vanesa jeseničnik - core
Post on 22-Oct-2021
12 Views
Preview:
TRANSCRIPT
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO
Vanesa Jeseničnik
NEGA IN ZAŠČITA BETONA
Projektna naloga
univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje
Maribor, julij 2016
Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija
Projektna naloga univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje
NEGA IN ZAŠČITA BETONA
Študent: Vanesa JESENIČNIK
Študijski program: univerzitetni, Gradbeništvo
Mentor: Izr.prof.dr. Andrej Štrukelj, uni. dipl. inž. grad.
Maribor, julij 2016
I
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju prof. Andreju Štruklju za
pomoč in vodenje pri izdelavi projektne naloge.
Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili
študij.
II
NEGA IN ZAŠČITA BETONA
Ključne besede: beton, nega betona, zaščita betona, vpliv temperature na sveže vgrajen
beton
Povzetek
V projektni nalogi je opisan način nege in zaščite betona v fazi po vgradnji svežega betona.
Beton je eden temeljnih materialov v gradbeništvu. Sestavljen je iz mešanice gramoza,
vode in cementa, ki deluje kot vezivo. Ko se beton posuši, doseže veliko trdnost in trdoto.
Da lahko doseže le-te, je zelo pomembna pravilna nega in zaščita betona v začetni fazi
utrjevanja betona. Velik vpliv pri doseganju trdnosti in trdote betona ima temperatura
okolice. V tej projektni nalogi bo opisan vpliv temperature okolice na beton, kako beton
najprimerneje zaščititi pred vplivi le-te in ga nato primerno negovati, da bo lahko dosegel
predvideno trdnost.
III
CURING AND PROTECTION OF CONCRETE
Key words: concrete, curing of concrete, protection of concrete, the impact of
temperature on recently placed concrete
Abstract
The following project work describes the methods of curing and protecting concrete in its
early age right after placing it. Concrete is one of the fundamental materials in civil
engineering. Concrete is a composite material composed of aggregate,water and cement,
wich works as a binder. As concrete dries, it reaches a great strenght and hardness. So it
could reach these two elements, we have to use the right curing and protection methods in
the early stage of hardening of concrete. A major impact on the achievement of strenght
and hardness has the temperature of the surroundings. In this project work it will be
described the impact of temperature surroundings on concrete and how to efficiently
protect and cure concrete, so it can reach the optimal strenght.
IV
VSEBINA
1 UVOD ................................................................................................................................. 1
2 BETON ............................................................................................................................... 2
2.1 BETON .......................................................................................................................... 2
2.2 ZMES BETONA .............................................................................................................. 2
2.3 VRSTE BETONA IN NJEGOVE LASTNOSTI ...................................................................... 6
3 NEGA BETONA ............................................................................................................... 8
3.1 NAČINI NEGOVANJA BETONA ....................................................................................... 8
3.2 TRAJANJE NEGE .......................................................................................................... 11
4 ZAŠČITA IN SANACIJA BETONA........................................................................... 13
4.1 ZAŠČITA BETONA ....................................................................................................... 13
4.2 LASTNOSTI OTRDELEGA BETONA............................................................................... 15
4.3 VZROKI ZA PROPADANJE IN POŠKODBE BETONA ....................................................... 16
4.4 SANACIJA BETONA ..................................................................................................... 18
5 TEMPERATURNI VPLIVI.......................................................................................... 20
5.1 NEGA BETONA V IZJEMNIH POGOJIH .......................................................................... 20
6 ZAKLJUČEK.................................................................................................................. 22
7 VIRI IN LITERATURA ................................................................................................ 23
8 PRILOGE ........................................................................................................................ 25
8.1 SEZNAM SLIK.............................................................................................................. 25
8.2 NASLOV ŠTUDENTA.................................................................................................... 25
8.3 KRATEK ŽIVLJENJEPIS ................................................................................................ 25
Nega in zaščita betona Stran | 1
1 UVOD
Če pogledamo v zgodovino, bomo ugotovili, da so gradbeni material, ki je bil po svojih
lastnostih podoben današnjemu betonu, iznašli že stari Rimljani. Takratni beton je bil
izdelan iz zmesi vode, peska, apna, pucolanskega (vulkanskega) pepela in zdrobljene
opeke. Skozi čas so beton še izboljševali in razvijali.
Danes pa je: »beton osrednje gradivo, ki se uporablja pri gradnji vseh vrst objektov, od
nizkih do visokih zgradb, za najrazličnejše namene uporabe.« (Beton SLONEP, 2016)
Po betoniranju oziroma vgradnji betona je potrebno le tega tudi ustrezno zaščititi in
primerno negovati, da dosežemo njegove pričakovane lastnosti.
»Dobre lastnosti otrdelega betona so izrednega pomena za zagotavljanje dolge življenjske
dobe konstrukcij, seveda ob upoštevanju predpostavk, da je konstrukcija v normalnih
klimatskih pogojih, da je obremenjena in uporabljana, kot je določeno s projektom in da je
redno vzdrževana, v skladu s projektom vzdrževanja.« (Beton SLONEP, 2016)
Končne lastnosti betona so odvisne predvsem od kakovosti betonske mešanice, sušenja
betona ter nege betona in v projektni nalogi se bomo dotaknili predvsem zadnjega od
naštetih področij.
Namen projektne naloge je predstavitev ustrezne nege in zaščite betona.
Po uvodnem delu je v sledečem poglavju najprej predstavljen sam pojem betona. V tretjem
poglavju je opisano, kako beton ustrezno negovati. Četrto poglavje je namenjeno zaščiti
betona. In kot zadnje, so v petem poglavju predstavljeni še temperaturni vplivi na lastnosti
betona.
