Chyby pri betónovaní a ošetrovanie betónu

V júni 2009 vstúpil do platnosti nový národný dodatok STN EN 206-1/NA Betón: Špecifikácie, výroba a zhoda. V tejto norme sa vlastnosti betónu špecifikujú ešte podrobnejšie s cieľom čo najjednoznačnejšie definovať všetky požadované vlastnosti objednávaného betónu, pretože najviac problémov vzniká pri nedostatočnej komunikácii medzi objednávateľom a výrobcom betónu.

Vplyv agresívneho prostredia
Dlhé roky sa betón definoval triedou pevnosti, prípadne použitým maximálnym zrnom kameniva. V novom národnom dodatku sú definované minimálne triedy pevnosti a maximálny vodný súčiniteľ pre jednotlivé prostredia, do ktorých sa betón bude ukladať.

Na základe dlhodobých výskumov a skúsenností týkajúcich sa životnosti betónovej konštrukcie tvorcovia normy stanovili dané hodnoty spolupôsobenia betó­nu a výstuže na 50 rokov. Hlavne projektanti musia pri návrhu zohľadniť stupne vplyvu prostredia, najmä pokiaľ je predpoklad, že betón obsahujúci výstuž alebo iné kovové vložky bude vystavený ovzdušiu a vlhkosti.

Označenia za pevnosťou betónu označujú agresívne prostredia nasledovne:

• X0 – prostredie bez nebezpečenstva korózie alebo narušenia,
• XC – prostredie, v ktorom vzniká nebezpečenstvo korózie vplyvom karbonatácie,
• XD – prostredie, v ktorom vzniká nebezpečenstvo korózie vplyvom chloridov, nie však vplyvom morskej vody,
• XF – prostredie, v ktorom vzniká nebezpečenstvo korózie vplyvom striedavého pôsobenia mrazu a rozmrazovania, s rozmrazovacími prostriedkami či bez nich,
• XA – prostredie, v ktorom vzniká nebezpečenstvo korózie vplyvom chemického pôsobenia.

V prvom rade je potrebné zosúladiť triedu betónu s typom prostredia a následne stanoviť jeho pevnosť. Mnoho chýb vzniká pri objednávaní betónu v prípadoch, ak projektant navrhne nesprávnu minimálnu pevnosť do požadovaného prostredia a tak realizátorovi pripraví dilemu, či má v zmysle projektu zohľadniť druh agresívneho prostredia, alebo použiť betón s nižšiou triedou pevnosti (lacnejší) ako ten, ktorý je definovaný v projekte.

Rovnako je potrebné poznať sortiment betonárne, pretože výrobcovia betónu možu mať v ponuke niekoľko typov betónu s rovnakou triedou pevnosti.

Zlá organizácia práce, betón už zatvrdnutý, na koncoch sa neprepojí s nasledujúcou vrstvou.

Vplyv konzistencie
Správnou konzistenciou sa dá ovplyvniť konečný výzor konštrukcie. Výrobca garantuje požadovanú kvalitu pri dodržaní určenej konzistencie a lehoty spracovania. Pri betónovaní vonkajších plôch za pomoci finišera je vhodné použiť riedku konzistenciu, aby sa znížilo riziko vzniku trhlín.

Pri husto vystužených konštrukciách je zasa lepšie zvoliť tuhšiu konzistenciu, aby sa zabránilo vzniku štrkových hniezd. V niektorých prípadoch je vhodný aj samohutniaci betón, ktorý už nie je potrebné viac vibrovať. Ak sa betón zvibruje, cementové mlieko s jemnými časticami sa môže vyplaviť na povrch a vrchná vrstva prvku je tak znehodnotená.

Vplyv hrúbky konštrukcie
Pred samotnou dodávkou betónu je vhodné, aby realizátor prekonzultoval hrúbku konštrukcie s výrobcom betónu. Častou chybou je, že ak sa pre stredne masívne a masívne konštrukcie nepoužije betón s nízkym hydratačným teplom, často vznikajú trhliny od pnutia. Teplota betónu totiž nesmie prekročiť +32 °C, aby sa neprejavili žiadne škodlivé následky.

