Beton

Beton (concrete – ang.) to materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa grubego i drobnego, wody oraz

Beton (Concrete - ang.)  ewentualnych domieszek i dodatków. Kiedy mamy do czynienia z całkowicie wymieszanymi składnikami betonu, które są jeszcze w stanie umożliwiającym zagęszczenie – nazywamy to mieszanką betonową. Jeżeli mieszanka jest w stanie stwardniałym i osiągnęła już pewien poziom wytrzymałości na ściskanie – staje się betonem stwardniałym.

Nazwa betonu zazwyczaj pochodzi od rodzaju użytego spoiwa (np. cementu, gipsu) albo kruszywa (np. keramzytu). Nazwa może pochodzić od struktury, np. autoklawizowany beton komórkowy, beton zwarty, półzwarty lub jamisty z lekkich kruszyw i spoiwa cementowego.

Z betonu wykonujemy elementy nośne budynku – fundamenty, stropy, schody – i dlatego powinien on przez długie lata bezpiecznie przenosić założone obciążenia. Jego najważniejszą cechą jest wytrzymałość. O jakości betonu decyduje także jego trwałość – odporność na czynniki niszczące: promienie słoneczne, mróz i uderzenia.Beton znajduje swoje zastosowanie również w procesie produkcji bloczków betonowych (od bloczków fundamentowych, po nowoczesne bloczki z betonu komórkowego). Od niedawna stosuje się również fibrobeton, czyli beton zbrojony włóknem szklanym. Jest do doskonały materiał dekoracyjny, używa się go zarówno jako pokrycie fasad jak i we wnętrzach. Materiał ten ma bardzo szerokie zastosowanie, ponieważ produkuje się z niego również posadzki, podjazdy, czy płyty parkingowe.

Ogromny wpływ na jakość betonu ma rodzaj i jakość składników (cementu, kruszywa i wody) użytych do wykonania mieszanki, oraz ich wzajemne proporcje. Zwykle przy ustalaniu składu mieszanki betonowej korzysta się z norm, tablic. Na ich podstawie ustala się recepturę roboczą 1 m3 mieszanki. Spore znaczenie ma również sam sposób przygotowania i układania mieszanki w deskowaniu, oraz późniejsza pielęgnacja betonu.

powrót do góry

Beton: rodzaje

1. Podział ze względu na gęstość.

 

Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje betonu (klasyfikacja według gęstości objętościowej):

- beton lekki o gęstości objętościowej od 800 – 2000 kg/m3, wykonywany jest przede wszystkim z kruszyw lekkich (wśród kruszyw lekkich wyróżniamy naturalne, np. pumeks, tuf wulkaniczny, wapienie oraz kruszywa sztuczne, takie jak: żużel wielkopiecowy spieniony czy algoporyt). Przykładem betonu lekkiego jest np. beton komórkowy (gazobeton). Stosuje się go do produkcji drobnowymiarowych elementów ściennych (bloczki i płyty , nadproża) oraz do produkcji średniowymiarowych elementów stropowych i murowych (np. płyty stropowe, płyty ścienne). Niniejszy artykuł przedstawia wyłącznie ogólną charakterystykę betonu lekkiego.

- beton zwykły – o gęstości objętościowej większej niż 2000 kg/m3 i nie przekraczającej 2600 kg/m3, do jego wykonania stosuje się kruszywa naturalne, łamane (np. piasek, żwir, kamień bazaltowy) oraz kruszyw porowatych, które dzielą się na naturalne (np. węglanoporyt), i sztuczne (keramzyt, perlitoporyt, wermikulitoporyt). Zastosowanie betonu zwykłego to przede wszystkim konstrukcyjne elementy betonowe i żelbetowe oraz pustaki ścienne i stropowe. Przykłady takich wyrobów można znaleźć w następujących miejscach: bloczki i płyty betonowe oraz pustaki stropowe . To właśnie betonowi zwykłemu poświęcimy największą uwagę w tym artykule.

- beton ciężki – o gęstości objętościowej większej niż 2600 kg/m3, do jego wykonania stosuje się kruszywa specjalne (np. manganowe, barytowe). Zastosowanie betonowe jest dość nietypowe, stosuje się go np. w jednostkach naukowo-badawczych, elektrowniach atomowych czy szpitalach onkologicznych. Wykonuje się z niego zbiorniki odpadów radioaktywnych. Betony ciężkie stosowane są jako osłony biologiczne, osłabiają promieniowanie jonizujące.

