene, aby celkový provoz byl hospodárný. Těžení se provádí odstřelem několikerým způsobem podle mocnosti ložiska a jeho polohy. Ve všech případech se skála navrtá, do vrtů se vloží trhavina (Infernit PN 40, Semtex 1, Vesuvit TN) s rozbuškou, vrt se utěsní 64

a elektricky odpálí. Při získávání celistvých bloků (na kvádry, kostky apod.) používáme nejčastěji řadové odstřely. Vrty v těžební stěně jsou svislé a jsou od sebe vzdálené přibližně 3 m, jejich hloubka je 3 až 4 m. Má-li kamenolom větší výšku, tvoří se několik pracovních stupňů, přičemž celková výška stěny nemá přesahovat 25 m. Nejstarším a nejčastějším typem hromadného odstřelu náložemi ve vrtech je tzv. clonový odstřel. Vrty provádíme mírně odkloněné od svislice, na celou výšku stěny (až 30 m), v jedné nebo ve dvou řadách (obr. 32). Jestliže nejprve vodorovnými vrty razíme štolu a z ní do stran vylamujeme komory pro soustředěné nálože trhavin, jedná se o odstřel komorový (obr. 33), který jedním odpálením dává velké množství materiálu, avšak těžba není rovnoměrná a stěna po odstřelu tak hladká jako při odstřelu clonovém.

Obr. 32. Schéma odstřelu – clonového

Obr. 33. Schéma komorového odstřelu (půdorys) 1 – štoly, 2 – komory

4.3.2

Opracování a úprava stavebního kamene

Vytěžený kámen se dále upravuje a opracovává do tvaru, v jakém bude plnit svou funkci. Neopracované anebo jen hrubě opracované výrobky se nazývají lomařské výrobky. Nejdůležitější z nich jsou: – lomový kámen, – kamenivo, – dlažební kostky. Vhodné druhy kamene se dále opracovávají na kamenické výrobky. Kámen se většinou opracovává ručně, jen některé operace, jako je např. 65

řezání, broušení a leštění, se dělají strojně. Nejčastější způsoby opracování kamene jsou: – Lámání – lícní plochy vzniknou rozpojením kamene klíny, nerovnosti ploch se otloukají palicí nebo prýskačem; povrch lícních ploch je hrubý, málo opracovaný. – Bosírování – lámané plochy, které mají vyvýšená místa, se opracovávají do roviny bosírováním nebo špicováním tak, aby hrbolky nebo prohlubně nepřesáhly 20 mm. – Špicování – je opracování nerovných ploch do roviny tak, aby stopy po špičáku byly po celé ploše rozvrženy rovnoměrně. Podle hloubky a hustoty důlků po špičáku rozeznáváme špicování hrubé, střední a jemné. – Ryhování – je opracování kamene rýhovačkou (dláto šířky asi 60 mm). Po rýhovačce zůstávají mělké rýhy, kterými ohraničujeme plochy odlišně kamenicky opracované. – Pemrlování – je opracování ploch pomocí pemrlice. Podle vzájemné vzdálenosti hrotů na pemrlici rozeznáváme pemrlování hrubé (vzdálenost hrotů 8 až 10 mm), pemrlování střední (vzdálenost hrotů 5 až 7 mm), pemrlování jemné (vzdálenost hrotů asi 4 mm) a pemrlování velmi jemné (vzdálenost hrotů je přibližně 2 mm). – Řezání kamene se provádí listovými nebo kotoučovými pilami. Na měkké horniny se používají ocelové ozubené pily, do tvrdších hornin pily s karborundovým obložením a nejtvrdší horniny se řežou pomocí brusného prášku, kterým pila v místě řezu jen pohybuje. – Broušení může být hrubé nebo jemné. – Leštění je nejjemnější opracování povrchu, při kterém se získává charakteristický lesk hornin. Obrázek 34 znázorňuje obvyklé druhy kamenického nářadí.

Obr. 34. Kamenické nářadí

66

4.4

VÝROBKY Z KAMENE

Lomový kámen. Dodává se ve čtyřech jakostních třídách podle pevnosti v tlaku a podle nasákavosti. V běžné výrobě jsou dva druhy: – neupravený lomový kámen, a to netříděný, tříděný a pro těžký zához, – upravený lomový kámen, a to pro dlažbu svahů, rigolů, pro soklové a pro kyklopské zdivo. Dlažební kostky velké – o rozměrech 160 mm  160 až 300 mm a výšky 160 mm, drobné – o rozměrech 100 mm  80 až 120 mm a výšky 80 až 120 mm, mozaikové – o rozměrech 40 až 60 mm  40 až 60 mm a výšky 40 až 60 mm. Materiál: žula, syenit, diorit, gabrodiorit, andezit, vápence a mramory. Z kostek se dlažba sestavuje do různých tvarů. Rozeznáváme kroužkovou, řádkovou, úhlopříčnou nebo mozaikovou dlažbu. Krajníky. Jde o hranolovité lámané kameny, které slouží pro oddělení vozovky od jiných ploch. Obrubníky (obr. 35). Jsou určeny ke zpevnění okrajů chodníků, dopravních ostrůvků, nízkých nástupišť a ramp a k vyrovnání výškových rozdílů mezi vozovkou a chodníky. Vyrábějí se dva druhy: ležaté a stojaté. Mají příčný průřez plný nebo zkosený, půdorysný tvar přímý, obloukový nebo zvláštní. Vyrábějí se ze žuly, dioritů, andezitů nebo tvrdého pískovce. Surové bloky. Používají se i k dalšímu kamenickému nebo sochařskému zpracování a dodávají se jako zásobní nebo lámané na míru. Kopáky. Vyrábějí se ve čtyřech druzích: kopáky hrubé a čisté, klenbové hrubé a klenbové čisté. Používají se pro obkladové řádkové zdivo a na kamenné klenby. Zaručují pěkný vzhled a trvanlivost.

Obr. 35. a) Obrubník chodníkový se zámky, b) Obrubník bez zámků

67

Obr. 36. Kamenné kvádry a klenák

Haklíky. Jsou určeny zejména pro soklové zdivo a obklady. Odolávají povětrnostním vlivům a mechanickému poškození. Běžné rozměry: tloušťka 120 až 180 mm, lícní plocha je čtvercová 150150 až 600600 mm nebo obdélníková 150  200 až 400  700 mm. Vyrábějí se převážně z pískovců, žul a travertinu. Kvádry a klenáky. Mají hranolovitý nebo klenákovitý tvar, vyrábějí se přesně podle požadovaných rozměrů. Uplatňují se jako konstrukční a architektonické prvky na vodních, železničních i pozemních stavbách. Lícní plochy jsou opracovány kamenickým způsobem: špicováním, pemrlováním s lemovanými okraji, broušením, leštěním i jako rustika. Běhouny, vazáky, patní kvádry i klenáky mají ustálené rozměry (obr. 36). Kamenné krycí desky. Chrání zděná zábradlí, ohradní zdi, komínové hlavy apod. Vyrábějí se ze žuly, syenitu, z andezitu, pískovce, travertinu a trachytu. Kamenné soklové desky. Používají se na obklady soklíků. Jsou čtvercové nebo obdélníkové, z různých kamenů, např. z mrákotínské žuly, úpického pískovce apod. Kamenné dlažební desky. Vyrábějí se v širokém sortimentu ze žuly, syenitu, andezitu, travertinu a z tvrdých pískovců o následujících rozměrech: šířka 300  800 mm, délka 300 až 1 200 mm, tloušťka 120 až 200 mm. K čtvercovým a obdélníkovým deskám se dodávají doplňkové prvky nepravidelných tvarů, odpadové žlábky a lomové desky pro úžlabí ploch. Z desek nepravidelných tvarů se vytváří benátská dlažba (obr. 37). 68

Obr. 37. Kamenná dlažba

Řezané obkladové desky. Obkládají se jimi průčelí staveb a interiéry. Při pokládání je důležité pevné osazení a přichycení desek skobami z barevných kovů. Do interiérů se převážně používají desky z mramorů (stanice metra), travertinu, žuly, opuky a pískovce o velikosti 1 000 až 1 500  600 mm a tloušťce 20 až 40 mm; u fasádových desek je tloušťka větší, 20 až 110 mm. Řemínkové obklady (obr. 38) jsou hranolky délky 100 až 150 mm, šířky popř. výšky podle tloušťky odpadových desek, která u mramorů bývá prů-

Obr. 38. Řemínkový obklad (a – odpadová deska, b – řemínek, c – vertikální, d – horizontální, e – kombinované provedení obkladu, 1 – lícní řemínková plocha, 2 – styčné plochy řemínku)

69

měrně 25 mm a u pískovců 40 až 50 mm a hloubky 15 mm. Štípáním desek se na hranolku (řemínku) vytvoří dvě lomové hrubé plochy, z nichž jedna tvoří líc a druhá rub. Zbývající plochy jsou stykové. Řemínky se na stavební konstrukci upevňují vtlačováním do spojovací malty. Obklad je vhodný jak pro povrchové úpravy průčelí, tak i pro vnitřní obklady stěn. Konglomerované kamenické výrobky. Vznikají spojením různě velkých částí kamene pomocí vazebné látky, kterou je nejčastěji syntetická pryskyřice. Tak se vyrábějí dlaždice, desky, obrubníky, schodišťové stupně atd. 4.5

KAMENIVO PRO STAVEBNÍ ÚČELY

Kamenivo je přírodní nebo umělý zrnitý materiál anorganického původu, který se ve stavebnictví používá k výrobě betonu, malt, při stavbě a údržbě silnic a železničního svršku, na výplně, zásypy apod. Přírodní štěrk a písek je možno získat těžbou nezpevněných mechanických usazenin, které vznikly rozpadem různých hornin a nerostů. Říční štěrk a písek se těží přímo z řek nebo ze starších říčních usazenin; je většinou čistý, bez škodlivých přimíšenin, zrna jsou oblá, zakulacená. Kopaný štěrk a písek obsahuje někdy značné množství jílu a hlíny. Štěrk a písek se od sebe liší pouze velikostí, písek je kamenivo drobné, s velikostí zrn do 4 mm, za štěrk se pokládá hrubé kamenivo se zrny většími než 4 mm. – drobné kamenivo – maximální zrno do 4 mm, – hrubé kamenivo – velikost zrn 4 až 125 mm, – štěrkopísek – přírodní směs těženého drobného i hrubého kameniva, – štěrkodrť – směs drceného drobného a hrubého kameniva, – výsivky – odpad z výroby drceného kameniva, Kamenivo je tříděno do frakcí. Frakcí se rozumí souhrn různě velkých zrn kameniva v rozmezí dvou kontrolních sít s čtvercovými otvory, zadržených dolním kontrolním sítem (s menšími oky), propadajících však horním kontrolním sítem (s většími oky). Přehled používaných frakcí kameniva je v tab. 7. Někdy nahrazujeme přírodní kamenivo kamenivem umělým. Umělé kamenivo získáme z různých odpadů nebo hornin přiměřenou úpravou. Příkladem je škvára, struska, keramická drť, keramzit, expandovaná břidlice apod. Struska tvoří dosud největší nevyužitou rezervu jakostních hmot do betonu. Prudkým ochlazováním žhavé tekuté strusky se získá granulát nebo zpě70

Tabulka 7. Přehled frakcí kameniva Frakce Kamenivo

úzká

široká

Drobné

0–1 2–4

0–2 0–4 1–4

Hrubé

4–6 4–8 6–8 8–11 8–16 11–16 16–22 16–32 32–63 63–90 90–125

Štěrkopísek Štěrkodrtě

4–11 4–16 4–22 8–22 8–32 22–63

0–8 0–16 0–22 0–32 0–45 0–63 0–90

ňováním pemza pro lehčené betony. Sypná objemová hmotnost struskové pemzy je 200 až l 000 kg . m–3. Škvára je minerální zbytek z kamenného nebo hnědého uhlí, zpevněný při spalovacím procesu. Objemová hmotnost je 400 až l 000 kg.m–3. Keramická drť se získává drcením odpadků cihlářských výrobků. Keramzit jsou hrudky průměru 6 až 25 mm, vypálené z uhelných lupků, jemných jílů, cihlářských hlín apod., a to zpravidla s příměsí uhlí. Keramzit má sypnou objemovou hmotnost asi 500 až 800 kg . m–3, podle velikosti zrn. Expandovaná břidlice je granulovaná drť z některých druhů břidlic, které v žáru expandují. Objemová hmotnost je 900 až l 000 kg.m–3, pevnost je 6 MPa. Expandovaný perlit se vyrábí ze surového perlitu (amorfní křemičitan hlinitý sopečného původu) tepelným zpracováním při teplotě 900 až 71

l 200 °C. Při zahřívání dochází k expandování uvolněné vody (obsahuje 2 až 3 %) a vzniká velmi pórovitý výrobek se sypnou objemovou hmotností 60 až 200 kg.m–3. Agloporit se vyrábí z létavých popílků (z elektráren a tepláren) sbalkováním za přídavku vody, popř. i plastifikátoru. Po zapálení se syrové sbalky vypalují obsahem vlastní hořlaviny (podle potřeby se přidává práškové uhlí) na slinutá, pórovitá a pevná zrna, která se buď třídí, nebo drtí a třídí. Objemová sypná hmotnost v setřeseném stavu je 700 až 940 kg.m–3. 4.6

DODÁVÁNÍ, DOPRAVA A SKLADOVÁNÍ KAMENIVA

Odběratel může požadovat dodávku kameniva z přírodního kamene nebo z uměle získané anorganické hmoty z určité lokality. Výrobna je povinna odeslat s každou zásilkou kameniva osvědčení o jakosti, které má obsahovat zejména tyto údaje: číslo a datum vyhotovení, název výrobního podniku, druh frakce, popř. i třídu kameniva, množství dodávaného kameniva (v tunách), číslo příslušné normy kameniva, ověření technické kontroly výrobny, že dodávané kamenivo vyhovuje ustanovením normy, a datum odeslání kameniva. Kamenivo se dopravuje volně ložené na nekrytých dopravních prostředcích (vagónech, lodích, nákladních automobilech atd.). Není-li dohodnuto jinak, smí se do téhož dopravního prostředku nakládat jen kamenivo stejného druhu, původu a stejné frakce. Skladování kameniva je třeba provádět na upravených pevných (nikoli hlinitých) nekrytých prostorách, vyhrazených pro tento účel. To platí především pro malé stavby, na větších stavbách se kamenivo ukládá do zásobníků umístěných a konstruovaných tak, aby se kamenivo vypouštělo přímo do míchačky. Na zvlášť velkých stavbách se kamenivo ukládá na provozní skládky. 4.7

PŘEJÍMKA KAMENIVA A ZIMNÍ PŘEDZÁSOBENÍ

Při přejímce kameniva je výrobce povinen předat osvědčení o jakosti kameniva. U zimního predzásobení kameniva vznikají dva vážné problémy. Je to ochrana kameniva proti promrznutí a zajištění rovnoměrné vlhkosti (zejména u drobného kameniva). Ochrana proti promrznutí je zpravidla velmi náročná. Umělé ohřívání kameniva na skládce je málo účinné a navíc neú72

měrně nákladné. Nejvhodnějším řešením je uskladnit kamenivo ještě před obdobím mrazu ve větších kompaktních hromadách, povrchové vrstvy nechat promrznout a odebírat spodní nepromrzlé části zásoby.

73

5

POJIVA

Pojiva jsou anorganické nebo organické látky, které mají schopnost spojovat drobné i větší vložené kusy hmoty (plniva) v jediný soudržný a pevný celek. Pojiva používaná ve stavebnictví se nazývají stavební pojiva. Jestliže při procesu tuhnutí a tvrdnutí pojiva dochází ke změnám chemického složení, jedná se o pojivo chemické. Pokud k těmto změnám nedochází a tuhnutí a tvrdnutí je důsledkem procesů fyzikálních, jako změna teploty, změna skupenství látky, odpaření rozpouštědla nebo vody apod., jedná se o pojivo mechanické. Jsou to např. hlíny, asfalty, dehty a speciální tmely. Chemická pojiva dále rozlišujeme podle toho, jak probíhá zpevňovací proces a to na: – vzdušná pojiva, která po rozmísení s vodou tuhnou a tvrdnou a jsou stálé jen ve vzdušném prostředí. Ve vlhkém prostředí či ve vodě se narušují a dochází k jejich degradaci. Patří sem vzdušné vápno, sádra a sádrová pojiva atd. – hydraulická pojiva, která po rozmísení s vodou tuhnou a tvrdnou a jsou stálá jak na vzduchu, tak i ve vlhku nebo pod vodou. Patří sem hydraulická vápna a všechny druhy cementů. 5.1

VZDUŠNÁ POJIVA

5.1.1

Vzdušné vápno

Vzdušné vápno je v podstatě oxid vápenatý, nebo směs oxidu vápenatého a oxidu hořečnatého. Získává se pálením dostatečně čistých vápenců nebo dolomitů pod mezí slinutí, tj. pod 1 200 °C, čímž se z chemického hlediska získává oxid vápenatý nebo směs oxidu vápenatého a hořečnatého. Podle čistoty suroviny obsahuje vápno ještě určité menší množství dalších oxidů. Ve stavebnictví se vápno používá více jak 2 500 roků. Znali ho již staří Egypťané a Babyloňané. V současnosti se z celkové produkce vzdušného vápna využívá ve stavebnictví jen okolo 35 %. Většina se spotřebuje v hutnictví, dále v některých chemických oborech a v zemědělství. 74

5.1.1.1 Výroba vzdušného vápna K výrobě vápna se používají různé druhy vápenců (nejvhodnější jsou jemnozrnné vápence) a mramorů s co nevětším množstvím uhličitanu vápenatého (CaCO3), v menší míře dolomity, tj. uhličitany hořečnatovápenaté (CaCO3.MgCO3). Vápence nebo dolomity se těží v lomech. Vytěžená surovina se dále drtí a třídí tak, aby zrnitost vyhovovala použité technologii pálení. Na pálení v šachtových pecích je vhodné hrubší zrno (50 až 200 mm), do rotačních pecí se používá jemnější zrno (10 až 50 mm). V současné době se na pálení vápna používají dva druhy pecí – šachtové pece a rotační pece. Šachtové pece (obr. 39) jsou výrobní zařízení s vertikálním uspořádáním a s plně mechanizovaným nebo automatizovaným výrobním postupem. Šachta má výšku 8 až 16 m a průměr přibližně 3 m. Vápenec se v peci pohybuje shora dolů, z pásma předehřívacího do pásma pálícího a chladícího. Vypálené vápno se postupně dostává do zásobníku, který je umístěn ve spodní části pece. Odtud se vápno buď přímo odebírá, nebo jde na další úpravu.

Obr. 39. Šachtová pec na výrobu vápna

75

Rotační pece na pálení vápna jsou ocelové válce o průměru asi 3 m a délce 30 m i více. Jsou šikmo uložené a otáčejí se rychlostí přibližně 1 ot./min. Surovina se dávkuje na vyšším konci pece; na spodním konci se odebírá vápno. 5.1.1.2 Vlastnosti vápna Jakost vápna závisí na jakosti a vlastnostech použitého vápence a na správnosti a dokonalosti technologického postupu jeho vypalování. Pálením ztrácí vápenec 44 % (CO2) ze své hmotnosti a 10 až 20 % ze svého objemu. Vápenec obsahuje různé příměsi, nejvíce silikáty a sloučeniny železa a ostatních kovů. Tyto příměsi se při teplotách nad 1 200 °C slučují s oxidem vápenatým na slínky, které oxid vápenatý vážou, a tak o něj ochuzují vápno. Podstatou pálení vápna je rozklad uhličitanu vápenatého na oxid vápenatý a oxid uhličitý a uhličitanu hořečnatého na oxid hořečnatý a oxid uhličitý. Rozklad při pálení probíhá podle chemických rovnic: CaCO3 → CaO + CO2 – 176,7 kJ CaCO3.MgCO3 → CaO + MgO + 2 CO2 – 276,8 kJ V rovnicích je uvedeno teplo, které se spotřebuje na rozklad 1 molu suroviny. Znaménko – značí, že teplo do reakce vstupuje. Teplo dodané pálením je ve vápnu uzavřeno až do procesu hašení, kdy se po přidání vody uvolňuje ve formě hydratačního tepla. Pro použití vzdušného vápna jako stavebního pojiva se musí pálené vápno hasit, tj. nechat reagovat s vodou, přičemž vzniká hydroxid vápenatý Ca(OH)2, což je hašené vápno. Hydratace vzdušného vápna při hašení probíhá podle rovnice: CaO + 2 H2O → Ca(OH)2 + 62,5 kJ 5.1.1.3 Druhy vápna, použití, doprava a skladování Druhy vápna lze dělit podle různých hledisek. Podle způsobu výroby, chemického složení i použiti rozlišujeme vzdušná vápna a vápna hydraulická. Vzdušné vápno Podle kvality surovin lze vyrobit dva druhy vzdušného vápna (ČSN 72 2230) – vzdušné vápno bílé a vzdušné vápno dolomitické (tab. 8). 76

Tabulka 8. Přehled stavebních vápen (ČSN EN 459-1) Druhy vzdušného vápna bílého Značení Obsah CaO + MgO1 Obsah MgO1’2 Obsah SO31 Bílé vápno 90 CP90 5
90 2 CL80 Bílé vápno 80
80 5 2 CL70 Bílé vápno 70 2
70 5 Doplňující třídění Přípona Nehašené vápno Q Hašené vápno bílé S 1 Hodnoty uvedené v hmotnostních procentech. Pro nehašené vápno platí přímo. U hašeného vápna a vápenné kaše po odpočtu volné a vázané vody. 2 Vyhoví-li zkoušce objemové stálosti dle ČSN EN 459-2, připouští se až 7 %. Označení

Druhy vzdušného vápna dolomitického Značení Obsah CaO+MgO1 Obsah MgO1’2 Obsah SO31 Dolomitické vápno 85 DL85
85 30 2 DL80 Dolomitické vápno 80
80
5 2 Přípona Doplňující třídění S1 Polohašené vápno dolomitické S2 Plně hašené vápno dolomitické 1 Hodnoty uvedené v hmotnostních procentech. Pro nehašené vápno platí přímo. U hašeného vápna a vápenné kaše po odpočtu volné a vázané vody. 2 Vyhoví-li zkoušce objemové stálosti dle ČSN EN 459-2, připouští se až 7 %. Označení

Označení a třídy hydraulických vápen (ENV 459-1) Označení

Značení

Volné vápno1

Obsah SO31’2

Hydraulické vápno 2 HL 2
6 3 HL 3,5 Hydraulické vápno 3,5
6 3 HL 5 Hydraulické vápno 5
3 3 NHL 2 Přirozené hydraulické vápno 2
15 3 NHL 3,5 Přirozené hydraulické vápno 3,5
9 3 NHL 5 Přirozené hydraulické vápno 5
3 3 1 Hodnoty uvedeny v hmotnostních procentech. Platí po odpočtu volné a vázané vody. 2 Vyhoví-li zkoušce objemové stálosti dle ČSN EN 459-2 (při uložení 28 dní ve vodě), připouští se až 7 %.

Bílé vzdušné vápno obsahuje min. 65 až 96 % CaO + MgO a obsah MgO je max. 7 %. Označení bílé vzdušné vápno je technický termín, vyjadřující chemické odlišení od vzdušného vápna dolomitického. Toto označení není závazné pro barvu vápna. 77

Druhy páleného vápna podle zrnitosti Druh vápna Kusové Drcené Práškové Hrubě mleté Jemně mleté Velmi jemně mleté

Frakce

Nadsítné

Obsah zrn  0,2 %

6,3/neurčeno 0/25 0/3,1 0/2,5 0/0,2 0/0,09

5 5 3 8 8

2

Dolomitické vzdušné vápno obsahuje rovněž min. 65 až 96 % CaO + MgO, avšak obsah MgO je min. 7 %. Bílé i dolomitické vzdušné vápno se dělí do pěti jakostních tříd podle obsahu charakteristických oxidů. Vápno páté třídy není určeno pro stavební účely. Podle stupně výpalu se vzdušná vápna dělí na ostře pálená a měkce pálená. K výrobě pórobetonů je určeno pouze vzdušné vápno třídy I, II, III pro stavební účely. Přitom se ve všech třídách povoluje obsah MgO max 3 %; obsah MgO nad 3 % je přípustný, je-li dohodnut mezi odběratelem a dodavatelem. Vápenný hydrát Při použití do zdiva nebo na omítku vápenná malta pozvolna tuhne a tvrdne. Dochází tak ke koloidnímu sesychání a ke karbonaci, tj. k chemickému slučování s CO2 z ovzduší podle rovnice Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Při tvrdnutí vzniká tedy znovu uhličitan vápenatý-karbonát (odtud karbonace) a vylučuje se voda, která se odpařuje. Protože obsah CO2 ve vzduchu je malý a jeho přístup k částicím portlanditu v maltě, hlavně uvnitř zdiva, je velmi obtížný, probíhá karbonace velmi zvolna a pokud je přístupu vzduchu bráněno, k zatvrdnutí nemusí vůbec dojít. Všeobecně je uváděno, že za příznivých vlhkostních podmínek proběhne karbonace vápenné malty v omítce za tři týdny. Při styku vápna s vodou dochází k hašení vápna, vzniká hydroxid vápenatý neboli hašené vápno. Při hašení se uvolňuje teplo, dochází ke značnému zahřátí roztoku a při neopatrném hašení může dojít k popálení. Při hašeni nabývá vápno na objemu, což nazýváme vydatností vápna a zpravidla se 78

Obr. 40. Hasnice na vápno

pohybuje v rozmezí 2 až 2,4 litru vápenné kaše z jednoho kg vápna. Toto objemové nabývání má i nepříznivý důsledek projevením se puchýřů, odprýskáním a potrháním ztvrdlé omítky. Příčinou je neúplně vyhašené vápno. Tomuto nepříznivému jevu můžeme zabránit použitím šest týdnů odleželé vápenné kaše na omítky. Podle množství vody, které se při hašení do vápna přidá, jde o hašení za mokra a hašení za sucha. Při hašení za mokra (obr. 40) se vápno v hasnici rovnoměrně rozloží a za stálého míchání se přidá 250 až 330 % vody podle hmotnosti vápna. Tak vznikne vápenné mléko, které se vypouští do vápenné jámy otvorem opatřeným sítem. Částečným odpařením a částečným vsáknutím vody do země se vápenné mléko přemění v plastickou vápennou kaši, která obsahuje asi 45 až 70 % vody. Hašení za sucha se již na stavbě neprovádí, je nahrazeno tovární výrobou vápenného hydrátu. Vápenný hydrát, u něhož není nutno prokazovat objemovou stálost, je určen převážně pro průmyslové použití, pro čištění a úpravu vody. Pro stavební účely se může použít přímo pouze do malt pro zdění. Při použití do omítek nesmí být tento hydrát zpracován bez předchozího odležení ve formě vápenné kaše. Vápenný hydrát se vyrábí ze vzdušného a z dolomitického vápna. Dodává se: podle chemického složení – velmi čistý tř. I, II, – čistý tř. III, – dolomitický, podle zrnění – jemný, 79

– velmi jemný, – speciální. Podle základního chemického složení výchozí vápencové suroviny se vápenný hydrát s obsahem MgO do 5,5 % vyrábí se stejnou hmotností, jakou má vzdušný hydrát bílý, a vápenný hydrát s obsahem MgO nad 5,5 % se stejnou hmotností, jakou má vzdušný hydrát dolomitický. Podle úpravy a chemického složení používáme: – vápennou kaši na výrobu malt pro zdění a na omítky; pro omítání musí být vápenná kaše dobře uleželá, – vápenné mléko k bílení povrchů (krycí nátěr), k pačokováni a k dezinfekci, – vápenný hydrát pro rychlejší vysychání při fasádnických pracích a na vnitřní omítky, – nehašené vápno kusové a mleté k výrobě pórobetonů (silikátů). Mleté práškové vápno se balí do papírových pytlů po 25 až 30 kg, kusové se dodává jako volně ložené; vápenná kaše se dodává v sudech po 200 kg. Vápno se má dopravovat v krytých, uzavřených vozidlech, aby bylo chráněno před vlhkostí. Rovněž při skladování je třeba pamatovat na to, že vápno je látka hygroskopická (přijímá vodu), a proto je třeba je uskladňovat v krytech, suchých skladech, které mají stěny izolovány proti vlhkosti a podlahu nad úrovní terénu. Na stavbě je třeba práce organizovat tak, aby bylo vápno zpracováno během jednoho měsíce. Vápno má na lidský organismus nepříznivé účinky (leptá kůži, vniká do dýchacích cest, je nebezpečné pro oči apod.). Proto při manipulaci s ním je třeba zachovávat bezpečnostní opatření, používat respirátory, rukavice, omezit prášení apod. 5.1.2

Sádra

Od vápna a cementu se sádra liší hlavně tím, že rychle tuhne a tvrdne. Základní surovinou pro výrobu sádry je sádrovec (CaSO4.2H2O), nejlépe tvrdý amorfní, který se vyskytuje v přirozeném stavu velmi čistý (přes 90 %). U nás se vyskytuje sádrovec na Moravě (Kobeřice u Opavy) s poměrně malou kapacitou těžby. Proto se v poslední době hledají způsoby výroby hlavně rychletuhnoucí sádry z odpadních surovin. Jedná se o odpady vznikající v chemickém průmyslu, při chemickém čištění odpadních vod, z odsiřování spalin tepelných elektráren (energosádrovec) a z dalších provozů, např. skláren. 80

5.1.2.1 Výroba sádry Vytěžený sádrovec se nejdříve drtí a mele na prášek a potom se zahřívá v kruhové, šachtové nebo rotační peci. Při výrobě dochází k dehydrataci sádrovce buď v plynné atmosféře (suchý způsob), nebo ve vodní suspenzi (mokrý způsob). Nejpoužívanější je tzv. vařákový způsob, při němž se rozemletý sádrovec vaří ve vařáku, zahřívaném zevnitř i zvenku. Hotová sádra se po odležení a ochlazení balí do pytlů. Omítková sádra se nakonec přemílá v kulových mlýnech; aby získala na plastičnosti, přidává se k ní ještě zpomalovač tuhnutí, plastifikátor a jiné přísady. 5.1.2.2 Vlastnosti a použití sádry Smísíme-li sádru s vodou, hltavě vodu přijímá, přičemž se trochu zahřívá a její objem se zvětší asi o 1 %. Rychle tuhne a nabývá pevnosti. Nejmenší pevnost v tlaku (MPa) po dvou hodinách tvrdnutí určuje třídu sádry. Tuhnutí sádrové suspenze probíhá podle rovnice CaSO4 . 21 H2O + 23 H2O = CaSO4 . 2 H2O Sádra se má rozdělávat s vodou tak, že se zásadně vždy sype sádra do vody a to v takovém množství, až sádra na různých místech počne vystupovat z vody. Hmotnostní poměr mezi vodou a sádrou v kaši se nazývá vodní součinitel. Značí se v/s a má výrazný vliv na zpracovatelnost, pevnost (Tab. 11), objemovou hmotnost, nasákavost a pórovitost sádry (Tab. 9). Tuhnutí sádry můžeme urychlit přidáním síranu draselného, chloridu sodného aj., a naopak zpomalit přísadou klihové vody, vápenného mléka, kyselinou boritou a dalšími organickými kyselinami nebo jejich solemi. Podle doby tuhnutí rozlišujeme tři druhy sádry: – rychle tuhnoucí sádra A; počátek tuhnutí nejdříve za 2 min. a doba tuhnutí max. 15 min., – normálně tuhnoucí sádra B; počátek tuhnutí nejdříve za 6 min. a doba tuhnutí nejdéle 30 min., – pomalu tuhnoucí sádra C; počátek tuhnutí nejdříve za 20 min., doba tuhnutí není normou určena. Podle jemnosti mletí se rozlišují sádrová pojiva: – hrubě mletá, jakost I, max. 30 % zbytku na sítě s otvory 0,2 mm – středně mletá, jakost II, max. 15 % zbytku, – jemně mletá, jakost III, max. 2 % zbytku. 81

Štukatérská sádra tvrdne velmi rychle (za 3 až 5 min.), přičemž zvětšuje objem asi o 1 %. Označuje se též jako sádra rychle tuhnoucí; je bílá, nažloutlá až šedá. Výrobky ze stavební sádry nejsou odolné proti vlivům povětrnosti a proto jsou vhodné pouze pro vnitřní práce. Tato sádra se používá na štukatérské práce, na jemné omítky, na tenké příčky a podhledy vyztužené drátěným pletivem. Ze zahraničí dovážíme a od roku 1995 i u nás vyrábíme sádrokartonové desky, které jsou vyrobeny ze sádrové kaše nalité mezi dva pásy kartonového papíru. Jsou různě upravované, např. impregnováním, se zvýšenou požární odolností až na 180 min., laminováním hliníkovou fólií aj. Dále se k nám dovážejí sádrovláknité desky vyztužené mikrovlákny celulózovými nebo vyrobené z plastů (polypropylen). Tyto desky mají lepší mechanické vlastnosti než standardní sádrokartonové desky. Pomalu tuhnoucí sádra se získává pálením anhydritu s příměsí sádrovce při teplotě 1 000 °C. Vypálený produkt se mele. Takto získaná sádra je poměrně pevná, začíná tuhnout po 2 h. a tuhnutí končí po 8 až 12 h. Při tuhnutí nabývá na objemu. Používá se na podlahové krytiny, k přípravě malt, společně se štukatérskou sádrou k výrobě umělých mramorů, obkladových desek, tvarovek apod. (Tab. 10). Při zpracování sádry postupujeme tak, že sádru sypeme do vody za stálého míchání, nikoliv naopak. 5.1.2.3 Doprava sádry a skladování Sádra se balí do několikavrstvých pytlů po 50 kg. Při přepravě a skladování je třeba pamatovat na to, že sádra je hygroskopická, tzn. přijíTab. 9. Vliv vodního součinitele na pevnost zatvrdlé sádry Pomalu tuhnoucí sádra

Rychle tuhnoucí sádra

Vodní součinitel

Objemová hmotnost (kg . m–3)

Pevnost v tlaku* (Mpa)

Pevnost v tlaku* (Mpa)

0,50 0,55 0,60 0,65 0,75

1410 1300 1230 1170 1040

14,6 13,0 11,4 10,8 9,5

15,8 14,0 12,0

* Po 13 dnech v pokojové teplotě + 1 dni v 50 °C

82

Tab. 10. Doporučené použití sádry podle ČSN 72 2301 Použití Výroba sádrových stavebních výrobků všeho druhu

Doporučené třídy a druhy G-2 až G-7 (A-B-C, I-II-III)

2

Výroba tenkostěnných stavebních výrobků a dekoračních prvků

G-2 až G-25 (A-B, I-II)

3

Provádění omítkových prací, spárování, speciální účely

G-2 až G-7 (B-C, II-III)

4

Výroba forem a modelů v průmyslu (porcelánovém, keramickém, strojním) a lékařství

G-5 až G-25 (B, III)

Pro lékařské účely

G-2 až G-7 (A-B, II-III)

1

5

Tab. 11. Třídy pevnosti sádry podle ČSN 72 2301 Třída G-2 G-3 G-4 G-5 G-6 G-7 G-10 G-13 G-16 G-19 GG-22 G-25 Pevnost v tlaku v Mpa 2 3 4 5 6 7 10 13 16 19 22 25

má ze vzduchu vlhkost, a tím se znehodnocuje. Proto se sádra při dopravě i skladováni musí chránit před vlhkostí. Nemá se ukládat společně s cementem, s nímž se nesmí míchat. Volně ložená sádra se nedopravuje. 5.1.3

Anhydritové pojivo

Anhydritové pojivo se vyrábí společným mletím asi 95 % přírodního nebo odpadního anhydritu a 5 % kusového vápna nebo smícháním jemně mletého anhydritu s portlandským cementem nebo vápenným hydrátem v obdobném poměru. Tuhne pomaleji než polohydrátová sádra, ale je pevnější a nezvětšuje svůj objem při zatvrdnutí, spíše dochází k malému smrštění. Používá se jen v suchém prostředí na výrobu malt pro omítky, na podlahové mazaniny a na různé kusové výrobky. 5.2

HYDRAULICKÁ POJIVA

5.2.1

Hydraulické vápno

Tvoří skupinu hydraulických pojiv a obsahuje tzv. hydraulické součásti, jimiž jsou oxid železitý (Fe2O3), oxid hlinitý (Al2O3) a oxid kře83

mičitý (SiO2).Tyto oxidy dodávají hydraulickému vápnu a cementu schopnost tuhnout a tvrdnout ve vlhku i pod vodou. Hydraulické vápno se hasí s vodou pomaleji než vápno vzdušné, dosahuje však větších pevností. Podle chemického složení se přírodní hydraulické vápno dělí na slabě hydraulické a silně hydraulické. Hydraulické vápno se získává buď pálením uhličitanů vápenatých, popř. vápenatohořečnatých, s obsahem hydraulických součástí (oxidu křemičitého, hlinitého a železitého) pod mez slinutí nebo společným rozemletím vzdušného nebo přirozeně hydraulického vápna s přísadami. Hydraulické vápno se dělí na tři třídy pevnosti v tlaku dosažené po 28 dnech. Třídy 30, 45 a 90 odpovídají desetinásobku mezní pevnosti v tlaku zkušebních těles, vyjádřené v MPa po 28 dnech tvrdnutí. Podle způsobu výroby se rozlišuji dva druhy hydraulických vápen: – hydraulické vápno vyráběné společným mletím vzdušného vápna s přísadami (vysokopecními struskami, popř. pucolány); – hydraulické vápno vyráběné společným mletím přirozeně hydraulického vápna s přísadami (vysokopecními struskami, popř. pucolány). Podle úpravy se oba druhy přírodního hydraulického vápna dodávají jako kusové nebo mleté. Hydraulické vápno lze vyrobit uměle přidáním hydraulických přísad k vzdušnému vápnu. Těmito přísadami jsou vysokopecní zásaditá struska, pucolány, tufy, létavé popílky, křemelina aj. 5.2.2

Cement, výroba, druhy a použití

Cementy jsou pojiva vyráběná pálením vhodných surovin až na mez slinutí a rozemletím získaných slínků na prášek. Rozdělané s vodou tuhnou a tvrdnou, získávají na pevnosti i pod vodou a mají schopnost pojit jiné sypké látky v pevnou hmotu. 5.2.2.1 Suroviny a výroba Základní surovinou pro výrobu portlandských a směsných cementů je vápenec, dále slíny a slínité (jílovité) vápence, křemičitý písek, železná ruda, kazivec apod. Při výrobě směsných cementů se při mletí slínů používá ještě zásaditá vysokopecní struska, popílky atd. Suroviny se mísí ve stanoveném poměru, melou se na prášek, který pak přichází do rotačních pecí, v nichž lze surovinu vypalovat za sucha nebo za 84

mokra. Při mokrém procesu se surovina rozplavuje, vzniklý kal se před pálením odvodňuje, a to buď filtrací nebo na odstředivkách, a potom se v rotační peci pálí na slínek. Suchý způsob je energeticky výhodnější, a proto se mu dává přednost. Je však značně prašný a negativně působí na ovzduší a tím i na životní prostředí v okolí cementárny. Chemicky tvoří cement řada oxidů: oxid vápenatý (CaO), oxid horečnatý (MgO) a skupina hydraulických oxidů (SiO2, Fe2O3, Al2O3). Poměr oxidu vápenatého a hořečnatého ke skupině hydraulických oxidů nazýváme hydraulickým modulem; má se pohybovat v rozmezí 1,7 až 2,4 M. Čím je toto číslo větší, tím kvalitnější je cement – obsahuje větší množství CaO. MH =

CaO + MgO = 1,7 až 2,4 SiO2 + AL2O3 + Fe2O3

Nejdůležitějšími vlastnostmi cementu jsou jeho tuhnutí a tvrdnutí, vaznost, objemová stálost, jemnost mletí a hydratační teplo. Tuhnutí. Po smíšení cementu s vodou nastává tuhnutí, kterým označujeme přechod cementu z kašovitého do pevného stavu. Tuhnutí přechází v tvrdnutí, které se vyznačuje vzrůstem pevnosti. Největší přírůstek pevnosti nastává do 28 dnů. Při tuhnuti a tvrdnutí je třeba cement chránit před vysycháním, horkem a mrazem, neboť jinak vznikají trhliny a v krajním případě dochází i k rozpadu malty, popř. betonu. Počátek tuhnutí nesmí nastat dříve než za 45 min. až 1 hodinu (podle pevnostní třídy cementu 52,5 nebo 42,5) a tuhnutí musí skončit nejpozději do 12 hodin po přidání vody k cementu. Vaznost cementu je schopnost stmelit zrna kameniva v pevnou hmotu a je závislá na mnoha činitelích. Nejdůležitějším činitelem je chemické složení slínku. Při tuhnutí a tvrdnutí minerály obsažené v cementu krystalizují, obepínají kamenivo jemnou sítí krystalů, a tím zajišťují pevnost hmoty. Objemová stálost. Cement pro přípravu malty a betonu musí být objemově stálý. Jeho objem se nemá zmenšovat (smršťovat) ani zvětšovat (rozpínat) nad přípustnou míru. Má-li cement nesprávné složení, může nastat smršťování, popř. rozpínání, které se projeví vznikem trhlin. Nejčastější příčinou objemové nestálosti bývá opožděné vyhašení vápna, které se může vyskytovat ve slínku při nedodržení vypalovací teploty, nebo při použití suroviny s větším obsahem oxidu vápenatého nebo hořečnatého. Jemnost mletí. Jakost cementu velmi závisí též na jemnosti mletí. Cement jemněji mletý má větší povrch. Při hydrataci dochází ke smáčení větší plo85

chy povrchu cementu, hydratace probíhá rychleji a cement má vyšší počáteční pevnost. Jemnost mletí má i své nevýhody. Cement lehko hrudkovatí, potřebuje více záměsové vody, snadno se z betonové směsi odplavuje, má větší hydratační teplo a objemové změny. V současné době se cement mele na zrnění 2 až 200 m. Hydratační teplo. Během tuhnutí váže cement vodu, cementová kaše postupně houstne a to je provázeno vývinem tzv. hydratačního tepla. Hydratační teplo urychluje tuhnutí a tvrdnutí cementu a má (zejména v zimě) dobrý vliv na nerušený průběh hydratačního procesu. Může mít i nepříznivé důsledky, např. u masivních betonových konstrukcí, u nichž mohou vzniknout velké tepelné rozdíly mezi betonovým jádrem a obalem a tím nepředpokládané napětí způsobující trhliny. 5.2.2.2 Druhy cementů Podle nově vzniklé ČSN P ENV 197-1 s platností od 1. 1. 1994 se nyní cementy rozdělují na 5 hlavních druhů, označených římskými číslicemi. Základem těchto cementů je portlandský slínek, ke kterému jsou v menší či větší míře přidávány další složky (tab. 9). Podle množství portlandského slínku a množství hlavní složky (vysokopecní strusky, křemičitého úletu, pucolánu, popílku, kalcinované břidlice, vápence) se stanovuje 25 druhů cementů. Cement musí být vždy označen druhem cementu a hodnotou normalizované pevnostní třídy (tab. 10). U cementů, které mají vysoké počáteční pevnosti, se připojuje písmeno R. Pro cementy určené k výrobě prefabrikátů zpracovaných proteplováním užijeme označení UTB. K rozlišení druhů cementů se údaje na pytlích jednotlivých druhů cementu provedou trvanlivým způsobem předtiskem v následujících barvách: druh I druh lI druh III druh IV druh V

– portlandské cementy . . . . . . . . . . . . . . . . černou barvou – portlandské cementy směsné . . . . . . . . . zelenou barvou – vysokopecní cementy . . . . . . . . . . . . . . červenou barvou – pucolánové cementy . . . . . . . . . . . . . . . modrou barvou – směsné cementy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hnědou barvou

Příklady označování cementů: Portlandský cement pevnostní třídy 42,5 s vysokou počáteční pevností se označí: 86

Tabulka 12. Druhy cementů a jejich složení v hmotnostních % Druhy cementu I

II

Název cementu Portlandský cement

Označení cementu

Slínek (K) %

I

96–100

0–5 0–5 0–5

Složka cementu %

D.S.

Druh

Portlandský struskový cement

II/A-S II/B-S

80–94 6–20 Vysokopecní 65–79 21–35 struska (S)

Portlandský cement s křemičitým úletem

II/A-D

90–94

Portlandský pucolánový cement

II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q

80–94 6–20 Pucolán 65–79 21–35 přírodní (P) 80–94 6–20 Pucolán 65–79 21–35 průmyslový (Q)

0–5

Portlandský popílkový cement

II/A-V II/B-V II/A-W II/B-W

80–94 6–20 Popílek 65–79 21–35 křemičitý (V) 80–94 6–20 Popílek 65–79 21–35 průmyslový (W)

0–5

Portlandský cement s kalcinovanou břidlicí

II/A-T II/B-T

80–94 6–20 Kalcinová 65–79 21–35 břidlice (T)

0–5

Portlandský cement s vápencem

II/A-L II/B-L

80–94 6–20 Vápenec (L) 65–79 21–35

0–5

Portlandský směsný cement

II/A-M II/B-M

Směs 80–94 6–20 předcházejících 65–79 21–35 složek (M)

0–5

35–64 36–65 Vysokopecní 20–34 66–80 struska (S) 5–19 81–95

0–5

III

Vysokopecní cement

III/A III/B III/C

IV

Pucolánový cement

IV/A IV/B

V

Směsný cement

V/A V/B

6–10

Křemičitý úlet (D)

Pucolán (P), (Q), 65–89 11–35 křemič. úlet (D), 45–64 36–55 popílek křem. (V) Struska vysok. (S) 18–30 Pucolán (P), (Q), 40–64 18–30 popílek křem. (V) 30–50 Struska vysok. (S) 20–39 30–50 Pucolán (P), (Q), popílek křem. (V)

0–5

0–5

0–5

Poznámka: D.S. – jako doplňující složky mohou být použita plniva nebo jedna či více látek, používaných jako hlavní složky, pokud nejsou v cementu jako hlavní složky použity.