Pri teplote vzduchu medzi +5 °C a –3 °C nesmie teplota betónu poklesnuť pod +5 °C alebo +10 °C, pokiaľ je obsah cementu nižší ako 240 kg. Pri teplote vzduchu pod –3 °C musí byť teplota betónu pri dodaní najmenej +10 °C.

Zvibrovaný samohutniaci betón	Odlúčená vrchná vrstva
Štrkové hniezdo	Rozpadnutý betón, ktorý nebol ošetrený proti účinkom mrazu.

Vplyv prípravy betónu
Vždy je potrebné brať do úvahy teplotu vonkajšieho prostredia a následne teplotu betónu.
V letnom období by sa betón mal vyrábať zo zmesných cementov, keďže väčší obsah prímesí predĺži čas jeho spracovateľnosti. Odporúča sa aj používanie prísad, ktoré odďaľujú začiatok tuhnutia čerstvého betónu.

Dávkovanie určuje výrobca v závislosti od dávky cementu, vodného súčiniteľa a teploty okolia. Tieto faktory zvyšujú konečné pevnosti zatvrdnutého betónu o 10 až 20 %. Umožňujú znížiť obsah zámesovej vody, zlepšujú čerpateľnosť a znižujú sklon čerstvého betónu k rozmiešavaniu. Zároveň je dobré chrániť kamenivo pred priamym slnečným žiarením, aby sa naakumulované teplo neprenieslo do čerstvého betónu. Vhodné je kamenivo chladiť kropením studenou vodou, prípadne zakrytím skládky.

V zime je potrebné chrániť kamenivo pred snehom a ľadom a na dosiahnutie požadovanej teploty používať teplú vodu a cementy s vyšším obsahom slinku.

Vo všetkých ročných obdobiach je veľmi dôležité plánovanie. Vždy pred betónovaním treba naplánovať všetky činnosti od prípravy debnenia cez realizáciu až po ošetrovanie.

Príprava debnenia
V debnení nemajú byť úlomky, stopy zeminy ani stojatá voda. Pred uložením čerstvého betónu je vhodné debnenie navlhčiť, aby nebralo vodu z čerstvého betónu a aby sa zamedzilo vzniku zmrašťovacích trhlín. V lete sa odporúča schladiť aj výstuž.

Ukladanie a spracovanie betónu
Ukladanie betónu a jeho zhutňovanie musí byť dostatočne rýchle, aby sa zabránilo zlému spojeniu vrstiev. Počas ukladania a zhutňovania sa musí minimalizovať segregácia betónu. Musí sa chrániť pred nepriaznivým slnečným žiarením, silným vetrom, vodou a dažďom.

Zhutňovanie sa má vykonávať vibrovaním ponorným vibrátorom po uložení betónu, pokiaľ neustane vytláčanie zadržiavaného vzduchu. Ak sa používajú povrchové vibrátory, nemala by betónová vrstva prekročiť hrúbku 100 mm. Neustále pritom treba kontrolovať, či nenastáva segregácia alebo previbrovanie betónu.

Ochrana betónu
Ak sa betón ukladá priamo na zeminu alebo skalný podklad, musí sa chrániť pred znečistením zeminou a odsatím vody. Počas ukladania a zhutňovania sa musí betón chrániť pred nepriaznivým slnečným žiarením, silným vetrom, vodou a dažďom. Čerstvý betón sa musí chrániť aj pred otrasmi.

Ošetrovanie a ochrana čerstvého betónu je dôležitá z dôvodu, aby sa minimalizovalo plastické zmrašťovanie, zaistila sa dostatočná pevnosť povrchu a tiež dostatočná trvanlivosť povrchovej vrstvy.

