Zvláštní druhy betonu

Konstrukce z obyčejných betonů jsou velmi těžké a jejich tepelný odpor je nízký. Proto se nehodí na obvodové zdivo objektů občanské a bytové výstavby. Lehké betony odstraňují obě tyto nevýhody při zachování mechanizované výroby a výroby velkorozměrových prefabrikovaných prvků. Objemová hmotnost takovéhoto betonu je menší než 2000 kg/m3. Objemovou hmotnost snižujeme zvýšením mezerovitosti betonu, použitím pórovitého kameniva nebo vylehčením malty.

Lehké betony

Lehké betony mají mít malou hmotnost, velkou tepelně izolační schopnost, velkou pevnost a malou navlhavost.

Malé objemové hmotnosti dosahujeme:

• zvětšením mezerovitosti: Používáme jen jednu frakci hrubého kameniva, přičemž malta spojí k sobě zrna hrubého kameniva jen částečně a nevyplňuje mezery mezi nimi.
• zvětšením pórovitosti kameniva: Pórovité kamenivo vyrábíme buď umělé nebo používáme přírodního kameniva typu tufů a tufitů, popř. organická plniva
• zvětšováním pórů v maltě: Maltu nakypřujeme pěnotvornou nebo plynotvornou přísadou, která vytvoří značné množství pórů (makropórovité betony). Odpařováním nadměrného množství vody lze získat v betonu jemné póry (mikropórovité betony).

Velké tepelně izolační schopnosti dosahujeme velkým množstvím uzavřených pórů. Avšak nadměrně velká pórovitost snižuje pevnost a zvyšuje dotvarovaní betonu. Póry, které jsou uzavřené izolují účinně jen tehdy, je-li v nich uzavřen suchý vzduch. V malých pórech dochází ke kondenzaci vodních par a velká kapilární vzlínavost způsobuje tepelné mosty. Nejvhodnější jsou póry stejné velikosti o rozměrech 0,1 až 1 mm. Pevnost lehkých betonů závisí na druhu, množství a jakosti pojiva a na pevnosti použitého pórovitého kameniva.

Navlhavost se projevuje během hydratace a při změnách prostředí objemovými změnami. U některých betonů jsou objemové změny značné (nejvíce betony s organickými plnivy nebo pórovitým kamenivem obsahující nespálené zbytky). Smršťování a nabývání při hydrataci snižujeme autoklávováním, avšak nemůžeme zabránit objemovým změnám způsobené navlháním a nasákavostí.

Malé pevnosti, malý modul pružnosti a velké dotvarování jsou příčinou toho, že lehké betony většinou nevyztužujeme. Jen betony s pórovitým kamenivem, které dosahují velké pevnosti, je možné použít k výrobě předpjatých konstrukcí.

Mezerovité betony

Mezerovité betony vyrábíme jak z přírodního hutného kameniva, tak i z pórovitého kameniva. Granulometrické složení má přetržitou křivku zrnitosti, nejčastěji volíme jednu frakci kameniva. Cementová malta spojuje zrna jen částečně a takto vzniklé mezery zvyšují tepelný odpor. Betony dosahují pevnosti 6 až 8 MPa a objemové hmotnosti 1500 až 1600 kg/m3, odolnost proti mrazu je velmi dobrá a smrštění je velmi malé. Nevýhodou je náročnější výroba.

Lehčené betony z pórovitého kameniva

Tyto betony se označují jako betony nepřímo lehčené, přičemž používáme kameniva objemové hmotnosti menší než 1 800 kg/m3 (umělé nebo přírodní). Umělé kamenivo rozdělujeme na průmyslový odpad (škvára, struska, cihelná drť, popílek) a kamenivo speciálně vyrobené (agloporit, keramzit, expandit, expandovaný perlit).