87

Cement ENV 197-1 CEM I 42,5 R nebo Cement ČSN P ENV 197-1 CEM 42,5 R. Pro označování cementů vyráběných a dodávaných podle Národního dodatku nemůže být použito zkratky CEM. Místo ní se použije v označení zkratka ND. Portlandský struskový cement odpovídající tomuto Národnímu dodatku pevnostní třídy 32,5 s normální počáteční pevností, určený k výrobě prefabrikátů proteplováním se označí: Cement ČSN P ENV 197-1 ND II/A-S 32,5 UTB. Národní dodatek ND umožňuje výrobu a používání cementů pevnostní třídy 22,5 a cementů pro výrobu betonových dílců proteplováním. Portlandský cement (I) se vyrábí mletím portlandského slínku s potřebným množstvím regulátoru tuhnutí, tj. sádrovce. Pro velmi rychlé nabývání pevnosti v prvém týdnu tuhnutí a tvrdnutí se používá k výrobě tenko-stěnných betonových konstrukcí, k výrobě předpjatého betonu, na mostní konstrukce a na konstrukce, u nichž využíváme velkých počátečních pevností pro zkrácení technologických přestávek nutných pro hydrataci cementu. Portlandský cement I se vyznačuje vysokým vývinem hydratačního tepla, proto se hodí k betonování v zimě, ale nehodí se k betonování masivních konstrukcí. Vyrábí se v pevnostních třídách 42,5 a 52,5. Tuhnutí musí být ukončeno do 12 hodin po přidání vody. Tisk na pytlích je červený. Portlandský struskový cement (II) se vyrábí semletím portlandského slínku, sádrovce a vysokopecní granulované strusky. Čím větší množství strusTabulka 13. Normalizované pevnosti cementů Pevnost v tlaku N.mm–2 Pevnostní třída

88

Počátční pevnost 2 dny

7 dnů

22,5

–


13

32,5

–


16

32,5R


10

–

42,5


10

–

42,5R


20

–

52,5


20

–

52,5R


30

–

Normalizovaná pevnost

Počátek tuhnutí

28 dnů

minut


22,5

 42,5


32,5

 52,5


42,5

 62,5


52,5

–


60


45

ky cement obsahuje, tím je odolnější proti agresivním vodám, hlavně síranovým a uhličitanovým. Nevýhodou zvyšování množství strusky je větší smrštitelnost betonu na suchu. Zvětšený podíl strusky v cementu snižuje hydratační teplo, čímž se dobře hodí pro betonování masivních konstrukcí, ale je citlivější k nižším teplotám. Vyrábí se v pevnostních třídách 32,5 a 42,5. Začátek tuhnutí je stanoven nejdříve za hodinu a konec tuhnutí do 12 hodin od smíchání s vodou. Pro svoje vlastnosti se používá pro betonáž všech běžných konstrukcí. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský cement s křemičitým úletem II/A-D. Zvýšený obsah silikátu zvyšuje pevnost v tahu. Vyrábí se v pevnostní třídě 42,5 a hodí se na konstrukce, které jsou vedle tlaku namáhány tahem. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský pucolánový cement II/A-P, II/B-P, II/A-Q, II/B-Q se vyrábí semletim portlandského slínku, přírodního nebo průmyslového pucolánu a sádrovce. Pucolán zvyšuje odolnost proti uhličitanovým a odpadním vodám a zvyšuje vodotěsnost betonu. Vyrábí se v pevnostní třídě 32,5. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský popílkový cement II/A-V, II/A-W, II/B-V, II/B-W. Přidáme-li při mletí k slínku a sádrovci popílek křemičitý (V) nebo průmyslový (W), dostaneme portlandský popílkový cement. Betonová směs z tohoto cementu vykazuje vyšší plastičnost, zpracovatelnost a vodotěsnost. Je používán na stavbu přehrad. Vyrábí se v pevnostních třídách 32,5 a 42,5. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský cement s kalcinovanou břidlicí II/A-T, II/B-T. Jemným semletím portlandského slínku, sádrovce a kalcinované břidlice dostaneme cement vyznačující se pevností (pevnostní třída 42,5) a plastičností. Používá se k injektáži. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský cement s vápencem II/A-L, II/B-L. Vápenec jemně semletý s portlandským slínkem a sádrovcem tvoří cement, jenž odolává plísním. Je vhodný pro konstrukce potravinářského průmyslu a obchodu. Vyrábí se v pevnostní třídě 32,5. Tisk na pytlích je zelený. Portlandský směsný cement II/A-M, II/B-M. Tento cement vyrábíme semíláním portlandského slínku, sádrovce, regulátoru tuhnutí, a směsi předchozích složek, jako je vysokopecní struska, křemičitý úlet, pucolán, kalcinovaná břidlice a vápenec. Vyrábí se v pevnostní třídě 32,5. Je vhodný pro betonování běžných konstrukcí. Tisk na pytlích je zelený. Vysokopecní cement III/A, III/B, III/C. Vyrábí se semletím portlandského slínku, sádrovce a vysokopecní strusky v množství uvedeném 89

v tabulce 9. Množství strusky v cementu ovlivňuje jeho vlastnosti a určuje jeho použitelnost. Cement III/A se používá pro betonování základů v prostředí s mírnou agresivitou, betonování trub, poklopů, dílců revizních šachet apod. Cement III/B se používá pro konstrukce vystavené účinku síranových vod, pro betonáž průmyslových jímek, dílců silážních jam apod. Cement III/C obsahuje vysoký podíl strusky. Používá se pro betonáž konstrukcí vystavených vyšším teplotám a pro betonáž konstrukcí přicházejících do styku se silně znečištěnými průmyslovými vodami. Vysokopecní cement se vyrábí v pevnostní třídě 32,5. Tisk na pytlích je červený. Pucolánový cement IV/A, IV/B. Pucolánové cementy se vyrábějí společným semletím portlandského slínku, sádrovce a přírodního nebo umělého pucolánu doplněného křemičitým úletem a křemičitým popílkem v množství uvedeném v tab. 9. Pucolány zlepšují objemovou stálost cementů, jejich pružnost a odolnost proti některým škodlivým vodám (zejména proti uhličitanovým a síranovým vodám), zabraňují tvorbě výkvětů a snižují hydratační teplo, zlepšují zpracovatelnost a vodotěsnost betonu. V betonu se vliv pucolánových příměsí projevuje snižováním jejich počátečních pevností, které jsou později vyšší než u betonů z portlandských cementů. Zároveň se zvyšuje odolnost betonu proti vzniku trhlin, snižuje se propustnost vody, zhoršuje se však mrazuvzdornost. Tisk na pytlích je modrý. Směsný cement V/A, V/B. Při mletí se k portlandskému slínku a sádrovci přidává vysokopecní struska a přírodní nebo umělý pucolán doplněný křemičitým popílkem v množství 18 až 50 % hmotnostních. Vyrábí se v pevnostní třídě 22,5 podle Národního dodatku. Používá se na podlahy, cementové potěry, betonáž méně namáhaných konstrukcí, betonové dlažby apod. Tisk na pytlích je hnědý. Silniční cementy. Jsou to speciální cementy, které se vyznačují nízkým měrným povrchem, malou objemovou roztažností, vysokou pevností v tahu za ohybu a vysokou pevnosti v tlaku. Používají se na stavby silnic a dálnic, odstavných ploch, velkoplošných garáži, letištních ploch apod. Síranovzdorný cement – na rozdíl od ostatních cementů – zvětšuje při tuhnutí a tvrdnutí objem a nesmršťuje se. Jeho použitím nevzniká nebezpečí tvorby trhlinek. Je výhodný pro těsnění spár montovaných konstrukcí, při kladení závěrných klenáků u kleneb a oblouků, na opravy poškozených míst konstrukci apod. Vodotěsný hydrofobní cement se nesmršťuje. Je to vlastně portlandský cement upravený přísadami, které pokrývají částice cementu vrstvičkou látky, jež odpuzuje vodu (např. vosk, kyselina olejová, silikony, pryskyřičné látky). 90

Hlinitanový cement obsahuje jako hlavní účinnou látku Al2O3 vázaný ve formě CaO.(Al2O3). Vyrábí se z mleté směsi bauxitu a vápence. Jeho velkou přednosti je, že dosahuje velkých počátečních pevností, a to již přes 40 MPa po 24 h. Při tuhnutí i tvrdnuti vyvíjí značné množství hydratačního tepla. Nesmíme ho míchat s žádným jiným cementem. 5.2.2.3 Skladování a doprava cementů Na stavbu se cement dodává buď pytlovaný, nebo volně ložený. Cement balený v papírových pytlích má hmotnost 25 nebo 50 kg; pytle ze speciálního papíru jsou dvouvrstvé až pětivrstvé. Zvyšováním mechanizace ve stavebnictví se velmi rozšiřuje dodávání nebaleného cementu. Dnes se tato přeprava používá téměř výhradně, kromě drobných dodávek pro některé speciální práce. Pro přepravu nebaleného cementu byly vyvinuty speciální prostředky, přepravníky (kontejnery), osazené na vagónech, na nákladních automobilech a v cizině i na lodích. Podle uložení kontejneru nebo cisterny na dopravním prostředku rozlišujeme přepravníky s vertikální osou (systém Kobold) a s vodorovnou osou. U vertikálního systému se nádoby plní vrchem, otvorem opatřeným vodotěsným poklopem. Cement se vypouští otvorem při dně nádoby, na který je napojeno vypouštěcí potrubí. Před vypouštěním se do prostoru přepravníku nažene stlačený vzduch; takto provzdušněná sypká hmota ztrácí vnitřní tření a chová se jako tekutina. Horizontální systém má nádoby přibližně válcového tvaru; plní se i vyprazdňují jako předchozí typ. Překládání cementu z přepravníku zajišťují speciální pneumatická čerpadla sypkých hmot nebo dmýchadla či korečkové elevátory. Na krátké vzdálenosti se cement přepravuje v automobilových cisternách. Při delších vzdálenostech je výhodnější přeprava po železnici do překládací stanice a odtud automobilovými cisternami přímo k odběrateli. Přibližně lze odhadnout, že do vzdálenosti 50 km od cementárny je výhodnější přímá doprava automobilovými cisternami, v ostatních případech železniční doprava kombinovaná s automobilovou. Pro skladování se používají kovové skladovací zásobníky pro 15, 30, 60 a 120 t cementu, výjimečně větších objemů.

91

6

MALTY A MALTOVÉ SMĚSI

6.1

SLOŽKY MALT

Kvalita složek malt, jejich vzájemný poměr, jejich způsob zpracování atd. ovlivňují základní vlastnosti malt. Malta má mít požadovanou plastičnost, přilnavost, pevnost a má být snadno zpracovatelná. Podle ČSN 72 2430 je malta stavivo vzniklé ztvrdnutím promíšené směsi kameniva, pojiva a vody. V konečné funkci se používá k vzájemnému spojování stavebních prvků, dílců a částí, k úpravě povrchu stavebních konstrukcí a ke spojování stavebních prvků s podkladem. Plnivo tvoří objemově i podle hmotnosti největší součást malty. Obvykle se uplatňuje kopaný, méně často říční písek. Pro výrobu malt je vhodný písek obsahující nejméně 20 %, max. 70 % zrn do průměru 1 mm (pro štukovou maltu je i tento průměr zrna zpravidla nevyhovující). Oblá a čistá zrna zvětšují pevnost malty v tlaku, drcená ostrohranná zrna zvětšují pevnost v tahu. Pojivo. Jeho množství a vlastnosti jsou určovány požadovanými vlastnostmi malt. K výrobě vápenných malt používáme vápno vzdušné i hydraulické (malty ze vzdušného vápna se používají jen v suchém prostředí). Zdrojem pro výrobu vápenné kaše je někdy tzv. karbidové vápno, které se získává jako odpad při výrobě acetylenu. Hydraulické vápno používáme vždy v mletém stavu. Voda musí být čistá a chemicky nezávadná, nesmí obsahovat olej, tuky, rostlinné látky apod. Nejvhodnější je voda dešťová, čistá říční i studniční, příliš tvrdá voda vhodná není. Pro cementové malty je vhodnější voda pramenitá, pro malty vápenné voda dešťová. Pro zlepšení zpracovatelnosti a jiných vlastností můžeme do malt přidávat různé přísady. Přísady však nesmějí nepříznivě ovlivňovat vlastnosti pojiva natolik, že by tím byly ohroženy předepsané vlastnosti malty. Pro zlepšení zpracovatelnosti se používají plastifikátory. Přírodní plastifikátory jsou např. vápno, hlína, umělý plastifikátor je např. čs. výrobek Plastifikátor S. K urychlení tvrdnutí cementové malty se používá výrobek Tricosal S III, k zvýšení vodotěsnosti Tricosal N. Privatizací státních podniků, vznikem nových firem a novou úpravou výrobních programů při inovaci výrobků, dochází v nabízeném sortimentu 92

přísad do malt a betonů ke změnám názvů. Na trh přichází rovněž mnoho zahraničních výrobků. Před použitím nové přísady je vždy nezbytné provést průkazné zkoušky a nespoléhat na reklamu. 6.2

DRUHY A VLASTNOSTI MALT

Malty je možno třídit podle různých hledisek. Podle účelu použití rozlišujeme malty pro zdění, malty v keramických dílcích, malty pro omítky, malty pro zálivky a pro osazování částí a dílců, malty pro potěry, malty pro spárování, malty pro kladení dlažeb a malty pro obklady. Podle pojiva rozlišujeme: – malty vápenné obyčejné hrubé (MV) a vápenné jemné (MVj), – malty ze směsných hydraulických pojiv (MP), – malty vápenocementové, obyčejné hrubé (MVC), jemné (MVCj) a pro šlechtěné omítky (MCVo), – malty vápenosádrové (MVS), – malty sádrové (MS), – malty cementové obyčejné hrubé (MC), provzdušněné nebo s plastifikační přísadou (MCv), pro pálené omítky (MCo), pro cementový postřik (MCp), pro spárování (MCs) a pro dlažby a omítky (MCk). Podle pevnosti v tlaku se malty dělí na druhy rozlišené značkami. Číslo značky odpovídá pevnosti malty v tlaku po 28 dnech tvrdnutí v MPa, pod kterou nesmí klesnout průměrná hodnota z výsledků zkoušek této malty (nezatvrdlá malta 0 MPa, dále 0,4; 1; 2,5; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 33 MPa). Vápenné malty Vápenné malty se vyrábějí ze vzdušného i z hydraulického vápna, z písku a z vody. Předepisují se ve výrobních značkách MVO a MV 0,4. K výrobě malty lze použít vápennou kaši, vápenný hydrát nebo nehašené mleté vápno. Takto získanou maltu používáme pro zdění. Pro omítky je vždy nutno vápno řádně vyhasit a odležet. Například pro výrobu malty MV 0,4 je na l m3 třeba buď 335 l vápenné kaše, nebo 270 l vápenného hydrátu. Písek pro malty na omítky má mít zrnitost do 2,5 mm. Dělají-li se omítky dvouvrstvé, je vrchní vrstva z jemnější malty a jde o tzv. malty štukové. Štuková malta je vápenná malta s pískem zrnitosti max. 1,25 mm. Spodní vrstva, tzv. jádro, se nanáší v tloušťce asi 20 mm, vrstva štukové omítky v tloušťce 0,5 mm a její povrch se uhlazuje plstěnými hladítky. 93

Sádrová a vápenosádrová malta Sádrová malta se používá na omítky a při pomocných pracích, např. při elektroinstalacích. Zhotovuje se z rychle tuhnoucí sádry, k níž se přidávají asi 2 % vápna (písek se nepřidává). Pro zpomalení tvrdnutí se přidává např. klihová voda, lze však použít i pomalu tuhnoucí sádru (malta pak tvrdne až po několika hodinách). Vápenosádrová malta se připravuje z jednoho dílu pomalu tuhnoucí sádry a ze dvou dílů vápenné malty pro omítky a dobu tvrdnutí lze prodloužit přidáním klihové vody. Nastavované malty a cementové malty Přidáváme-li cement do vápenné malty, získáme tzv. maltu prodlouženou neboli nastavovanou cementem. Tyto vápenocementové malty obsahují převládající množství vápna a vyrábějí se ve značkách MVC 1 a MVC 2,5. Používají se na zdění, kde je předepsána větší pevnost zdiva, dále na zálivky, potěry, omítky pod obkládačky, venkovní omítky. Cementová malta je směs písku, cementu a vody. Poměr mezi pískem a cementem je stanoven hodnotami 2 : 1 až 5 : 1. Protože je cementová malta těžko zpracovatelná a nechytá dobře na stěny, přidává se do ní jako plastifikátor vápno. Cementové malty rychle tuhnou a dosahují velmi dobrých pevností. Zhotovují se ve značkách MC 5, MC 10 a MC 20. Cementové malty se používají na zednické práce, zejména při adaptacích, na potěry, podlahy, spárování, kladení dlaždic, injektováni i na omítky ve zvlášť vlhkých prostorách. Vedle obyčejné cementové malty se vyrábí malta na pálené omítky, a to ze 400 kg cementu (bez vápna) na 1 m3 písku. Ostatní malty Šlechtěné omítky jsou průmyslově připravené suché směsi, které se na stavbě před použitím rozmíchají s vodou. Směsi jsou připraveny z jemného písku, vápna, cementu, kamenné drtě, slídy a barviva. Jsou známé jako břízolit. Malty na břízolitové omítky rozlišujeme podle barevného odstínu na přírodní a barevné. Barevný odstín závisí na druhu použitých surovin a může být světle červený nebo tmavě červený, přírodně bílý, modrý, šedý, žlutý atd. 94

Hořečnatá maltovina se používá k výrobě xylolitu (někdy se označuje jako maltovina Sorelova). Jde o směs rozemletého oxidu hořečnatého (MgO) s roztokem chloridu horečnatého (MgCl). Do této směsi se přidávají organická plniva (dřevěné piliny, korková moučka) nebo plniva anorganická (azbest, kamenná moučka) a různá barviva. Polymerové malty patří do skupiny nejnovějších druhů. Jako pojivo se přidává organická pryskyřice, disperze plastů (polyakrylátové aj.). Pojivo se mísí s pískem a s příměsí způsobující tvrdnutí. Dosahují v krátkém čase velkých pevností (až 100 MPa), nepropouštějí vodu, jsou odolné proti většině chemických látek, vyznačují se nepatrnou obrusností, poměrně velkou pružností atd. Používají se na speciální práce. Polymercementové malty jsou cementové malty, jejichž vlastnosti jsou modifikované přidáním disperze polymerů (např. vinylchloridvinylacetátu, styrénbutadienu, akrylátu apod.). Plnivo se používá stejné jako do cementových malt, např. přírodní těžený písek a nebo křemičitý písek. Při porovnání s vlastnostmi cementových malt, polycementové malty pomaleji tuhnou, mají lepší přilnavost k podkladu, vyšší pevnost v tahu a v tahu za ohybu, nižší modul pružnosti a vyšší smršťování. Smršťování polymercementových malt můžeme snížit použitím rozpínavého cementu, přidáním síranohlinitanu nebo vláken. Příměs vláken zvyšuje pevnost malty v tahu. Polymercementové malty se používají na vnější a vnitřní omítkty; při sanacích vlhkého zdiva a na tepelně izolační omítky (s lehkým plnivem). Velmi široké uplatnění nacházejí jako materiály na opravu a sanaci betonových konstrukcí. Dále jsou vhodné na velmi namáhané podlahy v průmyslových halách a na zhotovení podkladových nosných vrstev pod podlahy v bytových a občanských stavbách. Mikromalty jsou speciální suché maltové směsi z čistě přírodních materiálů, kde pojivem je nejkvalitnější vzdušné vápno a plnivem jsou jemné křemičité písky s aditivy rostlinného a živočišného původu. Používají se jako finální povrchové úpravy fasád a interiérů, zejména při sanacích a rekonstrukcích památkových objektů. Dodávány jsou pod označením Prodexor ®. 6.3

VÝROBA A ZPRACOVÁNÍ MALT

Složení čerstvé malty se stanoví na základě průkazných zkoušek nebo ověřených receptur tak, aby malta vykazovala požadované vlastnosti. Složení malty je dáno poměrem míšení pojiva, plniva, záměsové vody, pří95

padně přísad a příměsí. Tyto vzájemné poměry určuje výrobní předpis tak, aby byly zajištěny požadované vlastnosti malty. Např. u vápenné malty musí být vápna dostatek, aby každé zrnko kameniva bylo vápnem obaleno. Kdyby však bylo kameniva málo a vápna nadbytek, byla by malta příliš „mastná“, špatně by tvrdla a vznikaly by v ní trhlinky od nadměrného smršťování. V případě potřeby se uvedou údaje o druhu, původu, vlastnostech a úpravě složek. Například lehké pórovité plnivo se doporučuje provlhčit před zpracováním postřikem vodou minimálně 30 min. před použitím. Záměsová voda se potom přidá v takovém množství, aby se dosáhlo požadované zpracovatelnosti malty. Doba míchání malty musí být rovněž předem ověřena a výrobním předpisem stanovena. Je závislá na velikosti a druhu míchačky a na zpracovatelnosti malty. Čas od okamžiku přidání všech složek do míchačky až do začátku vyprazdňování by neměl být kratší než 2 minuty. V případě ručního míchání je nutné zvýšit dávku pojiva proti původní receptuře o 5 %. Poměr mísení složek malt se určuje ve výrobním předpisu tak, aby byly zajištěny požadované vlastnosti malty. Postup při míchání čerstvé malty je různý a závisí na druhu použitého pojiva. Při míchání vápenné malty z vápenné kaše se v míchačce nejdříve připraví vápenné mléko, do kterého se přisype písek a malta se důkladně promíchá. Při míchání vápenné malty z práškového vápna nebo cementové malty se nejdříve důkladně rozmíchá pojivo s pískem a potom se přidá voda. Při míchání sádrové malty se musí vždy sypat sádra do vody a ne opačně, protože by malta zhrudkovatěla. Vápenno-cementová malta se připravuje vmícháním příslušného množství cementu do vápenné malty, vápenná-sádrová malta zase smícháním vápenné a sádrové malty v potřebném poměru. Tekuté přísady se předem zamíchají do záměsové vody. V současnosti se velká část malt vyrábí průmyslově, v maltárnách zřízených pro tento účel. Průmyslově se vyrábějí mokré malty a suché malty. Centrální maltárny mají vysoce mechanizovaný provoz, umožňující přesné dávkování jednotlivých složek a jejich dokonalé promísení. Čerstvá malta se dopravuje z maltáren na místo spotřeby ve speciálních přepravkách s obsahem až 1 m3, na nákladních autech nebo potrubím pomocí čerpadel. Doprava musí být rychlá, malta nesmí během dopravy začít tuhnout, nesmí u ní dojít k tzv. rozmíšení a při dešti se nesmí rozředit. Při ukládání nebo nanášení malty na stavbě musíme respektovat pokyny výrobce s ohledem na povětrnostní podmínky, protože ty ovlivňují dobu tuhnutí a tvrdnutí malty. Především jde o vliv teploty (slunce, mráz), vlh96

Tabulka 14. Minimální zkoušky vlastností čerstvé a zatvrdlé malty U průmyslově vyráběné suché maltové směsi: vlhkost, zrnitost, sypná hmotnost U čerstvé malty: vždy

zpracovatelnost

u provzdušněné malty

obsah vzduchu v čerstvé maltě

u malty na omítky

přilnavost k podkladu

je-li pochybnost o jakosti

odlučitelnost vody a rozmísitelnost

U ztvrdlé malty: na zdění, na styky a na výrobu keramických dílů

pevnost v tlaku a pevnost v tahu za ohybu

u tepelně izolační malty

objemová hmotnost

na omítky

objemová stálost a přídržnost

kosti (odsávání vody z malty podkladem), ale i o průvan či vítr. Při výrobě čerstvých malt na zdění při nízké teplotě (do 0 °C) a záporných teplotách nesmí teplota žádné složky klesnout pod +5 °C a teplota čerstvé malty pod +10 °C. Po dobu tuhnutí nesmí klesnout teplota malty pod +5 °C. To znamená, že v uvedených případech je třeba složky malt (kamenivo, vodu) ohřívat a zdivo přikrývat vhodným materiálem (fólie, rohože, ...). Malta smí být vystavena účinkům mrazu jen tehdy, dosáhne-li pevnosti v tlaku 4,0 MPa při značkách 10 a níže, 6,0 MPa při značkách 15,25 a 8 MPa při značkách 30,33. Při použití mrazuvzdorné přísady můžeme s maltou pracovat do té záporné teploty, která odpovídá účinnosti použité přísady. Při výrobě malt se kontrolují vlastnosti podle účelu použití malty, a to vlastnosti čerstvé malty a zatvrdlé malty. V tab. 11 jsou uvedeny vlastnosti malt, které se minimálně kontrolují. 6.4

PRŮMYSLOVĚ VYRÁBĚNÉ MALTY (obr. 41)

6.4.1

Mokré malty

Mokré malty jsou připravovány v maltárnách nebo betonárkách a na stavbu jsou dopravovány autodomíchávačem. Zde mohou být nadávkovány do speciálních plastových kontejnerů, které zároveň slouží i k vodo97

Obr. 41. Průmyslově vyráběná malta

rovné a svislé přepravě těchto malt až na místo zpracování. Předností těchto malt je jejich standardní kvalita a podstatné navýšení produktivity práce. Jejich zpracovatelnost je 36 hodin. S výhodou se takto využívají především zdicí malty. Tato technologie při ručním zpracování nevyžaduje na stavbě přípojky vody a elektrické energie. Samonivelizující směsi pro podlahy mohou být vyráběny na bázi cementu nebo anhydritového pojiva jako samonivelačni potěry. Na stavbě jsou z autodomíchávače přepravovány speciálním čerpadlem a pomocí přenosných hadic rozlévány na předem připravené podlahové plochy. Jejich předností je vysoká produktivita práce a vynikající kvalita povrchů. 6.4.2

Suché maltové směsi

Průmyslově vyráběné suché maltové směsi se vyrábějí z různých frakcí kameniva, pojiv a přísad. Kamenivo musí být vysušeno tak, aby při výrobě, přepravě a skladování nemohlo dojít k předčasné hydrataci pojiv a tedy ke znehodnocení směsi. Jako pojivo používáme různé druhy cementu a vápenný hydrát. Přísadami je ovlivněna kvalita malty a charakteristické vlastnosti jako strojní zpracovatelnost, provzdušněnost, vodoodpudivost a další. Suchá maltová směs je dodávána volně ložená v kontejnerech/silech, případně i s připojeným strojním zařízením pro zpracování na stavbě, nebo v papírových pytlích. Každá dodaná suchá maltová směs musí být označe98

na tak, aby zpracovatel přímo z obalu nebo průvodní dokumentace mohl zjistit minimálně tyto údaje: název a sídlo výrobce, přesné označení výrobku podle ČSN 72 2430-1 nebo příslušné podnikové normy, množství v kg nebo název zkušebny, skladovatelnost/zpracovatelnost a datum výroby s výrobní šarží. Na stavbě se suchá maltová směs rozmíchá s vodou na běžných mísicích strojích nebo technologií doporučenou výrobcem. Nepřípustné je dodatečné přidávání kameniva, pojiv či dalších přísad, stejně jako prosévání směsi. Jsou dodávány jako malty zdicí, jádrové omítky, betonové potěry a samonivelační lité potěry, sanační omítky, štuky, šlechtěné omítky, cementová lepidla a spárovací hmoty. Nověji se průmyslově vyráběné malty třídí na: – malty pro vnitřní a vnější omítky (ČSN EN 998-1), – malty pro zdění (ČSN EN 998-2). Podle složení použitého pojiva se tyto průmyslově vyráběné malty dále dělí na: – malty ze vzdušných vápen, – malty ze směsi vzdušného vápna a cementu, u nichž obsah cementu nepřesahuje 50 % celkové hmotnosti pojiva, – cementové malty a malty ze směsi vzdušného vápna a cementu, u nichž obsah vzdušného vápna nepřesahuje 50 % hmotnosti pojiva, – malty s jinými hydraulickými pojivy, – malty se zpožďovací přísadou. K 1. 1. 2005 se zrušilo všech pět částí ČSN 72 2430 a všechny zkušební normy ČSN 72 2440 až ČSN 72 2454. Po tomto datu se budou průmyslově vyráběné malty podle ČSN EN 998 – 1 a 2 přiměřeně používat i pro staveništní malty. U zatvrdlé malty je základní vlastností pevnost v tlaku. Pro návrhové malty musí být pevnost v tlaku malty pro zdění deklarována výrobcem. Výrobce má deklarovat pevnost v tlaku v souladu s tabulkou tříd malt, kde je pevnost v tlaku označována jako M podle pevnosti v tlaku v N.mm2, kterou překračuje (tab. 15).

Tab.15. Třídy malt Třída M1 M2,5 M5 M10 M15 M20 1 2,5 5 10 15 20 Pevnost v tlaku N.mm2 Poznámka: d je pevnost v tlaku větší než 25 N.mm2 deklarovaná výrobcem

Md d

99

Sanační omítky Při sanaci vlhkého a solemi poškozeného zdiva jsou využívány různé metody a postupy nebo jejich kombinace (vkládání dodatečné izolace, injektáž zdiva, elektroosmóza a další). Při každém takovém sanačním zásahu je nezbytné následně použít sanační omítky. Sanační omítkový systém řeší odvádění vlhkosti obsažené ve zdivu a ukládání škodlivých solí v pórech uvnitř omítky (obr. 42). Kvalitní sanační omítkový systém zajistí suchý vzhled povrchu. Požadavky na sanační omítky jsou formulovány ve směrnici WTA 2-2-91. Důležitými vlastnostmi sanační omítky jsou objem vzduchových pórů v čerstvé maltě, otevřená pórovitost a omezená kapilární nasákavost.

Obr. 42. Princip sanačních omítek 1 – vzduchové póry, 2 – vodní pára, 3 – sůl, 4 – vnější povrch omítky

Sanační omítka bez dalších opatření jako jediný sanační systém může být funkční jen ve přesně definovaných podmínkách, např. po odstranění příčiny zavlhnutí zdiva zatečením srážkové vody, nebo při nízkém stupni zasolení a nízké až zvýšené vlhkosti (do 7,5 % hmotnostních). Vždy je třeba přesně dodržovat výrobcem předepsaný způsob zpracování sanačních omítek, jinak se znatelně zkrátí životnost celého sanačního systému. Na trhu je velký výběr průmyslově vyráběných maltových směsí k nejrůznějšímu použití, produkty provází technický servis a poradenství každého výrobce. Trendem pro budoucnost jsou lehčené druhy omítek a veškeré druhy tepelně izolačních omítek a zdicích malt nebo nejlépe zateplovací systém. 100

Tenkovrstvé omítky Tenkovrstvé omítky se na rozdíl od omítek klasických (vápenných, vápenocementových, cementových) nanášejí v tloušťkách pouze několika milimetrů. Zhotovují se z průmyslově vyrobených suchých omítkových směsí. Povrch, na který se nanášejí, musí být pevný, suchý bez prachu a výkvětů. Podle druhu použitého pojiva se tenkovrstvé omítky nejčastěji dělí na minerální (sádrové, vápenocementové), akrylátové a silikátové. Pojivem minerálních sádrových tenkovrstvých omítek je vápenný hydrát, cement nebo sádra. Minerální omítky se snadno aplikují na povrch cihelného či pórobetonového zdiva a betonu. K výhodám patří dostatečná propustnost vodních par, nevýhodou je vysoká nasákavost, drsný povrch a tím možnost rychlého zašpinění. Šlechtěné minerální omítky se dodávají zabarvené přísadou pigmentu, a proto jimi omítnutý povrch má větší barevnou stálost než nátěr. Sádrové tenkovrstvé omítky se provádějí jako jednovrstvé interiérové omítky. Mohou obsahovat perlitové plnivo. Nedoporučuje se používat je do vlhkých interiérových prostorů (koupelny, sušárny). Stěny opatřené sádrovými omítkami se snadno malují. Charakteristické vlastnosti tenkovrstvých sádrových omítek: – minimální tloušťka 4 mm (při použití na pórobeton i beton), – faktor difuzního odporu
– 8. Vápenocementové tenkovrstvé omítky se aplikují jako jednovrstvé na interiérové i exteriérové povrchy. Minimální tloušťka činí 5 mm u interiérových omítek a 7 mm u omítek exteriérových. Podklad pro aplikaci těchto omítek musí splňovat obvyklé požadavky. Akrylátové tenkovrstvé omítky mají pojivový systém založený na bázi vodou ředitelné akrylátové nebo styrenakrylátové disperze. Aplikují se na povrchy novostaveb a zateplovacích systémů obvodových stěn. Nejsou však vhodné na nátěry starších objektů. Jejich výhodou je barevná stálost. Nevýhodou je nutnost úplného odstranění původních nátěrů. Lze je aplikovat např. na sádrokarton, dřevotřísku, beton i jádrové omítky, a to jako interiérovou i exteriérovou povrchovou úpravu. Silikonové tenkovrstvé omítky mají jako pojivo silikátové emulze, a jsou proto dodávány v tekuté (suspenzní) formě. Dobře pronikají do podkladu a mají hydrofobní vlastnosti. Dobře propouští vodní páry, nešpiní se a po vyschnutí jsou omyvatelné vodou. Jsou zvláště vhodné ke zhotovení konečné povrchové úpravy tepelně izolačních systémů. 101

Silikátové tenkovrstvé omítky mají jako pojivo vodný roztok alkalického křemičitanu draselného (draselné vodní sklo). Patří k omítkám dobře propouštějícím páru. Jsou proto vhodné pro asanace a renovace. Dodávají se ve formě suspenze, která se před použitím pouze promíchá.

102

7

CEMENTOVÉ BETONY

7.1

VÝHODY A NEVÝHODY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

Beton je dnes jedním z nejdůležitějších stavebních materiálů. Prosadil se v nejrůznějších oborech stavebnictví a nahradil staré materiály, např. kámen, cihlu, dřevo i ocel. Skládá se z kameniva (písek a štěrk), cementu, vody a přísad a používá se jako prostý, železový a předpjatý. Betonu si ceníme zejména pro tyto vlastnosti: – Dobrá únosnost, pevnost (pevností v tlaku předčí cihelné zdivo). Železobeton předčí v ohybu i únosnost dřevěných konstrukci. – Tvárnost a jednolitost (monolitičnost). Z betonu je možno vytvářet konstrukce různých tvarů (pomocí bednění). – Trvanlivost. Beton je umělý slepenec (kámen), dobře vzdoruje vlivům povětrnosti, zemní vlhkosti, tekoucí vodě i mechanickému opotřebení. – Ohnivzdornost. Ve srovnání s ostatními stavebními materiály je beton mnohem odolnější proti působení ohně, žárem se porušuje teprve při teplotě 1 100 °C, krátkodobě odolává teplotám do 600 °C. – Hospodárnost. Při menším rozpětí jsou betonové konstrukce proti konstrukcím ocelovým hospodárnější. Nevýhodné vlastnosti betonu: – Pevnost betonu v tahu. Je poměrně malá, dosahuje 1/10 až 1/20 pevnosti betonu v tlaku. – Zvuková vodivost. Dosahuje značných hodnot a hutnost a kompaktnost způsobuje, že beton přenáší zvuk z místa vzniku do vzdálených míst. – Objemové změny. Při tvrdnutí na vzduchu se objem zmenšuje, dochází k smrštění betonu, při tvrdnutí pod vodou se objem mírně zvětšuje. Smrštění betonu je až 5krát větší než nabývání a může způsobit i vážné trhliny. Proto je třeba konstrukce během tvrdnutí betonu řádně ošetřovat (kropit vodou), navrhovat dilatační spáry nebo používat objemově stálé cementy apod. – Velká objemová hmotnost. Beton je složen z poměrně těžkých součástí, u železobetonových konstrukcí je navíc podstatná hmotnost výztuže. Podle ČSN je třeba objemovou hmotnost u prostého beto103

nu uvažovat v rozmezí 2 000 až 2 400 kg.m–3, u železobetonu v rozmezí 2 300 až 2 600 kg.m–3. 7.2

SLOŽKY BETONU, POMĚRY MÍŠENÍ

Beton je stavivo vznikající stmelením kameniva cementovým pojivem. Na rozdíl od malt obsahuje beton drobné i hrubé kamenivo. Cementové pojivo je tvořeno jemnými zrnky písku, cementem a vodou. Kamenivo, cement a voda jsou složky betonu. Pojivo. K výrobě betonu lze použít všechny druhy cementů, popř. pro méně důležité konstrukce i hydraulická vápna, tzn. místo cementu k betonování málo namáhaných konstrukcí z betonu prostého (podkladní mazaniny, některé druhy tvárnic), popř. z betonu vyztuženého. Kamenivo, které použijeme k výrobě betonové směsi, musí být pevné, musí vzdorovat účinkům povětrnosti, změnám teplot, vlhkosti, a nesmí obsahovat žádné látky, které by narušily tvrdnutí betonu, omezovaly jeho pevnost nebo narušovaly vloženou výztuž. Jinak musí být kamenivo tvořeno zrnem vhodného tvaru a velikosti, aby bylo možno ze směsí připravit snadno zpracovatelnou betonovou směs. Voda pro výrobu betonu musí být čistá a musí mít vlastnosti, které nenaruší hydratační proces. Podle funkce rozdělujeme vodu potřebnou k výrobě betonu na vodu záměsovou a na vodu ošetřovací, kterou používáme při kropení již zatuhlého a tvrdnoucího betonu. Pevnost a vlastnosti betonu jsou ovlivňovány nejvíce jakostí jednotlivých složek a jejich vzájemnými poměry míšení. Poměr kameniva (drobného k hrubému). Tento poměr podstatně ovlivňuje potřebné množství cementu. Nejvhodnější poměr kameniva poskytuje požadovanou pevnost při minimální spotřebě cementu. Poměr v hmotnostních procentech je pro kvalitnější betony 40 : 60 (písek ke štěrku), pro betony menších pevností 35 : 65 (písek ke štěrku). Poměr cementu ke kamenivu. Snahou je vyrobit kvalitní beton s minimálním množstvím cementu. Minimální dávkování cementu pro prostý beton je stanoveno normou 200 kg na 1 m3 hotového betonu a pro železový beton v množství 240 kg na m3 betonu. Zvětšuje-li se dávka cementu (při použití vhodné směsi kameniv), zvětšuje se i pevnost betonu. Výrazného zvětšení pevnosti se dosáhne jen při vyšším dávkování cementu do 450 kg. Další přírůstek pevnosti s dávkou cementu nad 450 kg je velmi malý, někdy není žádný, nebo je dokonce opačný. 104

Poměr vody k cementu. Je prokázáno, že k úplné hydrataci 1 kg cementu je zapotřebí min. 0,23 l vody. Další přídavek vody zmírňuje tření kameniva, a přispívá tak k lepšímu a snadnějšímu zpracování směsi. Vodní součinitel w = v/c vyjadřuje hmotnostní poměr vody a cementu a jeho hodnota se v praxi pohybuje od 0,35 do 1,5. Hustota neboli konzistence, a tím i zpracovatelnost betonové směsi závisí nejen na množství vody, ale i na poměru množství vody k množství všech suchých složek (cementu a kameniva) a na tvaru kameniva. Husté směsi s malým obsahem vody jsou hůře zpracovatelné, pro zhutnění potřebují větší množství energie. Směsi s nadměrným množstvím vody není třeba hutnit (litý beton), ale snadno se rozměšují a pro dostatečné pevnosti betonu se spotřebuje více cementu. Pro zlepšení zpracovatelnosti s menším obsahem vody se do betonové směsi přidávají plastifikační přísady. Hustší směsi vyžadují hutnění vibrátory nebo mechanickými pěchy, řídké směsi naopak nesmějí vibrovat (aby se nerozmělňovaly), pouze se propichují tyčí. Známe-li množství cementu ve směsi, určíme při udaném vodním součiniteli množství vody ze vztahu v = wc 7.3

VÝROBA, DOPRAVA A UKLÁDÁNÍ BETONOVÉ SMĚSI

Při výrobě betonu je důležité, aby se při míšení zachovával stále přesný poměr složek. Dodává-li se cement v pytlích po 50 kg, je správné zvolit (při daném poměru míšení) takové množství kameniva pro jednu záměs, aby na ni připadlo jeden nebo několik celých pytlů cementu. Kamenivo odměřujeme odměrkami, jejichž obsah je přesně znám. Správnější je postup, při němž odměřujeme podle hmotnosti všechny složky, tzn. kamenivo, cement a vodu. Míšení může být ruční nebo strojní. Ruční míšení se připouští zcela výjimečně při drobných pracích, při nichž nezáleží na jakosti vyráběného betonu. Při strojním míšení je možno používat míchačky buď s periodickým mícháním (obr. 43), nebo s mícháním plynulým (obr. 44). Doba míšení betonové směsi je různá podle typu obsahu míchačky. U novodobých míchaček menšího obsahu je nejkratší doba míšení asi 1 min i méně, u velkých míchaček trvá míšení asi 2 až 3 min. 105

Obr. 43. Míchačky s periodickým mícháním typu Ransone, Jaeger a Wingeta

Obr. 44. Schéma míchačky s plynulým mícháním 1 – podélný řez, 2 – voda, 3 – mísící mechanismus, 4 – buben, 5 – příčný řez, 6 – cement, 7 – písek, 8 – drť

Pro dopravu betonové směsi přímo na stavbě je vhodné použít na rozvoznou vzdálenost do 50 m buď plechové kolečko obsahu 50 až 100 l, nebo dopravní pásy. Na vzdálenost 50 až 70 m lze použít japonky (dvoukolové vozíky konstruované speciálně pro přepravu betonu a malt). Obsah korby je až 200 l. Na vzdálenost 70 až 100 m se používají motorové vozíky MV 250. Je to moderní dopravní prostředek na přepravu betonové směsi nebo malty, který má sklopnou korbu o objemu 0,25 m3. Rozměry vozíku dovolují projíždění uvnitř stavby i dopravu stavebním výtahem včetně nákladu. Pro dopravu menšího množství betonové směsi na větší vzdálenost, především na směrových stavbách, používáme multikáry. Dále používáme dampry (dampkáry) které mají velkou přednost před ostatními dopravními prostředky, neboť 106

můžeme sklopením vany ukládat betonovou směs přímo do bednění. Dampry mají korbu o objemu 0,25 až 10 m3 a jsou vhodné pro přepravu směsi i na větší vzdálenost. Nákladní automobily používáme na vzdálenost až 5 km. Při větší vzdálenosti dochází vlivem otřesů a chvění motoru k rozmíšení směsi (oddělení cementové kaše od zrn různých velikostí). Na velké vzdálenosti, a to až do 40 km, dopravujeme betonovou směs pomocí domíchávačů nebo automíchačů. U domíchávačů je během dopravy homogenita betonové směsi udržována kývavým pohybem hřídele s lopatkami. Vyprazdňování se provádí zvednutím vany. Automíchače míchají betonovou směs během dopravy. V betonárně se buben automíchače naplní suchou směsí, během jízdy se přidá do směsi voda a zapojí míchací mechanismus. Ve svislém směru je možno zdvižemi vytahovat naplněná kolečka nebo japonky. Tento způsob je obvyklý na malých stavbách, kde nelze z provozních důvodů zřídit výtah přímo u míchačky, takže beton se musí k výtahu přivážet. Při přepravě svislé a současně vodorovné se uplatňují různé typy stavebních jeřábů. Přepravní nádoby mají podle únosnosti jeřábu obsah 0,75 až 3,0 m3. Vyprazdňují se ve spodní části pohyblivým dnem. Tekuté směsi lze dopravovat licím zařízením. Směs se vypouští do otevřených šikmých žlabů, jimiž teče na místo zpracování vlastní tíhou. Jinak je možno betonovou směs dopravovat pomocí čerpadel na beton (obr. 45). Používají se pístová čerpadla, která nasávají betonovou směs ze zásobníků a tlačí ji ocelovým výtlačným potrubím průměru 80, 100 nebo 150 mm do vzdálenosti až 300 m a do výšky až 100 m. Vodní součinitel takové směsi je 0,5 až 0,7. V současné době se betonová směs dopravuje hydraulickými čerpadly, u nichž je dvouválcový systém poháněn hydrostaticky buď tlakovým olejem (max.15 MPa) od vysokotlakého čerpadla, nebo tlakovou vodou od odstředivého čerpadla. Čerpadla třetí generace pracují s výkonnějšími čerpadly s tlakem oleje až 30 MPa.