 

2. Podział ze względu na składnik kruszywowy.

2.1 Beton żwirowy – typ mieszanki, w której dominującym kruszywem jest żwir.

2.2 Beton keramzytowy – kruszywem użytym do tego typu mieszanki jest keramzyt. Ten typ betonu znajduje swoje zastosowanie w produkcji pustaków konstrukcyjnych oraz stropowych. Produkty, o których mowa bez problemu można odnaleźć tutaj: pustaki stropowe

2.3 Beton łupkoporytowy1 – głównym użytym kruszywem jest łupkoporyt1.

1. Łupkoporytnależy do sztucznychkruszywlekkich. Otrzymuje się go poprzez spiekanie łupków przywęglowych oraz rozkruszenie spieku. Właściwości ziaren: duża wytrzymałość mechaniczna, nieregularny kształt, duża ilość porów.

powrót do góry

Beton: składniki

1. Cement:

Cement jest spoiwem mineralnym, otrzymywanym z surowców mineralnych (margiel lub glina). Wymienione surowce wypala się w piecu cementowym na klinkier, następnie mieli się otrzymany spiek w raz z gipsem, który pełni rolę regulatora czasu wiązania.

Cement stosuje się przede wszystkim do zapraw cementowych, betonów. Jest on wykorzystywany do łączenia materiałów budowlanych.

 

 

1.1 Podział cementu:

  • cement portlandzki
  • cement portlandzki wieloskładnikowy
  • cement hutniczy
  • cement glinowy
  • cement pucolanowy
  • cement z dodatkiem kamienia wapiennego

Cementami portlandzkimi powszechnego użytku nazywamy spoiwa otrzymane ze zmielenia klinkieru cementowego z dodatkiem do 5% kamienia gipsowego lub dodatków żużla, pyłu krzemionkowego, popiołu lub wapienia. Przykład produktu należącego do grupy cementów portlandzkich: cement portlandzki

Cement murarski otrzymuje się przez drobne zmielenie klinkieru cementowego z dodatkami obojętnymi, np. mączką kamienną, ceglaną. Stosujemy go do zapraw murarskich i tynkarskich oraz do produkcji gruzobetonowych i żużlobetonowych. Można stosować do betonów klasy poniżej B75. Nie nadaje się do betonów zbrojonych. Przykład: cement murarski

Cement glinowy jest szybko twardniejącym spoiwem otrzymywanym przez stopienie składnika bogatego w tlenek glinu (boksytu) łącznie z wapieniami i domieszkami pomocniczymi. Główną zaletą jest szybki przyrost wytrzymałości; betony lub zaprawy z cementu glinowego uzyskują po 24 godzinach 80 – 90% wytrzymałości normowej. Cement glinowy stosuje się do zapraw murarskich i do betonu, gdy zależy na bardzo szybkim wykonaniu robót np. na jezdniach lub obiektach kolejowych, do budowli, które mają być wykonane w niskiej temperaturze lub są narażone na działanie wód agresywnych.

Cement hutniczy jest materiałem wiążącym, który otrzymuje się przez drobne zmielenie klinkieru cementowego i granulowanego żużla wielkopiecowego z dodatkiem siarczanu wapniowego. Wyglądem nie różni się od cementu portlandzkiego. Cement hutniczy jest szczególnie odpowiedni do betonów narażonych na działanie wód o małej agresywności, np. wody morskiej, wody pochodzącej z bagien. Betony, do których użyto cementu hutniczego wymagają w okresie twardnienia starannej pielęgnacji. Co najmniej przez 14 dni należy obficie i często polewać je wodą aby nie dopuścić do wyschnięcia nawet na powierzchni. Zaniedbanie tego warunku może doprowadzić do obniżenia wytrzymałości. Przykład: cement hutniczy

1.2 Klasa cementu

Klasę cementu określa liczba wyrażona w MP (mega Pascalach) informuje nas o wytrzymałości na ściskanie zaprawy po 28 dniach.

Rozróżnia się 6 klas cementu (symbol R jest wyróżnikiem klasy cementu o wysokiej wytrzymałości wczesnej):

  • 32,5,
  • 32,5R,
  • 42,5,
  • 42,5R,
  • 52,5,
  • 52,5R

Klasyfikacja wg normy PN-EN 197-1:2002 „Cement. Część 1. Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementu powszechnego użytku”.

Zgodnie z obowiązującymi normami cementy powszechnego użytku można podzielić na cztery rodzaje (powyższy podział na klasy dotyczy każdego z niżej wymienionych rodzajów):

  • CEM I – cement portlandzki (bez dodatków) – stosuje się do produkcji suchych mieszanek tynkarskich i w robotach elewacyjnych; jest to również podstawowy surowiec do produkcji cementów kolorowych.
  • CEM II – cementy mieszane:
  • CEM III – cement hutniczy – wysoka odporność na działanie siarczanów i kwasów humusowych pozwala na stosowanie w środowiskach o podwyższonej agresywności.
  • CEM IV – cement pucolanowy – również wysoka odporność na negatywny wpływ środowisk o agresji kwaśnej (np. wody siarczanowej). Stosowany jako spoiwo do betonów i zapraw oraz do produkcji elementów z betonu komórkowego.

