1. Co je to beton?

Ačkoli se v současné konstrukci používá téměř všude, beton v žádném případě není vynálezem moderní doby. Již staří Římané jej používali pro své budovy jako je Pantheon. Dnešní portlandské cementové betonové směsi jsou vynálezem britského inženýra Josepha Aspdina, který jej vyrobil v 19. století ve své kuchyni. Aspdin vlastně hledal kombinaci přísad ve správném poměru a všechny našel v přírodě. Portlandský cement byl tedy sestaven kombinaci dvou klíčových prvků a byl tak získán stavební materiál, který se hojně používá po celém světě.

1.1. Základní složky betonu

I když určitě existují rozdíly mezi různými druhy betonu, každý obsahuje tři hlavní komponenty: portlandský cement, vodu a kamenivo složené ze štěrku, písku nebo obojího. Výsledná směs má tlakovou sílu oceli. Portlandský cement obsahuje přírodní minerály, mezi něž patří vápenec, pískovec, břidlice, železo, jíl a popel. Výrobci tyto suroviny nalévají do válcových betonových pecí a zahřívají je na 1500°C. Během tohoto procesu se odpařuje voda a oxid uhličitý za vzniku nových sloučenin zvaných slínek (též klinker). Slínek se poté rozemele na jemný prášek, do kterého se přidává sádra, která reguluje a kontroluje rychlost vytvrzování při opětovném mísení s vodou. Tato směs je známá jako portlandský cement. Betonové směsi existují v různých formách pro různé účely. Ve standardní betonové směsi je kamenivo směsí písku a jemného štěrku. Takzvaná „písková směs“ je směs, ve které je pouze jemnější písek a žádný štěrk. Je vhodná pro opravy a různé konkrétní řemeslné práce. Ještě jemnější kamenivo se nachází v maltových směsích používaných ke spojování cihel a různých bloků. Ke změně jeho vlastností lze do betonu přidat různé přísady. Například betonové směsi pro základy a kotvy zahrnují epoxidy, které zvyšují pevnost betonu. Železobeton zahrnuje skleněná vlákna, která snižují praskání. Existují další přísady, které urychlují nebo zpomalují tuhnutí a dobu schnutí betonu.

1.2. Co byste měli vědět o trvanlivosti betonu?

Praskání betonu může způsobit koroze kovů, opakující se cykly zmrazování a rozmrazování a chemické reakce alkalických agregátů. Hlavním viníkem poškození betonu je však vystavení vlhkosti. Je vžita mylná představa, že beton je nepropustný. Voda totiž snadno proniká do pórů. Dobře vyrobená a úplně vysušená betonová podlahová deska o tloušťce 4 cm a více je nepropustná pro vodu z povrchu, ale ne i pro vodní páru. Proto je nutné, aby byl beton co nejméně propustný, to totiž zpomalí jeho rozpad. Toho je mimo jiné dosaženo snížením poměru vody a cementu, rovnoměrnosti a hustoty kameniva, jakož i použitím přísad a inhibitorů páry. Snížením propustnosti betonu a patřičným provzdušněním lze trvanlivost betonu podstatně zvýšit. Kromě toho, smršťování betonu může způsobit praskání, ale i zvedání jeho okrajů. Pokud mají horní a spodní povrch desky různé úrovně vlhkosti a nerovnoměrnou teplotu, horní povrch se zmenší a celá deska se ohne.

2. Najděte dobrého dodavatele

Výběr správného dodavatele, resp. betonáře, hraje velmi důležitou roli v životnosti budovy, přístupové cesty, zahradní cesty apod. Zkušení dodavatelé vědí, jak hluboký a velký by měl být základ, jaký druh betonové směsi je nezbytný pro stávající klimatické podmínky, vzdálenosti mezi výztužemi a nosnými konstrukcemi, jak tvrdý by měl být beton, aby nedocházelo k praskání a smršťování, a jsou obeznámeni s řadou dalších faktorů. Chcete-li stavět, pečlivě si vyberte spolehlivého a zkušeného dodavatele betonu, který má dobré reference.

