TECHNOLOGIE STAVEB I

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV TECHNOLOGIE, MECHANIZACE A ŘÍZENÍ STAVEB

DOC. ING. KAREL DOČKAL, CSC.

TECHNOLOGIE STAVEB I MODUL 4 TECHNOLOGIE PROVÁDĚNÍ BETONOVÝCH A ŽELEZOBETOVONOVÝCH KONSTRUKCÍ

2005 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

© Doc. Ing. Karel Dočkal, CSc., Brno, 2005

Obsah

OBSAH 1 Úvod .......................................................................................................... 5 1.1 Cíle.................................................................................................... 5 1.2 Požadované znalosti .......................................................................... 5 1.3 Klíčová slova..................................................................................... 5 2 BETONOVÉ A ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE....................... 7 2.1 Beton jako konstrukční materiál......................................................... 7 2.1.1 Složky betonu a jejich vlastnosti............................................... 8 2.1.1.1 Kamenivo ............................................................................ 8 2.1.1.2 Cement ................................................................................ 9 2.1.1.3 Voda .................................................................................. 10 2.1.1.4 Hydratace cementu – reakce cementu s vodou.................... 10 2.1.1.5 Přísady a příměsi................................................................ 11 2.1.1.6 Vzduch .............................................................................. 12 2.1.2 Základní požadavky na složení čerstvého betonu .................... 12 2.1.3 Vlastnosti betonu a metody ověřování .................................... 13 2.1.3.1 Čerstvý beton..................................................................... 13 2.1.3.2 Ztvrdlý beton ..................................................................... 13 2.1.4 Betony dle způsobu zpracování .............................................. 15 2.2 Provádění betonových a železobetonových konstrukcí..................... 16 2.2.1 Normy a předpisy pro provádění železobetonových konstrukcí17 2.2.1.1 ČSN EN 206–1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shody.................................................................................. 17 2.2.1.2 ČSN P ENV 13670–1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení............................................... 18 2.2.2 Náklady na železobetonové konstrukce................................... 18 2.3 Bednící a odbedňovací procesy........................................................ 19 2.3.1 Bednění .................................................................................. 19 2.3.2 Základní požadavky na bednění a jeho podpěrné konstrukce... 19 2.3.3 Bednění a jeho druhy.............................................................. 20 2.3.3.1 Bednění pro jednorázové použití ........................................ 21 2.3.3.2 Bednění pro vícenásobné použití........................................ 21 2.3.3.3 Speciální bednění ............................................................... 23 2.3.4 Volba druhu bednění .............................................................. 24 2.3.5 Odbedňování .......................................................................... 25 2.4 Vyztužovací procesy........................................................................ 26 2.4.1 Druhy betonářské výztuže ...................................................... 26 2.4.2 Příprava výztuže..................................................................... 27 2.4.3 Doprava na stavbu a skladování.............................................. 28 2.4.4 Ukládání výztuže do bednění.................................................. 28 2.4.5 Rozptýlená výztuž .................................................................. 30 2.5 Výroba čerstvého betonu ................................................................. 30 2.6 Doprava a ukládání čerstvého betonu............................................... 31

- 3 (46) -

Obsah

2.6.1 Mimostaveništní doprava........................................................ 31 2.6.2 Staveništní doprava čerstvého betonu...................................... 33 2.7 Zhutňování čerstvého betonu ........................................................... 35 2.8 Tvrdnutí betonu a jeho ošetřování v průběhu tvrdnutí....................... 39 2.8.1 Vliv času ................................................................................ 39 2.8.2 Vliv teploty............................................................................. 39 2.8.3 Vliv vlhkosti........................................................................... 40 2.9 Přerušení a pokračování betonáže .................................................... 40 2.10 Kontrola jakosti při provádění betonových konstrukcí...................... 41 2.11 Dokumentace provádění betonových konstrukcí .............................. 43 3 Závěr ....................................................................................................... 44 3.1 Studijní prameny.............................................................................. 44 3.1.1 Související normy ................................................................... 44 3.1.2 Seznam použité literatury........................................................ 44 4 Kontrola znalostí..................................................................................... 45 4.1 Korespondenční úkol ....................................................................... 45 4.2 Kontrolní otázky .............................................................................. 45 4.3 Autotest: .......................................................................................... 45 4.4 Klíče ................................................................................................ 45 4.4.1 Autotest: ................................................................................. 45 4.4.2 Kontrolní otázky: .................................................................... 46

- 4 - (46)

Úvod

1 1.1

Úvod Cíle

Bez betonu si nedovedeme představit současné stavebnictví. Pro svoje dobré vlastnosti zasahuje do všech oblastí stavební činnosti. Vyznačuj se vysokou pevností v tlaku, trvanlivostí, odolností proti ohni a vodotěsností. Ve spojení s ocelovou výztuží může vytvářet také konstrukce namáhané ohybem. Jeho velkou předností je, že se dá dobře tvarovat v bednění jako monolitický beton, nebo se dá ukládat do forem a vytvářet tak stavebné dílce. Cílem tohoto modulu je získat základní informace o: • • • •

1.2

základech skladby čerstvého betonu fyzikálně mechanických vlastnostech betonu základních procesech výroby železobetonových konstrukcí základech kontroly jakosti železobetonových konstrukcí.

Požadované znalosti

Probíraná látka předpokládá základní znalosti ze středoškolské fyziky a chemie a základní znalosti o stavebních strojích.

1.3

Klíčová slova

Základní pojmy Beton (concrete) – materiál ze směsí cementu, hrubého a drobného kameniva a vody, s přísadami nebo příměsemi nebo bez nich, který získává své vlastnosti hydratací cementu. Čerstvý beton (fresh concrete) – beton, který je zcela zamíchán a je ještě v takovém stavu, který umožňuje jeho zhutnění (zpracování) zvoleným způsobem. Ztvrdlý beton (hardened concrete) – beton, který je v pevném stavu a má již určitou pevnost. Transportbeton (ready-mix concrete) – beton, dodávaný v čerstvém stavu osobou nebo organizací, která není odběratelem betonu. Typový beton (designed concrete) – beton, pro který jsou výrobci specifikovány požadované vlastnosti a výrobce betonu odpovídá za dodání betonu vyhovujícího požadovaným vlastnostem. Beton předepsaného složení (prescribed concrete) – beton, pro který je výrobci předepsáno složení betonu včetně používaných složek a výrobce zodpovídá za vlastnosti a předepsané složení dodaného betonu. Automíchač (truck mixer) – dopravní prostředek s namontovanou míchačkou s vlastním pohonem, který umožňuje výrobu a dopravu stejnoměrně zamíchaného betonu.

- 5 (46) -

Úvod

Autodomíchávač (agitating equipment) – dopravní prostředek s domíchávacím zařízením a s vlastním pohonem, který během dopravy udržuje čerstvý beton ve stejném složení. Dávka, dodávka (load) – množství čerstvého betonu dopravovaného v dopravním prostředku, které obsahuje jednu nebo více záměsí (množství betonu vyrobené v jednom cyklu míchačky). Dodávání (delivery) – proces předávání čerstvého betonu výrobcem. Technologický postup (method statement) – dokumentace, která popisuje způsoby a postupy užívané při provádění staveb.

- 6 - (46)

Betonové a železobetonové konstrukce

2 2.1

BETONOVÉ A ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE Beton jako konstrukční materiál

Beton je stavební materiál složený z plniva spojeného pojivem. Vedle vhodných maltovin (cementu, vápna, sádry) může být pojivem také asfalt, dehet a jiné látky organického původu (polymerbeton). Nejčastější spojovací hmotou je cement. Cementový beton se vyrábí z kameniva (drobného i hrubého), cementu, vody, příměsí a přísad smíchaných v určitém poměru. Takto vzniklá směs, označovaná jako čerstvý beton (ČB), se uloží do bednění (formy), zpracuje se (odstraní se mezery mezi jednotlivými zrny kameniva obalenými cementovou maltou) a ponechá ztvrdnout ve stavební látku (umělý kámen) s podobnými vlastnostmi jako přirozené kameny nebo zdivo. Mechanické vlastnosti betonu jsou podobné jako vlastnosti zdiva z kamenů nebo z umělých tvárnic (kusových staviv). Od zdiva se v podstatě liší jen tím, že kamenná zrna jsou různé velikosti a tvaru a nemají pravidelnou vazbu. Proto beton vzdoruje výborně tlaku, ale není schopen odolávat větším napětím v tahu a ve smyku. Prostý beton proto není vhodným materiálem pro konstrukce ohýbané nebo tažené. Z betonu lze vytvořit konstrukce libovolného tvaru, které jsou trvanlivé a nevyžadují údržbu. Nevýhodou betonu je, že má velkou objemovou hmotnost, špatně se opracovává, má velkou zvukovou a tepelnou vodivost, vykazuje objemové změny a jeho vlastnosti kolísají. Výsledné vlastnosti betonu ovlivňuje řada činitelů. Nejsou to jenom vlastnosti jednotlivých složek betonu (cement, kamenivo, voda, přísady) a jejich poměrné zastoupení, ale i technologické postupy (míchání, doprava a ukládání, ošetřování) a podmínky tvrdnutí (teplota, vlhkost). Prostý beton je křehký materiál. Při větším protažení než ε = 0,1 .10-3 při prostém tahu a ε = 0,3 .10-3 při tahu ohybem se poruší trhlinkami. Vyztužením prostého betonu vznikne železobeton, materiál s novými vlastnostmi, který je vhodný také pro tažené i ohýbané prvky. V železobetonové konstrukci spolupůsobí beton s ocelí. Toto spolupůsobení je výhodné, protože oba materiály mají dobrou soudržnost, stejný součinitel teplotní roztažnosti a beton chrání ocel proti korozi krycí vrstvou. Tím je zaručena trvanlivost železobetonových konstrukcí a jejich dobrá odolnost při požáru. Železobetonové konstrukce dimenzujeme tak, aby ve výztuži bylo napětí v rozmezí od 120 MPa do 250 MPa. (Při protažení výztuže ε = 0,3.10-3, odpovídající protažení betonu bez porušení, vznikne v oceli napětí 63 MPa). Při protažení výztuže, které odpovídá napětí od 120 MPa do 250 MPa, vzniknou v betonu, který obaluje výztužné pruty, úzké trhlinky šířky 0,2 až 0,3 mm. Tyto trhlinky nejsou okem viditelné a neohrožují trvanlivost železobetonové konstrukce. Kdybychom připustili větší protažení výztuže, vznikly by v betonu širší trhlinky a výztuž by pak byla ohrožena korozí.

- 7 (46) -


2.1.1 2.1.1.1

Složky betonu a jejich vlastnosti Kamenivo

Kamenivo tvoří přibližně ¾ objemu betonu. Je to přírodní nebo umělý zrnitý materiál anorganického původu, který tvoří kostru betonu. Kamenivo musí vyhovovat ČSN EN 12620 [1]. Kamenivo musí: • být dostatečně pevné (pevnost kamenných zrn má být vždy větší než je požadovaná pevnost betonu), • mít vhodný tvar (vhodná jsou kulovitá zrna, nevhodná jsou zrna plochá a jehlicovitá), • mít vhodnou granulometrii (vhodný podíl zrn jednotlivých rozměrových skupin), • být čisté (nesmí obsahovat hlinité příměsi a humusovité látky nad přípustnou hranici). Nelze používat kamenivo: • zvětralé, • znečistěné škodlivinami (látkami, které zamezují tuhnutí nebo tvrdnutí cementu, snižují pevnost betonu, zhoršují ochranu betonu proti korozi). Škodlivé látky v kamenivu jsou: • • • • •

odplavitelné a organické látky, sloučeniny síry, jílové částice v hrudkách, slída, látky vyvolávající alkalické rozpínání.

Podle velikosti zrn se kamenivo třídí na řadu frakcí. Nejpoužívanější frakce jsou 0 – 4 mm, 4 – 8 mm, 8 – 16 mm, 16 – 22 mm a 16 – 32 mm. Složení frakcí kameniva v betonu má být takové, aby: • se jeho zrnitost blížila optimální křivce zrnitosti, • mezerovitost kameniva byla minimální, • povrch zrn byl co nejmenší. Velikost maximálního zrna kameniva je limitována: • tloušťkou konstrukce, • vzdáleností prvků výztuže, • velikostí krytí výztuže.

- 8 - (46)


2.1.1.2

Cement

Cement je práškovité anorganické pojivo, které po smíchání s vodou vytváří kaši. Kaše tuhne a tvrdne za vzniku nových chemických sloučenin na cementový kámen, který má dostatečnou pevnost a dostatečnou objemovou stálost. Reakci cementu s vodou nazýváme hydratací a tato reakce probíhá na suchu i ve vodě. Cement se vyrábí pálením surovinových směsí (vápence a slínu), které obsahují základní silikátové oxidy (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) až nad mez slinutí (cca 1450 °C). Vzniklý slínek se mele s dalšími přísadami na jemný prášek. Hlavní přísadou při mletí je sádrovec, který působí také jako regulátor tuhnutí cementu. Cement se vyrábí podle ČSN EN 197–1, [2]. Podle této normy jsou cementy rozděleny na pět hlavních druhů takto: • • • • •

CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V

Portlandský cement, Portlandský cement směsný, Vysokopecní cement, Pucolánový cement, Směsný cement.