Do wymaganej klasy betonu należy dostosować odpowiednią klasę cementu. Przedstawia to poniższa tabela:

 

Klasa cementu Klasa betonu wg PN-EN 206-1
32.5 C8/10 – C35/45
42.5 C20/25 – C40/50
52.5 C35/45 i wyższe

Rozdział zawiera wyłącznie podstawowe informacje na temat cementu, aby wzbogacić swoją wiedzę w tej kwestii przejdz do kolejnego artykułu. CEMENT

2. Woda:

W wielu procesach produkcji materiałów budowlanych oraz ich stosowania woda jest istotnym składnikiem. Woda zarobowa inicjuje proces wiązania mieszanki.

Woda stosowana jako składnik zapraw, zaczynów i betonów nazywana jest wodą zarobową. Ilość wody zarobowej potrzebnej do uwodnienia spoiw budowlanych, jest stosunkowo mała w porównaniu do całkowitej ilości wody dodawanej do zaczynu czy mieszanki betonowej. O całkowitej ilości wody decyduje przede wszystkim konsystencja oraz urabialność pożądanej mieszanki.

Jako wodę zarobową można stosować każdą wodę nadającą się do picia (wodociągową), oraz wodę z rzek, jezior i innych miejsc pod warunkiem, że odpowiada wymaganiom.

Wymagania dotyczące wody zarobowej do produkcji betonu zawarte są w normie PN-EN 1008:2003 „Woda zarobowa do betonu. Specyfikacja pobierania próbek, badanie i ocena przydatności wody zarobowej do betonu, w tym wody uzyskiwanej z produkcji betonu.”

Stosunek proporcjonalny składników używanych do wykonania mieszanki betonowej przedstawiony jest w dalszej części artykułu.

3. Kruszywo:

Kruszywo stanowi ok. 70% całej objętości betonu i ma znaczący wpływ na kształtowanie się cech mieszanki betonowej, a następnie betonu stwardniałego. Kruszywo stosowane do betonu powinno być mrozoodporne, a także mieć odpowiednia wilgotność i nasiąkliwość. Właściwości kruszywa maja decydujący wpływ na parametry otrzymanej mieszanki betonowej.

Do wykonania betonu o wysokiej wytrzymałości lepiej jest stosować kruszywa łamane (np. kliniec, tłuczeń, kamień łamany, grys, mieszanki kruszyw łamanych z otoczaków), których chropowata powierzchnia poprawia przyczepność zaczynu cementowego. Im więcej jest w kruszywie ziaren słabych, zwietrzałych i porowatych, tym większa jest jego nasiąkliwość. Cecha ta jest ważna podczas wykonywania mieszanki betonowej, ma bowiem niekorzystny wpływ na jej urabialność, a potem – na cechy gotowego betonu.

Podział kruszyw mineralnych do betonu ze względu na grupy asortymentowe:

  • piasek i piasek łamany
  • żwir, grys i grys z otoczaków
  • sortowana mieszanka kruszywa naturalnego, kruszywa łamanego i kruszywa z otoczaków

W zależności od zawartości poszczególnych frakcji w kruszywach, kruszywa mineralne do betonu dzielimy na dwa gatunki: 1 i 2. Wyróżniamy również marki kruszywa grubego: 10, 20, 30 i 50

W zależności od zawartości grudek gliny w kruszywach łamanych ze skał węglanowych lub nasiąkliwości w grysach ze skał magmowych lub metamorficznych, wyróżniamy: odmianę I oraz odmianę II.

Powyższy akapit zawiera wyłącznie podstawowe informacje na temat kruszyw, aby dowiedzieć się więcej kliknij.

4. Domieszki i dodatki

Obecnie na rynku jest dostępnych wiele typów domieszek oraz dodatków do betonu. Pozwalają one uzyskać lepsze właściwości mieszanki betonowej. Domieszki mogą posiadać różną konsystencję, występują w proszku lub w płynie. Tak jak zostało wyszczególnione wyżej, domieszki służą między innymi do zwiększania lepkości czy skurczu mieszanki betonowej, a także umożliwiają betonowanie pod wodą czy podczas niskich temperatur. Produkowane dziś domieszki uplastyczniają lub uszczelniają mieszankę betonową potrafią także przyspieszać wiązanie oraz napowietrzać mieszankę. Czołowi producenci plastyfikatorów, domieszek chemicznych do betonu to: Lafarge, JKK Chemia Sp. z o.o., Den Braven East Sp. z o.o

Najbardziej popularną domieszką dodawaną do mieszanki jest wapno, które poprawia urabialność betonu. Mieszanka z dodatkiem wapna zazwyczaj służy jako cementowo-wapienna zaprawa murarska lub tynkarska.