3. Druhy betonu

3.1. Obyčejný beton

Jedná se o jeden z nejčastěji používaných typů betonu. Většinou jej užíváme pro budování chodníků, příjezdových cest a jednoduchých konstrukcí, protože nevyžadují vysokou pevnost v tahu. Skládá se z cementu, písku a kameniva smíchaného s vodou, obvykle v poměru 1: 2: 4. Protože není nijak vyztužen, není vhodný pro nosné konstrukce. Slabě totiž přenáší napětí způsobené vibracemi, zatížením, větrem a podobně.

3.2. Lehký beton

Tento typ betonu je známý i pod názvy pórovitý nebo tepelně izolační beton, je tekutý a je možné jej vyrobit a nalít do bednění, jelikož se, podobně jako cementový potěr, sám rozlije tam kam ho usměrníme. Nejčastěji se používá k výrobě podlahových a okenních panelů a střech. Druhy kameniva používaného pro lehký beton jsou modrá, expandovaná břidlice a jíl. Tento typ betonu má nízkou tepelnou vodivost, většinou kolem 0,3 W / mK ve srovnání s obyčejným betonem, který má 10-12 W / mK.

3.3. Beton s vysokou hustotou

Takové betony se též nazývají těžké. Jsou hustší než jiné, protože se vyrábějí z drceného kamene, tj. hrubších agregátů. Tento typ betonu poskytuje lepší radiační ochranu a nejčastěji se používá pro stavbu jaderných elektráren a podobných zařízení.

3.4. Železobeton

Železobeton je kompozit, který má velmi široké použití v moderní stavařině. Aby se zvýšila jeho celková pevnost, přidávají se do něj ocelové tyče, dráty, pletivo nebo vlákna, a to ještě před ztvrdnutím (nebo se položí před nalitím betonu). Tyto výztuže, souhrnně označované jako armatura, slouží k odolávání tahovým silám, respektive pomáhají betonu, aby jim odolal. Výztuž a beton tak společně vytvářejí pevnou vazbu a účinně působí jako jediný konstrukční prvek.

3.5. Prefabrikované / montované betonové prvky

Tento typ betonu se vyrábí a nalévá do forem ve fabrikách. Formy se vyrábějí na míru, tj. podle požadovaného tvaru a velikosti, a lze je použít vícekrát. Takto získané betonové prvky se nejčastěji používají pro prefabrikované konstrukce, protože spolu s dalšími prvky tvoří ucelenou strukturu. Obvykle se používají jako konstrukční prvky, jako jsou stěnové panely, nosníky, sloupy, podlahy, schody, trubky, tunely a další.

3.6. Předpjatý beton

Předpjatý beton je konstrukční materiál, který umožňuje vydržet předem vypočítané napětí konstrukčních prvků, které budou mít při zatížení. Předpjatý beton kombinuje vysokou pevnost betonu v tlaku a vysokou pevnost oceli v tahu. Ve železobetonu je napětí přenášeno ocelovou výztuží, zatímco předpjatý beton přenáší zatížení na indukované napětí celého konstrukčního prvku. Proto se často používá pro podlahové podpěry, sloupy, pilíře, železniční pražce a konstrukce, jako jsou mosty, nádrže, střechy a letištní přistávací dráhy.

3.7. Sklobeton

Sklobeton, tedy beton vyztužen sklem, je stavební materiál, který se často používá k tvarování vnějšího opláštění. Skládá se z velmi tvrdých vláken odolných vůči zásadám přidávaných do betonových směsí. Vlákna působí jako hlavní nosná součást, zatímco beton je drží v určité poloze a přenáší zatížení. Tímto způsobem si beton i vlákna zachovávají své fyzikální a chemické vlastnosti, zatímco jejich výhody jsou sjednocené a tvoří tak mimořádně kvalitní kompozit.

