vanesa jeseničnik - core

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


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


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.


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)


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


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,


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)


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:


- 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.


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)


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.


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.


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)


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.


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.


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


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,


- 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)


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)


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)


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)


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…


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)


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.


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


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


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: [email protected]

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

vanesa jeseničnik - core

Documents