Beton je komplexní vícesložková hmota, která projevuje své vlastnosti v závislosti na kvalitě původních komponentů, jejich poměrech, podmínkách prostředí při tvrdnutí a stupni zhutnění a také na svém stáří (době, která uplynula od nalití a ponechání ztvrdnout). Hlavním parametrem důležitým pro provoz je pevnost.
Pevnost betonu je schopnost konstrukce odolávat za provozu zatížení, které v ní vyvolává vnitřní pnutí, a bez destrukce odolávat vlivům vnějšího prostředí. Pevnost měří schopnost betonu odolávat návrhovému zatížení. Předběžné měření síly je důležité při provádění jakékoli práce, protože umožňuje vybrat betonovou směs se zadanými parametry pro konkrétní úkol.
.
Obsah
- Hlavní typy pevnosti betonu:
- Třídy a druhy betonu
- Tabulka shody tříd a značek
- Co určuje pevnost betonu?
- Jak zvýšit pevnost betonu?
- Zimní betonování
- Jak sami určit pevnost betonu?
- Doba tuhnutí betonu
- Doba tuhnutí betonu v závislosti na teplotě
- Kolik betonu tuhne v chladném počasí
- Jak beton získává pevnost v horku
Hlavní typy pevnosti betonu:
- Normalizované – pevnost betonu v návrhovém stáří nebo její podíl ve středním věku, stanovená v regulačním nebo technickém dokumentu, podle kterého je betonová směs, výrobek nebo konstrukce vyrobena.
- Přenos – pevnost betonu předpjatých výrobků v době přenosu předpínací výztuže do něj.
- Platba za dovolenou — pevnost betonu, při které je povoleno expedovat výrobek z výrobního závodu ke spotřebiteli. Hodnota pevnosti při popouštění je stanovena s přihlédnutím k době dopravy na staveniště, montáži a možnosti dalšího zvýšení pevnosti betonu ve výrobcích v závislosti na klimatických podmínkách a roční době.
- Odizolování – to je minimální akumulovaná pevnost betonu, při které je možné začít s odbedňováním (odbedňováním) bez poškození betonu.
- Design (značka) — pevnost betonu ve stáří 28 dní (nebo v jiných časech uvedených v regulačních dokumentech), zaručená doba tvrdnutí, umožňující přenesení plného návrhového zatížení na výrobek, tj. dosažení maximálně 100% pevnosti. Mezivěk je časový interval, který je v návrhovém období.
- Požadováno – minimální přijatelná průměrná hodnota pevnosti ve zkoumané dávce, odpovídající normované pevnosti betonu s jeho skutečnou homogenitou. Stanovuje se s ohledem na homogenní složení látky.
- Aktuální – průměrná hodnota pevnosti betonu, vypočtená z výsledků jejího stanovení v dávkách betonových směsí, výrobků nebo monolitických konstrukcí.
- Kritické – to je práh minimální pevnosti, při jehož dosažení beton přechází do stabilního stavu. Další zmrazení kompozice již nepovede k destrukci struktury a ztrátě pevnosti a po rozmrazení ji bude pouze nadále získávat.
Třídy a druhy betonu
Vzhledem k tomu, že konstrukční prvky budovy (základy, stěny, schodiště) musí během provozu odolávat různému stupni zatížení, používá se při výstavbě beton s různými vlastnostmi. Třída a třída betonu jsou důležitými indikátory pevnosti, které se berou v úvahu při stavbě jakéhokoli objektu. Aby nedošlo k přeplatku za drahé složení, je důležité je identifikovat.
- Třída betonu je průměrná hodnota pevnosti získaná vyhodnocením série vzorků. Označení – M50, M100. M1000 (čísla udávají, jakou zátěž v kilogramech snese 1 cm betonového povrchu). Například: vezmeme-li beton třídy M200, vytvarujeme z něj 5 kostek, otestujeme je pod tlakem, pak každá z nich bude vykazovat jiné hodnoty pevnosti. Ale průměrná hodnota bude 200 kg/cm2.
- Třída betonu je minimální zaručená hodnota pevnosti betonu získaná zvážením série obrázků. Hodnota „třída betonu“ byla zavedena později, je regulována SNiP 2.03.01-84 „Betonové a železobetonové konstrukce“ a bere v úvahu heterogenitu pevnosti betonu. Označení: B3.5, B5. B60 (digitální hodnota odpovídá tlaku, který betonová krychle nebo hranol vydrží bez destrukce v megapascalech, MPa). Například: třída B25 říká, že při analýze 100 stejných vzorků tohoto betonu má nejméně 95 kusů krychovou pevnost R>=25MPa.
Abychom to shrnuli: třída označuje garantované hodnoty, značka pouze průměrnou hodnotu.
V současnosti se má za to, že použití jakostí betonu na základě pevnosti v tlaku ztratilo svůj fyzikální význam, protože Podle současných dokumentů jsou pevnostní charakteristiky betonu regulovány s přihlédnutím k rovnoměrnosti pevnosti betonu.
