Úvod. cemex_prirucka_liaporbeton_vnitrek_2006.qxd :13 StrÆnka 1

cemex_prirucka_Liaporbeton_vnitrek_2006.qxd

28.9.2006

10:13

StrÆnka 1

Úvod Firma Lias Vintířov, Lehký stavební materiál, k.s., je tradičním a největším výrobcem lehkého kameniva v České republice a zároveň je součástí jedné z největších skupin výrobců tohoto druhu materiálu v Evropě. Kromě prodeje Liaporu v celé ČR firma Lias Vintířov sama zpracovává část produkce Liaporu ve vlastní panelárně a ve výrobně zdicích prvků a dalších tvarovek. Vyrábí a dodává rovněž lehké transportní betony z Liaporu. Zkušenosti z vývoje a výroby aplikací Liaporu pak firma předává dalším zpracovatelům Liaporu jako know−how ve formě poradenství, technických podkladů nebo licencí pro výrobu stavebních materiálů. Tato příručka si dává za cíl poskytnout informace o lehkých betonech z Liaporu, o jejich vlastnostech a možnostech použití pro návrhy i rea− lizace vylehčených betonových konstrukcí všech typů současných staveb.

1


28.9.2006

10:13

StrÆnka 2

2

Dispečink − Betonárna Cemex Praha − Malešice s.r.o. Průmyslová 5 108 50 Praha 10 dispečink: +420 272 703 628 dispečink: +420 602 663 414 vedoucí: +420 606 629 592 Fax: +420 272 704 360 e−mail: [email protected] www.cemex.cz

Vladimír Vohánka obchodní zástupce

Pavel Haering technolog

Cemex Praha − Malešice s.r.o. Průmyslová 5 108 50 Praha 10 tel.: +420 272 704 348 mobil: +420 602 316 564 Fax: +420 272 704 360 e−mail: [email protected] www.cemex.cz

Cemex Praha − Malešice s.r.o. Průmyslová 5 108 50 Praha 10 tel.: +420 272 704 932 mobil: +420 602 346 801 Fax: +420 272 704 360 e−mail: [email protected] www.cemex.cz


28.9.2006

10:13

StrÆnka 3

Lehké betony z Liaporu

Obsah 1 1.1 1.2 1.3 1.4

Všeobecně ...............................................................................................................................................................................................4 Keramický lehký beton..............................................................................................................................................................................4 Základní definice lehkého betonu .............................................................................................................................................................4 Základní rozdělení lehkých betonů ...........................................................................................................................................................4 Druhy lehkého betonu z hlediska způsobu dopravy.................................................................................................................................5

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Normy a předpisy pro lehké betony ....................................................................................................................................................5 Všeobecně ................................................................................................................................................................................................5 České normy pro lehké betony .................................................................................................................................................................6 ČSN 73 2402 Provádění a kontrola konstrukcí z lehkého betonu z umělého pórovitého kameniva .......................................................6 Přejaté evropské normy pro lehké betony ................................................................................................................................................7 ČSN EN 206−1 Beton− Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda ..................................................................................................7

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

Technologie výroby lehkých betonů z Liaporu ..................................................................................................................................8 Všeobecně ................................................................................................................................................................................................8 Technologické vlastnosti Liaporu jako lehkého kameniva do betonu ......................................................................................................8 Postup návrhu receptury lehkého betonu z Liaporu.................................................................................................................................9 Postup návrhu receptury mezerovitého lehkého betonu z Liaporu ........................................................................................................10 Postup míchání lehkého betonu..............................................................................................................................................................10 Ukládání lehkého betonu z Liaporu pomocí koše nebo přímé ukládání pomocí žlabu ..........................................................................10 Ukládání lehkého betonu z Liaporu pneumatickou dopravou.................................................................................................................10 Ukládání lehkého betonu z Liaporu čerpáním ........................................................................................................................................10 Zpracování a ošetřování lehkého betonu................................................................................................................................................10

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Lehké betony z Liaporu pro čerpání..................................................................................................................................................11 Všeobecně ..............................................................................................................................................................................................11 Návrh složení betonové směsi pro čerpaný LB ......................................................................................................................................11 Míchání, doprava, čerpání LB .................................................................................................................................................................12 Průkazní a kontrolní zkoušky čerpaného lehkého betonu ......................................................................................................................12

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

Přibližné spotřeby materiálu pro lehké betony z Liaporu...............................................................................................................13 Všeobecně ..............................................................................................................................................................................................13 Mezerovité lehké betony z Liaporu .........................................................................................................................................................13 Hutné lehké betony z Liaporu .................................................................................................................................................................13 Hutné lehké betony z Liaporu pro čerpání..............................................................................................................................................14 Lehké betony z Liaporu s různou strukturou, při využití drobného keramického kameniva ..................................................................14 Přísady ....................................................................................................................................................................................................16

Citované a související normy, předpisy a literatura................................................................................................................................16 Seznam obrázků ...........................................................................................................................................................................................17 Seznam tabulek ............................................................................................................................................................................................17

3


28.9.2006

10:13

StrÆnka 4


1 Všeobecně

4

Aplikace lehkých betonů v moderním stavitelství jsou perspektivní a je proto velmi žádoucí rozšířit je i v naší stavební praxi. Základním mate− riálovým předpokladem je tuzemská výroba kvalitního lehkého kameniva Liapor. Liapor je certifikovaným výrobkem dle zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a systém řízení jakosti při výrobě Liaporu je certifikován podle ČSN EN ISO 9001 : 1995. Výroba a zkoušení jsou podřízeny především požadavkům na použití Liaporu jako kameniva do lehkých betonů. Z Liaporu je možno vyrábět hutné i mezerovité lehké betony pro nosné i nenosné konstrukce. U lehkých betonů z Liaporu je nízké objemové hmotnosti dosahováno především díky nízké objemové hmotnosti zrn kameniva. Liapor je prakticky nejlehčím kamenivem do betonů, které má přitom dostatečnou pevnost, příznivý tvar a velikost zrn a dobrou zpracovatelnost. Je k dispozici ve všech potřebných frakcích jako hrubé kamenivo, drobné kamenivo i jako filler (moučka).

1.1 Keramický lehký beton Liapor je lehké kamenivo z expandovaného jílu a má tedy keramickou podstatu. Vzhledem k převládajícímu objemovému podílu Liaporu v lehkých betonech je možno tyto lehké betony označit přívlastkem „keramické“. Podstatný objem těchto betonů tvoří lehká keramická zrna a nikoli vzduchové póry v maltě vytvořené pomocí chemické přísady, jak je tomu u pěnobetonů. Keramické lehké betony z Liaporu mají pod− statně menší objemové změny než pěnobetony. Mezní objemový podíl zrn Liaporu v lehkých betonech je až 65 %, viz obrázek 1 a obrázek 2. Obrázek 1: Mezní objemové podíly složek hutného lehkého betonu z Liaporu

Obrázek 2: Mezní objemové podíly složek mezerovitého lehkého betonu z Liaporu

keramická zrna Liaporu 65 % cementový kámen 32 % mezery 3 %

keramická zrna Liaporu 65 % cementový kámen 17 % mezery 18 %

1.2 Základní definice lehkého betonu Normy pro betony rozdělují betony na lehké, obyčejné a těžké. Lehké betony jsou definovány jako betony s objemovou hmotností menší než 2 000 kg/m3. Kritéria viz tabulka 1. Tabulka 1: Základní rozdělení betonů objemová hmotnost ρ (kg/m3) lehký beton obyčejný beton těžký beton

ρ ≤ 2 000 2 000 < ρ ≤ 2 600 ρ > 2 800

1.3 Základní rozdělení lehkých betonů 1.3.1 Druhy lehkých betonů z hlediska obsahu pórů Z hlediska obsahu pórů ve zhutněném betonu se lehké betony dělí na hutné a mezerovité. Pro toto rozdělení je rozhodující objem pórů v betonu po zhutnění, který je podle různých norem v rozmezí 3 − 4 %. Do tohoto objemu se započítává objem mezer mezi zrny vzniklých nedokonalým zhutněním betonu, nedostatečným obsahem malty v betonu, záměrně vysokou mezerovitostí kameniv nebo napěněním mal− tové složky pomocí napěňovacích přísad. Velikost těchto pórů je zhruba 0,5 mm a více. Do tohoto objemu se naopak nezapočítává objem pórů v kamenivu a objem pórů v maltě vzniklých odpařením vody nenavázané na cement. Dále se nezapočítává objem provzdušňovacích pórů definovaných rozměrů, tvaru a rozložení, které jsou záměrně vytvářeny v betonu během míchání pomocí provzdušňovacích přísad za účelem zvýšení odolnosti betonu proti mrazu a rozmrazovacím solím. Velikost těchto provzdušňovacích pórů musí být v rozmezí 10 až 300 mm a jejich množství je předepsáno v rozsahu 3 až 7 %. V normách pro navrhování a provádění konstrukcí z lehkých betonů jsou rozdílné zásady pro konstrukce z hutného lehkého betonu a meze− rovitého lehkého betonu, hlavně z hlediska použití pro vyztužené konstrukce. Hutné lehké betony se používají obdobně jako obyčejné betony. Navrhují se podle stejných pravidel, pouze s odchylkami zohledňujícími například rozdílné deformační vlastnosti lehkých betonů. Zatřiďují se do stejných pevnostních tříd, rozdílná je pouze objemová hmotnost lehkých hutných betonů, která může být až třetinová oproti obyčejným hutným betonům. Pro navrhování konstrukcí z mezerovitých lehkých betonů platí odlišná pravidla hlavně v použití pro vyztužené betony. Některé normy použití nosné výztuže v mezerovitých lehkých betonech výslovně zakazují, některé připouštějí použití nosné výztuže za předpokladu její ochrany proti korozi a omezení využitelné pevnosti oceli. 1.3.2 Druhy lehkých betonů z hlediska funkce ČSN 73 2402 zahrnuje hutné i mezerovité lehké betony, uvádí jejich členění podle rozhodující funkce, pro kterou jsou navrhovány, na: a) Konstrukční lehké betony, jejichž hlavní funkcí je nosnost a hlavním požadavkem je pevnost při využití nízké objemové hmotnosti. b) Konstrukčně izolační lehké betony, u kterých se současně využívá nosné i tepelně izolační funkce. c) Tepelně izolační lehké betony, u kterých se využívá převážně tepelně izolačních vlastností.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 5