Domieszki znacznie wpływają na zmianę właściwości mieszanek betonowych oraz betonu stwardniałego. Wyróżniamy następujące typy domieszek:

  • uplastyczniające i upłynniające– ich cechą charakterystyczną jest to, że po dodaniu wody oraz wymieszaniu składników mieszanki uzyskuje się uplastycznienie mieszanki. Przykłady: domieszki uplastyczniające i upłynniające
  • regulujące warunki wiązania i twardnienia– zawierają chlorki wapnia, sodu oraz potasu co sprawia, że przyśpieszają wiązanie i twardnienie betonu. Przykład: domieszki regulujące wiązanie
  • uszczelniające mieszankę betonową– powodują zmniejszenie nasiąkliwości. Efekt uszczelnienia uzyskujemy poprzez dodanie do betonu gliny bentonitowej, której cechą charakterystyczna jest zwiększanie objętości po nasyceniu wodą. Przykład: domieszki uszczelniające
  • umożliwiające wykonanie mieszanki betonowej przy temperaturach bliskich 00C -  dodatek chlorku wapnia obniża temperaturę zamarzania wody w betonie do -50C. Chlorek wapnia ułatwia korozję stali. Maksymalna ilość domieszki nie może przekraczać 1% masy cementu w betonie niezbrojonym i 0,2% w żelbecie. Przykład: domieszki do zapraw zimowych
  • zwiększające wytrzymałość betonu stwardniałego – poprzez dodanie pyłu krzemionkowego w ilości 7-10% masy cementu możemy podnieść wytrzymałość betonu o 10-15 MPa w porównaniu z betonem bez dodatku.
  • barwią beton – pigmenty, najczęściej pochodzenia nieorganicznego, najprostszym przykładem może być zmielona cegła.
  • napowietrzające beton– do zaprawy cementowej zostają wprowadzone liczne mikropęcherzyki, które poprawiają jej urabialność. Przykład: domieszki napowietrzające
  • spęczniające – domieszka o działaniu plastyfikującym i spęczniającym, jest przeznaczona do produkcji betonów i zapraw służących do szczelnego wypełniania luk i szczelin w betonie
  • stabilizujące – domieszka stabilizująca do zmniejszania rozdzielania i osadzania materiałów mieszanki betonowej, szczególnie do betonów samozagęszczających się
  • spieniające – Domieszka do produkcji bardzo lekkich zapraw i pianobetonów, także z udziałem lekkich kruszyw. W zależności od wyjściowego składu mieszanki betonowej można uzyskać zaprawy i betony o gęstościach od 2000 kg/m³ nawet do 400 kg/m³.
  • emulsje polimerowe – Poprawia urabialność mieszanki, umożliwia łatwiejsze jej wbudowanie i zagęszczenie.
powrót do góry

Produkcja mieszanki betonowej

Składniki 1m3 mieszanki betonowej przy dozowaniu wagowo-objętościowym (konsystencja K1 – wilgotna)

 

Klasa betonu

 

Klasa cementu

Ilość składników
cement [kg] żwir [l] piasek [l] woda [l]
C8/10 Portlandzki 32.5 341 661 367 216
C12/16 Portlandzki 32.5 362 642 351 227
C16/20 Portlandzki 42.5 367 770 426 223
C20/25 Portlandzki 42.5 430 578 320 267
powrót do góry

Właściwości mieszanki betonowej

1. Konsystencja mieszanki betonowej

Inaczej ciekłość mieszanki – wpływa na łatwość przemieszania się mieszanki w formie przy określonym sposobie jej układania. Powinna być dobrana w odpowiedni sposób. Bardzo istotne jest, aby zapewniała odpowiednią urabialność oraz uzyskanie maksymalnego zagęszczenia. Rozróżnia się konsystencję: wilgotną, gęstoplastyczną, plastyczną, półciekłą i ciekłą.

Poniższa tabela przedstawia zalecenia dotyczące wyboru konsystencji zależnie od przeznaczenia mieszanki betonowej.

Konsystencja mieszanki betonowej Zastosowanie betonu i sposób zagęszczenia
wilgotna (K1) elementy betonowe ubijane ręcznie, prefabrykaty budowlane zagęszczane przez wibroprasowanie (np. bloczki betonowe)
gęstoplastyczna (K2) elementy betonowe o nieskomplikowanych kształtach zagęszczane przez ubijanie lub przez użycie wibratorów powierzchniowych
plastyczna (K3) konstrukcje betonowe i żelbetowe zagęszczane za pomocą wibratorów wgłębnych lub przyczepnych; konstrukcje żelbetowe formowane pionowo (np. podciągi, nadproża)
ciekła (K4), półciekła (K5) konstrukcje betonowe i żelbetonowe o skomplikowanych kształtach, gęsto zbrojone; mieszanki betonowe transportowane hydraulicznie (pompami)

UWAGA!