Nega in zaščita betona Stran | 2
2 BETON
2.1 Beton
»Angleška beseda za beton, »concrete«, izhaja iz latinskega glagola concrescere, ki
pomeni »zrasti skupaj«, »združiti se«. Pomen se dobro sklada z veznimi lastnostmi
betona. Beseda »concrete« pa zbuja tudi asociacije s pridevnikom konkreten, ki pomeni
»materialen«, »jasen«.« (Wedebrunn, 2008)
Beton je danes eden izmed temeljnih in najpogosteje uporabljanih materialov v
gradbeništvu. Uporablja se ga pri gradnji vseh vrst objektov: nizkih in visokih zgradb,
poslovnih, stanovanjskih ter industrijskih objektov…
»Njegova uporaba pa ni popularna samo danes, saj so beton uporabljali že v dobi
Rimljanov.« (Beton, uporaba in cena, 2016)
Že v uvodu smo namreč omenili, da so gradbeni material, ki je bil po svojih lastnostih
podoben današnjemu betonu, iznašli v času starih Rimljanov. Takratni beton je bil izdelan
iz zmesi vode, peska, apna, pucolanskega (vulkanskega) pepela in zdrobljene opeke.
Rimljani so pri gradnji svojega imperija beton uporabljali za kopališča, gledališča,
akvadukte itd.
Slika 1: Rimski akvadukt
(Vir: https://www.jw.org/sl/publikacije/revije/g201411/akvadukti-rimsko-inzenirstvo)
Ker je beton, za razliko od drugih gradbenih materialov, lahko oblikovati, je verjetno prav
zato dosegel tako razširjeno stopnjo uporabe.
2.2 Zmes betona
»Beton je umetna mešanica veziva (cement), grobega in finega agregata (pesek, prod,
gramoz) in vode.« (Beton/SLONEP, 2016)
Nega in zaščita betona Stran | 3
Navedeni osnovni sestavi pa lahko: »dodamo tudi kemijske ali mineralne dodatke, in pa
različna vlakna, ki izboljšajo lastnosti betona.« (Beton, uporaba in cena, 2016)
Slika 2: Sestava betona
(Vir: http://www.mastour.com/blog/composition-of-concrete)
Pa poglejmo posamezne sestavine betona podrobneje:
Vezivo – cement
»Cement, fin siv prah, je silikatni material, ki ga uvrščamo med hidravlična veziva, katerih
najpomembnejša lastnost je, da pri reakciji z vodo, to je hidrataciji, vežejo in se strjujejo.
Nastane cementni kamen, sestavljen pretežno iz kalcijevih silikat hidratov, ki tudi v vodi
ohrani trdnost in stabilnost. Vloga cementa je, da povezuje fine in grobe delce agregatov
skupaj v beton. Zaradi dobrih vezivnih lastnosti, visokih trdnosti ter odpornosti proti
vremenskim vplivom in kemijski koroziji je cement najbolj razširjeno vezivo v
gradbeništvu.« (Kaj je cement?, SLOCEM, Združenje slovenske cementne industrije)
Cement je torej gradbeni material v prahu, ki pri reakciji s primešano vodo, prehaja v
otrdelo cementno pasto ali cementni kamen. »Pri tem postopno razvija svoje kohezijske in
adhezijske lastnosti, ki omogočajo, da poveže zrna agregata v kompaktno maso betona.«
(Saje, 2015)
Obstaja veliko vrst cementa, najpogosteje pa se uporablja tako imenovani »portland
cement«.
Agregat
Nega in zaščita betona Stran | 4
Agregat predstavlja večino betonske mase, zato ima zelo velik vpliv na lastnosti tako
svežega kot kasneje tudi otrdelega betona. Prav zato je izbor agregata »ključnega pomena
za kakovost in lastnosti betona.« (Žarnić, 2005)
»Agregat ima v betonu tri osnovne naloge:
zrna agregata tvorijo skelet, ki daje betonu trdnost in togost,
betonu daje dimenzijsko stabilnost, to je zmanjšuje dolgotrajne volumske
spremembe značilne za cementni kamen,
je relativno poceni, kar prispeva k ekonomičnosti betonskih konstrukcij.« (Saje,
2015)
Agregat je lahko naravnega (iz rečnih nanosov, kamnolomov) ali umetnega (proizvedeni v
določen namen) izvora. Po teksturi in obliki pa je lahko grob (groba zrna) ali drobljen
(drobna zrna).
Pomembna je tudi čistost agregata, saj lahko morebitne nečistoče negativno vplivajo na
kakovost betona.
Voda
»Voda je osnovna sestavina vsake betonske mešanice. Brez nje ne bi bil mogoč proces
hidratacije cementa. Poleg tega pa omogoča potrebno viskoznost sveže betonske mešanice
ter zadovoljivo vgradljivost in končno obdelavnost betona.« (Saje, 2015)
Vsa voda, ki je primerna za pitje in vsakodnevno uporabo, je primerna tudi za rabo v
betonskih mešanicah. Medtem ko morska voda ni primerna za tovrstno uporabo.
Dodatki
Betonu se lahko dodajajo tudi dodatki za spreminjanje lastnosti svežega ali otrdelega
betona.
Saje našteva naslednje najpomembnejše možnosti spreminjanja lastnosti svežega ali
otrdelega betona:
»povečanje obdelavnosti svežega betona, ne da bi se pri tem povečala količina
vode, ali zmanjšanje količine vode pri enaki obdelavnosti,
pospeševanje ali zavlačevanje začetka vezanja cementa,
zmanjševanje ali preprečevanje plastičnega krčenja ali povzročanje ekspanzije,
sprememba hitrosti izcejanja ali skupno izcejanje vode iz betona,
Nega in zaščita betona Stran | 5
zmanjšanje segregacije,
izboljšanje črpnosti betona,
zmanjšanje izgube obdelavnosti,
preprečevanje zmrzovanja svežega betona,
zadrževanje ali zmanjševanje razvoja toplote v mladem betonu zaradi hidratacije,
povečevanje trdnosti,
povečevanje trajnosti betona,
zmanjševanje propustnosti betona,
izboljšanje povezave med starim in novim betonom,
povečanje udarne in erozijske odpornosti,
izboljšanje zaščite armature v betonu,
barvanje betona ali malte.« (Saje, 2015)
Ločimo tri glavne vrste dodatkov, in sicer: kemijske, mineralne in polimerne dodatke.