3.8. Pěnobeton

Tento typ běžného betonu je také známý jako pěnobeton, a to kvůli mikroskopickým bublinám (od několika tisícin do několika setin centimetru), které tvoří 4 až 7% objemu betonu. Tyto bubliny jsou ve skutečnosti mikrokomory, ve kterých se zadržuje a zamrzá voda, což snižuje vnitřní tlak na beton.

3.9. Samozhutnitelný beton

Vynález samozhutnitelného betonu je podle názoru mnoha odborníků jedním z nejdůležitějších objevů v technologii betonu. Jedná se o nesegregující beton, který se snadno sype a vyplňuje celý prostor ohraničený bedněním, aniž by bylo nutné ho dále zhutňovat vibracemi. Vzhledem k těmto výjimečným samonivelačním a samozhutnitelným vlastnostem se obvykle používá při stavbě složitých betonových rámů.

3.10. Chytrý beton

Technologie inteligentního betonu nabízí alternativní metodu zachování stavu železobetonových konstrukcí. Při výrobě se do betonu přidávají menší uhlíková vlákna, což zlepšuje mechanické vlastnosti betonu, a konstrukce tak lépe reaguje na deformace a zatížení. Snižují se tak napětí a deformace betonových konstrukcí, a hlavně možné problémy jsou identifikovány dříve, než se beton zhroutí. Inteligentní beton rozpoznává drobné vady ve struktuře betonu, a proto se používá ke kontrole stavu a pro opravy konstrukcí, zejména po zemětřesení.

3.11. Betonová vlákna

Betonová vlákna jako kompozitní materiál se skládají ze směsi cementu, betonu nebo malty a malých, rovnoměrně rozptýlených vláken.

3.12. Polymerbeton

Polymerbeton se liší od epoxidových, polyesterových, vinylových a dalších typů. Epoxidní betony jsou největší kategorií, protože se většinou používají ve stavebnictví. Jsou velmi oblíbené díky svým dobrým pevnostním charakteristikám, odolnosti proti vibracím a také díky své vynikající přilnavosti k betonu a kovovým povrchům.

4. Způsoby výroby betonu

4.1. Rady pro míchání betonu

Je známo, že beton po přidání vody ztvrdne. Chemická reakce, která probíhá v tomto procesu, se nazývá hydratace, a protože cement obsahuje pět prvků, které se účastní této reakce, je proces složitější. Pro pevnost betonu jsou nejdůležitější křemičitany vápenaté, které tvoří 75% směsi. Během hydratace se dodává hydroxid sodný a směs se zahřívá, takže při míchání je nutné nosit rukavice. Hodnota pH vlhkého betonu dosahuje 12 a více, takže směs je velmi abrazivní a může způsobit popáleniny! Pro úplnou hydrataci je nutné přidat přesné množství vody. Pokud jí nalijete méně než doporučené množství, beton nebude dostatečně silný. Pokud nalijete více, směs bude příliš slabá. Beton se nemusí sušit, aby se vytvrdil, a proto jej lze nalévat i pod vodou. Když je tedy proces hydratace dokončen, přebytečná voda v betonové směsi prochází do pórů, což může oslabit celou strukturu. Velká část této vody se okamžitě odpaří, i když může trvat roky, než veškerá voda ve směsi úplně zmizí. Při míchání betonu musí být přítomen dostatek vody, aby byla směs tekutá a použitelná, ale nesmí jí být příliš mnoho, aby nebyla řídká jako polévka. Menší množství betonu lze také míchat v míchačce nebo zděném žlabu z umělého materiálu, takže betonová směs se mísí s vodou a rovnoměrně se vyrovnává pomocí ručního míchadla. U větších množství se doporučuje použít elektrickou míchačku nebo si objednat dodávku hotového betonu, který vám bude dodán v náklaďáku s míchačkou.