• Z přírodního pórovitého kameniva
  • Tufy a tufity: jsou horniny vulkanického původu, které vznikly z vyvřelých hornin stmelením sopečného popela (objemová hmotnost 1000 až 1600 kg/m3)
  • Tufobeton: vyrábíme s velkým množstvím vody (vodní součinitel je od 1,3 až 1,5), na 1 m3 hotového betonu dávkujeme až 300 kg cementu. Vlivem značné nasákavosti zvětšuje svůj objem a při vysychání naopak objem zmenšuje, proto se tufobeton nehodí na velkorozměrné prvky. Používáme je pro výrobu tvárnic a stropních desek.
  • Pemzobeton: je lehký beton vyrobený z přírodní pemzy; beton je lehký, kvalitní, objemově stálý, avšak v ČR se příliš nepoužívá, protože se zde téměř nevyskytuje.
  • dále používáme nejrůznější pórovité kamenivo s vhodnými vlastnostmi (nízká objemová hmotnost, nasákavost apod.), jako jsou spongility (horniny podobné písečným slínům, opukám a křemičitým vápencům) nebo křemelina (vznikla z křemičitých schránek rozsivek - jednobuněčné řasy). Výrobky z křemeliny zpracováváme tvrzením v autoklávech, přičemž křemelinu promícháme s hašeným vápnem, cementem a pilinami, hotovou směs udusáme do forem.
• Z průmyslových odpadů
  • Průmyslový odpad je pro stavebnictví levným materiálem, vhodný pro výrobu různých lehkých betonů bez zvláštních úprav. Nevýhodou těchto materiálů je kolísavost složení, která se negativně projevuje na kvalitě betonů.
  • Škvára: se používá k výrobě tvárnic a izolačních betonu, pro úpravu rovných střech, podlah a stropních vložek. Pro výrobu škvárového betonu používáme drcenou škváru, těžené drobné kamenivo, cement (200 až 280 kg na 1 m3) a vodu. Jelikož je škvára velmi nasákavá používáme pro beton vyšší vodní součinitel 0,7 až 1,2.
  • Struskopemzobeton: vyrábíme ze zpěněné strusky (odpad při výrobě oceli). Při zpěňování je žhavá struska zchlazována vodou, čímž vzniká sklovitá křehká hmota s velkým počtem pórů (nejvhodnější velikosti 0,1 až 2 mm) o objemové hmotnosti 850 až 1150 kg/m3, ta se dále drtí a třídí. Ze struskové pemzy vyrábíme mezerovitý beton a beton konstrukční. Zpracováváme ji na výrobu blokopanelů, příčkových a stěnových panelů i k výrobě litých betonů. Protože struskopemzobeton má dobrou pevnost a přilnavost k oceli, je možné ho použít k výrobě prvků vyztužených ocelí.
  • Cihlobeton: se vyrábí z cihelné drti, kterou získáváme drcením cihelných přepalků či z cihelných nebo keramických odpadů. Takto vzniklý beton má velmi dobré izolační schopnosti a lze vyztužovat.
  • Popílkový beton: vyrábíme z elektrárenského, velmi jemného popílku (velikost zrna 0,001 až 0,09 mm). Popílek využíváme při výrobě pórobetonu a lehkého kameniva, které vyrábíme spékáním, sbalkováním.
• Z umělého pórovitého kameniva
  • Pórovité kamenivo získáváme vypalováním průmyslového energetického, báňského nebo hutního odpadu. Nejčastěji slinujeme uhelné kaly, hlušiny, odpad uhelných prádel s popílky nebo struskami. Ke slinování (aglomeraci) je nutné, aby surovina obsahovala 6 až 12 % spalitelných látek. Spékání provádíme na aglomeračních roštech při teplotě 1200 °C a dostáváme tak kamenivo s pórovitostí přibližně 50 % a nasákavostí až 30%.
  • Agloporit: je pórovité kamenivo vyráběné z elektrárenského popílku podle licence Carson. Je vhodný jak pro výrobu izolačních betonů, tak i pro betony konstrukční. Z obvzlášť pevného agloporitu vyrábíme železobetonové i předpjaté konstrukční prvky. Výhodou agloporitu je objemová stálost.
  • Keramzit: je umělé pórovité kamenivo, které vyrábíme expandováním lehce tavitelných hlín a jílů při vysoké teplotě. Kamenivo vyrábíme jako kuličky. Objemová hmotnost je 400 až 700 kg/m3 a nasákavostí 10 až 14 %. Používáme je k výrobě mezerovitých keramzobetonů obvodových plášťů bytových i občanských staveb. V ČR se vyrábí pod obchodním názvem LIAPOR.
  • Expandit: je lehčené kamenivo, které získáváme expanzí břidlice. Výroba a vlastnosti jsou obdobné jako u keramzitu. Používáme je ke zlepšování izolačních vlastností mezerovitých betonů a jako kamenivo pro izolační desky.
  • Expandovaný perlit: je jemně pórovité kamenivo bílé barvy. U nás jej vyrábíme ve frakcích 0-0,2 a 0-4 mm. Má velkou izolační schopnost, ale je značně nasákavý (pojme až 400% hmotnosti vody). Používáme jej ke zlepšování izolačních vlastností mezerovitých betonů a jako kamenivo pro izolační desky.

Lehké betony z plniv organického původu

Z organických plniv používáme piliny, hobliny, rýžové plevy, donedávna i pazdeří. Výhodou těchto betonů je zvýšená houževnatost, snadné opracování a velmi dobré tepelné a zvukově izolační vlastnosti. Nevýhodou je tlení a plesnivění organických plniv při uložení ve vlhku.

Pilinobeton: vyrábíme ze smrkových a jedlových pilin. Používáme jej k výrobě izolačních desek nepříliš velkých rozměrů. Velmi se smršťuje, až o 10 mm na 1 běžný metr.