Kemijski dodatki
Kemijske dodatke razvrščamo glede na njihovo namembnost. »Ločimo aerante,
plastifikatorje, superplastifikatorje, superplastifikatorje nove generacije, fluidifikatorje,
zaviralce in pospeševalce vezanja, pospeševalce strjevanja, zgoščevalce, dodatke za
betoniranje pri nizkih temperaturah in druge.« (Saje, 2015)
Ti dodatki tako povečujejo plastičnost svežega betona in tako omogočajo njegovo lažje
vgrajevanje; drugi skrajšajo čas negovanja in zaščite svežega betona ter pospešujejo razvoj
trdnosti betona; spet tretji upočasnjujejo vezanje cementa…
Mineralni dodatki
Med mineralne dodatke prištevamo naslednje: »drobno mlete pucolane, granulirano
žlindro visokih peči, elektrofilterski pepel, odpadni prah pri proizvodnji ferosilicija in
silicija, apnenec.« (Saje, 2015)
Tovrstni dodatki pozitivno vplivajo na tehnične lastnosti betona, kot so termične lastnosti,
kemična odpornost, pojav razpok...
Polimerni dodatki
»Polimeri se dodajajo v obliki praškov, disperzij, vodotopnih polimerov, tekočih smol ali
tekočih monomerov. Najbolj uporabljana polimerna dodatka sta polivinilacetat in 100%
akrilni polimer. Tako dobimo betone večje žilavosti in boljše odpornosti na kemijsko
korozijo.« (Saje, 2015)
Nega in zaščita betona Stran | 6
2.3 Vrste betona in njegove lastnosti
Saje deli beton glede na njegove lastnosti na naslednje vrste:
»Glede na stopnjo strjevanja ločimo:
sveži beton,
otrdeli beton.
Sveži beton je v plastičnem stanju. Lahko ga plastično oblikujemo in zgostimo. Otrdeli
beton je beton, ki ga ne moremo več plastično preoblikovati ali zgostiti.
Glede na prostorninsko maso ločimo:
normalno težki beton,
lahki beton,
težki beton.
Glede na v otrdelem stanju doseženo tlačno trdnost ločimo:
betone normalne trdnosti,
betone visoke trdnosti,
betone ultra visoke trdnosti.
Glede na vrsto ojačitve ločimo:
nearmirani beton,
armirani beton
Specialni betoni poleg osnovnih sestavin betona vsebujejo dodatke, ki vplivajo na njihove
lastnosti:
Prostorninsko maso:
- težki betoni (agregat),
- lahki betoni (lahek agregat, penila, …),
Tlačno trdnost:
- betoni visoke trdnosti (nizko vodovezivno razmerje, mineralni dodatki, …)
Natezno trdnost in žilavost:
- vlaknasti betoni (jeklena vlakna),
- ferocementni betoni (žične mreže)
- polimerni betoni (lateks, akril, vinil-acetat, …)
Trajnost:
Nega in zaščita betona Stran | 7
- impregnirani betoni (siloksan, silan, …),
- polimerni betoni,
- požarno odporni betoni (požarnoodporni agregat, aluminatni cement)
Krčenje in lezenje:
- prepakt betoni (zbit grobi agregat, injektiranje),
- ekspanzivni betoni (ekspanzivni cement, ekspanzivni mineralni dodatki)
Hidratacijsko toploto:
- uvaljani betoni (manjša vsebnost vode, manjša vsebnost cementa, bolj groba
struktura betona),
- betoni s pucolanskimi dodatki (elektrofilterski pepel)
Izgled:
- dekorativni betoni (struktura betona, osnovni materiali, …).« (Saje, 2015)
Če želimo, da betonska konstrukcija doseže dolgo življenjsko dobo, je potrebno zagotoviti
dobre lastnosti betona.
Zavedati pa se moramo, da ima beton tudi svoje pomanjkljivosti. Kako te pomanjkljivosti
po vgradnji betona čim bolj minimizirati, pa bomo pogledali v naslednjih poglavjih, kjer
bomo govorili o negi in zaščiti betona.
Nega in zaščita betona Stran | 8
3 NEGA BETONA
Neposredno po betoniranju je potrebno začeti s postopki in ukrepi, s katerimi zagotovimo
pogoje za čim boljšo hidratacijo in preprečimo morebitne poškodbe zaradi zgodnjega in
hitrega krčenja.
Vgrajen beton je torej potrebno ustrezno in temeljito negovati in zaščititi, saj šele s temi
postopki dosežemo pričakovane lastnosti otrdelega betona.
»Nega vgrajenega betona predstavlja zelo pomembno fazo v sklopu tehnološkega procesa
razvoja betonskih konstrukcij in elementov.« (Muravljov, 2000)
Nega betona torej predstavlja preprečitev prezgodnjega izsuševanja zaradi sonca in vetra,
medtem ko se bomo zaščiti podrobneje posvetili v naslednjem poglavju.