Tabulka shody tříd a značek
Vztah mezi pevnostními třídami betonu v MPa a nejbližšími pevnostními stupni v kg/m3 se standardním variačním koeficientem rovným 13,5 % pro konstrukční beton.
| Třída betonu pro pevnost v tlaku, MPa | Průměrná pevnost betonu, kgf/cm² | Nejbližší značka z hlediska síly | Třída pevnosti betonu v tlaku | Průměrná pevnost betonu, kgf/cm² | Nejbližší značka z hlediska síly |
| V0,35 | 5,01 | M5 | B27,5 | 360,2 | M350 |
| V0,75 | 10,85 | M10 | B30 | 392,9 | M400 |
| V1 | 14,47 | M15 | B35 | 458,4 | M450 |
| V1,5 | 20,85 | M25 | B40 | 523,9 | M550 |
| V2 | 28,94 | M25 | B45 | 589,4 | M600 |
| V2,5 | 32,74 | M35 | B50 | 654,8 | M700 |
| V3,5 | 45,8 | M50 | B55 | 720,3 | M700 |
| B5 | 65,5 | M75 | B60 | 785,8 | M800 |
| B7,5 | 98,2 | M100 | B65 | 851,3 | M900 |
| B10 | 131 | M150 | B70 | 916,8 | M900 |
| B12,5 | 163,7 | M150 | B75 | 982,3 | M1000 |
| B15 | 196,5 | M200 | B80 | 1047,7 | M1000 |
| B20 | 261,9 | M250 | B90 | 1178,7 | M1150 |
| B22,5 | 294,7 | M300 | B100 | 1309,6 | M1300 |
| B25 | 327,4 | M350 |
Co určuje pevnost betonu?
Konečnou pevnost konstrukce ovlivňuje několik faktorů:
- množství a kvalita pojiva (čím vyšší obsah cementu nebo jiných složek, tím větší pevnost konečného výrobku);
- druh a vlastnosti plniva. (použití jemnozrnného plniva snižuje pevnostní charakteristiky a použití hrubozrnného plniva s drsným povrchem poskytuje ve výsledku lepší přilnavost a konečnou pevnost);
- množství vody (přebytečná kapalina vede k tvorbě pórů, které výrazně snižují výkonnostní vlastnosti a životnost konstrukce a nedostatek znemožní správné položení směsi);
- teplotní podmínky (nejlepší okolní teplota pro tvrdnutí roztoku je +15. +20°C s relativní vlhkostí 90–100%. Při teplotách pod 0°C beton přestává tvrdnout a v teple a suchu rychle ztrácí vlhkost a může prasknout);
- kvalita míchání složek a stupeň zhutnění (čím těsněji jsou částice roztoku navzájem spojeny, tím odolnější bude struktura).
Jak zvýšit pevnost betonu?
Pro zlepšení vlastností betonových výrobků stavitelé přidávají speciální přísady (změkčovadla, stabilizátory), používají portlandský cement jako pojivo, vyztužují je skelným vláknem a výztuží a hotové konstrukce potahují impregnací.
Zimní betonování
Při teplotách pod nulou je vytvrzení roztoku obtížné. Betonová malta je směs kameniva a vody. Při hnětení dochází k hydrataci (spojení s vodou). Když teplota klesne na -5⁰C, tuhnutí kompozice se zpomalí 2krát a při nule se úplně zastaví. Počínaje 0 °C začne voda v roztoku mrznout s tvorbou ledových krystalků. Zároveň rozšiřuje a ničí strukturu betonu, který nedosáhl kritické pevnosti.
Proto je hlavní podmínkou úspěšného nalévání v mrazu dodržování technologie kalení, konkrétně udržení tepla a vlhkosti. Optimální teplota pro získání pevnosti značky je teplota asi 20⁰C.
Úspěšné získání kritické pevnosti trvá 3 až 7 dní, během kterých jsou přijata opatření k umělému zahřátí čerstvě položené malty.
- Izolace a vytápění betonového staveniště pomocí teplovzdušných pistolí a topných kabelových systémů je nákladná metoda, která vyžaduje velké množství energie.
- Zavádění nemrznoucích přísad (snížení bodu tuhnutí vody nebo zvýšení rychlosti tuhnutí roztoku) je nejekonomičtější metodou.
Během prvního týdne může beton získat až 60-70% své značky, poté již jeho zmrazení nebude mít škodlivé následky. Snížením teploty pod nulu se proces zrání pouze zastaví, po rozmrazení se opět obnoví.
Jak sami určit pevnost betonu?
Připravený roztok vizuálně zkontrolujte.
- Měl by mít šedou barvu s namodralým nádechem. Přítomnost žluté nebo červené barvy znamená překročení obsahu písku v receptuře.
- Když nalijete malé množství do jámy, měli byste získat dort bez vrstev nebo prasklin.
- Konzistence je homogenní, bez sraženin nebo hrudek a neodděluje se.
