Vlastnosti betonů

Pevnost

Pevnost betonu v tlaku je základní vlastnost, pro kterou ho používáme. Zkouší se na krychlích o hraně 150 mm a nabývá hodnot od 3,5 do 43,0 MPa. Pevnost betonu v tahu je až 25x menší než pevnost v tlaku a nabývá hodnot od 0,55 do 2,5 MPa.

Nejvýraznějšími činiteli ovlivňující pevnost v betonu jsou:

• kamenivo - používáme kvalitní, nezvětralé kamenivo
• cement - minimální množství cementu je 200 kg/m3 a z větším množství ve směsi zvyšuje její pevnost až do hodnoty 450 kg/m3 (dále již pevnost neroste)
• voda - větší množství vody, než je optimální snižuje pevnost betonu (1 l na m3 sníží pevnost o 0,3 - 0,5 MPa)
• přísady a příměsi - při dodržení správného dávkování nedojde ke snížení pevnosti betonu
• vliv mísení - udávaná doba optimálního mísení je u nenuceného míšení 90 sec. a nuceného mísení 60 sec. Pokud by by mísení trvalo déle došlo by k rozmísení směsi a naopak při kratší době k nedokonalému promísení
• vliv dopravy - při dopravě betonové směsi na delší vzdálenosti by mohlo dojít k rozmísení, a proto používáme stabilizátory a vhodné dopravní prostředky (autodomíchávače apod.)
• stáří betonu - největší nárůst pevnosti je během prvních 28 dnech a následně pořád nepatrně roste
• vliv ošetřování - musíme dodržet správné postupy ošetřování směsi (viz Ošetřování betonové směsi)
• vliv zmrznutí při betonáži:
• ihned po uložení a zpracování - tento stav nijak neovlivňuje výslednou pevnost (vznikne "betonová konzerva" a po rozmrznutí začne hydratace od počátku
• v průběhu prvních 7 dnů - výsledný beton je nepoužitelný, ztrácí zhruba 90 % své pevnosti
• mezi 7. a 21. dnem - pokles pevnost se pohybuje mezi 25 - 70 % (nelze počítat s plným zatížením konstrukce, nutné vyjádření statika)
• mezi 21. a 28. dnem - pokles pevnosti je do 10 %
• vliv zpracování (zhutnění) - dokonale zhutněný beton má pevnost až o 50 % větší než betony nezhutněné

Pružnost

Při přípustném krátkodobém napětí se beton chová jako látka pružná. Velikost přetvoření závisí na velikosti napětí, přetvářených vlastnostech kameniva a cementového kamene, na hutnosti, vlhkosti a stáří betonu. Přetvoření není úměrné napětí.

Přetvárné vlastnosti betonu jsou podle způsobu zatížení:

• statické - projevují se po krátké době zatížení a nebo opakovaném krátkodobém zatížení
• dynamické - projevují se po opakovaném zatížení
• dlouhodobé - projevuje se po dlouhodobém zatížení a má za následek trvalé deformace (dotvarování)

Modul pružnosti v tlaku a v tahu se od sebe podstatně liší. Hodnotu modulů pružnosti stanovujeme na základě statických zkoušek. Modul pružnosti v tlaku je pro jednotlivé třídy betonu různý, a to od 1 . 104 do 5 . 104 MPa.

Objemové změny

Nejvýraznějšími objemovými změnami jsou:

• smršťování - změna probíhající při hydrataci (trvá zhruba 1 rok a nejvíce v prvních 28 dnech), jde výrazně snížit správným ošetřováním konstrukce
• nabývání na objemu - dochází k němu při tuhnutí a tvrdnutí pod vodou, není nebezpečné a je nižší než u smršťování
• dotvarování - jde o změnu objemu konstrukce vlivem dlouhodobého zatížení konstrukce (probíhá 3 - 5 let od zatížení konstrukce)
• tepelné změny - jde o změny vyvolané tepelnou roztažností materiálů, proto používáme dilatačních spár pro minimalizování těchto změn. Maximální délka dilatačních celků je:
  • PB max. 10 m
  • ŽB max. 30 - 45 m
  • ocelové max. 70 m
  • zděné max. 100 m

Kontrola jakosti betonu

Zkoušky, kterými prokazujeme vlastnosti betonové směsi a betonu, nazýváme průkazní. Jsou podkladem pro vypracování technologického předpisu stanovení množství jednotlivých složek směsi, zajišťujícího hodnotu zpracovatelnosti. Jsou voleny tak, aby vyhovovali způsobu dopravy i prostředkům použitým ke zpracování.