Normalizovaná pevnost cementu je pevnost v tlaku stanovená podle ČSN EN 196–1. Po 28 dnech musí odpovídat požadavkům uvedeným v tab. 2.1. Rozeznávají se tři třídy normalizované pevnosti: třídy 32,5 , 42,5 , 52,5. Tab. 2.1 Požadavky na mechanické a fyzikální vlastnosti cement Pevnostní třída 32,5 N 32,5 R 42,5 N 42,5 R 52,5 N 52,5 R

Pevnost v tlaku Počáteční pevnost Normalizovaná pevnost 2 dny 7 dnů 28 dnů ≥ 16,0 ≥ 32,5 ≤ 52,5 ≥ 10,0 ≥ 10,0 ≥ 42,5 ≤ 62,5 ≥ 20,0 ≥ 20,0 ≥ 52,5 ≥ 30,0 -

Počátek tuhnutí [min]

Objemová stálost [mm]

≥ 75 ≥ 60

≤ 10

≥ 45

Rozeznávají se také vždy dvě třídy počáteční pevnosti pro každou třídu normalizované pevnosti: • třídy s normálními počátečními pevnostmi značené písmenem N, • třídy s vysokými počátečními pevnostmi označené písmenem R. Výběr druhu a množství použitého cementu výrazně ovlivňuje výsledné vlastnosti betonu. Zvýšení množství cementu (při zachování stejného množství vody v záměsi) zlepšuje: • • • •

pevnost betonu, mrazuvzdornost betonu, vodotěsnost betonu, odolnost výztuže proti korozi.

- 9 (46) -


Se zvyšujícím se množství cementu v záměsi: • roste vývin hydratačního tepla, • zvětšuje se smršťování betonu, • klesá modul pružnosti betonu a jeho dotvarování. Použitím více složkového cementu (portlandský směsný, vysokopecní, síranovzdorný) je možné zvýšit odolnost betonu proti agresivním vlivům.

2.1.1.3

Voda

Voda v ČB umožňuje hydrataci cementu. Tím se vytvářejí pevné vazby mezi jednotlivými kamennými zrny. Současně umožňuje takovou pohyblivost betonu, aby se dal dobře zpracovat (zhutnit). Musí splňovat podmínky ČSN EN 1008 „Záměsová voda do betonu“ a nesmí obsahovat: sírany, chloridy, hořečnaté ionty a látky narušující průběh hydratace. Do ČB se přidává vody mnohem více, než je třeba pro dokonalou hydrataci cementu. Pro hydrataci cementu je potřeba cca 25 % vody z hmotnosti cementu. ČB s tak malým množstvím vody nelze dobře zpracovat, proto je celkové množství vody v ČB vyšší. Obvykle bývá 35 až 80 % z hmotnostní dávky cementu. Přebytečné množství vody, které není vázáno v hydratačních produktech, zvyšuje pórovitost cementového kamene a ta snižuje pevnost betonu a jeho trvanlivost. Množství vody v ČB se hodnotí vodním součinitelem w, tj. poměrem hmotnosti vody a cementu. Ten se u běžných betonů pohybuje v rozmezí od 0,4 do 0,7 v závislosti na množství cementu a zrnitosti kameniva. Při stanovení množství vody v ČB přihlížíme k zrnitosti tuhých složek (všechna tuhá zrna musí být obalena vodou) a k požadované zpracovatelnosti. Po zhutnění je v ČB značné množství vody, které nebude vázané v hydratačních produktech. Protože nevázaná voda je ve stálém pohybu (migrace, vypařování), je nutné beton v průběhu jeho tvrdnutí ošetřovat vlhčením, aby hydratace cementu mohla pokračovat a pevnost betonu se zvyšovala. Ošetřovací voda je stejně důležitá jako voda záměsová. Působí sice až na částečně zhydratovaný cement, ale pokud je znečištěna agresivními látkami, umožňuje těmto látkám nepříznivě působit na beton.

2.1.1.4

Hydratace cementu – reakce cementu s vodou

Chemická podstata hydratace spočívá v rozpouštění slínkových minerálů cementu v nasycené roztoky alkalických solí, ze kterých se vytvářejí hydratační produkty. Zpočátku nejsou tyto produkty stabilní a teprve postupem času přecházejí ve stabilnější formy. Proces hydratace závisí na mineralogickém složení, tvaru a povrchu cementových zrn. Hydratace cementu má útlumový charakter, který se projeví poklesem růstu pevností betonu v závislosti na době jeho tvrdnutí. Tento pokles je způsoben tím, že hydratace postupuje z povrchu cementových zrn k jejich jádrům. S postupem hydratace cementu se okolo zrn vytvářejí vrstvičky hydratačních produktů, které znesnadňují přístup molekulám vody z volného prostředí k jádrům cementových zrn a slínkové minerály v jádrech cementových zrn nehydratují, - 10 - (46)


nezapojí se do zpevňovacího procesu. Protože cement obsahuje zrna velikosti v rozmezí od 1 µm až do 0,2 mm, stává se, že velká zrna nezhydratují dokonale ani za celou dobu životnosti betonové konstrukce. Proto v cementu mají převládat zrna velikosti od 3 do 30 µm. Je-li pevnost betonu po 28 dnech tvrdnutí 100 %, je při stejných podmínkách za 7 dnů tvrdnutí jeho pevnost 70 %, za 14 dnů 85 %, za 21 dnů 94 % a za 90 dnů 125 %. Reakce cementu s vodou probíhá dlouhodobě. Výsledkem této reakce je zatvrdlý cement (cementový kámen). Struktura zatvrdlého cementu je slepenec nezhydratovaných částí cementových zrn a množství krystalických hydratačních produktů různých tvarů velikosti od 15 do 50 nm. Po 28 dnech při normálních podmínkách tvrdnutí dosahuje pevnost portlandských cementů 25 až 40 % konečných pevností. Při tuhnutí a tvrdnutí cementu se také uvolňuje teplo. Informace o množství tohoto tepla a o průběhu jeho uvolňování jsou důležité při betonování staveb s velkými objemy tvrdnoucího betonu, u nichž různá teplota ochlazovaného povrchu a jádra betonového bloku může vyvodit vnitřní tahová napětí, která mohou beton poškodit. Produkty hydratace cementu nejsou z dlouhodobého hlediska zcela stabilní a podléhají korozi (karbonataci, alkáliovému a síranovému rozpínání). Je-li teplota prostředí nižší než 5 °C, klesne podstatně rychlost hydratace a proces tvrdnutí se zastaví. Klesne-li teplota pod 0 °C, voda v ČB zmrzne a vzniklý led nakypří nezatvrdlý beton. Beton je pak poškozený trhlinkami. Proto musí mít beton minimální pevnost 20 MPa, než je vystaven mrazu. Teplota prostředí proces hydratace urychluje.

2.1.1.5

Přísady a příměsi

Přísady a příměsi svým chemickým nebo fyzikálním účinkem upravují některé vlastnosti ČB a betonu. Působení přísad je spojeno převážně s reakcemi na rozhraní pevné fáze a vody. Obvykle se dávkují do 5 % z hmotnosti cementu. Rozlišujeme tyto přísady do betonu: • plastifikační a ztekucující (pro zlepšení zpracovatelnosti a čerpatelnosti ČB, k dodržení nebo snížení množství záměsové vody bez zhoršení zpracovatelnosti, k možnému snížení dávky cementu), • provzdušňovací (pro betony vystavené mrazu nebo rozmrazovacím solím), • zpomalující a urychlující (k ovlivnění počátku doby tvrdnutí při extremních teplotách nebo u speciálních požadavků na technologii), • zvyšující vodotěsnost. Pro přísady platí ČSN EN 934–2 [3]. Použitím příměsí se zvyšuje obsah jemných částic v betonu. Tím je ovlivňována jeho zpracovatelnost, hutnost, pevnost a trvanlivost. Některé příměsi mohou ovlivňovat také barvu betonu. Jako příměsi se používají: • popílky, • mletá struska, • přírodní moučky (bentonit, křemelina),

• silika (křemičité úlety), • barevné pigmenty, • disperze plastů.

- 11 (46) -


Pro příměsi platí ČSN EN 450 [4], ČSN EN 13263 [5], ČSN EN 12878 [6]. 2.1.1.6

Vzduch

Vzduch obsažený v ČB zlepšuje jeho soudržnost, pohyblivost a zpracovatelnost. Obsah vzduchu ve ztvrdlém betonu ovlivňuje jeho hutnost a pevnost. Mrazuvzdornost betonu se zvyšuje, pokud objem vzduchu uzavřeného v kulovitých pórech velikosti od 0,05 do 0,25 mm dosahuje 4 až 6 % objemu.

2.1.2

Základní požadavky na složení čerstvého betonu

Složení ČB včetně cementu, kameniva, vody, přísad a příměsí (pokud jsou použity) musí být určeno tak, aby byla splněna kritéria všech požadovaných vlastností jak pro ČB, tak i pro zatvrdlý beton (konzistence, objemová hmotnost, pevnost, trvanlivost, ochrana výztuže proti korozi). Složení ČB musí zajistit také jeho dobrou zpracovatelnost, která je vhodná pro zamýšlený způsob zhutňování. Složení musí být navrženo tak, aby se omezilo na minimum jeho rozmíšení a odlučování vody při dopravě a ukládání do bednění. Struktura betonu Beton musí mít takové složení, aby po zhutnění měl uzavřenou strukturu, tj. aby po dokonalém zhutnění nebyl obsah vzduchových pórů větší než 3 % při použití kameniva s horní mezí frakce 16 mm a větší, a větší než 4 % pro kamenivo s horní frakcí menší než 16 mm, s výjimkou provzdušnění a pórů v kamenivu. Cement Při výběru cementu musíme vzít v úvahu účel použití betonu (jde-li o beton prostý nebo železový), vývoj hydratačního tepla v konstrukci, rozměry konstrukce a podmínky prostředí, kterým bude konstrukce vystavena. (Pro každé prostředí, kterému bude beton vystaven, je ČSN EN 206–1 [8] stanovena minimální dávka cementu a maximální vodní součinitel). Při stanovení množství a druhu cementu musíme také brát v úvahu speciální požadavky na vlastnosti betonu, např. žádoucí rychlost nárůstu pevností betonu, vodotěsnost nebo odolnost vysokým teplotám. Velikost zrn kameniva Největší velikost zrna kameniva volíme tak, aby beton mohl být uložen a náležitě zhutněn i v okolí výztuže. Maximální jmenovitá horní frakce kameniva Dmax musí být určena s ohledem na vytvoření betonové krycí vrstvy výztuže a šířku minimální mezery mezi jednotlivými pruty výztuže. Horní mez frakce kameniva by neměla být větší než: • 1/4 nejmenšího rozměru prvku konstrukce, • minimální vzdálenost mezi pruty výztuže zmenšené o 5 mm, • 1,3 násobek tloušťky betonu krycí vrstvy výztuže. Obsah chloridů v betonu Obsah chloridových iontů nesmí překročit hodnoty stanovené ČSN EN 206–1

- 12 - (46)


[8]. Proto se chlorid vápenatý a přísady na bázi chloridů, (urychlujících tvrdnutí betonu a snižujících teplotu, při které zamrzne voda v ČB), nesmějí přidávat do betonů se zabudovanou ocelovou výztuží. Konzistence čerstvého betonu ČB svými fyzikálně mechanickými vlastnostmi je na rozhraní pevných a kapalných látek. Konzistence je reologická vlastnost, která je podmíněna hustotou nebo přetvárnou schopností ČB. Tato vlastnost umožňuje přetvoření ČB pod účinkem zatížení bez porušení soudržnosti. Volba konzistence ČB závisí na parametrech zhutňovacího zařízení. Hodnoty konzistence ČB se nepřesně vyjadřují slovně (velmi tuhá, tuhá, zavlhlá, málo měkká, měkká, velmi měkká, tekutá), přesněji podle výsledků zkoušek. Metody zkoušení konzistence dělíme na statické (působení vlastní hmotnosti betonu) a dynamické (vibrace, šok a tlak). Teplota Teplota ČB nemá překročit +30 °C a nemá být menší než +5 °C. Vyšší teplota urychluje tuhnutí a tvrdnutí ČB, při nízké teplotě se tyto procesy zpomalují, až zastavují.

2.1.3 2.1.3.1

Vlastnosti betonu a metody ověřování Čerstvý beton

U čerstvého betonu se ověřuje: • • • •

konzistence (podle ISO 4109, ISO 4110, ISO 4111, ISO 9812), obsah vzduchu (podle ISO 4848), objemová hmotnost čerstvého zhutněného betonu (podle ISO 6276), vodní součinitel a obsah cementu (vodní součinitel se vypočte a kontroluje na základě výsledků měření hmotnosti dávkovaného cementu, vody a kameniva i účinného obsahu vody v kamenivu; kde je požadováno stanovení vodního součinitele rozborem ČB, musí být předem dohodnuta zkušební metoda).

Konzistence je klasifikována jednotlivými stupni a zjišťuje se zkouškami: • • • •

sednutí (podle ISO 4109 statická metoda, stupně S1 až S4), VeBe (podle ISO 4110 dynamická metoda – vibrace, stupně V0 až V4), hutnitelnosti (podle ISO 4111 dynamická metoda – vibrace, stupně C0 až C3), rozlití (podle ISO 9812 dynamická metoda šok a tlak, stupně F1 až F4).

Pro zhotovení monolitických železobetonových konstrukcí pozemních staveb se většinou používají konzistence klasifikace „S“ a „F“.