Obr. 45. Čerpadlo na beton

107

Do bednění se betonová směs spouští z dopravních nádob opatrně, aby nedošlo k rozmíšení. Proto se používají strmé žlaby, po nichž se směs sune; přímo se smí směs házet do hloubky max. 1,5 m. Před plněním je nutno prohlédnout konstrukci bednění a uložení výztuže, odstranit různé nečistoty a vnitřní plochy dřevěného bednění pokropit vodou. Plechové bednění je třeba natřít odformovacím nátěrem. Při výrobě prefabrikovaných dílců se čerstvá betonová směs ukládá do formy a v ní se dokonale zhutní. Povrch zabetonovaných konstrukcí má být hladký a rovný. Beton se zhutňuje dvojím způsobem: ručně dusáním, strojně dusáním nebo vibrováním. 7.4

SPECIÁLNÍ BETONY

7.4.1

Vakuovaný beton

Složení betonové směsi je podobné jako u běžného betonu. Při zpracování použijeme podtlak, při němž ze směsi odsáváme jednak nežádoucí vzduch, jednak nadbytečnou vodu. Nejdříve se odsává vzduch, který uniká z pórů betonové směsi a strhává s sebou nadbytečnou vodu. Vakuováním urychlujeme tuhnutí a tvrdnutí betonu. Ve velmi krátké době dosahujeme velkých pevností v tlaku i v tahu. Vakuovaný beton má daleko větší nepropustnost a menší obrusnost než beton běžně zpracovaný a jen nepatrně se smršťuje. 7.4.2

Provzdušněný beton

Přídavkem provzdušňovací přísady se dosahuje toho, že beton obsahuje drobné, rovnoměrně rozptýlené plynové bublinky v celkovém množství 3 až 8 % objemu betonové směsi. Dosáhne se tak úspor cementu, zlepši se zpracovatelnost a stejnorodost betonové směsi, zmenší se objemová hmotnost betonu a zlepší se mrazuvzdornost. 7.4.3

Pohledový beton

Tento beton má bez dodatečného omítnutí nebo obložení plnit dvě funkce – jednak statickou, stavební a provozní, jednak estetickou, architek108

tonickou. Se zřetelem na trvanlivost povrchu zatvrdlého betonu je minimální dávka cementu 300 kg na 1 m3 hotového betonu. 7.4.4

Těžký beton

Uplatňuje se jako ochrana před zářením (reaktorů cyklotronů). Například těžký barytový beton má objemovou hmotnost 3 500 kg m–3 (složení je 60 % barytu, 22 % limonitu, 11 % portlandského cementu a 7 % vody), beton z ocelového šrotu má objemovou hmotnost až 4 800 kg m–3. Čím větší je objemová hmotnost betonu, tím účinnější je odolnost proti paprskům (gama). 7.4.5

Beton s rozptýlenou výztuží

Tento druh betonu patří mezi zatím málo používané betony. Podstata těchto betonů spočívá v pokud možno dokonalém a rovnoměrném rozptýlení vláken nebo drátků ve hmotě betonu. Podle použitého plniva se jedná o vláknobeton, nebo drátkobeton. Rozptýlená výztuž, ať již kovová ve formě jemných drátků průměru pod 1 mm v délkách 10 až 20 mm nebo polymerových vláken různého typu, zlepšuje především tahové pevnosti betonu a přispívá i k mírnému zvýšení pevností tlakových. 7.4.6

Ohnivzdorný a žáruvzdorný beton

Ohnivzdorný beton vyrábíme z kameniva s co nejmenším obsahem živce a křemene. Nejčastěji používáme čedič, diabas nebo sopečné tufy. Přidáním vodního skla nebo fluorokřemičitanu sodného odolnost zvýšíme. Beton odolává teplotám do 600 °C. Žáruvzdorný beton odolává teplotám i vyšším než 1 500 °C. K výrobě používáme hruběji mletý vysokopecní cement. Pro získání odolnosti proti teplotám do 900 °C používáme kamenivo z pálené hlíny nebo vysokopecní strusku, do 1 300 °C šamotovou drť, pro zvláště vysoké teploty vypálený křemenec, korund, chromit, magnezit apod. 7.4.7

Prolévaný beton

Na rozdíl od obvyklého zpracování betonu, při kterém se složky betonu napřed mísí, zhotovuje se přelévaný beton přeléváním vrstvy zhut109

něného štěrku velké zrnitosti (zrna větší než 16 mm) v bednění řídkou maltou z drobného písku (se zrny velikosti asi 2 mm), cementu a z plastifikační přísady. Použije-li se při zhutňováni tohoto betonu povrchové vibrace, hovoříme o colcretebetonu. Tlačí-li se malta do štěrku v bednění pod tlakem, hovoříme o prepactbetonu. 7.5

LEHKÉ BETONY

Jednou z nevýhod betonu je velká objemová hmotnost, s níž souvisí i špatná tepelná a zvuková izolační schopnost. Tyto nepříznivé vlastnosti nemají lehké betony, jejichž objemová hmotnost je někdy podstatně menší a tepelná izolační schopnost mnohem větší; jejich nevýhodou je však podstatně menší pevnost v tlaku. Vylehčení je možné dosáhnout: a) využitím mezerovitosti plniva – betony mezerovité, b) zvýšením pórovitosti plniva – nepřímo lehčené betony, c) vytvořením pórů přímo ve vyráběné hmotě – přímo lehčené betony – pórobetony. Jednotlivé způsoby lze vzájemně kombinovat, takže vlastnosti vyráběných materiálů se mohou v širokém rozmezí měnit. 7.5.1

Betony mezerovité

Vylehčení mezerovitých betonů docílíme použitím kameniva pouze úzkých hrubších frakcí. Vynecháním drobných frakcí se dosáhne toho, že jednotlivá zrna kameniva jsou obalena pouze tenkou vrstvou malty, která je vzájemně spojuje jen v jednotlivých místech dotyku. Vznikne tak makropórovitá neboli kavernovitá struktura betonu a jeho objemová hmotnost se tím sníží. Množství spojující malty musí být proto takové, aby právě stačilo k obalení zrn kameniva, aniž by došlo k zalití dutin mezi zrny. Použité kamenivo může být přírodní hutné i pórovité. 7.5.2

Betony lehčené nepřímo

Lehčicími látkami mohou být přírodní látky, průmyslové odpady aj. Podle lehčicí látky dostává zpravidla název i beton. Agloporitový beton. Agloporit je umělé pórovité kamenivo, vyráběné spékáním létavých popílků. Používá se jako plnivo do lehkých a konstrukčních 110

betonů, včetně mostních dílců, do izolačního betonu, na izolační zásypy atd. Lehké konstrukční betony z agloporitu se dnes u nás vyrábějí jen ve speciálních případech, protože v průběhu roku 1994 byla výroba agloporitu zastavena. Keramzitový beton (KB). Keramzit je umělé pórovité kamenivo vzniklé expandováním hlín vhodného mineralogického a chemického složení při vysoké teplotě. Z keramzitu LIAPOR-CS se vyrábí řada tvárnic z lehkého betonu s výbornými tepelně izolačními vlastnostmi, které mají i dostatečnou pevnost a slouží jako tvárnice ke zdění do určitého počtu podlaží, podobně jako pórobetonové tvárnice. Tento druh se nazývá izolačně nosným. Tvárnic pevnosti 3,0 MPa a více lze využít ke dvoupodlažní zástavbě, tvárnic s pevností 5,0 MPa a více lze využít pro výrobu samonosných obvodových dílců a vnitřní nosné stěny se budují z tvárnic s pevností vyšší než 7,0 MPa. Z LIAPORU-CS nelze vyrábět příliš kvalitní lehký konstrukční beton, lze však dovézt z Německa Liapor F a G, z něhož lze podle údajů výrobce vyrobit i beton s pevností v tlaku blížící se 60 MPa při objemové hmotnosti 1 875 kg.m–3. Nevýhodou však je značná cena tohoto cizího keramzitu. Lehké konstrukční betony se využívají především při rekonstrukčních pracích, kdy je třeba použít vysokopevnostní beton s nižší objemovou hmotností. Perlitový beton. Perlit je hornina vzniklá sopečnou činností. Patří do skupiny vulkanických skel, jako je obsidián nebo pemza. Vhodným tepelným zpracováním při teplotě 950 až 1 200 °C se tato hornina expanduje na drobné duté kuličky a vzniká tzv. expandovaný perlit (Experlit). Perlitový beton patří mezi nejlehčí silikátové hmoty. Experlit s pojivy a přísadami umožňuje vytvářet lehké betony s objemovou hmotností 200 až 250 kg m–3. Škvárový beton. Je to nejběžnější druh lehčeného betonu, vyrábí se ze škváry, cementu a vody (někdy se přidává i písek, někdy se cement zčásti nahrazuje vápnem vyhašeným na prach). Vyrábějí se z něho škvárobetonové tvárnice do zdiva a na stropní výplně. Struskopemzový beton. Strusková pemza vzniká zpěněním vysokopecní strusky. Ze struskopemzového betonu se vyrábějí i stropní panely. Pemzový beton. Vyrábí se z cementu, vody a přírodní pemzy. Pemza je pórovitá, sklovitá hmota sopečného původu. Podobně se vyrábí beton tufový (sopečný písek). Spongilitový beton. Vyrábí se z lehké horniny, která vznikla z usazených jehlic mořských hub. 111

Křemelinový beton. Vyrábí se z lehké zeminy, cementu a vody. Jeho objemová hmotnost je 700 kg m–3. Používá se na výrobu tvárnic vypalovaných při teplotě 900 až 1 000 °C. Tyto tvárnice se označují jako calofrigové desky a tvárnice. Betony s organickým plnivem. Při výrobě těchto betonů využíváme odpadu dřeva – pilin, hoblin, třísek, pazdeří apod. Smíchají se s cementovým nebo vápenným pojivem a vznikají betony s nízkou objemovou hmotností asi 500 kg.m–3, malou pevností a poměrně dobrým součinitelem
. Dřevěné plnivo je třeba před výrobou mineralizovat vodním sklem. Polystyrenbeton. Je druh lehkého izolačního betonu, v němž rozhodující částí plniva jsou granule z pěnového polystyrenu. Jeho hmotnost je 2 až 12krát nižší oproti klasickému betonu a tepelně izolační schopnost 10 až 20krát vyšší. Je odolný proti tvorbě plísní a hlodavcům, nehořlavý a zachovává si přiměřenou únosnost. Základním problémem při výrobě polystyrenbetonu jsou elektrostatická odpudivost a hydrofobie (nesmáčivost) granulí pěnového polystyrenu, které jsou příčinou obtížné mísitelnosti (lepivost plniva) a nepříznivě ovlivňují výslednou homogenitu takové betonové směsi. Dnes jsou nejpoužívanější dvě základní přípravy polystyrenbetonu, které se od sebe liší pouze způsobem aplikace přísady. Při prvním způsobu se pracuje s běžnými granulemi pěnového polystyrenu. Druhý způsob přípravy je založen na předvýrobě plniva z granulovaného pěnového polystyrenu, které je opatřeno speciální povrchovou úpravou pro zajištění jeho snadné mísitelnosti s ostatními složkami betonové směsi. Takto upravené plnivo se dodává ve formě suché směsi pod obchodním označením PROSTYREN. 7.5.3

Betony lehčené přímo

Vyrábějí se tak, že se do směsi přidává pěna nebo různé plyny, které v ní vytvoří plynové dutinky (kaverny), vylehčující základní směs. Tyto betony mají malou objemovou hmotnost, jsou tvárné a některé druhy mají i dostatečnou krychelnou pevnost, takže je lze použít i pro konstrukční účely. Použití přímo lehčených betonů pro vodorovné nebo svislé nosné konstrukce je zatím omezeno těmito vlivy: a) objemové a deformační změny materiálu při zatížení v závislosti na čase a prostředí, 112

b) výrazná odlišnost únosnosti při namáhání tlakem nebo tahem a smykem, c) podstatně menší odolnost výztuže proti korozi ve srovnání s hutným betonem. Pěnový beton. Je to nejobvyklejší druh betonů lehčených přímým způsobem. Při jeho výrobě se ve speciální nádobě promísí potřebné množství vody s látkou obsahující bohatou a hutnou pěnu, např. dehtové mýdlo s klihem. Pěna se pak promísí v běžné míchačce s cementem a vodou. Ze směsi se mohou vyrábět izolační desky nebo se může rozprostřít přímo jako izolace na konstrukci. Objemová hmotnost po zatvrdnutí je asi 300 kg m–3. Přidáme-li k pěně, cementu a vodě ještě písek, zvětší se objemová hmotnost na 1 000 kg m–3; pěnový beton pak lze použít i jako konstrukční materiál. Pěnosilikáty. Podobají se pěnovému betonu, avšak cement je nahrazen vápnem. Zatímco pěnový beton tuhne v normálních podmínkách, vyžadují pěnosilikáty pro tuhnutí paření v autoklávech za zvýšeného tlaku. Vyrábějí se z něho různé tvárnice. Plynový beton. Vyrábí se z cementu, vody, plniva (křemičitého písku nebo popílku) a z plynotvorné přísady, nejčastěji hliníkového prášku. Hliník v čerstvé směsi reaguje s vodou za vývinu vodíku a vytváří v betonu póry. Plynobetony z cementu mohou tvrdnout pouze na vzduchu a nemusí obsahovat plnivo; mají však velmi malou pevnost a lze je použít pouze jako izolační hmotu. S plnivem je beton poněkud těžší, o něco hůře tepelně izoluje, ale má větší pevnost, pokud jeho tvrzení probíhá v autoklávech. V takovém případě je možno cement zčásti nebo i zcela nahradit levnějším vzdušným vápnem. Pórobetony (mikropórovité betony). Jsou to hmoty s velkým množstvím jemných kapilárních pórů. Jako pojivo se používá velmi aktivní mleté vápno, při vodním součiniteli 3. Odpařováním přebytečné vody se betony vylehčují a vytvrzují v autoklávech. 7.6

ZDIVO Z BETONOVÝCH TVÁRNIC

7.6.1

Pórobetonové tvárnice

Tvárnice z pórobetonu jsou velmi dobrý stavební materiál pro obvodové stěny nízkopodlažní zástavby. Umožňují jednovrstvé zdivo obvodových stěn při tloušťce 400 až 500 mm s tepelným odporem R  2 m2.K.W–1. Vyrábějí se z pórobetonu bílého (základní surovina je 113

písek), nebo šedého (základní surovina je elektrárenský popílek). Tvárnice mají omezené použití ve vlhkém a agresivním prostředí. Používají se od výšky 300 mm nad úrovní terénu. Tvárnice se většinou vyrábějí v rozměrech 400 300 250 mm až 600 300 250 mm, avšak rozměrová řada je podstatně bohatší, jak ukazuje tab. 16. Tabulka 16. Rozměrové řady pórobetonových tvárnic v (mm)

tvárnice MSM

příčkovky NSP

bloky NSD

7.6.2

1

b

h

400 500 600

200 250 300

300 250

600 800

75 100 150 200

300 400 500

600

250 300 400

580 až 1 230 po 50 mm

Betonové tvárnice vibrolisované

Tvárnice se vyrábějí na vibrolisech převážně z lehkého betonu (keramzit, zpěněná struska, škvára, cihelná drť) a lze je rozdělit na tvárnice plné (s podílem dutin méně než 15 % objemu), tvárnice duté (obr. 46 a 47) s dutinami kolmo k ložné ploše (s objemem dutin větším než 15 % objemu), tvárnice s izolační vložkou, tvárnice fasádní a tvárnice pro suché (bezmaltové) zdění. Betonové tvárnice s izolační vložkou ISO-PLUS (obr. 48) jsou velmi efektivním stavivem pro obvodové zdivo. Vyrábějí se dle zahraniční licence na vibrolisech s integrovanou tepelnou izolací z pěnového polystyrenu. Fasádní tvárnice (obr. 49) se vyrábějí z mezerovitého, většinou probarveného, betonu. Vnější lícní plocha je hladká, hrubě pórovitá nebo štípaná. Používají se do interiéru i na fasádu. Tvárnice pro suché (bezmaltové) zdění (obr. 50) jsou vyrobeny z mezerovitého betonu s dutinami kolmými k ložné ploše. Tvárnice se používají pro nosné zdivo nízkopodlažních objektů a pro výplňové zdivo. Nesmějí se používat pro konstrukce, které mají být plynotěsné (kouřovody apod.). 114

Vyrábějí se i tvarovky pro suché zdění příček s objemovou hmotností 1 200 kg.m–3 o rozměrech 450 300 150 mm. 7.6.3

Stropní systém Rector z předepjatých nosníků a skořepinových vložek

Obr. 47. Keramzitové tvárnice

Obr. 46. Lehké betonové tvárnice

Obr. 48. Tvárnice ISO-PLUS s integrovanou izolací

Obr. 49. Fasádní betonové tvárnice

115

Stropní systém francouzské společnosti Rector je využíván v mnoha oborech pozemního stavitelství. V některých zemích tvoří s dalšími betonovými prvky svislého zdiva kompletní konstrukční systém, jinde je prováděn v kombinaci s tradičními materiály a stavebními prvky jako samostatná nosná vodorovná konstrukce. Základním prvkem stropu je předepjatý betonový nosník v délkách po 10 cm do 9,10 m, o výšce 11 (13) cm a nízké hmotnosti (15,3–18 kg/mb), který díky ověřené technologii vykazuje vynikající vlastnosti při užití i dopravě. Mezi nosníky jsou vkládány tenkostěnné betonové vložky, jako ztracené bednění pro betonovou roznášecí desku o tl. 4–5 cm. Stropní konstrukce při jedné montážní podpěře do světlosti 6 m je při montáži a betonáži pochůzná. Jednotlivé prvky stropu jsou vyvíjeny v souladu se současnými trendy v evropském stavebnictví, a tomu odpovídá i výsledná kvalita stropní konstrukce. Výrobce a licenční partner pro ČR je společnost CZ NORD s. r. o. v Č. Budějovicích. 7.7

AUTOKLÁVOVANÉ VÝROBKY

Autoklávované výrobky získávají pevnost chemickou reakcí mezi složkami směsi při zvýšených teplotách. Chemická vazba zde vzniká mezi kyselou složkou plniva a zásaditě reagujícím pojivem při teplotě zhruba mezi 150 až 200 °C ve vlhkém prostředí. K docílení nasycené vodní páry při uvedených teplotách je nutno zvýšit atmosférický tlak až na 1,2 MPa. Tomuto procesu propařování při zvýšené teplotě za současně působícího přetlaku říkáme autoklávování. K autoklávování jsou vhodná zásaditě reagující pojiva (cement, vápno) a kyselé složky plniva (křemičitý písek, elektrárenský popílek). Aby došlo k co nejdokonalejší chemické vazbě, musí mít jednotlivé složky směsi vysoký měrný povrch. Vysokého měrného povrchu se dosahuje výběrem pouze jemných částic nebo mletím složek. Hydrotermální proces vytvrzování za zvýšeného tlaku a teploty se provádí v zařízeních, která se nazývají autoklávy (obr. 51). Autoklávy jsou válcové ležaté nádoby průměru 1 až 4 m a délky až 40 m, které mají na jednom nebo na obou čelech odnímatelná víka. Těmito víky je autokláv plněn a vyprazdňován. Materiál určený k propařování je do autoklávů zavážen na vozících, které pojíždějí po kolejích z místa výroby až do autoklávu. Po naplnění se autokláv vzduchotěsně (hermeticky) uzavře. Potom se začne 116

vpouštět pára, dokud nedosáhne požadovaného tlaku 0,8 až 1,2 MPa. Teplota páry je podle tlaku 175 až 200 °C. Autoklávování trvá až 18 hodin. Fáze vzestupu i sestupu tlaku a teploty musí probíhat pomalu, neboť vzniká nebezpečí poškození struktury vytvrzovaného materiálu trhlinkami. Při propařování vzniká intenzivní chemická reakce mezi křemičitou složkou a pojivem, směs přitom tvrdne a získává konečnou pevnost a ostatní mechanické vlastnosti. K základním složkám pojiva a plniva mohou být přidávány různé doplňující látky jako dřevěné piliny, různé druhy vláken, vylehčující přísady apod. Získáme tak výrobky, pro něž je podobný systém výroby, avšak jejich

Obr. 50. Tvárnice pro bezmaltové zdění

Obr. 51. Autokláv se zasunutými vozíky 1 – forma, 2 – vozík pod formy, 3 – autokláv

Obr. 52. Vápenocementové výrobky A – cihla plná B – kvádr C – obkladový pásek

117

vlastnosti a použití se mohou výrazně odlišovat. Z autoklávovaných výrobků jsou nejznámější: Vápenopískové cihly a tvárnice se vyrábějí ze směsi křemičitého písku, vápna a vody. Navážená směs složek se promíchá a homogenizuje. Z poměrně suché směsi se lisují cihly a zdicí kvádry, které se autoklávují. Hotové výrobky se vyznačují větší hmotností, relativně přesnými rozměry, dokonalými hranami a hladkým povrchem. Výrobky jsou v přírodní šedé barvě. Použitím barevných pigmentů lze však vyrobit i jiné barvy, např. červenou, zelenou, žlutou. Vápenocementové cihly jsou dodávány mrazuvzdorné nebo nemrazuvzdorné. Vykazují pevnost v tlaku 10 až 30 MPa. Jsou vhodné pro režné zdivo, předsazené obvodové stěny, podezdívky, komíny, opěrné zídky apod. Hlavní druhy našich výrobků jsou uvedeny na obr. 52. Tvrzená křemelina se vyrábí autoklávováním směsi z přírodní křemeliny, hašeného vápna, cementu, pilin a vody. Touto směsí se plní formy na různé typy výrobků. Po zhutnění dusáním se autoklávují. Změnou poměrů míšení jednotlivých složek je možné měnit vlastnosti vytvrzené hmoty (objemovou hmotnost 500 až 750 kg m–3, pevnost v tlaku 5 až 7 MPa). Materiál je odolný proti vodě, nesnadno hořlavý a mrazuvzdorný. Je dobře opracovatelný, můžeme jej řezat, vrtat, lze do něj zatloukat hřebíky. Hlavní výrobky jsou tvárnice, příčkovky plné i s dutinami, stropní vložky a střešní desky. Lignát je autoklávovaný deskový materiál vyráběný z cementu, vápna, vodního skla, vláknocementových a dřevitých vláken. Promíchaná směs se lisuje do desek a autoklávuje. Desky jsou částečně ohnivzdorné, dostatečně tvrdé, velmi trvanlivé, odolávají vlivům povětrnosti. Dají se dobře vrtat, řezat a opracovat běžnými nástroji na dřevo. Vyrábějí se z nich ochranné vnější obklady garáží, leteckých hangárů, vnitřní obklady stěn a stropů ve skladištích apod. Autoklávovaný vláknocement. Přidáním křemičitého písku do směsi pro výrobu vláknocementu se získá hmota, kterou lze vytvrdit autoklávováním. Takto se vyrábějí velice pevné a trvanlivé roury. Autoklávovaný pórobeton. Příkladem vylehčeného autoklávovaného silikátového materiálu je nejrozšířenější pórobeton, o němž je pojednáno v kapitole o lehkých betonech.

118

8

VLÁKNOCEMENTOVÉ VÝROBKY

8.1

SLOŽKY A VLASTNOSTI VLÁKNOCEMENTU

Původně se vláknocementové výrobky vyráběly pod názvem osinkocementové (azbestocementové) výrobky. Poněvadž azbest má karcinogenní účinky, přechází se na jiné druhy vláken, většinou anorganické povahy. Nadále se azbestocementové výrobky používají pouze tam, kde se nemohou projevit škodlivé účinky azbestu. Jako náhrada za azbestová vlákna se používají vlákna skleněná, celulózová, polypropylénová a další. Protože žádný druh z používaných náhradních vláken nemá porovnatelné vlastnosti s azbestem, musí se jako náhrada za azbestová vlákna použít směs více druhů náhradních vláken, které se svými vlastnostmi doplňují. Podobné vlastnosti jako azbestová mají vlákna celulózová. Jejich nevýhodou je nižší povrchová aktivita, která vyžaduje snížení množství záměsové vody, aby nedocházelo k rozmíšení směsi (oddělení cementové kaše od vláken). Dalším technologickým opatřením je přidávání jemnozrných příměsí jako je popílek, jemně mletý vápenec, křemičitý úlet apod. Hlavním technologickým faktorem pro výrobu vláknocementových výrobků je tvar, délka a průměr vláken. Např. delší vlákna s menším průměrem zvětšují pevnost výrobku, ale způsobují technologické problémy při přípravě směsi, např. rovnoměrnost rozptýlení vláken ve směsi. Technologická opatření spočívají v: – změně tvaru vláken (zakřivení, rozvláknění), aby se zlepšilo spojení s ostatními složkami směsi, – chemickém opracování povrchu vláken, aby se zlepšilo rozptýlení ve směsi, – změně vlastností směsi pomocí plastifikačních přísad nebo jiných minerálních příměsí (křemičitý úlet), – použití speciálních technologií zabezpečujících rovnoměrné rozptýlení vláken ve směsi (torkretování, lisování). Díky vyztužení vlákny mají vláknocementové výrobky velmi dobré mechanické vlastnosti a jsou i při poměrně vysokém stupni namáhání dostatečně mrazuvzdorné, nepropustné pro vodu a trvanlivé při působení vlivů vnějšího i vnitřního prostředí. 119

8.2

VÝROBKY Z VLÁKNOCEMENTU Vláknocementová krytina

Současná vláknocementová krytina (je vyrobena ze směsi cementu, organických a anorganických vláken a vody) především neobsahuje azbestová vlákna, takže po stránce ekologické splňuje všechna současná kritéria. Vláknocementová krytina je pevná, umožňuje difuzi vodních par, je schopná absorbovat vlhkost, izoluje a odolává vysokým teplotám, neměkne a ani se mimořádně neohřívá. Je nehořlavá a neumožňuje ani šíření požáru po povrchu. Je díky své hladkosti také odolnější před mechy a lišejníky a v neposlední řadě dobře tlumí hluk dopadajícího deště a krupobití. Maloplošná krytina (obr. 53 a 54) se vyrábí probarvená do hmoty nebo povrchově barvená s hladkým nebo břidlicovým povrchem. Vyrábí se v různých tvarech, z nichž jsou nejčastější: – šablona 400
400 mm, tl. 4 mm se spotřebou 10 ks . m2 (proti čtverci má zkosené dva rohy) s plošnou hmotností 17 kg.m–2, – čtverec 400
400 mm, tl. 4 mm, – obdélník 300
600 mm s plošnou hmotností 18,9 kg. m–2. Krytina je určena pro šikmé střechy od 25° i pro obklady vnějších stěn. Běžné tvary jsou doplněny příložkou (trojúhelník) a krajovkou (polovina čtverce). Vlnitá krytina (obr. 55) je vhodná především pro tvarově jednoduché střechy. Vyrábí se v šířce 920 mm (krycí šířka 973 mm) a délce 2 500 mm.

Obr. 53. Hladká vláknocementová krytina

120

Obr. 54. Použití vláknocementových šablon

Obr. 55. Vlnitá vláknocementová krytina a hřebenáč hladké krytiny

Tloušťka stěny 6 mm a výška vlny 57 mm. Pro rodinné domky se dodává i v délce 1 250 mm. Její velkou předností je, že je lehká, přitom pevná a velmi odolná. Lehce se opracovává a snadno instaluje na střechu. Krytina se pokládá na dřevěné latě, na které se upevňuje ocelovými vruty nebo závěsnými háky. Doporučený minimální sklon střech 11°. Sklony střechy a přesahy vláknocementové krytiny jsou uvedeny v tab. 17. Vláknocementové trouby a tvarovky se vyrábějí a používají pro kanalizaci a odvětrání. Tlakové trouby se nepoužívaly pro stavbu vodovodů pro 121

Tabulka 17. Přesahy vláknocementové krytiny druh

sklon střechy

překrytí (mm)

vlnité desky

11°–12° 12°–17°  17° 20° 26°  30° všechny druhy

250 200 150 100 80 50 150–200

rovné desky

tvarovky

karcinogenní povahu azbestových vláken, s kterými se dříve vyráběly. Ta jsou dnes nahrazena vláknocementem. Kanalizační vláknocementové trouby (obr. 56) se používají pro svislou vnitřní kanalizaci a pro odvětrání. Jsou opatřeny hrdlem, jež se utěsní konopným provazcem a zalije cementem nebo asfaltem. Kanalizační trouby s hrdlem mají průměr 50 až 200 mm, délku 3 000 až 4 000 mm. Doplňky jsou trouby s otvorem pro čištění, jednoduché a dvojité odbočky, přechody, odskoky, kolena 15, 30, 45, 60 a 87°, ventilační přechody a ventilační hlavice. Vláknocementové obkladové desky neobsahují azbest a jsou určeny pro použití v exteriérech a interiérech staveb bytových a občanských. Nejsou určeny pro použití na střešní krytinu a v chemicky agresivním prostředí. Fasádní vláknocementové desky jsou dodávány v devíti odstínech barvených do hmoty s lícní stranou nahrubo zbroušenou, čímž je docíleno matného přírodního vzhledu, nebo mohou být provedeny v přírodním šedém odstínu bez dalších úprav.

Obr. 56. Kanalizační vláknocementové trouby

122

9

DŘEVO

9.1

ZÁKLADNÍ NÁZVOSLOVÍ A TECHNICKÉ VLASTNOSTI DŘEVA, TĚŽENÍ A DOPRAVA

Dřevo patří k nejstarším stavebním hmotám. Je jedinou surovinou, která se stále doplňuje, protože dřevo dorůstá. Význam dřeva tkví v hodnotě dřevní hmoty. Lesní porosty mají význam z hlediska životního prostředí, neboť zadržují dešťovou vodu a v sušších obdobích nebo za sucha jsou schopny touto vodou zásobovat nejen sebe, ale i okolí. Regulují odtok vody, a tím omezují nebezpečí záplav, zabraňují též odvátí ornice v době sucha anebo jejímu odplavování při silných deštích, omezují sesuvy půdy, mají podstatný vliv na teplotu půdy i na teplotu vzduchu a vypařováním zároveň ovlivňují vlhkost vzduchu. 9.1.1

Základní názvosloví

Strom potřebuje k růstu sluneční teplo, světlo, vodu, vzduch a živiny. Živiny jsou dodávány z půdy ve formě rozpuštěných solí, obsahujících dusík, draslík, fosfor, vápník, hořčík, síru, železo, a ze vzduchu (uhlík dodávaný ze vzdušného oxidu uhličitého). Dřevo obsahuje asi 50 % uhlíku, 44 % kyslíku a 6 % vodíku, ostatní prvky jsou zastoupeny v nepatrném množství. Je prokázáno, že obsah vodíku, uhlíku a kyslíku je ve dřevě různých dřevin téměř stejný. Kromě těchto látek jsou zastoupeny i minerální látky, které při hoření dřeva tvoří popel (0,2 až 0,65 % hmotnosti dřeva). Z hlediska stavby dřeva je dřevo látka heterogenní (nestejnorodá). Skládá se z buněk orientovaných ve směru rovnoběžném s osou kmene, a proto existuje určitá nerovnoměrnost vlastností dřeva. Pro osvětlení základních pojmů slouží tři základní řezy: příčný, radiální a tangenciální. Příčný řez vedeme kolmo na podélnou osu kmene. Je na něm vidět stavba kmene. Na povrchu je kůra, pod ní lýko a kambium (středisko života stromu), na ně navazuje dřevo, které rozvádí živiny do všech částí stromu. Vnější světlejší část dřeva je běl, uvnitř kmene je tmavší jádro, složené z odumřelých buněk. Ve středu jádra je dřeň, složená z buněk základního pletiva. Z dřeně vycházejí dřeňové paprsky, které ji spojují s vnějšími vrstvami dřeva. Běl i jádro jsou složeny z kruhových vrstev dřeva, tzv. letokru123

hů, protože každoročně přirůstá na kmeni jedna vrstva – jeden letokruh. Zbývající dva řezy jsou vedeny ve směru podélné osy. Rozlišují se podle toho, kterou částí prochází rovina řezu. Prochází-li dření, jde o radiální řez, prochází-li mimo dřeň, jde o tangenciální řez. Radiální řez poskytuje možnosti posuzovat pravidelnost růstu dřeva, která se projevuje nerušenou rovnoběžností let. Tangenciální řez je veden mimo osu kmene a protíná letokruhy. Vznikají tak obrazce, které se označují jako textura nebo fládr (obr. 57). Z hlediska truhlářského a nábytkářského je textura tím vzhlednější, čím nepravidelnější je růst dřeva. 9.1.2

Technické vlastnosti

Téměř žádná surovina se nevyznačuje tak rozdílnými vlastnostmi jako dřevo. To má výhody i nevýhody. Mechanické vlastnosti dřeva jsou různé v jednotlivých směrech se zřetelem na směr probíhajících vláken (jde o tzv. anizotropii). Pevnost dřeva je závislá na směru vláken, na vlhkosti dřeva, na anatomické stavbě dřeva apod. Pevnost v tlaku ve směru rovnoběžném s vlákny je 40 až 75 MPa, kolmo k vláknům je pevnost v tlaku pětkrát až desetkrát menší. Pevnost v tahu dosahuje hodnoty až 145 MPa ve směru vláken, ve

Obr. 57. Složení dřeva

124

směru kolmém je naopak velmi malá, především u smrku a borovice. Pevnost v ohybu je u listnatých dřevin větší než u dřevin jehličnatých. U všech pevností je třeba počítat s vlhkostí, která pevnost omezuje. Pružnost je ve směru vláken až padesátkrát větší než kolmo k vláknům. S přibývající vlhkostí se pružnost dřeva zhoršuje. Ze suššího dřeva je nejpružnější smrk, borovice a modřín, z vlhkého dřeva buk. Z hlediska tvrdosti rozlišujeme dvě základní skupiny dřevin, a to dřeviny měkké a tvrdé. Mezi tvrdá dřeva patří jasan, hrušeň, dub a buk, k měkkým dřevům řadíme lípu, smrk a jedli. Mezi polotvrdé dřeviny patří borovice a modřín. Fyzikální vlastnosti jsou vlastnosti, které pozorujeme, aniž na dřevo působíme nějakými silami. Mezi nejdůležitější patří vlhkost, hmotnost, tepelná, elektrická a zvuková vodivost. Vlhkost. Nejde o vlhkost chemicky vázanou, která se vyskytuje u suchého dřeva (je součástí chemického složení hmoty dřeva), jde o vlhkost tzv. volnou, která je obsažena v dutinách cév a v buněčných stěnách. Dřevo je hydroskopické (přijímá vodu), jeho vlhkost se mění podle teploty a podle relativní vlhkosti vzduchu. Vlhkost vyjadřujeme v hmotnostních procentech nevysušeného dřeva a dřeva vysušeného při teplotě 100 až 105 °C. Hustota (měrná hmotnost) a objemová hmotnost čisté dřevní hmoty bez pórů jsou pro všechny dřeviny stejné, asi 1 500 kg m–3. Srovnáme-li objemové hmotnosti rostlého dřeva (při 12% vlhkosti), vyplyne, že jsou dřeva s objemovou hmotností do 500 kg m–3 (topol, olše, lípa, jedle, smrk, borovice), do 700 kg m–3 (modřín, javor, bříza, ořech, jasan, dub, hrušeň) a přes 700 kg m–3 (akát, habr, dub, eben). Tepelná vodivost je závislá na vlhkosti, hustotě a druhu dřeva. Suché a husté dřevo vodí teplo lépe, i když je dřevo všeobecně špatný vodič tepla a je vhodné na tepelné izolace. Elektrická vodivost je celkem nepatrná, její hodnota stoupá s vlhkostí. Zvuková vodivost je též velmi malá, proto dřevo nacházíme jako obkladový materiál koncertních síní, rozhlasových a televizních studií apod. 9.1.3

Těžba dřeva a doprava

Pojmem lesní manipulace označujeme souhrn prací a úkonů, jimiž získáváme dřevní hmotu. Jde o kácení, odvětvování, popř. i odkorňování, přibližování kulatiny k přepravním tepnám a prvotní dílčí zpracování, tj. krácení a vyřezání částí zachvácených hnilobou. 125

9.2

KULATINA, ŘEZIVO A JINÉ VÝROBKY POUŽÍVANÉ VE STAVEBNICTVÍ

Norma ČSN EN 844-1 rozlišuje dřevo a dříví. Dřevo definuje jako substanci mezi dření a kůrou stromu nebo keře, obsahující lignin a celulózu. Dříví je definované jako dřevo v podobě stojících nebo pokácených stromů, nebo ve formě jejich prvního zpracování. Pojem kulatina je používán jako dlouhé oblé dříví. 9.2.1

Kulatina

Jde o takový kmen stromů, který má jeden metr od tlustšího konce průměr minimálně 140 mm a na druhém, tenčím konci min. 80 mm včetně kůry. Z kulatiny se zhotovují tzv. výřezy; jsou to sloupy, stojky, piloty, mostní konstrukce apod. Výřezy zvláštní jakosti mají kvalitnější vlastnosti; jde o výřezy rezonančního dřeva, výřezy na výrobu krájených dýh, sportovního nářadí atd. Tyčovina je kmenové dříví, které má jeden metr od tlustšího konce průměr max. 130 mm (včetně kůry). Nejčastěji se používá na oplocení (do průměru 50 mm). 9.2.2

Řezivo

Vyrábí se podélným řezáním kulatiny pilou a je tlusté min. 13 mm. Podle toho, z jakého dřeva bylo řezivo nařezáno, rozeznáváme řezivo jehličnaté nebo listnaté. Podle rozměrů rozlišujeme čtyři druhy řeziva: řezivo deskové, polohraněné, hraněné a drobné. Deskové řezivo je název pro omítané i neomítané řezivo, u něhož je šířka větší než dvojnásobek jeho tloušťky. Dělí se na prkna a fošny. Prkna mají tloušťku od 10 do 38 mm, fošny od 38 do 100 mm. Neomítané deskové řezivo má úzké plochy neopracované, a proto jsou oblé. Řezivo se všemi stranami opracovanými má obdélníkový průřez; je to řezivo omítané. Deskové řezivo, které má v příčném průřezu tvar kruhové úseče, označujeme jako krajinu (obr. 58). Polohraněné řezivo je dvoustranně i trojstranně řezané řezivo. Dělí se na polštáře, trámy a povaly. Polohraněné řezivo má tedy dva nebo jeden oblý bok. Pro polohraněné řezivo neplatí podmínky, že šířka je větší než dvojnásobek jeho tloušťky. Polštáře jsou tlusté 60 až 100 mm, trámy 120 mm 126

Obr. 58. Okrajové řezivo 1 – krajinové prkno, 2 – krajina, 3 – oblá plocha

až 200 mm. Povaly jsou svisle rozpůlené trámy, jsou tedy trojstranně řezané. Polohraněné řezivo kratší než jeden metr se nazývá kratina (obr. 59). Hraněné řezivo je název pro řezivo obdélníkového příčného průřezu, jehož šířka není větší než dvojnásobek tloušťky. Rozlišují se hranoly a hranolky. Hranoly mají průřezovou plochu přes 10 000 mm2, tloušťku 100 až 180 mm. Hranolky mají průřezovou plochu od 2 500 do 10 000 mm2 při tloušťce 75 až 100 mm. Hraněné řezivo kratší než 1 m se označuje též jako kratina. Drobné řezivo má plochu příčného řezu menší než 2 500 mm2 a dělí se na lišty a latě. Lišty mají plochu průřezu do 1 000 mm2, latě od 1 000 do 2 500 mm2. Vyrábějí se v délkách až do 9 m. 9.2.3

Jiné výrobky z kulatiny

Kromě řeziva se z kulatiny vyrábějí pražce, dlažební kostky, vlysy, parkety a dýhy. Pražce vytvářejí příčné podpory kolejnic, na které se kolejnice upevňují. Vyrábějí se z jehličnatých i listnatých dřevin (borovice, modřín, jedle, smrk, buk i dub). Tloušťka je zpravidla 150 mm a šířka ložné plochy 250 mm. Dlažební kostky se vyrábějí příčným rozřezáním hranolů. Výška kostky se měří ve směru vláken dřeva. Používají se impregnované a neimpregnované všude tam, kde se požaduje nehlučný provoz, pro tovární haly, skladiště, průjezdy apod. Vlysy (obr. 60) jsou hoblované destičky opatřené pérem a drážkou. Vytvářejí se z nich vlysové podlahy nebo se z nich sestavují parketové tabule (obr. 61). Vyrábějí se ze suchého dřeva dubového, bukového nebo jasanového. 127

Obr. 60. Vlys

Obr. 59. Polohraněné a drobné řezivo

Obr. 61. Parketová tabule

Dýha je plošná destička vzniklá dělením rostlého dřeva. V praxi se používají dýhy tloušťky od 0,6 do 3,6 mm; při výrobě leteckých překližek se požadují dýhy o tloušťce 0,1 až 0,5 mm. Podle způsobu výroby rozeznáváme dýhy řezané, krájené a loupané (obr. 62). 9.3

SKLADOVÁNÍ A OCHRANA DŘEVA

9.3.1

Skladování dřeva

Při skladování dřeva je třeba předcházet škodám, k nimž dochází jeho bobtnáním a sesycháním. Řezivo vysušené přirozeně je vhodné na výrobky umístěné venku, řezivo sušené v sušárnách naopak na výrobky používané ve vytápěných místnostech. Řezivo neukládáme přímo na zem, používáme tzv. hráně. Řezivo ukládáme na dřevěné podklady podložené betonovými podstavci. Spodní vrstva řeziva v hráni musí být vzdálena min. 500 mm od povrchu terénu. Hráně jsou široké přibližně 2 m, jejich výška nemá být větší než trojnásobná šířka hráně, tj. 6 m. Mezi jednotlivými řadami řeziva klademe proklady. Mají být 128

v místech nad základními podklady a mají mít tloušťku max. 24 mm. Proklady mají být umístěny zcela svisle nad sebou. Do jedné řady se mají ukládat dřeviny stejné tloušťky, stejné jakosti, omítané nebo neomítané a podle možnosti i stejné vlhkosti. Deskové řezivo se do hrání ukládá vždy pravou (vnitřní) plochou nahoru. 9.3.2

Ochrana dřeva

Aby se prodloužila životnost dřeva, a tím se omezila jeho spotřeba, je třeba dřevo chránit. Rozlišujeme ochranu dřeva proti hnilobě, hmyzu, povětrnostním podmínkám a jiným vnějším vlivům (proti ohni). Účinnost ochrany závisí na tom, zda jde o ochranu povrchovou nebo hloubkovou. Dále rozlišujeme ochranu fyzikální a chemickou. Při fyzikální ochraně dřeva se prodlužuje trvanlivost dřeva bez chemického působení na dřevní hmotu, např. vysoušením, pařením, vodním postřikem, nátěry apod. Chemickou ochranou čili impregnací se také prodlužuje trvanlivost dřeva, a to použitím chemických prostředků, jimiž se dřevo obvykle napouští, někdy i pod tlakem. Při povrchové úpravě (konzervaci) se dřevo upravuje na povrchu. Například opalováním se dřevo chrání před hnilobou (části kůlů zaražených do země). Nejčasteji se povrch dřeva chrání nátěry, a to karbolínem, asfaltem, vodním sklem, dehtem, olejovými barvami, laky apod. Okna a dveře se natírají fermeží a fermežovou barvou. Povrch stavebního dříví se chrání napouštěním vhodným roztokem chloridu zinečnatého nebo fluoridu sodného. Před konzervací je třeba dřevo nejdříve vysušit. Impregnace je hloubková ochrana dřeva pomocí chemikálií; chrání dřevo jednak proti dřevokazným houbám, jednak proti hmyzu. Ochranné látky vhodné proti dřevokazným houbám označujeme jako fungicidy. Jde o chlorid rtuťnatý, modrou skalici, fluorid sodný, chlorid zinečnatý, přípravek SB-56 a dehtový olej. Mezi insekticidy (látky vhodné proti hmyzu) patří

Obr. 62. Výroba dýh 1 – krájením, 2 – loupáním

129

arsenové přípravky, kyanovodík aj. Všechny druhy látek se vpravují do dřeva pod tlakem nebo dlouhodobým máčením. Ochrana proti ohni tak dokonalá není. Používané ochranné látky pouze omezují hořlavost dřeva. Nejúčinnější jsou fosforečnan amonný, síran hlinitý, síran hořečnatý, soli boru a vodní sklo. Vpravují se do dřeva obdobným způsobem jako protihnilobné látky. 9.4

LEPENÉ DŘEVO, SUROVINY, VÝROBA A VÝROBKY

Slepením několika vrstev dřeva v plné ploše získáme tzv. lepené dřevo. Hledaly se různé cesty, jak dřevo zušlechtit, jak jeho nevhodné vlastnosti potlačit a výhodné zdůraznit. Nejúčinnější je zatím tzv. plastifikování dřeva čpavkem. Je to způsob, při němž se na rostlé dřevo působí čpavkem a pak se při zvýšené teplotě takto připravené dřevo zhušťuje. Čpavek působí jako účinné rozpouštědlo na celulosu a lignin; způsobí změknutí dřeva a umožní jeho zušlechtění. Čím vyšší tlaky se použijí, tím větší objemovou hmotnost zušlechtěné dřevo získá, a tím lepší má vlastnosti. Při plastifikaci čpavkem lze dřevo ještě prosytit slitinami nízkotavitelných kovů, které zlepšují jeho tepelnou vodivost, nebo sírou, která zlepšuje jeho kluzné vlastnosti. Dřevo plastifikované čpavkem vykazuje značnou odolnost proti oděru, takže lze vypustit konečnou úpravu povrchu pomocí nátěru. Zatím se však osvědčilo spíše lepení dřeva. Základní surovinou pro výrobu lepeného dřeva jsou dýhy, latě a desky. Podle postupu výroby a použitého materiálu rozlišujeme výrobu překližek, laťovek a lepeného konstrukčního dřeva. Překližka vzniká slepením lichého počtu dýh. Dýhy z vybraných tvrdých i měkkých dřev se opatří nánosem lepidla a ukládají se na sebe tak, aby směr vláken dřeva v sousedních dýhách byl vzájemně kolmý. Takto připravený soubor dýh se lepí tlakem v lisech za tepla. Výlisek je rovná deska nebo prostorově tvarovaný kus. Překližky se vyrábějí v různých rozměrech a tloušťkách od 0,3 do 13 mm. Vodovzdorné překližky se vyrábějí i ve větších tloušťkách, až 25 mm. Překližky se používají k výrobě nábytku, jako výplně rámových dveří apod. Pro stavební účely se vyrábějí vodovzdorné překližky z bukových dýh pro formát 1 200
1 200 mm nebo 1 500
1 500 mm, a to pro bednění betonových nebo železobetonových konstrukcí. Laťovka je rovněž klížená deska, ale její střed tvoří laťky nebo destičky, nařezané na stejnou tloušťku a vedle sebe srovnané a slepené. Laťový střed 130

je oboustranně překlížen dýhovým pláštěm. Některé laťovky se vyrábějí s vylehčenými středovými částmi. V takovém případě mají desky okrajový rám, do něhož jsou různým způsobem vloženy laťky. Tloušťka laťovek se pohybuje v rozmezí 10 až 45 mm, nejběžnější tloušťka je 19 mm. Lepené konstrukční dřevo je souborný název pro materiál vzniklý slepením dvou nebo více vrstev desek. Desky se k sobě lepí tak, aby směr vláken ve všech vrstvách byl rovnoběžný. K lepení se používají tzv. montážní lepidla, která tvrdnou i při obvyklé teplotě. Jsou to organická lepidla syntetického původu (obvykle fenolová lepidla). Slepení se dotvrzuje ve svěrácích pod tlakem nebo pomocným spojením vrstev hřebíky. Lepené konstrukční dřevo má větší pevnost než nelepené dřevo stejného průřezu, což může vést k úspoře materiálu. Ve stavebnictví se toto dřevo velmi dobře uplatňuje při výrobě lepených nosníků (průřezy I, T, U), krokví, stožárů, pilot atd. 9.5

AGLOMEROVANÉ DŘEVO, SUROVINY, VÝROBA A VÝROBKY

Aglomerované dřevo je konstrukční hmota, která se vyrábí z odpadů zdravého dřeva, jako jsou odřezky, hobliny, piliny apod., nebo ze stonků některých jednoletých rostlin (konopné a lněné pazdeří, kukuřice). Zpracovávaná surovina se nejdříve drtí v sekačkách, mlýnech a rozvlákňovačích a potom se k ní přidávají různá minerální nebo pryskyřičná pojiva a přísady zlepšující vlastnosti výrobku. Takto získaná směs se buď suší, nebo lisuje ve vyhřívaných lisech. Mezi výrobky z aglomerovaného dřeva používané ve stavebnictví patří vláknité desky, třískové desky a cementotřískové desky. Vláknité desky (ČSN EN 316) jsou desky tlusté 1,5 mm a více, vyrobené z lignocelulózových vláken získaných rozvlákněním štěpků nebo odřezků, pomocí ohřevu nebo tlaku. Soudržnosti je dosaženo buď zplstnatěním vláken a jejich přirozenou lepivostí, nebo syntetickou pryskyřicí přidávanou na vlákna. Výroba probíhá mokrým nebo suchým procesem. Při mokrém procesu se vlákna rozmíchají s vodou a po přidání přísad pro zlepšení pevnosti, odolnosti proti vlhku a hmyzu se tato hmota odvodňuje a lisuje. Při suchém procesu se vlákna smíchají s práškovými lepidly a z této hmoty se za horka lisují jednotlivé desky. Norma ČSN EN 316 rozděluje vláknité desky podle způsobu výroby a podle hustoty na sedm různých typů, jak je uvedeno v tab. 18. 131

Tab. 18. Rozdělení vláknitých desek Hustota desek Výrobní proces

Nízká

Střední

 400 kg . m Měkká vláknitá deska (SB) Mokrý proces Impregnovaná deska (SB.I) –3

Suchý proces

Vysoká

400–900 kg . m  900kg . m–3 Polotvrdá vláknitá deska Tvrdá vláknitá nízké hustoty (MBL) deska (HB) Polotvrdá vláknitá deska Velmi tvrdá vlák(MBH) nitá deska (HB.I) Polotvrdá vláknitá deska (MDF) –3

Třískové desky jsou podle ČSN EN 309 deskové materiály vyrobené lisováním za tepla z dřevěných třísek, hoblin, pilin, lamel apod. anebo z jiných lignocelulózových částí, jako je lněné pazdeří, konopné pazdeří a lepidla. Desky jsou vytvořeny nejčastěji ze tří vrstev, povrchové vrstvy jsou z jemných mikrotřísek, střední vrstva je z hrubších třísek. Třískové desky lze dělit podle: – způsobu výroby (plošně lisované, válcované, výtlačně lisované), – úpravy povrchu (surové, broušené, s nátěry či laky), – tvaru (rovné, profilované), – velikosti a tvaru částic (třískové, desky z velkoplošných třísek, desky z orientovaných třísek, z jiných částic), – účelu použití (pro všeobecné účely, pro vnitřní zařízení, pro nosné účely ve stavebnictví, akustické apod.). V současné době mají největší význam desky z orientovaných plochých třísek označené OSB (Oriented Strand Board). Tyto desky se vyrábějí z velmi kvalitních dřevin, mají nižší objemovou hmotnost než překližky a třískové desky, lepší opracovatelnost a vyšší pevnost. Cementotřískové desky jsou známy pod názvem Heraklit. Podle ČSN EN 633 jsou to desky, které se vyrábějí lisováním z částic na bázi dřeva nebo jiných rostlinných částic. Pojivem je zde běžný portladský cement nebo cement na bázi hořčíku. Desky pojené cementem na bázi hořčíku nejsou vhodné do vlhkého prostředí. Podle tvaru dřevních částic lze cementotřískové desky rozdělit na desky: – z dřevité vlny s objemovou hmotností do 400 kg .m3-, – z hrubých třísek s objemovou hmotností 400–800 kg .m3-, – z jemných třísek s objemovou hmotností nad 800 kg . m3-. Desky z dřevité vlny se pro svoji nízkou objemovou hmotnost používají na tepelnou izolaci stěn a stropů, nosníků, průvlaků, pilířů a obvodových 132

zdí. Dále se mohou použít jako ztracené bednění stropních a věncových konstrukcí, k tepelné izolaci teplovzdušných kanálů, ke zhotovování dělicích stěn a příček apod. Desky z dřevité vlny se vyrábějí nejčastěji v rozměru 500
2000 mm, v tloušťkách od 15 do 100 mm. Tyto desky se dají dobře kombinovat s jinými materiály a snadno se na ně nanáší omítka. K dosažení většího tepelně izolačního účinku se vyrábějí kombinované dílce z desek z dřevité vlny s vrstvou pěnového polystyrenu. Štěpkocementové desky Velox jsou vyráběny z dřevěných štěpků, cementu, vodního skla a vody. Maji velkou pevnost v ohybu, jsou odolné proti vlhkosti a hnilobě i proti hlodavcům. Lze je přímo na stavbě opracovávat – řezat, vrtat, frézovat a sbíjet. Jsou základem stavebního systému VELOX. Systém výstavby je velmi jednoduchý, rychlý a variabilní. Na staveništi se desky přiřezávají do potřebných rozměrů a ručně se z nich provede montáž ztraceného bednění, které tvoří plášť budoucí stěny. Jádro stěny se vyplní prostým betonem.