Niedopuszczalne jest zwiększanie ciekłości mieszanki betonowej dodawaniem wody – powoduje to zwiększenie wartości wskaźnika w/c i pogorszenie właściwości betonu. Konsystencję należy regulować dodawaniem zaczynu cementowego cementowego o optymalnym w/c lub wprowadzeniem domieszek uplastyczniających lub upłynniających.

Poniższy schemat przedstawia proporcje, które należy zastosować, aby otrzymać daną konsystencję mieszanki (kolejno od lewej K1 – wilgotna, K2 – gęstoplastyczna, K3 – plastyczna, K4 – ciekła, K5 – półciekła). Przykład dla betonu klasy C16/20 z cementu klasy 32.5.

Procentowy udział składników w mieszance betonowej o danej konsystencji


Ilościowy udział składników w mieszance betonowej o danej konsystencji

2. Urabialność

Urabialność mieszanki betonowej decyduje o szczelnym, jednorodnym i możliwie łatwym wypełnieniu mieszanką formy przy założonym sposobie zagęszczenia.

Znaczący wpływ na tę cechę ma ilość zaprawy w jednym metrze sześciennym mieszanki. Przy zagęszczaniu mechanicznym mieszanki betonowej w konstrukcjach betonowych i żelbetowych z kruszywem do 63mm objętość zaprawy na 1m3 mieszanki powinna wynosić 400 do 450 dm3, przy zagęszczaniu ręcznym ilość zaprawy na 1m3 powinna być podwyższona do 500-550 dm3

3. Układanie i zagęszczanie mieszanki betonowej

1. Układanie mieszanki betonowej

Aby dokonać właściwego ułożenia mieszanki nie można dopuścić do rozsegregowania jej składników. Należy zastosować się do poniższych zasad:

  • maksymalna wysokość zrzucania mieszkanki musi zmniejszać się wraz ze wzrostem jej ciepłości w granicach:

- 3m, dla mieszanki o konsystencji geoplastycznej

- 50m, dla mieszanki o konsystencji ciekłej

  • przy większych wysokościach stosować rękawy elastyczne, rury i rynny spustowe
  • wyloty urządzeń pochyłych muszą być wyposażone w klapy pozwalające na pionowe opadanie mieszanki

2. Zagęszczanie mieszanki betonowej

Konieczne jest, aby mieszanka betonowa była odpowiednio zagęszczona. Dzięki temu nie dopuścimy do powstania pustek w układanym betonie. Pomoże nam to w szczelnym wypełnieniu formy mieszanką.

Zagęszczać beton możemy:

  • ręcznie – używając np. pręt stalowy
  • mechanicznie – poprzez wibrowanie ułożonej mieszanki

Wibrowanie mieszanki betonowej odbywa się przy pomocy różnych rodzajów wibratorów, np.: wgłębnych, powierzchniowych oraz przyczepnych.

4. Pielęgnacja świeżego betonu

Pielęgnacja betonu jest bardzo istotnym procesem, gdyż wspomaga proces twardnienia i wiązania cementu. Szereg czynności polega na kontrolowaniu temperatury oraz migracji wilgoci zarówno do jak i z betonu.

Prawidłowa pielęgnacja zapewnia ochronę świeżego betonu przed :

  • zbyt niską lub wysoką temperaturą otoczenia
  • wiatrem
  • zbyt niską wilgotnością
  • intensywnymi opadami (kiedy beton jest jeszcze plastyczny)
  • przemarzaniem powierzchni lub całości konstrukcji betonowej

Pielęgnację betonu należy rozpocząć bezpośrednio po zakończeniu zagęszczania mieszanki betonowej. Okres pielęgnacji zależy w dużym stopniu od rodzaju cementu użytego do mieszanki oraz od wielkości i kształtu konstrukcji betonowej.