Kontrolními zkouškami pravidelně ověřujeme krychelnou pevnost vyráběného betonu nebo jiné vlastnosti, pokud jsou požadovány projektantem. U běžných nosných konstrukcí zajišťujeme krychelnou pevnost u každé třídy betonu v závislosti na množství vyrobené směsi. Zkoušku provádíme min. na třech sadách na každých 100 m3.

Destruktivní zkoušky

Destruktivními zkouškami prověřujeme pevnost zkušebních těles drcením, lámáním nebo přetržením. Nedostatkem těchto zkoušek je, že je můžeme provádět jen na lisech v laboratořích a nemůžeme je opakovat se stejným tělesem. Pevnost v tlaku zjišťujeme na krychlích, válcích nebo hranolech. Pevnost v tahu za ohybu na trámcích a pevnost v příčném tahu na krychlích nebo válcích.

Nedestruktivní zkoušky

Nedestruktivní zkoušky jsou takové zkoušky, při nichž zkoušené těleso nebo konstrukci nepoškodíme. Nevýhodou nedestruktivních zkoušek betonu je stanovení betonu v tlaku nepřímo. Odvozujeme ji na základě jiných zjištěných vlastnostech betonu. Proto je nezbytné zjišťovat pevnost několika různými způsoby, aby byl dosažený výsledek ověřen.

Nedestruktivní zkoušky rozdělujeme takto:

• mechanické - pro zjištění pevnosti v tlaku a posouzení stupně její rovnoměrnosti
  • Špičákovou zkoušku provádíme ocelovou tyčí o průměru 25,4 mm klínovitě zakončenou, špičákem. 20 údery kladivem hmotnosti 1 kg s rozmachem ve z výše 700 mm jej vháníme do zkoušeného betonu. Podle hloubky vniku pomocí kalibračního grafu určíme pevnost betonu.
  • Waitzmanovo kladívko je kladívko Poldi upravené pro zkoušení betonu přidáním objímky s polokoulí. Kladívko se skládá z úderníku, pouzdra, polokoule, kuličky a srovnávací tyčky z legované oceli známe pevnosti. Tvrdost betonu zjistíme úderem kladívka na úderník, který přenese tlak na srovnávací tyčku. Z tyčky se přenáší tlak přes malou kuličku na polokouli a z té na zkoušený beton. Podle velikosti vniku malé kuličky do srovnávací tyčky známé pevnosti a podle velikosti vniku polokoule do zkoušeného betonu určujeme pomocí kalibrační tabulky pevnost zkoušeného betonu v tlaku.
  • Schmidtovo kladívko je založeno na principu centrického rázu dvou těles a na principu odrazu. Při stlačení kladívka vrhá stlačená pružina ocelový úderník na zkoušený beton. Úderník odrazem napne pracovní pružinu s mechanickým ukazatelem odrazu. Podle velikosti odrazu pak určíme pevnost.
• dynamické - pro zjištění dynamického modulu pružnosti, pevnosti v tlaku a posouzení rovnoměrnosti těchto vlastností
• radiometrické a radiografické - pro zjištění hmotnosti, homogenity a strukturálních poruch betonu, polohy výztuže a vlhkosti betonu

Nedestruktivně destruktivní zkoušky

Postup takovéto zkoušky se skládá z vývrtu zkušebního tělesa ze zkoušené konstrukce, který je podroben zkouškám v lisu. Výsledkem zkoušky je válcová pevnost betonu.

◄◄◄ Zpět na Technologie betonu obsah

Upozornění : Obsah převzat ze stránky pozemní-stavitelství.wz.cz. Stav k roku 2000, článek bude aktualizován podle soudobých norem a předpisů platných v ČR