Lehké betony z Liaporu Pr EN 1520 je připravovaná norma pro dílce z mezerovitého lehkého betonu. Tato norma nerozděluje z hlediska funkce betony, ale dílce a prvky konstrukcí. Rozděluje dílce na nosné, které jsou významné pro stabilitu celé konstrukce, a nenosné, které nejsou pro stabilitu kon− strukce významné a přenášejí pouze vlastní tíhu. Konstrukce, které přenášejí zatížení větrem, jsou považovány za nosné. Podle tohoto zatřídění jsou pak odlišné např. minimální četnosti některých zkoušek. 1.3.3 Druhy lehkých betonů z hlediska způsobu a oblasti použití Z lehkých betonů se mohou stejně jako z obyčejných betonů vyrábět jak monolitické konstrukce pozemních a inženýrských staveb, tak dílce pro montované stavby. Lehké betony mohou být použity jako prosté, vyztužené i předpjaté.

Obrázek 3: Struktura hutného lehkého betonu

Obrázek 4: Struktura mezerovitého lehkého betonu − přirozená mezerovitá struktura

Obrázek 5: Struktura mezerovitého lehkého betonu − napěněná struktura

1.4 Druhy lehkého betonu z hlediska způsobu dopravy Lehké betony je možno stejně jako obyčejné betony vyrábět ve stálých výrobnách a použít je pro výrobu dílců nebo je dodávat na stavby jako transportbetony. Transportbetony přitom představují největší objem betonů ve stavebnictví. Je možno využít dobrých vlastností lehkých betonů z Liaporu a bez nároků na investice je nabídnout jako transportbetony. Tato příručka by měla být především pomůckou pro tech− nology výroben transportbetonu. Z hlediska dopravy na staveniště a ukládání do konstrukce je možno lehké betony z Liaporu rozdělit na: Lehké betony z Liaporu dopravované koši, skluzy nebo pásovými dopravníky Lehké betony z Liaporu dopravované pneumaticky Lehké betony z Liaporu dopravované čerpáním Je tedy možno použít všechny běžné způsoby dopravy a ukládání betonu. Použití lehkého betonu z Liaporu má určitá specifika.

2 Normy a předpisy pro lehké betony 2.1 Všeobecně V květnu 2000 byla schválena a v prosinci 2000 vydána nová evropská norma pro beton. V České republice byla tato norma vydána jako ČSN EN 206−1 s účinností od září 2001. Normu je nutno používat současně s navazujícími výrobkovými normami pro jednotlivé složky betonu a se zkušebními normami pro zkoušky vlastností betonu. Protože tyto normy dosud nebyly všechny vydány, bylo v rámci evropské komise pro normy betonů dohodnuto, že ke zrušení národních norem týkajících se předmětu této normy, které jsou s ní v rozporu, dojde až po vydání všech norem, na které EN 206−1 odkazuje. To by mělo být nejpozději do konce roku 2003. Do té doby budou tedy stále souběžně platit i národní normy. V současné době v našich podmínkách tedy platí pro lehké betony normy dle tabulky 2. Tabulka 2: Přehled základních norem pro lehké betony a konstrukce z lehkých betonů ČSN beton

lehký hutný beton

dílce a konstrukce z prostého, železového a předpjatého lehkého hutného betonu

ČSN EN

připravované EN

ČSN 73 2402 Provádění ČSN EN 206−1 Beton−Část 1: a kontrola konstrukcí z lehkého specifikace, vlastnosti, betonu z umělého pórovitého výroba a shoda. kameniva. ČSN 73 1203 Navrhování konstrukcí z lehkého betonu z pórovitého kameniva. ČSN 73 2400 Provádění a kontrola betonových konstrukcí

ENV 1992−1−4 Navrhování betonových konstrukcí. Část 1−4: Obecná pravidla − Hutný beton s pórovitým kamenivem.

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

5


28.9.2006

10:13

StrÆnka 6

Lehké betony z Liaporu ČSN beton

6

připravované EN

ČSN 73 2402

pr EN 1520 Prefabrikované vyztužené dílce z lehkého betonu s mezerovitou strukturou.

ČSN 73 1203

pr EN 1520

dle ČSN nelze použít

pr EN 1520

lehký mezerovitý dílce a konstrukce z prostého, beton lehkého mezerovitého betonu dílce a konstrukce ze žele− zového lehkého mezerovitého betonu

ČSN EN

2.2 České normy pro lehké betony V České republice platí pro výrobu, dopravu a kontrolu jakosti lehkého hutného i mezerovitého betonu a pro výrobu, ošetřování a kontrolu monolitických konstrukcí a dílců nebo jejich částí z lehkého hutného i mezerovitého betonu ČSN 73 2402 Provádění a kontrola konstrukcí z lehkého betonu z umělého pórovitého kameniva, která navazuje na ČSN 73 2400 Provádění a kontrola betonových konstrukcí. Pro navrhování konstrukcí z lehkého hutného i mezerovitého betonu platí ČSN 73 1203 Navrhování konstrukcí z lehkého betonu z pórovitého kameniva, která navazuje na ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí.

2.3 ČSN 73 2402 Provádění a kontrola konstrukcí z lehkého betonu z umělého pórovitého kameniva ČSN 73 2402 platí pro hutné i mezerovité lehké betony. Pro hutné lehké betony již lze použít ČSN EN 206−1, pro mezerovité lehké betony však zatím není v českých − evropských normách alternativa. Norma definuje lehký beton z pórovitého kameniva jako beton s objemovou hmotností nižší nebo rovnou 2 000 kg/m3, při jehož výrobě bylo použito pórovité kamenivo. V navazující ČSN 73 1203 Navrhování konstrukcí z lehkého betonu z pórovitého kameniva je pórovité kamenivo definováno jako kamenivo s objemovou hmotností zrn nižší než 1 800 kg/m3, což je v určitém rozporu s ČSN 72 1510 Kamenivo pro stavební účely, názvosloví a klasifikace, kde je pórovité kamenivo vymezeno obje− movou hmotností do 2 000 kg/m3, stejně jako je definováno lehké kamenivo i v jiných evropských normách. Hutný lehký beton definuje ČSN 73 1203 jako beton, ve kterém cementový tmel vyplňuje mezery mezi zrny kameniva a po zhutnění betonové směsi není objem pórů v cementovém tmelu u konstrukčního betonu větší než 2 % a u konstrukčně izolačního a tepelně izolačního betonu není větší než 3 %. Mezerovitý lehký beton definuje ČSN 73 1203 jako beton, ve kterém jsou záměrně ponechány mezery mezi zrny kameniva. ČSN 73 2402 výslovně uvádí, že konstrukce ze železového a předpjatého betonu se smí vyrábět pouze z hutného lehkého betonu s horní mezí frakce pórovitého kameniva 16 mm. Mezerovitý beton se smí použít pouze pro konstrukce z prostého betonu. ČSN 73 1203 umožňu− je pro konstrukce s nosnou výztuží použití hutných lehkých betonů nižších pevnostních tříd, než dovoluje ČSN EN 206−1. Musí se však dodržet některá omezující ustanovení, a to především omezení využití napětí výztuže. 2.3.1 Pevnost v tlaku Pevnost betonu je v ČSN 73 2402 vyjádřena zaručenou pevností Rbg, která je definována hodnotou pevnosti, pod kterou může být nejvýše 5 % ze všech možných výsledků zkoušek pevnosti. Pevnost se zjišťuje podle ČSN 73 1317 na krychlích s délkou hrany 150 mm. Při hodnocení tří vzorků lehkého betonu vyrobeného ve stálé výrobně musí být průměrná krychelná pevnost rovna nebo větší než kontrolní pevnost Rb,cn. ČSN 73 2402 deklaruje lehké betony pevnostních tříd LB 2 až LB 35 bez rozdělení pro hutné a mezerovité, viz tabulka 3. Tabulka 3: Pevnostní třídy betonů dle ČSN 73 2402

