Betón je kompozitný materiál, ktorý vzniká stvrdnutím zmesi jeho základných zložiek - cementu ako najčastejšie používaného spojiva, kameniva (piesku, štrku, drviny) ako plniva a vody. Cement po zmiešaní s vodou stuhne a stvrdne na pevnú látku. Zatvrdnutý betón má vlastnosti dobrého kameňa.
História a pôvod betónu
Názov betón pochádza z francúzštiny a mohli by sme ho preložiť ako hrubá malta. Zaviedol ho vraj francúzsky inžinier Belidor už v roku 1753. Pôvod označenia však môžeme hľadať aj v latinskom betunium (kamenná malta).
Prvé zmienky o použití umelého kameňa na stavbu stĺpov v Egypte sa objavili už v roku 3600 pred n. l. Príkladom antickej betónovej stavby je rímsky panteón (120 - 125 n. l.), ktorý má kupolu z ľahkého betónu s priemerom 49 m.
Novodobá história betónu sa začala písať približne v prvej polovici 19. storočia. J. Aspdin z anglického Portlandu začal vyrábať nový druh cementu, ktorý vychádzal z výroby hydraulických vápien. Tento druh cementu dodnes nazývame portlandský. Na Slovensku sa betón začal výraznejšie používať s nástupom 20. storočia.
Základné zložky betónu
Vlastnosti betónu ovplyvňujú najmä skladba a pomer miešania jeho základných zložiek.
Cement - Spojivo betónu
Cement je hydraulické práškové spojivo, ktoré po zmiešaní s vodou tuhne a tvrdne (hydratuje) a trvale stmeľuje zrná kameniva do kompaktnej hmoty - betónu. V betóne plní funkciu spojiva. Zmiešaním s vodou vzniká cementový tmel, ktorý postupne tuhne, tvrdne a mení sa na cementový kameň. Tento proces prebieha na vzduchu i pod vodou.
Po zatvrdnutí si cement zachováva svoju pevnosť a stálosť, a to nielen vo vyschnutom stave, ale aj vo vodnom prostredí, čo ho robí výrazne hydraulickým spojivom. Voľba druhu a triedy cementu závisí od konštrukcie a charakteru stavebného diela. Cementy sa delia druhovo podľa mineralogickej skladby a podľa pevnostnej triedy. Na výrobu betónu môžeme použiť cementy, ktorých vhodnosť všeobecne dokazuje splnenie požiadaviek príslušnej normy. Použiteľnosť jednotlivých druhov cementu (CEM I, CEM II a CEM III) pre stupne vplyvu prostredia je podrobne upravená.
Kamenivo - Pevná kostra betónu
Kamenivo predstavuje objemovo najväčšiu zložku betónu. Plní funkciu pevnej kostry v betóne, na ktorú sa všeobecne kladú požiadavky minimálnej medzerovitosti (predstavuje 75 až 80 % objemu betónu). Vlastnosti kameniva majú veľký vplyv na trvanlivosť betónu i jeho ostatné mechanicko-fyzikálne vlastnosti.
Je to zmes zŕn hornín rôznej veľkosti od 0,1 mm do 30, 70 až 150 mm. Zmes sa delí na piesok, ak zrná sú menšie ako 5 mm, a na štrk, ak zrná sú väčšie ako 5 mm. Kamenivo do betónu musí mať správne granulometrické zloženie (pomer množstva zŕn rôznych veľkostí) a váhový pomer množstva piesku a štrku má byť 40:60%. Zrná majú mať pravidelný, najlepšie guľovitý tvar, aby čo najlepšie vyplnili priestor a ich povrch má byť drsný, aby k nim dobre prilipla cementová kaša.
Rohovce a silicíty ako potenciálne zložky kameniva
Kamenivo do betónu môže pochádzať z rôznych typov hornín, medzi ktoré patria aj rohovce a silicíty.
Rohovce sú kremité konkrécie a hľuzy v sedimentárnych horninách, sú celistvé a rôznych farieb. V horninách vznikajú sekundárnou cestou, t.j. migráciou a zhlukovaním gélov kyseliny kremičitej. Takéto rohovcové konkrécie a vložky odolávajú zvetrávaniu, preto sa často nachádzajú vo zvetralinách, (napr. vo zvetralinách rohovcových vápencov). Vo flyšových súvrstviach tvoria samostatné polohy uprostred ílovcov (napr. vo vonkajšom flyšovom pásme Karpát). Často bývajú tmavo sfarbené. Hľuznaté rohovce môžu mať vnútri jadro napr. skamenelú živočíšnu schránku ap.
Silicit je všeobecné označenie rôznorodej skupiny usadených hornín, ktoré sú v prevažnej miere zložené z modifikácií oxidu kremičitého - jemnozrnného kremeňa, opálu a chalcedónu. Ide o tvrdé horniny s nepravidelnou štiepateľnosťou, ktoré vznikajú usadzovaním kremitých bahien, prípadne vyzrážavaním kremičitanov z vodných roztokov. Tmavé rohovcové konkrécie (pazúrik - flint) sa vyskytujú v kriedových sedimentoch na anglickom, belgickom, nemeckom pobreží.