133

10

KOVY

10.1

POUŽITÍ KOVŮ VE STAVEBNICTVÍ

Kovy jsou chemické prvky nebo jejich slitiny. Jejich typickými vlastnostmi jsou tažnost, kujnost, elektrická vodivost, tepelná vodivost, velká pevnost a pružnost, poměrně značná hustota a vysoký bod tání. Jejich vnitřní stavba je krystalická. Druh a tvar těchto krystalů se dá měnit tepelným zpracováním nebo jinou technologií tak, aby vazba krystalů byla pevnější a mechanické vlastnosti kovu lepší. Vyjmenované vlastnosti nevykazují všechny kovy ve stejné míře, zejména čisté kovy mají menší pevnost, zatímco slitiny, technické kovy (v praxi téměř výhradně používané) vykazují potřebné typické vlastnosti kovů. Podle hmotnosti dělíme kovy na lehké (hliník, hořčík), jejichž měrná hmotnost je menší než 5 000 kg.m–3, a na kovy těžké. Podle tavitelnosti dělíme kovy na nízkotavitelné (cín, olovo, zinek, kadmium, antimon, vizmut) a vysokotavitelné (mangan, chrom, wolfram). V technické praxi dělíme kovy též na železné (černé) a neželezné (barevné). Ve stavebnictví se kovy uplatňují jako výborný materiál na nosné konstrukce, na dekorativní a ozdobné elementy a různé doplňující výrobky – instalace, spojovací prostředky, kování apod. V těchto vedlejších oblastech se v posledních letech kovy (zvláště barevné) nahrazují plastickými hmotami všude tam, kde je to výhodnější. 10.2

SUROVÉ ŽELEZO A OCEL (SLOŽENÍ, ZPRACOVÁNÍ A VÝROBA)

Vlastní výroba surového železa probíhá ve vysokých pecích (obr. 63). Vysoká pec je šachtová pec o vnitřním průměru přibližně 10 m a výšce 20 až 30 m, která se horem plní po vrstvách rudou, koksem a struskotvornými přísadami (vápencem). Ve vysoké peci dochází k redukci železné rudy a tím k vyloučení železa. Redukčním činitelem je přidávaný koks, jehož spalováním se současně dodává teplo potřebné k proběhnutí reakce. Struskotvorné přísady mají za úkol vytvářet hlavně ochrannou vrstvu nad roztaveným železem, aby nedocházelo k jeho zpětnému okysličování. Při odpichu se vypouští z dolní části pece (nístěje) surové železo 134

a výše položeným otvorem lehčí struska. Surové železo, vytékající při odpichu z vysoké pece, obsahuje kolem 4 % uhlíku a některé další prvky, hlavně mangan, síru, fosfor a křemík. Přetavením a čištěním se z něj vyrábí šedá litina, což je materiál dobře se odlévající, s velkou pevností v tlaku, ale naopak s malou pevností v tahu. Šedá litina se vyznačuje charakteristickým šedivým zbarvením na lomu od šupinek grafitu. Ve stavebnictví se používá na odlévání radiátorů, kotlů ústředního topení, kanalizačních a vodovodních trub a některých dalších výrobků. Větší část surového železa (bílého) se dále zpracovává na ocel. Ocel je na rozdíl od surového železa kujná, pevná, houževnatá a tvárná. Obsahuje max. 1,70 % uhlíku (zpravidla méně, od 0,02 do 1,5 %). Princip výroby oceli záleží v tom, že se tekuté surové železo zbaví okysličováním přebytečného množství uhlíku a jiných nežádoucích prvků. Surové železo tak ztrácí křehkost a stává se kujným. Ve zkujňovací peci, při teplotě vyšší než 1 700 °C, se vyrábí tekutá, tzv. plávková ocel.

Obr. 63. Vysoká pec na výrobu surového železa 1 – šachta, 2 – kychta, 3 – kychtový plyn, 4 – výtah pro zavážku, 5 – výtok strusky, 6 – výtok surového železa

135

Plávková ocel se vyrábí především Simensovým-Martinovým způsobem, kyslíkovými konvertory a částečně v elektrických pecích. Konvertorová ocel se vyrábí z tekutého surového železa ve velkých nádobách – konvertorech (obr. 64) tak, že se do konvertoru naplněného taveninou vhání technický kyslík. Vháněným kyslíkem se uhlík a další nežádoucí přísady spalují. Spalováním se uvolňuje velké množství tepla, které postačuje k udržení lázně v tekutém stavu. Dokonalejší je výroba oceli v Martinově nebo v elektrické peci. Martinův způsob výroby oceli záleží v tom, že se surové železo s ocelovým odpadem taví a zkujňuje v plamenných Martinových pecích (obr. 65), které se na rozdíl od konvertoru vytápějí předehřátými hořlavými plyny. Spalování zde neprovádí pouze kyslík ze vzduchu, nýbž i oxidy šrotu nebo oxidy rud. Martinova pec se skládá z tavného prostoru, tzv. nístěje, a z generátorových komor, které jsou umístěny pod pecí. V generátorových komorách se hořlavé plyny i vzduch, potřebný k jejich spalování, předehřívají na teplotu až 1 200 °C, tj. v tavném prostoru 1 600 až 1 900 °C. K vytápění Martinových pecí se používá buď regenerátorovy plyn, nebo směs vysokopecního plynu s koksárenským plynem. V elektrických pecích lze dosáhnout teploty až 3 500 °C, takže zplodiny paliv nemohou nepříznivě ovlivnit složení oceli. Vhodnou regulací lze omezit obsah nejškodlivějších příměsí (zejména fosforu a síry) na nejnižší stupeň. V elektrických pecích je možno vyrábět nejlepší druhy ocelí. Z vyrobené oceli se odlévají ingoty, které se dále zpracovávají tvářením, tj. válcováním, kováním, lisováním apod., na různé druhy konstrukčních materiálů nebo se ocel lije do forem a zhotovují se ocelové odlitky. Z technologického hlediska dělíme oceli na dva základní druhy: ocel uhlíkovou a slitinovou.

Obr. 64. Schéma kyslíkového konvertoru

136

Uhlíkové oceli jsou slitiny železa s uhlíkem a obvykle obsahují vedlejší prvky: mangan, křemík, fosfor a síru. Hlavním ukazatelem a charakteristickým měřítkem pro vlastnosti této oceli je obsah uhlíku (C). Slitinové nebo legované oceli obsahují pro zlepšení vlastností další přísady: nikl, chrom, vanad atd. Oceli všech jakostí se označují pětimístným číslem. První dvojčíslí vyjadřuje třídu oceli. Celkem je deset tříd ocelí, od čísla 10 do 19. Pro stavební oceli je skupinovým označením třídy číslo 10. Druhé dvojčíslí (uvažováno zleva) vyjadřuje mez kluzu, pátá číslice vyjadřuje vlastnosti vztahující se k mezi kluzu, svařitelnosti apod. Nejdůležitější vlastností oceli je pevnost v tahu a mez kluzu. Pevnost v tahu je u oceli velká, většina stavebních hmot se k ní nepřibližuje. Pevnost v tlaku je rovněž velká, u houževnatých ocelí ji však nelze zjistit, a proto se pokládá za stejnou jako pevnost v tahu. Pro posouzení pevnostních vlastností oceli z hlediska použití v praxi je důležitá hodnota meze kluzu. Je to takové napětí, při němž dochází k určitému, i když nepatrnému trvalému prodloužení. U ocelí běžné jakosti se mez kluzu pohybuje mezi 200 až 400 MPa. Při dlouhotrvajícím střídavém namáhání oceli dochází k únavě oceli; to znamená, že se její vlastnosti časem zhoršují. Ve výztuži dochází k posouvání podél kluzných ploch, což se projeví protažením (při stejné tahové síle) délky výztužného prutu. Při dalším zvětšování zatížení dochází k dočasnému zpevněni oceli, po určitém napětí však následuje rychlejší deformace až k dovršení meze pevnosti. Potom se prut přetrhne. Mez kluzu lze účinně zvýšit kroucením a tažením oceli za studena. 10.3

VÝROBKY Z OCELI A BETONÁŘSKÁ VÝZTUŽ

10.3.1

Výrobky z oceli

Podle tvaru a velikosti rozeznáváme hutnické výrobky hrubé a jemné. Za hrubé označujeme většinou polotovary a těžké kusy. Mezi jemné hutnické výrobky patří šest druhů výrobků vyráběných válcováním, tažením, kováním, svářením apod. Jsou to tyčová ocel, tvarová (profilová) ocel, trouby, pásky, plechy a dráty. Tyčová ocel má plný průřez kruhový, trojúhelníkový, čtvercový, šestiúhelníkový, osmiúhelníkový a polokruhový (obr. 66). Do této skupiny patří i ocel obdélníkového průřezu šířky 10 až 150 mm a tloušťky 5 až 60 mm. 137

Obr. 65. Siemens-martinská pec s regenerátory

Obr. 66. Příklady válcovaných profilů

Obr. 67. Příklady tenkostěnných profilů

Tvarová neboli profilová ocel je ocel složitějších průřezů. Patří sem rovnoramenné i nerovnoramenné úhelníky, ocel tvaru I, T, U. Ocelové profily používáme pro beztmelé zasklívání (Jaklovy profily – obr. 67), štětovnice, kolejnice a pro výztuž betonových konstrukcí. Trouby jsou buď bezešvé, nebo svařované. Bezešvé trouby (Manesmannovy) jsou taženy za tepla, svařované trouby jsou z válcovaných plechů. Oba druhy mohou být závitové, přírubové, hrdlové a hladké. Pásky mají na rozdíl od ploché oceli malou tloušťku, od 0,1 do 5 mm, a šířku do 500 mm. Plechy jsou tlusté (nad 3 mm) nebo tenké (do 3 mm), podle úpravy povrchu hladké, žebrované, bradavkovité, černé, lesklé, pocínované, pozinkované aj. Pletivo se vyrábí z tenkých drátů s kruhovým průřezem od 0,1 do 20 mm. Mohou být lesklé, žíhané, poměděné, pocínované, pozinkované a také 138

měkké a tvrdé. Vyrábějí se z nich drátěné sítě (plotové pletivo) i drátěné sítě rabicové (jde o výztuž tenkostěnných nenosných konstrukcí). Dráty na lana se vyrábějí z kvalitních ocelí s přísadou manganu a křemíku. Ve stavebnictví se kromě uvedených hutnických výrobků uplatňují ještě jiné výrobky, např. klíny, svorníky, šrouby, nýty, hřebíky, tesařské skoby, kování, řetězy, zárubně, zábradlí apod. Ocelové prvky, jež mají ve stavebnictví nahradit dřevo, jsou např. ocelové pažnice určené k pažení výkopů, trubková lešení, výtahy, ocelové bednění apod. 10.3.2

Betonářská ocel

Betonářská ocel je důležitý hutnický výrobek. Její podíl na celkové výrobě válcovaného materiálu přesahuje 10 %. Je to uhlíková ocel obvyklé jakosti. Základním jakostním znakem betonářské oceli je mez kluzu (např. 0,2), tj. napětí, při němž deformace začne rychleji růst, aniž při tom značněji roste zatížení. Při dosažení meze kluzu (obr. 68) se porušuje soudržnost mezi betonem a ocelí. U obyčejných betonářských ocelí je mez kluzu 200 až 230 MPa, u betonářských ocelí pro zvláštní účely je vyšší, i více než 400 MPa. Výroba jednotlivých druhů betonářské oceli se rozvíjí mnohem intenzivněji než jiné obory. Tyčová ocel do železobetonu se dodává ve výrobních délkách 6 až 14 m. Na zvláštní objednávku si lze opatřit tyč i délky běžně nevyráběné; výztuž do profilu 10 mm je dodávána též ve svitcích. Základní návrhový rozměr tyčové oceli se pohybuje od 5,5 mm do 32 mm. Povrch výztuže je buď hladký, nebo s výstupky (žebírky) (viz obr. 69).

Obr. 68. Vztah mezi napětím a přetvořením

139

Ocelový drát pro předpjaté betony je dodáván ve svitcích hmotnosti 60 až 500 kg. Základní návrhový rozměr je od 2 do 7 mm. Svařované výztuže sítě se vyrábějí s čtvercovými nebo obdélníkovými oky, z drátů třídy 11, tažených za studena. Ve všech bodech křížení jsou odporově svařeny přímo v hutích. Dodávají se ve svitcích a jsou velmi výhodné pro vyztužování plošných stavebních dílců. Svařované výztuže (KARI) z vysokohodnotných drátů s žebírkovou úpravou povrchu se vyrábějí v maximální šířce 2 700 mm a délce 8 000 mm. Pro výztuž do předpjatých betonů se používají hlavně patentované dráty. Jsou to dráty z legované oceli, vyrobené náročnějším způsobem. Dráty jsou válcovány za tepla a po předběžném tažení a žíhání se patentují. Při patentování se drát ohřátý na teplotu okolo 900 °C ponoří do olověné lázně o teplotě 500 °C. Potom se drát protahuje postupně se menšícími otvory krabicových průvlaků. Drát snadno koroduje, a proto je nutno jej pečlivě chránit před rezavěním.

Obr. 69. Povrch tyčové betonářské oceli

140

10.3.3

Značení stavebních ocelí

Ocel se označuje pětimístným číslem, případně ještě další doplňkovou číslicí za tečkou (10 373.1). Prvé dvojčíslí oddělené od ostatních mezerou značí skupinu materiálu (jakostní třídu), – 10... znamená stavební ocel, – 11... znamená strojní, – 12... uhlíková, – 13... manganová a křemíková, 14 – chromová, manganochromová, křemíkochromová, 15 – molybdenová a chromvanadová, 16 – niklchromová a niklvanadová, 17 – ušlechtilá ocel chromová, manganoniklchromová, ocel korozivzdorná a odolná proti opotřebení. Druhé dvojčíslí označuje u konstrukčních tříd 10 a 11 desetinu meze pevnosti v MPa a u ocelí betonářských desetinu meze kluzu v MPa a u ocelí dalších tříd složení ocele. Pokud je druhé dvojčíslí u konstrukčních ocelí označeno 00, znamená to, že ocel je tzv. obchodní jakosti s nezaručenými vlastnostmi. Tyto ocele nelze použít na nosné konstrukce. Pátá číslice je pořadové číslo normového označení a nepřímo označuje některé vlastnosti, které jsou normou předepsány. Doplňková číslice u stavebních ocelí bývá buď 1, nebo není žádná. Pouze u betonářských ocelí termicky zušlechtěných je číslice 9 (např. 10425.9 a 10505.9). 10.4

OCHRANA OCELI PŘED KOROZÍ

Ocel a železo podléhají na vzduchu ve vlhkém prostředí korozi (rezivění). Ochrana oceli před korozí se stala důležitou celosvětovou otázkou moderní techniky. Koroze může probíhat buď na povrchu nebo uvnitř kovu. Podle toho, jak koroze vzniká, rozlišujeme korozi chemickou a elektrochemickou. Oxidace kovů vzdušným kyslíkem je nejčastějším druhem chemické koroze. Kov se pokrývá vrstvičkou oxidu, která jej odděluje od korozního prostředí. Vrstva oxidu může tedy chránit kov před další korozí pouze tehdy, je-li stabilnější než původní kov, např. u hliníku, ne však u železných kovů. Podobně jako kyslík působí na kov i jiné oxidační látky (vodní páry, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, oxid siřičitý, oxid sírový, sirovodík apod.). Ocel lze chránit několika způsoby. Především se koroze zamezuje přidáváním vhodných přísad při zkujňování surového železa. Jde o tzv. legování oceli pomocí některých jiných kovů. Některé druhy slitinových ocelí nekorodují vůbec, např. oceli s přísadou chrómu, niklu a mědi (nerezavějící ocel). 141

Účinnou povrchovou ochranou je pokovování oceli nekorodujicími kovy. Ochranný povlak se provádí několika způsoby, zejména tepelnou úpravou. Nejrozšířenější a nejlepší ochrana oceli před korozí je zinkování v ohni. K ponorovému pokovování železa v tavenině se používají nízkotavitelné kovy (zinek, hliník, cín a olovo). Ponořením oceli do taveniny kovu se na povrchu vytváří řada slitinových vrstev, které vznikají vzájemným prolínáním obou kovů. Jsou podkladem pro vrchní vrstvu ochranného kovu. Při žárovém stříkání kovů (metalizaci) jsou tekuté částice kovu vrhány na upravovaný předmět stříkací pistolí. Při pokovování ve vakuu se nanášený kov zahřívá, takže se při sníženém tlaku odpařuje a jeho páry se srážejí na chladných předmětech. Pro tento způsob se používá hliník. Galvanické pokovování se provádí ve vanách naplněných roztokem kovových solí (např. chloridem zinečnatým), do něhož je zaveden stejnosměrný proud. Katodou je předmět, který se pokovuje (usazují se na něm ionty zinku), k anodě putují ionty chloru. Vhodným způsobem povrchové ochrany oceli nebo litiny je také smaltování sklovitými smalty ze živce, sody, z křemene a boraxu. Smalt je však křehký a k vypalování je třeba vysokých teplot; výhodou je to, že je odolný proti chemickým vlivům. Smaltování našlo uplatnění především v oborech mimo stavebnictví. 10.5

SLITINY NEŽELEZNÝCH KOVŮ

10.5.1

Neželezné kovy

Do této skupiny zařazujeme všechny kovy mimo železo a jejich slitiny, u nichž není železo nejdůležitějším prvkem. Čisté neželezné kovy se ve stavebnictví používají jen zřídka, hlavní význam mají jejich slitiny. Z neželezných kovů jsou to především lehké kovy – hliník a hořčík. Ostatní neželezné kovy postupně ustupují plastům, které je mnohdy nejen nahradí, ale i předčí, zejména nižší cenou a snadnou zpracovatelností. Význam lehkých kovů ve stavebnictví stále stoupá. Na jejich výrobu je však třeba velkého množství elektrické energie, což je nevýhodou těchto kovů, a proto je jejich použití omezeno. Hořčík je nejlehčí technický kov vůbec; jeho měrná hodnota je 1 740 kg m–3. V přírodě se vyskytuje jen ve sloučeninách, zejména v křemičitanech a uhličitanech. Vyrábí se elektrolytickou cestou, ale zatím se ve světě vyrábí malé 142

množství hořčíku. Je to stříbrobílý až šedý kov, tažný, slévatelný, snadno podléhá chemickým vlivům a taje při 650 °C. Pro tyto vlastnosti a pro malou pevnost se jako čistý kov ve stavebnictví neuplatňuje, ale jeho slitiny s jinými kovy jsou důležité. Jsou to nejlehčí technické kovy; na jejich pevnost má příznivý vliv přísada hliníku. Hliník je nejrozšířenější kov v přírodě; zemská kůra obsahuje přes 7 % hliníku. Čistý hliník se však v přírodě vůbec nevyskytuje. Surovin vhodných pro jeho výrobu je celkem málo, nejlepší surovinou je bauxit, z něhož se připravuje oxid hlinitý a z toho dále hliník. Hliník se barvou podobá stříbru, jeho hustota je menší než 2 700 kg m–3. Z ostatních kovů je pro stavebnictví důležitý ještě zinek – lesklý, namodrale šedý kov. Je měkký a křehký, při teplotě 100 °C se dá tvářet válcováním nebo tažením. Na vzduchu je stálý, protože se na jeho povrchu tvoří ochranná vrstvička uhličitanu. Taje při 419 °C. Používá se především k výrobě slitin, čistý zinek se uplatňuje ve formě plechů a drátů na klempířské práce. Olovo je nejtěžší technický kov, s měrnou hmotností 11 300 kg m–3. Je to zároveň nejměkčí kov s nízkým bodem tání (324 °C). Vyrábí se pražením z galenitu (PbS). Olovo odolává většině chemických látek, ale má malou pevnost. Všechny rozpustné sloučeniny olova jsou jedovaté, olověné trubky na pitnou vodu musí mít vnitřní cínový povlak. Olovo má malou elektrickou vodivost. Ve stavebnictví se používá na speciální instalatérské práce (těsnění, zálivky), izolační vložky, trubky, pláště kabelů a na instalace v chemických provozech. Cín se vyrábí z cínovce. Je to velmi lesklý stříbrobílý kov, měkký, s malou pevností, vyniká však velkou tvárností a houževnatostí. Nejtvárnější je při zahřátí na 100 °C. Je možno jej válcovat až na tloušťku 0,008 mm (staniol). Taje při 232 °C. Čistý cín se používá především k pokovování plechů, v potravinářském průmyslu a zejména ve slitinách s jinými kovy. Měď je vzhledem k velké spotřebě v průmyslu jedním z nejdůležitějších kovů, ve stavebnictví se používá jen výjimečně (krytiny, žlaby, trouby). Mědi se nejvíce spotřebuje v elektrotechnice a pro přípravu slitin s jinými kovy. Měď má ze všech kovů největší elektrickou a tepelnou vodivost a je nepostradatelným materiálem v elektrotechnice. Vyrábí se z rud, obvykle sirníků. Má načervenalou barvu, je měkká a dobře tvárná za studena. Je velmi houževnatá a dobře se svařuje. Pro výrobu cenných slitin mají význam zejména chrom a nikl. Chrom má světle šedou barvu a velký lesk. Je velmi tvrdý a stálý. Používá se ke galva143

nickému pokovování, největší význam však má jako přísada při zušlechťování oceli. Nikl je stříbrobílý, dobře kujný kov, velmi pevný i tvrdý a dobře se válcuje. Používá se na galvanické pokovování, jako přísada do slitin (ocel, měď), k výrobě cennějších nástrojů a přístrojů, i k výrobě mincí. Vzácné kovy se ve stavebnictví běžně neuplatňují, s výjimkou zlata (ojediněle na pozlacování kopulí u vzácných historických staveb). 10.5.2

Slitiny neželezných kovů

Ve stavebnictví stále vzrůstá význam slitin lehkých kovů. Tyto slitiny poskytují materiály velmi dobrých vlastností, dobré slévatelnosti a obvykle jsou zcela odolné proti korozi. Ve stavebnictví se tyto slitiny používají na profily a plechy k výrobě oken, zárubní, obkladových desek, střešních panelů, konstrukčních desek na lehké stěnové panely apod. Kombinací slitin lehkých kovů se sklem a s plasty vzniknou nejmodernější konstrukční materiály. Nejznámější slitinou lehkých kovů je dural, tj. slitina hliníku, hořčíku a mědi s malým přídavkem některých dalších kovů. Dural lze použít na lehké konstrukční prvky (okna, dveře) a podlahy (FEAL). Nevýhodné je obtížné spojování nosných prvků z duralu. Nejdůležitější slitinou hořčíku je elektron. Je to slitina hořčíku, asi 10 % hliníku a malého množství zinku, manganu a křemíku. Pevnost elektronu je 250 až 300 MPa. Slitiny mědi jsou především bronz a mosaz. Slitiny mědi s cínem jsou cínové bronzy s obsahem cínu až 20 %. Použití závisí na obsahu cínu. Z cínového bronzu se vyrábějí jakostní armatury a ložiska, ale také umělecké odlitky, mince apod. Vyrábějí se také hliníkové, křemíkové, manganové a jiné bronzy. Sléváním mědi s niklem a zinkem vzniká bílý bronz nebo podle obsahu niklu řada dalších slitin (alpaka, nové stříbro, argentan, pakfong aj.). Mosaz je slitina mědi a zinku v různých poměrech, kromě dalších přídavných kovů. Zinek obsažený ve slitině může dosahovat až 35 %. Mosazi s velkým obsahem zinku jsou tvrdé pájky, mosazi s velkým obsahem mědi jsou tombaky. Podle toho se mění i barva slitiny, od červených tombaků až po světle žlutou mosaz. V technické praxi se mosaz používá více než bronz, protože je levnější a dá se snadněji zpracovávat. Ve stavebnictví se bronzy a mosazi uplatňují pouze jako ozdobná kování na monumentálních stavbách. Slitinou olova s cínem jsou měkké pájky, které se používají k spojování plechů pájením při klempířských pracích. 144

11

STAVEBNÍ SKLO

11.1

VYZNÁM, SUROVINY, VÝROBA

Sklo je anorganická látka vyrobená tavením křemičitého písku spolu s dalšími surovinami, která se dá po částečném ochlazení formovat do potřebného tvaru a po vychladnutí se stává pevnou, amorfní (nekrystalickou) látkou. Mezi jeho základní vlastnosti patří jeho průhlednost, tvrdost, trvanlivost a odolnost proti agresivním vlivům prostředí. Nevýhodou skla je jeho křehkost. Sklo se ve stavebnictví používá především k zasklívání. Umožňuje tak vytvořit zdravé prostředí tím, že propouští přímé sluneční světlo a zároveň chrání interiér před nepříznivými vlivy povětrnosti. Při architektonickém vytváření interiérů se významně uplatňuje dekoračním účinkem. Trvalé místo ve stavebnictví mají výrobky ze skla pro konstrukční a izolační účely. Základními surovinami jsou křemičitý písek (SiO2) se zrny velikosti 0,1 až 0,4 mm a alkálie, které snižují teplotu (soda – Na2CO3, potaš – K2CO3, vápenec – CaC03). Dále se při výrobě používají pomocné suroviny, které podle účelu nazýváme čeřidla (např. ledek – NaNO3, používaný při vysokých teplotách, který se rozkládá za vývinu plynů) a hmoty barvicí a odbarvovací. Základní i pomocné suroviny se v přesně odvážených poměrech smísí ve sklářský kmen, který se taví v pecích. Pro průmyslovou výrobu skla jsou určeny pece vanové, které umožňují mechanizované kontinuální tavení. Promíšené suroviny se plynule dodávají do vanové pece, v níž se taví při teplotě okolo 1 500 °C, a vzniklá surovina se po částečném ochlazení na teplotu okolo 1 000 °C zpracovává. Pec se vytápí olejem nebo elektricky. Při výrobě skloviny rozlišujeme tři důležité fáze: 1. vlastní tavení – roztavená sklovina je silně prostoupena bublinkami, 2. čeření – sklovina se dokonale promísí a vyčistí od bublin plynů, 3. sejití – snížení teploty skloviny v chladicích pecích, aby bylo možno sklovinu co nejlépe zpracovat. Výrobky ze skla (sodnovápenatého) pro stavebnictví se zpracovávají tažením, litím, válcováním (ploché sklo), lisováním (dlaždice, tvárnice, tašky, mozaika), odstředivým litím a tažením (skleněná vata, rohože), zpěněním (pěnové sklo). Hotové výrobky se v chladicích pecích nechávají po stejno145

měrném prohřátí (asi 600 °C) pozvolna chladnout. Tímto způsobem chlazení se brání vzniku vnitřního pnutí výrobku (pnutí může způsobit prasknutí buď samovolné, nebo při malém nárazu, teplotní změně apod.) v důsledku rychlejšího chladnutí povrchu proti vnitřku. 11.2

VLASTNOSTI SKLA

Sklo je průhledné; propouští 81 až 90 % světelných paprsků. Má výborné vlastnosti hygienické – je neporézní, dá se omývat a je odolné proti kyselinám (kromě kyseliny fluorovodíkové). Má velkou pevnost v tlaku (min. 320 MPa), ale je křehké. Je odolné proti vodě, nehořlavé, tepelně vodivé, tepelná propustnost obyčejného skla je přibližně 87 %. Je imunní ke korozi kovů, odolává baktériím a hlodavcům. Opracovává se broušením, leštěním, matováním. Objemová hmotnost je 2 500 až 3 800 kg m–3. 11.3

DRUHY STAVEBNÍHO SKLA

Do této skupiny patří ploché sklo, skleněné tvarovky, skleněné trouby, skleněná vlákna, pěnové sklo a skleněná mozaika. 11.3.1

Ploché sklo

Tažené ploché sklo je rovné, hladké a čiré, se slabým odstínem do zelena nebo do šedomodra. Tažené ploché sklo se používá především k zasklívání oken a dveří, ve větších tloušťkách pro prosklené vstupy, výklady apod. Tažené ploché sklo determální v tloušťkách 5, 6, 7 mm se vyrábí v tabulích velikosti max. 1 800
2 000 mm. Determální sklo absorbuje 45 až 55 % infračervených paprsků a rozptyluje a tlumí oslnivé světlo. Lité ploché sklo bez drátěné vložky se dodává ve dvou základních typech: – vzorované sklo (s jednou plochou povrchu vzorovanou), a to valchové, šňůrkové, katedrál tepaný, krepové, plástvové, kosočtvercové, hvězdičkové, perličkové, tečkované, vláknité, lávové, monumental velký a malý, konfetové, přímkové žebrové, japanese, pinker, mauresgue, juta apod., – nevzorované sklo (surové) s oběma plochami hladkými, nepravidelně nerovnými; používá se především v interiéru stavby všude tam, kde má být zamezen průhled, ale zachována světelná propustnost pro osvětlení. 146

Lité ploché sklo válcované s drátěnou vložkou se vyrábí převážně nevzorované. Do skleněných tabulí je rovnoběžně s povrchem zaválcována drátěná vložka, která při rozbití zajišťuje soudržnost skleněné tabule. Tento druh skla je určen k zasklívání průmyslových hal, skladišť, budov a světlíků, dále jako výplň balkonů, schodišť a výtahových šachet. Ploché sklo tvrzené, barevně smaltované, se vyrábí tažením i litím; po jedné straně je opatřeno vrstvou barevného smaltu, zapáleného při tvrzení tabule do jejího povrchu. Tvrzením se sklo stává odolnějším a přibližuje se vlastnostmi sklu bezpečnostnímu. Je určeno pro vnější výplně lehkých fasádních panelů nebo pro meziokenní vložky. Ploché sklo válcované opakní je sklo zabarvené ve hmotě. Je neprůhledné, s vrchní stranou lesklou, spodní stranou rýhovanou pro lepší přilnutí malty. Používá se převážně k obkladům interiérů a exteriérů tam, kde se požaduje trvalá omývatelnost a výrazný estetický účinek (nemocnice, laboratoře, kuchyně ve výrobních provozech potravinářského průmyslu a v sociálních zařízeních). Bezpečnostní sklo vrstvené Connex je ploché sklo vrstvené ze dvou nebo více tabuli s vloženou fólií z polyvinylbutyralu (PVB). Při destrukci ulpívají střepy na vložce a díky tomu nemohou zranit. Sklo vrstvené se vyrábí s čirou nebo barevnou vložkou. Používá se všude tam, kde je zvýšené nebezpečí rozbití skla s možností úrazu, pro zasklení otvorových konstrukcí, konstrukci rastrových plášťů budov, ochranných skleněných bariér, interiérových stěn a přepážek s požadavkem bezpečnostního charakteru, neboť sklo zůstává celistvé i při lomu. Izolační dvojskla Ditherm jsou složena ze dvou tabulí plochého skla, mezi něž je po celém obvodu zatmelen distanční rám. Zrcadlové ploché sklo Float se vyrábí plavením nepřetržitého pásu skla po hladině roztaveného kovu, přičemž oba povrchy jsou leštěny ohněm. Používá se ve školách, nemocnicích atd. 11.3.2

Skleněné tvarovky (obr. 70)

Duté skleněné tvarovky se označují jako stěnovky. Dodávají se jakou zavřené nebo otevřené duté tvárnice v barvách čiré, žluté, červené, modré a zelené. Používají se běžně na stavbu sklobetonových konstrukcí stěn vnějších i vnitřních i jako výplně stěn a oken. 147

Plné skleněné tvarovky se dělí podle účelu použití na: – stěnovky pro vnější i vnitřní stěny, příčky, výplně oken, klenbové konstrukce apod. Jsou čtvercového nebo obdélníkového tvaru; – dlaždice pro krytí chodbových podlah nebo pro stropní rovné i klenbové konstrukce; jsou čtvercového tvaru; – vlýsky pro podlahové konstrukce, které mají umožnit propouštění světla do nižších podlaží; – kruhové tvarovky (čočky) mají podobné použití jako vlýsky; dále se používají jako tvarovky pro stěnové světlíkové konstrukce. 11.3.3

Skleněné trouby

Mají neocenitelné použití především v potravinářském průmyslu a v průmyslu chemickém. Rozvádějí kapalné i sypké hmoty. Největší vyráběný průměr (jmenovitá světlost) je 150 mm. Jednotlivé trubky délky 1 800 mm se spojují litinovými nebo nekovovými spojkami. Výhodou trubek je odolnost proti agresivním účinkům a hygienické ošetřování.

Obr. 70. Druhy skleněných tvárnic 1 – tvárnice pro stropní konstrukce, 2 – tvárnice pro střešní konstrukce, 3, 4 – tvárnice pro klenbové konstrukce, 5, 6 – tvárnice pro vnější stěny, 7, 8, 9 – tvárnice pro vnitřní konstrukce

148

11.3.4

Skleněné vlákno

Skleněné vlákno je výborným polotovarem pro řadu výrobků používaných ve stavebnictví jako tepelně- a zvukově-izolační materiál. Dodává se buď volně jako stavební skleněná vata, kterou lze snadno přizpůsobovat tvarům izolované části, nebo ve formě rohoží, matrací a desek. Rohože a matrace mají jednostrannou nebo oboustrannou podložku (vlnitá lepenka, asfaltovaný papír, fólie z PVC apod.) tloušťky 20, 30, 40, 50 mm, s celkovou výrobní délkou svitku 5 m. Kromě toho se vyrábějí desky spojením skleněných vláken pryskyřicí Rotaflex, Orsil). Uplatňují se zejména v plovoucích podlahách a všude tam, kde se požaduje odolnost stavební konstrukce proti vlhkosti, agresivitě a vibraci. Výroba skleněných vláken závisí na délce a průměru vlákna. Nekonečná vlákna (průměru 3 až 13 m) se vyrábějí taháním skloviny přes malé otvory umístěné v několika řadách na dně pece a navíjením vláken na buben (Obr. 71a). Skleněná vlákna vyráběná rozfoukáváním se vyrábějí rozfoukáváním skloviny vytékající tenkým proudem buď z otvoru v peci, nebo z rotující hlavy (Obr. 71b). Rozfoukávání se provádí párou, vzduchem nebo jinými plyny. Vzniká tak vlákno o průměru 3 až 7 m a ta se ukládají v požadované tloušťce na nekonečný pás. Skleněná vata z vláken většího průměru (20 až 30 m) se vyrábí odstřeďováním tenkého proudu skloviny vytékající na rotující keramický kotouč (Obr. 71c).

Obr. 71. Způsoby výroby skelných vláken a) taháním, b) odstřeďováním, c) rozfukováním

149

11.3.5

Pěnové sklo

Pěnové sklo je ztuhlá skleněná pěna s neprodyšně uzavřenými póry, tedy lehká izolační hmota. Póry jsou naplněny směsí různých plynů vzniklých při výrobě (zpěňováním); za obvyklé teploty je v nich podtlak. Pěnové sklo je vhodné jako tepelná izolace střech, stěn obytných a provozních místností, teplovodů apod. Lze je snadno zpracovávat např. řezáním, vrtáním apod. Je nehořlavé, nenasákavé, má malou objemovou hmotnost (max. 180 kg m–3). Povrch pěnového skla je poměrně měkký a je nutno je chránit před poškozením. Na stěny je vhodné pěnové sklo lepit horkým asfaltem. 11.3.6

Skleněná mozaika

Dodává se ve formě skleněných obdélníkových výlisků nalepených na papírovém podkladu. Jednotlivé výlisky mají velikost 16
12 mm a tloušťku v rozmezí 4,5 až 6 mm. Povrch mozaiky je mírně zvlněn. Dodávané „lepence“ mají rozměr 250
200 mm. Mozaika se vyrábí v různých barvách a odstínech. Je vhodná k vnějším a vnitřním obkladům stěn, sloupů, stropů a podlah jako ochrana před vlivem povětrnosti, prostředí nebo jako dekorativní prostředek. Po položení mozaiky do malty a po jejím zatvrdnutí se papír navlhčí a odstraní. Dodává se v lepenkových krabicích s obsahem 50 kusů lepenců (hmotnost asi 25 kg). 11.3.7

Skleněné mikrodutinky

Skleněné mikrodutinky jsou sypký materiál tvořený kulovitými dutými skleněnými částicemi o velikosti 10–120 m. Tyto částice mají stěny tlusté od 0,5 do 2 m a objemovou hmotnost od 125 do 600 kg.m–3. Vzhledem ke své nízké objemové hmotnosti jsou schopny snižovat hustotu různých kompozitních materiálů, pokud jsou v nich použity jako plniva. Skleněné mikrodutinky, kterým se též říká mikrokuličky, jsou vodovzdorné, chemicky inertní, mají nízkou povrchovou aktivitu, obsahují málo vlhkosti a mají nízkou tepelnou roztažnost. S ohledem na prakticky dokonalý kulovitý tvar jsou plnivem, které ve srovnání s jinými plnivy zlepšuje zpracovatelnost a zároveň může zlepšit tepelně izolační vlastnosti. Při použití do tmelů zlepšují jejich brousitelnost, dají se použít do nátěrových hmot a lepidel jako prakticky nesedimentující plnivo. Lze je použít i do betonu jako provzdušňující přísady. 150

11.4

SKLADOVÁNÍ SKLA

Ploché sklo se balí do dřevěných beden, tabule skla se prokládají papírem nebo dřevěnou vlnou. Sklo se musí skladovat v krytém suchém prostředí se stejnoměrnou teplotou. Jednotlivé tabule se uskladňují vždy na stojato. Je-li bedna vlhká, je třeba sklo ihned vybalit. Přemísťování tabulí z prostředí chladnějšího do teplejšího musí být pozvolné, aby se sklo neorosilo. Skleněné tvarovky a trouby se skladují volně ložené, chráněné dřevěnou vlnou proti nárazu, v krytých suchých prostorách tak, aby nedošlo k poškození jejich celistvosti.