Prawidłowa pielęgnacja betonu wykonywanego w dodatnich temperaturach polega na :

  1. Polewaniu powierzchni betonu wodą – jest to najczęściej stosowany sposób pielęgnacji; im dłuższy jest czas utrzymania betonu w stanie wilgotnym, tym korzystniejsze jest to dla wszystkich jego właściwości. Szczególnie podatne na utratę wody są elementy cienkościenne oraz elementy o dużej powierzchni odkrytej. Okazuje się, że świeża mieszanka betonowa ułożona na suchym gruncie może stracić nawet 50 % wody w czasie jednej doby. Podobny efekt może zachodzić, jeżeli szalunki, w które jest wbudowany beton wykonane są z nasiąkliwych materiałów.
  2. Układaniu na powierzchni betonu mokrych mat i zabezpieczeniu ich przed wysychaniem – świeży beton trzeba chronić przed zbytnim nagrzaniem, pamiętając równocześnie, że nagłe polanie silnie nagrzanej powierzchni betonu zimną wodą może prowadzić do powstania rys i spękań (szok termiczny)
  3. Pokrywaniu powierzchni mokrego betonu folią budowlaną, przymocowaną przy krawędziach i złączach; bardzo częstym sposobem utrzymywania odpowiedniego poziomu wilgotności betonu, jest pokrywanie go folią z PCV lub polietylenu. Zaleca się, aby układanie folii odbywało się w jak najkrótszym czasie po zagęszczeniu i zaformowaniu betonu, ale jednocześnie po takim czasie, aby uniknąć przywarcia folii do powierzchni betonu.
  4. Stosowanie preparatów do powierzchniowej ochrony betonu – jest to bardzo efektywna metoda polegająca na nanoszeniu natryskiem preparatów, które tworzą powłokę ochronną utrudniającą odparowanie wody. Preparaty te nakłada się na świeży beton zaraz po pierwszym zmatowieniu powierzchni betonu ale zanim powierzchnia ta wyschnie.

Najczęstsze skutki niewłaściwej pielęgnacji betonu lub jej braku:

  • skurcz plastyczny – spowodowany jest on odparowywaniem wody z powierzchni betonu i jej wysychaniem szczególnie na skutek silnego wiatru i nasłonecznienia. Prowadzi to do powstawania rys i pęknięć na powierzchni ułożonego betonu, które mogą sięgnąć całej grubości elementu. Rysy powstałe na skutek skurczu plastycznego mają kształt nieregularny, często następuje rozgałęzienie rys.
  • nieodpowiednia wytrzymałość powierzchniowa – jej przyczyną jest zbyt mała ilość wody potrzebnej do procesu wiązania i twardnienia cementu. Woda z powierzchni betonu szybko odparowuje (szczególnie w okresach wysokich temperatur), w związku z czym brakuje jej na powierzchni. Nie mogą wtedy zachodzić procesy hydratacji, w wyniku czego następuje pylenie powierzchni betonu i odpryski powierzchniowe.
  • znaczne obniżenie odporności betonu na agresję chemiczną środowiska – powstające mikrorysy, rysy i pęknięcia powodują, iż czynniki agresywne rozpuszczone w wodzie (chlorki, siarczany itp.) mają ułatwiony dostęp do wnętrza betonu, co w konsekwencji będzie prowadzić do obniżenia trwałości betonu i konstrukcji, a w warunkach ekstremalnych może spowodować nawet katastrofę budowlaną.
  • brak lub obniżenie odporności na działanie mrozu – rysy i pęknięcia są także groźne, gdy w warunkach obniżonych temperatur wnika w nie woda, a następnie zamarza. Tworzący się lód ma większą objętość niż woda, a to powodować będzie niszczące naprężenia wewnątrz betonu, które prowadzą do niszczenia struktury betonu.

5. Proces schnięcia betonu

Jak długo wysycha betonowa wylewka?

- Minimalny czas wysychania betonowej wylewki jest ściśle określony. Wynosi on jeden tydzień na 1 cm warstwy betonu do 4 cm włącznie. Na każdy centymetr ponad 4 cm trzeba przewidzieć dwa razy więcej czasu. A zatem minimalny czas schnięcia wylewki o grubości 6 cm wynosi 8 tygodni (4 x 1 + 2 x 2). W wypadku wylewek o grubości przekraczającej 6 cm należy przewidzieć 4 tygodnie na wyschnięcie każdego dodatkowego centymetra betonu. W powyższym przykładzie mowa o mieszankach o wilgotnej konsystencji (K1), dla mieszanek o konsystencji ciekłej (K5) czas schnięcia betonu wydłuża się.

6. Wytrzymałość na ściskanie

Podstawą do klasyfikacji betonu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Dotyczy to betonu ciężkiego oraz zwykłego. Wytrzymałość betonu na ściskanie jest oznaczana jego klasą.

Zgodnie z normą PN-EN 206-1 klasa betonu to symbol literowo liczbowy (np. C25/30) określający beton pod względem jego wytrzymałości na ściskanie (określaną w MPa). Liczby po literze C oznaczają wytrzymałość charakterystyczną oznaczaną na próbkach walcowych o wysokości

300mm i średnicy 150mm oraz sześciennych o wymiarach 150x150x150mm.

