Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie
STAVEBNÍ LÁTKY Pojiva a malty II. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.
Pojiva hydraulická silikátový (křemičitanový ) cement -
Nejrozšířenější stavební pojivo ČSN EN 197 – 1
Cement je hydraulické pojivo pálené nad mez slinutí, následně jemně mleté s regulátorem tuhnutí, které po smíchání s vodou tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních reakcí a po zatvrdnutí zachovává svoji pevnost i stálost na vzduchu i ve vodě
Pojiva hydraulická silikátový (křemičitanový ) cement Označení: CEM
cementy
Vlastnosti: - odpovídající dávka vhodně smíchaná s pískem či kamenivem a vodou umožňuje výrobu malt a betonů s dostatečnou dobou zpracovatelnosti, po předepsané době vykazující požadovanou pevnost a dlouhodobou objemovou stálost - primárně pálený slinek na teplotu 1350 ~ 1450 °C zaručuje vhodné obsahy čtyř nových slínkových minerálů – silikátů a aluminátů vápenatých: C3S, β-C2S, C3A a C4AF
Pojiva hydraulická silikátový (křemičitanový ) cement
Přednosti nejdůležitější a nejpoužívanější stavební pojivo s vysokou výrobní variabilitou vysoce pevných a trvanlivých systémů (kompozitů) ve vodě i na vzduchu Nedostatky – malá odolnost v agresivních prostředích (atmosféra: CO2, SO2 či agresivní vody obsahující sírany) – malá pevnost v tahu za ohybu (nutno armovat – ocel) – dlouhá doba tvrdnutí (28 d.) a nutno ošetřovat-vlhčení, – energetická náročnost a ekologické vlivy exhalátů
Pojiva hydraulická silikátový (křemičitanový ) cement
Suroviny: – základní – vápence s obsahem CaCO3 70 – 80% (slíny, křídy, břidly a jíly → SiO2 a Al2O3) – pomocné – (nedostatečné množství hydraulity) obsahující jílové minerály, korekční kyzové výpalky či bauxit, křemičité horniny (ne písek!) – intenzifikátory výpalu – obsahují fluoridy jako kazivec CaF2 (snížení teploty výpalu, urychlení tvorby slínkových minerálů) suroviny nutno pomlet za sucha → moučka (moderní)
Pojiva hydraulická Portlandský cement
Výroba PC, dvě fáze: - slinku - cementu výpal p – slinku: – pece šachtové (konec 19. do ½20.st.) dnes pece rotační s výměníky tepla a předkalcinátorem – teploty max. 1350~1450 °C a následné rychlé chlazení – slinek se musí odležet 4 – 6 týdnů → rekrystalizace chlazení na konci pece: roštový nebo planetový chladič, důležité pro β-C2S (udržení metastabilní fáze) odležení: ve slínkovně (4-6 týdnů) a pak mletí: s 3~5% sádrovce – přírodní či sádrové střepy, energosádrovec jemnost mletí podle měrného povrchu 250~400 m²/kg
Pojiva hydraulická Portlandský cement Mineralogické složení p-slinku: 4 hlavní slínkové minerály + CaO symboly: C~CaO S~SiO2 A~Al2O3 F~Fe2O3 H~H2O C3S – trikalciumsilikát, „alit“, obs. 60~65% 1350 °C, vytváří počáteční pevnosti do 28 dnů C2S – dikalciumsilikát, „belit“, 20~25% 1250 °C, k vývinu pevností přispívá až po 28 dnech C3A – trikalciumaluminát, obs. 3~15% 1200 °C, okamžitě reaguje s vodou = úvodní zatuhnutí C4AF – tetrakalciumaluminoferit, „celit“, 9~14% 1200 °C, plynulý růst pevností, není v bílém p-slinku C – volné vápno, obs.1~2%–nikdy víc! „sycení vápnem“
Pojiva hydraulická cementy Výroba cementů - mletí p-slinku s regulátorem tuhnutí (sádrovec) a případně další přísadou dle normy: - vysokopecní struska (granulovaná) ( S ) - křemičitý úlet (amorfní SiO2) (D) - křemičitý, vápenatý popílek ( V, W ) - pucolán (přírodní, technogenní) ( P,Q ) - kalcinovaná břidlice (T) - vápenec (L)
Pojiva hydraulická cementy Dělení: cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 cementy s upravenými vlastnostmi dle ČSN EN 197-1 cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem
Pojiva hydraulická cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1
druhy:
I. portlandský cement II. portlandský cement směsný III. vysokopecní cement IV. pucolánový cement V. směsný cement
CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V
Pojiva hydraulická cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1
Mechanické a fyzikální vlastnosti cementů Pevnostní třída 32,5 32,5 R 42,5 42,5 R 52,5 52,5 R
Pevnost v tlaku N/mm2 [MPa] Počáteční pevnost Normalizovaná pevnost Počátek 2 dny 7 dnů 28 dnů tuhnutí - minut 16 10 32,5 52,5 60 10 20 42,5 62,5 20 30 52,5 45
Pojiva hydraulická cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1 CEM I 52,5 N
CEM I 42,5 R ( N – normální, R – vysoká počáteční pevnost )
Charakteristické vlastnosti: Vysoké dosahované pevnosti, rychlý nárust počátečních pevností, rychlý a vysoký vývin hydratačního tepla, stálost fyzikálních a chemických vlastností Možnosti použití: Výroba vysokopevnostních betonů, vyztužených a předpínaných monolitických i prefabrikovaných konstrukcí vystavených vysokému namáhání, zámkové dlažby, cementovláknitých výrobků, stříkaných betonů, čerstvých a suchých omítkových, maltových směsí obsahujících cement