2.1.3.2

Ztvrdlý beton

U ztvrdlého betonu se ověřuje: • pevnost v tlaku (podle ISO 4012), • pevnost v příčném tahu (podle ISO 4108), - 13 (46) -


• pevnost v tahu ohybem (podle ISO 4013), • nárůst pevnosti (stanoví se zkouškami pevnosti v tlaku v dohodnutém stáří; jestliže je nutné vzít v úvahu vliv podmínek na staveništi na vývoj pevnosti, musí být předem dohodnuty podmínky ošetřování zkušebních těles), • odolnost proti obrusu podle ČSN 73 1324 „Stanovení obrusnosti betonu“, • vodotěsnost betonu (podle ISO 7031), • mrazuvzdornost, • objemová hmotnost (podle ISO 4012). Pevnost betonu v tlaku Pevnost je vyjádřena charakteristickou pevností, která je definovaná hodnotou pevností, pod kterou může být nejvýše 5 % ze všech možných výsledků zkoušek pevnosti základního souboru dodaného betonu. Podle pevností v tlaku je beton zatřiďován podle válcové a krychlové pevnosti do jednotlivých tříd. Porovnání značení betonů podle dnes už neplatné ČSN 73 2400 a ČSN EN 206–1 je uvedeno v tab. 2.2. Fyzikální a mechanické vlastnosti betonu jsou uvedeny v tab. 2.3. Tab. 2.2 Porovnání pevnosti betonu v tlaku podle ČSN 73 2400 a ČSN EN 206–1 ČSN EN 206–1

ČSN 73 2400

ČSN EN 206–1

ČSN 73 2400

B5 B 7,5 B 10 B 12,5 B 15 B 20

C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 C 55/67

B 45 B 50 B 55 B 60

B 25 B 30 B 35

C 60/75 C 70/85 C 80/95 C 90/105 C 100/115

C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37

B 40

Tab. 2.3 Fyzikální a mechanické vlastnosti betonu Objemová hmotnost

Pevnost v tahu

Objemové změny při tvrdnutí

lehký beton „ LC “ obyčejný beton „ L “ těžký beton „ HC “ osový tah tah za ohybu příčný tah smrštění (na suchu) nabývání (ve vodě)

Modul pružnosti Pevnost v tlaku Vodotěsnost x Trvanlivost (mrazuvzdornost) xx x

max. 2000 kgm-3 2000 kgm-3 až 2800 kgm-3 min. 2800 kgm-3 1 až 3 MPa 3 až 6 MPa 1,5 až 4 MPa ε = - (0,2 . 10-3 až 0,5 . 10-3) ε = 0,2 . 10-3 až 0,5 . 10-3 17,5 až 40 GPa 15 MPa až 60 MPa V 2, V 4, V 8, V 12 T 50, T 100, T 150, T 250

Stanovuje se zkouškou; při V2 nesmí prosáknout po dobu 24 h voda působící na jednu stěnu zkušebního tělesa (krychle o hraně 150 mm) tlakem 0,2 MPa zkušebním tělesem. xx Zkušební tělesa se podrobují střídavému zmrazování a rozmrazování; po ukončení stanoveného počtu cyklů (T 50 = 50 cyklů) nesmí být pokles pevnosti způsobený střídavým zmrazováním a rozmrazováním větší než 25 %.

- 14 - (46)


2.1.4

Betony dle způsobu zpracování

Čerpaný beton Čerpaný beton je název pro beton dopravovaný na místo spotřeby čerpadly. Proto, aby byl ČB schopný této přepravy, je rozhodující zrnitost kameniva, zejména dostatečné množství jemného podílu včetně cementu a vhodná konzistence (S1, S2). Zlepšení čerpatelnosti ČB se dosahuje použitím plastifikátorů. Litý beton Název tohoto betonu je odvozený od řídké konzistence ČB (F1 až F4), který se „lije“ do bednění. Používá se pro tenkostěnné hustě vyztužené konstrukce. Vhodná pohyblivost ČB se dosahuje vhodným složením kameniva, jemně mletého cementu a plastifikačních přísad. ČB se zhutňuje ručním propichováním ocelovou tyčí. Samozhutnitelný beton Jedná se o ČB takové konzistence, která umožňuje vyrábět betonovou konstrukci bez zhutňování. Složení ČB je takové, že beton má extrémně vysokou pohyblivost (tekutost), a může vyplnit prostor bednění i při vysokém stupni vyztužení. Po uložení do bednění se povrch ČB sám vyrovná do vodorovné polohy. I při vysoké pohyblivosti je ČB mimořádně stabilní během dopravy a ukládání, lze jej výborně čerpat a není náchylný k odlučování vody a segregaci tuhých složek. Při ukládání do bednění unikne z ČB vzduch a konstrukce je hutná i bez zhutňování. Reologické vlastnosti ČB se dosahují vyššími dávkami jemného plniva (zrna menší než 0,125 mm – moučky z jemně mletého vápence, silikátový úlet, popílky) a použitím superplastifikátorů. Vodní součinitel se pohybuje v rozmezí od 0,3 do 0,55. Vzhledem k vysoké tekutosti ČB nelze jeho konzistenci stanovit ani zkouškou rozlití. Proto se používají pro její stanovení jiné metody. Při ukládání samozhutnitelného ČB do bednění není nutné proces přerušovat kvůli zhutňování a celý prostor bednění lze vyplnit najednou. Tato technologie klade vysoké nároky na pevnost a těsnost bednění, které musí odolávat vysokým tlakům. Proteplovaný beton Tepelné urychlování tvrdnutí betonu proteplováním se běžně používá při výrobě prefabrikátů. Při vytváření monolitických konstrukcí na stavbě se používá v zimním období nebo na stavbách s krátkými lhůtami. Proteplování se děje ohřevem prostředí, ve kterém beton tvrdne (horký vzduch, pára) nebo ohřevem bednění, které předává teplotu betonu, nebo ohřevem betonu elektrickým proudem, který prochází betonovou konstrukcí z elektrody k elektrodě. Při ohřevu prostředí se betonová konstrukce přikryje plachtami, pod které se vhání teplý vzduch nebo pára. Tím se beton ohřeje na teplotu 15 až 20 °C. Energeticky výhodnější, ale technicky náročnější, je ohřívání bednění různými tepelnými zdroji (ohřev infračervenými paprsky). Při všech způsobech tepelného urychlování tvrdnutí betonu je nutné dbát na to, aby beton nebyl vystaven prudkým a náhlým změnám teploty a aby byla zajištěna jeho dostatečná vlhkost po dobu tvrdnutí. Pro urychlování tvrdnutí betonu se také používá teplý ČB přivezený na stavbu z betonárny. Při výrobě teplých ČB se buď předem ohřívají jeho jednotlivé složky (kamenivo, voda), nebo se ohřívá celá směs parou během míchání. Teplota ČB při plnění autodomíchávačů bývá až 60 °C.

- 15 (46) -


Provzdušněný beton Provzdušněný beton se vyrábí přidáváním provzdušňovacích přísad, které vytvoří v maltě drobné vzduchové bublinky. ČB se tímto provzdušněním stává pohyblivějším a stabilnějším proti rozmíšení. Po zatvrdnutí vykazuje provzdušněný beton lepší trvanlivost, odolnost proti střídavému zmrazování a rozmrazování. Stříkaný beton (suchý torkret) Směs cementu a kameniva se nejprve promísí v míchačce a po dokonalém promíšení se suchá směs žene stlačeným vzduchem hadicí nebo potrubím k trysce, kde se promísí s rozprášenou vodou a prudce se vrhá na místo uložení. V trysce se ke směsi obvykle přidávají přísady pro urychlování tvrdnutí cementu. Stříkaný ČB se používá tam, kde se zhotovují tenkostěnné konstrukce, jejichž zhotovení je jinak obtížné (velké sklony, stěny tunelů). Prolívaný beton – betonáž odděleným způsobem Do zhutněného kameniva v bednění se vhání zespodu nebo shora tekutá cementová malta injektážním způsobem pod tlakem. Injektážní malta musí být velmi pohyblivá, stabilní a odolná proti rozmíšení. Výhoda spočívá v úspoře času i energie při míšení. Používá se pro betonáž v omezeném prostoru, pod vodou, při opravách a sanacích. Vakuovaný beton Dokonalé zhutnění ČB lze dosáhnout vakuováním, tj. částečným odsátím vzduchu a přebytečné vody ze zhutněného ČB podtlakem (40 až 70 kPa) v odsávaném prostoru. Část bednění se nahradí tzv. vakuačním štítem. Štít se skládá ze zadní vzduchové stěny s otvorem, kterým prochází sací hrdlo napojené na potrubí. Po obvodě štítu je rám, na kterém je upevněn filtr. Filtr se skládá z ocelového pletiva s malými oky a z filtrační tkaniny. Potrubí štítu je napojené na vakuační zařízení, které se skládá z odvodňovací nádrže, vyrovnávací podtlakové nádrže a vývěvy. Odsátím vzduchu a záměsové vody z povrchu betonu se ČB stává soudržnějším, urychlí se hydratace cementu a zvýší se počáteční i konečná pevnost betonu (až o 25 %). Výkonnost vakuování závisí na době odsávání a na tloušťce odsávané vrstvy. Z ČB s hodnotou w = 0,8 se za 3 minuty odsaje 8 % vody. Dalších 8 % vody se odsaje za dalších 9 minut a dalších 8 % za dalších 27 minut. Proto se většinou odsává jen 10 až 15 % záměsové vody.

2.2

Provádění betonových a železobetonových konstrukcí

Při provádění betonových konstrukcí probíhá řada stavebně technologických procesů, které vzájemně na sebe navazují. Jsou to procesy: • bednící a odbedňovací, výsledkem je zhotovení bednění, tj. formy pro vytvoření konstrukce, nanesení separační vrstvy na jeho stěny a odbednění konstrukce po ztvrdnutí betonu, • vyztužovací, tj. zhotovení výztuže, její doprava a přesné umístění a upevnění v bednění,

- 16 - (46)


• betonářské, výsledkem je vytvoření vlastní betonové konstrukce. Betonářské procesy zahrnují: • • • • •

výrobu čerstvého betonu, dopravu čerstvého betonu na staveniště, dopravu a uložení čerstvého betonu do bednění, zhutnění čerstvého betonu, tvrdnutí čerstvého betonu a jeho ošetřování v průběhu tvrdnutí.

Vše nemusí probíhat na jednom staveništi. Výroba ČB a příprava výztuže (dělení a tvarování) probíhá dnes většinou ve výrobnách mimo staveniště.

2.2.1

Normy a předpisy pro provádění železobetonových konstrukcí

Pro betonové konstrukce platí od 2004–01-01 pouze tři základní evropské normy, které na sebe navazují: • ČSN EN 1992 (Eurokód 2) [7] • ČSN EN 206–1 Beton [8] • ČSN P ENV 13670–1 [9].

2.2.1.1

ČSN EN 206–1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shody

Tato norma uvádí technické požadavky na složky betonu, složení betonu, vlastnosti čerstvého betonu a zatvrdlého betonu a jejich ověřování. Norma se týká jen betonu a ne betonových konstrukcí. Výrobce dodává objednateli typový beton nebo beton předepsaného složení. U betonu předepsaného složení odpovídá jeho výrobce pouze za dodržení receptury a za použití předem dohodnutých složek betonu. Typový beton musí výrobce specifikovat základními údaji, které garantuje. Objednatel objednává a výrobce ČB dodává. Podle toho, jakému chemickému a fyzikálnímu působení bude betonová konstrukce vystavena, stanovuje norma požadavky na složení ČB, minimální dávku cementu a maximální vodní součinitel. Norma označuje: • XO stupně vlivu prostředí bez nebezpečí koroze nebo narušení, • XCl (1 až 4) stupně vlivu prostředí s nebezpečím koroze vlivem karbonatace (působení CO2), • XD (1 až 3) stupně vlivu prostředí k nebezpečím koroze vlivem chloridů, ne však z mořské vody, • XS (1 až 3) stupeň vlivu prostředí s nebezpečím koroze vlivem chloridů z mořské vody, • XF (1 až 4) stupně vlivu prostředí při střídavém působením mrazu a rozmrazování, • XA (1 až 3) stupně vlivu prostředí při chemickém působení.

- 17 (46) -

Betonové a železobetonové konstrukce Tab. 2.4 Technické specifikace ČB od výrobců Technická specifikace ČB obsah objednávky od výrobce betonové konstrukce Pevnostní třída betonu v tlaku Stupeň vlivu prostředí Kategorie obsahu chloridů Stupeň konzistence Maximální horní mez frakce kameniva

2.2.1.2

Technická specifikace ČB obsah dodacího listu od výrobce betonu Pevnostní třída betonu v tlaku Stupeň vlivu prostředí Kategorie obsahu chloridů Stupeň konzistence Maximální horní mez frakce kameniva Složení ČB na 1m3 Druh a třída cementu Druh přísady a příměsi Objemová hmotnost

ČSN P ENV 13670–1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení

Tato předběžná norma obsahuje ustanovení, která se týkají: • provedení jednotlivých výrobků (čerstvého betonu, výztuže), • požadované dokumentace (projektové specifikace, dokumentace skutečného provedení), • bednění a jeho podpěrné konstrukce, • vyztužování, • betonování (dopravy a ukládání ČB do bednění), • geometrických tolerancí betonových konstrukcí, • kontroly jakosti při provádění betonových konstrukcí.

2.2.2

Náklady na železobetonové konstrukce

Náklady na železobetonové konstrukce se mění podle druhu a způsobu provádění konstrukce. Průměrný podíl jednotlivých nákladů je uveden v tab. 2.5. Tab. 2.5 Průměrné náklady na provádění železobetonových konstrukcí Procesy Bednící (bednění) Vyztužovací (armatura) Betonářské (beton) Celkové náklady

Náklady % 40 32 28 100

- 18 - (46)

Materiál % 9 22 16 47

Jednotlivé náklady Mzdy % 19 4 6 29

Ostatní % 12 6 6 24


2.3

Bednící a odbedňovací procesy

Výsledkem těchto procesů je vytvoření bednění, formy, která představuje negativ betonového prvku. Bednění musí udržet ČB v požadovaném tvaru až do jeho ztvrdnutí. Je to dočasná konstrukce, která se po ztvrdnutí betonu odstraní. Uvolnění a odstranění bednění nazýváme odbedňování. Bednící procesy jsou nákladné a pracné. Proto se snažíme využívat bednění opakovaně a odbedňovat konstrukci co nejdříve.

2.3.1

Bednění

Hlavní konstrukční části bednění jsou: • • • •

forma, tj. část bednění, která vytváří požadovaný tvar betonové konstrukce, opěrný a podpěrný systém, spojovací prvky, pomocné pracovní plošiny.

