Beton

Přednáška č.3-b
122TASD – přednáška 3
Speciální betony
Ing. Robert Coufal
ČVUT v Praze I Fakulta stavební I Katedra technologie staveb 11 122
1

Specielní produkty ve
firmách TBG Pražské malty
a TBG Metrostav

Obsah prezentace
Představení společnosti
Specifikace betonu dle ČSN EN 206-1 Z3
Typy cementů
Beton pro bílé vany
Stříkaný beton
Značkové produkty ze sortimentu TBG Metrostav
– Easycrete
– Steelcrete
– Floorcrete
– Systemcrete
Značkové produkty ze sortimentu TBG Pražské malty
– Anhyment
– CemFlow
– Poriment
– Malmix

Struktura skupiny

Představení společnosti
Patříme do skupiny Českomoravský beton

Představení společnosti
Naše společnosti TBG Pražské malty a TBG Metrostav dodávají
materiály v oblasti Prahy a blízkého okolí

Norma ČSN EN 206-1 Z3
Beton – část 1: specifikace, vlastnosti,výroba a
shoda
Poslední změnou je změna č. 3
Vydaná v květnu 2008

Specifikace betonu dle ČSN EN 206-1
Správná specifikace betonu:
C30/37 – XF2 (CZ, F.2) – Cl 0,2 – Dmax22 – S4 dle ČSN EN 206–1/Z3
Pevnostní třída
Stupně vlivu prostředí
Obsah chloridů
Maximální zrno
Konzistence
Specifikace normy
Číslo tabulky pro mezní hodnoty a složení směsi (požadovaná
životnost)

Pevnostní třídy betonu – ČSN EN 206-1
C -/5
C -/7,5
C 8/10
C 12/15
C 16/20
C 20/25
C 25/30
C 30/37
C 35/45
C 40/50
C 45/55
C 50/60
Vysokopevnostní
betony – HSC, HPC
C 55/67
C 60/75
C 70/85
C 80/95
C 90/105
C 100/115
Ultra-vysokopevnostní
betony – UHPC

Zkušební tělesa

Stupně vlivu prostředí dle ČSN EN 206-1
Bez nebezpečí koroze nebo narušení
– X0
Koroze vlivem karbonatace
– XC1, XC2, XC3, XC4
Koroze vlivem chloridů, ne však z mořské vody
– XD1, XD2, XD3
Koroze vlivem chloridů z mořské vody
– XS1, XS2, XS3
Působení mrazu a rozmrazování (mrazové cykly)
s rozmrazovacími prostředky nebo bez nich
– XF1, XF2, XF3, XF4
Chemické působení
– XA1, XA2, XA3

Karbonatace betonu
Karbonatace betonu – je to reakce mezi kyselými plyny v atmosféře a
produkty hydratace cementu. Vzduch obsahuje CO2. Tento oxid
proniká do pórů betonu difuzí a reaguje s hydroxidem vápenatým,
který je rozpuštěn v pórové vodě. Dochází ke snížení alkality
prostředí na hodnotu pH = 10, a tím se ztrácí ochrana výztuže.
Zjištění míry koroze betonu se provádí jednak měřením
mechanických vlastností, jednak metodami chemickými.

Koroze vlivem karbonatace XC1-4
Pokud je beton, obsahující výztuž nebo jiné zabudované kovové
vložky, vystaven ovzduší a vlhkosti
XC1 – suché nebo stále mokré
– beton uvnitř budov s nízkou vlhkostí vzduchu, beton trvale ponořený pod
vodou
XC2 – mokré, občas suché
– většina základů, části vodojemů
XC3 – středně mokré, vlhké
– beton uvnitř budov se střední nebo vysokou vlhkostí vzduchu, venkovní
beton chráněný proti dešti, části staveb, ke kterým má často nebo stále
přístup vnější vzduch
XC4 – střídavě mokré a suché
– povrchy betonu ve styku s vodou, vnější části staveb, přímo vystavené
dešťovým srážkám

Koroze vlivem chloridů
Pokud do betonu proniknou chloridy, pak dojde k aktivaci oceli, aniž
by to bylo nutně spojeno s poklesem pH pórového roztoku. Rychlost
průniku chloridů betonem je řádově v mm za rok.