Trhliny v masívnych konštrukciách

Ošetrovanie betónu
Je to najdôležitejšia fáza práce s betónom. Vo chvíli, keď sa k cementu pridá voda, sa totiž začína proces hydratácie. Ide o chemický proces, ktorý nastáva už v okamihu, keď sa zrná cementu dostanú do styku s vodou a začnú sa rozpúšťať. Cementová kaša postupne stráca plastickosť, respektíve tvárnosť, začína tuhnúť a tvrdnúť a mení sa na cementový kameň.

Prístup vody k nezhydratovaným zvyškom cementových zŕn sa postupne sťažuje a nárast pevnosti sa spomaľuje. Prítomnosť dostatočného množ­stva vody v tuhnúcom a tvrdnúcom betóne je preto podmienkou plnej hydratácie cemen­tu a jeho maximálneho využitia v betóne.

Problém je v tom, že horúci vzduch a prievan v lete veľmi rýchlo povrch betónu vysušujú. Na to, aby sa využili všetky komponenty čerstvého betónu a preniesli sa aj do hotovej konštrukcie, treba do nej neustále dodávať vodu, ktorá z nej vyparovaním odchádza. Množstvo tejto vody musí byť úmerné intenzite vyparovania povrchovej vlhkosti z betónu.

Po tuhnutí betónu, ktoré je prvým štádiom fyzikálno-chemických procesov, nasleduje tvrdnutie betónu. Je to tiež fyzikálno-chemický proces, ktorý pokračuje po zatuhnutí čerstvého betónu a je spojený so zhutňovaním štruktúry betónu. Práve počas tvrdnutia nadobúda betón svoje charakteristické vlastnosti. Ak je počiatočná hydratácia príliš rýchla, vytvoria sa produkty s horšou, viac pórovitou fyzikálnou štruktúrou, pretože väčšina pórov zostane nezaplnená. Vyššia teplota pri ukladaní a tuhnutí zvyšuje úplnú počiatočnú pevnosť, môže však nepriaznivo vplývať na pevnosť po siedmich a viac dňoch a aj na konečnú kvalitu betónu.

Na vysvetlenie: pri teplote 10 °C začne čerstvý betón tuhnúť asi po 2,5 hodine a koniec tuhnutia nastane po 6 hodinách. Betón uložený pri teplote 38 °C môže začať tuhnúť už po 45 minútach a koniec tuhnutia nastane po 3 hodinách alebo aj skôr. A čo je najdôležitejšie, pokles konečných pevností pri betónovaní v horúcom a suchom prostredí môže dosiahnuť 15 až 30 %.

Ak bude podľa predpovede počasia teplota vonkajšieho prostredia v čase ukladania betónu alebo v čase jeho ošetrovania vysoká, musia sa pripraviť predbežné opatrenia na ochranu betónu proti škodlivým účinkom týchto teplôt.

Príčinou vysušovania betónu je totiž intenzívne odparovanie vody z hmoty a povrchu betónu a tiež jemný prach z ovzdušia usadzujúci sa na povrchu betónu alebo debnenia.

Medzi nepriaznivé účinky vysokých teplôt totiž patrí značné zníženie pevnosti betónu, výrazné zvýšenie pórovitosti, oddialenie tvorby etringitu a zvýšenie teplotného rozdielu medzi betónovaným prvkom a predtým vybetónovaným ohraničujúcim prvkom. Objemové zmeny spôsobené vysychaním či prípadným striedaním vlhčenia a následného vysychania, podporujú vznik zmrašťovacích trhlín.

V zimnom období je potrebné čerstvý betón zakryť a chrániť pred chladom a vply­vom mrazu vyhrievaním debnenia alebo prostredia pri konštrukcii.