151

12

PLASTY

12.1

VÝZNAM PLASTŮ VE STAVEBNICTVÍ, ZÁKLADNÍ SUROVINY, VÝROBA A VLASTNOSTI PLASTŮ

Použití plastů ve stavebnictví ovlivňuje vlastní stavbu po výrobní a architektonické stránce. Důležité místo mají plasty v experimentálních metodách modelového výzkumu staveb. Rozsah využití plastů ve stavebním objektu vzhledem k plnění požadované funkce je závislý na dostupnosti surovin pro jejich výrobu, na zpracovatelských možnostech chemického průmyslu a na dlouhodobějším zhodnocení jejich vlastností, včetně stárnutí. 12.1.1

Suroviny

Z hlediska původu základních surovin pro výrobu plastů používaných ve stavebnictví dělíme plasty na přírodní a umělé. Z přírodních hmot je nejvýznamnější kaučuk, který se připravuje ze šťávy (latexu) kaučukovníkových stromů. Šťáva obsahuje asi 35 % kaučuku (pro nedostatek přírodní suroviny jsou vyvíjeny umělé kaučuky, používané buď samostatně, nebo s přimísením přírodního kaučuku). Převážné množství výrobků z plastů ve stavebnictví patří mezi umělé látky. Surovinami pro jejich výrobu jsou ropa, uhlík a zemní plyn. 12.1.2

Výroba

Výchozí produkty získané z uvedených surovin jsou nízkomolekulární látky (monomery), z nichž vznikají polymerací, polykondenzací nebo polyadicí látky makromolekulární (sloučeniny o molekulové hmotnosti větší než 10 000, molekulu tvoří nejméně 1 000 atomů). Polymerací vzniká makromolekulární látka (přímým sloučením molekul výchozí látky nízkomolekulární) a nevzniká vedlejší produkt reakce. Při použití dvou nebo několika výchozích látek hovoříme o kopolymeraci. Z technologického hlediska je polymerace bloková, roztoková, suspenzní a emulzní. 152

Při polykondenzaci vzniká sloučením různých monomerů kromě hlavní makromolekulární látky ještě vedlejší jednoduchá látka, obvykle voda. Polyadicí dochází, obdobně jako u polykondenzace, k slučování několika monomerů, ale bez vzniku vedlejší látky. Vlastnosti plastů vzniklých všemi způsoby závisí na velikosti makromolekul. Při výrobě plastů se používají různé pomocné hmoty, ovlivňující buď chování látky při výrobě, nebo její konečné vlastnosti. Jsou to – plniva k využití pojivých vlastností plastů, k zlepšení vlastností a k zlevnění, – iniciátory, které navozuji reakci, v hmotě zůstanou chemicky vázané, – katalyzátory, které urychlují reakci, nejsou chemicky vázané, – inhibitory, které zamezují samovolné polymeraci. Plasty se zpracovávají různými způsoby s uplatněním tepla a tlaku. Podle chování plastů při působení tepla je dělíme na termoplasty a reaktoplasty (termosety). Termoplasty působením tepla vždy znovu měknou (po ochlazení tuhnou), jejich chemická podstata se nemění. Reaktoplasty působením tepla tvrdnou, jejich chemická podstata se nemění, stávají se nerozpustné a při novém působení tepla neměknou. Nesmí se však přesáhnout určitá teplota, při níž by došlo u termoplastů i u reaktoplastů k tepelnému rozkladu. 12.1.3

Vlastnosti plastů

Mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti plastů a jejich vzájemné vztahy jsou úzce závislé především na chemickém složení. Určité vlastnosti mohou být proměnné a mění se s teplotou a vlhkostí prostředí a s délkou namáhání (stárnutí hmoty). Z hlediska mechanických a fyzikálních vlastností dělíme plasty na elastomery s nízkým modulem pružnosti (hmoty, které mají vratnou deformaci i při protažení o několik procent) a na plastomery (tvrdé látky s vyšším modulem pružnosti). Objemová hmotnost se pohybuje v rozmezí 10 až 1 800 kg m–3, modul pružnosti v tahu nabývá různých hodnot v závislosti na teplotě, celkově je značně nízký, v rozmezí 100 až 1 750 MPa. Tažnost se zvětšuje s rostoucí teplotou. Dlouhodobé působení se projevuje „tečením“ materiálu. Tažnost činí 1 až 100 %. 153

Pevnost v tahu (rozmezí pevnosti je podobné i pro pevnost v tlaku) se pohybuje v rozmezí 0,5 až 250 MPa. Pevnost v obrusu je různá podle tvrdosti materiálu. Nasákavost v objemových procentech má hodnotu 0 až 8 %, u některých pěnových plastů i vyšší než 8 % (např. porofen). Odolnost vůči působení vody je dobrá. Teplotní roztažnost je u většiny plastů poměrně velká, teplotní součinitel délkové roztažnosti a = 10,0 až 230.10–6 W.m–1 . K–1, teplotní vodivost je u lehčených plastů 0,035 W. m–1. K–1, u ostatních plastů asi 0,16 až 0,35 W. m–1 .K–1. Z předchozích hodnot je patrné, že plasty patří mezi nejúčinnější tepelně izolační materiály. Teplotní odolnost je u většiny používaných plastů vyjádřena hodnotou +120 °C (max. 250 °C), dolní omezení je –20 °C, u fólií i více (např. fólie PE až –50 °C). Elektrické vlastnosti. Plasty jsou vesměs dobrými izolanty. Chemické vlastnosti. Odolnost proti působení kyselin, zásad a rozpouštědel je u jednotlivých látek různá, celkově lze plasty klasifikovat jako dobré, podmíněně odolné až neodolné. Odolnost proti povětrnostním podmínkám závisí na délce doby výzkumu a nabývá hodnot v širším rozmezí. Biologické vlastnosti. Většina plastů umožňuje život mikroorganismů. Přísadami je lze změnit na látky fungicidni (hubící nižší organismy). Z hlediska účinků na zdraví člověka jsou obvykle nezávadné. Akustické vlastnosti. Rychlost šíření zvukových vln v plastech je vzhledem k nízkému modulu pružnosti poměrně malá a se stoupající teplotou se dále zmenšuje. Optické vlastnosti. Plasty jsou v původním stavu většinou průsvitné až průhledné. Pro úspěšné používání plastů ve stavebnictví má kromě komplexního posouzení uvedených vlastností základní důležitost životnost plastů. Protože u většiny plastů jsou jednotlivé vlastnosti i životnost odvozeny z laboratorních zkoušek jimiž se modelují skutečné účinky, mohou se hodnoty údajů u různých autorů dosti lišit. Většinou se dnes používané údaje zavádějí jako průměrné hodnoty. Životnost plastů nepříznivě ovlivňuje přímé sluneční záření a kombinované působení vlivů (např. mechanické namáhám a povětrnostní podmínky). 154

12.2

DRUHY PLASTŮ

12.2.1

Termoplasty Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid se vyrábí polymerací vinylchloridu buď jako tvrdý (Novodur), nebo jako měkký, měkčený (Novoplast). Tvrdý i měkký polyvinylchlorid se vyrábí také jako lehčený (PVC-LT a PVC-LM). Polyvinylchlorid je bílá, tvrdá hmota, samozhášitelná až hořlavá; je odolný proti vodě, není mrazuvzdorný a nevede elektrický proud. Rozmezí použití je od 0 do 60 °C. Působením různých klimatických účinků stárne, životnost je max. 3 roky, u tzv. stabilizovaného PVC je životnost až 10 roků. Tvrdý polyvinylchlorid má objemovou hmotnost 1 380 až 1 400 kg.m–3 a pevnost v tahu 50 až 60 MPa. Měkký polyvinylchlorid má objemovou hmotnost 1 160 až 1 350 kg . m–3, nasákavost je 0,5 až 1 %. Pro zpracování se dodává práškový. Použití ve stavebnictví Desky. Vyrábějí se vakuováním a tvarováním z neměkčené tvrdé polyvinylchloridové fólie (Novodur) v délce 1 010 mm, šířce 510 mm, tloušťce 0,5 až 0,8 mm, dále jako kazety 500
500 mm, tloušťky 1,2 mm. Parapetní desky. Je možno je použít pro obklad vnitřních parapetů oken v prostředí do maximální teploty +40 °C. Osazují se do malty předepsaného složení. Izolační desky Technopor. Vyrábějí se z lehčeného tvrdého polyvinylchloridu dvoustupňovou tlakovou technologií, objemová hmotnost je 60 kg . m–3. Nejčastěji se používají pro tepelné izolace (desky jsou dlouhé 1 400 mm, široké 700 mm a tlusté 46 až 50 mm). Kabelový žlab. Vyrábí se vytlačováním z tvrdého neměkčeného polyvinylchloridu. Skládá se ze dvou částí, tj. z vlastního žlabu a krytu. Střešní vlnitá krytina. Vyrábí se vytlačováním ze suspenzního polyvinylchloridu (je odolnější proti účinkům povětrnosti). Pásy mají délku max. 25 m, šířku 1 500 ± 15 mm, tloušťku 1,8 mm, desky jsou dlouhé 1 500 mm a široké 1 000 mm. Krytina je těžko hořlavá. Nejčastěji se používá ke krytí plochých a šikmých střech přízemních hal, skladů, garáží, ramp a provizorních objektů. Tvarovky k vlnité střešní krytině. Vyrábějí se vakuovým tvarováním z rovných desek, dodávají se jako dvoudílný hřebenáč, příložka ke zdivu a uzá155

věr vln. Krytina i tvarovky jsou v barvě červenohnědé, zelené, modré, žluté nebo červené. Podlahoviny – Izolit je izolační podlahovina z PVC na podložce impregnované plsti. – Esterolit má celkovou tloušťku 3,5 mm, vlastnosti a použití jsou podobné jako u podlahoviny Izolit. – Elektrostatik je heterogenní, elektrostaticky vodivá podlahovina z PVC bez podkladu. – Izomila je tvořena lehčeným nánosem z PVC a homogenní krycí vrstvou; lícová strana nášlapné vrstvy je jednobarevná. – Izoplast Kolor je heterogenní podlahovina z PVC s izolační podložkou z měkčeného PVC. Fólie. Izolační fólie Isofol se vyrábějí lisováním několika vrstev jednoduchých fólií Novoplast. Používají se pro izolaci proti vodě. Fasádní díly. Vyrábějí se z houževnatého polyvinylchloridu (Dekorplast) a jsou vhodné pro vytváření obvodových plášťů ve všech typech staveb. Trubky z plastů Novodur a Novoplast. Vyrábějí se vodovodní a kanalizační trubky. Vnější průměr kanalizačních trubek je 40 až 160 mm, tloušťka stěny 1,8 až 3,2 mm, délka 2 a 4 m. Polyetylén (PE) Polyetylén se vyrábí polymerací etylenu buď jako rPE – vysokotlaký (rozvětvený) za tlaku 50 až 300 MPa, při teplotě 150 až 300 °C (měkký), nebo jako IPE – nízkotlaký (lineární) za tlaku blízkého 0,1 MPa, při teplotě do 100 °C (tvrdý). Středotlaký PE vzniká za podmínek rozmezí mezi oběma uvedenými hodnotami. Polyetylén je bílá neprůhledná hmota podobná vosku, pružná, nerozbitná, nesnadno hořlavá. Je odolný proti působení vody a má dobrou chemickou odolnost (hlavně proti působení kyselin a zásad). Menší odolnost vykazuje proti klimatickým účinkům, tvrdne, křehne a na povrchu se tvoří trhlinky. Použití ve stavebnictví Fólie. Používají se k ochraně čerstvého betonu proti vysychání, k uzavření stavby při nízkých teplotách (fólie křehne při –70 °C). 156

Trubky. Vyrábějí se z nízkotlakého i vysokotlakého polyetylénu vytlačováním. Výrobní délka je 4 000 a 6 000 ± 20 mm. Desky. Vyrábějí se vytlačováním z nízkotlakého polyetylénu v různých barevných odstínech. Používají se pro obklady vnitřních stěn a nádrží průmyslových objektů. Polypropylen (PP) Polypropylen se vyrábí polymerací propylenu. Vzhledem se podobá polyetylénu, je však tvrdý, až rohovitého charakteru. Použití ve stavebnictví Fólie. Použití je podobné jako u polyetylenových fólií. Trubky. Používají se pro vedení fyziologicky a chuťově inertních látek. Spojovací díly pro trubky z polypropylenu; T-kus, koleno 90°, hrdlový nátrubek, lemový kroužek, přechodový kus a redukce. Vyrábějí se vstřikováním. Tkané plošné textilie z polypropylenu. Používají se pro zpevňování provizorních staveništních vozovek a skladovacích ploch. Podlahoviny. Jekor Standard, Jekor Speciál, Syntetik Standard a Riga. – Jekor Standard se vyrábí vpichovací technikou z polypropylenových vláken v lícní vrstvě, rubovou vrstvu tvoří směs syntetických regenerovaných vláken; – Jekor Speciál se vyrábí ve čtvercích 400
400 mm. Desky. Vyrábějí se vytlačováním, a to v přírodní barvě; jsou dlouhé 3 000 ± 20 mm, široké 1 050 + 20 mm a tlusté 1,0, 2,0 a 2,1 až 4,0 mm. Používají se pro antikorozní obklady vnitřních stěn, upevňují se na podklad hřebíky a vruty. Polystyren (PS) Polystyren je čirá, bezbarvá, tuhá, avšak křehká hmota. Je odolný proti působení vody, kyselin a zásad i proti vlivům minerálních olejů. Je hořlavý a dobře rozpustný ve většině organických rozpouštědel. Lehčený polystyren (zpevněný, pěnový) se vyrábí jako vysokotlaký (má hrubozrnou strukturu), nízkotlaký a mikropórovitý (polymeruje dvoufázově). Vlivem přímého působení klimatických účinků stárne po jednom roce (křehne a tvoří se povrchové trhlinky). 157

Pěnový polystyren (PPS) Užívá se jako tepelně izolační vrstva ve formě desek a tvarovek, drcený jako zásyp a plnivo do lehčených betonových směsí. Extrudovaný polystyren (XPS) Má 3 až 7krát vyšší pevnost v tlaku a 5 až l0krát nižší nasákavost než PPS. Oba materiály jsou dostupné také ve samozhášivém provedení k použití především v kontaktních tepelně izolačních systémech. Životnost desek chráněných další vrstvou po celém jejich povrchu se předpokládá 80 let. Použití ve stavebnictví Desky. Vyrábějí se vytlačováním z houževnatého polystyrenu. Jsou určeny pro obklady vnitřních stěn, pro venkovní obklady vzhledem k malé světelné stálosti materiálu nejsou vhodné. Na podklad se upevňují vruty. Desky Lignopor. Vyrábějí se kombinováním lehčené polystyrenové desky s deskou dřevocementovou. Jsou dlouhé 2 000 ± 5 mm, široké 500 ± 5 mm, s celkovou tloušťkou 25, 35, 50 a 75 mm. Používají se jako konstrukční materiál lehkých stěn a příček, jako tepelně izolační materiál plášťů stěn, podlah, panelů a překladů. Polystyrenbetonové panely. Vyrábějí se z polystyrénové betonové hmoty vyztužené betonářskou ocelí. Polyamidy (PA) Obvykle jde o tuhé, průsvitné nebo neprůsvitné hmoty, bílé až nažloutlé, rohovitého charakteru. Nejsou odolné proti působení kyselin, jsou snadno hořlavé. Vodě odolávají, ale nasákavost dosahuje až 10 %. Ve stavebnictví se polyamidy uplatňují zejména jako podlahoviny. Jinak patří k velmi důležitým hmotám, které nahrazují neželezné kovy (vodovodní armatury, těsnění, izolátory elektrických vodičů apod.). Kovral Karis je všívaná textilní podlahovina, jejíž nášlapná vrstva je vytvořena z polyamidových vláken; podlahová vrstva je z juty. Stabilita stehů se zajišťuje polyvinylacetátovou disperzí s plnivem na rubu podkladové tkaniny. Šířka je 750 nebo 3 000 mm, tloušťka 9,1 mm, plošná husto158

ta 1,95 kg m–2. Krytina se používá pro základní podlahy v občanské a bytové výbavě. Na podklad se klade volně, s použitím lepicí pásky ve spojích, nebo se lepí v celé ploše. 12.2.2

Reaktoplasty

Reaktoplasty se od termoplastů liší tím, že působením tepla nebo tvrdidel tvrdnou a jsou nepropustné, při zvýšené teplotě neměknou ani se netaví. Fenoplasty (FP) Fenoplasty jsou v přírodní barvě žluté až hnědé látky (nelze je barvit), podle plniva hořlavé až odolné proti ohni. Použití ve stavebnictví Desky Umakart D. Vyrábějí se jako jednostranné nebo oboustranné, s mnoha barevnými odstíny a vzory. Povrch je tvrdý, odolný proti otěru a proti běžným chemickým účinkům, na světle je stálé barvy. Aminoplasty (MF) Mají přírodní světlou barvu, dají se dobře barvit. Známým výrobkem je Umacol C. Je to bezbarvé lepidlo a používá se k lepení desek z plastu Umakart D. Vytvrzuje se při teplotě 15 až 20 °C za 6 h, je nehořlavý. Polyestery (PES) Jsou buď nasycené (termoplasty), nebo nenasycené, které se dodatečně vytvrzují i při běžné teplotě přidáním tvrdidla. Použití ve stavebnictví Sklolaminátové desky. Vyrábějí se impregnací skleněné tkaniny nebo rohože (Yplast 350 a 600) polyesterovou pryskyřicí (Veropal 004 a CHS 104) v přírodní barvě a v několika barevných odstínech. Sklolaminátové vlnovky. Vyrábějí se z polyesterového skelného laminátu, v barvě žluté, zelené, modré, červené a šedé. Stříkaný laminát. Používá se jako izolace proti vodě a zemní vlhkosti. 159

Epoxidy (EP) Vytvrzují se přidáním tužidla za běžné nebo zvýšené teploty. Po vytvrzení mají epoxidy dobrou odolnost proti vodě i chemickou odolnost. Použití ve stavebnictví Chemicky odolný tmel Balit E-3. Vyrábí se z epoxydové pryskyřice s minerálními plnivy. Používá se ke spárování chemicky odolných obkladů a vyzdívek, pro opravy stavebních dílců apod. Nátěrová hmota Lykocel. Vyrábí se v sedmi základních odstínech. Používá se jako povrchová úprava omítek, betonu, etemitu, dřeva, dřevovláknitých a dřevotřískových desek, lepenky, dále pro vnitřní nátěry v zemědělských stavbách (chlévy). Propouští vodní páry, je hydrofobní. Polyuretany (PU) Připravují se jako termoplasty s obdobným použitím jako polyamidy. Reaktoplastické polyuretany (zesíťované) se dodávají jako dvousložkové nebo jako jednosložkové. Po vytvrzení mají dobrou přilnavost k podkladu. Odolnost proti vodě i chemická odolnost je průměrná. Jsou hořlavé, nasákavost je l až 3 %. Vyrábějí se též jako lehčené (L-PU). Silikony Silikony se vyrábějí buď jako termoplasty, nebo jako reaktoplasty. Pro velmi dobrou přilnavost, pružnost, odolnost proti otěru a vysokou hydrofobnost se používají ve stavebnictví zejména jako nátěrové hmoty, dále jako přísady do betonu, hydrofobizační prostředky a tmely. Lukofob. Je to vodný roztok methylsilanolátu sodného. Jde o žlutohnědou kapalinu, která se mísí s vodou. Používá se jako hydrofobizační prostředek pro fasády, cihelné zdivo, vápenné omítky, střešní krytiny, podklady pro latexové barvy nanášené na omítky apod. Není vhodný na dřevo, lepenku ani ocel. Silikonakrylátová barva (schnutí na vzduchu) SAB – K 2030. Používá se pro velmi odolné povrchové nátěry vláknocementových desek, vlnovek, střešní pálené krytiny, betonových panelů apod. Lukopren S 9410. Je to silikonový kaučuk vhodný k tmelení spár; vulkanizuje vzdušnou vlhkostí, je nestékavý. 160

12.3

PLASTY JAKO PŘÍSADY DO MALT A BETONŮ

Plasty přidáváme do malt pro zlepšení jejich mechanických a chemických vlastností. Jde především o zvětšení pevnosti v tahu a pevnosti v obrusu, o zlepšení přilnavosti k podkladu a nepropustnosti. Přísady částečně omezují modul pružnosti a pevnost v tlaku, zvětšují smrštění a prodlužují tuhnutí malty. Jestliže přidáme do malty s cementovým pojivem jako přísadu pouze přírodní nebo syntetický latex (latex je šťáva kaučukovníku nebo disperze syntetického kaučuku) v množství 5 až 20 %, vznikne latexocementová malta. Použije-li se do cementové malty jako přísada vodní disperze polymeru nebo kopolymeru plastů, jde o maltu polymercementovou. Jestliže funkci pojiva v maltě převezmou výhradně plasty, používáme název plastbeton. Polyvinylacetát (PVAc) Je to bezbarvá, čirá hmota. Je stálý na světle; rozpouští se ve více rozpouštědlech (např. v acetonu). Je obtížně tvarovatelný, a proto se zpracovává ve formě disperzí na lepidla, tmely, nátěry, laky, plastobetony a polymercementové malty. Použití ve stavebnictví Polymercementový potěr. Vyrábí se z polyvinylacetátové disperze smíšené s portlandským cementem PC 325 a z plniva, nejvhodněji z říčního písku zrnitosti 0 až 8 mm (v předepsaném granulometrickém složení). Potěr lze barvit pigmenty. Je určen pro podlahy interiérů občanské, průmyslové a jiné výstavby tam, kde se požaduje větší odolnost proti valivému obrusu, úderům a neprašnost. Vyrovnávací hmota. Nanáší se ocelovým hladítkem při teplotě do +8 °C. Používá se pro vytvoření souvislého podlahového povlaku, pro vyrovnání nerovné podlahy, panelů apod. Štěrková hmota. Dodává se v deseti barevných odstínech. Nanáší se v tloušťce max. 6 mm, při teplotě min. +10 °C. Používá se pro vytvoření bezspáré podlahy na beton, xylolit apod., a to v interiérech v suchém prostředí. Polyestery (PES) Nejběžnějším polyesterem je Betoplast. Je to plastbetonová podlahovina. Zbarvení ve hmotě se dosáhne pomoci pigmentu (červenohnědý, 161

okrový, zelený). Je to těžko hořlavá hmota, vhodná pro rekonstrukci starých podlah, není odolná proti povětrnostním vlivům ani střídavému působení teplé a studené vody. Povrch je hladký beze spár. Epoxidy (EP) Epoxidy se používají na štěrkové podlahy pro dobrou odolnost proti účinkům tepla a chemickým látkám. Jsou tvrdé a křehké. Obvykle se uplatňují dva druhy: Sadurit L a Stavex. Sadurit L je směs epoxidové pryskyřice s plnivy a barvivy (sedm odstínů). Používá se na základní podlahy laboratoří, skladů, kanceláří, chodeb apod., ve vnitřních suchých prostorách. Stavex je směs epoxidové pryskyřice, křemenného písku a tvrdidla (popř. barviva). Při plochách větších než 15 m2 se dělají spáry vyplněné trvale pružným tmelem. Akryláty Ceramitex I je nástřiková hmota na bázi akrylátové disperze pro fasádní omítky a pro některé interiérové dekorační omítky. Je vhodný k použití na beton, vláknocement i na cihelné zdivo. Ceramitex II se používá stejně jako Ceramitex I, nanáší se jediným nástřikem.

162

13

IZOLAČNÍ MATERIÁLY A VÝROBKY

13.1

DRUHY IZOLAČNÍCH HMOT

Izolační systémy chrání stavební dílo, jeho konstrukce či jeho části i uživatele stavebního díla proti nežádoucím účinkům vody a vlhkosti, zabraňují ztrátám tepla či pronikání chladu (promrzání) a odstraňují rušivé účinky hluku a otřesů. Ve speciálních případech se používá izolačních materiálů též na úpravu akustiky v prostorech a na ochranu před účinky kapalných nebo plynných chemických látek. Izolační systémy sice zvyšují stavební náklady, na druhé straně však prodlužují životnost nebo provozuschopnost stavebního díla. Např. špatným provedením vodotěsné izolace může dojít k zaplavení objektu nebo jeho části, špatnou tepelně izolační konstrukcí dochází k obtížím v provozu objektu v zimě atd. Tenkostěnné konstrukční prvky a dílce jsou ve srovnání s masivními konstrukcemi málo výhodné z hlediska tepelných ztrát a z hlediska akustického. Tento nedostatek se proto musí řešit doplňujícími izolačními materiály. Význam izolačních materiálů roste i tím, že vzrůstající množství průmyslových exhalátů a vzrůstající hlučnost neustále zhoršují kvalitu bydlení a pracovního prostředí. Podle charakteru nepříznivých účinků, proti kterým vytvářejí izolační materiály ochranu, je dělíme do skupin: – izolační materiály proti vodě a vlhku, – izolační materiály proti ztrátám tepla a proti chladu, – izolační materiály proti hluku a otřesům, – izolační materiály pro speciální použití, jako např. kyselinovzdorná izolace, izolace proti škodlivému záření aj. 13.2

IZOLACE PROTI VODĚ A ZEMNÍ VLHKOSTI

Izolace proti vodě a zemní vlhkosti je opatření, které zabraňuje vnikání vody (a v ní obsažených škodlivých látek) do stavební konstrukce. Pro návrh izolace je vhodné uvážit formu, kterou voda na konstrukci působí. Z tohoto hlediska rozlišujeme několik druhů vlhkosti: – Vlhkost ovzduší (atmosférická). Vzduch obsahuje stále určité množství vodních par, které se mění s teplotou a atmosférickým tlakem. 163

– Srážková voda (déšť, sníh). Obsahuje rozpuštěné plyny (zejména kyslík a oxid uhličitý) a ve městech kouřové plyny (zejména se škodlivým oxidem siřičitým). – Povrchová voda potoční, říční, rybniční, jezerní, přehradní. Obsahuje kromě rozpuštěných plynů a rozpuštěných solí také organické látky ve formě roztoků a proměnné množství suspendovaných částic pevné hmoty splavenin. – Zemní vlhkost. Je způsobena převážně srážkovou vodou prosáklou z povrchu do zeminy (má tedy její chemické vlastnosti). – Podzemní voda beztlaková, tlaková. Vzniká infiltrací vody z ovzduší (kondenzací), vody srážkové a povrchové do země, kde se hromadí na nepropustné vrstvě, po které proudí, a vstupuje na povrch ve formě pramene, nebo vystřikuje (artéské vody). Živice Od nejstarších dob bylo známo, že se v zemské kůře nalézají hořlavé látky všech tří skupenství. Mezi tuhé patří přírodní asfalt a zemní vosk, mezi kapalné nafta a mezi plynné zemní plyny. Všechny uvedené látky tvoří skupinu živic, tj. pravěkých hořlavin, v nichž převládají sloučeniny uhlíku s vodíkem. Vysvětlení vzniku těchto látek není dosud jednotné. Podle jedné teorie se vytvořily rozkladem mořské zvířeny a rostlinstva za nízké teploty a vysokého tlaku (původ organický). Starší teorie předpokládá původ anorganický, vycházející z chemických pochodů ve značných objemech vodních roztoků za působení vysokých teplot při rozsáhlé sopečné činnosti. Výrobky z živičných látek Asfaltové emulze, laky a tmely. Používají se především pro izolační nátěry proti zemní nebo atmosférické vlhkosti. Nanášejí se buď za tepla (jen na suchý podklad), nebo za studena (na suchý a vlhký podklad). Účelem základních nátěrů je vniknutí řídkého nátěru do podkladu a jeho povrchových prohlubní a tím dosažení povrchového utěsnění pórů podkladu. Tyto nátěry zajišťují také účinné spojení dalších (krycích) vrstev s podkladem. Krycí nátěry (hustší) s ochrannou funkcí se nanášejí v jedné nebo několika vrstvách. Zajišťují také přerušeni kapilárního vzlínání vody zdivem (u cihelného zdiva je výška vzlínání až 3 m). Izolační vložkové povlaky (vložky tvoří pouze vyztužení, zatímco izolační funkci má živičná hmota) mají větší mechanickou odolnost (vlož164

ka hadrová nebo papírová lepenka, plst, jutová nebo skleněná tkanina, fólie z kovů nebo plastů), a proto se používají pro izolace proti podzemní vodě a pro střešní krytiny. Tkaninové vložky lépe přiléhají k podkladu, jsou odolnější proti roztržení, lépe se kladou v rozích a na hranách. Při použití horkých nátěrů se však kladou obtížněji (vznik záhybů). Tkaninové a papírové vložky jsou nasákavé, a proto povlaky s těmito vložkami nesmějí přijít do přímého styku s vodou, uplatňují se pouze jako další vrstvy. Asfaltové emulze a suspenze s latexem (EAL 15, EAL 20, gumoasfalt). Je to směs asfaltové emulze s emulzí butandienstyrenového kaučuku. Používají se pro speciální izolační vrstvy za studena, např. u vodorovných nebo mírně skloněných střech, proti zemní vlhkosti a povrchové korozi malt, cihelného zdiva a k obnově povlaků lepenkových střech. Asfaltový izolační lak. Je to koloidní roztok přírodního nebo petrolejového asfaltu s vysychavými oleji v organickém rozpouštědle. Používá se pro krycí nátěry na beton, omítku, cihelné zdivo, pórobetony, pro vodorovné a svislé izolace, pro základní a udržovací nátěry lepenkových a plechových střech. Asfaltový ochranný nátěr. Jde o koloidní roztok směsi polotuhých asfaltů v technickém benzínu. Používá se k obnově nátěrů střešní lepenkové krytiny, k izolačnímu nátěru proti vlhkosti, jako penetrační nátěr betonu, cementových omítek, cihelného zdiva a antikorozního nátěru ocelových konstrukcí. Asfaltované izolační pásy bez krycí vrstvy, typ A. Jsou to hadrové lepenky impregnované primárním asfaltem. Používají se pro povlakové střešní krytiny a na izolace proti zemní vlhkosti a vodě. Vyrábějí se tyto druhy: AP/L-A-330/H; 330/SH; 400/H; 400/SH; 500/H; 500/SH. Šířka je 1 m a délka 30 m, plošná hmotnost 0,64 až 0,96 kg.m–2. Pásy s vložkou H mají nasákavost 30 % hmotnostních, pásy s vložkou SH 35 % hmotnostních. Asfaltované izolační pásy s krycí vrstvou, typ R. Jde o hadrové lepenky impregnované primárním asfaltem a po obou stranách opatřené asfaltovanou hmotou, minerálními plnivy a minerálním posypem. Používají se pro povlakové střešní krytiny a na izolaci proti zemní vlhkosti a vodě. Asfaltované izolační pásy těžké, typ S. Jsou to hydroizolační pásy s impregnovanou nosnou vložkou papírovou, hadrovou, skleněnou, z plastické hmoty, z kovové fólie aj., opatřenou oboustrannou krycí vrstvou silnější než 1 mm s vhodným minerálním plnivem (mikromletá břidlice, suro165

vý perlit aj.). Na povrchovou úpravu se používá jemnozrnný minerální posyp proti slepování. K podkladu se natavují pomocí vhodných hořáků. Zpracovávají se při teplotách vyšších než +5 °C. Dodávají se v rolích o délce 10 m, šířce 1 000 mm a hmotnosti cca 55 kg. Do této skupiny jsou zařazeny následující výrobky domácí provenience: Asfaltované pásy s lepenkovou vložkou, typ IPA 400/H; IPA 500/H; IPA 400JSH; IPA 5001 SH. Vlastnosti a použití jsou obdobné jako u předchozího typu R. Asfaltované pásy s triplexovou vložkou, typ Pebit A, R, S. Vyrábějí se impregnací triplexového pásu s polyetylenovou vložkou primárním asfaltem. Používají se pro povlakové střešní krytiny, na izolaci proti zemní vlhkosti, vodě a jako parotěsná zábrana. Vyrábějí se v druzích AP/PPe, A Pebit-A, R Pebit-R, S Pebit-S. Asfaltované pásy s vložkou ze skleněné rohože, typ Bitagit A, R, S, S-I. Vyrábějí se ze skleněné rohože impregnované oxidovaným asfaltem nebo opatřené asfaltovou hmotou s jemným minerálním posypem. Asfaltované pásy s vložkou ze skleněné tkaniny Sklobit A, E. Vyrábějí se ze skleněné tkaniny s vlákny dokonale obalenými asfaltem a opatřené povlakovou asfaltovou hmotou s minerálním posypem. Používají se pro povlakové střešní krytiny a na izolaci proti vodě a agresivní vodě. Asfaltované pásy s vložkou z polyesterového rouna Esterbit S. Mají nosnou vložku z polyesterové netkané textilie s oboustrannou krycí asfaltovou vrstvou s vhodným posypem. Vhodné na povlaky střešních krytin. Asfaltované pásy s hliníkovou fólií Alfobit R, S. Jsou to plasticky vzorované hliníkové fólie (plechy), opatřené na spodní straně asfaltovou hmotou s minerálním posypem. Jsou určeny jako ochrana povlakové střešní krytiny. Asfaltované pásy s vložkou z hliníkové fólie Foalbit R, S. Tyto hliníkové fólie (plechy) jsou na obou stranách opatřeny asfaltovou hmotou s minerálním posypem. Použití je stejné jako u předchozího typu. Asfaltované pásy s měděnou fólií Cufolbit. Jsou s nosnou vložkou z měděné fólie. Používání je jako u Pebitu a též proti tlakové vodě. Asfaltové šindele (obr. 72). Tato krytina nachází velmi široké uplatnění především vzhledem ke své nízké hmotnosti (cca 10–12 kg/m2), vysoké flexibilitě a bohatému výběru tvarů a barev. Základem asfaltových šindelů je vnitřní nosná vložka z impregnované plsti, skelných vláken nebo z polyesteru. Po obou stranách nosné vložky jsou vrstvy přírodního oxidovaného nebo modifikovaného asfaltu. Povrch šindele je tvořen břidlicovou drtí nebo barevným keramizovaným granulátem. Posyp má význam nejen este166

Obr. 72. Asfaltové šindele

tický, ale současně chrání šablony šindele před mechanickým poškozením a ultrafialovým zářením. Každá šablona má na své lícové straně samolepicí pás, který zaručuje dokonalé a spolehlivé spojení šindelů a vytváří kompaktní, větru odolávající střechu. Proti slepení šablon při skladováni v balících je ve stejném místě na rubové části ochranná páska, která se před montáži neodstraňuje. Výrobci doporučují minimální sklon střechy vhodný pro montáž šindele bez použití dodatečné hydroizolace 15–20°. V případě nižších sklonů je nutné pod šindele podkládat kvalitní hydroizolační pás, např. Gripguard, Sklobit, Flexobit, Bitagit apod. U sklonů nad 85° je nutné šablony podtmelovat příslušným asfaltovým tmelem, protože zde již nelze počítat se slepením pomocí samolepicích pásů. Podkladem pod šindele je plnoplošné bednění vytvořené z vodostálých dřevoštěpkových desek OSB nebo vodovzdorné překližky. Alternativním řešením je použití prkenného bednění, ale pouze za předpokladu, že řezivo je náležitě vyschlé. V opačném případě hrozí nebezpečí, že dojde k pohybu jednotlivých prken vlivem sesychání a kroucení, a tím pádem k poškození šindelů nebo jejich zvlnění. 167

V každém případě je nutno záklop z prken opatřit vyrovnávací podložkou v podobě kvalitní asfaltové lepenky nebo podkladového rouna Tiros. Velmi nutnou podmínkou správné funkce krytiny je odvětrání střešního pláště. To spočívá ve vytvoření nasávacích otvorů v podhledu pod okapem, zachování cirkulační spáry v prostoru mezi tepelnou izolací a střešním záklopem (min. 4 cm) a montáži větracích prvků do hřebenu nebo do plochy střechy, co je blíže ke hřebenu (cca 50–100 cm). Kromě šindelů tuzemské výroby se v ČR prodávají následující výrobky zahraniční: BP (Kanada) distribuované firmou TOPIK s.r.o., IKO (Kanada, Belgie), Tegola (Itálie), Isola (Norsko), AWA (SRN), Bardoline (Francie), Vilas (Rakousko) a další. Fólie z plastů a kaučuků se používají samostatně zejména jako izolace proti tlakové vodě a jako střešní plášť plochých střech. Používáme nejčastěji fólie z PVC, polyetylénu a chloroprenu. Hydroizolační fólie PVC-P (vyrábí Fatra Napajedla) se dodává v tloušťce 1,5 mm jako vyztužená a v tloušťce 2 mm jako nevyztužená. Plošná hmotnost se pohybuje mezi 1,9 až 2,5 kg.m2, nasákavost mezi 0,5 až 1 %. Spojuje se lepením (tetrahydrofuran) a svařováním (horkým vzduchem i vysokofrekvenčním proudem). Síla potřebná k přetržení je 600 N při protažení 10 %. Platon je speciální polyetylenová fólie s plošnou hmotností 0,6 kg.m2 s tloušťkou dezénu 7 mm. Tepelná stálost je spolehlivá od –50 °C do + 80 °C, síla přetržení asi 500 N při prodloužení 50 %. Používá se jako hydroizolace i izolace kročejového hluku a je vhodná pro zatravněné střechy nebo terasy. Optifol je fólie vyrobená ze syntetického kaučuku, různě upravovaná s omezenou teplotní stálostí do 40 °C, krátkodobě do 70 °C. Pevnost v tahu je min. 5,0 MPa, tažnost 200 %. Lepí se kaučukovým lepidlem nebo horkým asfaltem na upravený beton. Používá se pro hydroizolační účely tam, kde je přípustné tepelné namáhání. 13.3

IZOLACE PROTI ZTRÁTÁM TEPLA A PROTI PRONIKÁNÍ CHLADU

Lidé musí mít při svém pobytu v budovách zajištěnu tepelnou pohodu, tj. stav, při kterém okolí odebírá lidskému tělu právě tolik tepla, kolik ho člověk produkuje, aby nevznikal pocit chladu ani horka. Tepelná nepohoda má vliv na svalový výkon, pohybovou citlivost a přesnost, bezpečnost práce i na schopnost rychlého a správného rozhodování. Ve výrob168

ních zařízeních se musí kromě toho zabezpečit stálost tepelných pochodů při technologických procesech. Proto je nutno budovy v chladném ročním období vytápět, co nejvíce omezit ochlazování vytápěných prostorů, zamezit srážení vodní páry na povrchu nebo uvnitř konstrukcí. Na druhou stranu se musí též bránit nadměrnému přehřívání prostorů vlivem slunečního tepla a jakémukoli oteplování prostorů chlazených uměle, vyloučit tepelné ztráty zařízení na výrobu a dodávku tepla, znemožnit zamrzání nebo naopak oteplování vodovodních zařízení atd. Dosažení všech těchto podmínek umožňují tepelné izolace, které ovlivňují nejen tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a různých průmyslových i jiných zařízení, ale také velikost pořizovacích a zvláště provozních a udržovacích nákladů, neboť pomáhají snižovat hmotnost konstrukcí, šetřit a účelně využívat vyrobenou tepelnou, resp. elektrickou energii a vedou k úsporám na různých opravách, vyvolaných zejména vlhnutím nebo zamrzáním nedostatečně tepelně izolovaných konstrukcí a zařízení. Budovy dosud postavené obvykle neodpovídají normou předepsaným tepelným vlastnostem stavebních konstrukcí. Při jejich navrhování v minulosti nebyla dostatečně zohledněna energetická bilance objektu. V současné době vzhledem ke globální energetické situaci je nutno tepelné ztráty výrazně omezit. Od roku 1964 do současnosti se normou přípustná nejnižší hodnota tepelného odporu vnějších stěnových konstrukcí zvýšila na více než čtyřnásobek. Na významu nabývají rekonstrukce staveb s dodatečným zateplováním, především kontaktními tepelně izolačními systémy. 13.3.1

Základní fyzikální a technické pojmy

Teplo je jednou z forem energie. Vzniká jako práce vykonávaná při interakcích neuspořádaných pohybů molekul s různou kinetickou energií. Měrné teplo (c) udává míru schopnosti látky přijímat teplo jako podíl tepelné kapacity a jednotky hmotnosti látky (1 kg). Jednotkou je joule na kilogram a kelvin (J.kg–1, K–1); rozměr je m2.s–2.K–1. Měrné teplo spolu s tepelnou vodivostí a objemovou hmotností ovlivňuje tepelně akumulační schopnost hmoty; zvětšuje se se stoupající vlhkostí. Při periodickém vytápění místnosti má akumulační schopnost vliv na rychlost vychládání. Měrná tepelná vodivost, tj. součinitel tepelné vodivosti (
), vyjadřuje schopnost látky vést teplo a je určena jako konstanta úměrnosti gradientu tep169

loty a hustoty tepelného toku v látce. Rozlišujeme tepelnou vodivost látky suché (
s) a vlhké (
u). Jednotkou je watt na metr a kelvin (W.m–1, K–1). Nízký součinitel
vyjadřuje dobrou tepelně izolační schopnost. Staviva s vysokým součinitelem
rychle teplo přijímají, ale také rychle vydávají. U anorganických látek je součinitel tepelné vodivosti přímo závislý zejména na struktuře, objemové hmotnosti, vlhkosti a teplotě. Tepelný odpor konstrukce (R) je základním ukazatelem, který charakterizuje kvalitu obvodových konstrukcí z hlediska jejich tepelně izolačních schopností. Určí se jako součet tepelných odporů jednotlivých vrstev konstrukce. Tepelný odpor vrstvy je podíl její tloušťky a součinitele tepelné vodivosti
. R = R1 + R2 + ... + Rn = d1/
1 + d2/
2 ... + dn/
n kde R je tepelný odpor konstrukce, v m2.K.W–1, R1–n – tepelný odpor jednotlivých vrstev konstrukce, v m2.K.W–1, d1–n – tloušťka jednotlivých vrstev konstrukce v metrech,
1–n – součinitel tepelné vodivosti příslušné vrstvy ve W.m–1.K–1. Podle ČSN 73 0540 musí stěny, střechy, stropy a podlahy vykazovat takový tepelný odpor konstrukce R, aby byla splněna podmínka R  RN RN je hodnota tepelného odporu předepsaná normou. Při posuzování objektu z hlediska množství tepelných ztrát je rozhodujícím faktorem součinitel prostupu tepla konstrukce k, udávaný ve W.m–2.K–1. Vypočítá se jako převrácená hodnota tepelného odporu, zvýšeného o součet odporů při přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce: k=

1 Ri + R + Re

kde Ri je odpor konstrukce při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce, v m2.K.W–1, Re – odpor konstrukce při přestupu tepla na vnější straně konstrukce, v m2 .K.W–1, R – tepelný odpor konstrukce, v m2.K.W–1. Tepelný odpor je základním ukazatelem, který charakterizuje kvalitu obvodových konstrukcí z hlediska jejich tepelně izolačních schopností. 170

Proto pro konstrukce s jednorozměrným šířením tepla (tj. pro konstrukce, které mají jednotlivé vrstvy řazeny za sebou) se vypočítá ze vztahu R=

dj
j

kde dj je tloušťka j-té vrstvy konstrukce v metrech,
j – součinitel tepelné vodivosti j-té vrstvy ve W.m–1.K–1. Součinitel tepelné vodivosti
je základní ukazatel vlastností materiálů z hlediska tepelné techniky. Čím je jeho hodnota nižší, tím má daný materiál vyšší izolační schopnost. Jeho hodnota ale není konstantní a mění se v závislosti na vlhkosti a tedy i poréznosti a nasákavosti materiálu, j – pořadové číslo vrstvy směrem od vnitřního povrchu. Podle ČSN 73 0540 musí stěny, střechy, stropy a podlahy vykazovat takový součinitel prostupu tepla k, aby tepelný odpor konstrukce R splňoval podmínku R  RN kde RN je hodnota tepelného odporu předepsaná normou. Pro konstrukce budov obytných a občanských s převážně dlouhodobým pobytem lidí jsou normové hodnoty tepelného odporu RN a jim odpovídajících součinitelů prostupu tepla k uvedeny v tabulce 19. 13.3.2

Rozdělení tepelně izolačních materiálů

Hmoty, jimiž se snažíme zabránit nebo alespoň omezit vyrovnání tepelných rozdílů, nazýváme tepelně izolačními hmotami. I když většina těchto hmot je nehořlavá, nedoporučuje se přesahovat maximální teploty pro jejich použití, protože u nich dochází zpravidla k fyzickým změnám. Veškeré izolační látky lze rozdělit na vláknité, tvarované a sypké: a) vláknité: – výrobky z minerální vlny, – výrobky ze skleněné vlny, – výrobky z čedičové vlny, b) tvarované: – výrobky z křemeliny (segmenty, desky), – výrobky z korku (bez pojiva, s pojivem), – výrobky lehčené (pěnový beton, pěnové sklo, lehčené plasty), 171

Tabulka 19. Nejnižší dovolené hodnoty tepelného odporu R vnějších konstrukcí u bytových a občanských staveb 1964–1977

Časové období Druh konstrukce

Veličina

1977–1991

5/92–1993...