»Sveži beton moramo zavarovati predvsem pred:
predčasno izsušitvijo zaradi vetra, sonca, suhega mraza,
pred ekstremnimi temperaturami (mrazom, vročino) in škodljivimi hitrimi
temperaturnimi spremembami,
dežjem,
tresenjem.« (Žnidaršič, 2007)
Natančneje, neposredno po betoniranju je potrebno površino betona zaščititi:
»da se minimizira plastično krčenje,
da se zagotovi ustrezna površinska trdnost,
da se zagotovi ustrezna trajnost površine,
pred zamrznitvijo,
pred škodljivimi vibracijami, vplivi in poškodbami.«
(prEN 13670:2007 (E))
3.1 Načini negovanja betona
Glavni načini nege betona so naslednji:
»neodstranjen opaž,
pokrivanje s plastično folijo,
namestitev mokrih prekritij,
škropljenje z vodo,
uporaba sredstev za negovanje, ki tvorijo zaščitni film.« (SLS ENV 206)
Nega in zaščita betona Stran | 9
Zgoraj navedeni načini negovanja se lahko uporabljajo bodisi posamično ali v različnih
možnih kombinacijah.
Pa si poglejmo posamezne postopke nege še podrobneje:
Neodstranjen opaž
Opaž zagotavlja želeno obliko betonskega elementa, dokler le ta ne doseže zadostne
trdnosti. Zato ga odstranimo šele, ko je torej dosežena zadostna trdnost in ko ni več
potreben zaradi postopkov nege betona.
Slika 3: Opažne plošče
(Vir: http://www.lip-bled.si/1/Opazne-plosce.aspx)
Pokrivanje s plastično folijo
Ta metoda zagotavlja izgubo vode iz površine betona, hkrati pa preprečuje vodi iz okolja,
da bi vdrla na pokrito površino.
Folija je lahko črne barve, kar se priporoča v hladnem vremenu, ali bele barve, ki je
primernejša za toplejše razmere.
Nega in zaščita betona Stran | 10
Pokrivanje s folijo lahko pusti na betonski površini lise in razbarvanje in tako ni najbolj
primerna za površine, ki ostanejo vidne. (Neville, 2011)
Folijo se polaga direktno na površino in jo potrebno ustrezno obtežiti, da ostane ves čas
nege na mestu in v stiku z betonom.
Namestitev mokrih prekritij
Je zelo učinkovit način negovanja betona. Gre za metodo mokrega negovanja, ki se lahko
uporabi tako na horizontalnih kot vertikalnih površinah. Najbolj primerni za ta način so
debelejši in dobro vodovpojni materiali, kot je juta oziroma vrečevina. Juto redno močimo,
da ostane vlažna ali dodatno prekrijemo s folijo.
Škropljenje z vodo
Gre prav tako za mokro nego, ko betonske površine polivamo, škropimo ali pršimo z vodo.
Ta metoda pride v poštev, če niso temperature prenizke. Pomembno je, da se zagotovi
trajno močenje oziroma vzdrževanje mokrote, dokler je to potrebno. »Horizontalne
površine so lahko zalite z vodo.« (Žnidaršič, 2007)
Prekinitve povzročijo motnje v hidratacijskem procesu in razpoke v betonu.
»Za nego betona se ne sme koristiti morske vode.« (Muravljov, 2000)
Uporaba sredstev za negovanje, ki tvorijo zaščitni film
Pri tem načinu nege gre za razpršitev različnih kemijskih sredstev, ki tvorijo zaščitno
membrano oziroma film. V ta namen se uporabljajo različne raztopine naravnih ali
umetnih smol, sredstva na osnovi parafina, silikona ipd.
Tovrstna sredstva preprečujejo poškodbe zaradi zmrzovanja na površini betona, omogočajo
trajno impregnacijo površine, preprečujejo »cvetenje«…
Zaščitni film mora ostati nepoškodovan in neprekinjen. Izredno pomemben je tudi čas
razpršitve tovrstnih sredstev, zato s tovrstno nego začnemo takoj, ko je to mogoče. Ta
način je preprost za izvajanje, a je njegova učinkovitost zagotovljena, če je površina betona
prekrita v celoti in trajno. (Neville, 2011)
Načine nege betona, tako lahko ločimo na:
zunanjo nego betona,
notranjo nego betona.
»Zunanjo nego predstavlja vlaženje površine betona in preprečevanje izhajanja vode iz
betona preko površine betonskega elementa.
Nega in zaščita betona Stran | 11
Notranjo nego pa predstavljajo rezervoarji vode v betonu, ki omogočajo, da se voda iz
finih kapilarnih por porablja kasneje. Kot rezervoar vode se uporablja lahki agregat, ki s
svojo strukturo nudi prostor za skladiščenje vode.« (Saje, 2015)
3.2 Trajanje nege
»Z nego betona v smislu normalnih temperatur okolice tj. med pet in trideset stopinj
Celzija, njegovim vlaženjem, se mora pričeti zelo zgodaj, nekje 3-6 ur po vgradnji betona.«
(Muravljov, 2000)
»Zahtevano trajanje nege je odvisno od hitrosti, s katero je dosežena določena
nepropustnost (odpornost proti prodiranju plinov ali tekočin) območja pod površino betona
(zaščitnega sloja preko armature).« (SLS ENV 206)
Zato se trajanje nege betona določa po enem izmed spodaj naštetih meril:
»glede na zrelost betona,
skladno s krajevnimi zahtevami,
skladno z minimalnimi časi glede na stopnjo izpostavljenosti vlažnosti in
temperaturi okolja.« (SLS ENV 206)
Čas negovanja tako pogojujeta predvsem vlažnost okolice in temperatura.
»Dolžina nege zavisi od več faktorjev (atmosferski pogoji, sestava betona, zahtevana
kvaliteta betona idr.), pri čemer mora trajati najmanj 7 dni oziroma ne manj kot je
potrebno, da beton doseže 60% predvidene marke betona.« (Muravljov, 2000)
V kolikor je beton izpostavljen izjemnim okoljskim vplivom, pa se čas trajanja nege
ustrezno podaljša.
Če potrebne ukrepe prezremo ali pa začnemo z njihovim izvajanjem prepozno, se izgubi
tisti del vode, ki je potreben za nadaljnjo hidratacijo cementa.