Pojiva hydraulická cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1
CEM II/A-S 42,5 N
CEM II/A-S 32,5 R
Charakteristické vlastnosti: Pozvolný nárust počátečních pevností, pomalejší vývin hydratačního tepla, světlejší barva, snížená náchylnost k tvorbě výkvětů, vyšší odolnost proti chemické agresivitě, dlouhá doba zpracovatelnosti, stálost fyzikálních a chemických vlastností Možnosti použití: Výroba běžných konstrukčních betonů, betonů ve styku s agresivními odpadními vodami, masivních betonových konstrukcí, Betonů pro vlhké prostředí – základy, běžné betonové zboží, stabilizace zemin a stavbu vozovek
Pojiva hydraulická cementy pro obecné použití dle ČSN EN 197-1
CEM III/A 32,5 R CEM III/B 32,5 N Charakteristické vlastnosti: garantovaný nízký vývin hydratačního tepla, dlouhá doba zpracovatelnosti betonu, vysoká odolnost k vůči chemické agresivitě, nižší obsah aktivních alkálií v cementu snižuje možnost vzniku alkalicko – křemičité reakce Možnosti použití: Výroba běžných betonů transportbetonů, prostého i vyztuženého betonu, masivní betonové konstrukce, bílých van, vodních děl, stavby ve vlhkém prostředí, základové konstrukce, betonů ve styku s agresivními vodami, stabilizace zemin, betonáž za vysokých teplot
Pojiva hydraulická cementy s upravenými vlastnostmi dle ČSN EN 197-1 CEM I 42,5 R - sc Charakteristické vlastnosti: Limitovaný obsah C3A ve slinku, snížený vývin hydratačního tepla, zaručená hodnota pevnosti v ohybu, malá objemová roztažnost, dlouhá doba zpracovatelnosti betonu, stálost mechanických, fyzikálních a cemických vlastností Možnosti použití: Výroba cementobetonových krytů pro výstavbu silnic, letištních ploch, parkovišť, provzdušněných betonů odolných mrazu a chemickým rozmrazovacím prostředkům
Pojiva hydraulická cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem
CEM I portlandský síranovzdorný CEM III vysokopecní síranovzdorný Vysokopecní s nízkou počáteční pevností Speciální s velmi nízkým hydratačním teplem Pro zdění Hlinitanový Rozpínavý, bílý, barnatý
Pojiva hydraulická cementy s upravenými vlastnostmi dle jiných norem
Hlinitanový cement výroba: – taví se v obloukové peci směs bauxit+vápenec výhody: (časově omezené využití konstrukce) uvolňuje se velké hydratační teplo => možné zimní užití betonáže pevnosti – za 24 h. → 30 MPa, po 28 d. → 100 MPa hydratací→pojivá fáze CAH10(konverze~30 let)→C3AH6 o menším objemu a bez pojivých vlastností => destrukce a havárie nosné konstrukce
Pojiva hydraulická Geopolymerní cementy – beton bez cementu působení silně alkalického prostředí na aluminosilikátové látky přírodního, ale i průmyslového typu, (elektrárenské popílky, strusky atd). Vznikají tak nové materiály – geopolymery - odpadní materiály, které jsou často v současné době skládkovány a velmi negativně tak působí na životní prostředí, nízká energetická náročnost - prozatím problematická technologie výroby
Malty Stavivo připravené z : anorgan.pojiva+plniva+vody+přísad+příměsí – čerstvá malta → vhodná konzistence Výroba: - přímo na staveništi - průmyslová suchá maltová směs - centrální mokrá maltová směs Malty pro stavební účely – normy EN 998 - 2 pojiva – vápno vzdušné či hydraulické, vápenný hydrát, směsná hydraulická pojiva, cementy či sádry plniva – přírodní kameniva těžená i drcená, granulovaná VPstruska, popílky, teracová drť, keramzit, atd. záměsová voda + případné přísady, příměsi (pro speciální malty)
Malty Frakce kameniva: 0 ~ 8 mm→pro keramické dílce a osazování, potěry 0 ~ 4 mm→malty na zdění, kladení dlažeb a obkladů, jádrové omítky 0 ~ 1 mm→malty pro spárování a na jemné omítky
Malty normová klasifikace malt V souladu se starší normou ČSN 72 2430-1 se podle použitého pojiva rozlišují: -
-
vápenné obyčejné (hrubé) – MV Vápenné jemné – MVJ Vápenocementové obyčejné (hrubé) – MVC Vápenocementové jemné – MVCJ Pro šlechtěné omítky – MVCO Vápenosádrové – MVS Sádrové – MS Cementové obyčejné (hrubé) – MC Pro cementový postřik - MCP
Malty normová klasifikace malt Nověji se průmyslově vyráběné malty třídí na: Malty pro vnitřní a vnější omítky (ČSN EN - 998-1) (sádrové, tepelně izolační, sanační) Malty pro zdění (ČSN EN - 998-2) Podle složení použitého pojiva se dělí na: Ze vzdušných vápen Ze směsí vzdušného vápna a cementu Cementové malty a malty ze směsi vzdušného vápna a cementu Malty s jinými hydraulickými pojivy Malty se zpožďovací přísadou
Malty speciální malty
kyselinovzdorné provzdušněné krytalové barytové hliněné malty pro podlahové potěry ze síranu vápenatého