Teplota ČSN 73 0540 vnějšího ČSN 73 0540 ČSN 73 0540 Změna 4 vzduchu

Vnější stěnová konstrukce

Tepelný odpor te –15°C R (m2.K.W–1) te –18°C

0,52

0,95

0,56

1,00

2

Plochá střešní konstrukce

Tepelný odpor te –15°C R (m2.K.W–1) te –18°C

0,95

1,80

3,3

1,05

1,95

3,3

Stropní konstrukTepelný odpor te –15°C ce nad otevřenými R (m2.K.W–1) t –18°C e průjezdy

0,95

1,80

2,7

1,05

1,95

2,7

Podlahové konstrukce na terénu

Tepelný odpor te –15°C R (m2.K.W–1) t –18°C e

0,56

0,75

1,5

0,73

0,93

1,5

te –15°C

3,70

2,7

Okno

Součinitel prostupu tepla k (W.m–2.K–1)

te –18°C

3,70

2,7

Dveře bez zádveří

Součinitel prostupu tepla k (W.m–2.K–1)

te –15°C

4,76

4,3

te –18°C

4,76

4,3

Dveře se zádveřím

Součinitel prostupu tepla k (W.m–2.K–1)

te –15°C

5,5

te –18°C

5,5

– výrobky z organických vláken (dřevocementové), – výrobky z asfaltového papíru (desky, segmenty), c) sypké: – křemelina, expandovaný perlit, korek. Z hlediska mezní teploty rozlišujeme – mrazírenské izolace pro teploty –3 až –60 °C, – chladírenské izolace pro teploty +5 až –3 °C, – stavební izolace pro teploty –25 až +35 °C, – topenářské izolace pro nízké teploty do 200 °C, – teplárenské izolace pro střední teploty od 200 do 900 °C, – žárotechnické izolace pro vysoké teploty nad 900 °C. 172

2

13.3.3 Druhy tepelně izolačních materiálů používaných v pozemním stavitelství Minerální vlna Rotizol. Je to tepelně- a zvukově izolační materiál, vyráběný odstředivým způsobem z roztavené vysokopecní strusky nebo silikátů (popř. jejich směsi). Objemová hmotnost je v rozmezí 90 až 140 kg m–3, teplota použitelnosti se pohybuje v rozmezí –200 až +700 °C. Používá se jako cpaná výplň pro izolace potrubí a těles do drátěné konstrukce. Nesmí se používat v místech s velkou vlhkostí a nadměrným chvěním. Izolační desky z minerální plsti Hobrex. Vyrábějí se z minerální vlny pojené jemně rozptýlenou syntetickou pryskyřicí. Rozměry: 1 5302 45013 mm, 1 50090011 až 14 mm. Jsou nehořlavé a odolné proti plísním. Maximální teplota použití je +200 °C. Jinak se používají jako tepelné a zvukové izolace stavebních konstrukcí a pro tepelné izolace strojního zařízení. Skleněná vlna Mitaver. Vyrábí se tažením vláken z taveniny pomocí proudu vzduchu nebo páry. Proti minerální vlně je vlákno podstatně delší a obsahuje jen malé procento kapiček skloviny. Maximální teplota použití je +300 °C. Druh M 30 a M 40 se používá pro zvukové izolace, druh M 60 a M 50 pro tepelné izolace. Izolační rohože ze skleněných vláken Itaver 12 a 24. Vyrábějí se ze skleněných vláken spojených fenolformaldehydovou pryskyřicí. Objemová hmotnost je 12 nebo 24 kg m–3, rozměry jsou 5001 00025 mm, tepelná odolnost dosahuje +250 °C. Itaver 12 se používá pro stavební tepelné izolace, Itaver 24 především pro izolace zvukové. Šité izolační rohože ze skleněných vláken. Vyrábějí se z vrstvy skleněných vláken podélně prošitých. Plošná hmotnost je 2,0 až 2,5 kg.m–2, rozměry: šířka 1 m, délka 10 m. Nejvyšší teplota použití je +200 °C. Slouží jako tepelné izolace provizorních staveb. Čedičová vlna volná. Vyrábí se odstředivým způsobem z drceného čediče. Teplota použití je max. +650 °C. Používá se pro tepelné a zvukové izolace. Je vhodná zejména v prostředí s možností vlhkosti. Izolační rohože z čedičové vlny. Vyrábějí se z vrstvy čedičové vlny přišité na vlnitou lepenku. Objemová hmotnost je l00 kg.m–3, rozměry: šířka 1 m, délka 5 m, tloušťka 20, 30, 40, 50 mm. Rohože se používají pro stavební tepelné a zvukové izolace a tepelné potrubí. Izolační desky z čedičové plsti. Vyrábějí se z čedičové vlny pojené syntetickou pryskyřicí. Objemová hmotnost je 80 až 160 kg.m–3, rozměry: 173

1 000500 mm, tloušťka 20, 40, 60, 80, 100 mm. Tyto desky lze používat v rozmezí teplot od –200 do +700 °C, a to jako tepelně zvukové izolace obvodových stěn, dělicích příček, stropů a podhledů. Izolační křemelinové desky. Vyrábějí se z křemeliny, dřevěných pilin, vápna a ze struskoportlandského cementu; vytvrzují se v autoklávu. Objemová hmotnost je 750 kg . m–3, rozměry: 1 200 300 mm, tloušťka 30, 40, 50, 60 mm pro příčky a izolace vlhkých stěn. Desky rozměrů 2 000 300 mm a tloušťky 60 mm se uplatňují jako střešní desky objektů s ocelovou nosnou konstrukcí a jsou vhodné pro tepelnou izolaci střech. Izolační desky z pórobetonu Siporex. Vyrábějí se z křemičitého písku, cementu, hliníkového prášku, vody a přísad jako autoklávované plynobetonové dílce. Objemová hmotnost je 500 až 680 kg .m–3, rozměry: délka 500 až 1 000 mm, šířka max. 650 mm, tloušťka 75, 100, 125, 150 mm. Desky se používají k obdobným účelům jako předchozí druhy desek. Izolační desky Lignopor. Vyrábějí se ze zpěněného polystyrenu, po jedné nebo po obou stranách jsou opatřeny vrstvou dřevěné vlny spojené cementem. Rozměry: 1 000500 mm, tloušťka celkem 25, 35, 50, 75 mm, plošná hmotnost 4 až 6 kg. m–2. Používají se jako tepelná izolace střešních plášťů, stěn, podlah, sendvičových panelů (parapetních, střešních, obvodových), dveřních a okenních překladů, stěn a stropů chladíren a mrazíren. Tepelně izolační dílce Polsid. Vyrábějí se z pěnového polystyrenu opatřeného po lícové straně asfaltovanou lepenkou (nebo pryžovou fólií) IPA 500 SA. Rubová strana dílce je vlnovitě tvarovaná pro odvětrávání. Rozměry: 1 00090050 mm. Polsid se vyrábí i ve formě svinovatelných rohoží. Maximální teplota použití je +85 °C. Lepenka (pryžová fólie) na dvou sousedních stranách přečnívá o 100 mm vzhledem ke spojování sousedních dílů. Polsid se používá pro tepelnou izolaci střešního pláště s výhodou okamžité (provizorní) ochrany stavby proti dešti, na podklad se lepí horkým asfaltem. Pěnové sklo. Vyrábí se jako ztuhlá skleněná pěna s uzavřenými póry (naplněnými směsí plynů). Objemová hmotnost je 180 kg.m–3, nasákavost max. 3 %. Teplota použití je od –200 do +450 °C. Pěnové sklo se uplatňuje jako tepelná izolace stěn, střech a panelů. Na podklad se lepí živičnými nátěry. Povrch se musí chránit před mechanickým poškozením, omítání je třeba provádět přes pletivo. Kompletované střešní dílce KSD. Vyrábějí se jako sendvičové dílce z pěnového polystyrenu (1, 2 a 4 desky) a asfaltovaného pásu nebo svino174

vatelné rohože z přířezů. Rozměry: 1 000  900, 2 000  900, 4 000900 mm, tloušťka 50 mm. Používají se pro tepelnou izolaci střech, obvodových stěn a skládek sypkých hmot v zimním období. Izolační desky z asfaltovaného papíru Wellit. Vyrábějí se ze střídajících se vrstev rovné a vlnité lepenky (impregnované asfaltem), spojených vodním sklem. Objemová hmotnost je 55 až 60 kg . m–3, rozměry 1 450 600 mm, 1 550 600 mm. Tloušťka je 30 až 200 mm, nasákavost max. 20 %, nejvyšší teplota použití +80 °C. Jsou určeny pro izolace stěn a stropů chladíren a mrazíren, ke stavebním tepelným izolacím stěn a stropů, pro jejich malou pevnost je nelze používat na podlahy. Velox. Je to stavebnicový systém cementotřískových desek, s dobrou tepelnou i zvukovou izolací, odolný proti vlhkosti, mrazu, hnilobě a plísním. Rozměry: 2 000 500 mm, tloušťka 25, 35 a 50 mm, objemová hmotnost 500 a 530 kg. m–3. 13.4

IZOLACE PROTI HLUKU A OTŘESŮM

13.4.1

Základní fyzikální a technické pojmy

Požadavky kladené na stavbu po stránce akustické řeší stavební akustika. Dělí se na akustiku konstrukcí, která se zabývá ochranou proti škodlivému hluku, a na prostorovou akustiku, pojednávající o dobré slyšitelnosti a srozumitelnosti v prostorech. V uzavřeném prostoru (ve stavebním objektu) dochází při dopadu zvukových vln na překážku k odrazu části vln, k částečnému pohlcení a průchodu části vln překážkou. Zvuková pohltivost vyjadřuje poměr intenzity zvuku pohlceného k intenzitě zvuku dopadajícího. Celková pohltivost je úměrná velikosti místností, je vyšší u místností zařízených nábytkem a koberci a lze ji výrazně zvýšit použitím zvuk pohlcujících obkladů, nejčastěji stropů, ale i stěn. Zvuk pohlcující obklady jsou stavební konstrukce, jejichž účelem je pohlcovat zvuk. Rozeznáváme tři typy pohltivých konstrukcí: 1. Obklady z pórovitých materiálů – používají se hmoty specificky lehké (s malou hustotou), většinou měkké, vláknité, popř. tuhé, ale porézní. Póry musí být vzájemně propojené a otevřené do volného prostoru. Nesmí být uzavřeny ani povrchovou úpravou (nátěrem apod.). K dosažení potřebné pohltivosti používáme textilie, desky nebo rohože z organických vláken a desky z plastů. Materiály jako je pěnový polystyren nejsou vhodné pro 175

uzavřenost jejich pórů. Obklady z pórovitých materiálů pohlcují nejvíce zvuk vyšších kmitočtů. 2. Kmitající membrány a desky – membrány z koženky nebo z různých druhů fólií z umělých hmot se připevňují na dřevěný nebo kovový rošt, který vymezuje tloušťku vzduchové dutiny mezi membránou a obkládaným povrchem. Pro zvýšení účinnosti se do mezery mezi membránu a obkládaný povrch vkládají porézní pohlcovače, které však nesmí bránit volnému kmitání membrány. Membránu můžeme nahradit vláknocementovou deskou, tenkou deskou z dřevotřísky apod. Deska musí být k podkladu připevněna velmi měkce, např. přilepením na plstěné pásy, na koženky nebo osazením do pěnové pryže tak, aby při dopadu zvukových vln mohla kmitat jako celek (podobně jako píst). 3. Dutinové rezonátory – pohlcování zvuku je založeno na principu rezonance, při níž kmitajícím prvkem jsou částice vzduchu v otvoru spojujícím vzduchovou dutinu s vnějším prostředím. Jako dutinové rezonátory se používají speciální tvárnice nebo děrované desky, jako je dřevovláknitá deska Sololit (Akulit) nebo ocelové či hliníkové plechy. Na rozdíl od desek kmitajících se děrované desky připevňují k podkladu pevně. Pohltivost překážky způsobuje pokles zvukové energie. Doba, za kterou energie poklesne na nulu se označuje jako dozvuk. Dozvuk je výhodný při omezování hlučnosti. Z hlediska srozumitelnosti a dobré slyšitelnosti je nevýhodný. Při sledování složky zvukové energie, která projde překážkou na druhou stranu, hodnotíme průzvučnost překážky. Při posuzování akus-

Obr. 73. Složení těžké plovoucí podlahy

176

Obr. 74. Složení lehké plovoucí podlahy

tických vlastností stěn používáme stupeň neprůzvučnosti (měří se v dB), určující izolační schopnost stěny proti zvuku šířícímu se vzduchem. Zvuková neprůzvučnost jednoduchých tuhých stropních konstrukcí a jednoduchých příček se zvětšuje s jejich hmotností (požadavek plošné hmotnosti z hlediska akustiky je alespoň 350 kg . m–2). Neprůzvučnost stropů zlepšujeme pomoci podhledů (podobně jako u kombinovaných stěn). Kromě zvukové neprůzvučnosti požadujeme od stropů, aby izolovaly i proti hluku chůze, úderů a pádů těles na podlahu. Tento hluk označujeme souhrnně kročejový hluk, který se šíří podhledem stropů do níže ležících místností a prostorů. Z hlediska kročejové neprůzvučnosti jsou nejvýhodnější masivní stropní konstrukce. Zlepšení kročejové neprůzvučnosti lze nejlépe dosáhnout plovoucí podlahou (těžkou nebo lehkou) – (obr. 73, 74), popř. i izolačními podlahovými povlaky (tenká nášlapná vrstva s měkkou tlumicí podlažní vrstvou: PVC, pryž, koberce apod.). Z hlediska rušivých účinků v budovách provádíme také izolace proti chvění (vibraci) a otřesům. Vzhledem k tomu, že nejčastějším zdrojem vibrací jsou stroje, vkládáme mezi nosné části stavby a základ stroje tlumicí ocelové pružiny, podložky z korku nebo technické pryže. 13.4.2

Druhy výrobků pro izolace proti hluku a otřesům

Pro tlumení zvuku šířícího se stavební konstrukcí používáme především měkké vláknité a porézní hmoty jako pro izolace tepelné (výrobky z vláken minerálních, skleněných a čedičových a výrobky z lehčených plastů). Dále používáme následující obklady a desky. Akustické kovové obklady jsou vyrobeny z ocelového děrovaného plechu, tvořícího vaničku, do níž je vložena absorpční vložka (skelná vata v polyetylenové fólii), zajištěná proti vyklopení distančním pletivem z pozinkovaného drátu. Skladební rozměr panelu je 930400 mm, tloušťka 30 mm. Akustické kovové obklady Izonal jsou vyrobeny z perforovaného hliníkového plechu ve formě vaničky s vloženou absorpční vložkou (skelná vata nebo minerální plst, uložená v polyetylenové fólii a molitanu). Plošná hmotnost je 11 kg. m–2. Používají se pro obklady místností výpočetních středisek, továrních provozů, sportovních hal apod. Montují se na vlastní nosnou ocelovou konstrukci dvou profilů. Zvukově absorpční desky Akuplat jsou výrobky z dvouvrstvé dřevovláknité nelisované desky, dírkované do hloubky 85 % tloušťky desky. Kazety Akuplat jsou upevněny na dřevěném rámečku 2030 mm. Plošná hmotnost 177

je 10 kg.m–2, rozměry jsou 600 600, 600 1 200 mm. Používají se pro zlepšení vzhledu pracovního prostředí, zlepšení akustiky v kulturních a společenských místnostech, při úpravách a rekonstrukcích interiérů. Akustické desky Akumin vznikají dalším dokončováním desek Izomin, jsou přesně kalibrovány, povrchově se upravují různým dezénem, po obvodě mají drážku pro přichycení k nosné konstrukci, jsou určeny pro akustické pohledové účely, výhodou je nehořlavost. 13.5

IZOLAČNÍ HMOTY PRO POŽÁRNÍ OCHRANU

Na požární ochranu se používají výrobky z nehořlavých anorganických hmot s dobrou tepelnou izolací: Sibaterm je izolační hmota složená z perlitu, vláknitých materiálů a přísad pro požární ochranu ocelových konstrukcí. Nanáší se strojně. Resitex jsou žáruvzdorné tuhé desky s vlákny Resitex a slouží jako lehká vyzdívka, která se snadno montuje na lehkou ocelovou konstrukci průmyslových pecí. Pyral jsou vrstvené protipožární desky. Mají dobré tepelně- a zvukově-izolační vlastnosti, zejména však velmi dobrou požární odolnost. Jsou vytvořeny vhodnou kombinací dvou základních izolačních materiálů, a to anorganických desek Ezalit nebo Dupronit a zvlněné hliníkové fólie, které se navzájem slepují organickým lepidlem. Rozměry jsou 1 0001 20020 (30) mm, objemová hmotnost je 750 kg . m–3,
= 0,130 5 W.m–1. K–1. Kolvit B je vysokoteplotní plst. Jde o výrobek z minerálních vláken pojených speciálním organokřemičitým pojivem. Slouží jako tepelná i protipožární izolace, součinitel tepelné vodivosti je 0,04 W.m–1.K–1. Aluvit jsou hlinité žárovzdorné výrobky na bázi páleného kaolínu s velmi malou pórovitostí, elektrokorundu a žárovzdorných jílů. Pro odolnost proti vysokým teplotám jsou určeny pro použití ve vyzdívkách pecí. Dodávají se ve všech běžných tvarech. Promatect jsou velkorozměrové desky na bázi vápenosilikátu, bez obsahu azbestu. Jsou snadno obrobitelné, odolné vůči chemikáliím, dobře snášejí vlhkost a navíc je možné je dodatečně impregnovat. Použitelné jsou do cca 1 000 °C. Vyrábí se tři typy lišící se svou objemovou hmotností a použitím. Promatect-H má rozměry 1 250 2 500 (3 000) mm, objemovou hmotnost 870 kg.m–3. Promatect-L má rozměry 1 200 2 500 (3 000) mm a objemovou hmotnost 450 kg . m–3. Oba typy se používají na veškeré protipožární konstrukce. Promatect-L-500 má rozměr 1 200 2 500 mm, obje178

movou hmotnost 500 kg . m–3 a používá se k ochraně VZT a samonosných VZT kanálů. Barier 95 je tenkovrstvá průmyslová nátěrová protipožární hmota na intumescentní a disperzní bázi, určená pro protipožární ochranu ocelových nosných konstrukcí. Neobsahuje rozpouštědla, azbest, halogeny a není hy-groskopická. Použití je možné pouze v rámci schválených nátěrových systémů s realizací v interiérech s maximální relativní vlhkostí do 75 %. Má předepsanou požární odolnost 15 až 60 minut. Porfix je protipožární a tepelně izolační průmyslová omítková směs určená k přímému použití v konzistenci husté vláknité pasty obsahující expandovaný perlit, další inertní minerální plniva, disperzní pojivo, zpěnovací přísady, mikrobicidy, zhušťovadla, anorganická vlákna a modifikační přísady. Je určená pro protipožární ochranu ocelových železobetonových a dřevěných konstrukčních prvků stavebních objektů s předepsanou požární odolností do 180 minut. Není vhodná pro prostředí s trvalým působením vlivů atmosférických podmínek.

179

14

PREFABRIKACE

14.1

ÚČEL A VÝZNAM PREPABRIKACE, VÝHODY, NEVÝHODY

Prefabrikace přinesla celou řadu předností, ale i určité nevýhody. Přenesením betonářských prací ze stavby do výrobních hal znamená zprůmyslnění stavebnictví. Výroba betonu se tak stává prakticky nezávislá na povětrnostních podmínkách a ročním období a dílce se mohou vyrábět do zásoby. Na stavbě potom odpadají technologické přestávky spojené s tvrdnutím betonu, což urychluje výstavbu. Výroba prefabrikovaného betonu má i další výhody. Specializace činností a výrobních zařízení na zhutňování betonu umožňuje vyrábět beton při nižší spotřebě cementu. Betonové dílce jsou po dobu výrobního procesu dobře přístupné, což ulehčuje vykonávání jednotlivých technologických

Obr. 75. Obvodové pláště s konečnou úpravou

180

Obr. 76. Převoz panelů

operací a kontrolu výrobního procesu. V prefabrikaci se postupně vyvinula celá řada specializovaných technologií, které umožňují výrobu vysokokvalitních betonových výrobků a prefabrikátů, jako jsou např. kanalizační trouby, vibrolisované dlažby a tvarovky, předpjaté stožáry, železniční pražce apod. Výroba těchto prvků tradičním monolitickým způsobem je prakticky nerealizovatelná. Nevýhodou prefabrikace je, že vyžaduje velké investice a že doprava prefabrikátů na stavbu (obr. 75, 76), zejména velkorozměrových, je obtížná a z hlediska architektonického také vede k unifikaci staveb. Výroba a používání stavebních dílců (prefabrikátů) tvořily významnou část stavební činnosti ve všech odvětvích stavebnictví. Bytová výstavba byla donedávna v převážné míře založena na hromadné výrobě prefabrikátů, především stěnových a stropních dílců, z kterých se montovaly obytné, tzv. panelové domy. Prefabrikace zasáhla rovněž do průmyslových staveb, mostního stavitelství a jiných inženýrských a vodohospodářských děl. Po rozpadu centrálního řízení stavební výroby se vytvořily podmínky pro individuální přístup k výstavbě inženýrských děl. V současnosti jsme svědky rozvoje různých druhů stavebních technologií, jako jsou konstrukce zděné z cihel nebo tvárnic, skeletové železobetonové konstrukce a do určité míry se zachovávají i výhodné technologie montovaných konstrukcí z prefabrikátů. 181

Výroba prefabrikátů (hromadná, sériová nebo kusová) byla založena na zásadách typizace. Současný stav prefabrikace je ve stádiu přechodu od masové produkce k diferencované výrobě. Její existence je závislá na tom, do jaké míry je a bude efektivní z hlediska ekonomického, rychlosti stavění, přepravy prefabrikátů, ale i architektonických a estetických požadavků. Existuje celá řada konstrukcí a stavebních objektů, kde se i nadále bude prefabrikace uplatňovat. Podstatná část prefabrikátů byla zhotovena z betonu a železobetonu. Prefabrikace se pochopitelně netýká pouze výrobků z těchto materiálů, ale zahrnuje i výrobu oken, dveří, podlah, instalací apod.

14.2

DÍLCE Z PROSTÉHO, ŽELEZOVÉHO A PŘEDPJATÉHO BETONU

14.2.1

Druhy dílců

Betonové stavební dílce můžeme dělit podle různých hledisek. Podle druhu použitého betonu můžeme dílce rozdělit na – dílce z lehkých betonů, – dílce z normálních betonů, – dílce z těžkých betonů. Podle způsobu vyztužení rozeznáváme dílce – z prostého betonu, – z železového betonu, – z předpjatého betonu. Podle tvaru se dílce dělí na – tyčové, – plošné, – prostorové, – roštové, – troubové, – speciální. Podle hmotnosti můžeme dílce rozdělit na – lehké pro ruční montáž – do 120 kg, – středně těžké – do 5 000 kg, – těžké – nad 5 000 kg. 182

Podle úpravy povrchu rozeznáváme – dílce s neupraveným povrchem, – dílce s konečnou povrchovou úpravou. Podle počtu vrstev se dílce dělí na – jednovrstvé, – vícevrstvé (sendvičové) dílce. 14.2.2

Značení stavebních dílců

Každý prefabrikát by měl být viditelně označen. Označování má tři skupiny. Značka skupiny A označuje výrobnu, kde byl prefabrikát vyroben. Značka skupiny B označuje druh prefabrikátu. Skládá se ze tří částí, z nichž první je tzv. trojpísmenová značka, druhá číselně označuje různé tvarové druhy stejných prefabrikátů a třetí určuje hlavní rozměr prefabrikátů v centimetrech nebo v metrech. Příklad takové značky je např. PZT 1-450. První písmeno označuje druh a účel konstrukce a znamená: Z – základy, N – stěny a svislé konstrukce (nosné), H – schodiště, P – podlahy a stropy, R – výplně, překlady a výplně otvorů, S – střechy. Druhé písmeno označuje druh betonu použitého pro výrobu prefabrikátu: B – prostý beton, Z – železový beton, P – předpjatý beton, L – lehčený beton, K – kombinovaný beton (dva i více druhů betonu). Třetí písmeno označuje bližší určení prefabrikátu: D – desky, panely, T – trámy, P – prefabrikované překlady, příhradové vazníky, patky, pražce, R – rámy a římsy, S – sloupy, schodišťové stupně, stožáry, skruže, M – nosné i výplňové tvárnice, K – krokve, krytinové desky, komínová dvířka, B – okna, okenní rámy, Z – základové bloky, C – šachty, čisticí stanice, schodnice. Z uvedeného označení je patrno, že např. značka RZP vyjadřuje překlad, PZT stropní nosník, PZD stropní desku, SLD střešní desku ze struskobetonu atd. Značka skupiny C vyjadřuje výrobní skupinu a datum výroby prefabrikátu. Například 12-10-5-77 značí, že výrobní skupina je 12, dílec byl vyroben 10. 5. 1977. Pokud se někdy používá písmeno pro označení rozměru prefabrikátu, představuje B šířku, H výšku a L délku. Značky na prefabrikátu musí být zřetelné, čitelné a mohou se vyznačit některým z těchto způsobů: – použitím černých, trvalých, nesmazatelných barev, – razidly umístěnými ve formách na výrobu prefabrikátů, 183

– dodatečným vyražením razidly do zatuhlého betonu prefabrikátu, – jiným rovnocenným způsobem (štítky z materiálů odolných vůči povětrnostním vlivům). Písmena velké abecedy u značek musí být alespoň 5 cm vysoká. Označení musí být viditelná při skladování, dopravě, i po zabudování. Důležité je, aby se modrou barvou označila závěsná oka, pokud by mohla nastat jejich záměna s jinými částmi vyčnívající výztuže. Stejně se musí označit i montážní nebo manipulační poloha, pokud není zřejmá z tvaru prefabrikátu. 14.2.3

Výroba a zpracování betonové směsi

Výrobu prefabrikátů můžeme rozdělit na dvě části – na přípravnou část, tj. na výrobu a zpracování betonové směsi, a na vlastní výrobu stavebních dílců (obr. 77, 78). Betonovou směs pro výrobu stavebních dílců připravujeme podle stejných pravidel, podle nichž se připravuje betonová směs na monolitické betonové konstrukce, ale při výrobě prefabrikátů se klade velký důraz na

Obr. 77. Linka na výrobu panelů

184

zpracování, především na zhutňování betonové směsi a na urychlené tvrdnutí betonu. Při výrobě prefabrikátů se betonová směs vyrábí ve vertikálních i v horizontálních betonárnách. U vertikální betonárny je kamenivo umístěno v zásobnících nízko nad zemí. Betonová směs se dopravuje v kontejnerech, někdy také pneumaticky nebo dopravními pásy se stěrači. Pro plnění jednotlivých forem se používá pojízdný rozprostírač, násypná plošina nebo rozmetávač. Betonová směs se nejčastěji zhutňuje vibrováním, vakuováním, lisováním nebo odstřeďováním. 14.2.4

Urychlené dozrávání betonu

Dozrávání betonu je možno urychlit bez působení tepla nebo při spolupůsobení tepla, popř. i tlaku. Urychlené dozrávání betonu bez působení tepla je způsobováno chemickými urychlovači. V praxi se nejčastěji používá chlorid vápenatý (CaCl2), který se dávkuje přímo k záměsové vodě, u prostého betonu max. 4 %, u železobetonu max. 2 % z hmotnosti cementu. Dosahuje se dvojího účinku: urychlí se vývoj hydratačního tepla, a tím se

Obr. 78. Výroba stropních panelů

185

zkrátí doba tuhnutí a tvrdnutí betonové směsi a sníží se bod mrazu betonové směsi při výrobě v zimním období na volném nechráněném prostranství. Při klasickém paření lze vyrobit dva druhy betonu, označované Ba a Bb. Beton Ba vznikne, probíhá-li tuhnutí a tvrdnutí za mírného zvyšování teploty, beton Bb vzniká, jestliže teplota v počátečním období paření stoupá prudce. Pevnost betonu Bb se sice zpočátku zvětšuje velmi rychle, později je vzrůst pomalý, např. po 28 dnech má beton Bb menší pevnost než normálně tvrdnoucí beton nebo beton Ba. Celkově je tedy kvalitnější beton Ba. Při rychlopaření se forma s betonovou směsí uzavře víkem a dopraví se do pařicího zařízení. Teplota se zvyšuje až na 100 °C. Kvalitní cementy musí mít při jednohodinovém paření nejméně 33 % normové pevnosti, dosažitelné po 28 dnech. Rychlopaření s urychleným odpařováním vody je účinnější než samotné rychlopaření. Umožňuje dosáhnout odformovací pevnosti za 1 až 2 h. Po ukončeném paření je nutno výrobky ještě určitou dobu kropit. Prvky se paří v pařicích sádkách, komorách nebo bateriích na místě. Autoklávování je popsáno v kap. 7.7 Autoklávované výrobky. Pro propařování jsou vhodné portlandské cementy a cementy s označením UTB. Objemová stálost cementu určeného k výrobě prefabrikátů zpracovaných proteplováním se prokazuje zkouškou. Obvodová roztažnost nesmí být větší než 0,6 mm. Ve vyztužených propařovaných konstrukcích je důležité důkladné zakotvení háků, protože se propařováním zmenšuje smršťování betonu, a tím i soudržnost oceli s betonem. 14.2.5

Skladování prefabrikátů

Po získání tzv. dopravní pevnosti, tj. min. 50 % předpokládané konečné pevnosti, se dílce vyvážejí na skládky (obr. 79), kde dozrávají. Dozrávání je pro jednotlivé postupy při výrobě a pro jednotlivé druhy výrobků předepsáno; může to být 28 dní nebo také podstatně kratší doba (je-li prokázáno, že bylo dosaženo stanovené 28denní pevnosti dříve). Při dobrých výsledcích propařování nebo použitím šlechtěných cementů je možno dosáhnout předepsané pevnosti betonu již po sedmi dnech. Pro prvky horizontálního charakteru (průvlaky, stropní panely) se na skládkách zřizují betonové prahy nebo betonové bloky, na které se prvky musí ukládat svisle nad sebou a prokládat dřevěnými podklady umístěnými také svisle nad sebou, a to v místech, která jsou v technologickém předpisu určena. 186

Obr. 79. Skládka panelů

Stěnové prvky se ukládají do zvláštních konstrukcí a musí být složeny, pokud je to možné, stále svisle. Pro uskladnění platí zásada, že se prvky mají ukládat a přepravovat v takové poloze, v jaké budou uloženy v konstrukci na stavbě. 14.3

DESKOVÉ MATERIÁLY

Mezi prefabrikáty zařazujeme i výrobky ze sádry, používané pro stěny, stropy a podlahy obytných a občanských staveb. Mezi nejobvyklejší patří sádrokartonové desky. Sádrokartonové desky jsou tenké desky, jejichž vnější plochy tvoří lepenka, jádro je ze sádry. Vyrábějí se litím sádry mezi pásy lepenky, po lisování a zatvrdnutí se rozřezávají na požadované rozměry. V některých případech lze desky opatřit hliníkovou fólii, barevnou fólií z plastu nebo vodovzdornými nátěry. S těmito úpravami lze desky používat k různým stavebním účelům, např. pro obklady stěn, lehké montované příčky, podhledy stropů apod. 187

15

POMOCNÉ MATERIÁLY

15.1

NÁTĚROVÉ HMOTY, TMELY

Nátěry ve stavebnictví mají význam ochranný (proti účinkům povětrnosti, korozi, hnilobě), hygienický (udržování čistoty) a estetický (vytváření příjemného prostředí). Nátěry dělíme na natěračské (pravé) a malířské. Pojem nátěrové hmoty zahrnuje veškeré hmoty, které – naneseny na předmět (dosud v tekutém stavu, ale nově i ve stavu práškovitém) – vytvoří u tekutých po zaschnutí tenký, souvislý, tuhý povlak, tzv. film. Podle toho dělíme nátěrové hmoty na transparentní (průhledné) a krycí (neprůhledné, pigmentové). Transparentní nátěrová hmota poskytuje průhledný film a člení se na fermeže, laky a vodní emulze. Krycí nátěrové hmoty mají film neprůhledný a barevný, člení se na emaily, barvy a tmely. Nátěrové hmoty se skládají ze složek různých druhů a funkcí, které rozlišujeme takto: a) hlavní látky: – pojiva tvoří podstatu transparentního filmu a vážou pigment a plnivo pigmentové nátěrové hmoty, – pigmenty jsou nerozpustné složky, vytvářející zbarvení nátěru s určitým odstínem, – barviva jsou rozpustné složky používané k přebarvení nátěru, – plniva jsou nerozpustné složky zlepšující vlastnosti nátěru (přilnavost, pevnost apod.), popř. sloužící jejich zlevnění, – zvláčňovadla jsou složky zlepšující vlastnosti nátěrových hmot při nanášení nebo jejich konečné vlastnosti (vláčnost, omezení křehkosti, zamezení vzniku trhlin apod.), – rozpouštědla jsou těkavé kapaliny rozpouštějící filmotvorné složky; z hotového nátěru vyprchají, používají se při výrobě nátěrových hmot a na úpravu nátěrů před vlastním použitím, – ředidla jsou kapaliny upravující konzistenci nátěrových hmot těsně před použitím, zpravidla jsou shodné s rozpouštědlem, 188

b) vedlejší látky: – sušidla urychlují zasychání nátěrových hmot, – emulgátory zabraňují vylučování disperzní fáze z emulze po provedeném nátěru, – stabilizátory přispívají k udržení emulzního stavu, – tužidla způsobují tvrdnutí nátěru (vytvrzení) z plastů a ze syntetických pryskyřic, – substráty vážou organická barviva do nepropustné formy. 15.1.1

Druhy nátěrových hmot

Fermeže jsou pojiva vyrobená ze směsi vysychavých olejů (lněného, konopného), rozpuštěných v organických rozpouštědlech. Laky jsou nátěrové hmoty pro průhledné i neprůhledné nátěry. Obsahují pojivo jako základní filmotvornou složku (různého původu), rozpouštědlo, zvláčňovadlo, popř. některé vedlejší látky. Emaily jsou nátěrové hmoty vyrobené přidáním pigmentů do laků. Barevné odstíny emailů a vrchních nátěrových hmot se udávají čtyřmístnými číslicemi podle barevných tónů. Barvy jsou nátěrové hmoty obsahující pojivo, barvivo, rozpouštědlo a některé vedlejší látky. Veškeré nátěrové hmoty mají skladovací hodnoty přesně stanoveny výrobcem. Vzhledem k tomu, že většina nátěrových hmot jsou hořlaviny, musí být skladovány způsobem odpovídajícím předpisům. Malířské nátěry Malířské nátěry jsou malby stěn a stropů místností budov a jejich průčelí. Kromě zdravotních a estetických důvodů maleb interiérů přistupuje u nátěrů vnějších povrchů stěn také důležitá funkce dovršení architektonického účinku stavby. V posledních letech plní vnější nátěry další úkol, a to ochranu povrchu stavby proti vlivům povětrnosti a nejrůznějším exhalacím (hydrofobizace). Vnitřní malířské nátěry ve stavebnictví: – Vápenný nátěr je vodní suspenze ze vzdušného vápna. Pro zlepšení jakosti nátěru (omezení otěru) se přidává malé množství fermeže nebo 189

lněného oleje, mýdlo (mazlavé nebo jádrové), popř. mléko. K dosažení tónovaného nátěru se přidává 10 až 15 % barviva. – Vápenokaseinový nátěr je vodní suspenze složená z vápenné kaše s přidáním kaseinu, barviv a pro zlepšení krycí schopnosti asi 25 % plniva (plavené křídy). Lze též přidat malé množství lněného oleje nebo fermeže (max. 15 %). – Vápenolatexový nátěr. Do vápenného nátěru se jako další pojivo přidává max. 50 % latexové barvy pro zlepšení přilnavosti a odolnosti proti otěru. Nátěr se tónuje přidáním pigmentu. – Klihový nátěr je vodní suspenze složená z malířské hlinky (popř. s přísadou kaolínu nebo křídy k dosažení jasnějších tónů) a klihu jako pojiva (rostlinného nebo kostního). Tónuje se pigmenty, pro zlepšení jakosti lze přidat malé množství fermeže. – Latexový nátěr se provádí polyvinylacetátovou latexovou barvou vnitřní V 2011. Je to vodní disperze polyvinylacetátu s přísadami zvláčňovadel a pigmentů. – Malířské přípravky (směsi plavené křídy, kaolínu a hlinky se škrobovým, ve vodě rozpustným pojidlem) jako jsou Malbyt, Osmal, Remal, Remalex apod. Pro venkovní malířské nátěry ve stavebnictví jsou vhodné tyto nátěry: – vápenný nátěr, – vápenokaseinový nátěr, tj. hotová prášková směs dodávaná s výrobní značkou Fronton (v několika barevných odstínech), – kaseinopolyvinylacetátový, tj vodní suspenze kaseinu a disperze polyvinylacetátu zn. Acronex, – cementový nátěr, popř. s přísadou speciálního latexu bez změkčovadel, – polyvinylacetátový latexový nátěr základní, napouštěcí, buď s pojivem pro polyvinylacetátové barvy latexové V 1300, nebo s polyvinylacetátovou latexovou barvou základní V 2010, pro vrchní nátěr je určena barva latexová omyvatelná V 2018, – silikátový (kremičitanový) nátěr (Sibal) s velmi dobrou odolností proti účinkům povětrnosti, účinkům chemickým a mechanickým, který vzniká přidáním vodního skla do disperzní nátěrové hmoty, – nátěry na bázi plastů, polymercementové, jsou často dvousložkové s použitím polymeru na bázi akrylátů nebo PVAC. Podklad je nutno většinou penetrovat zředěnou disperzí použitého polymeru, plnivem je drť zrnitosti 0–3 mm, – fluátový nátěr, zředěný vodní roztok fluátu pro neutralizaci čerstvých 190

omítek, ochranný prostředek proti větrání na povrchy z kamene s vápenatými složkami, ochrana cementových omítek a betonu proti chemickým účinkům, – silikonový nátěr, vodou ředěný roztok methylsilanolátu sodného (Lukofob) pro hydrofobní nátěry. 15.1.2

Druhy tmelů

Tmely jsou určeny především pro vytvoření dokonale rovných, hladkých a tvrdých podkladových ploch, dále pro vyspravení prohlubní, děr, trhlin a rýh a pro zajištění soudržnosti s podkladem. Jako tmely označujeme materiály složené z pojiva a jemnozrnného plniva. Pojiva mohou být organická (fermeže), anorganická (vodní sklo), minerální (cement) či polymerní (PVAC, PMMA, PE, epoxidy, polyuretany). Jako plniva mohou sloužit jemně mleté minerály širokého výběru (jemně mleté tříděné písky, mikromleté vápence, skleněná drť apod.). Úlohou plniv je omezení smrštění tmelu. Z hlediska plasticity dělíme tmely na tuhé, trvale elastické a trvale plastické. Tmely tuhé slouží jako oprávkové či vyrovnávací materiály. Oprávkové tmely předpokládají dobrou přilnavost ke starším rekonstruovaným materiálům, kterými bývají polymercementové malty nebo polymermalty. Vyrovnávací tmely jsou složeny z velmi jemného plniva (kaolin apod.), jako pojivo často používáme polymerní disperze. Tyto materiály bývají nazývány stěrkovými. Tmely trvale elastické tvoří většinou můstek mezi dvěma částmi konstrukce, který umožňuje do jisté míry jejich vzájemný pohyb. Plniva bývají nejjemnějšího mletí (filery) a pojiva jsou materiály kaučukové elasticity. Jejich přilnavost k povrchu konstrukcí je vysoká. Tmely trvale plastické mají stejná plniva jako tmely elastické. Jako pojivo se používají materiály butylkaučukové, polyetylénem modifikované asfalty apod. Používají se většinou pro utěsnění dilatačních spár. Dilatační spáry na rozsáhlejších konstrukcích nebo objektech jsou nezbytné pro vyrovnání deformací, způsobených tepelnou roztažností či nestabilitou základové spáry. 15.2

LEPIDLA, DRUHY A POUŽITÍ

Lepidla jsou látky určené k pevnému a trvalému spojení dvou stejných nebo různých hmot. Podle původu dělíme lepidla na přírodní a umělá. 191

Přírodní lepidla jsou původu rostlinného nebo živočišného. Přírodní rostlinná lepidla jsou škrobová (produkty z bramborového, pšeničného a kukuřičného škrobu), dextrinová, gutaperčová. Přírodní živočišná lepidla jsou kožní a kostní klih a kasein (z kravského mléka). Umělá lepidla jsou vyrobena z přírodních nebo syntetických látek. Umělá lepidla z přírodních látek jsou vodní sklo (jednoduchý roztok oxidu alkalického a křemičitého), živičná lepidla (asfaltová i směsná). Umělá lepidla ze syntetických látek jsou vyrobena obvykle na bázi plastů. Lepidla se používají ve formě roztoků, v nichž rozpouštědlem může být voda, líh, benzin, organická rozpouštědla (rozpouštědlo z lepené vrstvy vyprchá), disperzní, v nichž tekuté prostředí tvoří voda (emulzní lepidla), a dvousložkových lepidel, u nichž lepivý účinek vznikne vytvrzením následkem chemické reakce obou složek. Přednosti lepení: – lepení dovoluje spojovat stejné nebo různorodé materiály bez ohledu na jejich tloušťku, – aplikací lepení není narušena celistvost spojovaných dílů, – lze připravit spoje vodotěsné i plynotěsné, – lepený spoj tlumí vibrace v konstrukci a zvyšuje její tuhost, – lepený spoj zabraňuje vzniku elektrolytické koroze lepených kovových dílů, – lepením se nezvyšuje hmotnost konstrukce, – spoje mohou být průhledné, resp. barevně přizpůsobené, – lze dosáhnout vysoké pevnosti spojů. Nevýhody lepení: – klade vysoké požadavky na přesnost provedení a čistotu povrchů lepených dílů, – jsou nutné speciální úpravy povrchu lepených dílů se špatnými adhezními vlastnostmi, – spoje nejsou rozebíratelné, – většina lepených spojů je citlivá vůči namáhání v odlupování, – odolnost vůči vyšším teplotám je omezena. 15.3

TAPETY, DRUHY A POUŽITÍ

Tapety (čalouny) jsou ozdobné tkaniny, původně vlněné nebo hedvábné, používané k okrášlení zdí. V současné době se používají převážně papírové 192

tapety, tapety z plastů nebo tapety kombinované. Lepí se přímo na vyrovnanou omítku, nebo na podkladovou (obvykle novinovou) vrstvu. Výrobky používané ve stavebnictví: – Plastická kůže (PVC na papíře). Měkčený PVC je kašírován nanesením na papírovou podložku. Vyrábí se v řadě pastelových barev v jednobarevném i vícebarevném provedení, s potisky s dezény. Je omývatelný, odolává teplotě do +50 °C, není odolný proti olejům ani organickým rozpouštědlům. Na slunci mění odstín. Dodává se v rolích po 50 m. – Papírové tapety. Papír je jednostranně potištěn ve dvoubarevném až čtyřbarevném provedení (popř. se vzorem dřeva), v mnoha vzorech a odstínech. Povrch tapet je lakován, některé tapety jsou raženy. Jsou otíratelné až omyvatelné. Dodávají se v rolích po 25 m. – Tapety PVC Granofix P. Nános měkčeného PVC na papíru s jednobarevným tiskem a dezénem, s polomatovou úpravou povrchu. Jsou omyvatelné, škodí jim styk s oleji, organickými rozpouštědly, pryží. Dodávají se v rolích po 50 m. 15.4

SPECIÁLNÍ TEXTILIE

Použitím speciálních textilií v inženýrských stavbách se sleduje především zlepšení kvality zemních konstrukcí, zjednodušení výstavby komunikací v územích, kde jsou nepříznivé geologické a hydrogeologické poměry, získání úspor klasických kvalitních materiálů a pojiv. Příznivé materiálové zásobovací podmínky a dostatek širokého sortimentu geotextilií umožňuje aplikovat nové technologické úpravy zemních konstrukcí s použitím geotextilií. Ty plní řadu funkcí: snížení závislosti na vlivech povětrnosti, úsporu nedostatkových materiálů (přírodní těžené a drcené kamenivo), snížení nákladů a pracnost zřizování staveništních cest, skládek, ploch a sanací, snížení požadavku na přepravu zemin a stavebních hmot, efektivnější využití dopravního parku atd. Základem pro výrobu geotextilií jsou vysokopevnostní syntetická vlákna s hustotou 0,9 až 1,2 kg . m–2. Tato syntetická vlákna s malou hustotou jsou z polypropylenu nebo z polyesteru, v menší míře se uplatňuje polyamid a polyethylen. Geotextilie se podle způsobu textilní výroby v provedení dělí na tkaniny, pleteniny a netkaný textil. Tkaniny. Základem jsou nitě, které jsou položeny ve dvou na sebe kolmých soustavách a jsou vzájemně pravidelně provázány. Niť je tvořena 193

Tabulka 20. Použitelnost geotextilií

Použití separační

filtrační

vyztužovací

výstavba provizorních staveništních komunikací a ploch na neúnosných plastických zeminách

zřizování filtrů při ochraně dočasných a trvalých liniových drenážních systémů

zvyšování únosnosti podloží vozovek na neúnosných a heterogenních zeminách

zakládání deponií kameniva na neúnosných plastických zeminách

zřizování plošných filtrů při stavbě násypů, urychlení konsolidace

zvyšování stability násypů, stavba opěrných konstrukcí

zakládání násypů na neúnosných plastických zeminách

ochrana drenážních a těsnicích konstrukcí sypaných hrází proti vypalování nebo zanášení

ochrana proti porušení filtrů a těsnění založených na heterogenních zeminách

zvláštní použití ochrana položeného betonu před vysycháním, deštěm a mrazem

vyztužování živičných konstrukčních vrstev vozovek

ochrana zemních konstrukcí před vlivy povětrnosti

přízí, hedvábím nebo páskem. Pevnost textilie je dána vlastnostmi použitých vláken. Pleteniny. Vyrábějí se z hedvábí a přízí a jsou charakterizovány vzájemně propojenými očky sousedních nití. Netkaný textil. Vyrábí se ze střížových nebo nekonečných vláken. Tuto plošnou textilii tvoří vrstva neuspořádaných vláken určité hmotnosti a tloušťky. 194

Geotextilie se spojují standardně přeložením jednotlivých dílů, popř. mechanickým kotvením, které je nevhodné pro tkaniny. Dále je možno použít šití nebo spojování teplem. Technické textilie jsou progresivním materiálem, jímž lze dosáhnout významného zlepšení provozně technologických podmínek na silničních i vodohospodářských stavbách. Hlavní použitelnost geotextilií je zatím v plnění funkcí separačních a filtračních membrán, v omezené míře pak ve vyztužovacích schopnostech (tab. 20). Technické textilie se používají na nafukovací konstrukce hal nebo na membránové zavěšené střešní konstrukce (tzv. nánosové tkaniny s nánosem plastů, např. Chemlon TE 454/1).

195

16

LABORATORNÍ CVIČENÍ ZE STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

16.1

VÝZNAM KONTROLY JAKOSTI STAVEBNÍCH HMOT A ORGANIZACE PROVÁDĚNÍ

Jakost výrobků stanoví obecně ČSN 01 0101 jako souhrn vlastností vyjadřujících způsobilost výrobku plnit funkce, pro které je určen. Evropská organizace kontroly jakosti formulovala jakost výrobku jako stupeň splnění požadavků odběratele. Význam kontroly jakosti stavebních hmot záleží – v preventivním zamezení ztrát plynoucích z případného stavebního neúspěchu (v důsledku použití hmot s nízkou kvalitou), – ve vyloučení neplánovaných nákladů vynaložených na asanaci a zvýšenou údržbu staveb se závadami (spojeno s dalšími požadavky na stavební hmoty), – v odstranění ztrát vzniklých omezenou životností staveb z nekvalitních hmot, – v zjištění plánovaných ekonomických výsledků výrobců stavebních hmot, – v soustavném zvyšování kvality výroby stavebních hmot, – v zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví pracovníků, – v zajištění estetické úrovně objektů a pohody životního prostředí. Při kontrole jakosti stavebních hmot provádí státní zkušebna povinné hodnocení výrobků stanovených Úřadem pro normalizaci a měření. Při hodnocení výrobků se srovnávají vlastnosti jeho vzorku s požadavky určenými státní zkušebnou (výrobci předem oznámenými) na základě vlastností obdobných předních zahraničních výrobků. Hodnotí se nejen všechny podstatné vlastnosti určující jakost výrobku, ale přihlíží se i k ukazatelům ekonomickým. Výsledek hodnocení je obsažen v rozhodnutí, podle něhož státní zkušebna zařadí výrobek do jednoho ze tří stupňů jakosti. Předmětem státního zkušebnictví v oboru stavebních hmot je však nejen jakost a upotřebitelnost výrobků, ale také soustavná kontrola podnikových zkušeben a laboratoří výrobců. Státní zkušebna projednává zřízení laboratoří stavebních organizací, jejich náplň a vybavení, odbornou kvalifikaci vedoucího laboratoře a vydává pro jejich práci metodické pokyny. Další vývoj státního zkušebnictví v rezortu ministerstva průmyslu a obchodu je proto zaměřen jednak na základní výrobky pro investiční 196

výstavbu, u nichž dosud nedošlo ke stabilizaci kvality, jednak na hodnocení složitějších a skladebně dokončených celků, popř. konstrukcí. Kontrola jakosti je preventivní částí celkového systému péče o jakost, v němž je státnímu a resortnímu zkušebnictví svěřena významná úloha. Pouze komplexní péčí o jakost zahrnující účinnou spolupráci ve všech fázích výrobního procesu lze dosáhnout žádoucího zlepšení jakosti výrobků. 16.2

ZÁKLADNÍ LABORATORNÍ POSTUPY A ÚKONY VE ŠKOLNÍ LABORATOŘI (ODBĚR VZORKŮ, METODIKA ZKOUŠENÍ A OHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ)

16.2.1

Odběr vzorků

Vlastnosti stavebních hmot se zkoušejí na vzorcích (část dodávky, z množství vyrobeného za směnu apod.), jejichž zjišťované vlastnosti vztahujeme na celé množství (soubor), které posuzujeme. Způsob správného odebrání vzorku je ovlivňován u každé stavební hmoty řadou zvláštních okolností, a proto zásady vzorkování předepisuje norma každé hmoty samostatně. Společné jsou tyto zásady odběru vzorku: 1. Základní podmínkou zkoušení je odebírání reprezentativních vzorků, tj. vzorky musí mít průměrné vlastnosti, znaky a složení celého souboru. 2. Systém odběru se musí stanovit předem podle konkrétních podmínek. 3. Musí se vyloučit, popř. omezit vznik systematické chyby při odběru. 4. Vzorek se musí odebírat pokud možno z pohybujícího se výrobního zařízení. 5. Vzorek se musí odebírat bez nečistot. 6. Je nutno zajistit rovnoměrnost složení vzorku vhodnými odběrnými prostředky. 7. Z různorodého souboru se musí odebírat větší množství dílčích vzorků, které se popř. homogenizují, a pak se opět dělením (kvartováním) zmenšují na množství potřebné pro zkoušku. 8. Odběr kusových vzorků se musí provádět pomoci tabulky náhodných čísel.