Koroze vlivem chloridů, ne však z mořské vody XD1-3
Pokud beton, obsahující výztuž nebo jiné zabudované kovové
vložky, přichází do styku s vodou, obsahující chloridy, včetně
rozmrazovacích solí, ne však z mořské vody
XD1 – středně mokré, vlhké
– povrchy betonů, vystavené chloridům rozptýleným ve vzduchu, stavební
části dopravních ploch, jednotlivé garáže
XD2 – mokré, občas suché
– plavecké bazény, beton vystavený působení průmyslových vod
obsahujících chloridy
XD3 – střídavě mokré a suché
– části mostů a inženýrských staveb vystavené postřikům obsahujícím
chloridy, betonové povrchy parkovišť

Degradace betonu mrazem a chemickými rozmrazovacími látkami

Působení mrazu a rozmrazování (mrazové cykly)
s rozmrazovacími prostředky nebo bez nich XF1-4
Pokud je mokrý beton vystaven významnému působení
střídavého mrazu a rozmrazování
XF1 – mírně nasycen vodou bez rozmrazovacích prostředků
– Svislé betonové plochy vystavené dešti a mrazu
XF2 – mírně nasycen vodou s rozmrazovacími prostředky
– Svislé betonové povrchy silničních konstrukcí vystavené mrazu a
rozmrazovacím prostředkům rozptýleným ve vzduchu
XF3 – značně nasycen vodou bez rozmrazovacích prostředků
– Vodorovné betonové povrchy vystavené dešti a mrazu
XF4 – značně nasycen vodou s rozmrazovacími prostředky nebo
mořskou vodou
– Vozovky a mostovky vystavené rozmrazovacím prostředkům, betonové
povrchy vystavené přímému ostřiku rozmrazovacích prostředků a mrazu

Chemické působení
vody s nízkým obsahem soli (s nízkou tvrdostí), které též označujeme
jako hladové
vody s vyšší koncentrací vodíkových iontů (s nízkým pH) označujeme
též jako vody kyselé
vody obsahující agresivní oxid uhličitý (uhličité vody)
vody s vyšší koncentraci síranů (síranové vody)
vody s vyšší koncentrací hořečnatých iontů (hořečnaté vody)
vody s vyšší koncentrací amonných iontů (amonné vody)
jiné druhy vod (alkalické, průmyslové odpadní vody, vody obsahující
oleje, tuky, sirovodík atd..)

Chemické působení XA1-3
Pokud je beton vystaven chemickému působení rostlé zeminy,
podzemní vody nebo je vystaven chemickému prostředí
XA1 – slabě agresivní chemické prostředí
– Nádrže čistíren odpadních vod, základy v prostředí XA1
XA2 – středně agresivní chemické prostředí
– Části staveb v půdách agresivních vůči betonu
XA3 – vysoce agresivní chemické prostředí
– Průmyslové čistírny odpadních vod s chemicky agresivními vodami,
sklady chemicky agresivních látek a umělých hnojiv, silážní jámy, krmné
žlaby, chladící věže s odvodem kouřových plynů

Klasifikace chemického prostředí pro stupeň vlivu
prostředí XA

Koroze vlivem mechanického působení (obrus)
Pokud je beton vystaven pohyblivému mechanickému zatížení
XM1 – mírné nebo střední namáhání obrusem
– Nosné průmyslové podlahy pojížděné vozidly s pneumatikami
XM2 – silné namáhání obrusem – nutné speciální zpracování povrchu
– Nosné průmyslové podlahy pojížděné vozidly s pneumatikami nebo
celogumovými koly vysokozdvižných vozíků
XM3 – velmi silné namáhání obrusem – úpravy povrchu odolnými
materiály
– Nosné průmyslové podlahy pojížděné vozidly s ocelovými nebo umělohmotnými
koly vysokozdvižných vozíků, plochy pojížděné pásovými vozidly, vodní stavby
vystavené intenzivnímu proudění vody