Zmrzlou strukturu zkontrolujeme zkouškou pomocí kladiva a dláta. Po úderu na beton střední silou kladivem (o hmotnosti 0,3-0,4 kg) odhadneme hloubku výsledného promáčknutí a přibližně korelujeme s třídou. Pokud ona:
- přesahuje 1 cm – B5 (M75),
- méně než 0,5 cm – B10 (M150),
- na B15-25 (M200-250) – mělká stezka,
- na B25 (M350) je nepatrná značka.
Kontaktujte laboratoř I.D.K Nabídneme individuální podmínky pro výzkum!
Pro pevnost betonové konstrukce jsou podmínky pro vytvrzení materiálu neméně důležité než kvalita složek malty a jejich správný poměr. Pokud je porušena optimální teplota tuhnutí betonu nebo je-li doba tuhnutí betonu příliš krátká, a následné práce začínají, je riziko defektů vysoké. Nejčastějšími a nežádoucími důsledky jsou nedostatečná pevnost značky, praskání a mikrotrhliny, velké smrštění a tak dále.
Naopak, pokud je dodržen harmonogram ošetřování betonu, je během ošetřování zachována správná teplota betonu, ale konstrukce je pevná a spolehlivá. Vytvoření optimálních podmínek pro materiál není obtížné. A dnes si povíme, jak moc beton v bednění tvrdne a při jaké teplotě beton získává pevnost.
Doba tuhnutí betonu
Přesná odpověď na otázku “Jak moc beton získá pevnost?” Ne. Vše závisí na složení, přísadách, klimatických podmínkách a desítkách dalších faktorů.
Univerzálním ukazatelem toho, jak dlouho betonu trvá nabytí pevnosti, je 28 dní. Je to rychlost získání 90-100% pevnosti betonu za normálních podmínek – to znamená při teplotě okolí +20 stupňů a relativní vlhkosti 80 až 90%.
Doba zrání betonu je nerovnoměrně rozložena. V prvních 7-14 dnech po nalití získá roztok až 90% své síly. Proces se pak zpomalí a zbývající síla naroste během následujících 14 dnů.
Pevnost betonu nastavená podle dne
| Beton třídy M200 – M300 | Průměrná denní venkovní teplota pro beton ve stupních Celsia | Interval kalení, dny | |||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | 28 | |
| Pevnost betonu v tlaku (v procentech indexu jakosti) | |||||||
| -3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | 25 |
| 5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | 65 | |
| +5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | 77 |
| +10 | 12 | 25 | 27 | 50 | 58 | 72 | 58 |
| +20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 |
| +30 | 35 | 55 | 65 | 80 | 90 | 100 | – |
Jak vidíte, tvrdnutí betonu v závislosti na teplotě může trvat méně než 28 dní, nebo déle než tato doba. Například k nárůstu pevnosti betonu o 70 procent při teplotě +5 dochází pouze asi 25 dní a při +20 – již 6.
Je možné přesně určit, kolik dní beton nabírá na síle, pouze pokud jsou známy desítky faktorů, které to ovlivňují – od složení malty až po počasí na zemi.
Doba tuhnutí betonu v závislosti na teplotě
Optimální podmínky pro lití betonu jsou od +15 do +20 stupňů. To je ale příliš krátká doba a stavitelé se přizpůsobují počasí v Petrohradu a regionu. Beton lze samozřejmě odlévat jak při nižší, tak i při vyšší teplotě, avšak při dodržení určitých pravidel.
Rychlost tvrdnutí betonu závisí na teplotě: pokud je počasí příliš horké nebo naopak chladné, pak se doba schnutí betonové malty zkrátí nebo prodlouží. Může za to proces hydratace, jehož správný průběh závisí na spolehlivosti budoucího návrhu.
To je důvod, proč je beton v horkém počasí chráněn filmem, aby se zabránilo nadměrnému odpařování vlhkosti, a také zaléván. A v chladném počasí naopak izolují a hřejí.
Kolik betonu tuhne v chladném počasí
Tvrdnutí betonu při nízkých teplotách trvá podstatně déle. Při teplotách pod 0 se hydratace úplně zastaví – beton nezíská pevnost při teplotách pod nulou. Minimální bod tuhnutí betonu je +5 stupňů, při nižších údajích teploměru jsou vyžadovány nemrznoucí přísady. Přečtěte si více v našem článku “Jak nalít beton v zimě.”
V průměru při teplotě vzduchu +5 stupňů získá beton pevnost asi 80 % 28 dní po nalití.
Jak beton získává pevnost v horku
Beton se nalévá i za horkého počasí. Ale při práci v horkém létě se vyplatí nalít rychle, v jednom kroku. Litý beton je pokryt filmem, aby se zabránilo rychlému odpařování vlhkosti, a je také chráněn před přímým slunečním zářením. Beton se navíc pravidelně zalévá. Pokud je teplota příliš vysoká – od +30, lze použít přísady, které zpomalují proces tuhnutí.