4.2. Tvarování betonu

Výroba bednění je nejsložitější částí betonáže. Čerstvý beton je v zásadě viskózní kapalina a nekontrolovatelně se rozlije, pokud se nelije do připravené formy, tj. do bednění. Pokud se mají vyrábět desky nebo jiný přesný tvar, je nutné instalovat bednění (něm. schalung, odtud slangové šalování). Stavitelé obvykle vyrábí bednění pomocí OSB desky nebo překližky. Jelikož je bednění pouze dočasnou konstrukcí, je důležité, aby bylo dobře umístěno, a ne aby vypadalo hezky. Musí být dostatečně pevné, aby odolalo hmotnosti lití betonu, a nesmí mít žádné otvory nebo praskliny, kterými by beton mohl prosakovat. Je důležité na stěny a na ostatní místa, kde beton bude vidět, použít hladkou překližku, protože tento povrch zůstane trvale vtlačený do betonu. Zkušení stavitelé používají na takových místech lepicí pásky, takže po odstranění bednění vám zůstanou zcela hladké betonové povrchy. Sestavení bednění je vždy lepší pomocí šroubů, ne pomocí hřebíků, protože při odstraňování bednění mohou hřebíky poškrábat čerstvý beton. Šrouby do bednění se používají i pro suchou montáž.

4.3. Jak se dělá výztuž

Ačkoli má beton vysokou pevnost v tlaku, jeho pevnost v tahu není ani zdaleka taková, jako u oceli. Konstrukce, jako jsou stěny a desky, mohou pod váhou prasknout. Aby se tomu zabránilo, stavitelé do všech hlavních konstrukčních prvků přidávají výztuž; ocelové pruty se umísťují do stěn a základů a ocelové výztužné sítě se umísťují při výrobě základových a podlahových desek. Výroba ocelové výztuže je stejně náročná jako bednění. Síť a pruty mají různé průměry. Velikost se volí podle pevnosti v tahu požadované pro konkrétní objekt. Vždy je lepší zvolit větší než menší průměr, než je nutné. Výztuž lze také ohýbat ručním nástrojem zvaným třmen, aby se získala požadovaný tvar, i když na toto existují i ​​stroje. Můžete se na tom také dohodnout s dodavatelem betonu, pokud takové služby nabízí.

4.4. Zpracování a lakování betonu

Dokončovací práce zvolíme podle toho, jak si přejete, aby beton nakonec vypadal.  První fází dokončovacích prací je broušení, které se provádí, když je beton ještě vlhký. V některých případech, třeba při stavbě garáže, může být konečnou vrstvou i potěr. Pokud naléváte beton na terasu nebo na podlahu na chatě, pravděpodobně budete chtít, aby byl před ztuhnutím dodatečně vyleštěn. Toho lze dosáhnout broušením nebo leštěním pomocí speciálních strojů, když je beton zcela suchý. Leštění betonu je dovednost, která vyžaduje znalosti a zkušenosti. Cílem je v podstatě vytáhnout na povrch menší kousky kameniva a prachu a vytvořit z nich zcela hladký povrch. Pokud to však přeženete, může se povrch po chvíli začít odlupovat nebo praskat. Barvy lze přidat do betonu těsně před nalitím nebo je možné je koupit beton již zabarvený. Po vytvrzení lze beton natřít také kyselým nátěrem nebo barvou pro beton. Kyselina způsobuje chemickou reakci s látkami v betonu a vytváří různé barvy. Barva se používá, pokud chcete jiné barvy nebo odstíny.

4.5. Betonové tmely

Pokud máte doma betonovou pracovní desku, pult nebo betonovou podlahu v koupelně, bude nutné tyto povrchy dobře utěsnit, aby do pórů nevnikla voda ani nečistoty. Většina betonových tmelů je ve skutečnosti rozpustný polyuretan nebo akryl. Před nanášením nátěru musí být beton očištěn saponátem a vodou nebo tlakovou mycí pistolí a dobře usušen. Nátěr se nanáší štětcem nebo válečkem a poté se nechá zaschnout. Je dobré tento postup opakovat pravidelně každých pár let, aby beton vydržel co nejdéle a vypadal vždy jako nový.