»Posledice neustrezne ali prepozne nege so naslednje:
trdnost na površini se zmanjša,
večja prepustnost za vodo,
zgodnje razpoke zaradi krčenja betona,
povečana nevarnost kasnejših razpok zaradi izgube vode.« (Žnidaršič, 2007)
Nega in zaščita betona Stran | 12
Slika 4: Nega betona
(Vir: http://www.acivilengineer.com/2011/11/methods-of-curing-concrete.html)
Če povzamemo je najbolj pomembno, da se nega izvaja neprekinjeno, še posebej prvih 24
ur po betoniranju, ko morajo biti vse betonske površine dobro zaščitene pred morebitno
izsušitvijo.
Z ustrezno nego tako dosežemo in zagotovimo: zmanjšanje krčenja betona, ustrezno
trdnost betona, varovanje betona pred padavinami in zmrzovanjem, preprečimo
prekomerno izparevanje vodne pare, beton zavarujemo pred poškodbami, vibracijami itd.
Nega in zaščita betona Stran | 13
4 ZAŠČITA IN SANACIJA BETONA
Že v prejšnjem poglavju smo omenili, da je vgrajen beton potrebno ustrezno negovati in
zaščititi, da se dosežejo pričakovane lastnosti otrdelega betona. Tam smo podrobneje
predstavili nego betona, v tem poglavju pa se bomo posvetili zaščiti betona.
4.1 Zaščita betona
»Zaščita pomeni preprečitev:
- izluževanja zaradi dežja in tekoče vode,
- hitrega ohlajevanja prvih nekaj dni po vgraditvi,
- velikih razlik notranje temperature,
- nizke temperature ali zmrznjenja,
- vibracij in udarcev, zaradi katerih bi beton lahko popokal in ki bi lahko preprečili
sprijemnost betona z armaturo.« (SLS ENV 206)
Ko govorimo o zaščiti betona, ločimo postopke za zaščito betona v fazi strjevanja in
postopke za zaščito že strjenega betona.
Zaščita svežega betona
Sveže vgrajen beton je lahko izpostavljen neugodnim okoljskim vplivom, kot so mraz,
nalivi, vibracije, zato ga je potrebno pred njimi zaščititi.
V primeru mraza moramo zagotoviti zvišanje prenizke zunanje temperature, kar lahko
dosežemo na več načinov:
- z uporabo cementov, ki imajo višjo hidratacijsko toploto;
- s posebnimi dodatki;
- z ogrevanjem betona (vode, agregata, prostora);
- in z zaščito pred mrazom (pokrivanje betona).
Da dosežemo toplotno zaščito vgrajenega betona, tako lahko storimo naslednje:
- prekrijemo proste površine z izolacijskimi materiali, npr. s ploščami iz penjenega
polistirena, poliuretanske pene, mineralne volne itd.;
- uporabimo toplotno izolirane opaže;
- vodno paro.
Nega in zaščita betona Stran | 14
Če pride po vgradnji betona do večjih nalivov in beton ni pred tem ustrezno zaščiten
(pokrit s folijo), lahko to pusti posledice na sami površini betona, kot so izpiranje cementa,
zaradi česar postane površina oslabljena. To pa lahko nadalje privede tudi do s tem
povezanih posledic v prihodnosti, kot sta zmanjšana trdnost in trajnost betona.
Pred nalivi lahko beton zaščitimo tako, da ga pokrijemo s folijo ali odvečno vodo fizično
odstranimo.
Tudi vibracije lahko pustijo na sveže vgrajenem betonu določene posledice (mikro
razpoke, zmanjšana trdnost). Tradicionalni metodi zmanjšanja škodljivih učinkov vibracij
sta kontroliranje intenzitete vibracij in namestitev začasne opore betonu (opaž).
Obstajajo tudi posebni materiali v obliki poliuretanskih penjenih blazin, imenovani
Sylomer in Sylodyn, ki se uporabljajo kot izolacijski sloj med virom vibracij in okolico,
ali med okolico (v kateri so vibracije) in delom, ki ga želimo izolirati.
Površinska zaščita že strjenega betona
Za zaščito betonskih površin je na voljo veliko raznih materialov in postopkov, kot so
nevidne impregnacije, brezbarvni premazi, dekorativni barvni nanosi, tesnilni sloji…
Govorimo torej o površinski zaščiti betona.
»Glavni pričakovani učinki površinske zaščite so:
- izboljšanje videza,
- vremenska odpornost,
- zmanjšano prepuščanje vode,
- oviran prehod kloridov,
- visoka prepustnost za vodno paro,
- ovira karbonizacije,
- dober oprijem na podlago,
- prekrivanje razpok,
- zaščita proti zmrzovanju. (Rajšp, 2016)
Med najpogosteje uporabljane postopke zaščite betona sodijo razni brezbarvni premazi in
hidrofobna impregnacija (sistem nevidne zaščite površine brez tvorjenja filma, ki poveča
trajnost betonske konstrukcije).
»Ti metodi zaščitita betonsko površino pred vdorom tujih medijev skozi površino,
nadzorujeta količino vlage v betonu, ki bi lahko izzvala škodljive kemične reakcije ter
povečata mehansko in fizično odpornost površine. (Rajšp, 2016)
Brezbarvni premazi
Nega in zaščita betona Stran | 15
Brezbarvni premazi beton zaščitijo tako, da naredijo nepretrgano zaščitno plast na betonski
površini. Gre za polimere nizke viskoznosti, polimerne disperzije itd.
»Tovrstni premazi delno prodrejo v pore materiala, delno pa ostanejo na površini, kjer
tvorijo film.« (Rajšp, 2016)
Z nanosom brezbarvnega premaza se zmanjša poroznost površine in se jo utrdi.
Hidrofobna impregnacija
»Hidrofobna impregnacija je vrsta površinske zaščite, ki naredi površino vodoodbojno. Gre
za silikonate, silane, silikonske smole…« (Rajšp, 2016)
Tovrstni premazi na površini betona ne tvorijo filma, temveč spremenijo površinsko
napetost. Na ta način je oviran morebiten vstop vode v notranjost betona, hkrati pa je skozi
impregnacijo omogočeno prehajanje vodne pare.