Klasa betonu – na przykład C8/10 (dawniej B10), C12/15 (B15), C16/20 (B20) wg PN-EN 206-1. Klasę betonu określić możemy jako CX/Z, gdzie X to wytrzymałość charakterystyczna [MPa] przy ściskaniu próbki walcowej o średnicy 15 cm i wysokości 30 cm, a Z – wytrzymałość charakterystyczna [MPa] przy ściskaniu próbki sześciennej o wymiarach boków 15×15×15 cm Im większe liczby, tym wyższa klasa, a więc i większa wytrzymałość betonu.

Najprościej mówiąc im większa liczba, tym wyższa jakość betonu, co za tym idzie wyższa klasa wytrzymałości na ściskanie. Poszczególne klasy są zależne od jakości materiałów jakich użyjemy do produkcji betonu, tj. głównie (cementu, kruszywa i wody).

Niestety samodzielnie na budowie jesteśmy w stanie wyprodukować tylko beton o niskiej wytrzymałości na ściskanie np. C8/10 i C12/15. Wykonanie mieszanki betonowej wyższej jakości jest możliwe tylko w specjalistycznych fabrykach i betoniarniach.

W budownictwie mieszkaniowym to właśnie beton o klasach z przedziału C8/10 – C25/30 znajduje największe zastosowanie. Beton C8/10 nazywany także chudym betonem stosuje się głównie jako podkład pod fundamenty, natomiast z betonu C12/15 układa się fundamenty, stropy podłogi na gruncie, nadproża monolityczne czy schody.

Klasy wytrzymałości na ściskanie betonu zwykłego.


 

2. Wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie określona w 28 dniu dojrzewania na próbkach o średnicy 150mm i wysokości 300mm

3. Wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie określona w 28 dniu dojrzewania na próbkach sześciennych o boku 150mm

Porównanie klas wytrzymałości na ściskanie betonu zwykłego według normy PN-88/B-06250 i obowiązującej dziś normy PN-EN 206-1

Wg normy PN-EN 206-1 

(aktualna)

Wg normy PN-88/B-06250 

(nieaktualna)

- B7,5 Klasy o podstawowym współczynniku
C8/10 B10
- B12,5
C12/15 B15
C16/20 B20
C20/25 B25 Klasy o wysokim współczynniku
C25/30 B30
- B35
C30/37 B37

Powyższa tabela przedstawia przełożenie dawniej obowiązujących oznaczeń klas betonu B(x) na oznaczenia nowe (Cx/y). Warto wiedzieć, iż używanie starych oznaczeń jest nieprawidłowe oraz niezgodne z obowiązującym systemem prawnym.

Przykładowe zastosowania betonu towarowego w budownictwie mieszkaniowym:

  • C8/10 – chudy beton, stosuje się go do robienia wylewek pod fundamenty (około 10 centymetrowa warstwa betonu wylewana na odpowiednio przygotowanym podłożu pod fundamentem).
  • C12/15 – zazwyczaj używany do wszystkich elementów konstrukcyjnych w domu jednorodzinnym (fundamenty, stropy, nadproża, słupy, podciągi)
  • C16/20 – wykorzystywany w konstrukcji stropów, schodów i wieńców
  • C20/25 – wykorzystywany do wykonania słupów, podciągów, nadproży.

7. Mrozoodporność

Mrozoodporność to odporność betonu na działanie ujemnej temperatury, jest bardzo ważną cechą podczas stosowania betonu w miejscu o zmiennych warunkach atmosferycznych. Stopień mrozoodporności (F) zależy w dużej mierze od klasy wytrzymałości na ściskanie betonu. Jest także zależny od wieku betonu. Liczbę lat użytkowania betonu oznaczamy wskaźnikiem (n).

W praktyce odporność betonu na działanie mrozu uzyskuje się poprzez właściwe napowietrzenie mieszanki betonowej za pomocą domieszek chemicznych. Wprowadzeni  domieszek napowietrzających pozwala uzyskać zamknięte mikropory, które pozostają niewypełnione wodą. Badanie mrozoodporności betonu przeprowadza się przy zastosowaniu metod polegających na cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu próbek betonu w wodzie.

Stopnie mrozoodporności betonu wg PN-88/B-062504

Wskaźnik n Stopień mrozoodporności
do 25 F25 Niska mrozoodporność
26-50 F50  

Wysoka mrozoodporność

51-75 F75
76-100 F100
101-150 F150 Bardzo wysoka mrozoodporność

4. Stopień mrozoodporności – symbol literowo-liczbowy (np. F50) klasyfikujący beton pod względem jego odporności na działanie mrozu; liczba po literze F oznacza wymaganą liczbę cykli zamrażania i odmrażania próbek betonowych.