Rbg (MPa) Rb,cn (MPa)

LB 2

LB 2,5

LB 3,5

LB 5

LB 7,5

LB 10

LB 12,5

LB 15

LB 20

LB 25

LB 35

2 3

2,5 4

3,5 5,5

5 7,5

7,5 10,5

10 13,5

12,5 16,5

15 20

20 25

25 30

35 40

Rbg je zaručená krychelná pevnost lehkého betonu Rb,cn je kontrolní krychelná pevnost lehkého betonu (požadovaná průměrná pevnost sady tří zkušebních těles tvaru krychle o hraně 150 mm) 2.3.2 Objemová hmotnost Pro deklaraci objemové hmotnosti betonu používá ČSN 73 2402 předepsanou kontrolní objemovou hmotnost betonu. Tato hodnota nesmí být při zkouškách překročena. Složení betonu má být navrženo tak, aby při kontrolní zkoušce byla objemová hmotnost ve vysušeném stavu o 50 kg/m3 nižší než hodnota kontrolní objemové hmotnosti daného betonu. To znamená, že např. beton s kontrolní objemovou hmotností 1 050 kg/m3 nesmí při kontrolní zkoušce mít objemovou hmotnost vyšší než 1 000 kg/m3. Norma nepoužívá žádné třídy objemových hmot− ností betonu. 2.3.3 Značení lehkých betonů podle ČSN 73 2402 ČSN 73 2402 nepoužívá odlišné označení pro hutné a mezerovité lehké betony, uvádí však možnost použití čtyř i vícepísmenného označení pro různé druhy lehkých betonů. Tohoto ustanovení je využito a mezerovité lehké betony z Liaporu podle ČSN 73 2402 jsou značeny jako MLB.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 7


2.4 Přejaté evropské normy pro lehké betony V České republice platí s účinností od září 2001 ČSN EN 206−1 Beton, vlastnosti, výroba, ukládání a kritéria hodnocení, která zahrnuje i hutné lehké betony. Pro hutné lehké betony bude proto nyní přednostně využívána tato norma. Pro navrhování konstrukcí z hutného lehkého betonu platí jako přednorma ČSN P ENV 1992−1−4 Navrhování betonových konstrukcí. Část 1 − 4: Obecná pravidla − Hutný beton s pórovitým kamenivem, která doplňuje ČSN P ENV 1992−1−1. V současné době je připravována pr EN 1520 Prefabrikované vyztužené dílce z lehkého betonu s mezerovitou strukturou. (Prefabricated components of lightweight aggregate concrete with open structure), která uvádí zásady pro hodnocení mezerovitého lehkého betonu a zásady pro návrh dílců z mezerovitého lehkého betonu. Norma pr EN 1520 není doposud vydána v konečném znění.

2.5 ČSN EN 206−1 Beton − Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda ČSN EN 206−1 platí pro obyčejný, lehký i těžký beton. Lehký beton definuje norma jako beton s objemovou hmotností po vysušení v sušárně větší než 800 kg/m3 a menší než 2 000 kg/m3, který je zcela nebo jen zčásti vyroben z pórovitého kameniva. Pórovité kamenivo definuje norma jako kamenivo s objemovou hmotností zrn po vysušení v sušárně menší než 2 000 kg/m3, stanovenou podle EN 1097−6, nebo se sypnou hmotností volně sypaného kameniva vysušeného v sušárně menší nebo rovnou 1 200 kg/m3. Obsah vzduchových pórů v betonu po zhutnění normovým způsobem musí být do 4 % nebo minimálně 4 a maximálně 8 % pro betony do prostředí s působením mrazu a roz− mrazování (v tomto případě se jedná o záměrně vytvořené póry s regulovanou velikostí). 2.5.1 Pevnost v tlaku Pevnost betonu je vyjádřena charakteristickou pevností, která je definována hodnotou pevnosti, pod kterou lze očekávat nejvýše 5 % ze všech možných výsledků zkoušek pevnosti. Pevnost se zjišťuje podle ISO 4012 na zkušebních tělesech, a to buď na krychlích s délkou hrany 150 mm jako fck,cube, nebo na válcích průměru 150 a výšky 300 mm jako fck,cyl. ČSN EN 206−1 deklaruje lehké betony pevnostních tříd LC8/9 až LC80/88, viz tabulka 5. Při hodnocení tří vzorků lehkého betonu vyrobeného ve stálé výrobně musí být průměrná krychelná pevnost na krychlích s délkou hrany 150 mm větší nebo rovna x3. V Eurocodech se pro označení betonů používá hodnota fck, která je shodná s fck,cyl. Tabulka 4: Pevnostní třídy hutných lehkých betonů dle ČSN EN 206−1

LC 8/9 LC 12/13 LC16/18 LC20/22 LC25/28 LC30/33 LC35/38 LC40/44 LC45/50 LC55/60 LC60/66 LC70/77 LC80/88 fck,cyl fck,cube x3

fck,cyl (MPa)

fck,cube (MPa)

x3 (MPa)

8 12 16 20 25 30 35 40 45 55 60 70 80

9 13 18 22 28 33 38 44 50 60 66 77 88

13 17 22 26 32 37 42 48 54 64 70 81 92

je charakteristická pevnost, stanovená na válcích průměru 150 a výšky 300 mm je charakteristická pevnost, stanovená na krychlích s délkou hrany 150 mm je min. průměrná pevnost tří vzorků, a to krychlí s délkou hrany 150 mm

2.5.2 Objemová hmotnost Deklaraci objemové hmotnosti betonu umožňuje ČSN EN 206−1 pomocí třídy objemové hmotnosti, viz tabulka 5, nebo pomocí skutečné objemové hmotnosti. Objemová hmotnost se stanoví podle ISO 6275 při umělém vysušení na 105 °C. Tabulka 5: Třídy objemové hmotnosti hutných lehkých betonů dle ČSN EN 206−1 třída objemové hranice objemové hmotnosti hmotnosti betonu lehkého betonu ve vysušeném stavu (kg/m3) D D D D D D

1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

> > > > >

≥ 800 a ≥ 1 000 1 000 a ≥ 1 200 1 200 a ≥ 1 400 1 400 a ≥ 1 600 1 600 a ≥ 1 800 1 800 a ≥ 2 000

Poznámka: Přípustná tolerance ±30 kg/m3

7


28.9.2006

10:13

StrÆnka 8


3 Technologie výroby lehkých betonů z Liaporu 3.1 Všeobecně

8

Lehké betony z Liaporu je možno vyrábět ve stejných výrobnách a na stejných zařízeních, jaká se používají pro výrobu obyčejných betonů. Konzistence a zpracovatelnost směsi se v podstatě neliší od obyčejných betonů. Lehké betony z Liaporu je možno vyrábět i jako samo− zhutnitelné. Pro zlepšení technologických vlastností lze používat běžných přísad do betonů. Rovněž doprava, ukládání do bednění a zpra− cování lehkých betonů z Liaporu může probíhat stejným způsobem jako u obyčejných betonů. Při návrhu složení, výrobě a zpracování lehkých betonů z Liaporu je jen nutno zohlednit některé odlišné vlastnosti, které má Liapor oproti hutným kamenivům.