Voda - Nevyhnutná pre hydratáciu a spracovateľnosť
Voda umožňuje tuhnutie a tvrdnutie cementu a spracovateľnosť betónovej zmesi. Na hydratácii sa podieľa postupne zámesová voda, ošetrovacia voda a vlhkosť betónu.
Prísady a prímesi - Modifikácia vlastností betónu
Pridaním vhodných prísad a prímesí zasa môžeme dosiahnuť rozličné špeciálne vlastnosti, ktoré delíme na počiatočné (spracovateľnosť a čas tuhnutia) a konečné (pevnosť, modul pružnosti, odolnosť a trvanlivosť).
Ide o pevné, jemne práškovité látky, ktoré pridávame s cieľom ovplyvniť niektoré vlastnosti čerstvého i zatvrdnutého betónu alebo získať betón so špeciálnymi vlastnosťami. V stavebnej praxi sa môžeme stretnúť aj s ďalšími typmi prísad, medzi ktoré patria napríklad plynotvorné, penotvorné, odpeňovacie, expanzné, adhézne, protikorózne či biocídne.
Prísady pôsobia fyzikálno-chemicky predovšetkým na cementový tmel a ich pôsobenie závisí nielen od druhu, ale aj od pôvodu cementu. Prísady môžu mať aj vedľajšie účinky (vrátane negatívnych). Ich celkové pôsobenie sa mení v závislosti od dávkovaného množstva prísady, od zloženia betónu a podmienok jeho výroby. Pri používaní prísad nesmieme podľa platných noriem prekročiť maximálne dávky odporúčané ich výrobcami.
Vlastnosti a klasifikácia betónu
Aby betón skutočne spĺňal požiadavky, ktoré od neho očakávame, musí mať dobrú a stále rovnakú akosť.
Mechanické vlastnosti
Na vlastnosti betónu však majú vplyv aj účinky okolitého prostredia, napríklad vlhkosť, teplota, agresívne činitele a v neposlednom rade i vek betónovej konštrukcie. Pre betón je charakteristická veľmi dobrá pevnosť v tlaku, ale zároveň aj lomová krehkosť. Pevnosť v ťahu je len veľmi malá, preto ho musíme pri výrobe betónových konštrukcií vhodne vystužovať.
Veľmi dôležitou charakteristikou betónu je jeho pevnosť v tlaku. Ak bude mať naša stavba nosné konštrukcie z betónu, resp. oceľobetónu, určite naň v projektovej dokumentácii nájdeme konkrétnu pevnostnú požiadavku. Betón rozdeľujeme do pevnostných tried C 8/10 až C 100/115. Tieto čísla označujú pevnosť v MPa, ktorej dokážu odolať skúšobné valce a kocky odliate z tohto betónu. Samozrejme, pri svojpomocnej výstavbe nemusíme dávať overovať betón v skúšobni.
Prehľad pevnostných tried betónu
| Pevnostná trieda betónu | Charakteristická pevnosť v tlaku valca (fck,cyl v MPa) | Charakteristická pevnosť v tlaku kocky (fck,cube v MPa) |
|---|---|---|
| C 8/10 | 8 | 10 |
| C 12/15 | 12 | 15 |
| C 16/20 | 16 | 20 |
| C 20/25 | 20 | 25 |
| C 25/30 | 25 | 30 |
| ... | ... | ... |
| C 100/115 | 100 | 115 |
Typy betónu podľa výroby a vystuženia
- Podľa spôsobu (technológie) výroby: Rozlišujeme betón vyrábaný priamo na stavenisku a transportbetón (dodáva sa v čerstvom stave z centrálnej výrobne).
- Podľa vystuženia: Delíme betón na prostý (neobsahuje výstuž so statickou funkciou), oceľobetón (vystužený oceľovými prútmi alebo zváranými sieťami), predpätý (oceľová výstuž je predpätá) a vláknobetón (obsahuje vlákna rôznych materiálových druhov).
- Podľa statickej funkcie: Betón, ktorý plní v konštrukcii statické požiadavky, nazývame konštrukčný, ostatný je výplňový.
Označovanie betónu a vplyv prostredia
Prechod na európske normy priniesol i nové označovanie betónov, ktoré sa zásadne líši od doteraz používaného spôsobu označovania. Toto označenie sa už objavuje vo všetkých nových projektoch, takže ak sa chystáme stavať napríklad dom, určite sa s ním v projektovej dokumentácii stretneme.
Pomerne komplikovaný systém označovania zohľadňuje najmä účinky prostredia, ktoré bude ovplyvňovať betónovú konštrukciu a môže spôsobiť neskoršie rozrušenie betónu a zníženie jeho životnosti. Na betón môže súčasne pôsobiť aj viac vplyvov, ktoré sa vzájomne kombinujú. Patria k nim napríklad korózia vplyvom karbonizácie (označuje sa XC), korózia vplyvom chloridov (XD), pôsobenie mrazu a rozmrazovania (XF) či chemické pôsobenie (XA).