Slika 5: Hidrofobna impregnacija
(Vir: http://www.stig.hr/stigogran-w.html)
4.2 Lastnosti otrdelega betona
Skozi nalogo smo že večkrat omenili, da želimo z ustrezno nego in zaščito doseči
pričakovane lastnosti otrdelega betona. Pa poglejmo, kaj sploh pomeni otrdel beton.
Pomembnejše lastnosti otrdelega betona so naslednje:
- »tlačna trdnost,
Nega in zaščita betona Stran | 16
- upogibna trdnost,
- natezna trdnost,
- modul elastičnosti.
- odpornost proti vdoru vode,
- odpornost proti obrabi,
- odpornost proti agresivnemu kemijskemu delovanju,
- odpornost proti cikličnemu zmrzovanju in odtaljevanju,
- odpornost proti cikličnemu zmrzovanju in odtaljevanju in solem.« (Saje, 2015)
Te lastnosti pa lahko delimo v naslednji dve skupini, in sicer na:
»mehanske:
- tlačna trdnost,
- upogibna trdnost,
- natezna trdnost,
reološke:
- deformacije zaradi obremenitve,
- krčenje,
- lezenje.« (Saje, 2015)
Glavna funkcija večine betonskih konstrukcij je prenašanje obremenitve, zato je trdnost
osnovno merilo kvalitete betona. Dosežena trdnost betona je pogosto tudi dober pokazatelj
za to, da so dosežene tudi druge lastnosti betona.
Lastnosti otrdelega betona s časom spreminjajo in so odvisne od pogojev okolja, v katerem
se nek betonski element nahaja.
Zavedati se moramo, da je beton vse od svoje vgradnje dalje izpostavljen propadanju.
Vremenski vplivi, različne agresivne škodljive snovi iz okolja, spremembe v načinu
uporabe, umazanija, plesni, ipd., puščajo sledi na betonu.
Poškodbe betonskih elementov nas opozarjajo na to, da beton potrebuje zaščito in
sanacijo, da se mu povrnejo vse prvotne lastnosti.
4.3 Vzroki za propadanje in poškodbe betona
» Poškodbe na betonu se pojavijo zaradi fizikalnih, kemijskih ali bioloških procesov,
velikokrat pa je vzrok propadanja tudi kombinacija teh dejavnikov.« (Rajšp, 2016)
Nega in zaščita betona Stran | 17
Ko govorimo o poškodbah betonskih elementov, ločimo poškodbe v samem betonu in
poškodbe v armaturi (ko je betonu dodana jeklen armatura, ki prevzame natezne sile).
Poškodbe v betonu delimo na:
mehanske (udarci, vibracije, preobtežitev ipd.),
kemične (alkalno-agregatna reakcija, agresivne snovi, biološki vplivi),
fizične (temperatura, zmrzovanje/odtajanje, erozija, obraba ipd.).
Poškodbe v armaturi:
karbonatizacija
električni tok
korozivni konataminanti (npr. natrijev klorid). (ENV 1504-9:1997)
Propadanje betona se kaže kot vidne (zunanje) poškodbe v samem materialu (npr. razpoke)
in slabšanje mehanskih lastnosti – notranje poškodbe.
Slika 6: Razpoka v betonu
(Vir: http://www.sto.com/evo/web/sto/36659_SI-Sto-Newsletter-Sto-Newsletter.htm?nlId=47)
Nega in zaščita betona Stran | 18
Slika 7: Korozija vgrajene jeklene armature in posledično pojav razpok
(Vir: Rajšp, 2016)
»Najpogostejši vzroki za poškodbe in propadanje betona so:
- korozija vgrajenih kovinskih materialov,
- zmrzovanje in odtajevanje,
- kemični napad (kisline, soli in alkalije, sulfatni napad),
- alkalno-agregatna reakcija (alkalno-silikatna reakcija, alkalno-karbonatna reakcija),
- abrazija, erozija,
- ogenj/vročina,
- volumske spremembe,
- preobremenitve, udarci,
- vpliv okolja (vegetacija, mikroorganizmi),
- nekvalitetna izdelava.« (Rajšp, 2016)
4.4 Sanacija betona
V kolikor pride do poškodb betona, je potrebno razmisliti o ustreznih postopkih in ukrepih
za sanacijo propadajočih površin.
Ko se odločamo, katere ukrepe izbrati za sanacijo betonske površine, moramo upoštevati
več dejavnikov. Ti dejavniki so: življenjska doba, odpornost na različne vplive, cena,
uporaba, vzdrževanje in stroški le tega, morebitni sanacijski posegi v prihodnosti, videz
sanirane konstrukcije itd.
Pri izbiri primernega ukrepa moramo zadostiti zahtevam za zaščito in reparacijo betonskih
konstrukcij. Te naj bi določale, katere metode so primerne:
- »tipu in vzroku ali kombinaciji vzrokov ter obsežnosti poškodb,
- pogojem za nadaljnje služenje,
- vrsti zaščite ali reparacije, ki je bila izbrana.« (Likar, 2006)
Nega in zaščita betona Stran | 19
Z izbranim ukrepom oziroma ukrepi namreč želimo doseči čim daljšo življenjsko dobo
betonske površine.
Proces sanacije
Proces sanacije poškodovane betonske površine oziroma konstrukcije poteka po
posameznih fazah, ki jih bomo spodaj zgolj v grobem našteli.