Stupně vlivu prostředí dle ČSN EN 206-1 - příklady

Stupně vlivu prostředí dle ČSN EN 206-1 - příklady

Požadavky na složení a vlastnosti betonu dle stupně vlivu
prostředí

Obsah chloridů
Kategorie obsahu chloridů značí maximální obsah chloridů k
hmotnosti cementu (%), tzn. Cl 0,4 znamená maximálně 0,4%
chloridů z množství cementu.
Všechny betony vyráběné v TBG Metrostav splňují nejpřísnější
požadavek Cl 0,2
Cl 1,0 – bez ocelové výztuže nebo jiných kovových vložek
Cl 0,4 – s ocelovou výztuží nebo jinými kovovými vložkami
Cl 0,2 – s předpjatou ocelovou výztuží

Maximální zrno kameniva D max
Maximální zrno kameniva je určeno na základě tvaru a stupně
vyztužení betonové konstrukce
Betony se běžně vyrábí v následujících kategoriích
– D max22 – maximální zrno 22 mm
– D max16 – maximální zrno 16 mm
– D max8 – maximální zrno 8 mm
Při D max4 se již nejedná o beton, ale o potěr nebo maltu

Měření konzistence transportbetonu
Zkouška sednutím podle EN 1235-2
– Pro běžný transportbeton
Zkouška rozlitím podle EN 12350-5
– Pro plastičtější betony
– Lépe vystihuje zpracovatelnost
– Složitější na provádění
Zkouška rozlitím dle evropské směrnice pro SCC
– Jednoduchá zkouška pro samozhutnitelné a lehce zhutnitelné betony

Zkouška sednutím podle EN 1235-2
– Sednutí Abramsova kužele
S1 10 - 40 mm
S2 50 - 90 mm
S3 100 - 150 mm
S4 160 - 210 mm
S5 více než 220 mm

Zkouška rozlitím podle EN 12350-5
F1 ≤ 340 mm
F2 350 – 410 mm
F3 420 – 480 mm
F4 490 – 550 mm
F5 560 – 620 mm
F6 630 – 750 mm – samozhutnitelné betony (SCC)
F7 760 – 850 mm – samozhutnitelné betony (SCC)

Zkouška rozlitím dle evropské směrnice pro SCC
SF1 550 – 650 mm
SF2 660 – 750 mm –
samozhutnitelný beton (SCC)
SF3 760 – 850 mm

Životnost konstrukce
Označuje se národním dodatkem (CZ) a číslem tabulky mezních
hodnot (F.1-3)
Předpokládaná životnost 50 let – (CZ, F.1)
– Běžné bytové a administrativní stavby
Předpokládaná životnost 100 let – (CZ, F.2)
– Dopravní a jiné významné stavby
Při požadavcích na obrus a otluk – (CZ, F.3)
– Pro stupeň vlivu prostředí XM1-3

Shrnutí specifikace betonu
Stupeň vlivu prostředí
Správná specifikace betonu:
Životnost konstrukce 100 let
C30/37 – XF2 (CZ, F.2) – Cl 0,2 – Dmax22 – S4 dle ČSN EN 206–1/Z3
Kozistence sednutím kužele
Maximální zrno kameniva 22 mm
Maximální obsah chloridů (předepjatá konstrukce)
Označení normy

Návrh směsi
Standardní betony
– většinou optimalizací stávajících receptur pro potřeby nového
zákazníka
– při úplně nových recepturách je nutno provést v dostatečném
časovém předstihu průkazní zkoušky
– z teoretických rovnic pro návrh betonu je použitelná pouze
rovnice absolutních objemů
Speciální směsi
– Dlouhý vývoj od laboratorních zkoušek až po zkušební
betonáž na stavbě

Složení betonu
Frakce: 0 – 4 mm
4 – 8 mm
8 – 16 mm
11 – 22 mm
Pitná voda
Kalová voda (recyklovaná)
CEM I 42,5 R
CEM II/B-M 42,5 N
CEM II/B-S 32,5 R
CEM III/B 32,5 N – sv
Popílek
Mletý vápenec
Vysokopecní struska
Plastifikační přísady
Polykarboxyláty
Melaminy
Lignosulfonany
Provzdušňovací
přísady
Urychlovací přísady
Zpomalovací přísady