8. Wodoszczelność

Wodoszczelność betonu jest cechą charakteryzującą odporność betonu na przenikanie wody pod ciśnieniem. Cecha ta jest bardzo ważna w przypadku stosowania betonu do budowli hydrotechnicznych lub na zbiorniki wody.

Stopień wodoszczelności jest to symbol literowo-liczbowy, służący do klasyfikacji betonu pod względem przepuszczalności wody przez beton

Liczba po literze W oznacza dziesięciokrotną wartość ciśnienia wody [MPa], działającego na próbki betonów. Stopień wodoszczelności jest zależny od wskaźnika ciśnienia obliczonego jako stosunek wysokości słupa wody (w metrach) do grubości przegrody (w metrach). Stopień wodoszczelności betonu jest osiągnięty wówczas, gdy pod ciśnieniem wody działającym na cztery próbki betonu z badanych sześciu próbek nie stwierdza się przesiąkania wody.

Wskaźnik ciśnienia Stopień wodoszczelności betonu przy jednostronnym parciu wody
Stały okresowy
0.5-5.0 W2 W2
6.0-10.0 W4 W2
11.0-15.0 W6 W4
16.0-20.0 W8 W6
21.0-40.0 W10 W8
ponad 40 W12 W10

9. Nasiąkliwość

Nasiąkliwość i wilgotność betonu to cechy uwarunkowane porowatością, kształtem oraz wymiarami porów. Większą nasiąkliwością odznaczają się betony, które powstały z mieszanek o niskim wskaźniku C/W5. Nasiąkliwość betonów z kruszyw nieporowatych osiąga wartość do 6%. Nasiąkliwe kruszywa porowate powodują znaczny wzrost nasiąkliwości betonów.

Beton jest materiałem higroskopijnym (podatnym na wchłanianie wilgoci i wiązanie się z wodą) i ulega zawilgoceniu pod wpływem wilgotnego środowiska atmosferycznego. Przy wilgotności powietrza na poziomie 60-70%, wilgotność betonu stabilizuje się przy wartości 1-2%. Nasiąkliwość betonu nie powinna być większa niż 5% w przypadku betonów narażonych bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych i niż 9% w przypadku betonów osłoniętych przed działaniem czynników atmosferycznych.

3. Współczynnik woda/cement określa stosunek efektywnej zawartości masy wody do zawartości masy cementu w mieszance betonowej.

powrót do góry

Beton: Kompendium wiedzy

Zastosowanie poszczególnych klas betonu w budownictwie mieszkaniowym:

Betony wyższych klas znajdują swoje zastosowanie w budownictwie przemysłowym.

Podczas wykonywania mieszanki betonowej klasy C16/20 powinno się zachować następujące proporcje (używamy cementu klasy 32.5; przykład przedstawia proporcje dla konsystencji wilgotnej – K1):

Klasa betonu – na przykład C8/10 (dawniej B10. Klasę betonu określić możemy jako CX/Z, gdzie X to wytrzymałość charakterystyczna [MPa] przy ściskaniu próbki walcowej o średnicy 15 cm i wysokości 30 cm, a Z – wytrzymałość charakterystyczna [MPa] przy ściskaniu próbki sześciennej o wymiarach boków 15×15×15 cm Im większe liczby, tym wyższa klasa, a więc i większa wytrzymałość betonu.

Najprościej mówiąc im większa liczba, tym wyższa jakość betonu, co za tym idzie wyższa klasa wytrzymałości na ściskanie. Poszczególne klasy są zależne od jakości materiałów, jakich użyjemy do produkcji betonu, tj. głównie (cementu, kruszywa i wody).

W budownictwie mieszkaniowym to właśnie beton o klasach z przedziału C8/10 – C25/30 znajduje największe zastosowanie.

[i] Wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie określona w 28 dniu dojrzewania na próbkach o średnicy 150mm i wysokości 300mm

[ii] Wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie określona w 28 dniu dojrzewania na próbkach sześciennych o boku 150mm

powrót do góry

Beton: Źródła

Literatura:

  • Fidali R (red.). 2010. Ogólnopolski Informator Posadzkarski, eVandor, Sosnowiec
  • Pliszek E. 2002. Vademecum Budowlane, Arkady, Warszawa
  • Szymański E. 2004. Materiały budowlane, Oficyna Wydawnicza WSEiZ, Warszawa

Zdjęcia:

  • Wikimedia Commons

Karol Latosiński
http://www.c-n-f.pl

e-mail: biuro@c-n-f.pl

Zezwalam na przedruk tego artykułu w niezmienionej formie pod warunkiem zamieszczenia linku do wyżej wymienionej strony źródłowej