Faze v procesu sanacije:
Ugotovljena poškodba Ugotovitev (vizualna klasifikacija poškodbe konstrukcije;
preiskava parametrov trajnosti materiala v konstrukciji; primerjava rezultatov – skladnost z
vizualno klasifikacijo in analiza mehanizma propadanja; ocena varnosti in funkcionalnosti;
izračun življenjske dobe) Projekt sanacije (izbor postopka sanacije; izbor kriterijev
materiala; detajli konstrukcije; kriterij načina izvedbe in kontrole kakovosti; vzdrževanje;
načrt opazovanja) Izvajanje (specializirani izvajalec; uporaba specialnih proizvodov pri
sanaciji armiranobetonskih konstrukcij) in kontrola kakovosti Odločitve po kriterijih
iz projekta sanacije Vzdrževanje. (Povzeto po Ukrainczyk, 1995)
Da bo sanacija kakovostno izvedena, je potrebna izbira usposobljenega izvajalca
sanacijskih del kot tudi uporaba primernih specialnih sanacijskih materialov.
Sanacijski materiali
Sanacija bo uspešna, če izberemo poškodbi najbolj primeren material.
Za izvedbo sanacij na armiranobetonskih konstrukcijah se najpogosteje uporabljajo
naslednji sanacijski materiali:
- pripravljene mešanice sanacijskih malt (za popravilo poškodb na betonu),
- injekcijske malte in mase (za zalivanje globljih razpok),
- antikorozijski zaščitni premazi (za protikorozijsko zaščito vgrajene armature),
- zaščitni tanko- ali debeloslojni premazi (za površinsko – vidno ali nevidno
dodatno zaščito po reparaciji poškodb).
-
»Vsi našteti sanacijski materiali so vsaj po eni svoji lastnosti specifični in zato namenjeni
predvsem za popravilo poškodb na betonu in betonski armaturi.« (Čebular, Grum, 2004)
Nega in zaščita betona Stran | 20
5 TEMPERATURNI VPLIVI
Omenili smo že, da se neposredno po vgraditvi betona, prične proces hidratacije. Gre za
kemijski proces, kjer cement reagira z vodo in skupaj z agregatom tvori beton. In od tega
procesa so odvisne kasnejše lastnosti otrdelega betona (trdnost, obstojnost itd.).
Da proces hidratacije uspešno poteka, je poleg naslednjih dejavnikov, kot so: začetna
temperatura svežega betona, vsebnost dodatkov, vrsta in količina cementa itd., zelo
pomembna tudi temperatura okolice.
»Betonska dela je potrebno izvajati v času, ko temperatura ozračja na mestu vgrajevanja
betona ne pade pod 5°C in ne preseže 30°C v brezvetrju. Drugače so pri vgradnji betona
potrebni posebni ukrepi.« (Saje, 2015)
»Če je srednja temperatura okolice nad 5°C, se negovanje betona izvaja v meri vzdrževanja
vlažnosti betona. Površinske kapilare morajo biti stalno zasičene z vodo, kar opazimo po
barvi površine betona. Površina betona, ki se začne sušiti, postane svetlejša. Pri negi je
potrebno paziti na visoke temperature in veter, ki sušenje površine pospešujeta.« (Saje,
2015)
Nizke temperature tako zavirajo in upočasnijo hidratacijo ter strjevanje betona. Medtem ko
visoke temperature pospešujejo pospešijo proces hidratacije in strjevanje, pa tudi trdnost
narašča hitreje. Če betoniramo pri temperaturi pod 0°C, voda v betonu zmrzne. Led poveča
volumen in zrahlja notranja strukturo. Pri visokih temperaturah pa nastopi sušenje betona,
ki mu odteguje vodo potrebno za hidratacijo, zato jo je potrebno dodajati.
5.1 Nega betona v izjemnih pogojih
Pri betoniranju v izjemnih pogojih, zelo hladnih ali vročih pogojih okolja, je potrebno pri
vgrajevanju in negi betona izvajati posebne ukrepe.
Nega betona v vročih pogojih okolja
Ob visokih temperaturah oziroma vročih pogojih okolja (visoka temperatura zraka – nad
30°C, nizka relativna vlažnost zraka, veter in sonce), je pomembno, da znižamo začetno
temperaturo svežega betona, preprečimo prehitro sušenje in zagotavljamo intenzivno nego.
»Temperatura betona nad 20°C povzroča težave:
- pri vgradnji, kot so padec konsistence betona, povečanje vodo-cementnega faktorja,
- med strjevanjem betona, kot so pospešena hidratacija, pojav razpok…
Nega in zaščita betona Stran | 21
Težavam se v veliki meri izognemo z dodajanjem ohlajene vode in hlajenjem posameznih
sestavin betona ali dodajanjem zmletega ledu v betonsko mešanico.« (Saje, 2015)
Nega betona v hladnih pogojih okolja
V hladnih pogojih okolja, ko je dnevna temperatura nižja od 5°C, je potrebno beton
predvsem zaščititi pred zmrzovanjem in omogočiti ugodne temperaturno-vlažnostne
pogoje v postopku hidratacije cementa. Zagotoviti moramo primerno začetno temperaturo
svežega betona in jo nato v postopku strjevanja vzdrževati.
»V hladnih pogojih okolja je potrebno zagotoviti primerno začetno temperaturo svežega
betona, ki jo med nego in v postopku strjevanja betona vzdržujemo:
brez dodatne energije:
- z izoliranimi opaži,
z dodatno energijo:
- s predhodno segretimi opaži,
- z ogrevanjem betonskih elementov v zaprtih ogrevanih prostorih, kot so
nadstrešnice ali šotori,
- z neposrednim segrevanjem elementov ali celotne konstrukcije z vodno paro,
odprtim ognjem ali električnimi grelci.« (Saje, 2015)
Nega in zaščita betona Stran | 22
6 ZAKLJUČEK
Beton je danes zaradi svoje vsestranske uporabnosti in lastnosti eden izmed temeljnih in
najpogosteje uporabljanih gradbenih materialov.