Druhy a složení cementů

Portlandský cement
CEM I 42,5 R
Vlastnosti cementu CEM I 42,5 R
Obsah slínku 95 – 100%
Rychlý vývoj hydratačního tepla
Vysoké počáteční pevnosti
Využití betonů s cementem CEM I 42,5 R
Stěny, sloupy, stropní desky v budovách s rychlým postupem
výstavby a potřebou odformování v krátkém čase
Konstrukce vystavené mrazu a chemickým rozmrazovacím látkám
(provzdušněné betony)
Předepjaté konstrukce, mosty
Stříkané betony

Portlandský směsný cement
CEM II/B-M 42,5 N
Vlastnosti cementu CEM II/B-M 42,5 N
Obsah slínku 65-79%
Příměs strusky a vápence
Vysoký měrný povrch
Nevhodný do chemicky agresivního prostředí a do mrazuvzdorných
konstrukcí
Využití betonů s cementem CEM II/B-M 42,5 N
Stěny, sloupy, stropní desky s rychlým náběhem pevností
Betony s dobrým poměrem cena / pevnost / rychlost náběhu
Stříkané betony

Portlandský struskový cement
CEM II/B-S 32,5 R
Vlastnosti cementu CEM II/B-S 32,5 R
Obsah slínku 65 - 79%
Obsah vysokopecní strusky 21 – 35%
Pomalejší vývoj hydratačního tepla
Nižší cena
Využití betonů s cementem CEM II/B-S 32,5 R
Betony nižších pevnostních tříd
Vodotěsné betony pro bílé vany
Betony pro masivní konstrukce
Základové konstrukce
Cenově příznivé betony

CEM III/B 32,5 N – sv
Vlastnosti cementu CEM III/B 32,5 N – sv
Obsah slínku 20 – 34%
Obsah vysokopecní strusky 66 – 80%
Pomalý vývoj hydratačního tepla
Pomalý nárůst pevností
Síranovzdorný cement
Využití betonů s cementem CEM III/B 32,5 N – sv
Vodotěsné betony pro bílé vany
Základové konstrukce v chemicky agresivním prostředí, zejména v
místech kde hrozí síranová koroze
Betony pro masivní konstrukce
Vhodné pro betony s dlouhodobým hodnocením pevností

Srovnání vývoje pevností betonů s odlišnými cementy
Pevnost (MPa)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84
Stáří betonu (dny)
CEM II/B-M 42,5 N
CEM II/B-M 42,5 N
CEM I 42,5 R
CEM III/B 32,5 N – sv

Vodonepropustné konstrukce
Bílá vana
– Vodonepropustnost se zajišťuje vlastním betonem
– Veškeré spáry musí být těsněny
– Omezuje se šířka a průběh trhlin v betonu
Hnědá vana
– Vodotěsnost se zajišťuje kombinací předsazené bentonitové vrstvy a
vlastního betonu
– Při nižších tlacích vody nemusí být spáry těsněny
– Dilatační spáry musí být těsněny
– Omezuje se šířka a průběh trhlin
Modifikovaná hnědá vana
– Vodonepropustnost se zajišťuje kombinací předsazené bentonitové
vrstvy s tuhou fólií (HDPE) a vlastního betonu
– Obvykle nemusí být pracovní spáry těsněny
– Dilatační spáry musí být těsněny
– Omezuje se šířka a průběh trhlin

Technická pravidla ČBS 02 – Bílé vany, vodotěsné
betonové konstrukce
Směrnice je založena na tomto konceptu:
– Vodotěsnost betonu
– Zamezení vzniku trhlin
– Rozdělení vzniklých trhlin
– Sanace trhlin
Klasifikace
– Třída požadavků (A S, A 1, A 2, A 3, A 4)
– Konstrukční třídy (Kon s, Kon 1, Kon 2)
– Třída tlaku vody (W 0, W 1, W 2, W 3, W 4)