Formu tvoří plošná konstrukce, která přichází do styku s ČB. Pro omezení deformací od tlaku a hmotnosti betonu a armatury a účinků při zhutňování bývá z vnějšku vhodně vyztužena. Jako materiál pro vnitřní plochu přicházející do styku s betonem se používá řezivo tloušťky 20 až 30 mm, vodovzdorná překližka, ocelový plech, laminát, pogumovaný textil a plasty. Tvar formy se stabilizuje vnějším i vnitřním ztužením. Vnitřní ztužení zajišťují táhla a rozpěrky. Funkci táhla může plnit stahovací drát nebo ocelová tyč se závitem a maticemi. Rozpěrkami mohou být dřevěné hranolky nebo trubky z kovu nebo z plastu. Jeden prvek může plnit funkci rozpěrky i táhla. Vhodně zvolené vnější ztužení umožňuje kvalitní a rychlé spojování částí bednění do větších celků. Prvky vnějšího ztužení přenášejí zatížení z formy do opěrného a podpěrného systému. Opěrný a podpěrný systém zabezpečuje a stabilizuje polohu formy v prostoru a přenáší zatížení z formy do terénu nebo do hotových nosných částí objektu. Opěrný systém přenáší zatížení z formy při betonování svislých konstrukcí (stěny, opěrné zdi). Tvoří jej opory, vzpěry a táhla ze dřeva (kulatin, hranolů) nebo z kovu (drátů, tyčí, válcovaných profilů, trubek, příhradových nosníků). Podpěrný systém se používá při betonování vodorovných konstrukcí (stropů, trámů, průvlaků). Tvoří jej vodorovné nosníky nebo rošty, stojky a prvky pro zavětrování. Podpěrný systém je někdy možné nahradit závěsným systémem. Spojovací prvky slouží pro spojení konstrukčních částí bednění. Jako spojovací prvky se používají ocelové klíny, šrouby, tyče se závity a speciálními matkami. Pomocné pracovní plošiny jsou určené pro pracovníky, kteří ukládají a hutní ČB.

2.3.2

Základní požadavky na bednění a jeho podpěrné konstrukce

Bednění a jeho podpěrné konstrukce se musí navrhovat a vyrobit tak, aby: • bezpečně odolávalo všem účinkům, kterým bude vystaveno během prací na stavbě,

- 19 (46) -


• bylo dostatečně tuhé, aby nebyly překročeny předepsané tolerance konstrukce a aby byla zaručena celistvost konstrukčního prvku, • tvar, funkce, vzhled a trvanlivost betonové konstrukce nebyly zhoršeny nebo poškozeny montáží bednění nebo jeho odstraněním, • bednění vyhovovalo příslušným evropským normám (např. EN 1065). Bednění a spoje mezi prkny nebo tabulemi musí být dostatečně těsné, aby se zabránilo ztrátě jemných částic čerstvého betonu. Bednění, které může absorbovat značné množství vody z čerstvého betonu nebo které umožňuje odpařování vody, se musí vhodně vlhčit, aby se omezila ztráta vody z betonu. Vnitřní povrch bednění musí být čistý. Jestliže se bednění používá pro pohledový beton, musí být úprava jeho povrchu taková, aby se dosáhlo požadované konečné povrchové úpravy. Do bednění se také ukládají: • vložky pro udržení tvaru bednění (pruty, trubky), • prvky, které budou v konstrukci zabetonované (kotevní desky, kotevní šrouby, rozpěrky), • vložky pro vytvoření otvorů (kapes) a prostupů v betonové konstrukci. Tyto prvky musí být v bednění pevně usazeny tak, aby byla zajištěna jejich předepsaná poloha během ukládání a zhutňování ČB. Prvky nesmějí: • • • • •

vnášet nepřípustné zatížení do konstrukce, reagovat škodlivě s betonem nebo výztuží, způsobit nepřípustné povrchové vady, mít nepříznivý vliv na funkci a trvanlivost konstrukce, bránit ukládání a zhutňování ČB.

Pro snadnější odbedňování se na plochy bednění, které přicházející do styku s betonem, nanášejí odbedňovací prostředky. Tyto prostředky se musí zvolit tak, aby nepůsobily škodlivě na beton, výztuž nebo bednění a aby neměly škodlivý účinek na životní prostředí. Pokud není stanoveno jinak, nesmějí mít také škodlivý účinek na jakost povrchu betonu, jeho barvu nebo na navrhované následné nátěry. Odbedňovací prostředky se na plochu bednění nanášejí štětcem, válečkem nebo stříkáním před vložením armatury.

2.3.3

Bednění a jeho druhy

Pro zhotovení betonových konstrukcí se používají různé druhy bednění. Každý druh má svoje specifické vlastnosti a je vhodný pro použití v určitých konkrétních podmínkách. Bednění můžeme rozdělit do dvou základních skupin. Tab. 2.6 Druhy bednění Bednění pro jednorázové použití tesařské bednění speciální bednění pro jedno použití trvale zabudované (ztracené) bednění

- 20 - (46)

Bednění pro vícenásobné použití dílcové panelové (tabulové) bednění systémové bednění speciální bednění


2.3.3.1

Bednění pro jednorázové použití

Tesařské bednění se používá pro vytvoření konstrukcí složitých tvarů, které se vyskytují v malém počtu a nevyplatí se pro ně vyrábět drahé bednění vhodné pro opakované používání. Toto bednění se také používá jako doplněk do míst, která nelze vyskládat z prvků systémového bednění. Vyrábí se většinou na stavbě ze smrkových desek a hranolů. Protože suché dřevo po nasáknutí vodou zvětšuje svůj objem, je nutné vynechávat mezi jednotlivými deskami mezery v místech, kde přichází dřevo do styku s čerstvým betonem. Při zhotovení bednění se počítá s přírůstkem šířky desek o 4 až 5 %. Speciální bednění. Takovýmto bedněním je např. bednění z papírových trub, které se používá pro sloupy kruhového průřezu. Vyrábí se stáčením lepenky do trouby požadovaného průměru. Uvnitř jsou papírové trouby potaženy fólií, která nepropouští vodu. Při odbedňování se papírový plášť prořízne a odstraní. Trvale zabudované bednění (ztracené bednění) zůstává součástí betonové konstrukce. Může tvořit povrchovou úpravu konstrukce, plnit nosnou funkci, zabezpečovat vodotěsnost. Používá se zejména v případech, kdy po provedení betonové konstrukce není přístup k odstranění bednění. Jako ztracené bednění se používají: • betonové, keramické a jiné obkladové dílce, • profilované ocelové plechy (ocelový plech plní např. funkci výztuže stropní konstrukce), • železobetonové tenkostěnné desky s nosnou výztuží (filigránové desky), • ocelové síťoviny a ocelové trouby (sloupy), • dílce a tvárnice, které po vyplnění betonem vytvářejí sendvičové konstrukce (vrstva betonu uvnitř plní nosnou a akumulační funkci, povrchová část tepelně izolační).

2.3.3.2

Bednění pro vícenásobné použití

Dílcové – panelové bednění. Základním prvkem je bednící dílec (tabule) z vodovzdorné překližky, který je po obvodě vyztužený rámem z ocelových úhelníků nebo hranolů. Základní rozměr dílce bývá 600 mm x 1200 mm. Dílce (tabule) se spojují do větších ploch konstrukcemi z dřevěných hranolů nebo fošen, které se spojují svorníky. Systémové bednění tvoří komplexní průmyslově vyráběný soubor prvků a dílců včetně opěrného a podpěrného systému, spojovacích prvků a lešení pro pohyb pracovníků při betonování. Bednění představuje prvkovou stavebnici. Základním prvkem systému je bednící dílec (panel), který je po obvodu vytužen vhodně tvarovaným rámem z ocelových nebo hliníkových profilů. Tvar těchto profilů umožňuje rychlé spojování jednotlivých panelů do větších celků rychloupínacími prvky. Bednící dílce jsou také vhodně upraveny pro spojení s opěrným a podpěrným systémem. Opěrný a podpěrný systém tvoří plnostěnné nebo příhradové nosníky, stojky a vzpěry z kovu nebo ze dřeva. Prvky opěrného a podpěrného systému mají zařízení, které umožňuje rektifikaci (přesné vyrovnávání) konstrukce bednění.

- 21 (46) -


Tab. 2.7 Výhody a nevýhody systémového bednění Výhody systémového bednění

Nevýhody systémového bednění

vysoká pevnost a tuhost, která umožňuje rychlost betonáže univerzálnost a velká variabilita využití kvalita a rozměrová přesnost kvalita povrchu betonu bez potřeby dalších povrchových úprav nízká staveništní pracnost (0,2 až 0,6 h/m2) velká opakovatelnost použití (200 až 400 x) jednoduchá a bezpečná montáž

vysoké pořizovací náklady značný počet různých prvků nutnost pečlivého udržování a skladování všech součástí bednění

Obr. 2.1 Systémové bednění stěn

- 22 - (46)


Obr. 2.2 Styk dvou stěn tvaru T

Obr. 7.3 Systémové bednění stropní desky

2.3.3.3

Speciální bednění

se používá pro vytváření zvláštních betonových konstrukcí. Mezi tato bednění patří např. tunelové, posuvné, šplhavé, pojízdné a nafukovací bednění. Tunelové bednění je prostorové bednění, které umožňuje současnou betonáž stropu i zdí. Toto bednění se při odbedňování nerozebírá. Ocelové vyztužené plochy formy se pouze oddálí od betonových ploch speciálními výztužnými táhly a rektifikačním zařízením o několik desítek mm. Celé bednění se pak vysune z objektu a přemístí se na nový záběr. Posuvné bednění se používá při betonování vysokých konstrukcí zpravidla s konstantním průřezem. Skládá se z formy, závěsného a zvedacího zařízení, z pracovní plošiny a ze závěsných lešení. Forma z hoblovaného řeziva nebo z ocelového plechu vyztužená ocelovými profily se smontuje na ploše ze které začíná betonáž. Má výšku cca 1200 až 1500 mm. Pro zmenšení tření při posunu se forma směrem dolů mírně rozšiřuje. Závěsné zařízení přenáší zatížení z formy na betonovou konstrukci. Tvoří ho stolice osazené ve vzdálenosti přibližně 2 m po obvodu konstrukce na vodící ocelové vzpěrné tyče, které jsou umístěné uvnitř betonové konstrukce. Po těchto tyčích se

- 23 (46) -


zvedací zařízení vysouvá tlakem hydraulických lisů. Na horní úrovni formy je umístěna pracovní plošina, ze které se ukládá výztuž, čerstvý beton a řídí se pohyb formy. Posuvné bednění se při betonování plynule posouvá rychlostí asi 150 mm.h-1 . Šplhavé bednění se používá pro betonáž vysokých konstrukcí s měnícím se průřezem (chladících věží). Bednění se posunuje až po dosažení požadovaných pevností zhutněného betonu, kdy je možné měnit tvar i průřez konstrukce. Pojízdné bednění se používá při betonáži vodorovné konstrukce stálého průřezu. Forma s opěrným systémem je umístěna na podvozku, který se v průběhu betonování hydraulicky nebo mechanicky posunuje. Nafukovací bednění se používá na vytváření vnitřních ploch kanalizačních stok a šachet nebo jiných dutin kruhového průřezu, ale bylo použito i k betonáži střech tvaru kopule. Tvoří je nafukovací vložka válcového tvaru vyrobená z pogumovaného textilu, která se nahustí vzduchem z kompresoru. Bednění se kotví do podkladové betonové plochy. Po částečném zatvrdnutí betonu se vzduch vypustí a nafukovací vložka se vytáhne. Výhodou tohoto bednění je jeho nízká hmotnost, rychlé odbednění a hladký vnitřní povrch konstrukce.

2.3.4

Volba druhu bednění

Každou betonovou konstrukci je možné vytvořit různými druhy bednění. Pro volbu vhodného bednění je rozhodující: • • • • • • • • • •

tvar konstrukce, požadovaná jakost povrchu po odbednění, pracnost při montáži a demontáži, rychlost betonáže, hmotnost dílců bednění (montáž jeřábem, ruční montáž), tlak čerstvého betonu na stěny bednění, možnost upevňování prvků pro vytváření prostupů v betonové konstrukci, hustota výztuže, možnost použití zařízení pro tepelné urychlování tvrdnutí betonu, možnost manipulace s dílci bednění ve stísněných podmínkách.

Bednění se zřizuje podle projektu bednění, který zpracovává zhotovitel v rámci výrobní přípravy stavby. Součástí projektu je i technologický postup, který stanovuje postup betonáže jednotlivých částí konstrukce (jednotlivé záběry, dilatační celky, smršťovací pruhy). Výrobci systémového bednění nabízejí k bednění i vhodné programy pro zpracování projektu bednění. Tyto programy vyhotoví potřebnou výkresovou dokumentaci, výpis všech potřebných prvků a celkové statické posouzení. Montáž bednění na stavbě provádějí specializované pracovní čety. Na stavbě se zhotovuje většinou jenom tradiční bednění. Pro výrobu nebo montáž bednění se na stavbě zřizuje pracoviště v dosahu potřebného zvedacího zařízení. Na tomto pracovišti jsou plochy pro uskladnění jednotlivých částí bednění a plochy pro předmontáž. Pokud se na stavbě vyrábí tesařské bednění, je toto pracoviště vybaveno pracovním stolem, okružní pilou a běžným tesařským nářadím.