Skozi projektno nalogo smo ugotovili, da je potrebno neposredno po betoniranju začeti s
postopki in ukrepi, s katerimi zagotovimo pričakovane lastnosti otrdelega betona.
Da bi neka betonska struktura namreč lahko vrsto let služila svojemu namenu, je potrebno
sveže vgrajen beton zaščititi pred izsušitvijo zaradi vetra in sonca, pred mrazom oziroma
vročino in hitrimi temperaturnimi spremembami, vibracijami itd.
Vse te postopke ter ukrepe za nego in zaščito betona smo tudi podrobneje predstavili. V
kolikor teh postopkov ne izvedemo pravočasno, dosledno in kakovostno, lahko pride do
propadanja in poškodb betona.
Še posebej, če beton vgrajujemo v posebnih pogojih okolja, moramo toliko več pozornosti
posvetiti ustrezni negi oziroma zaščiti.
V kolikor pa že pride do poškodb betona, je potrebno razmisliti o sanaciji propadajočih
betonske površine. Za to so nam na voljo številni postopki in materiali, s katerimi
povrnemo lastnosti in dosežemo čim daljšo življenjsko dobo betonske površine.
Nega in zaščita betona Stran | 23
7 VIRI IN LITERATURA
1 Grdić, Z., 2011, Tehnologija betona, Gradjvinsko arhitektonski fakultet Niš, Niš.
2 Grum, B., Čebular, U., Kavčič, F., Šušteršič, J., Gerbec, B., Leskovar, I., Bergant, M.
& Dobnikar, V., 2004, Sanacije betonskih objektov, I2, Ljubljana
3 Likar, A., 2006, Sanacija in zaščita betonskih objektov, poškodovanih zaradi korozije
armature, Diplomska naloga, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana
4 Mehta Kumar, P., Monteiro, P. J. M., 2014, Concrete Microstructure, Properties and
Materials, McGraw-Hill Education, USA
5 Muravljov, M., 2000, Osnovi teorije i tehnologije betona, Građevinska knjiga, Beograd
6 Neville, A. M., 2011, Properties of Concrete Fifth Edition, Pearson Education Limited,
England
7 Rajšp, M., 2016, Vrste poškodb in zaščite otrdelega betona, Projektna naloga, Fakulteta
za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo, Maribor
8 Saje, D., 2015, Tehnologija betona, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana
9 Ukrainczyk, V., 1994, BETON: struktura, svojstva, tehnologija, Alcor, Zagreb
10 Ukrainczyk, V., 1995, Projektiranje trajnosti betona, Sanacije betonskih objektov,
Zbornik gradiv in referatov, IRMA, Ljubljana
11 SIST 1026 – ( Beton-1.del: Specifikacija, lastnosti, proizvodnja in skladnost- Pravila
za uporabo SIST EN 206-1)
12 Vilčnik, A., 2007, Zaščita betona pred škodljivimi vplivi, Časnik Finance, 12.02.2007,
št. 28/2007, Ljubljana
13 Wedebrunn, O., 2008, Beton - uporaba betona v zgodovini in danes, AB, Arhitektov
bilten, letnik 38, številka 177/178, Društvo arhitektov Ljubljana
14 Žarnić, R., 2005, Lastnosti gradiv, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za
preskušanje materialov in konstrukcij, Ljubljana
15 Žnidaršič, M., 2007, Vpliv konsistence, aeriranja in trajanja mokre nege na odpornost
betona z večjim deležem kamene moke proti zmrzovanju/tajanju v prisotnosti soli ,
Diplomska naloga, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana
Nega in zaščita betona Stran | 24
16 Beton, uporaba in cena. Dostopno na:
http://www.mojmojster.net/clanek/130/Beton_uporaba_in_cena 28. 6. 2016
17 Kaj je cement?, SLOCEM, Združenje slovenske cementne industrije. Dostopno na:
http://www.slocem.si/o_cementu/2012022210290240/Kaj%20je%20cement?/ 28. 6.
2016
18 Beton. Dostopno na: http://www.slonep.net/gradnja/gradbeni-materiali/beton-2565
27. 6. 2016
19 History of concrete. Dostopno na: http://www.concretenetwork.com/concrete-history/
21. 6. 2016
20 Effects of blast induced vibrations on the fresh concrete lining of the shaft. Dostopno
na:
http://www.researchgate.net/publication/245210315_Effects_of_blast_induced_vibrations_
on_the_fresh_concrete_lining_of_a_shaft 6. 9. 2016
21 Rain's effect on fresh concrete. Dostopno na
http://www.concreteconstruction.net/how-to/rains-effect-on-fresh-concrete_o 6. 9. 2016
22 Sylomer in Sylodyn – Izolacija proti vibracijam. Dostopno na:
http://www.lespatex.si/gradbenistvo/vibracije-in-akustika/sylomer-sylodyn-izolacija-proti-
vibracijam/ 7. 9. 2016
Nega in zaščita betona Stran | 25
8 PRILOGE
8.1 Seznam slik
Slika 1: Rimski akvadukt ........................................................................................................... 2
Slika 2: Sestava betona .............................................................................................................. 3
Slika 3: Opažne plošče ............................................................................................................... 9
Slika 4: Nega betona ................................................................................................................ 12
Slika 5: Hidrofobna impregnacija ........................................................................................... 15
Slika 6: Razpoka v betonu ....................................................................................................... 17
Slika 7: Korozija vgrajene jeklene armature in posledično pojav razpok ............................ 18
8.2 Naslov študenta
Vanesa Jeseničnik
Bojtina 33
2315 Šmartno na Pohorju
e-mail: vanesa.jesenicnik@gmail.com
8.3 Kratek življenjepis
Rojena: 26.4.1990, Maribor
Šolanje: 1997 - 2005 OŠ Šmartno na Pohorju
2005 - 2009 Srednja šola Slovenska Bistrica
2009 - 2016 Fakulteta za gradbeništvo, Maribor
top related