197

16.2.2

Metodika zkoušení

Zkušební metody lze zkráceně rozdělit podle oborů a oblastí zjišťovaných vlastností na tyto technické obory: – rozměry, tvar, hmotnost, – pórovitost, mezerovitost, zrnitost, – stavební chemie. Rozměry (délka, šířka, výška, hloubka, tloušťka, poloměr) Základní jednotkou SI je jeden metr (m). Přesnost měření závisí na velikosti celkové měřené délky, na přesnosti použitých měřidel a na předepsané toleranci (kontrolní měření má mít pětkrát větší přesnost, než je předepsaná tolerance). Používaná měřidla: – ocelové posuvné měřítko s přesností odečtu na ±0,05 mm do délek 300 mm, – ocelové pravítko s přesností ±0,1 mm do délek 1 m, – ocelové měřicí pásmo s přesností ±5,5 mm na délku 30 m, – dřevěné skládací měřidlo s přesností ±1 mm na 1 m do délek 2 m, – číselníkové úchylkoměry pro speciální měření s přesností 10 až 15
a rozsah od 3 do 10 m. Přímost (kolmost, rovnoběžnost, rovnost) Kolmost kontrolujeme ocelovými úhelníky s délkou měřicího ramena do 1 500 m, u něhož je přípustná odchylka od pravého úhlu 0,17 mm. Rovnoběžnost hran a rovin se měří odchylkou od jmenovité hodnoty a vzdálenosti na obou krajích a ve středu, u větších délek na krajích a ve čtvrtinách délek. Rovnost zjišťujeme ocelovým pravítkem, popř. speciálními číselníkovými úchylkoměry. Objem U geometricky pravidelných těles použijeme výpočtovou metodu, základní jednotkou je 1 m3, vedlejší jednotkou 1 litr. U sypkých látek rozlišujeme objem zrn a objem látky volně sypané a látky setřené. Pro odměření objemu včetně mezer používáme kovovou válcovou nádobu přesného objemu. U látek, které s vodou chemicky nereagují, použijeme pro stanovení objemu zrn bez mezer postup na základě Archimédova zákona. Do 198

skleněného válce nalijeme určitý objem vody, do které nasypeme látku, promísíme a odečtením vody od objemu, který společně zaujímá voda a sypká látka, získáme objem sypké látky. Pórovité látky necháme před zkouškou nasáknout. Objem kusových hmot, které s vodou nereagují, je možno získat vážením na suchu a ve vodě: V=

md – ms at w

(m3)

kde V je objem, md – hmotnost získaná vážením na suchu (kg), ms at – hmotnost získaná vážením ve vodě (kg), w – hustota vody (kg . m–3). Hmotnost Základní jednotkou je 1 kg, podílnou jednotkou g, mg. Hmotnost měříme vážením. U vah udáváme vážnost, tzn. největší množství, které ještě lze zvážit, a dále přesnost, což je nejmenší množství, které lze vahami zaznamenat. Váhy jako citlivá zařízení chráníme před nečistotou a otřesy; v době klidu aretujeme vahadlo (zajišťujeme břity vah proti opotřebení). Pro hmotnosti do 20 kg používáme poloautomatické rovnoramenné váhy, s přesností 1 až 2 g. Běžné je vážení do 500 g, s přesností 0,1 g, kdy údaje čteme na stupnici. Vážení do 10 000 g, s přesností 1 g, provádíme na technických vahách, kdy vyvažováním pomocí závaží vyrovnáme výchylku jazýčku vahadla: hmotnost látky udává součet vyváženého závaží. Hustota udává hmotnost látky s jednotkovým objemem zcela vyplněným hmotou (vyjadřuje vlastnosti homogenní látky bez dutin a pórů). Hustotu kapalin měříme přímo pomocí hustoměru. Objemová hmotnost je definována podílem hmotnosti a objemu daného množství látky. Jinak ji lze popisovat jako střední objemovou hustotu látky všeobecně nespojitě rozloženou, pórovitou nebo zpěněnou, popř. volně sypanou či setřesenou. Plošná hmotnost je definována podílem hmotnosti a plochy daného výrobku; udává tedy hmotnost připadající na 1 m2. Délková (lineární) hmotnost je definována podílem hmotnosti a délky výrobku, udává tedy hmotnost připadající na jeden běžný metr délky výrobku. 199

Pórovitost, mezerovitost, zrnitost Pórovitost se vypočítá z poměru pórů a dutin k celkovému objemu tuhé hmoty a udává se v objemových procentech n =  – v .100 (%)  kde n je pórovitost,  – hustota tuhé hmoty, v – objemová hmotnost tuhé hmoty. Mezerovitost se určí z poměru objemu dutin a mezer mezi jednotlivými zrny k celkovému objemu sypké hmoty: M=

Vm .100 (%) V

kde Vm je objem mezer a dutin, V – celkový objem sypké hmoty. Objem dutin a mezer vypočítáme z rozdílu celkového objemu látky a objemu zrn. Celkový objem látky odměříme pomocí kovové nádoby přesného objemu (popř. se stupnicí). Objem zrn zjistíme ve skleněném odměrném válci naplněném známým objemem vody. Objem sypké látky odměříme v závislosti na setřesení. Stavební mechanika (pevnost v tlaku, v tahu, v tahu za ohybu) Pevnost v tlaku se určuje zatěžováním vzorku tlakem až do jeho porušení. Pro zkoušení používáme pouze vzorky geometricky pravidelného (změřitelného) tvaru, které si zhotovíme, nebo při vhodné velikosti použijeme celý vzorek. Stanovíme přesný postup zkoušení a dbáme (zejména v závěru zkoušky) na stejnoměrnou rychlost zatěžování a správné uložení vzorku (zejména u anizotropních látek). Pro vyvození zatížení používáme hydraulické lisy potřebného výkonu. Pevnost v tlaku vypočítáme podílem největší tlakové síly, která působí porušení (odečteme na stupnici měřicího zařízení v newtonech), a plochy, na kterou síla kolmo působí na vzorek. Zařízení jsou vybavena kromě pohyblivé ručičky ještě ručičkou unášenou. Pro posouzení zjištěné hodnoty zaznamenáváme průvodní hodnoty a okolnosti, zejména teplotu, vlhkost, stáří vzorku, způsob ošetření vzorku od zhotovení až po zkoušku, stav vzor200

ku (přesnost tvaru, odchylky kolmosti, rovinnosti, rovnoběžnosti). Pevnost v tlaku udáváme v MPa (Pa = N. m–2). Pevnost v tahu se vypočítá podílem největší tahové síly (která působí před porušením) a plochy, na kterou síla kolmo působí. Pro vyvození zatížení používáme trhací stroj; síla se odečte na stupnici pomocí unášecí ručičky. Pevnost v tahu udáváme v MPa. Pevnost v tahu za ohybu určujeme zatěžováním vzorku, který působí staticky jako prostý nosník, buď jedním, nebo dvěma břemeny. Pro vyvození zatížení použijeme lis nebo zvláštní zařízení (Michaelisův přistroj). Pevnost vypočítáme tak, že dělíme největší ohybový moment, vyvozený největší silou (silami) působící před porušením, průřezovým modulem zkoušeného vzorku Rf max =

Mmax W

(MPa)

kde Rf max – pevnost v tahu za ohybu (MPa), Mmax – největší ohybový moment (N mm), W – průřezový modul (mm3). Pro vyšetření pevnosti materiálu používáme přístroj jednoúčelový nebo univerzální. Stavební chemie (humusovitost) Humusovitost se zkouší na dobrém kamenivu (tj. do velikosti zrna 4 mm), které má být použito k výrobě betonů či malt a kde by humózní organické látky mohly omezit pevnost a trvanlivost. Při kolorimetrické zkoušce se kamenivo vyluhuje roztokem louhu sodného, který s humózními látkami reaguje za vzniku barevných sloučenin. Podle intenzity zabarvení usuzujeme na množství humózních látek. Odměrný válec obsahu 250 ml se naplní až po značku 130 ml volně proschlým zkušebním vzorkem drobného kameniva a dolije se až po značku 200 ml 3% roztokem NaOH. Obsahem ve válci se důkladně protřepe, válec se nechá 4 h stát, znovu se obsah protřepe a ponechá 20 h v klidu. Po 24 h se pozoruje zabarvení roztoku nad kamenivem. Zabarvení se porovnává s připraveným barevným indikačním papírkem nebo se posuzuje přímo barva roztoku. Pokud posuzujeme přímo barvu roztoku nad vzorkem, zařazujeme ji do pěti stupňů: 201

A – bezbarvý nebo světle žlutý, B – sytě žlutý, C – žlutočervený, D – světle hnědočervený, E – tmavě hnědočervený. Je-li zabarvení roztoku tmavší než sytě žluté nebo tmavší než barevný indikační papírek, je kamenivo podezřelé z obsahu humózních látek ve škodlivém množství. Zabarvení etalonu odpovídá rozhraní mezí zabarvením B a C. Ocenění kameniva z hlediska humusovitosti touto informativní zkouškou nemusí být jednoznačně správné. Syté zabarvení roztoku mohou totiž způsobovat i látky, které nemají vliv na tvrdnutí cementu. Proto kamenivo vykazující zbarvení tmavší než barevný etalon či tmavší než sytě žluté je možno použít do betonu nebo malty, pokud se prokáže porovnávacími zkouškami přímo na betonu či maltě, že pevnost nebo jiná předepsaná vlastnost pro žádaný účel vyhovuje. 16.2.3

Hodnocení výsledků zkoušek

Výsledky zkoušek stavebních hmot vyhodnocujeme srovnáním s hodnotami předepsanými příslušnou normou. Zkoušená vlastnost hmoty vyhovuje, jestliže splňuje krajní hodnotu danou normou (minimální nebo maximální). Pro vyloučení nahodilosti při zkoušení se provádějí obvykle dvě až tři nebo i více zkoušek téhož vzorku hmoty zároveň. Výsledek zkoušky je určitým průměrem (způsob průměrování je obsažen v metodickém návodu každé zkoušky) souběžných zjištění. Při posuzování vhodnosti použití stavební hmoty pro určitý účel na základě zkoušky je nutno vždy pamatovat na komplexní posouzení, tj. posouzení zahrnující všechny důležité vlastnosti (zjištěné zkouškami), které se vzájemně podmiňují. 16.3

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ KERAMICKÝCH VÝROBKŮ

16.3.1

Ověřování vlastností plných pálených cihel

Při zkoušení platí společná ustanovení ČSN 72 2605, která stanoví zejména druhy a metodiku zkoušek a zásady vzorkování. 202

16.3.1.1 Zkoušení rozměrů Pomůcky: posuvné měřítko (popř. ploché ocelové pravítko). Zkouška se provádí na deseti vzorcích měřením délky a výšky pomocí posuvného měřítka (popř. ocelového plochého měřidla se zkosenou hranou), s přesností na 1 mm. Každý rozměr se měří čtyřikrát, a to mezi středy protilehlých stran, ze získaných 40 hodnot pro každý rozměr se vypočítá aritmetický průměr (zaokrouhleně na celé mm), který se porovnává s rozměry předepsanými v technických normách jednotlivých druhů cihel podle třídy a jakosti. 16.3.1.2 Pravoúhlost Pomůcky: úhloměr, ocelový úhelník a měrný ocelový klín. Zkouška se provádí na deseti vzorcích zjištěním největší odchylky sousedních ploch od pravého úhlu. Měří se po obalové přímce buď přiložením úhloměru, nebo pomocí ocelového úhelníku a měrného klínu. Odchylka se vyjádří ve stupních a minutách, s přesností na 5 min. Zaznamenává se největší odchylka zjištěná na každém vzorku. Z naměřených maximálních odchylek se vypočítá aritmetický průměr, který se porovná s maximálně přístupnými odchylkami pro jednotlivé druhy cihel a jejich třídy. 16.3.1.3 Zakřivení ploch a hran Pomůcky: ploché kovové pravítko a měrné kovové klíny. Zkouška se provádí na deseti vzorcích zaměřením zakřivení cihly ve směru úhlopříčky, s přesností na 0,5 mm. Zakřivení konkávní (vyduté) měříme pomocí ocelového pravítka přiloženého ve směru úhlopříčky a měrným klínem, kterým zajistíme největší vzdálenost mezi povrchem cihly a pravítkem. Zakřivení konvexní (vypouklé) změříme přiložením pravítka ve směru úhlopříčky a jeho podkládáním v obou rozích cihly měrnými klíny tak, aby vzdálenost mezi cihlou a pravítkem byla v obou rozích stejná. Zakřivení se určuje na každém vzorku dvakrát, tj. ve směru obou úhlopříček; zakřivení vzorku udává vždy větší hodnota. Z deseti naměřených maximálních hodnot se vypočítá aritmetický průměr, který se srovná s maximální přípustnou hodnotou. 203

16.3.1.4 Nasákavost Pomůcky: elektrická sušárna, váhy s přesností ±1 g, s váživostí 10 000 gramů, plechová nádoba objemu asi 80 l a elektrický dvouvařič. Zkouška se provádí na pěti výrobcích, které se nejdříve vysuší v sušárně při teplotě 105 až 110 °C do ustálené hmotnosti. Po jejich vychladnutí na teplotu zkušební místnosti zvážíme každý vzorek s přesností 0,1 % hmotn. Potom vložíme cihly do nádoby tak, aby spočívaly na nejmenší ploše, navzájem se nedotýkaly a byly ponořeny min. 50 mm pod hladinou vody v nádobě. Vodu v nádobě pozvolna ohříváme tak, aby za 1 h dosáhla bodu varu. Na teplotě bodu varu ji udržujeme 4 h s tím, že doplňujeme podle potřeby horkou vodu, aby cihly byly stále ponořeny ve vodě. Po uplynutí 4 h přestaneme ohřívat. Za dalších 24 h vyjmeme cihly z vody, necháme vytéci vodu z otvorů, cihly necháme odkapat a povrchově je osušíme. Každý vzorek znovu zvážíme s přesností 0,1 % hmotnosti. Nasákavost jednoho vzorku se vypočítá podle vzorce Nv =

msat – md .100 (%) md

kde Nv – nasákavost (% hmotn.), md – hmotnost vysušeného vzorku, msat – hmotnost nasáklého vzorku. Výsledek zkoušky, vypočítaný jako aritmetický průměr z pěti hodnot s přesností na 0,1 %, porovnáme s předepsanými maximálními hodnotami. 16.3.1.5 Pevnost v tahu za ohybu Pomůcky: hydraulický lis, elektrická sušárna, plochá bruska a posuvné měřítko. Zkouška se provádí na deseti vzorcích, které se připraví pro zkoušku zabroušením ložných ploch tak, aby byly rovné a rovnoběžné. Po zabroušení vzorky vysušíme do ustálené hmotnosti a změříme tloušťku a šířku každé cihly. Vzorky uložíme do zkušebního stroje tak, aby podpěry byly od sebe vzdáleny 240 mm a zatížení se přenášelo uprostřed cihly (centricky mezi oběma opěrami) rovnoměrně po celé šířce cihly. Přírůstek zatížení má být 250 N s–1 až do zalomení. V místě zlomu změříme šířku s přesností 204

±1 mm. Z mezní síly (přečteme na stupnici měřicího zařízení podle unášené ručičky) pro každý vzorek vypočítáme pevnost v tahu za ohybu: Rf =

3F . 240 2bh2

kde Rf – pevnost v tahu za ohybu (MPa) F – mezní síla (N) b, h – šířka, tloušťka cihly v místě lomu (mm). Výsledek zkoušky se vypočítá jako aritmetický průměr z pěti hodnot s přesností 0,01 MPa. 16.3.1.6 Pevnost v tlaku Pomůcky: hydraulický lis, elektrická sušárna, posuvné měřítko a tyčová vodováha. Zkoušku provádíme buď na pěti celých vzorcích, nebo na deseti polovičních cihlách získaných při zkoušce pevnosti v tahu za ohybu. Celé cihly upravíme nejdříve zabroušením ploch. Polovinu vkládáme do lisu přímo tak, aby zatížení působilo na celou tlačenou plochu dostředně kolmo. Přírůstek zatížení má být 0,5 MPa. s–1 až do porušení. Pevnost v tlaku při použití celé cihly se vypočítá podle vzorce Rc = F A kde F – mezní síla (N), A – velikost tlačené plochy (mm2). Pevnost v tlaku při použití polovičních cihel (po zkoušce ohybem) získáme podle vzorce Rc =

F1 + F2 A

(MPa)

kde F1, F2 jsou mezní síly jedné i druhé poloviny téže cihly (N) A je plocha určená z průměrných rozměrů celé cihly po zabroušení změřených s přesností na 1 mm. Z pěti hodnot vypočítáme aritmetický průměr pevnosti v tlaku, který spolu s minimální pevností v tlaku porovnáme s předepsanými hodnotami. 205

16.3.1.7 Objemová hmotnost Pomůcky: elektrické sušárny a váhy do 10 000 g, s přesností ±1 g. Pro zkoušku použijeme deseti vzorků, na nichž jsme zjišťovali rozměry. Vzorky vysušíme při teplotě 105 až 110 °C do ustálené hmotnosti. Po jejich vychlazení na teplotu zkušební místnosti zvážíme cihly s přesností 0,1 %. Výsledek zvážení určíme jako aritmetický průměr ze všech deseti vážení, s přesností na 1 g. Objemová hmotnost (zaokrouhlíme na 10 kg m–3) se vypočítá podle vzorce v =

md V

(kg . m–3)

kde v – objemová hmotnost (kg m–3) md – aritmetický průměr hmotnosti deseti vzorků (kg), V – objem vzorku v m3 (určený výpočtem z průměrných rozměrů deseti vzorků). 16.3.2 Ověřování vlastností drenážních trubek (ČSN 72 2699) 16.3.2.1 Světlost trubek Pomůcky: kovové posuvné měřidlo. Zkouška se provádí na deseti vzorcích tak, že na obou koncích každého vzorku změříme tímto měřidlem největší a nejmenší vnitřní průměr trubky. Ze čtyřiceti měření světlostí vypočítáme aritmetický průměr, který porovnáme s předepsanou hodnotou. Dále posuzujeme největší a nejmenší změřenou světlost, která nesmí přesáhnout přípustnou odchylku více než o 50 %. 16.3.2.2 Zploštění trubek Na základě měření světlosti deseti trubek zjistíme pro každý vzorek rozdíl mezi jeho největší a nejmenší světlostí. Z deseti rozdílů získáme aritmetický průměr, který porovnáme s předepsanou hodnotou. Současně nesmí žádný z vypočítaných rozdílů přesáhnout přípustné zploštění více než o 50 %. 206

16.3.2.3 Délka trubky Na deseti vzorcích změříme posuvným kovovým měřidlem s přesností 1 mm největší délku. Z dvaceti měření vypočítáme aritmetický průměr, který musí být v mezích 323 až 343 mm; přitom žádná z naměřených délek nesmí být větší než 348 a kratší než 318 mm. 16.3.2.4 Tloušťka stěny trubky Na deseti vzorcích změříme posuvným kovovým měřidlem na každém konci největší a nejmenší tloušťku s přesností na 0,5 mm. Ze čtyřiceti měření vypočítáme aritmetický průměr, který porovnáme s předepsanými maximálními a minimálními hodnotami. 16.3.2.5 Lomové zatížení trubky Pomůcky: elektrická sušárna, drátěná lanka s oky a zatěžovací závaží. Zkoušku provádíme na pěti vzorcích, které vysušíme při 105 až 110 °C na ustálenou hmotnost. Potom trubky zasuneme do ok tří drátěných lanek tak, aby střední lanko bylo uprostřed délky trubky a zbylá dvě závěsná lanka byla od sebe osově vzdálena 250 mm, symetricky po stranách středního lanka. Trubku zavěsíme na postranní lanka a na střední lanko postupně zavěšujeme zatěžovací břemeno až do zlomení. Ze získaných pěti lomových břemen vypočítáme aritmetický průměr, který porovnáme s předepsanými hodnotami. 16.4

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ KAMENIVA PRO STAVEBNICTVÍ

Podle způsobu použití předepisují příslušné technické normy požadavky kladené na mechanicko-technologické, popř. i chemické vlastnosti kameniva. Před zahájením výroby (těžby) kameniva se provádějí průkazní zkoušky, jimiž se ověřuje, že je z daných surovin možno předepsaným technologickým postupem a daným výrobním zařízením vyrobit (vytěžit) kamenivo s vlastnostmi vyhovujícími potřebným požadavkům. Během výroby se vlastnosti průběžně ověřují kontrolními zkouškami. Vlastním zkouškám předchází vzorkování, které rozhoduje o tom, jak výstižně zkoušený vzorek reprezentuje skladované kamenivo. Dílčí vzorek 207

má být odebrán tak, aby nedošlo ke změně původní zrnitosti a průměrného složení kameniva. Odběr dílčích vzorků se provádí buď v klidu na haldách, na naložených dopravních prostředcích, ze zásobníků, nebo v proudu (pohybu) – z dopravních pásů a žlabů, z korečků apod. Při odběru v klidu (obr. 80) z kuželovité haldy se vzorkování provádí tak, aby na 5 m délky obvodu v patě haldy připadly tři odběry po jednom z vrcholu, z paty a z boku. O odběru vzorku se provede zápis, který obsahuje tyto údaje: – druh zkoušky (průkazní, kontrolní), – účel zkoušky (podle sledované vlastnosti kameniva), – druh a frakce, popř. účel použití kameniva, – množství vyvzorkovaného kameniva, – způsob vzorkování (v klidu, v proudu), – počet dílčích vzorků (popř. s náčrtkem míst odběru), – údaje o průměrném vzorku (označení, obal, velikost), – popř. zjištěné vady a okolnosti, které by mohly ovlivnit zkoušku, – podpis účastníků odběru. 16.4.1

Zkouška nasákavosti hutného kameniva

Nasákavost hutného kameniva udává množství vody, které vysušené hrubé kamenivo pojme, je-li 48 h ponořeno do vody. Vypočítá se z poměru hmotnosti vody nasáklé do suchého kameniva a hmotnosti vysušeného kameniva.

Obr. 80. Odběr kameniva v klidové poloze

208

Kamenivo se očistí drátěným štětcem od jemných částic a důkladně se omyje vodou. Očištěné vlhké kamenivo se vysouší při teplotě 105 až 110 °C a ihned se zváží. Zvážené kamenivo se ponoří do nádoby s vodou, výška vody nad kamenivem má být min. 28 mm. Po 48 h se kamenivo vyjme z vody, povrchově osuší tkaninou (nebo hubkou) a ihned se zváží. Provádíme vždy dvě souběžná stanovení nasákavosti, z nichž určíme jako výsledek zkoušky aritmetický průměr jednotlivých hodnot, jestliže se u hutného kameniva od sebe neliší více než o 0,5 % podle hmotnosti. 16.4.2

Zkouška zrnitosti kameniva

Pomůcky: technické váhy do 16 kg s přesností 1 g, sušárna s automatickou regulací teploty, souprava normových sít se čtvercovými otvory, mísy na sušení kameniva a plechová lopatka. Zkouškou stanovujeme poměrný hmotnostní podíl zrn v kamenivu podle jejich velikosti: velikost zrna udáváme délkou strany oka kontrolního síta, jímž ještě zrno propadne (ČSN 72 1172). Vzorek kameniva se vysuší při teplotě 105 až 110 °C a připraví se v minimální hmotnosti podle velikosti největších zrn: zrno 4 až 3 kg 8 až 5 kg 16 až 12 kg 32 až 15 kg 125 až 50 kg Odvážený vzorek (s přesností 1 g) kameniva se proseje sadou kontrolních sít, která má v základní sestavě síta s oky 0,063 – 0,125 – 0,250 – 0,5 – 1,0 – 2,0 – 4,0 – 8,0 – 16,0 – 32,0 mm a vložené síto s velikostí oka 22 mm a síta se čtvercovými otvory o straně 63 a 125 mm. Pro řádné prosátí nezpracujeme celý vzorek najednou, ale lépe postupně, po částech. Po prosátí vzorku se zváží (s přesností 1 g) dílčí zbytky na jednotlivých sítech. Zjištěné hmotnosti dílčích zbytků se vyjádří v hmotnostních procentech celého zkoušeného vzorku. Z dílčích procentních zbytků vypočítáme pro každé síto celkový procentní zbytek jako součet procentních zbytků určitého síta a všech sít s oky většími. Nakonec vypočítáme pro každé síto celkový procentní propad jako rozdíl 100 % a celkového procentního zbytku vyšetřovaného síta. Pro přehlednost a rychlou kontrolu je vhodné zpracování tabelární. Zjištěné hodnoty celkových procentních propadů jednotlivých sít vyneseme v pravoúhlé souřadné soustavě: na vodorovné ose vyná209

šíme velikost ok sít a na svislé ose (směrem od průsečíku souřadných os vzhůru) celkové procentní propady. Sestrojení čáry zrnitosti vyplývá z uvedeného příkladu, při němž byla navážka 2 kg materiálu prosévána sadou sít s otvory velikosti 8; 4; 2; 1; 0,5; 0,25 mm (obr. 81). 16.4.3

Zkouška objemové hmotnosti hutného kameniva

Zkouškou zjišťujeme střední objemovou hustotu hutného kameniva (ČSN 72 1171). Pro technickou praxi používáme metodu odměrného válce. Pro jedno stanovení připravíme vzorek vysušený při teplotě 105 až 110 °C, o hmotnosti asi 1 kg při maximální velikosti zrn do 32 mm nebo asi 2 kg při maximální velikosti zrn do 63 mm. Odvážený vzorek se na dvě hodiny ponoří do nádobky s vodou. Po uplynutí této doby se kamenivo vyjme z vody, povrchově se osuší a nasype do odměrného válce naplněného přesně do poloviny jmenovitého objemu vodou. Po protřesení se odečte společný objem vody a kameniva a z rozdílu se stanoví objem kameniva. 16.4.4

Zkouška sypké hmotnosti kameniva

Pomůcky: technické váhy do 5 kg s přesnosti 1 g, sušárna s automatickou regulací teploty, odměrné plechové válcové nádoby s držadly, pro velikost zrn max. 4 mm obsah 1 litr, vnitřní průměr 108 mm, pro velikost zrn max. 8 mm obsah 2 l, vnitřní průměr 137 mm, pro velikost zrn max. 16 mm obsah 5 l, vnitřní průměr 185 mm, pro velikost zrn max. 32 mm obsah 10 l, vnitřní průměr 234 mm, skleněný kotouč pro kontrolu správnosti plnění nádoby, ocelové pravítko a plechová lopatka.

Obr. 81. Křivka zrnitosti

210

Zkouškou zjišťujeme hmotnost kameniva v jednotkovém objemu ve stavu volně sypaném nebo setřesením (ČSN 72 1171). Odměrné nádoby se pravidelně kontrolují tak, že se zcela naplní vodou a na horní okraj nádoby se přiloží skleněný kotouč; pod kotoučem nesmí zůstat žádná bublina. Pro zkoušku sypné hmotnosti ve volně sypaném stavu se připraví vzorek kameniva vysušený při teplotě 105 až 110 °C v objemu – 4 l pro zrna velikosti max. 4 mm, – 8 l pro zrna velikosti max. 8 mm, – 20 l pro zrna velikosti max. 16 mm, – 40 l pro zrna velikosti max. 32 mm. Při zkoušce sypeme kamenivo lopatkou do předem zvážené nádoby z výšky 100 mm nad horním okrajem nádoby. Sypání ukončíme tehdy, když kamenivo vytvoří nad horním okrajem nádoby kónický kužel o výšce asi 50 mm. Převršené kamenivo se prsty a pravítkem zarovná bez setřásání a stlačování. Nádoba s kamenivem se zváží s přesností na 0,5 % navážky. Sypná hmotnost se určí jako hmotnostní podíl volně sypaného kameniva v objemu odměrné nádoby. Sypná hmotnost volně sypaného kameniva se určí podle vzorce

s =

m2s – m1 .100 V

(kg m–3)

kde m1 – hmotnost prázdné odměrné nádoby (g), m2s – hmotnost nádoby naplněné volně sypaným kamenivem (g), V – objem odměrné nádoby (l). Výsledek zkoušky se určí jako průměr ze tří stanovení, který se neliší u volně sypaného kameniva více než o 50 kg m–3. 16.4.5

Zkouška mezerovitosti kameniva

Zkouškou určíme objem volného prostoru (objem mezer) mezi zrny kameniva (ČSN 72 1171). Mezerovitost se vypočítá na základě výsledků zkoušky objemové hmotnosti a sypné hmotnosti. 211

Mezerovitost volně sypaného kameniva se získá podle vzorce Ms = 1 –

s .100 (%) v

kde s – sypná hmotnost volně sypaného kameniva (kg.m–3), v – objemová hmotnost kameniva (kg . m–3). 16.4.6

Zkouška pevnosti kameniva

Zkouškou se má rychle zjistit, zda kamenivo vyhovuje nebo nevyhovuje pro použití ve stavebnictví (ČSN 72 1175). Pomůcky nejsou jednoznačně předepsány. Používají se svěrák, kleště, nůž, kladívko, pilník, brousek, petrografická jehla, bronzová tyčinka ( 1,6 mm). Postup zkoušky 1. Technicky nenáročné ohledání, při němž sledujeme – mechanické vlastnosti minerálů, z nichž je zrno tvořeno, – celistvost a soudržnost hmoty zrna, – stavbu (texturu) a sloh (strukturu) horniny, z níž zrno pochází, stavbu všesměrnou a usměrněnou, u vyvřelin sloh sklovitý, polokrystalický, celokrystalický. U sedimentů určujeme podle velikosti zrn pelity, psefity, psamity, u proměněných hornin hlavně sloh, – odlučnost, rozpad hmoty zrna podle dělicích ploch a podle původu, – puklinatost, rozpad hmoty zrna podle trhlin (puklin) vzniklých druhotně, – navětrávání hmoty zrna, drobivost, rozpadavost, nasákavost. 2. Zkušební zjišťování vlastností: – pevnost v tlaku pomocí tlaku vyvozeného na zrno (mezi prsty proti podložce, v kleštích, ve svěráku apod.), – pevnost v tahu za ohybu (mezi prsty nebo jednoduše jiným způsobem), – pevnost v příčném tahu (štěpení zrna v lisu), – tvrdost pomocí vrypů (nehtem, bronzovou tyčinkou, petrografickou jehlou, nožem, sklem, pilníkem, brouskem), srovnání s mineralogickou stupnicí tvrdosti (10 stupňů). 3. Posouzení podílu málo pevných (měkkých) zrn (ČSN 72 1180): Za měkká se považují zrna, která při vrypové zkoušce mají menší pevnost než bronzová tyčinka nebo se následkem malé soudržnosti snadno drobí. 212

16.5

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ VZDUŠNÝCH POJIV

16.5.1

Vápno

Ověřování vlastností vápen při dodání a při výrobě se provádí kontrolními zkouškami (ČSN 72 2201, ČSN 72 2202). Vzorek pytlového mletého vápna má být odebrán z 5 % celkového počtu pytlů. Hmotnost průměrného vzorku je min. 15 kg; toto množství platí i pro vápno kusové. 16.5.1.1 Zkouška zrnitosti (jemnosti) vápna Pomůcky: technické váhy na 200 g s přesností 0,01 kg, drátěná síta s oky 0,63, 0,2, 0,09 mm, stopky a měkký štětec. Zkouškou ověřujeme jemnost vápna. Odvážíme 100 g vzorku vápna a vápno vysypeme na vrchní síto sady. Ta je u jemně mletého nehašeného vápna a jemného vápenného hydrátu složena ze dvou sít s oky 0,63 a 0,2 mm, u velmi jemně mletého nehašeného vápna a u velmi jemného vápenného hydrátu ze tři sít s oky 0,63; 0,2; 0,09 mm. Sady jsou složeny tak, že se velikosti ok sít shora dolů zmenšují. Při prosévání sadu (uzavřenou víkem) mírně nakloníme a poklepáváme na okraj rukou dvakrát za sekundu. Vždy po 25 poklepech sadu otočíme a lehce klepneme o podložku. Prosévání na sítě 0,2 mm provádíme deset minut tak, že po třech, pěti a osmi minutách očistíme spodní plochu síta měkkým štětcem. Na sítě 0,09 mm proséváme třicet minut a spodní plochu síta čistíme vždy po deseti minutách. Po uplynutí předepsané doby prosévání zvážíme zbytek na sítě a znovu jej na stejném místě proséváme ještě dvě minuty. Prosévání je ukončeno, je-li úbytek hmotnosti po dvou minutách menší než 0,05 g; jinak proséváme dále, opět po dvou minutách, až dosáhneme maximálního úbytku. Zkoušku provádíme na dvou vzorcích. Velikosti zbytků vyčíslíme v hmotnostních procentech, s přesností 0,1 %. Jestliže se zbytky stejných sít v obou vzorcích liší více než o 1 %, prosejeme ještě jeden vzorek. Výsledné hodnoty procentních zbytků jednotlivých sít získáme jako aritmetický průměr ze dvou vzorků, popř. jako aritmetický průměr nejbližších hodnot ze tři vzorků. Jemně mleté nehašené vápno nesmí mít žádný úbytek na sítě 0,63 mm. Zbytek smí být max. 10 % na sítě 0,2 mm. 213

Velmi jemně mleté nehašené vápno nesmí mít žádný úbytek na sítě 0,63 mm. Zbytek smí být max. 2 % na sítě 0,2 mm a max. 10 % na sítě 0,09 mm. 16.5.1.2 Zkouška hasivosti kusového vápna Pomůcky: technické váhy do 1 kg s přesnosti 1 g, drátěné síto 1,6 milimetrů, stopky, teploměr do 120 °C, odměrný skleněný válec na 50 ml, elektrický vařič a porcelánová mísa objemu min. 2 l. Zjištěním doby potřebné pro rozhašení vápna a obsahu nehasitelných součástí získáme údaj o délce doby potřebné k odležení vápenné kaše. 250 g vzorku se zrny maximální velikosti asi 30 mm odvážíme a vsypeme do porcelánové mísy. Do mísy přiléváme v intervalech po 10 sekundách po 50 ml vody teplé 15 až 20 °C. Přidáme tolik vody, aby se rozhasil celý vzorek. Měříme čas, za který se vápno rozhasí. Nedojde-li k úplnému rozhašení do deseti minut, provedeme novou zkoušku tak, že přiléváme vodu teplou 60 °C, při nutnosti třetí zkoušky použijeme vodu teplou asi 100 °C (nedojde-li opět k úplnému rozhašení, musíme nejdříve vzorek rozmělnit, a to tak, aby na sítě 0,63 mm byl zbytek max. 10 %). Získanou vápennou kaši necháme 24 h odležet a pak ji promýváme na sítě 0,2 mm. Zbytek na sítě vysušíme při teplotě 105 až 110 °C, prosejeme dále na sítě 1,6 mm a zvážíme. Hasivost vápna musí být taková, aby vysušený zbytek na sítě 1,6 mm nečinil více než 9, popř. 12 % hmotnostních nehasitelných součástí. Zjistíme-li ve zbytku měkká zrna nerozhašeného vápna, necháme kaši odležet tak dlouho, až se i tato zrna rozhasí. Čas zjištěný tímto způsobem je nutný pro odležení vápenné kaše (min. 1 den pro vápennou kaši určenou pro zdění a min. 14 dní pro omítání). 16.5.1.3 Zkouška vydatnosti kusového (a mletého) vápna Pomůcky: plechová válcová nádoba vnitřního průměru 252 mm, výšky 500 mm (děrované dno má 200 otvorů průměru 2 mm, rovnoměrně rozdělených po celé ploše), na podstavci, hustoměrný kužel o celkové hmotnosti 300 ± 2 g (průměr základny je 75 mm, povrchová přímka kužele měří 150 mm), plechový hrnec obsahu 25 l (v celé délce jedné povrchové přímky je vyryta stupnice počínající u vrcholu kužele s dělením po 5 mm). Zkouškou zjišťujeme, zda vznikne předepsané množství vápenné kaše z 1 kg kusového vápna. 214

Příprava kaše předepsané konzistence Vzorek hmotnosti 5 kg (u kusového vápna upravený na maximální velikost zrna 30 mm) rovnoměrně rozprostřeme do hrnce. Nalijeme vodu teplou 20 °C, až je vápno zcela ponořeno, a za stálého míchání po předchozím dolévání další vody vyhasíme na kaši. U mletého vápna sypeme vzorek do předem nalitých 10 l vody a mícháme, popř. doplňujeme vodu. Kaši necháme 24 h odležet a pak ji stejnoměrně rozmícháme. K povrchu kaše nastavíme hustoměrný kužel (obr. 82) a necháme jej vnikat do kaše tak, aby se nepřevrhl a zároveň nebylo bráněno jeho vnikání. Hloubku vniknutí měříme třikrát. Kaše má správnou konzistenci, jestliže je hloubka ponoru v rozmezí 100 až 110 mm. Je-li kaše hustší, je třeba ji zředit, je-li příliš řídká, je nutno připravit vápennou kaši znovu. Stanovení vydatnosti Na děrované dno válcové nádoby položíme navlhčený filtrační papír a nádobu naplníme vápennou kaší předepsané konzistence. Kaši necháme ustát (přebytečná voda odtéká dnem přes filtrační papír), až na jejím povrchu vzniknou trhliny (většinou druhý nebo třetí den). Povrch porušený trhlinkami zarovnáme plechem do roviny a změříme vzdálenost urovnaného povrchu od horní hrany nádoby v mm. Jestliže se trhliny neobjeví, provede se měření třetí den po naplnění nádoby. Vydatnost vápenné kaše v litrech z 1 kg kusového mletého vápna se vypočítá ze vztahu: v=

50 –  100

kde  je změřená vzdálenost povrchu zarovnané kaše od horní hrany. Vydatnost v litrech na 1 kg je předepsána hodnotami – 2,4 pro vápno vzdušné bílé tř. I, – 2,2 pro vápno vzdušné bílé tř. II, – 2,0 pro vápno vzdušné bílé tř. III, – 2,0 pro vápno vzdušné bílé tř. IV, – 2,2 pro vápno vzdušné dolomitické tř. I, – 2,0 pro vápno vzdušné dolomitické tř. II, – 1,8 pro vápno vzdušné dolomitické tř. III, – 1,8 pro vápno vzdušné dolomitické tř. IV. 215

16.5.2

Sádra

16.5.2.1 Zkouška jemnosti mletí sádry (ČSN 72 2301, ST SE V 826-77) Pomůcky: technické váhy s chybou vážení max. 0,05 g, síto s otvory velikosti 0,2 mm, teploměr se stupnicí do 100 ± 5 °C a přístroj pro mechanické prosévání. Podstatou zkoušky je stanovení hmotnosti sádrového pojiva, která zůstane při prosévání na sítě s otvory velikosti 0,2 mm. Vzorek pojiva hmotnosti 50 g, odvážený s přesností 0,1 g a předem vysušený v sušárně po dobu 1 h při teplotě 50 ± 5 °C, se nasype na síto a prosévá se ručně nebo na mechanickém zařízení. Prosévání je považováno za ukončené, jestliže při ručním prosévání neprojde sítem po dobu 1 min více než 0,05 g pojiva.

Obr. 82. Přístroje ke stanovení vydatnosti vápna

216

Jemnost mletí jednotlivého vzorku se stanoví v procentech s přesností 0,1 % jako poměr zbytku na sítě k původní hmotnosti vzorku. Za výsledek zkoušky jemnosti mletí se bere aritmetický průměr výsledků dvou stanovení. Podle jemnosti mletí se rozlišují tyto druhy sádrových pojiv: – hrubě mletá pojiva I (označení jemnosti mletí 30 %), – středně mletá pojiva II 15 %, – jemně mletá pojiva III 2 %. Procenta vyjadřují maximální zbytek na sítě s otvory velikosti 0,2 mm. 16.5.2.2 Zkouška začátku a konce doby tuhnutí sádry Pomůcky: Vicatův přistroj (na obr. 83 je přístroj s modifikovanou jehlou  1,79 ± 0,04 mm), stopky, komolý kuželový prstenec výšky 40 mm s horním vnitřním průměrem 65 mm a se spodním vnitřním průměrem 75 mm, miska obsahu více než 500 cm3, sklo průměru více než 240 mm, váhy s chybou vážení max. 1 g a pitná voda. Pro stanovení počátku a doby tuhnutí se použije sádrová kaše běžné konzistence. Podstata metody záleží ve stanovení intervalu od počátku styku sádrového pojiva s vodou do tzv. začátku a tzv. konce doby tuhnutí sádry. Stanovení se provede nastavením pohyblivé části přístroje do polohy, při níž se konec jehly dotýká povrchu sádrové kaše. Potom se jehla volně spustí do kuželovitého prstence s kaší. Ponoření se provádí jednou za 30 sekund, počínaje celou minutou. Po každém ponoření se jehla pečlivě otře a destička s kuželovitým prstencem se pootočí tak, aby jehla při novém ponoření vnikala do jiného místa povrchu kaše. Počátek tuhnutí se stanoví počtem minut od okamžiku přidání pojiva do vody do okamžiku, kdy volně spuštěná jehla po ponoření do kaše poprvé nedosáhne povrchu destičky. Tuhnuti je ukončeno, když se volně spuštěná jehla ponoří do hloubky nejvýše 1 mm. Počátek i doba tuhnutí se vyjadřují v minutách. 16.5.2.3 Zkouška pevnosti v tlaku Pomůcky: miska materiálu odolného proti korozi, pravítko dlouhé 250 mm a široké 25 mm, ruční míchadlo, odměrný válec objemu 1 litr nebo váhy s chybou vážení max. 1 g, forma pro zhotovování zkušebních trámečků o rozměrech 4040160 mm, přístroj pro stanovení pevnosti v tlaku a zkušební lis. Podstatou metody je stanovení nejmenšího zatížení, při němž 217

dojde k porušení vzorku. Pevnost vzorků zhotovených ze sádrové kaše běžné konzistence se stanoví za dvě hodiny po smíchání sádrového pojiva s vodou. Pro přípravu vzorků se použije sádrové pojivo v množství 1,0 až 1,6 kg. Sádrové pojivo se v průběhu 5 až 20 sekund vsype do misky s vodou. Po vsypání pojiva se směs promíchává 60 sekund do získání stejnorodé kaše, která se vlije do formy. Jakmile kaše začne tuhnout, přebytky kaše je třeba seříznout. Vzorky se vyjmou za 15 ± 5 min. po skončení tuhnutí.