3.2 Technologické vlastnosti Liaporu jako lehkého kameniva do betonu Liapor jako lehké − pórovité − kamenivo do betonu má z hlediska technologie výroby oproti hutným kamenivům některé odlišné vlastnosti. Jsou to např.: větší vliv vlhkosti na sypnou hmotnost a objemovou hmotnost zrn kameniva v nevysušeném stavu možnost větší vnitřní vlhkosti kameniva vyšší nasákavost za atmosférického tlaku, vyšší nasákavost pod tlakem vyšší drtitelnost při míchání vyšší závislost pevnosti betonu na pevnosti kameniva různá objemová hmotnost zrn různých frakcí objemová hmotnost zrn menší než objemová hmotnost vody Tyto odlišnosti musí technolog při výrobě lehkého betonu zohlednit. 3.2.1 Vlhkost, sypná hmotnost, objemová hmotnost zrna U lehkých kameniv obecně je vliv vody na hmotnostní vlhkost podstatně větší než u hutných kameniv. Spadne−li například na kamenivo na otevřené skládce 50 mm srážek, způsobí to v horní, půl metru tlusté vrstvě obyčejného hutného kameniva zvýšení hmotnostní vlhkosti o 7 %, zatímco u Liaporu 4−8/350 se sypnou hmotností 350 kg/m3 bude toto zvýšení činit 30 % hmotnosti. Rovněž vliv výrobních tolerancí Liaporu, i když jsou menší než normami povolené, způsobuje určitou nerovnoměrnost sypné hmotnosti a objemové hmotnosti zrna. Z toho vyplývá, že při dávkování lehkého kameniva je nutná četnější kontrola vlhkosti, sypné hmotnosti a objemové hmotnosti zrna. Pokud je Liapor dávkován hmotnostně, musí být kontrolována a zohledňována jeho skutečná objemová hmotnost ve vysušeném stavu a vlhkost. Minimální četnost stanovení objemové hmotnosti a vlhkosti je jednou denně, před započetím míchání. Hlavně při otevřených skládkách se však doporučuje provádět tuto zkoušku častěji. Podle výsledku je pak nutno upravit dávky složek betonu do záměsi. Při dodržení těchto pravidel dává hmotnostní dávkování Liaporu při výrobě lehkých betonů dobré výsledky. Protože Liapor je z výrobny dodáván podle sypného objemu, jsou v předpisech složení betonové směsi obvykle uváděny objemové dávky volně sypného Liaporu. Pro hmotnostní dávkování se provede přepočet na hmotnost. Korektura hmotnostní dávky lehkého kameniva podle vlhkosti: mv = ms×(1+v) kde mv je hmotnost vlhké dávky (kg) ms je hmotnost suché dávky (kg) v je hmotnostní vlhkost (%) Objemové dávkování může zajistit rovnoměrnější dávky. Při používání otevřených boxů pro skladování kameniva může být objemové dávkování Liaporu vhodnější. Cílem totiž je, aby byla dávkována správná objemová dávka Liaporu a ne hmotnostní dávka. Při objemovém dávkování je vliv nerovnoměrností vlhkosti a objemové hmotnosti Liaporu podstatně menší a skutečný objem zrn lehkého kameniva v záměsi je téměř konstantní (za předpokladu, že je konstantní mezerovitost kameniva). Při objemovém dávkování Liaporu není korekce podle okamžité vlhkosti nutná. Obecně však kalibrace objemového dávkování podléhá stej− ným pravidlům jako kalibrace hmotnostního dávkování, přičemž kalibrace objemového dávkování je složitější. 3.2.2 Vnitřní vlhkost kameniva Lehká kameniva mohou mít na rozdíl od hutných kameniv podstatnou vnitřní vlhkost. Tato vlhkost se při míchání nepodílí na vytváření cementové malty a nemá vliv na vodní součinitel. Má však vliv na celkovou vlhkost betonu, dobu vysychání, nasákavost kameniva při výrobě a dopravě betonové směsi, na čerpatelnost lehkého betonu atd. Celková vlhkost lehkého kameniva se určí vysušením při 105 °C do konstantní hmotnosti. Stanovení podílu vnitřní a povrchové vlhkosti lze provést povrchovým vysušením např. 10 minut proudem teplého vzduchu, až se dosáhne suchý povrch. Rozdíl hmotnosti pak dává povrchovou vlhkost, zbytek je vnitřní vlhkost. 3.2.3 Nasákavost za atmosférického tlaku 3.2.3.1 Vyšší nasákavost Liaporu ve srovnání s obyčejným hutným kamenivem je nutno zohlednit při návrhu dávek vody. Záměsová voda při míchání lehkého betonu z pórovitého kameniva sestává z vody přídavné a vody účinné. Přídavná voda je voda, která se sice přidává do záměsi, ale která se vsákne do lehkého kameniva během míchání a neúčastní se na vytváření cementové pasty. Přídavná voda se tedy nezapočítává do vodního součinitele. Množství přídavné vody závisí na nasákavosti kameniva v záměsi. Tato nasákavost závisí na druhu a počáteční vlhkosti lehkého kameniva. Pro návrh množství přídavné vody se dle ČSN EN 206−1 bere v případě hrubého lehkého kameniva v lehkém betonu hodnota nasákavosti zjištěná po jedné hodině podle metody uvedené v EN 1097−6, příloha C, přičemž se jako základní bere hodnota pro kamenivo obvyklé vlhkosti, nikoli hodnota pro vysušené kamenivo. Účelné je pracovat s nasákavostí pro skutečnou počáteční vlhkost kameniva.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 9

Lehké betony z Liaporu Tyto postupy poměrně dobře simulují průběh nasákání kameniva v míchačce, ale množství přídavné vody je třeba upravit ještě podle konkrétních podmínek míchání. 3.2.3.2 V případě transportbetonu je nutno množství přídavné vody zvýšit ještě o vodu, která se vsákne do kameniva během dopravy. V případě dopravy transportbetonu do větší vzdálenosti je možno brát pro stanovení množství přídavné vody nasákavost lehkého kameniva po 120 minutách. 3.2.4 Nasákavost za vysokého tlaku Kromě nasákavosti za atmosférického tlaku má u lehkého kameniva význam i nasákavost za vysokého tlaku, tj. tlaku, kterému může být kamenivo vystaveno v potrubí s betonem během čerpání. Tato vlastnost se uplatňuje pouze při čerpání betonu a je popsána v kapitole č. 4 Lehké betony z Liaporu pro čerpání. 3.2.5 Ovlivnění nasákavosti lehkého kameniva předvlhčením Nasákavost lehkého kameniva a hlavně nasákavost lehkého kameniva pod tlakem je možno omezit nebo eliminovat předvlhčením kameni− va. Předvlhčení je možné provést postřikem na skládce nebo zkrápěním na páse během dopravy do sil. Vodu, která se použije na před− vlhčení kameniva a která se ještě před vstupem do míchačky vsákne do kameniva tak, že neulpívá na povrchu jako povrchová voda, můžeme nazývat předmáčecí vodou. Tato voda se rovněž nezahrnuje do výpočtu vodního součinitele ani se s ní nepracuje při návrhu záměsi. Je však nutno stanovit, jaká je vnitřní vlhkost a nasákavost lehkého kameniva po tomto předmáčení a s těmito hodnotami pak pracovat při návrhu záměsi. 3.2.6 Drtitelnost Při provozní přípravě betonu se částečně rozdrtí, v závislosti na druhu míchačky, až 5 % zrn Liaporu. Toto se týká převážně zrn větších než 4 mm. Drcení zrn Liaporu se dá částečně omezit obkladem lopatek míchačky pryží nebo umělou hmotou a udržováním lopatek a bubnu míchačky v čistém stavu. 3.2.7 Různá objemová hmotnost zrn různých frakcí Různá objemová hmotnost zrn různých frakcí se projeví při podrobném sledování zrnitosti kameniva. Tento vliv je ještě výraznější při kom− binaci Liaporu s hutným kamenivem. Křivka zrnitosti kameniva v betonu je totiž obvykle sestavována podle hmotnostního podílu zrn dílčích frakcí kameniva. Zrna Liaporu větších frakcí mají však menší objemovou hmotnost než zrna drobných frakcí a celkově mají zrna Liaporu výrazně nižší objemovou hmotnost než zrna hutného kameniva. Tím vzniká určitý rozdíl mezi objemovým podílem, který různá zrna v betonu skutečně zaujímají, a jejich hmotnostním podílem. Důsledkem je, že kamenivo určité skladby s optimální hmotnostní křivkou má podle obje− mové křivky zrnitosti menší podíl zrn drobných frakcí. 3.2.8 Nízká objemová hmotnost zrn Objemová hmotnost zrn Liaporu je u většiny frakcí Liaporu menší než objemová hmotnost vody, takže při příliš tekuté konzistenci betonové směsi a nevhodném zpracování může docházet k vyplavování zrn k povrchu. Obecně je lehký beton náchylnější k rozmísení než beton obyčejný. Toto nebezpečí je větší u lehkého betonu s maltou s hmotností výrazně vyšší, než je hmotnost zrn Liaporu, tedy při použití kom− binace Liaporu lehkých větších frakcí a drobného hutného kameniva. Vyplavování lehkých zrn může být omezeno přidáním stabilizační přísady. Zároveň se tím zlepší i zpracovatelnost betonu. 3.2.9 Závislost pevnosti betonu na pevnosti kameniva Vliv pevnosti kameniva na pevnost betonu je při použití lehkého kameniva obecně vyšší než při použití kameniva hutného. Při teoretickém návrhu složení směsi pro lehké betony z Liaporu je proto nutno vycházet ze vztahů zohledňujících dostatečně vliv pevnosti kameniva. Vhodnější je však vycházet z konkrétních zkoušek pevnosti betonů z různých druhů Liaporu.

3.3 Postup návrhu receptury lehkého betonu z Liaporu Základní postup návrhu složení betonové směsi pro hutné lehké betony vychází z doporučeného objemu malty složené ze zrn do 4 mm v 1 m3 čerstvé zhutněné betonové směsi, viz tabulka 6. Zároveň musí být dodrženy minimální dávky cementu předepsané normami pro betony a betonové konstrukce. Tabulka 6: Doporučené hodnoty objemu malty složené ze zrn do 4 mm v hutných lehkých betonech z Liaporu Oblast použití Beton pro ukládání koši Čerpatelný beton

Objem malty (l/m3) 550 − 600 600 − 700

Potřebný objem drobného kameniva se vypočte z potřebného objemu malty v lehkém betonu: Objem drobného kameniva = objem malty − (objem cementu + objem vody + objem vzduchových pórů) Objem zrn hrubého kameniva se stanoví jako doplněk k obsahu malty: Objem zrn hrubého Liaporu = 1 000 dm3 − objem malty ze zrn do 4 mm Jako drobné kamenivo se používají frakce Liapor 1−4 nebo drcený Liapor 0−4D, kombinace s drobným hutným kamenivem nebo jen samot− né drobné hutné kamenivo.