- 24 - (46)


2.3.5

Odbedňování

Bednění a jeho podpěrné a opěrné konstrukce se nesmí odstranit dokud beton nedosáhl dostatečné pevnosti, aby : • betonový prvek přenesl veškerá zatížení, která na něj budou působit v průběhu dalších stavebních prací, • nedošlo k poškození povrchů údery při odbedňování, • nevznikly odchylky tvaru konstrukce nad stanovené tolerance. Odbedňování probíhá ve dvou fázích. Nejprve se bednění uvolní a pak se rozebere a odstraní. Uvolňování a rozebírání bednění se musí provádět tak, aby konstrukce nebyla vystavena nárazu, přetížení nebo poškození. Po celou dobu odbedňování musí být také zajištěna jeho stabilita. Při odbedňování trámů a průvlaků se nejprve uvolní boční stěny a zkontroluje se odbedněná část konstrukce. Pak se odstraní podpěrné sloupky a dna formy. Sloupky se odstraňují postupně symetricky od středu k podporám. Podpěrné sloupky odstraňujeme tak, aby se při rychlém uvolnění nepoškodil nosník. Postup odbedňování musí být podrobně popsán v technologickém postupu. V praxi se svislé konstrukce (stěny, sloupy) odbedňují po 3 dnech. U stropních konstrukcí, kdy po zabetonování a úpravě povrchu desky se provádí stavba bednění dalších svislých částí konstrukce, se beton nechá ztvrdnout tak, aby nebyl poškozen pohybem bednící čety a přesunem materiálu. Technologická přestávka je krátká, zpravidla 24 h. Zatížení čerstvě zabetonované stropní desky bednícím materiálem pro svislé stěny spolehlivě přenese podpěrná konstrukce bednění. Technologické přestávky pro odbedňování nejsou stanoveny závazným předpisem, jsou pouze doporučené. Technologické přestávky podle DIN 1045 „Beton und Stahlbetonbau“ závisí na použitém cementu a jsou uvedeny v tab. 2.8. Tab. 2.8 Technologické přestávky pro odbedňování podle DIN 1045 Cement CEM II 32,5 CEM I 32,5 CEM I 32,5 R CEM I 42,5 CEM I 42,5 R CEM I 52,5

Nenosné bočnice trámů a bednění stěn a sloupů dny 4 3

Bednění stropní desky dny 10 8

Podpěry trámů, průvlaků a desek o velikém rozpětí dny 28 20

2

5

10

1

3

6

- 25 (46) -


2.4

Vyztužovací procesy

Výsledkem těchto procesů je výroba ocelové výztuže požadované délky a tvaru a její uložení do správné polohy v bednění. Poloha výztuže v bednění je dána výkresem výztuže. Pro zlepšení soudržnosti výztuže s betonem se povrch výztuže vhodně tvaruje (žebírková ocel) a na koncích prutů se vytvářejí háky. K vyztužování se používají rovné i ohýbané ocelové pruty. Tvar prutu je shodný s průběhem tahových trajektorií v konstrukci. Přímé podélné pruty přejímají tah od ohybového momentu a ohyby prutů spolu s třmínky kryjí hlavní tah (smyk). Vhodné zjednodušení tvaru výztužných prutů proti křivočarému průběhu tahových trajektorií nemá vliv na únosnost železobetonové konstrukce. Mimo hlavní nosnou výztuž se používá také rozdělovací výztuž a třmínky. Jednotlivé výztužné pruty (nosná a rozdělovací výztuž, třmínky) se spojují do výztužného koše - kostry tak, aby byla zajištěna správná poloha nosné výztuže v konstrukci. V případě potřeby se jednotlivé pruty prodlužují přesahem, svařováním nebo speciálními spojovacími prvky. Vyztužování se skládá z těchto dílčích procesů: • příprava výztuže (rovnání, dělení, ohýbání), • doprava a skladování výztuže, • ukládání výztuže a zajištění její předepsané polohy v bednění.

2.4.1

Druhy betonářské výztuže

Betonářská výztuž musí odpovídat normě pro ocel pro výztuž do betonu ČSN P ENV 10080 [10]. Musí být dodávána s hutním atestem (dokladem o jakosti dodávky), který osvědčuje, že dodaná výztuž odpovídá příslušným předpisům. Mechanické a rozměrové vlastnosti výztužných prvků se nezjišťují na oceli ze které byly vyrobeny, ale na konečném výrobku (ocelovém prutu, síti). Pro výztužné prvky jsou důležité tyto vlastnosti: • • • • •

mez pevnosti v tahu, mez kluzu, tažnost, lámavost, svařitelnost.

Jako výztuž pro železobetonové konstrukce používáme: • tyčovou ocel hladkou nebo povrchově upravenou (dodávanou ve svazcích do délky 14 m a hmotnosti 3000 až 6000 kg), • svitkovou ocel (průměr svitku cca 1,4 m, průměr drátu do 10 mm, hmotnost svitku do 500 kg), • ocelové sítě (dodávané ve svitcích hmotnosti do 450 kg), • sítě – rohože (dodávané v plošných balících o hmotnosti 2000 kg), • rozptýlenou výztuž (drátky z oceli, skla, plastických látek do délky 50 mm a průměru 0,3 mm).

- 26 - (46)


2.4.2

Příprava výztuže

Výztuž pro betonové konstrukce se většinou připravuje v mechanizovaných dílnách – armovnách. V těchto výrobnách se nejprve jednotlivé pruty dělí (stříhají) na požadovanou délku, a pak se podle potřeby tvarují (ohýbají). Tvary prutů musí přesně odpovídat výkresům (délky, průměry, tvar ohybů, ukončení, počty kusů). V armovnách jsou stroje vhodné pro přípravu a úpravu výztuže. Rovnačky vyrovnávají ocel ze svitků v soustavě kladek nebo rovnacích bubnů na rovné pruty. Stříhačky (nůžky) na ocel dělí pruty výztuže na požadované délky mezi dvěma čelistmi – noži, které zajistí větší tečné smykové napětí, než odpovídá střihové pevnosti oceli. Ta se pohybuje v rozmezí od 340 MPa do 750 MPa. Ohýbací stroje vytvářejí ohyby prutů. V horní desce uložené na rámu stroje je umístěn jeden nebo dva otáčecí talíře, které jsou poháněny elektromotorem přes planetové převodovky s reverzním chodem. Deska rámu stroje a ohýbací talíř mají otvory, do kterých se podle potřeby nasunou ohýbací přípravky (čepy) a trny. Ohýbaný prut se vsune mezi pevný čep na stole a čep na otočném talíři. Otočením talíře se ocelový prut ohne okolo trnu (čepu) umístěného v ose talíře. Pohyb talíře se ovládá dvěma nožními spínači – jeden je pro otáčky vpravo a druhý pro otáčky vlevo. U poloautomatických ohýbaček lze postup ohýbání naprogramovat. Stroje na výrobu třmínků jsou speciální ohýbací automaty s programovým řízením, které umožňují vyrábět ohýbanou výztuž (třmínky) ve větších sériích. Třmínky lze také vyrábět z navinuté třmínkovnice (spirály) nastříháním požadovaného počtu závitů. Svařovací agregáty slouží pro svařování plamenem, elektrickým obloukem a bodovými svary. Speciální stroje se používají pro rovnání, stříhání a ohýbání ocelových rohoží a síťovin.

Obr. 2.4 Stůl na

ohýbání výztuže

- 27 (46) -


Ohýbání výztuží se musí provádět stálou rychlostí za studena. Průměr trnu použitého pro ohýbání prutu musí být vhodný pro daný druh výztuže a nesmí být menší než je stanovený v ČSN P ENV 13670–1[9]. V centrálních výrobnách se většinou provádí jenom stříhání a ohýbání jednotlivých prutů. Někdy se v armovnách také připravují prostorové výztuhové koše (kostry) pro urychlení práce na stavbě. Výztuhové koše se vytvářejí spojením rovných a ohnutých prutů pomocí šablon. Jednotlivé pruty se vzájemně spojují vázacím drátem nebo svařováním. Při zhotovení výztuhových košů v armovnách je nutné počítat se zvýšenými náklady na jejich dopravu (nevytížení dopravních prostředků) a s větší spotřebu oceli pro zvětšení tuhosti koster, aby se při přepravě nepoškodily.

2.4.3

Doprava na stavbu a skladování

Ocelové výztužné pruty, svařované sítě a výztužné koše se nesmějí poškodit během dopravy, skladování a manipulace. Na stavbu musí být dopraveny podle jednotlivých položek s identifikačními štítky a musí být vhodně uskladněny tak, aby jejich povrch byl před zabetonováním čistý, bez odlupujících se okují, mastnoty a hlíny. Na povrchu výztuže nesmějí být uvolněné produkty koroze (mírné znečistění povrchu výztuže rzí není závada) a škodlivé látky, které mohou nepříznivě působit na ocel, beton nebo na soudržnost mezi nimi. Všechny nečistoty se musí odstranit. Pro skladování výztuže jsou vhodné zpevněné panelové plochy. Výztuž na velkých stavbách je vhodné ukládat do boxů z ocelových válcovaných profilů a prokládat jednotlivé vrstvy dřevěnými proklady. Rovnání výztuže je povoleno pouze speciálním zařízením.

2.4.4

Ukládání výztuže do bednění

Ukládání výztuže do bednění je náročný proces a na správnosti jeho provedení závisí bezpečnost a kvalita konstrukce. Výztuž v bednění ukládají vyškolení pracovníci – železáři. Jejich práci je nutné průběžně kontrolovat, aby při ukládání výztuže nedošlo k záměně podobných prutů výztuže. Po uložení musí mít výztuž nejen správnou polohu (podle výkresu), ale musí se také stabilizovat tak, aby se během betonáže neposouvala a nedeformovala. Důležité je, aby při ukládání výztuže byla dodržena požadovaná tloušťka krycí vrstvy výztuže betonem. Povrch výztuže před jejím zabetonováním musí být čistý. Plochy bednění, které přijdou do styku s ČB musí být opatřeny separační vrstvou před vložením armatury, aby nedošlo k nanesení těchto přípravků na povrch výztuže. Pro zajištění požadované polohy nosné výztuže se tato výztuž vhodně spojuje s rozdělovací výztuží, která stabilizuje její správnou polohu. Jednotlivé pruty výztuže se v místě křížení svazují pomocí vázacího drátu nebo se svařují elektrickým obloukem nebo bodovými svary. Podle potřeby se výztuž nastavuje stykováním přesahem, svařováním nebo speciálními spojkami. Pro nastavování vložek platí přesná pravidla. Výztuž se většinou spojuje a stabilizuje přímo v bednění. V některých případech (při stísněných podmínkách) je ale výhodnější vytvořit výztužný koš mimo bednění a vložit jej pak do bednění jako celek (např. jeřábem).

- 28 - (46)


Při vyztužování základových pasů a roštů nejprve rozmístíme v bednění na podkladní beton třmínky nahoře otevřené. Do nich pak ukládáme pruty nosné výztuže a spojujeme je (drátem, svarem) do pevného prostorového celku. Výztuž sloupů a stěn vážeme před postavením bednění. Pruty nosné výztuže zpravidla navazují na kotevní pruty vyčnívající ze základů. Podélná výztuž je umístěna po obvodu sloupu a vzájemně je spojena. Bednění pak přikládáme až ke spojené (svázané) výztuži. Výztuž stropních konstrukcí ukládáme do připraveného bednění. Do průvlaků a stropních trámů nejprve rozmístíme třmínky nahoře otevřené a vkládáme do nich nosnou výztuž, kterou s třmínky spojíme. Pak třmínky uzavřeme. Velkou pozornost věnujeme správné poloze ohybů výztužných prutů. Na deskové části stropů nejprve rozložíme pruty rozdělovací výztuže, na ně položíme nosnou výztuž a v místě křížení výztuž spojíme svázáním nebo svarem. Pro snížení pracnosti při spojování jednotlivých výztužných prvků se používají sítě, rohože nebo předem vyrobené žebříky a mřížoviny. U prostě uložených nosníků je nosná výztuž uložena při spodním povrchu a ohyby výztuže spolu s třmínky kryjí hlavní tah – smyk. U konzol je hlavní nosná výztuž při horním povrchu, to je vždy v tažené části. Při ukládání výztuže do bednění je nutné věnovat velkou pozornost zajištění požadované velikosti krycí vrstvy betonu, která je pro jednotlivé konstrukce přesně stanovena. Minimální tloušťka krycí vrstvy musí zajistit spolehlivé přenesení sil v soudržnosti mezi betonem a výztuží, potřebnou požární odolnost a ochranu výztuže proti korozi. Minimální tloušťky krycí vrstvy z hlediska ochrany výztuže proti korozi závisí na prostředí, kterému bude betonová konstrukce vystavena (ČSN P ENV 1992–1-1). Tab. 2.9 Minimální tloušťky krycí vrstvy výztuže betonem podle ČSN P ENV 1992–1-1 Prostředí

Suché

Min. tloušťka krycí vrstvy [mm]

15

Vlhké Vlhké s výskytem Chemicky agresivní mrazu a účinku bez výsky- s výskytem střed vysorozmrazovacích lehce tu mrazu mrazu ně ce solí 20

25

40

25

30

40

Vzdálenost výztuže od bednění se zajišťuje jejím podepřením, rozepřením, zavěšením nebo se podkládá vložkami z betonářské oceli tzv. kozičkami, případně se podepírá podkládáním různých umělohmotných podložek a navlékáním distančních kroužků na pruty výztuže. Pro stabilizaci horních prutů výztuže (konzoly) se krycí vrstva prutů zajišťuje zavěšením. Ve vhodných vzdálenostech se výztuž přiváže drátem na malé nosníky (dřevěné latě), které jsou uložené na bočnicích bednění.

- 29 (46) -


2.4.5

Rozptýlená výztuž

Pro zvýšení tahových pevností betonu, snížení deformací, zvýšení houževnatosti a pevnosti v rázu se přidávají do ČB vlákna – rozptýlená výztuž. Pro tuto výztuž se používají ocelové drátky (délka 20 až 50 mm, průměru 0,25 mm nebo obdélníkový průřez 0,4 x 1,3 mm), skleněná vlákna nebo vlákna z plastických hmot (propylénové provazce délky 50 mm). Většinou se nejedná o nahrazení výztuže v betonu, ale o zlepšení jeho vlastností. Vlákna se dávkují v rozmezí od 0,2 do 6 % z hmotnosti cementu. Čím je větší obsah vláken, tím se ČB obtížněji zpracovává.