Třída požadavků na vodotěsnost vnějších stěn,
základových desek a stropů
A S - Žádná vizuálně patrná vlhká místa (tmavé zbarvení)
A 1 - Vizuálně patrná jednotlivá vlhká místa (max. matné tmavé
zabarvení)
A 2, - Vizuálně a dotykem patrná jednotlivá lesklá (vlhká) místa na
povrchu
A 3, - Kapkovitý výskyt vody s tvorbou proužků vody
A 4 - Jednotlivá mokvající místa s výskytem vody, pro podlahové
desky, stěny a podzemní stěny

Souvislost mezi třídou požadavků, tlakem vody, konstrukční třídou
a třídou těsnících pásů

Volba správného betonu
Beton je předepsán na základě konstrukční třídy
Třídy betonu
– BS1 A
– BS1 B
– BS1 C
– BS1 D
– BS1 E
– BS2 A
– BS2 B

Požadavky na beton
Dobrá zpracovatelnost
Malé smrštění
Nízký vývoj hydratačního tepla
Vysoká pevnost v tahu
Nízký obsah cementu
Cement s nízkým vývojem hydratačního tepla
Regulovaná teplota čerstvého betonu

Měření hydratačního tepla - model

dT - změna teploty od uložení [°C]
Vývoj hydratačního tepla
35
30
25
20
15
10
5
0
0:00:00
12:00:00
24:00:00
36:00:00
48:00:00
60:00:00
72:00:00
84:00:00
Čas od uložení betonu [hod]
96:00:00
108:00:00
CEM III/B - 550 kg
CEM I - 450 kg
120:00:00
132:00:00
144:00:00
156:00:00
168:00:00

Ražené tunely metodou NRTM – stříkané betony

Stříkané betony
Mokrý x suchý stříkaný beton
Musí se odladit kompatibilita cementu, plastifikátoru a urychlující
přísady přidávané na stavbě
Požadovaná rychlost náběhu pevností – J1, J2, J3

Stříkaný beton C 20/25 J2

Stříkaný beton C20/25 J3

Stříkaný beton - zkoušení

EASYCRETE F®
Lehce zhutnitelný beton
Konzistence S5 (sednutí Abramsova kužele 220 – 250 mm)
Nejméně častá varianta Easycretu
Beton se používá na standardně hutněné pohledové konstrukce

EASYCRETE SF®
Velmi lehce zhutnitelný beton
Konzistence SF1 ( Rozlití abramsova kužele 550 – 650 mm)
Zpracování jen lehkou vibrací, u vodorovných konstrukcí
zpracování nivelační hrazdou
Použití:
– Hustě vyztužené konstrukce
– Pohledové konstrukce
– Základové desky rodinných domů
– Milánské stěny

EASYCRETE SV®
Samozhutnitelný beton (SCC)
Konzistence SF2 ( Rozlití obráceného abramsova kužele 650 –
750 mm)
Nesmí se vibrovat, u pohledových konstrukcí je vhodné lehce
poklepat bednění
Bednění musí být přizpůsobeno vyšším tlakům
Je nutná kontrola konzistence
Použití:
– Hustě vyztužené konstrukce bez možnosti vibrace
– Pohledové konstrukce
– Konstrukce složitých tvarů

Stanovení prostupnosti samozhutnitelného betonu – L-Box

Viskozita – V-trychtýř
T 500

Zkouška odolnosti proti segregaci přes síto

STEELCRETE®
Beton s rozptýlenou výztuží
Konstrukční beton se zaručenou pevností v tahu
Dávkování drátků na betonárně
Použití:
– Základové desky rodinných domů
– Průmyslové podlahy
– Konstrukce s omezenou šířkou trhlin

Betony pro průmyslové podlahy
FLOORCRETE ®
Beton s deklarovaným množstvím drátků, pro použití vsypů a strojní hlazení

Betony pro systémové bednění
Beton husté, ale čerpatelné konzistence
SYSTEMCRETE ®

Děkuji za pozornost