9


28.9.2006

10:13

StrÆnka 10

Lehké betony z Liaporu Jako hrubé kamenivo se používají frakce Liapor 4−8, 4−8 a 8−16 nebo i kombinace s hutným hrubým kamenivem. Užívají se složení kameni− va jak s plynulou křivkou zrnitosti, tak s přetržitou křivkou zrnitosti. Očekávaná objemová hmotnost betonu se určí za předpokladu, že na cement se chemicky naváže voda v množství 20 % hmotnosti cemen− tu, která zůstane navázána i po vysušení betonu. ρb = 1,2 . mc + mk

10

3.4 Postup návrhu receptury mezerovitého lehkého betonu z Liaporu U mezerovitých lehkých betonů nejsou normami předepsány minimální dávky cementu ani maximální přípustný obsah pórů. Základní po− stup návrhu složení betonové směsi vychází pouze z potřeby zajištění soudržnosti zrn a pevnosti. Minimální objem malty složené ze zrn do 0,125 mm je u mezerovitých lehkých betonů s přirozenou mezerovitou strukturou asi 170 l/m3. U mezerovitých lehkých betonů s napěněnou strukturou se napěnění maltové složky dosahuje pomocí práškové napěňovací přísady SPH, kterou dodává Lias Vintířov, nebo pomocí jiných napěňovacích přísad. Napěněním maltové složky ze zrn do 0,125 mm můžeme její objem zvýšit 2 až 3krát. Při vyšším stupni napěnění lze omezit podíl drobného Liaporu až k nule. Míra napěnění pomocí konkrétní napěňovací přísady se určuje zkouškou vydatnosti a její znalost je nezbytná pro stanovení předpokládané objemové hmotnosti mezerovitých lehkých betonů s napěněnou strukturou. Dávky cementu v mezerovitých lehkých betonech z Liaporu třídy LB2 jsou od 180 kg/m3. U lehkého betonu musí být kontrolována vydatnost záměsi. Vydatnost udává, jaký objem betonu se skutečně vyrobí z navrhovaného množství složek pro 1 m3. Tato kontrola je významná, protože jedině takto lze ověřit míru nadrcení zrn lehkého kameniva a množství vody vsáklé do zrn. Rovněž míra napěnění přísady může za různých okolností kolísat. Jen kontrolováním vydatnosti je možno zjistit skutečné složení hotového lehkého betonu. 3.4.1 Voda Při míchání lehkých betonů pro transport a čerpání je nutno mít na zřeteli, že vodní součinitel lehkého betonu určuje voda, která je v cemen− tové maltě v lehkém betonu v okamžiku uložení betonu do bednění, tj. po dopravě a čerpání. Pro obvykle požadovanou konzistenci je potřebný obsah účinné vody a tím i vodní součinitel vyšší než u obyčejných betonů. Potřebný obsah vody závisí mimo jiné na zvoleném druhu drobného kameniva. Jako drobné kamenivo může být použit drobný Liapor (kulatý nebo drcený), obyčejné drobné kamenivo (přírodní písek) nebo směs Liaporu a obyčejného kameniva. Při použití obyčejného kameniva potřeba přídavné vody klesá.

3.5 Postup míchání lehkého betonu Po nadávkování všech frakcí kameniva se do míchačky vypustí dávka přídavné vody a míchá se nejméně 30 s. Potom se přidá cement a následně účinná voda. Práškové přísady a příměsi se přidávají zároveň s cementem. Tekuté přísady je nutno přidávat až po zamíchání kameniva s účinnou vodou, případně je smíchat se zbytkem účinné vody, aby se nekontrolovaně nevsákly do Liaporu. Minimální doba míchání lehkého betonu po přidání všech přísad je 60 sekund. Při výrobě mezerovitého lehkého betonu z Liaporu s napěněnou matricí s napěňovací přísadou SPH je nutno dodržet dobu míchání po přidání přísady alespoň na tři minuty, aby se vytvořila rovnoměrná napěněná matrice.

3.6 Ukládání lehkého betonu z Liaporu pomocí koše nebo přímé ukládání pomocí žlabu Doprava lehkých betonů na stavbu pomocí domíchávačů nebo valníků a jejich ukládání pomocí košů nebo přímé ukládání pomocí žlabů probíhá za stejných podmínek jako u obyčejných betonů. Je takto možno ukládat lehké betony z Liaporu prakticky libovolného složení a konzistence, od mezerorovitých velmi lehkých betonů pro izolační a výplňové vrstvy až po hutné lehké betony pro nosné konstrukce. Výhodou v případě použití košů je, že koš může mít při ukládání lehkých betonů větší objem než v případě obyčejného betonu, čímž se zvýší výkon.

3.7 Ukládání lehkého betonu z Liaporu pneumatickou dopravou Pneumatickou dopravou pomocí zařízení s uzavřenou tlakovou nádobou (mixocret) je možno dopravovat pouze jednofrakční, mezerovité lehké betony z úzké frakce kameniva, tedy např. z Liaporu 2−4, 4−8 nebo 8−16. Použití kameniva širší frakce, tedy např. Liaporu 0−4 nebo 1−4, pro betony pro pneumatickou dopravu není vhodné. Podmínkou rovněž je, aby zrna Liaporu v betonu měla jen velmi tenkou obálku z cementového tmelu a aby nikde v potrubí při dopravě nevznikly shluky zaplněného betonu. Je ověřena možnost dopravy lehkého betonu tímto způsobem do výšky až 30 m a celkové délky potrubí až 100 m. Této metody je účelné využít např. při provádění podkladních podlahových vrstev v rozlehlých objektech. Pryžové potrubí může být nataženo chodbami objektů do jednotlivých místností ležících hluboko uvnitř objektu.

3.8 Ukládání lehkého betonu z Liaporu čerpáním Lehké betony z Liaporu je možno ukládat pomocí běžných čerpadel na betony. Je možno používat pístová čerpadla i oběhová−vačková čer− padla. Čerpání lehkého betonu je komplexní problém. Nelze oddělit návrh složení směsi a vlastní provádění, proto je dále věnována čerpání lehkého betonu samostatná kapitola.

3.9 Zpracování a ošetřování lehkého betonu Při ukládání do forem a zhutňování nesmí dojít k rozmísení a oddělení cementové malty dolů na dno formy, aby nevznikly vrstvy s různou objemovou hmotností. Při zhutňování betonu na stavbě je možno používat ponorné vibrátory. Ponorná místa musí ležet blíže k sobě, než by tomu bylo u obyčej− ného betonu. Rozdíly při zhutňování lehkého a normálního betonu se zakládají na menší setrvačné hmotnosti zrna Liaporu a s tím spojeným tlumením.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 11

Lehké betony z Liaporu I přes dobré vnitřní ošetřování prostřednictvím přídavné vody obsažené v zrnech kameniva potřebuje lehký beton starostlivé ošetřování stejně jako normální beton. Lehký beton se během hydratace zahřívá více než obyčejný beton, protože jeho tepelná jímavost a vodivost je nižší než u obyčejného betonu. Pro omezení trhlin od teploty je účelné pozdější odformování nebo obložení tepelnou izolací. Horní plocha betonu musí být chráněna proti vysychání. Po odformování musí být povrch betonu chráněn proti rychlému vysychání a případně kropen.

4 Lehké betony z Liaporu pro čerpání 4.1 Všeobecně Firma Liapor a její partneři dodávají již řadu let čerpatelné lehké transportbetony z Liaporu. Ve firmě byla vyvinuta metodika experimentálního ověření vlastností lehkého kameniva, které mají vliv na čerpání lehkého betonu. Byly provedeny ověřovací zkoušky čerpatelnosti lehkých betonů různého složení. Čerpaný lehký beton z Liaporu byl použit na mnoha stavbách a čerpatelnost byla dostatečně prokázána v praxi. Z vyhodnocení získaných zkušeností vyplývá ale závěr, že při návrhu složení betonové směsi pro čerpatelné lehké betony z lehkého − pórovitého kameniva a při samotném čerpání lehkých betonů je nutno zohlednit určité skutečnosti, které se při čerpání obyčejných betonů nebo při použití lehkých betonů bez čerpání nevyskytují, nebo jsou nevýznamné. Proto je zde lehkým betonům z Liaporu pro čerpání věnována samostatná kapitola. Hlavním důvodem odlišného chování lehkých betonů při čerpání oproti obyčejným betonům je vyšší nasákavost lehkých kameniv pod tlakem, než jakou mají obyčejná hutná kameniva (ani u těch však není nasákavost pod tlakem nulová). Při čerpání betonu dochází ke vtlačení části vody z cementového tmele do zrn lehkého kameniva. Množství vtlačené vody závisí převážně na druhu použitého kameniva a na maximálním dosaženém tlaku v potrubí. Stav betonu před čerpáním a po něm je různý, a proto je třeba k hodnocení čerpaného lehkého betonu přistupovat poněkud odlišněji než k hodnocení obyčejného hutného betonu nebo lehkého betonu bez čerpání. Akci čerpání lehkého betonu z Liaporu je možno rozdělit do tří základních etap: Návrh složení betonové směsi pro čerpaný lehký beton Míchání, doprava, čerpání lehkého betonu Průkazní a kontrolní zkoušky čerpaného lehkého betonu K těmto etapám nelze přistupovat odděleně a žádnou z těchto etap nelze podcenit. Vše spolu souvisí a v každé fázi je možno udělat chybu, která může akci čerpání lehkého betonu zkomplikovat. V následujících oddílech jsou shrnuty zásady pro jednotlivé etapy čerpání lehkých betonů z Liaporu.