Oddelene alebo postupne možno používať nasledujúce spôsoby ošetrovania betónu:

• ponechanie konštrukcie v debnení,
• zakrytie povrchu parotesnými plachtami, ktoré sú zabezpečené na hranách a spojoch proti odkrytiu,
• ukladanie vlhkých krytov na povrch betónu proti vysychaniu,
• udržiavanie viditeľne vlhkého povrchu betónu vhodnou vodou,
• nástrek vhodných ošetrovacích hmôt.

Ošetrovacie hmoty sú kvapaliny, ktoré sa aplikujú nástrekom v tenkej vrstve okamžite po položení čerstvého betónu na jeho povrch, čím sa zabraňuje odparovaniu vody. Existujú dva typy ošetrovacích hmôt:

• prísady na báze parafínov, ktoré vytvárajú nepriepustný film a uzatvoria vznikajúce póry,
• prísady na báze polymérnej vodnej disperzie, ktoré vytvárajú spojovací mostík pod stierky.

Trhliny vzniknuté vplyvom nedostatočnej vibrácie a následneho usadnutia konštrukcie	Pavučinkové trhliny

Základné nedostatky pri spracovaní a ošetrovaní betónu
Škála nedostatkov a chýb vyskytujúcich sa pri spracovaní a ošetrovaní betónu na stavbe je veľmi široká. Dali by sa uviesť stovky prípadov z praxe. Typickými a rozhodujúcimi nedostatkami a chybami sú:

• nedostatok vibračných zariadení na stavbe;
• nedostatok kvalifikovaných betonárov, ktorí vedia, ako sa má správne vibrovať ponorným vibrátorom, ako na požadované zhutnenie betónu zvoliť vhodnú sieť vibrovaných miest (dostatočné množstvo vpichov). Tendencia šetriť na nákladoch na pracovníkov vedie k zamestnávaniu nekvalifikovaných pracovníkov bez odbornej prípravy a dostatočnej praxe. S nedostatočným počtom ponorných vibrátorov na stavbe sa pritom možno stretnúť aj v renomovaných firmách. V malých stavebných firmách to môže byť spôsobené nedostatkom finančných prostriedkov na ich zakúpenie. Nedostatok vibrátorov a kvalifikovaných stavebných robotníkov na stavbe však môže spôsobiť chaotické ukladanie betónu. Najmä pri väčších objemoch sa často zabudne na okraje plôch, kde betón stvrdne, dôsledkom čoho sa jednotlivé vrstvy neprepoja. Tieto chyby sa, bohužiaľ, vyskytujú aj pri veľkých stavbách a významných základových konštrukciách;
• snaha pracovníkov stavby pridávať vodu do betónu po príchode domiešavača na stavbu, aby sa im s betónom ľahšie pracovalo;
• neočistenie hornej vrstvy výstuže. Tým sa na výstuži vytvárajú tzv. nálepky, ktoré zatvrdnú a pri neskoršom zabetónovaní bránia súdržnosti betónu a ocele.
• používanie transportbetónu, ktorý je v dopravnom prostriedku dlhšie, ako je odporúčaný maximálny čas. Čas, za ktorý treba transportbetón spracovať po jeho výrobe, je vždy uvedený na dodacom liste;
• nezabezpečenie prepojenia dvoch vrstiev betónu nad sebou pri betonáži masívnych betónových konštrukcií, akými sú napr. základové dosky (pri takýchto konštrukciách je potrebné, aby stavebná firma pripravila organizačný plán postupu zhutňovania betónu a mala k dispozícii dostatočný počet odborných pracovníkov a potrebné množstvo ponorných vibrátorov);
• neodstránenie nadbytočnej vody z povrchu zabetónovanej masívnej konštrukcie (pomocou špeciálnych odsávačov vody), čo má za následok nevyhovujúci vzhľad povrchu betónu;
• chýbajúca ochrana povrchu zabetónovanej konštrukcie proti rýchlemu odparovaniu vody (nepoužívanie krycích geotextílií, chemických prostriedkov na ochranu povrchu betónu a pod.);
• betonáž tenkostenných betónových konštrukcií za nízkych teplôt, bez zabezpečenia ohrievania konštrukcie po betonáži;
• chýbajúca ochrana povrchu konštrukcie pred vetrom (alebo prudkým prievanom), čo spôsobuje v lete rýchle vysušovanie povrchu betónu alebo v zime rýchle ochladzovanie čerstvo zabetónovanej konštrukcie;
• používanie oceľového debnenia v zime (vyskytuje sa len ojedinele) a nezakrytie debnenia po betonáži (aby sa tak zabránilo úniku hydratačného tepla);
• betonáž plošných betónových konštrukcií za priameho slnka a vysokých teplôt – napr. parkovísk;
• rýchle oddebnenie konštrukcií. Oddebnenie konštrukcie bez dosiahnutia potrebnej pevnosti betónu, napr. pri stenách, spôsobuje rýchle vysušenie povrchu a vznik trhlín;
• rýchle oddebnenie konštrukcií a neukončenie hydratačného procesu nezrelého betónu a jeho styk s vodou tiež spôsobia transport Ca(OH)₂ na povrch betónu, kde sa zmení vplyvom vzdušného CO₂ na CaCO₃, a vplyvom zrážok (i kropenia povrchu vodou) dochádza k tvorbe tzv. vápenných výkvetov – bielych škvŕn na povrchu betónu, ktoré sú zvlášť nepríjemné pri zvislých betónových konštrukciách (napr. ploty).