2.5

Výroba čerstvého betonu

Čerstvý beton se většinou vyrábí v centrálních betonárnách a na staveniště se dodává jako transportbeton. Vyrábí se mícháním v míchačkách. Základem míchačky je buben, do kterého se nasype odměřené množství jednotlivých složek betonu. Smíšení (homogenizace) se dosáhne tím, že se jednotlivé složky betonu v bubnu míchačky vůči sobě intenzivně přemisťují. Lopatky převalují složky tak, aby se vytvořil stejnorodý ČB. Při míchání se musí všechny složky (kamenivo, cement, voda, přísady) dokonale promíchat (homogenizovat), aby v každé objemové jednotce byly všechny součásti betonu rovnoměrně zastoupeny a aby cementová kaše obalovala všechna kamenná zrna. Při výrobě navazují na sebe dva oddělené procesy: • odměřování (dávkování jednotlivých složek), • míchání (homogenizace). Jednotlivé složky betonu dávkujeme hmotnostně s požadovanou přesností. Cement, vodu, kamenivo a příměsi s přesností ± 3 %, přísady s přesností ±5 %. Pro dodržení předepsané dávky vody je důležité sledovat množství vody v drobném kamenivu (vlhkost písku). Podle toho, jakým způsobem je v bubnu míchačky vyvolán pohyb jednotlivých složek betonu jsou míchačky: • spádové – gravitační (jednotlivé složky betonu jsou při otáčení bubnu vynášeny lopatkami připevněnými uvnitř pláště bubnu do určité výšky odkud padají samovolně dolů), • s nuceným mícháním (veškerý pohyb složek je způsoben lopatkami pohybujícími se uvnitř bubnu). Spádové míchání je vhodné jen pro hrubozrnné betony s menším obsahem drobných a jemných částic nebo pro betony s velkým obsahem vody a malou soudržností. Nucené míchání je vhodné pro jemnozrnné betony s větším obsahem drobného kameniva a cementu a s menším obsahem vody.

- 30 - (46)


2.6

Doprava a ukládání čerstvého betonu

Doprava ČB od místa výroby na místo jeho zpracování v konstrukci má velký vliv na jeho kvalitu. Nevhodnou dopravou může dojít k znehodnocení betonu, které se může projevit: • rozmíšením – porušením homogenity (při volném pádu ČB běžné konzistence do bednění z větší výšky než 1,5 m a velmi měkké konzistence z větší výšky než 0,5 m), • změnou konzistence (vysycháním nebo deštěm), • zhutněním (při otřesech během dopravy). Rozlišujeme: • dopravu z betonárny na stavbu (primární – mimostaveništní), • dopravu do bednění (sekundární – staveništní). Obecně nemá doprava ČB včetně doby potřebné pro zpracování (rozprostření v bednění a hutnění) trvat déle než jednu hodinu od smíchání vody s cementem. Tam, kde manipulace s ČB může trvat déle, je třeba použít cementy s pozdějším počátkem tuhnutí nebo použít přísady zpomalující tvrdnutí cementu.

2.6.1

Mimostaveništní doprava

Z centrálních betonáren se ČB dopravuje na staveniště: • v ocelových výklopných korbách nákladních automobilů a ve vanových přepravnících, • ve vanových domíchávačích, • v automobilových míchačích, • v domíchávačích. V ocelových korbách nákladních automobilů a ve vanových přepravnících lze dopravovat pouze ČB tuhé konzistence, který je soudržný a odolný proti rozmíšení. Tato doprava je vhodná pouze po dobrých cestách a na krátké vzdálenosti. Při dopravě na nechráněných korbách hrozí znehodnocení ČB povětrnostními vlivy (déšť, slunce). Výhodné je, pokud lze obsah korby vyklápět přímo na místo zpracování (do bednění, do výkopu). Tato doprava se hodí pro základové a masivní konstrukce pod terénem nebo pod zvýšenou dopravní cestou. Přepravní nádobu vanových domíchávačů tvoří vodorovná vana zúžená směrem k výsypce. Ve střední části vany je průběžná hřídel s míchacími lopatkami (agitátor), které kývavým pohybem udržují beton během dopravy v neustálém pohybu. Vana se vyprazdňuje zadním výsypným otvorem po jejím zvednutí. Automobilové míchače jsou určeny k výrobě ČB během jízdy. Automobilový míchač se skládá z podvozku nákladního automobilu, na kterém je místo korby namontován hruškový buben o velkém obsahu (3 až 6 m3) se šikmou osou otáčení. Buben se plní v dávkovací stanici otvorem na konci bubnu suchými složkami betonu a během jízdy se složky promíchávají. Voda se do míchacího bubnu dávkuje krátce před příchodem na stavbu nebo přímo na stavbě ze

- 31 (46) -


zásobníku, který je za kabinou řidiče. Míchání je spádové. ČB se vyprazdňuje obrácením smyslu otáčení bubnu (reverzováním), při kterém spirálově uspořádané lopatky na vnitřním plášti bubnu vynášejí beton otvorem z bubnu ven. Pro rychlé vyprázdnění bubnu je výhodné, pokud je míchací buben sklopný dozadu. To umožňuje vyprázdnění bubnu i u směsí tužších konzistencí. Při použití suchého kameniva umožňuje automobilový míchač dopravu ČB na libovolnou vzdálenost. Pokud je kamenivo vlhké, je nutné počítat s tím, že vlhkost kameniva ve styku s částí cementu vyvolá předčasný počátek hydratace, který při déle trvající dopravě může snížit účinnost míchání a poškodit kvalitu betonu. Otáčky bubnu jsou měnitelné v rozsahu od 3 do 12 otáček za minutu. Automobilové domíchávače se plní v betonárně hotovým ČB, který se během jízdy promíchává při 2 až 6 otáčkách za minutu a během dopravy udržují ČB v homogenním stavu. Primární doprava klade vysoké požadavky na organizaci práce. Práci je nutné organizovat tak, aby zdržení dopravního prostředku na staveništi bylo co nejkratší. Nejvýhodnější je, pokud lze ČB vysypat z dopravního prostředku přímo na místo zpracování (základy, násypky čerpadla). V ostatních případech, kdy se betonuje po menších dávkách a kdy je ještě potřeba beton dopravovat na staveništi, se vysypává ČB do zásobníků (badií). Pokud to lze, snažíme se vyhnout používání zásobníků, protože použitím zásobníků: • se prodlužuje manipulace s betonem, • roste nebezpečí jeho poškození rozmíšením (zvýšený počet přesypávání betonu), • se vlivem tvrdnutí cementové malty ztěžuje pohyb uzávěru zásobníku (časté poruchy), • dochází za mrazu ke ztrátě tepla potřebného k zahájení a průběhu hydratace cementu (zadržování ČB v zásobníku). Za předpokladu, že se ČB na stavbě zpracuje do 15 minut od příjezdu automobilového domíchávače, neměla by celková doba překročit stanovený čas s ohledem na druh cementu a teplotu prostředí. Tab. 2.10 Maximální doba dopravy čerstvého betonu na stavbu Čerstvý beton z cementu nižší třídy než 42,5 CEM I (portlandský) CEM II (struskoportlandský) CEM III (vysokopecní) třídy 42,5 a vyšší třídy CEM I (portlandský) CEM II (struskoportlandský) CEM III (vysokopecní)

- 32 - (46)

Teplota prostředí [°C]

Čas dopravy [min]

0 až 25 >25 <0

90 40 45

0 až 25 >25 <0

60 30 45


2.6.2

Staveništní doprava čerstvého betonu

Na staveništi se ČB dopravuje do bednění: • • • • •

přímo z automobilových přepravníků, ručně (kolečka, japonky), dopravními pasy, výsypnými zásobníky jeřábem, v potrubí čerpadlem.

Doprava přímo z automobilových přepravníků V některých případech je možné ukládat ČB přímo z automobilových přepravníků do bednění pomocí skluzů. V jiných případech se beton ukládá do staveništního zásobníku, ze kterého se dále dopravuje do bednění.

Výhody:

Nevýhody:

Zkrácení doby manipulace s ČB při spojení Možnost rozmíšení ČB při vyprazdňování primární a sekundární dopravy. autodomíchávače z větší výšky.

Ruční doprava Tato doprava je vhodná pro malé objemy práce, kde nasazení mechanizace není ekonomické. Pro ruční dopravu je vhodná přeprava betonu kolečky (objem 50 l), japonkami nebo betonářskými kárami s objemem 0,1 m3 až 0,2 m3 v kombinaci se staveništním výtahem. Výhody: Malý nárok na organizaci práce. Vhodné pro práci ve stísněných podmínkách. Nepatrné dynamické účinky (zvláště v kombinaci s výtahem) a z toho vyplývající možnost úspornějšího dimenzování bednění. V krátkodobé špičce lze zvýšit počet pracovníků. Doprava se nemusí dimenzovat na tuto špičku.

Nevýhody: Velká pracnost.

Doprava dopravními pásy Pásy jsou vhodné pro dopravu betonu na krátkou vodorovnou vzdálenost, případně i s menším výškovým rozdílem. Výhody: Levná doprava. Poměrně velký výkon.

Nevýhody: Beton přichází v poměrně velké ploše do styku se vzduchem a za větrného počasí bývá vysoušen, za deštivého počasí je ovlivňován srážkovou vodou.

- 33 (46) -


Doprava ve výsypných zásobnících zavěšených na výložníku jeřábu Tento způsob je vhodný pro betonáž velkých objemů s objemy zásobníků od 0,5 m3 do 6 m3. Výhody: Velký výkon (při objemu zásobníku 2 m3 je denní výkon až 300 m3).

Nevýhody: Bednění se musí dimenzovat na možný náraz plného zásobníku s ČB.

Doprava v potrubí čerpadlem Tento způsob dopravy je vhodný především pro střední a velké objemy betonáže. ČB se dopravuje potrubím průměru od 80 mm do 200 mm. Beton je možné dopravovat potrubím jen tehdy, pokud je čerpatelný. Čerpatelný beton musí mít vhodnou zrnitost kameniva, dostatečný obsah jemných zrn a vhodnou konzistenci (S1, S2). Výhody: Doprava je vhodná pro plynulou betonáž, kdy není nutné často vyprazdňovat a čistit potrubí. Umožňuje betonování složitých špatně přístupných konstrukcí. Akční rádius 300 až 400 m ve vodorovné vzdálenosti. Doprava ČB i do výšek přes 150 m výkon od 15 do 100 m3/h. Poměrně jednoduchá konstrukce dopravního zařízení.

Nevýhody: V potrubí vznikají rázy od střídavého tlačení betonu písty, proto je nutné potrubí kotvit zvláště v místech změny směru dopravy. Nutnost dodržet vhodnou konzistenci (S1, S2) – pro čerpání je nejlepší konzistence sednutí kužele 8 až 15 cm). Velká náročnost na správné složení ČB (velké povrchové tření ve styku s potrubím, usazování hrubších zrn kameniva u příliš řídkých směsí a v důsledku toho ucpávání potrubí). Nutnost propláchnout potrubí před betonáží a jako první dávku použít cementovou maltu nebo velmi jemnozrnný beton s vyšším obsahem cementu, aby se vytvořil na vnitřním povrchu potrubí mazlavý film pro usnadnění pohybu ČB. Časté a dokonalé čistění potrubí a jeho spojek.

- 34 - (46)


2.7

Zhutňování čerstvého betonu

Čerstvý beton (ČB) uložený do bednění je v nakypřeném stavu. Mezi zrny kameniva obalenými cementovou maltou jsou volné prostory vyplněné vzduchem. Zhutňováním se zrna kameniva mají uspořádat tak, aby zbylé mezery mezi zrny byly plně vyplněny cementovou maltou. Objem volně nasypaného ČB do bednění bývá až o 30 % větší než objem zhutněného ČB. Při zhutňování dochází ke snižování mezerovitosti ČB. Hutnost betonu výrazně ovlivňuje všechny vlastnosti betonu, především pevnost v tlaku a trvanlivost. Vyjadřuje se poměrem objemu suchých částí složek betonu k celkovému objemu. Hutnost čerstvého betonu

HČB = ( c + k ): ( c + k + v + v z ) < 1

(1)

Hutnost ztvrdlého betonu

HB = ( c + k + vh ) : ( c + k + v + v z ) < 1

(2)

kde:

c …….. objem cementu v …….. objem vody vz ……. objem vzduchu vh …….. objem vody vázané v hydratačních produktech k …….. objem kameniva

Tab. 2.11 Vliv hutnosti betonu na jeho pevnost v tlaku Obsah vzduchu Kamenivo Cement CEM I 32,5 Voda Vzduch Celkem Hutnost čerstvého betonu Množství hydratované vody Hutnost ztvrdlého betonu Pevnost betonu v tlaku

0% 0,712 m3 0,113 m3 0,175 m3 0,000 m3 1,000 m3

1% 0,705 m3 0,112 m3 0,173 m3 0,010 m3 1,000 m3

2% 0,698 m3 0,111 m3 0,171 m3 0,020 m3 1,000 m3

3% 0,690 m3 0,110 m3 0,170 m3 0,030 m3 1,000 m3

4% 0,684 m3 0,108 m3 0,168 m3 0,040 m3 1,000 m3

5% 0,677 m3 0,107 m3 0,166 m3 0,050 m3 1,000 m3

0,825

0,817

0,809

0,800

0,792

0,783

0,084 m3

0,083 m3

0,082 m3

0,082 m3

0,080 m3

0,079 m3

0,909

0,900

0,891

0,882

0,872

0,862

25 MPa

23 MPa

22 MPa

20 MPa

17 MPa

(100 %) (92 %)

(88 %)

(80 %)

(68 %)

Používané technologie zhutňování na stavbě jsou: • propichování, • dusání, • vibrování (nejčastější),