4.2 Návrh složení betonové směsi pro čerpaný LB 4.2.1 Všeobecně Při návrhu složení směsi sledujeme hlavně tyto cíle: Stálá pohyblivost směsi Stabilita směsi 4.2.2 Stálá pohyblivost směsi Jak již bylo uvedeno výše, významným aspektem při čerpání lehkého betonu je vtlačování vody do zrn lehkého kameniva vlivem tlaku v potrubí. Aby tlak v potrubí při čerpání mohl být co nejnižší, musí být betonová směs co nejvíce tekutá a pohyblivá. Směs musí obsahovat vyšší podíl drobných částic. Objemový podíl malty ze zrn do 0,125 mm by měl být 375 až 475 dm3/m3, objemový podíl maltových složek do 2 mm by měl být 525 až 625 dm3/m3 a objemový podíl maltových složek do 4 mm by měl být 600 až 700 dm3/m3. Účelné je použít popílek případně i kamennou moučku. Při návrhu směsi pro čerpatelný lehký beton tedy můžeme dodržet určitou analogii s návrhem směsi pro samozhutnitelné betony. Čím více se složení lehkého betonu pro čerpání bude blížit složení samozhutnitelného lehkého betonu, tím bude čerpatelnost lepší. Betonová směs přitom musí být dobře pohyblivá nejen na počátku před vstupem do potrubí, ale i na konci potrubí poté, co byla vystavena tlaku. I po vtlačení části vody do zrn musí být zachován minimální objem malty. Proto je nutno stanovit objem vody, která bude během čer− pání vtlačena do zrn kameniva a tuto je nutno přidat do záměsi jako přídavnou vodu. Voda, která zůstane v zrnech po čerpání, se považuje za vnitřní vlhkost. Vnitřní vlhkost lehkého kameniva se nezapočítává do účinné vody v záměsi a nezvyšuje tedy hodnotu vodního součinitele. Zvyšuje však vlhkost betonu a prodlužuje dobu vysychání betonu do stavu ustálené vlhkosti. Na konečnou pevnost betonu má tato vnitřní vlhkost příznivý vliv, nárůst pevnosti v prvních dnech však mírně zpomaluje. 4.2.3 Stabilita betonové směsi Přídavná voda určená pro sanaci vody vtlačené do zrn je před čerpáním, při míchání a dopravě nadbytečná. Proto se musí použít stabi− lizátory, aby se zabránilo rozměšování směsi. Firma Lias Vintířov dodává práškovou přísadu SPP, která působí jako stabilizátor, zabraňuje rozměšování tekuté čerstvé směsi před čerpáním a zlepšuje čerpatelnost betonu. 4.2.4 Ovlivnění nasákavosti Podstatný vliv na čerpatelnost betonu má počáteční vnitřní vlhkost lehkého kameniva použitého do lehkého betonu. Čím vyšší je tato vlhkost, tím nižší je nasákavost pod tlakem a tím je lepší čerpatelnost lehkého betonu. Pro čerpání není vhodné používat zcela suchý Liapor, doporučená je počáteční vlhkost minimálně 7 % hmotnosti. Toho se dosáhne uložením Liaporu na otevřené skládce a v suchém období kropením. Předmáčení kameniva na vnitřní vlhkost 20 % umožňuje velmi bezpečnou čerpatelnost.

11


28.9.2006

10:13

StrÆnka 12

Lehké betony z Liaporu 4.2.5 Úprava konzistence před čerpáním Lehký beton pro čerpání se vyrobí v betonárně v konzistenci s průměrem rozlití 520 až 600 mm (F4 až F5). Již během dopravy se část vody z malty vsákne do kameniva. Pokud je toto vsáknuté množství vody větší, než s jakým bylo počítáno, je nutno na stavbě po dopravě těsně před čerpáním konzistenci betonové směsi upravit a dosáhnout původní konzistence. Úprava konzistence se provádí přidáním superplasti− fikační přísady do mixu před vypuštěním betonu. Množství přísady se volí po malých dávkách, někdy postačí asi 0,3 % z hmotnosti cementu. Po přidání přísady musí být beton v domíchávači ještě dokonale promíchán.

12

4.3 Míchání, doprava, čerpání LB 4.3.1 Tlak v potrubí s betonem V běžném případě čerpání betonu, kdy délka potrubí je 40 m, výška 15 m, průměr potrubí 125 mm a dostačující výkon 20 m3 za hodinu, nemusí tlak v potrubí překročit hodnotu 10 bar. Vlivem špatné přípravy potrubí, rázů při chodu pohonu čerpadla, odporů v potrubí, jako jsou např. ohyby potrubí při přechodu přes parapet nebo zlomy ve vodorovném směru a podobně, tlak v potrubí stoupá nad tento minimální potřebný. Pokud je čerpán obyčejný beton a objeví se v potrubí nadbytečné odpory, čerpadlo vyvine maximální tlak, jakého je schopno a odpor obvyk− le překoná. Konzistence obyčejného betonu se přitom příliš nezmění a čerpání může potom pokračovat. U betonu z lehkého − pórovitého kameniva však při náhlém nárůstu tlaku dojde k vtlačení vody z cementového tmele do zrn kameniva a následně ke změně konzistence. Následuje zhoršení pohyblivosti betonové směsi, zvýšení tlaku a může dojít až k ucpání potrubí. Pro vyhodnocení průběhu čerpání je nutno sledovat tlak v potrubí s betonem (nikoli jen tlak v hydraulické soustavě čerpadla). U pístových čerpadel je nutno znát pro použité čerpadlo převodní vztah mezi tlakem v potrubí s betonem a tlakem v hydraulickém systému, který je obvykle zobrazován na tlakoměru. Tento převodní koeficient je dán především poměrem plochy pístu hydraulické soustavy ku ploše pístu betonové soustavy. Tento koeficient může být pro každé jednotlivé čerpadlo odlišný. Jeho hodnota je asi 0,7. To znamená, např. je−li na tlakoměru hydraulické soustavy zobrazen tlak 30 bar, je v potrubí s betonem tlak 21 bar. U vačkových čerpadel je tento převodní vztah složitější, a je proto nutno získat údaj o tlaku v potrubí s betonem od výrobce. 4.3.2 Rovnoměrnost tlaku Při čerpání lehkého betonu je více než u obyčejného betonu nutno dbát na to, aby čerpadlo pracovalo s nejnižším potřebným výkonem, aby tlak v potrubí byl co nejnižší a nevzrůstal vlivem zbytečných odporů, aby byl rovnoměrný a aby nedocházelo k žádným rázům. 4.3.3 Příprava potrubí Před zahájením čerpání je nutno promazat potrubí cementovým mlékem (voda + cement), nebo přísadou tomu určenou. Při zahájení čer− pání rozmíchat v koši čerpadla část betonové směsi s dávkou cca 0,5 kg SPP. Potrubí musí být vedeno tak, aby v něm nebyly žádné zbytečné odpory, např. zlomy přes parapety apod. Je vhodné zajistit plynulost dodávky čerstvého betonu a čerpání bez prostojů. Při delších pracovních přestávkách je nutno stáhnout směs z potrubí do koše čerpadla a před dalším čerpáním opět potrubí promazat.

4.4 Průkazní a kontrolní zkoušky čerpaného lehkého betonu 4.4.1 Ověřování skutečného složení čerpaného betonu Průkazní zkouška betonu by měla být provedena tak, aby podmínky odpovídaly stavu betonu po uložení do konstrukce a zhutnění. Při skutečné akci není problém odebrat beton pro kontrolní zkoušky po čerpání a zhutnit zkušební těleso odpovídajícím způsobem, jako je zhutněn beton v konstrukci, nebo odebrat beton vývrtem z konstrukce. Při přípravě akce však chce technolog provést průkazní zkoušku bez toho, aby musel použít skutečné čerpadlo. Proto byly z praxe a z výsledků zkoušek odvozeny podmínky, za jakých musí být provedeny průkazní zkoušky pro čerpané lehké betony. Podstatou je určení stavu, v jakém bude beton po čerpání a uložení v bednění z hlediska vlhkosti kameniva a obsahu účinné vody. Pro takový stav se potom provedou průkazní zkoušky. Tak je možno zajistit dobrou shodu zkoušek provedených předem s konečným staven betonu po čerpání. Během realizace čerpaného lehkého betonu je nutno sledovat čtyři stavy: Stav 1, na konci míchání. Stav 2, po dopravě. Stav 3, během čerpání, v okamžiku největšího tlaku v potrubí s betonem. Stav 4, po čerpání, v okamžiku uložení a zhutnění. V případě čerpání obyčejného betonu není významný rozdíl mezi stavem 1 a stavy 2, 3 a 4. Sleduje se tedy jen stav 1 a v něm se provádí průkazní zkoušky. V případě lehkého betonu použitého jako transportbeton (bez čerpání) je nutno počítat s dobou dopravy a sledovat i stav 2. EN 206−1 počítá s tímto stavem v odstavci 5.4.2, kde je uvedeno, že při stanovení obsahu účinné vody se zohledňuje nasákavost lehkého kameniva po 60 minutách. V případě čerpaného lehkého betonu je nutno navíc sledovat i stav 3 a 4. Ve stavu 3 nastává okamžik, kdy betonová směs obsahuje nejméně volné vody. Tento stav je tedy kritický pro pohyblivost a čerpatelnost směsi. Pokud vodní součinitel klesne pod určitou hranici, nebo pokud dokonce objem cementového tmele klesne na úroveň mezerovitosti promíseného a setřeseného kameniva, dojde k ucpání potrubí a k znemožnění čerpání. Lehký beton z Liaporu správného složení musí zů− stat pohyblivý i v tomto stavu. Po průchodu potrubím a uvolnění tlaku je část vody vytlačena ze zrn zpět do cementového tmele. Nastává stav 4, ve kterém je beton uložen a zhutněn.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 13