Príklady z praxe
Pri betónovaní vonkajších betónových plôch sa najčastejšie vyskytujú dve základné chyby. Krátko po betonáži sa na povrchu plochy objavia pavučinkové trhlinky a povrch betónu sa začne po čase odlupovať tak, že sa dá ľahko odstrániť povrchová tenká vrstva malty a vidno zrná kameniva. Dôvodom je zväčša nadmerné množstvo vody v betóne. Táto nadbytočná voda sa dostala do betónu buď pri doriedení betónu na stavbe, ktorým si robotníci uľahčujú kladenie betónu, alebo pri skorom alebo nadmernom ošetrovaní čerstvého betónu polievaním.

Ďalšou chybou pri väčších betónových plochách je slabé alebo len minimálne zvibrovanie čerstvého betónu vibračnou latou, ktorá svojou intenzitou zhutní len tenkú povrchovú vrstvu. Po čase betón svojou váhou sadne a vytvoria sa trhliny.

Opakovanou chybou je i neskoré narezanie dilatačných škár hotových betónových podláh, predovšetkým v kritických rohoch. Betón sa pri hydratácii zmrašťuje a v mies­tach najväčších pnutí vznikajú trhliny.
Aj na kvalitne zabetónovanej stene či inej konštrukcii sa objavia trhlinky, pokiaľ sa povrch čerstvého betónu nechráni pred vysychaním vplyvom vetra alebo priameho slnečného žiarenia.

Chyby môže spôsobiť i nadmerné previbrovanie betónu. V mieste nadmernej vibrácie nastane segregácia betónu, dôjde k odlučovaniu kameniva a následnému oslabeniu povrchu.

Neočistená výstuž od tzv. nálepkov pri betonóvaní základových dosiek	Neskoro narezané škáry v priemyselných podlahách
	Správne/nesprávne ošetrená betónová plocha

Záver
Pri realizácii betónových konštrukcií je dôležitá nielen samotná projekčná fáza, čiže výber betónu s vhodnými parametrami, ale predovšetkým dodržanie technologických postupov pri jeho kladení, keďže v tejto fáze jeho výsledné vlastnosti zásadne ovplyvňujú aj také faktory, ako sú poveternostné podmienky, ktoré treba vždy zohľadniť. Len tak sa dá predísť následným poruchám, ktoré sú často zásadného charakteru.

Ing. Ľubica Pišťanská
Foto: archív Holcim

Autorka pôsobí ako technologička v spoločnosti Holcim (Slovensko), a. s.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.