Pórobeton

Pórobeton je lehký, křehký, pórovitý, dobře opracovatelný a za vymezených podmínek trvanlivý stavební materiál, který se používá pro stavební konstrukce s tepelně a izolačně konstrukční funkcí.

Pórobeton se vyrábí ze směsi složky křemičité (popílek, křemičitý písek aj.) a pojivé (vápno, cement), smíchané s vodou, vylehčené plynem vyvinutým uvnitř hmoty pomocí hliníkové přísady a hydrotermálně zpracované v autoklávu (vytvrzený parou pod tlakem).

Výhoda pórobetonu spočívá ve výborných tepelně-izolačních vlastnostech, nízké hmotnosti (snadná manipulace, nižší nároky na dopravu apod.) a výrobě přesných tvárnic zaručujících přesnou a rychlou výstavbu.

Nevýhoda pórobetonu spočívá především v jeho měkkosti a omezené možnosti jej vyztužovat.

Pórobeton se třídí podle zaručené pevnosti v tlaku a zaručené objemové hmotnosti na značky:

P2 - 480 P2 - 580 P2 - 680
P3 - 480 P3 - 580 P3 - 680

Přičemž první údaj uvádí zaručená pevnost v tlaku (MPa; zkoušená na zkušebních válcích o průměru 100 mm a výšce 100 mm) a druhý údaj uvádí zaručenou objemovou hmotnost (kg/m3).

Prolévané betony

Prolévané betony vyrábíme speciální technologií. Hrubé kamenivo (zrna větší než 16 mm) ukládáme přímo do bednění konstrukce, důkladně zhutníme a následně proléváme cementovou maltou. Podle způsobu prolévání rozeznáváme:

Propactobeton - beton vytvořený zhutněným kamenivem, mezi něž injektážními trubkami protlačujeme pomocí čerpadel maltu, až dostoupí k povrchu. Plastičnost malty upravujeme zvláštními přísadami (plastifikátory).

Colcretebeton - beton vyráběný proléváním zhutněného kameniva maltou shora nebo vháněním malty do kameniva pomocí čerpadel. Užíváme aktivovanou cementovou maltu, kterou mícháme v aktivačních míchačkách při vysokých otáčkách.

Výhody: zjednodušená manipulace s kamenivem, snížení počtu potřebných pracovníků, zvýšení produktivity.

Nevýhody: obtížné zhutnění kameniva, nutnost použít mohutné vibrační prostředky.

Ohnivzdorný beton

Vyrábíme z kameniva s co nejmenším obsahem živce a křemene. Nejčastěji používáme čedič, diabas nebo sopečné tufy. Beton odolává teplotám do 600 °C.

Běžné betony při zahřátí do 100 °C ztrácejí volnou vodu, při vyšších teplotách se odpařuje i voda vázaná. Při déle trvající teplotě vyšší než 300 °C se pevnost betonu snižuje až o 40 %.

Žáruvzdorný beton

K výrobě používáme hruběji mletý vysokopecní cement. Pro získání odolnosti do 900 °C používáme kamenivo z pálené hlíny nebo vysokopecní strusku, do 1300 °C šamotovou drť a pro zvláště vysoké teploty vypálený křemenec, korund, chromit, magnezit apod.
Před použitím konstrukce se žáruvzdorný beton vypaluje (hydraulická vazba je nahrazena keramickou).

Těžký beton

Jsou takové betony, které mají objemovou hmotnost větší jak 2000 kg/m3 a zároveň plní ještě nějakou další funkci.

Barytonový beton - odolává záření gama. Jeho objemová hmotnost je kolem 4800 kg/m3. Pro výrobu používáme jak běžné kamenivo tak kamenivo s obsahem barytu (hnědel). Místo cementového pojiva používáme pojivo magnetizované, které váže více vody. Větší množství vody způsobuje zachytávání rychlých neutronů.

Pancéřový beton - obsahuje ocelové piliny, ty zvyšují odolnost proti nárazu a obrusnosti.

Nové typy betonů

G-beton - betonová směs je doplněna o polystyrénové kuličky, které snižují objemovou hmotnost až na 200 kg/m3. Používá se především pro ploché střechy, kde plní funkci spádové roviny (lehká konstrukce) a tepelně-izolační schopnost.

Beton s polypropylenovými vlákny - betonová směs je doplněna o polypropylenová vlákna, která omezují smršťování podlah, zvyšují houževnatost (tím i trvanlivost) a mrazuvzdornost.

Drátkobeton - betonová směs je doplněna o ocelové drátky (pozor na důkladné promísení), které výrazně zvyšují pevnost betonu (podobně jako u betonu polypropylenovými vlákny). Používá se jak pro nenosné, tak i pro nosné konstrukce (podlahy, stropní konstrukce, ale i předpjaté konstrukce).

◄◄◄ 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.