Lehké betony z Liaporu Průkazní zkoušku čerpaného lehkého betonu provádíme tak, aby složení betonu odpovídalo stavu 4. V recepturách pro čerpatelné betony uvedených v následující kapitole je uvedena účinná voda i záměsová voda. Při laboratorní průkazní zkoušce se musí zvolit dávka záměsové vody tak, aby v okamžiku hutnění zkušebních vzorků obsahovala betonová směs dávku účinné vody. Lehké kamenivo musí při laboratorní průkazní zkoušce obsahovat vodu, kterou obsahuje po čerpání, tj. rozdíl mezi záměsovou a účinnou vodou uvedenou v receptuře. 4.4.2 Odběr vzorků pro zkoušky čerpaného lehkého betonu Kontrolní zkoušky je nutno vždy provádět na betonu po čerpání, tedy ve stavu 4. Pro vyhodnocení chování lehkého betonu v průběhu celé akce je dobré odebírat vzorky v jednotlivých etapách, tedy po namíchání − stav 1, po dopravě − stav 3 a po čerpání − stav 4. Při výrobě zkušebních těles je nutno ve všech etapách dodržet stejný postup hutnění betonu.

5 Přibližné spotřeby materiálu pro lehké betony z Liaporu 5.1 Všeobecně V této kapitole jsou uvedeny receptury pro transportbetony z Liaporu včetně čerpatelných lehkých betonů. V úvodu kapitoly jsou uvedeny receptury pouze s jedním druhem Liaporu, a to se základní hrubou frakcí Liapor 4 − 8/350. Toto je nejjednodušší řešení, které umožňuje výrobci vyrábět lehké betony s vyčleněním pouze jednoho zásobníku pro Liapor. V dalším kroku může výrobce přejít na využití i drobného Liaporu (viz kapitola 5.5), případně různých druhů hrubého Liaporu a dosáhnout ještě lepších parametrů lehkých betonů. Mezerovité lehké betony jsou značeny podle ČSN 73 2402. Hutné lehké betony jsou značeny podle ČSN EN 206−1.

5.2 Mezerovité lehké betony z Liaporu 5.2.1 Mezerovité lehké betony z Liaporu pro pneumatickou dopravu Tabulka 7: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Mezerovité lehké betony podle ČSN 73 2402, betony s přirozenou mezerovitou strukturou, jednozrnné betony z úzké frakce. Označení

Liapor

MLB2 − 650

Cement pevnostní třídy 32,5

Voda

Objemová hmotnost betonu

druh

dávka (m3)

dávka (kg)

dávka (l)

kg/m3

4−8/350

1,1

200

100

625

Poznámka: Tyto betony je možno dopravovat koši nebo ukládat přímo. 5.2.2 Mezerovité lehké betony z Liaporu pro dopravu koši nebo přímé ukládání Tabulka 8: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Mezerovité lehké betony podle ČSN 73 2402, betony s přirozenou mezerovitou strukturou. Označení

MLB3,5 − 925

Liapor

DTK 0−4


Voda


druh

dávka (m3)

dávka (kg)

dávka (kg)

dávka (l)

kg/m3

4−8/350

1,05

250

250

125

917

5.3 Hutné lehké betony z Liaporu Tabulka 9: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Hutné lehké betony podle ČSN EN 206−1 pro přímé ukládání nebo ukládání košem. Označení

LC 8/9 D1,2 LC 16/18 D1,4 LC 20/22 D1,6 LC 25/28 D2,0

Liapor

druh

dávka (m3)

4−8/350 4−8/350 4−8/350 4−8/350

0,88 0,72 0,5 0,26

HTK 4−8

DTK 0−4A


Plastifikátor

Voda


dávka (kg)

dávka (kg)

dávka (kg)

dávka (l)

dávka (l)

kg/m3

300 670

550 730 670 730

290 350 375 375

3 4 4 4

150 175 187 187

1 1 1 1

200 395 595 945

13


28.9.2006

10:13

StrÆnka 14


5.4 Hutné lehké betony z Liaporu pro čerpání Tabulka 10: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu, hutné lehké betony podle ČSN 73 2402 pro čerpání.1) Označení

Liapor

HTK 4−8

DTK 0−4A

DTK 0−1A

Popílek

CEM ll 42,5

Plastifi− kátor

Stabili− zátor SPP

(kg)

dávka (kg)

(l)

(kg)

dávka (l)

kg/m3

75 75 75 75

300 375 375 375

3 4 4 4

1 1 1 1

210 214 206 190

246 243 228 205

14 druh LC 8/9 D1,2 LC 12/13 D1,4 LC 16/18 D1,6 LC 20/22 D1,8

dávka (m3) dávka (kg) dávka (kg) dávka (kg)

4−8/350 4−8/350 4−8/350 4−8/350

0,75 0,65 0,45 0,33

330 475 475 475

250 500

150 150 175 175

Účinná Záměsová Objemová voda2) voda3) hmotnost betonu kg/m3 1 1 1 1

195 360 580 780

Poznámky: 1) Předpokládá se základní případ čerpání, tj. délka potrubí 50 m a výška max. 15 m. Pro jiné podmínky je nutno složení betonové směsi upravit. 2) Účinná voda je voda, která je obsažena v cementovém tmelu v okamžiku hutnění betonu. Při laboratorní průkazní zkoušce se musí zvolit dávka záměsové vody tak, aby v okamžiku hutnění zkušebních vzorků obsahovala betonová směs tuto dávku účinné vody. Lehké kameni− vo musí při laboratorní průkazní zkoušce obsahovat vodu, kterou obsahuje po čerpání, tj. rozdíl mezi záměsovou a účinnou vodou uve− denou v receptuře. 3) Tato dávka záměsové vody je stanovena na suchá kameniva a základní případ čerpání. Pro jiné podmínky je nutno dávku záměsové vody upravit.

5.5 Lehké betony z Liaporu s různou strukturou při využití drobné frakce keramického kameniva 5.5.1 Lehké betony z Liaporu s využitím drobné frakce keramického kameniva pro dopravu košem nebo přímé ukládání Tabulka 11: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti druh LB

LB 2 0,8

LB 2,5 0,8

LB 3,5 0,9

LB 5 0,9

LB 7,5 1,2

LB 10 1,2

LB 12,5 1,4

LB 15 1,2

LB 15 1,6

LB 20 1,8

LB 25 2,0

norma

DIN 4232

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

DIN 4232

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

ČSN 73 2402

hutná

hutná

hutná

hutná

hutná

hutná

hutná

struktura betonu

napěněná mezerovitá mezerovitá napěněná

označení LB dle EN 206−1

LC 8/9 D1,2 m3

kg

m3

kg

m3

kg

m3

kg

m3

kg

LC 12/13 LC 16/18 LC 16/18 LC 20/22 LC 25/28 D1,4 D1,2 D1,6 D1,8 D2,0 m3

kg

m3

kg

m3

kg

m3

kg

m3

kg

m3

kg

Liapor 4−8/3502) 0,8 0,9 0,75 0,65 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 0,45 0,25 0,2 0,35 0,45 0,40 0,30 0,25 0,40 Liapor 0−4(50)/5252) 0,3 DTK 0−2/B 250 DTK 0−4/A 300 450 525 845 620 600 HTK 4−8/B 300 600 CEM II 42,5 220 235 255 350 340 350 370 420 390 450 470 popílek 60 plastifikátor 3,4 3,5 3,7 5,0 4,7 5,4 6,1 napěňovací přís. SPH 1,0 1,0 voda 130 140 155 210 205 195 205 238 215 248 260 v/c3)

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

objemová hmotnost čerstvého betonu1)

788

795

860

1025

1230

1330

1405

1353

1660

1778

2020

objemová hmotnost vysušeného betonu1)