- 35 (46) -


• vakuování. Volba technologie závisí nejen na tvaru konstrukce a hustotě jejího vyztužení, ale i na parametrech použitého zhutňovacího zařízení. Těmto parametrům musí odpovídat vhodná konzistence čerstvého betonu. Propichováním zhutňujeme velmi měkké a tekuté ČB (S3 a S4). Popichováním uvolňujeme cestu větším zrnům do volného prostoru a mezi hustou výztuž. Propichování musí být rovnoměrné v celé konstrukci. ČB se propichuje ručně ocelovými tyčemi. Dusání používáme u tužších konzistencí (S1). Technologie je pracná a málo účinná. Tloušťka zhutňované vrstvy by neměla být větší než 150 mm. Dusáme ručními nebo mechanickými pěchy. Vibrování je velmi účinná a rozšířená technologie. Použitím vibrátorů se rozkmitají zrna kameniva, dočasně se poruší vnitřní tření mezi zrny a ČB se ztekucuje. Působením gravitace se pak zrna kameniva uspořádají v nejvhodnější poloze. Ze směsi se uvolňuje vzduch a zrna vyplňují dutiny. Výstup vzduchových bublinek a částečně i cementové kaše na povrch zhutňované směsi je ukazatelem účinnosti vibračního zhutňování. Pohyb rozkmitané směsi se velmi těžko matematicky modeluje. Proto se při návrhu a hodnocení vibrace vychází ze zjednodušeného předpokladu, podle kterého se vibrace šíří od zdroje jako harmonický pohyb. Účinnost vibrace v ČB určité konzistence závisí na amplitudě a frekvenci vibrátoru jako zdroje kmitání. Mezi amplitudou a frekvencí vibrátoru je vzájemný vztah. Existuje určitá minimální velikost amplitudy, kterou lze ČB rozkmitat. Amplituda však nesmí být příliš velká, protože by mohla ČB rozmísit. Proto existuje také omezení pro maximální velikost amplitudy. Frekvence vibrace se má pohybovat v rozmezí od 25 do 300 s-1. Při nižší frekvenci 25 s-1 se dávají do pohybu hrubá zrna, při frekvenci 50 s-1 střední zrna a při vysokých frekvencích 200 až 300 s-1 se uvádí do pohybu malta a cement. Zhutňování při nízké frekvenci vyžaduje mnoho energie, protože se dávají do pohybu velká zrna. Vibrátor s vysokou frekvencí rozkmitává jenom maltu, nejmenší část hmoty. Proto je energeticky hospodárnější. Tekutá malta působí mezi zrny kameniva jako mazivo a umožňuje lepší vzájemný posun jednotlivých zrn kameniva po sobě. Při vysoké frekvenci dochází k dokonalému zhutnění malty. Nejvíce používané vibrátory pracují s frekvencí 50 s-1. Ke zhutňování přispívá také tlak ČB. Vlivem vlastní hmotnosti hutněného betonu je hutnost v hloubce větší než na povrchu. Pokud je ČB příliš tekutý nebo je v něm přebytek malty, mají větší zrna kameniva (vlivem větší hmotnosti) sklon klesat níže a může tak vzniknout vrstvený beton. V případě, že je nedostatek malty, může nastat opačný jev. Malta klesne na dno bednění a v horní části se vytvoří dutiny. Zhutňování ponornými vibrátory Ponorné vibrátory mají na ohebném hřídeli vibrační hlavici (tubu) ve které se pohybuje excentr. Rotací excentricky uložené hmoty v hlavici vibrátoru vznikají kmity, které se přenášejí do betonu a vyvolají v okolí vibrátoru rozkmitání kamenných zrn obalených maltou. Každý ponorný vibrátor má určitý akční rádius. Je to vzdálenost, za kterou vibrátor už nestačí vyvolat kapalný stav potřebný pro zhutnění ČB. Akční rádius ponorného vibrátoru se

- 36 - (46)


dá zjistit jednoduchou zkouškou pomocí ocelové tyče průměru 20 mm délky 1 m. Do nasypané vrstvy ČB v bednění zasuneme ponorný vibrátor. V okolí vibrátoru dojde ke zkapalnění betonu. Ocelovou tyč postavíme na povrh betonu a rukou lehce přidržujeme tyč při povrchu. V blízkosti vibrátoru zapadne tyč do betonu až na dno bednění. S rostoucí vzdáleností od vibrátoru se hloubka vniknutí tyče do betonu zmenšuje. Akční rádius ponorného vibrátoru je vymezen vzdáleností od vibrátoru, při které se ještě ocelová tyč ponoří na dno bednění za 60 s. Pokud zjistíme, že akční rádius vibrátoru je např. 0,2 m, tak to znamená, že pokud chceme ČB dokonale zhutnit, musíme vibrátor postupně zasunovat ve vzdálenostech 0,4 m. Akční rádius se zvětšuje s výkonem vibrátoru. Vibrátor se čtyřnásobným výkonem má při stejné frekvenci dvojnásobný akční rádius. Zhutňování se provádí po jednotlivých vrstvách. Výška zhutňované vrstvy nemůže být větší než 1,25 násobek délky hlavice vibrátoru. Hlavice vibrátoru se svisle nebo v šikmém sklonu ponoří do uložené vrstvy čerstvého betonu. Vibrace se ukončí, až se mezery na povrchu zaplní cementovou maltou. Doba zhutňování okolo jednoho vpichu hlavice se pohybuje od 20 do 60 s. Při zhutňování vrstvy nad již zhutněnou vrstvou se musí hlavice vibrátoru zasunout na krátkou dobu pod povrch předcházející vrstvy do hloubky 50 až 100 mm, aby se obě vrstvy dobře spojily. Pokud po zapnutí vibrátoru nevystoupí na povrch za určitou dobu cementová malta, má ČB nevhodnou konzistenci pro použitý vibrátor a beton je nezhutnitelný (konzistence ČB neodpovídá parametrům zhutňovacího zařízení). Místa vpichu hlavic mají být v takových vzdálenostech, aby se poloměry účinnosti vibrátoru vzájemně překrývaly. Aby byla vibrace účinná a aby byla životnost ponorných vibrátorů přiměřená, je třeba dodržovat tyto zásady: • vibrátor nemá být dlouho v chodu, pokud není zasunutý do vrstvy ČB a nemá se dotýkat tvrdé podložky, • hlavice vibrátoru se musí do ČB zasunovat a vysunovat svisle a nesmí se jí během vibrování posunovat, • motor vibrátoru se nemá zastavit, pokud je hlavice ponořená ve vrstvě ČB, • vibrátor je potřeba udržovat a čistit, pohyblivé části mazat vhodnými prostředky, • vzdálenost zasunutí vibrační hlavice má být taková, aby se vzájemně překrývaly okruhy účinnosti vibrátoru, • příkon vibrátoru, průměr hlavice a frekvence je nutné volit s ohledem na rozměr konstrukce a stupeň konzistence ČB, • doba vibrace musí být přiměřená, ukončit se má, jakmile vystoupí na povrch cementová kaše a přestanou na povrch vystupovat vzduchové bublinky. Zhutňování povrchovými vibrátory Zhutňování povrchovou vibrací (vibrační latě, vibrační desky) je v porovnání s ponornou vibrací méně účinné. Povrchová vibrace působí do hloubky 200 až 250 mm a do stran se šíří nepatrně. Tato technologie se používá pro zhutňování plošných vodorovných konstrukcí. ČB je zhutněný, jakmile na povrch vystoupí cementová malta.

- 37 (46) -


Zhutňování příložnými vibrátory Příložné vibrátory se montují na bednění a ocelové formy pro výrobu prefabrikátů z vnější strany. Rozkmitané bednění přenáší kmitání do ČB. Tato technologie umožňuje zhutňování i v průběhu ukládání ČB do bednění. Účinnost příložných vibrátorů je sice nižší než účinnost ponorných vibrátorů, ale přesto umožňuje zhutňovat i hůře zhutnitelné betony s nižším vodním součinitelem, protože zhutňování může probíhat delší dobu. Nejvíce se využívá při výrobě prefabrikátů. Vakuování Vakuování je technologie, při které se dosahuje větší hutnosti ČB odsátím přebytečného vzduchu a vody z ČB. Ve stavební praxi se nejvíce používá při zhutňování vodorovných velkoplošných konstrukcí, např. podlah v průmyslových objektech. Při zhutňování se postupuje tak, že se uložená vrstva betonu zhutní ponornými vibrátory a pak se vyrovná vibrační latí. Na upravený povrch se rozprostře filtrační rohož, která má na spodní straně filtrační tkaninu. Ta zabraňuje odsávání jemných částí (cementových zrn) z povrchu zhutněné betonové vrstvy. Horní vrstvu filtrační rohože tvoří trojrozměrná (prostorová) mřížka z plastu, která zabezpečuje průchodnost vzduchu a vody mezi povrchem betonové vrstvy a vakuovacím štítem. Na filtrační rohož se uloží vakuovací štít tak, aby se celá betonová plocha zakryla a vzduchotěsně uzavřela. Štít se hadicemi propojí s odsávacím agregátem, který obsahuje odlučovač vody a vývěvu. Po zapnutí odsávání se pod štítem sníží původní atmosférický tlak až o 90 %. Toto vakuum postupuje do pórů betonu. Snížením tlaku vzduchu v kapilárách ČB se zredukuje síla působící proti tlaku atmosféry, který stlačuje (zhutňuje) povrch betonu. Spolu s odsátým vzduchem vystupuje na povrch betonové vrstvy i volná voda, která se odsává. Tím se sníží původní vodní součinitel o 10 až 20 %. Po skončení vakuování se vakuovací štít a rohož odstraní z povrchu betonu a povrch se zarovná rotační hladičkou. Doba vakuování závisí na hloubce vrstvy a složení ČB. Vakuum z počátku postupuje do hloubky rychlostí asi 5 až 10 mm za jednu minutu, potom se rychlost postupu zpomaluje. Nejvíce může vakuum působit až do hloubky přibližně 300 až 400 mm. Během vakuování poklesne povrch betonu stlačením přibližně o 2 mm. Vakuovaný beton má pochůzný povrch už po 12 h a pojezdný povrch po 24 až 48 hod. Po 28 dnech má vakuovaný povrch větší pevnost o 20 až 40 % v porovnání se stejným povrchem zhutňovaným jen vibrací. Vakuováním se současně zlepšuje odolnost proti mrazu, zvyšuje se vodotěsnost a zmenšuje se smršťování betonu. Vakuování umožňuje také zvýšit vzdálenost mezi dilatačními spárami.

- 38 - (46)


2.8

Tvrdnutí betonu a jeho ošetřování v průběhu tvrdnutí

Pevnost betonu závisí na pokročilosti hydratačního procesu. Růst pevností betonu je především funkcí času, ale je ovlivněn teplotou a vlhkostí.

2.8.1

Vliv času

Stáří betonu má podstatný vliv na jeho pevnost. Hodnoty pevnosti betonu v tlaku po 7, 28, 90 a 360 dnech tvrdnutí se mají k sobě přibližně v poměru přirozené řady čísel 1 : 2 : 3 : 4. Růst pevností betonu v tlaku v období do 3 měsíců po vybetonování lze přibližně vypočítat podle vzorce (Kloknerova ústavu ČVUT), který vyjadřuje pevnost Rd betonu určitého stáří „d“ jako násobek 28 denní pevnosti (R28) při teplotě prostředí t = 20 °C. Rd = R28 (0,28 + 0,5 log d )

kde:

(3)

d …..

doba tvrdnutí betonu ve dnech

Rd …

pevnost betonu určitého stáří „ d “ [MPa]

R28 … pevnost betonu po 28 dnech tvrdnutí [MPa].

2.8.2

Vliv teploty

Teplota má velký vliv na průběh tvrdnutí betonu. Teplota, při které beton tvrdne, není závislá jen na teplotě prostředí, ale i na oteplování ČB, jehož zdrojem je hydratace cementu. Zahřívání ČB hydratačním teplem závisí na velikosti a tvaru vybetonované konstrukce. Uvolňované hydratační teplo se může projevit příznivě při nízkých teplotách prostředí, ale nepříznivě při vysokých teplotách, kdy je třeba hydratační teplo masivních betonových bloků odvádět chlazením, např. soustavou trubek s chladící vodou. Protože tvrdnutí betonu závisí především na čase a teplotě, Soul nazval součin doby tvrdnutí „d“ ve dnech a teploty „t“ °C zvětšené o 10 °C jako faktor zrání. Pevnosti betonu odpovídající stejnému faktoru zrání jsou stejné. Tento vztah platí do teploty 40 °C. f = ( t + 10) d

kde:

(4)

f ….. faktor zrání d ….. doba tvrdnutí betonu ve dnech t ….. průměrná denní teplota prostředí ve °C.

Poměr dob d1 a d2 , při kterých beton dosáhne za různých teplot t1 a t2 stejnou pevnost lze stanovit ze vztahu odvozeného Rastrupem x

d2 = d1 · 2

kde:

(5)

x = ( t1 – t2 ) : 10.

- 39 (46) -


Pomocí vztahů (3), (4) a (5) můžeme vypočítat pevnost betonu za určitou dobu při různé teplotě jeho tvrdnutí. Tvrdnutí betonu můžeme urychlit ohřevem ČB při jeho výrobě nebo ohřevem betonu po jeho zhutnění (párou, elektroohřevem). Při tepelném urychlování tvrdnutí betonu musíme jeho teplotu pozvolna zvyšovat, protože v důsledku různé teplotní roztažnosti jeho jednotlivých složek (vzduch, voda, kamenivo, cement) dochází k objemovým změnám. Tyto objemové změny mohou porušit strukturu betonu a snížit jeho mechanické vlastnosti. Doporučený je pozvolný nárůst teploty během 4 h do maximální teploty 40 °C.