Obr. 83. Vicatův přístroj

218

Pevnosti v tlaku se zkouší na třech celých zkušebních tělískách, na obou koncích nebo na šesti polovinách, získaných po zkoušení pevnosti v ohybu. Vzorky se umístí mezi dvě destičky tak, aby boční hrany, které při zhotovení přiléhaly k podélným stěnám formy, byly na rovinách destiček a aby opěry destiček přiléhaly těsně k čelní hladké stěně vzorku. Vzorek spolu s destičkami je nutno podrobit lisování. Doba od započetí rovnoměrného zatěžování vzorku do jeho porušení činí 5 až 35 sekund. Pevnost v tlaku jednoho zkušebního tělíska je podíl hodnoty destrukčního zatížení a pracovní plochy destičky. Pevnost v tlaku se vypočítá jako aritmetický průměr výsledků šesti zkoušek po vyloučeni největší a nejmenší hodnoty. 16.5.2.4 Zkouška pevnosti v ohybu Podstata metody záleží ve stanovení minimálního zatížení, při němž se zkušební tělísko poruší. Pro provedeni zkoušek se vzorek umístí na opěry tak, aby hrany, které byly horizontální při zhotovení, byly ve vertikální poloze. Vzorek se umístí na podpěrné válečky, vzdálené 100 ± 0,5 mm. Výpočet pevnosti Rf: Rf = 0,023 4F kde F je lomové zatížení (MPa). 16.6

VLÁKNOCEMENTOVÁ PLOCHÁ KRYTINA

16.6.1

Zjišťování vlastností vláknocementové ploché krytiny (ČSN 72 2660)

16.6.1.1 Zkoušení rozměrů Pomůcky: mikrometr a ploché ocelové pravítko s přesností ± 1 mm. Pro zkoušku použijeme pět vláknocementových tašek, u nichž změříme sledované rozměry s přesností na ±1 mm, a dále tloušťku uprostřed každé ze čtyř stran (ve vzdálenosti 20 mm od kraje). Ze změřených pěti hodnot délek a dvaceti hodnot tlouštěk vypočítáme aritmetické průměry, které porovnáme s předepsanými hodnotami. 219

16.6.1.2 Nasákavost Pomůcky: elektrická sušárna, váhy na 10 kg s přesností ± 0,1 g, pilka na železo, plechová nádoba na vodu a osušovací houba. Pro zkoušku použijeme pět vláknocementových tašek. Z každé tašky vyřežeme jeden zkušební vzorek rozměrů 200100 mm tak, abychom získali vzorky z okraje i ze střední části tašky. Vyřezané vzorky nejdříve vysušíme při teplotě 105 až 110 °C na ustálenou hmotnost. Po jejich ochlazení na teplotu zkušební místnosti vzorky zvážíme s přesností ± 0,1 g a vložíme do nádobky s vodou teplou 20 ± 3 °C. Vzorky smějí být ponořeny ve vodě pouze do třetiny své výšky po dobu dvou hodin. Po této době dolijeme vodu tak, aby vzorky byly zcela ponořeny; vzorky ponecháme ve vodě 24 h. Po uplynutí této doby vzorky vyjmeme, povrchově lehce osušíme a zvážíme s přesností ± 0,1 g. Nasákavost vypočítáme v hmotnostních procentech. Výsledkem zkoušky je aritmetický průměr z pěti stanovení, který nesmí přesáhnout maximální hodnotu 18 %. 16.6.1.3 Pevnost v tahu za ohybu Pomůcky: zatěžovací přístroj (Michaelisův), ruční pilka na železo, kovové posuvné měřidlo a mikrometr. Pro zkoušku použijeme pět vláknocementových tašek, v každé vyřežeme čtyři zkušební vzorky rozměrů 100200 mm tak, aby vždy dva vzorky byly rovnoběžné a dva kolmé na vlákna tašky. Posuvným měřidlem změříme rozměry obou skupin vzorků. Vzorek osadíme do zatěžovacího přístroje, aby byl v osové vzdálenosti 180 mm symetricky podepřen válečkovými podpěrami (poloměru 10 mm). Zatížení přenášíme v celé šířce vzorku uprostřed jeho délky s přírůstkem síly 10 N s–1 až do zlomení. Tloušťku vzorku v místě lomu změříme mikrometrem. Z lomového zatížení každého vzorku vypočítáme pevnost v tahu za ohybu: Rf = 2,7

F t2

(MPa)

kde F – lomové zatížení (N), t – tloušťka vzorku v místě lomu (mm). Z vypočítaných hodnot pevnosti vzorku první skupiny (rovnoběžně s vlákny) a druhé skupiny (kolmé na vlákna) vypočítáme u každé skupiny 220

aritmetický průměr a porovnáme jej s předepsanými hodnotami. Zároveň sledujeme v každé skupině nejmenší pevnost. 16.7

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ DŘEVA Společná ustanovení pro zkoušky dřeva obsahuje ČSN 49 0101.

16.7.1

Zkouška objemové hmotnosti dřeva (ČSN 49 0108, ST SEV 388-76)

Pomůcky: elektrická sušárna, analytické váhy, nádoba s vodou a kovové posuvné měřítko. Pro zkoušku je třeba zhotovit tři vzorky ve tvaru hranolů se základnou o rozměrech 2020 mm (jeden rozměr ve tvaru tečny k vláknům, druhý ve směru radiálním) a výšce 30 mm ve směru vláken. Další postup Zkouška objemové hmotnosti při vlhkosti (w) v době zkoušky: Zkušební vzorek odvážíme s přesností ± 0,001 g a jeho rozměry změříme s přesností ± 0,1 mm. Objemová hmotnost se vypočítá podle vzorce 106mw v,w = a b L w w w

(kg.m–3)

kde v,w je objemová hmotnost při vlhkosti w v době zkoušky (kg . m–3), mw – hmotnost vzorku při vlhkosti w (g), aw, bw, Lw jsou rozměry vzorku při vlhkosti w (mm). Vlhkost w se zjišťuje podle ČSN 49 0103. Zkouška objemové hmotnosti v suchém stavu: Zkušební vzorky po zhotovení sušíme v elektrické sušárně 3 h při teplotě 50 až 60 °C. Po vysušení vzorky zvážíme s přesností na ± 0,001 g a rozměry změříme s přesností ± 0,1 mm. 16.7.2

Zkouška pevnosti v tlaku ve směru vláken (ČSN 49 0110)

Pro zkoušku zhotovíme tři vzorky ve tvaru hranolů o podstavné ploše rozměrů 2020 mm a výšce 30 mm ve směru vláken. Příčné rozmě221

ry každého vzorku změříme posuvným měřidlem uprostřed výšky s přesnosti 0,1 mm. Vzorek uložíme do zkušebního stroje na kloubovou podpěru tak, aby zatížení působilo na podstatnou plochu vzorku centricky ve směru vláken, při nárůstu síly 25 000 ± 5 000 N min–1 až do porušení. Pevnost v tlaku ve směru vláken při vlhkosti w v době zkoušky se určí podle vzorce Rw = kde Rw Fmax A 16.7.3

Fmax A

(MPa)

– pevnost v tlaku ve směru vláken při vlhkosti w v době zkoušky (MPa), – maximální zatěžovací síla (N), – plocha příčného řezu vzorku (mm2).

Zkouška pevnosti dřeva v ohybu (ČSN 49 0115, ST SEV 390-76)

Pomůcky: zkušební přístroj, elektrická sušárna, analytické váhy a kovové posuvné měřidlo. Pro zkoušku je nutno zhotovit tři vzorky ve tvaru hranolů o základně 2020 mm a délce 300 mm ve směru vláken. Před zkouškou změříme příčné rozměry každého vzorku uprostřed jeho délky s přesností 0,1 mm. Vzorek se uloží do zkušebního stroje tak, aby ležel radiální plochou volně na podporách vzájemně vzdálených 240 mm. Podpěry i tlačné trny jsou zaobleny poloměrem r = 15 mm. Mezi vzorek a podpěry i mezi vzorek a tlačné trny vložíme čtvercové podložky o straně 20 mm, tlusté 10 mm, zhotovené buď z kovu, nebo z tvrdého dřeva. Dvě protilehlé strany podložek, které leží v příčném směru vzorku, jsou zaobleny poloměrem r = 2 mm. Zatížení vyvodíme – dvěma břemeny ve třetinách rozpětí podpor; nárůst síly je 7 000 ± 1 500 N min–1 až do porušení; – jedním břemenem uprostřed rozpětí podpor; nárůst síly je 50 000 ± 1 000 N min–1 až do porušení. 16.8

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ PLASTŮ

Obecné zásady pro vytvoření normálního prostředí pro kondicionování a zkoušení vzorků a zkušebních těles z plastů stanoví ČSN 64 0204. 222

Normálním prostředím se rozumí prostředí s předepsanou teplotou, vlhkostí, popř. s předepsaným tlakem vzduchu. Kondicionování je přizpůsobování vzorků a zkušebních těles definovaným podmínkám prostředí. 16.8.1

Stanovení tuhosti lehčené měkké hmoty při stlačení

Pomůcky: zkušební přístroj, vodorovná opěrná deska s čtvercově rozmístěnými otvory průměru 6 mm (vzdálenosti jejich středů jsou 20 mm) a kruhový tlačný talíř. Pro zkoušky se připraví předepsaný počet tří vzorků (hotový výrobek nebo vzorek získaný vyříznutím) o minimální velikosti: – 310310 mm pro talíř č. 1, – 205205 mm pro talíř č. 2, – 160160 mm pro talíř č. 3, – 105105 mm pro talíř č. 4. Minimální tloušťka vzorků všech velikostí musí být alespoň 20 mm. Při menší tloušťce vzorků se zkušební těleso složí z několika vrstev, aby se získala předepsaná tloušťka. Zkušební těleso je rovnoměrně stlačováno přírůstkem deformace 20 mm min–1. Při stlačení o 40 % odečteme na siloměrném zařízení velikost zatížení v N s přesností 0,1 N. Výsledná hodnota se stanoví jako aritmetický průměr tří měření v MPa. 16.8.2

Ohybová zkouška tuhých plastů

Pomůcky: zkušební přistroj, zatěžovací trny a podpěry a posuvné kovové měřítko. Připravíme pět zkušebních těles pravoúhlého průřezu, a to – normální tělesa s délkou L = max. 80 mm, šířkou b = 10 ± 0,5 mm, výškou h = 4 ± 0,2 mm, – nelze-li vytvořit normální těleso, tedy těleso s délkou L  20 h, šířkou b = 10 ± 0,5 mm (těleso s velkými částicemi), volíme b = 20 až 50 mm. Při zhotovování zkušebního tělesa vyřezáním musí být tvar volen tak, aby zařízení v přístroji působilo stejným směrem jako užitné zatížení na celý výrobek. Po zhotovení zkušebního tělesa změříme průřezovou plochu tak, že měříme ve třech místech, která budou ležet mezi podporami, a vypočítáme průměrnou plochu řezu. Rozměry do 10 mm změříme s přesností 223

± 0,01 mm, rozměry nad 10 mm s přesností ± 0,1 mm. Jestliže se maximální a minimální hodnota šířky nebo tloušťky liší více než 0,2 mm, nelze vzorek pro zkoušku použít. Normální zkušební těleso uložíme do zkušebního přístroje tak, aby vzdálenost opěrných hran podpěr byla Lv = (64 ± 0,5) mm, při použití jiného tělesa Lv = (16 h ± 0,5) mm. Vzdálenost podpěr musí být nastavitelná s přesností ± 0,2 mm. Zatěžovací břemeno působí na zkušební těleso uprostřed vzdálenosti podpěr pomocí zatěžovacího trnu (o poloměru zaoblení R1 = 5 ± 0,1 mm). Přírůstek zatížení pro normální zkušební tělesa je 2 mm min–1, pro jiná tělesa h 2 v= (mm min–1) Mez pevnosti v ohybu získáme podle vzorce 1,5F Lv 2 (MPa) R = bh vf

kde F Lv b h

– – – –

maximální zatížení (N), vzdálenost hran podpěr (mm), šířka zkušebního tělesa (mm), výška zkušebního tělesa (mm).

Výsledek se vypočítá jako aritmetický průměr z pěti zjištění se zaokrouhlením na tři platná místa. 16.8.3

Stanovení odolnosti zatepla podle Vicata

Pomůcky: Vicatův přistroj (čl. 4, ČSN 64 0521, obr. 84), tyčový rtuťový teploměr do 200 °C s dělením po 0,5 °C, plechová nádoba na teplou lázeň, zatěžovací závaží, číselníkový úchylkoměr s přesností ± 0,01 mm, zařízení pro vyhřívání s regulací teploty a kovové posuvné měřítko. Pro zkoušku se zhotoví dva zkušební vzorky rozměrů min. 1010 mm a tloušťky 3 až 6,4 mm, s rovnoběžnými a hladkými povrchy. Vzorek lze sestavit maximálně ze tří vrstev, aby splnil požadovanou tloušťku. Zkušební vzorek se uloží na základnu rámu Vicatova přístroje tak, aby jehla byla 3 mm nad povrchem zkušebního vzorku. Rám přístroje se i se zkušebním vzorkem ponoří do lázně (kapalný parafín, glycerol, transformátorový olej), jejíž teplota je o 50 °C nižší, než je předpokládaná teplota měknutí vzorku, 224

tak, aby zkušební vzorek byl min. 35 mm pod hladinou kapaliny. Do lázně vložíme teploměr tak, aby jeho jímka byla v rovině zkušebního vzorku. Po pěti minutách temperování vzorku se zaznamenává hodnota číselníkového úchylkoměru. Na opěru tyče se vkládají závaží tak, aby celkové zatížení zkušebního tělesa bylo – 10 až 10,5 N pro 1. metodu, – 50 až 50,5 N pro 2. metodu. Současně začneme ohřívat kapalnou lázeň (v průběhu zkoušky je nutno kapalinou míchat) s nárůstem teploty 50 ± 5 °C h–1 nebo 120 ± 5 °C h–1 s tepelnou odolností zařízení 150 °C a větší. Na stupnici teploměru odečteme teplotu, při níž se jehla přístroje zatlačí

Obr. 84. Stanovení odolnosti zatepla podle Vicata

Obr. 85. Přistroj ke stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou (K. K.)

225

do zkušebního vzorku na hloubku 1 mm. Výsledkem zkoušky je aritmetický průměr dvou hodnot, zaokrouhlený na celé °C. Jestliže se naměřené hodnoty liší více než o 2 °C, celá zkouška se opakuje. Odolnost zatepla podle Vicata je vyjádřena teplotou ve °C, při níž se standardní jehla vtlačí do zkoušeného materiálu do hloubky 1 mm za předepsaných podmínek zkoušky. 16.9

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ ŽIVIC

16.9.1

Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou (K.K.)

Pomůcky: zkušební přístroj (ČSN 65 7060) – obr. 85, elektrická sušárna, drátěné síto 063, mosazná deska s vyhlazeným povrchem, porcelánová mísa na 100 g, nůž, bezvodý glycerol a destilovaná voda, směs glycerolu s dextrinem v poměru 1:1. Účelem zkoušky je zjistit teplotu, při níž asfalt změkne. Posuzuje se tak vhodnost asfaltu pro jednotlivé účely. Stanovení se provede souběžně na dvou vzorcích, z nichž každý má hmotnost 50 g. Vodu odpaříme ze vzorku za stálého míchání zahřátím na maximální teplotu 130 °C. Vzorek roztavíme (v sušárně za stálého míchání) při teplotě max. o 90 °C vyšší, než je očekávaný bod měknutí. Zkoušení vzorku s bodem měknutí (kroužkem a kuličkou) do 80 °C Roztavený asfalt přecedíme sítem a nalijeme do zkušebního kroužku (bez vnitřního osazení), položeného na mosazné desce potřené směsí glycerolu a dextrinu; nalitého asfaltu má být mírný přebytek. Po 30 min. asfalt v kroužku seřízneme předehřátým nožem a kroužky s asfaltem vložíme do otvorů nosné desky přístroje. Na kroužky nasadíme centrovací prstence a do přístroje osadíme teploměr. Celý přístroj vložíme do kádinky naplněné destilovanou vodou o teplotě 5 ± 1 °C. Poloha závěsné desky se nastaví maticemi tak, aby vzdálenost nosné desky přístroje ode dna kádinky byla 13 až 19 mm. Hladina vody musí být 50 mm nad horními plochami kroužků. Teplota vody se udržuje po dobu 15 min. Potom se přístroj z kádinky vyjme a do středních prstenců se vloží kuličky ochlazené na teplotu 5 ± 1 °C. Přístroj opatrně vložíme do kádinky. Vodu v kádince ohříváme tak, aby nejpozději za tři minuty teplota rovnoměrně stoupla rychlostí 5 ± 0,5 °C za minutu. V okamžiku, v němž se změklý asfalt pod tlakem 226

kuličky protáhne a dotkne spodní dotykové desky přístroje, zaznamenáváme teplotu. Jestliže při zkoušce asfalt ze vzorku vypadne, musíme připravit nový vzorek, tentokrát do kroužku s osazením (ČSN 65 7060). Zkoušení vzorku s bodem měknutí nad 80 °C Místo destilované vody použijeme směs vody s glycerolem v objemovém poměru 1 : 2. Zkoušení vzorku s bodem měknutí nad 110 °C Místo destilované vody použijeme bezvodý glycerol. Celková zkouška od nalití vzorku nemá přesahovat čtyři hodiny. Jestliže se výsledky obou souběžných stanovení liší – u vzorků s bodem měknutí do 80 °C více než o 0,5 °C, – u vzorků s bodem měknutí nad 80 °C více než o 1 °C, musíme zkoušku opakovat. Jinak získáme výsledek jako aritmetický průměr obou stanovení se zaokrouhlením na 0,5 °C (v zápise o zkoušce je třeba uvést, že se provádělo vysoušení vody). 16.9.2

Stanovení duktility asfaltu

Pomůcky: duktilometr, tři mosazné formy (obr. 86) a tři mosazné destičky s vyhlazeným povrchem (obr. 87), elektrická sušárna, vodní lázeň (ultratermostat U-10), stopky, drátěné síto 063, nůž, laboratorní tyčinkový

Obr. 86. Forma na odlévání zkušebního tělesa

Obr. 87. Kovová destička na podložení formy

227

teploměr –10/+250 °C, dva skleněné teploměry –10/+50 °C, dvě porcelánové misky na 500 g, glycerol, směs glycerolu a dextrinu 1:1, denaturovaný líh, toluen a led. Účelem zkoušky je zjistit míru tažnosti a soudržnosti asfaltu při předepsané teplotě pro posouzení jeho tmelivých a lepivých vlastností při mechanickém namáhání (ČSN 65 7061). Stanovení se provede souběžně na třech vzorcích, z nichž každý má hmotnost 300 g. Nejdříve se odstraní ze vzorku voda a bezvodý vzorek na porcelánové misce se ohřeje v sušárně za stálého míchání na teplotu o 70 až 75 °C vyšší, než je bod měknutí (kroužkem a kuličkou). Porcelánové misky mají i podložní destičky lehce natřeny směsí glycerolu s dextrinem. Roztavený vzorek se přecedí sítem a nalije do forem (nepřetržitým litím od jednoho konce formy ke druhému z výšky max. 30 mm), aby asi 2 mm na výšku přebývaly. Potom se vzorek 30 min chladí na vzduchu při teplotě místnosti. Na dalších 30 min se formy vloží do vodní lázně s předepsanou teplotou a odřeže se přebytek vzorku. Zarovnané formy se uloží na 90 min do lázně teplé 0 ± 0,1 °C (vytemperujeme pomocí vody a ledu). Po vytemperování se vyjmou formy z vody a vloží se na trny duktilometru naplněného vodou s předepsanou teplotou a sejmou se čelisti formy (nad vzorkem i pod ním musí být min. 25 mm vody). Zkontroluje se nulová poloha jezdce na měřidle přístroje a uvede se do chodu posuvný mechanismus při dodržení předepsaných rychlostí: – při předepsané teplotě 25 ± 0,2 °C nebo 15 ± 0,2 °C je rychlost 50 mm min–1, – při předepsané teplotě 0 ± 0,2 °C je rychlost 10 mm min–1 nebo 50 mm min–1. V okamžiku přetržení vlákna, vzniklého protažením vzorku, odečteme na měřidle hodnotu s přesností na 5 mm. Jestliže se při zkoušce zdvihne vlákno k hladině, zmenšíme hustotu lázně lihem, jestliže vlákno klesne ke dnu, zvětšíme hustotu glycerolem. Zkoušku je třeba opakovat, jestliže – porušíme tvar vzorku při odformování, – při zkoušce se odlepí vzorek od stěn čelistí, – vlákno při zkoušce vyplave k hladině nebo klesne ke dnu, – při zkoušce nastane zvlnění vlákna, – jedno ze stanovení se liší více než 0 ± 10 % od aritmetického průměru. Výsledek zkoušky se stanoví jako aritmetický průměr ze tří souběžných stanovení, přičemž se žádné stanovení nesmí lišit o ± 10 °C. Výsledek se 228

zaokrouhlí na celých 10 mm a udává se podle předepsané teploty jako duktilita / 25 a duktilita / 15 nebo duktilita /0 °C/ 50 mm min–1, popř. duktilita /0 °C/ 10 mm min–1. 16.9.3

Bod lámavosti asfaltů

Pomůcky: zkušební přistroj pro bod lámavosti (obr. 88), metronom, lupa, libela, pinzeta, infračervená sušicí lampa (250 W), elektrická topná deska, drátěné síto 0,63, exsikátor bez vysušovadla, porcelánová miska, azbestová destička 150150 mm, laboratorní teploměr – 10 °/250 °C s přesností 1 °C, dmychavka s pryžovou hadicí pro přívod plynů, dvě krystalizační misky, trojnožka se stavěcími šrouby, xylen, destilovaný glycerol čištěný, chlorid vápenatý technický, oxid uhličitý tuhý a denaturovaný líh s denaturovaným benzinem.

Obr. 88. Zkušební přístroj pro bod lámavosti asfaltů

229

Účelem zkoušky je zjistit teplotu, při níž asfalt křehne (ČSN 65 7063). Stanovení se provede souběžně na dvou vzorcích, z nichž každý má hmotnost 5 g. Nejdříve se odstraní voda ze vzorku zahříváním za stálého míchání na porcelánové misce při teplotě o 75 až 100 °C vyšší, než je bod měknutí kroužkem a kuličkou. Roztavený vzorek se přes síto přefiltruje do krystalizační misky a nechá se v exsikátoru vychladnout. Pinzetou ponoříme zkušební plíšek do xylenu a osušíme jej. Na vypuklou stranu plíšku (označíme stranu vyrytím značky) naneseme zkušební vzorek. Pro vzorky s bodem měknutí do 70 °C navážíme na zkušební plíšek (předem zvážený s přesností 2 mg) asi 0,4 ml vychladlého vzorku (s přesností 10 mg). Plíšek položíme se vzorkem na azbestovou destičku a zahříváme infračervenou lampou ze vzdálenosti 100 mm. Nahýbáním podložky rozlijeme vzorek nejpozději za 5 min stejnoměrně po plíšku. Vzorek připravený na plíšku se i s azbestocementovou deskou položí na trojnožku, stavěcími šrouby pomocí libely se vyrovná do vodorovné polohy a vystaví se na deset minut teplu infračervené lampy. Celková doba vystavení vzorku teplu je max. 15 minut. Případné bublinky v povrchu vzorku lze odstranit krátkým ožehnutím plamenem plynové dmychavky (délka plamínku max. 5 mm). Pro vzorky s bodem měknutí nad 70 °C připravíme vzorek na zkušebním plíšku tak, aby po odříznutí přečnívající části a seškrábnutí povrchu bylo jeho množství 0,4 ml vychladlého vzorku (s přesností 10 mg). Potom vzorek 2 min zahříváme ze vzdálenosti 100 mm infračervenou lampou a dmychavkou odstraníme bubliny. Pro asfalty a asfaltové výrobky s hustotou 0,95 až 1,05 při 20 °C navážíme na zkušební plíšek přímo 0,4 g (s přesností 10 mg). Jestliže se při zahřívání vzorku objeví póry, oddálíme lampu, aby nedošlo k odpaření vzorku. Zkušební plíšek s naneseným vzorkem položíme na skleněnou desku a necháme 1 h v exsikátoru. Před vlastní zkouškou nejdříve vypláchneme glycerolem zkumavku, do které bude umístěn prohýbací přístroj, a vložíme do ní několik zrnek CaCl2 (vázání vzdušné vlhkosti). Oddálíme na maximální vzdálenost patky prohýbacího přístroje a do zářezů vložíme zkušební plíšek se vzorkem tak, aby byl vzorek po vsunutí do zkumavky obrácen k bližší vnitřní stěně zkumavky. Vzdálenost upínacích patek upravíme (otáčením kličkou) na výchozí hodnotu 4 ± 0,1 mm. Do prohýbacího přístroje vsuneme teploměr a upevníme jej tak, aby jeho teploměrná nádobka byla uprostřed vzdálenosti upínacích patek a uprostřed vnitřní trubice prohýbacího přístroje. Prohýbací přístroj vsuneme do zkumavky sloužící jako vzdušná lázeň a utěsníme jej ve zkumavce pryžovou zátkou. Zkumavku s prohýbacím přístrojem vsune230

me do Dewarovy nádobky, utěsníme ji pryžovou zátkou s jedním otvorem pro teploměr (k měření teploty chladicí lázně) a s druhým otvorem pro vkládání tuhého CO2 . Dewarova nádoba se naplní do 2/3 výšky bezvodým lihem o teplotě místnosti. Po 10 min. začneme vkládat do ochlazené lihové lázně tuhý CO2 ; rychlost chlazení podle teploměru prohýbaciho přístroje musí být 1 °C za minutu. Při teplotě asi 10 °C nad očekávaným bodem lámavosti začneme prohýbat zkušební plíšek se vzorkem asfaltu. Rychlostí jedné otáčky za sekundu otáčíme kličkou až k zarážce a od ní ihned (bez přerušení) stejnou rychlostí opačným směrem. Prohýbání provádíme vždy na začátku každé minuty a v odpovídajícím světle lampy pozorujeme lupou celý povrch vzorku. Jakmile se při ohnutí plíšku objeví trhlina nebo zlom naneseného vzorku, odečteme teplotu (s přesností na 1 °C), z níž vypočítáme bod lámavosti. Při zkoušce je třeba krýt obličej štítem proti poranění při prasknutí Dewarovy nádoby. Bod lámavosti se vypočítá jako aritmetický průměr dvou stanovení; rozdíly nesmějí být větší než 3 °C. 16.9.4

Ověřování vlastností obkládaček

16.9.4.1 Zkoušení rozměrů Pomůcky: kovové posuvné měřítko. Použijeme dvacet vzorků, u nichž měříme délky ze vzdálenosti asi 5 mm od kraje. U bělninových obkládaček měříme s přesností ± 0,1 mm, u ostatních obkládaček s přesností ± 1 mm. Naměřené hodnoty vyjádříme v procentech jmenovité délky (předepsané normou) a porovnáme je s přípustnými odchylkami od jmenovité délky. Tloušťky měříme mikrometrem uprostřed délky každé strany ve vzdálenosti asi 15 mm od kraje s přesností 0,1 mm. Výslednou tloušťku vypočítáme jako aritmetický průměr všech měření u dvaceti obkládaček a porovnáme je s předepsanou tloušťkou. 16.9.4.2 Přímost lícních stran Pomůcky: ploché ocelové pravítko a měrný kovový klín. Použijeme dvacet vzorků, k jejichž lícní hraně postupně přikládáme 231

kovové pravítko, a zasouváním měrného klínu mezi pravítko a hranu vzorku zjišťujeme velikost odchylky s přesností 0,1 mm. Zjištěné hodnoty vyjádříme v procentech délky měřených stran a porovnáme s předepsanými odchylkami jednotlivých druhů obkládaček. 16.9.4.3 Pravoúhlost lícní plochy Pro zkoušku použijeme dvacet vzorků, u nichž přiložením kovového úhelníku zjistíme maximální odchylku sousedních hran lícní plochy zasouváním měrného klínu mezi odstávající rameno úhelníku a hranu vzorku. Odchylky zjištěné s přesností 0,1 mm se vyjádří v procentech délky měřených stran a porovnají s předepsanými hodnotami jednotlivých druhů obkládaček. 16.9.4.4 Nasákavost Pomůcky: elektrická sušárna, váhy do 500 g s přesností 0,1 g, elektrický vařič, nádoba s vodou a drátěný košík. Zkouška se provádí na pěti vzorcích, které se nejdříve v elektrické sušárně vysuší při teplotě 105 až 110 °C na ustálenou hmotnost. Po ochlazení na teplotu zkušební místnosti se zváží každý vzorek s přesností na ± 0,1 g. Zvážené obkládačky se vloží do drátěného košíku tak, aby se vzájemně nedotýkaly a stály na styčné (delší hraně). Košík s obkládačkami se vloží do plechové nádoby, aby se nedotýkal dna (rošt), a nádoba se naplní převařenou vodou teplou 20 °C, do výše 1/3 výšky obkládaček. Po čtvrthodinových intervalech se přidává voda, aby za dvě hodiny od vložení do nádoby byla hladina vody v nádobě o 50 mm nad horním okrajem obkládaček. Potom zahříváme pozvolna vodu tak, aby po jedné hodině dosáhla bodu varu, na němž se udržuje 3 h. Za dvě hodiny vodu zchladíme na teplotu 20 °C, kterou udržujeme 24 h. Po této době vzorky vyjmeme, povrchově osušíme a zvážíme s přesností na 0,1 g. Nasákavost se vypočítá podle vzorce Nv =

msat – md .100 (% hmotn.) md

kde md – hmotnost vysušeného vzorku, msat – hmotnost nasáklého vzorku. 232

Výsledek zkoušky se stanoví jako aritmetický průměr z pěti průběžných zjištění a porovná se s předepsanou maximální hodnotou. 16.10

ODEBÍRÁNÍ VZORKŮ ZEMIN

16.10.1 Neporušené vzorky Na přístupných místech se odebírají neporušené vzorky pomocí odběrných válců nebo odběrných kroužků. Při odběru vzorků soudržné zeminy bez hrubších zrn se používá odběrný přístroj objemu asi 1.10–4m3 (obr. 89). Obsahuje-li zemina hrubé příměsi nebo jde-li o sypkou zeminu, používají se přístroje s odběrnými vložkami objemu asi 1,5 1 (obr. 90). Při odběru postavíme odběrný válec na urovnaný povrch zeminy a plynulým tlakem jej do zeminy zatlačujeme, až se vložka zeminou zcela naplní.

Obr. 89. Odběrný přístroj na 1.10–4 m–3 zeminy 1 – horní víčko, 2 – fyzikální váleček, 3 – sítko, 4 – dolní víčko, 5 – odběrný váleček, 6 – břit

Obr. 90. Odběrný přístroj typu B 289, A 359 1 – rukojeť, 2 – hlava, 3 – ocelový válec, 4 – vložka, 5 – břit

233

Není-li možno přístroj do zeminy zatlačit plynulým tlakem, zarazí se slabými údery kladivem. Po zaražení přístroje do země zeminu kolem odkopeme, přístroj vyjmeme, rozebereme, zeminu ve vnitřní vložce po obou stranách zarovnáme a hermeticky uzavřeme víčky, abychom zabránili ztrátě vlhkosti odebrané zeminy. Z vrtaných sond odebíráme neporušené vzorky pomoci odběrného přístroje, který našroubujeme na soutyčí vrtné soupravy. Přístroj upevníme na vrtné soutyčí a spustíme na dno sondy. Potom jej zatlačíme nebo lehce zaberaníme na předem odměřenou hloubku, která je asi o 0,01 až 0,02 m menší než vzdálenost břitu od spodku hlavy odběrného přístroje. Po vytažení přístroje ze sondy a po jeho rozebrání použijeme neporušený vzorek ze spodní vložky k stanovení objemové hmotnosti, vlhkosti, smykové pevnosti apod. 16.10.2 Porušené vzorky Porušené vzorky zeminy používáme ke stanovení měrné hmotnosti vlhkosti, meze tvárlivosti a tekutosti a zrnitosti zemin a k určení mezních hodnot ulehlosti a zhutnitelnosti zeminy. Porušené vzorky dále slouží ke studiu některých konstrukčních vlastností zemních materiálů, sedání, únosnosti apod. a ke stanovení chemického složení zeminy. Vytěženou zeminu z kopané sondy (obr. 91) zasíláme k dalšímu zpracování do laboratoře buď všechnu, nebo až po zmenšení vytěženého vzorku kvartací. Kvartování vzorku umožňuje získat vzorek stejného složení, jaké má původní těžený materiál. Při kvartaci se postupuje tak, že se celý vzorek zeminy rozdělí kvartovacím křížem nebo lopatou na čtyři díly. Dva libovolně úhlopříčně umístěné díly se odstraní a zbylé dva díly se spojí opět v jeden celek. Tento postup se opakuje do získání vzorku žádané velikosti. Stanovení zrnitosti zemin Základní způsob stanovení zrnitosti zemin je prosévání na sítech. Pouhým proséváním lze zjišťovat zrnitost nejvýše u jemných písků, a proto se síťový rozbor doplňuje nebo nahrazuje jinou metodou, např. hustoměrnou. Podíl jednotlivých frakcí zeminy se Cassagrandeho hustoměrnou metodou stanovuje na základě časového měření hustoty suspenze pozorovaného vzorku. 234

16.10.3 Hustoměrná metoda Pomůcky: laboratorní váhy o citlivosti 0,01 g, síto se čtvercovými oky 0,1 mm, elektrický mixér se svislým mísidlem 10 000 min–1 a s vnitřním průměrem 60 ± 1 mm, teploměr s přesností 0,1 °C, zařízení pro udržování stálé teploty suspenze, sušárna, promývačka s destilovanou vodou, stopky a vířidlo. Navážíme 20 až 40 g vysušeného a rozmělněného vzorku jemnozrnné zeminy. Odvážené množství uložíme do misky a rozhněteme s destilovanou vodou. Zadržíme-li na sítě část promývaného vzorku, doplníme křivku zrnitosti stanovenou hustoměrnou metodou o hodnoty sítového rozboru celého zbytku. Hustoměrnou metodou stanovíme pouze částice menší než 0,1 mm. K zemině promyté sítem č. 01 přidáme antikoagulační činidlo, např. 5 až 10 ml vodního skla 42 °Bé, a směs zeminy s vodou opláchneme do nádoby elektrického mixéru. V mixéru doplníme směs na 500 ml a mícháme jednu minutu. Po promíchání vzniklou suspenzi slijeme do kalibrovaného válce a nádobu mixéru vypláchneme destilovanou vodou.

Obr. 91. Schéma odběru vzorků v kopané sondě 1 – odkopáno, 2 – neporušené vzorky, 3 – průměrný vzorek, 4 – nádoba, 5 – odběry vzorků

235

Válec doplníme destilovanou vodou na 1 000 ml, ponoříme do něho vířidlo a patnácti svislými pohyby na celou výšku válce suspenzi rozviřujeme po dobu 30 sekund. Před prvním hustoměrným měřením změříme teplotu suspenze, která musí být 20 ± 2 °C; teplotu měříme současně s každým hustoměrným měřením. Počátek sedimentace zrn počítáme od posledního zdvihu vířidla ve válci. Hustoměrem měříme v různých časových intervalech. Hustoměr vkládáme do očekávané hloubky asi 15 sekund před odečtením. Po odečtení jej opatrně vyjmeme a ponoříme do připraveného válce s destilovanou vodou. Hustoměr se odečítá na horní hraně menisku. Vyhodnocení Hmotnostní podíl W sušiny zrn s průměrem stejným a menším, než je odpovídající ekvivalentní průměr D, vypočítáme takto: W=

100 s (R + Ct) Wo s – t

(%)

kde Wo je hmotnost sušiny zrn menších než 0,1 mm, t – měrná hmotnost dispergační kapaliny (kg m–3), s – měrná hmotnost zeminy (kg m–3), R – R’ + Cm + Ca – opravené čtení hustoměru, Ct – oprava na teplotu vody, měříme-li při jiné teplotě než 20 °C. Průměr částic D, odpovídající podílu zrn W, stanovíme podle Stokese: D=




1 800. Hr 981(s – t) 

(m)

kde  je dynamická viskozita vody (kg m–1s–1),  – čas od počátku sedimentace do okamžiku měření (s). Kombinovaná metoda Při kombinované (hustoměrné a prosévací) metodě se používají stejné přístroje a pomůcky jako při samostatných metodách. Množství zkoušeného vzorku musí odpovídat kritériím sítového rozboru (přibližně 3 až 6 kg). Zeminu necháme vyschnout na vzduchu a hrudky rozdrtíme pryžovým tloukem. 236

Vysušený vzorek zvážíme (m1) a prosejeme na sítě č. 2. Propad sítem č. 2 zvážíme (m2). Z propadu odebereme vzorek zeminy o hmotnosti (m5), která musí být taková, aby po promytí sítem č. 01 promytá část vážila 20 až 40 g. Odvážené množství (m5) uložíme do porcelánové misky a zalijeme destilovanou vodou. Po čtyřech hodinách zeminu rozhněteme a promyjeme destilovanou vodou přes síto č. 0,1 do jiné misky. Zeminu zadrženou na sítě č. 0,1 vysušíme při 100 až 110 °C a zvážíme (m6). Potom ji prosejeme na sítech č. 1, 0,5 a 0,25 a jednotlivé frakce zvážíme. Při odvažování množství m5 odebereme z propadu m2 vzorek hmotnosti 10 až 15 kg pro stanovení vlhkosti wh . Zeminu promytou sítem č. 0,1 opláchneme do mixéru a přidáme 5 až 10 ml vodního skla. Zeminu s vodou v mixéru doplníme na 500 ml a mícháme jednu minutu. Po promíchání slijeme vzniklou suspenzi do kalibrovaného válce. Válec doplníme destilovanou vodou na 1 000 ml. Vířidlem rozviřujeme suspenzi po dobu 30 sekund patnácti svislými pohyby. Změříme teplotu suspenze (20 ± 2 °C). Hustotu suspenze měříme stejně jako u hustoměrné metody. Vyhodnocení zkoušky Vzorky zadržené na sítech s oky menšími než 2 mm násobíme opravným hmotnostním součinitelem C1: m C1 = m2 5 Hmotnost zeminy vysušené na vzduchu m5 opravíme se zřetelem na vlhkost wh vynásobením součinitelem C2 : C2 =

100 100 + wh

(Není-li zemina m5 vlhká, pak C2 = 1.) Provedeme redukci na původní hmotnost vzorku: mred =

c2 m5 – m6 m7

(kg)

kde m7 je hmotnost všech zrn menších než 0,1 mm. Procento zrn menších než 0,1 mm vypočítáme ze vzorce 237

s W = 100 (R + Ct) red s – t

(%)

Ekvivalentní průměr zrn D stanovíme z nomogramu. Zbytek na sítě č. 2 vyhodnotíme podle metody sítového rozboru. Výsledky znázorníme křivkou zrnitosti. Vlhkost zemin Vlhkostí zemin rozumíme množství vody, jež lze ze zeminy odstranit vysoušením do stálé hmotnosti zeminy při 100 až 110 °C. Vlhkost vyjadřujeme v procentech jako podíl hmotnosti vody k hmotnosti vysušené zeminy. 16.10.4 Základní laboratorní stanovení vlhkosti zeminy Pomůcky: technické váhy s přesností 0,01 g, váženky s víčky, sušárna s regulovanou teplotou 100 až 110 °C a exsikátor. Do předem odvážené váženky (m1) vložíme min. 30 g zeminy, která obsahuje zrna do průměru 2 mm. U zemin se zrny do průměru 20 mm je velikost vzorku min. 300 g a u zemin se zrny průměru 20 až 50 mm min. 1 000 g. Váženku uzavřeme víčkem a zvážíme (m2). U velkých vzorků není nutno vzorek uzavírat, pokud jej vážíme ihned. Váženku otevřeme a vložíme do sušárny, v níž vzorek sušíme při teplotě 100 až 110 °C do stálé hmotnosti (16 až 24 h). Po vysušení nasadíme na váženku víčko a necháme ji vychladnout v exsikátoru. Potom váženku s vysušeným vzorkem zvážíme (m3). Vyhodnocení Vlhkost w vypočítáme podle vzorce w=

m2 – m3 .100 m3 – m1

(%)

16.10.5 Stanoveni meze tekutosti Mez tekutosti je vlhkost, při níž se dvě poloviny koláčku zkoušené zeminy v Cassagrandeho misce slijí u paty rýhy, vytvořené prořezávacím nožem po 25 úderech na délku 12,5 ± 0,5 mm. 238

Podle Vasijleva je mezí tekutosti vlhkost, při níž se do zkoušené zeminy zaboří kuželík do hloubky 10 mm během 5 sekund. Stanovení meze tekutosti podle Atterberga Pomůcky: deska z plochého skla na hnětení zeminy, nože k hnětení zeminy, síto č. 0,5, úplný Cassagrandeho přístroj pro stanovení meze tekutosti, zařízení k určení vlhkosti zeminy a střička s destilovanou vodou. Ze vzorku prosátého na sítu č. 0,5 odebereme asi 200 g zeminy. Zeminu provlhčíme na skleněné desce destilovanou vodou a prohněteme v homogenní těsto. U jílovitých zemin je nutno nechat prohnětenou zeminu uležet 24 h, aby se vlhkost rovnoměrně rozložila. Z těsta vytvoříme v misce Cassagrandeho přístroje koláček o tloušťce max. 10 mm. Normovým nožem vyřízneme uprostřed koláčku rýhu a potom začneme otáčet klikou (nebo spustíme motor přístroje s rychlostí dvou otáček za sekundu). Otáčení ukončíme v okamžiku, kdy se obě poloviny koláčku slijí v dolní části rýhy na délku 12,5 ± 0,5 mm. Počet úderů nutných ke slití obou polovin na předepsanou délku zaznamenáme. Do zeminy v misce přidáme trochu materiálu z připraveného těsta. Zeminu zamícháme nožem, uhladíme do koláčku a zkoušku opakujeme tak dlouho, dokud se obě poloviny koláčku neslijí ve dvou následujících zkouškách při stejném počtu úderů. Vlhkost stanovíme z obou polovin koláčku, a to přibližně ze středu zkoušeného vzorku. Do původního těsta přidáme trochu destilované vody a zeminu pět minut hněteme. Na takto přivlhčené zemině postup opakujeme. Zeminu dále provlhčujeme, až získáme nejméně čtyři různé hodnoty vlhkostí v rozmezí 15 až 35 úderů. Vyhodnocení Do semilogaritmického diagramu vyneseme naměřené hodnoty vlhkosti a příslušné počty úderů. Mezi takto získané body proložíme přímku. Průsečík přímky s úsečkou 25 úderů vymezí na pořadnici vlhkost, kterou označujeme jako mez tekutosti Wt . U výsledků uvedeme podíl částic zachycených sítem č. 0,5, vztažených k celkové hmotnosti vzorku. 239

16.10.6 Stanoveni meze tvárlivosti Pomůcky: rovná podložka nebo vyhřívaná kovová deska, síto č. 0,5 (čtvercová oka 0,5 mm), srovnávací drátky průměru 3 mm, dlouhé 8 až 10 mm, pryžová stěrka a nůž na prohnětení zeminy, zařízení pro stanovení vlhkosti. Mez tvárlivosti je vlhkost zeminy, při níž se váleček průměru 3 mm, válený rukou na podložce, začíná drobit na kousky dlouhé 8 až 10 mm. Zeminu vysušíme na vzduchu a odstraníme z ní zrna průměru většího než 2 mm. Ze zeminy odebereme vzorek, který prosejeme sítem č. 0,5. Zaznamenáme hmotnostní podíl zeminy, která propadla sítem, z celkového množství odebraného vzorku. Z prosevu odebereme asi 60 g zeminy, kterou prohněteme s destilovanou vodou v tuhé těsto. Z těsta vyválíme kuličku. Kuličku válíme dlaní na podložce do válečků průměru 3 mm. Jestliže zemina zůstává plastická, znovu ji prohněteme a uvedený postup válečků opakujeme. Rychlost válení má být asi 80 až 90 pohybů za minutu. Zkoušku ukončíme tehdy, až se válečky začnou drobit na kousky menší než 8 až 10 mm. Zkoušku ukončíme tehdy, začne-li se zemina po opakovaném prohnětení drobit již po dosažení průměru většího než 3 mm. Ihned po ukončení zkoušky uložíme válečky do vzduchotěsných váženek. Vlhkost stanovíme min. z 5 g zeminy. Vyhodnocení Mez tvárlivosti stanovíme na odebraném vzorku po třech paralelních zkouškách. Vypočítáme ji jako aritmetický průměr dvou vlhkostí nejméně od sebe odlišných. U výsledků se uvede, jaký podíl z celkové hmotnosti sušiny zaujímají zrna průměru většího než 0,5 mm. 16.10.7 Stanovení meze smrštění zeminy Pomůcky: miska vnitřních rozměrů 401010 mm, rtuťový objemoměr, analytické váhy, sušárna, skleněná deska k hnětení zeminy, nůž a síto č. 0,5. Mezí smrštění rozumíme takovou vlhkost zeminy, při které již nedochází k dalším objemovým změnám. 240

Po prosátí na sítě č. 0,5 připravíme ze zeminy asi 30 g homogenního těsta stejným způsobem jako pro stanovení meze tekutosti. Těsto vložíme do misky a povrch urovnáme nožem. Takto připravený vzorek sušíme při počáteční teplotě 40 °C. Teplotu zvyšujeme asi o 3 °C za hodinu, a to až na 110 °C. Vzorek vysušíme do konstantního objemu (tj. za 36 a 42 h). Během sušení vážíme vzorek na analytických vahách a objem měříme rtuťovým objemoměrem s přesností 10 mm3. Vyhodnocení Závislost vlhkosti na objemu vzorku vyneseme do grafu. Mez smrštění je dána lomem proložené přímky. Vztahujeme-li naměřenou vlhkost k poměrnému zkrácení vysychajícího hranolku zeminy, mluvíme o lineárním smrštění zeminy. 16.10.8 Objemové změny zemin Mez smrštění zeminy Přístroje a pomůcky: analytické váhy, elektrická sušárna, rtuťový objemoměr, nenasákavá deska k hnětení zeminy (např. skleněná), síto č. 0,5, miska vnitřních rozměrů 401010 mm a nůž pro hnětení zeminy. Zeminu prosejeme na sítě č. 05 a připravíme asi 30 g homogenního těsta stejným způsobem jako pro mez tekutosti. Těsto vložíme do misky a nožem zarovnáme. Vzorek sušíme při počáteční teplotě 40 °C. Teplotu postupně zvyšujeme o 3 °C za hodinu, a to až do hodnoty 110 °C tak, aby se zemina vysušila do konstantní objemové hmotnosti. V průběhu sušení vážíme vzorek na analytických vahách a objem měříme rtuťovým objemoměrem s přesností 0,01 cm3. Závislost vlhkosti a objemu vyneseme v pravoúhlé soustavě do grafu (svislá pro objem, vodorovná pro vlhkost). Mez smrštění je určena lomem přímky proložené mezi vynesenými body.

241

Ing. Miloň Dědek, Ing. František Vošický

S TAV E B N Í M AT E R I Á LY pro 1. ročník SPŠ stavebních DT 691(075.3) TS 10 (střední školy) Vydalo nakladatelství Sobotáles, U Slavie 4, Praha 10 v roce 2006 jako svou 137. publikaci Odpovědná redaktorka PhDr. Miloslava Kučerková Vazbu navrhla Eva Kalenská Grafická úprava a technická redakce Běla Trpišovská Vytiskla Centa, spol. s r. o., odštěpný závod Brno, Vídeňská 113 244 stran, 91 obrázků, 20 tabulek Vydání páté, upravené Publikace je určena pro 1. ročník SPŠ stavebních ISBN 80-86817-17-2