720

720

770

900

1110

1220

1295

1180

1545

1645

1880

Poznámka:

deklarované hodnoty sypné hmotnosti Liaporu jsou v toleranci ±15 %, v tomto rozmezí mohou kolísat i objemové hmotnosti LB betonu receptury jsou navrženy na tyto deklarované parametry objemové hmotnosti zrna a sypných hmotností Liaporu: Liapor 4−8/350 sypná hmotnost 350 kg/m3 objemová hmotnost zrna 650 kg/m3 Liapor 0−4 (50)/525 sypná hmotnost 525 kg/m3 objemová hmotnost zrna 925 kg/m3 Při provádění záměsí je nutno počítat s konkrétní hodnotou objemové hmotnosti zrna a sypných hmotností Liaporu 3) popílek je započítán do vodního součinitele 20 % své hmotnosti 1)

2)


28.9.2006

10:13

StrÆnka 15

Lehké betony z Liaporu 5.5.2 Lehké betony z Liaporu s využitím drobné frakce keramického kameniva pro čerpání Tabulka 12: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti druh LB norma struktura betonu označení LB dle EN 206−1

LB 5−1200

LB 7,5−1200

LB 10−1300

LB 15−1600

LB 20−1800

ČSN 73 2402 hutná

ČSN 73 2402 hutná LC 8/9−D1,2

ČSN 73 2402 hutná LC 12/13−D1,4

ČSN 73 2402 hutná LC 16/18−D1,6

ČSN 73 2402 hutná LC 20/22−D1,8

m3 Liapor 4−8/350 2) Liapor 0−4 (50) /525 2) popílek DTK 0−2/B DTK 0−4/A HTK 4−8/B CEM II / 42,5 plastifikátor stabilizační přísada SPP voda

kg

m3

0,5 0,35

v/c3) konzistence dle EN 206 zkouška rozlitím (cm) objemová hmotnost čerstvého betonu1) objemová hmotnost vysušeného betonu1)

kg

0,40 0,30

m3

kg

0,35 0,25 85 175 200

85 200 250

330 4,9 1,0 245

360 4,9 1,0 265

390 4,8 1,0 285

0,7 F4 49−55 1390 1200

0,7 F4 49−55 1470 1285

kg

0,30

85 100 135

0,7 F4 49−55 1260 1100

m3

m3

kg

0,10 60 200 450 235 430 5,1 0,5 288 0,65 F4 49−55 1775 1595

60 200 400 520 480 5,6 0,5 295 0,6 F4 49−55 1995 1800

deklarované hodnoty sypné hmotnosti Liaporu jsou v toleranci ±15 %, v tomto rozmezí mohou kolísat i objemové hmotnosti LB betonu receptury jsou navrženy na tyto deklarované parametry objemové hmotnosti zrna a sypných hmotností Liaporu: Liapor 4−8/350 sypná hmotnost 350 kg/m3 objemová hmotnost zrna 650 kg/m3 3 Liapor 0−4 (50)/525 sypná hmotnost 525 kg/m objemová hmotnost zrna 925 kg/m3 Při provádění záměsí je nutno počítat s konkrétní hodnotou objemové hmotnosti zrna a sypných hmotností Liaporu 3) popílek je započítán do vodního součinitele 20 % své hmotnosti Předpokládá se základní případ čerpání, tj. délka potrubí 50 m a výška max. 15 m. Pro jiné podmínky je nutno složení betonové směsi upravit. Poznámky:

1)

2)

Tabulka 13: Další charakteristiky lehkých betonů z Liaporu Označení

MLB 2−650 MLB 3,5−975 LC 8/9 D1,2 LC 12/13 D1,4 LC 16/18 D1,6 LC 20/22 D1,8 LC 25/28 D2,0


Součinitel tepelné vodivosti λ

Modul pružnosti

kg/m3

W/(mK)

kN/mm2

625 917 1 195 1 360 1 580 1 780 1 980

0,14 0,19 0,31 0,40 0,60 0,69 0,77

2,0 3,75 6,0 9,0 12,7 17,2 22,7

15


28.9.2006

10:13

StrÆnka 16


5.6 Přísady 5.6.1 SPP − Stabilizátor lehkých betonů z Liaporu Pro čerstvý, čerpatelný lehký beton a lehké malty

16

1. Oblast použití stabilizátor SPP se používá k omezení nebo odstranění náchylnosti zejména lehkého betonu nebo lehké malty k rozměšování a odsazování vody zlepšuje čerpatelnost lehkých betonů u betonů s objemovou hmotností pod 1 600 kg/m3 je nezbytnou podmínkou a zárukou úspěchu čerpání je určen pro betony s nízkým obsahem jemných částic pro některé druhy lehkých malt nesmí se použít pro předpjatý beton 2. Vlastnosti a účinky zlepšení homogenity a zpracovatelnosti čerstvého betonu omezení náchylnosti k rozměšování zlepšení vnitřní soudržnosti směsi snížení pohyblivosti vody snížení odlučování vody zabraňuje vyplavení zrn lehkého kameniva Liaporu při čerpání zvyšuje viskozitu čerstvého betonu dosažení plastické až tekuté konzistence čerstvého betonu 5.6.2 SPH − Napěňovač lehkých betonů z Liaporu Pro čerstvý lehký beton s napěněnou strukturou a pro lehké malty 1. Oblast použití především k výrobě lehkého betonu s napěněnou strukturou dle DIN 4232, ČSN 73 24 02, EN 1520 výroba lehkých betonových směsí s velmi nízkým podílem jemných částic výroba některých druhů lehkých malt a omítkových směsí s nízkou objemovou hmotností a nízkým součinitelem tepelné vodivosti nesmí se používat pro výrobu předpjatých betonů 2. Vlastnosti a účinky zlepšuje zpracovatelnost čerstvého lehkého betonu snižuje množství záměsové vody vzhledem k napěnění struktury lehkého betonu a zrovnoměrnění matrice zvyšuje pevnost lehkého betonu v objemových hmotnostech 500 − 1 000 kg/m3 umožňuje plastickou až tekutou konzistenci čerstvého lehkého betonu snižuje povrchové napětí lehkého betonu plastického účinku je dosaženo vnesením malých uzavřených vzduchových pórů velikosti cca 0,5 − 2 mm do cementového tmele, který se tímto stává plastickým

Citované související normy, předpisy a literatura ČSN 73 2402 ČSN 73 1203 ČSN EN 206−1 ENV 1992−1−4 pr EN 1520 DIN 4219−1 DIN 4219−2 DIN 4232

Provádění a kontrola konstrukcí z lehkého betonu z umělého pórovitého kameniva. Navrhování konstrukcí z lehkého betonu z pórovitého kameniva. Beton, vlastnosti, výroba, ukládání a kritéria hodnocení. Navrhování betonových konstrukcí. Část 1 − 4: Obecná pravidla − Hutný beton s pórovitým kamenivem. Prefabrikované vyztužené dílce z lehkého betonu s mezerovitou strukturou. Prostý a vyztužený lehký beton s uzavřenou strukturou. Požadavky na beton, výroba, kontrola. Prostý a vyztužený lehký beton s uzavřenou strukturou. Navrhování a provádění. Stěny z lehkého betonu s mezerovitou strukturou. Navrhování a provádění.


28.9.2006

10:13

StrÆnka 17


Seznam obrázků Obrázek Obrázek Obrázek Obrázek Obrázek

1: 2: 3: 4: 5:

Mezní objemové podíly složek hutného lehkého betonu z Liaporu............................................................................................4 Mezní objemové podíly složek mezerovitého lehkého betonu z Liaporu ...................................................................................4 Struktura hutného lehkého betonu..............................................................................................................................................5 Struktura mezerovitého lehkého betonu − přirozená mezerovitá struktura.................................................................................5 Struktura mezerovitého lehkého betonu − napěněná struktura ..................................................................................................5

Seznam tabulek Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka Tabulka

1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:

Základní rozdělení betonů.....................................................................................................................................4 Přehled základních norem pro lehké betony a konstrukce z lehkých betonů ......................................................5 Pevnostní třídy betonů dle ČSN 73 3402 .............................................................................................................6 Pevnostní třídy hutných lehkých betonů dle ČSN EN 206−1 ................................................................................7 Třídy objemové hmotnosti hutných lehkých betonů dle ČSN EN 206−1 ..............................................................7 Doporučené hodnoty objemu malty složené ze zrn do 4 mm v hutných lehkých betonech z Liaporu................9 Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Mezerovité lehké betony podle ČSN 73 2402, betony s přirozenou mezerovitou strukturou, jednozrnné betony z úzké frakce..............13 8: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Mezerovité lehké betony podle ČSN 73 2402, betony s přirozenou mezerovitou strukturou ....................................................................13 9: Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti. Hutné lehké betony podle ČSN EN 206−1, pro přímé ukládání nebo ukládání košem.......................................................................13 10:Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu, hutné lehké betony podle ČSN 73 2402 pro čerpání.................14 11:Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti ....................................................................14 12:Přibližná spotřeba materiálu na 1 m3 betonu a základní vlastnosti ....................................................................15 13:Další charakteristiky lehkých betonů z Liaporu ..................................................................................................15

17


28.9.2006

10:13

StrÆnka 18

Poznámky

18


28.9.2006

10:13

StrÆnka 19

Poznámky

19


28.9.2006

10:13

StrÆnka 20

Úvod. cemex_prirucka_liaporbeton_vnitrek_2006.qxd :13 StrÆnka 1

Recommend Documents