2.8.3

Vliv vlhkosti

Tvrdnutí betonu vyžaduje nejen přiměřenou teplotu, ale i dostatek vlhkosti. Po zhutnění ČB je v betonu značné množství nevázané vody, která se může z betonu vypařovat. Proto musíme zajistit, aby beton měl v průběhu tvrdnutí určitou vlhkost a aby hydratace cementu mohla pokračovat. Po dobu tvrdnutí musíme ČB ošetřovat, to znamená, že musíme zajistit jeho požadovanou teplotu a vlhkost. Pro řádné tvrdnutí musí být splněny tyto podmínky: • průměrná denní teplota musí být vyšší než 5 °C (průměrnou denní teplotou rozumíme průměr minimální a maximální teploty za 24 h), • v žádném případě nesmí teplota klesnout pod 0 °C, • zhutněný beton nesmí být po dobu tvrdnutí vystavený nárazům, otřesům a jiným škodlivým účinkům mechanického charakteru, • odkryté plochy betonu se musí chránit před přímým působením slunečních paprsků a před intenzivními větry a mrazem, • beton se musí chránit před účinkem proudících vod (alespoň 5 dnů). S vlhčením (kropením) povrchu betonové konstrukce začínáme, jakmile má beton takovou pevnost, že nedochází k vyplavování cementu z jeho povrchu při styku s vodou. Obvykle je to po 24 h od zhutnění. Při teplotách nižších než 10 °C beton nevlhčíme. Intenzita vlhčení a celková doba závisí na počasí (slunce, teplota, déšť, vítr). Snažíme se vlhčit povrch betonových konstrukcí alespoň po dobu 7 dnů (podrobněji v ČSN EN 206–1). Povrch betonu proti vysychání můžeme chránit různými způsoby: • přikrýváním plachtami, fóliemi z plastických hmot, • vrstvou mokrého písku, • izolačními povlaky (nanášenými na povrch stříkáním).

2.9

Přerušení a pokračování betonáže

Při vytváření betonových konstrukcí se snažíme organizovat práce tak, aby mohla být konstrukce provedena najednou v celku. Nemůžeme-li konstrukci zabetonovat najednou, musíme ji betonovat po několika částech (záběrech). Tyto části jsou od sebe odděleny pracovními spárami a velmi často je nutné zajistit jejich vzájemné spolupůsobení napojením výztuže probíhající přes pracovní spáru mezi jednotlivými záběry. Napojení vodorovné výztuže

- 40 - (46)


(většinou přesahem na kotevní délku) je možné: • zřízením čela stěny, v místě napojení výztuže, z tradičního bednění s otvory pro protažení výztuže, • zabezpečením čela stěny hustým pletivem s navařenou výztužnou sítí s otvory pro protažení výztuže, • použitím tvarovaných plechů jako zabudované výztuže. Beton musí být v místě pracovní spáry řádně zhutněn. Nevyhneme se také situaci, kdy betonování musíme přerušit a pokračovat v betonáži na zatvrdlou část konstrukce. Při tomto přerušení vznikají pracovní spáry, pro které platí některá všeobecná pravidla: • u trámů a průvlaků se spáry zřizují v místech malých nebo nulových ohybových momentů nebo malých příčných sil, • u sloupů se spáry zřizují ve spodní nebo v horní úrovni stropní konstrukce, vždy kolmo na podélnou osu sloupu, • u desek se zřizují kolmo na hlavní tlak, to je prakticky ve směru šikmých ohybů výztuže, • u kleneb kolmo na osu klenby, • u složitých konstrukcí, jako například u rámových konstrukcí, se mohou pracovní spáry zhotovit pouze v místech určených projektem nebo po dohodě s projektantem. Povrch betonu v místě pracovní spáry musí být před pokračováním v betonování vlhký, zdrsněný a očištěný, aby byla dána záruka pevného spojení starého a nového betonu. Zdrsnění se provádí tlakovou vodou, tlakovým vzduchem nebo mechanicky několik hodin před betonováním.

2.10 Kontrola jakosti při provádění betonových konstrukcí Kontrola obsahuje: • • • •

kontrolu materiálu a polotovarů, kontrolu před betonováním, kontrolu při betonování, kontrolu po betonování.

Kontrola musí zajistit, aby betonová konstrukce byla provedena podle požadavků projektové dokumentace a podle ČSN P ENV 1360–1 [9]. Pro kontrolu jakosti se zpracovává podrobný kontrolní plán, který má zahrnovat veškeré kontroly a zkoušky, aby bylo možné prokázat, že byla dosažena požadovaná jakost. Rozsah kontrolní činnosti je stanoven podle toho, do jaké kontrolní třídy je podle projektové specifikace zařazena betonová konstrukce. Návod pro zařazení betonových konstrukcí do kontrolních tříd přesnosti je uveden v následující tabulce podle přílohy G v ČSN P ENV 13670–1 [9].

- 41 (46) -


Tab. 2.12 Kontrolní třídy betonových konstrukcí Předmět

Kontrolní třída 1


Kontrolní třída 3 speciální mosty výškové stavby velké přehrady stavby pro jaderné reaktory zásobníky

Druh staveb

budovy do dvou podlaží

mosty budovy větší než dvě podlaží

Druh nosných prvků

vyztužené nosníky a desky s rozpětím < 10 m, jednoduché stěny a sloupy, jednoduché základové konstrukce

vyztužené nosníky a desky s rozpětím > 10 m, štíhlé stěny a sloupy, pilotové hlavice, oblouky < 10 m

vyztužené oblouky a klenby, vysoce tlačené části, velmi citlivé a složené části, oblouky > 10 m

Beton podle ČSN EN 206–1 Pevnostní třída Stupeň vlivu prostředí 1) Výztuž

C 25/30 a nižší třídy X0, XC1, XC2, XA1, XF1 betonářská

všechny třídy všechny stupně betonářská a předpínací

všechny třídy všechny stupně betonářská a předpínací

1) Stupně vlivu prostředí viz 7.2.1.1 ČSN EN 206–1

Kontrolní plán má pro každou kontrolní třídu betonové konstrukce stanovit požadavky na: • odkazy na normu a na projektovou specifikaci, • způsob kontroly a zkoušení, • definování kontrolního úseku, • četnost kontrol a zkoušek, • přejímací kriteria, • dokumentaci, • pracovníka odpovědného za kontrolu, • požadavky investora na účast při kontrole na místě. Kontrola bednění zahrnuje kontrolu: • geometrie bednění, • stability bednění a podpěrného lešení a jejich základů, • těsnosti bednění a jeho částí, • odstranění nečistot a zbytků (prach, sníh, led, zbytky vázacího drátu), • úpravy čel konstrukčních styků, • odstranění vody ze dna bednění (pokud se neprovádí speciální postupy betonování pod vodou nebo vytlačování vody bez rozplavení čerstvého betonu), • přípravy povrchu bednění, • umístění otvorů a truhlíkových vložek. Kontrola uložené výztuže v bednění zahrnuje kontrolu: • uložení výztuže podle výkresové dokumentace (druh oceli, průřezy, rozteče), • požadovaného krytí výztuže, • míry znečistění výztuže olejem, mazivem, barvou nebo jinými škodlivými látkami,

- 42 - (46)


• řádného svázání (svaření) výztuže a zajištění proti posunutí při ukládání a zhutňování čerstvého betonu, • prostoru mezi pruty výztuže pro ukládání a zhutňování čerstvého betonu. Tab. 2.13 Požadavky na plánování, kontrolu a dokumentaci Předmět Plánování kontroly Kontrola


Základní kontrola.

Dokumentace Záznamy z neobvyklých případů. Zpráva o neshodách a o opatření k nápravě.

Kontrolní třída 2 Kontrolní plán, stanovené postupy a pokyny, činnost v případě neshody. Základní a namátková podrobná kontrola. Všechny plánovací dokumenty, záznamy ze všech kontrol, zprávy o neshodách a o opatření k nápravě.

Kontrolní třída 3 Kontrolní plán, stanovené postupy a pokyny, činnost v případě neshody. Podrobná kontrola každého betonování. Všechny plánovací dokumenty, záznamy ze všech kontrol, zprávy o neshodách a o opatřeních k nápravě.

2.11 Dokumentace provádění betonových konstrukcí Technická dokumentace obsahuje: • statické výpočty pro jednotlivé prvky a pro celou konstrukci, • projektovou specifikaci. Projektová specifikace obsahuje: • konstrukční výkresy (geometrii konstrukce, množství a polohu výztuže, vložené prvky), • popis všech výrobků, které mají byt v konstrukci použity (výkresy, technická zpráva), • požadavek jaké kontrolní třídy se mají použít, • požadavky na čerstvý beton (třída pevnosti betonu, stupeň agresivity prostředí, horní frakce kameniva, trvanlivost, vodotěsnost), • třídu tolerance (případně speciální tolerance), • požadavky na vlastnosti povrchové úpravy, • požadavky na provádění betonové konstrukce (pořadí činností, dočasné podpěry, pracovní postupy) Do projektové specifikace mají být zahrnuty zejména tyto důležité informace: • • • • • • • •

určené referenční přímky pro vytyčování, požadavky na bezpečnost práce a kvalifikaci pracovníků, normy a předpisy, které se musí respektovat, jestli se požaduje plán jakosti, jestli se požaduje zkušební betonování, předpisy pro použití odbedňovacích přípravků, požadavky na konečnou úpravu povrchu, požadavky na zaplnění otvorů po pomocných konstrukcích,

- 43 (46) -


• • • • • • • •

předpisy pro stykování výztuže, detailní výkresy pro místa se zhuštěnou výztuží, tolerance pro otvory a vložené prvky, plán kontrol, požadavky na zkoušení identity, pevností betonu, obsahu vzduchu, požadavky na čas dodávky, uložení a na teplotu, požadavky na zkoušení betonu v konstrukci, požadovaný postup nápravy v případě neshody.

Technická dokumentace provedené konstrukce obsahuje: • údaje o použitých materiálech a jejich kvalitě (dodací listy, prohlášení dodavatele o shodě), • záznamy přijatých změn do projektové specifikace, • výkresy provedení podle skutečného stavu, • dokumentaci kontrol a záznamy o všech kontrolách rozměrů při předávání, • stavební deník se zaznamenanými důležitými okolnostmi postupu stavby.

3

Závěr

3.1

Studijní prameny

3.1.1

Související normy

[1] ČSN EN 12620 „Kamenivo do betonu“ [2] ČSN EN 197–1 „Cement Část 1: Složení, specifikace a kritéria shody cementů pro obecné použití“. [3] ČSN EN 934–2 „Přísady do betonu“. [4] ČSN EN 450 „Popílek do betonu“. [5] ČSN EN 13263 „Křemičitý úlet“. [6] ČSN EN 12878 „Pigmenty“ [7] ČSN EN 1992 (Eurokód 2) Navrhování betonových konstrukcí (návrhová norma). [8] ČSN EN 206–1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shody (výrobková norma). [9] ČSN P ENV 13670–1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení (prováděcí norma). [10] ČSN P ENV 10080 „Ocel pro výztuž do betonu”

3.1.2

Seznam použité literatury

[11] Hamák L., Žigrai J., Technológia výroby betonu, Alfa Bratislava, 1977 [12] Jelínek A., Novák V., Betonové stavitelství I, SNTL Praha, 1986

- 44 - (46)


4

Kontrola znalostí

4.1

Korespondenční úkol

Podle individuálního zadání zpracujte technologický postup provedení tří podlažního železobetonového monolitické skeletu. Tento postup bude obsahovat: • • • • •

použité materiály (množství) a jejich technickou specifikaci, volbu vhodných strojů a zařízení (bednění) se zdůvodněním volby, rozdělení konstrukce na jednotlivé záběry, určení vhodných míst pro přerušení betonáže, technologické výpočty pro stanovení doby pro montáž bednění, ukládání čerstvého betonu do bednění a jeho zhutnění a odbednění konstrukce, výpočet doby tvrdnutí betonu pro dosažení požadované pevnosti pro odbednění, způsob a dobu ošetřování čerstvého betonu, časový plán (řádkový harmonogram), plán kontrol a zkoušek.

• • • •

4.2

Kontrolní otázky

1) Na co nesmíme zapomenout při hmotnostním dávkování jednotlivých složek při výrobě čerstvého betonu, abychom dodrželi správnou recepturu čerstvého betonu? 2) Proč je větší hutnost zatvrdlého betonu než hutnost čerstvého betonu? 3) Který způsob zhutňování čerstvého betonu umožní dosáhnout nejlepší fyzikálně mechanické vlastnosti betonu? 4) Který způsob tepelného urychlování tvrdnutí čerstvého betonu je v praxi výhodnější – ohřev parou nebo elektroohřev?

4.3

Autotest:

1) Přidáním množství vody do čerstvého betonu a) zlepšíme zpracovatelnost čerstvého betonu a zhoršíme jeho pevnost b) zlepšíme zpracovatelnost čerstvého betonu a zlepšíme jeho pevnost c) zlepšíme zpracovatelnost čerstvého betonu a jeho pevnost se nezmění

4.4

Klíče

4.4.1

Autotest:

1) Za „a“ je správně.

- 45 (46) -


4.4.2

Kontrolní otázky:

1) Dávku záměsové vody musíme snížit o množství vody vázané v kamenivu (vlhkost kameniva) a dávku kameniva musíme zvýšit o množství vody vázané v kamenivu. 2) Hutnost zatvrdlého betonu je větší, protože část záměsové vody je krystalicky vázaná v hydratačních produktech. 3) Vakuování, protože touto technologií lze dosáhnout největší hutnosti betonu. 4) Ohřev čerstvého betonu parou je výhodnější, protože při tomto způsobu ohřevu nedochází ke ztrátě vlhkosti betonu. (Při ohřevu betonu elektroohřevem dochází k odpařování volné vody z čerstvého betonu. Proto musíme při této technologii zabránit ztrátě vlhkosti betonu.)

- 46 - (46)

TECHNOLOGIE STAVEB I

Recommend Documents