Podle definice je hustota skalární veličina, která ukazuje poměr hmotnosti materiálu k jeho obsazenému objemu. Měří se v kg/m³ (v systému SI) a g/cm³ (v systému GHS). Beton je označen v SI, je uvedena hodnota D + číslo. Například D1500 znamená, že metr krychlový betonu váží 1500 kg a jde o lehkou skladbu.
U každého tělesa je hustota přímo úměrná pevnosti; nejhustším přírodním materiálem je osmium (skupina platiny). Pevnostní charakteristiky tohoto kovu překonávají pouze uměle vytvořené materiály. Vztah mezi hustotou a tvrdostí by se neměl zaměňovat; nejtvrdším prvkem je diamant, který souvisí s krystalovou mřížkou. Navíc jeho hustota je 3 500 kg/m³, zatímco osmium má 22 590 kg/m³, tedy ultra vysoká pevnost.
Přes přímou návaznost není věnována dostatečná pozornost hmotnostně-objemovým charakteristikám betonu, zejména soukromými developery.
Co je indikátor hustoty a jak ovlivňuje vlastnosti monolitu
Ve skutečnosti charakteristika, někdy nazývaná “měrná hmotnost”, vypovídá o množství materiálu v daném objemu. Poměr je vždy menší než 100 %, to znamená, že v daném objemu jsou vzduchové póry, které nejsou vyplněny složkami betonové směsi. Hustší monolit má také pevnější strukturu.
Indikátor však ovlivňuje nejen sílu.
- Když vzduch nahradí jiné komponenty ve struktuře, celková pevnost monolitu se sníží;
- Čím je beton hustší, tím vyšší je jeho tepelná vodivost, zejména těžké druhy prakticky nezadržují teplo a jako tepelné izolanty se používají i lehké porézní typy betonu.
- Zhutněný monolit prakticky neabsorbuje vlhkost a nereaguje s ní, což umožňuje vyrábět kompozice pro hydrotechnické práce. Zároveň se zvyšuje mrazuvzdornost. Protože v objemu není žádná vlhkost, během cyklu „zmrazování-rozmrazování“ nedochází k defektům.
- Čím hustší je vnitřní struktura, tím větší je odolnost vůči tahovému a ohybovému zatížení. V tomto případě se charakteristika pevnosti v tlaku (standardní označení pevnosti) může shodovat s lehčím betonem.
Je zřejmé, že ve výsledku hmotnost ovlivňuje širokou škálu vlastností, proto není při výběru řešení rozhodující značka uvedená v podkladech k šarži. Všimněte si, že hmotnost metru krychlového směsi je zvládnutelná veličina. Hustotu můžete během lití zvýšit, což zvýší pevnost struktur, následujícími způsoby:
- Bajonetování lopatami, výztuha atd. Z proraženého objemu uniká vzduch a směs se stává hustší. Vhodné pro malá bednění;
- Použití vibrátorů. Řešení nejen lépe vyplní vyztužený prostor, ale také ztratí vzduchové bubliny;
- Zahřívání monolitu při pokládce nebo lití. Akce není snadná, ale umožňuje vám odstranit téměř všechny póry z objemu.
Jedná se o technologická opatření, která doporučujeme provádět i při lití standardních betonových směsí na soukromém pozemku, i když lijete běžnou podlahovou mazaninu.
Je snadné zjistit hustotu výsledného roztoku. Odvažte litrovou sklenici, zapamatujte si váhu, naplňte ji směsí, promíchejte s armaturami a znovu zvažte. Od výsledného čísla odečtěte hmotnost plechovky a vydělte jejím objemem (1000 cm³). Získejte hodnotu v g/cm³. To bude hustota výsledného roztoku.
Například plechovka váží 300 gramů as betonem 2400. Jednoduchý výpočet: 2400 – 300 = 2100 děleno 1000 = 2,1 g/cm³ nebo 2100 kg/m³. Pokud je kapacita přesně 1 litr, můžete jednoduše vzít rozdíl v gramech.
Pokud opatření pokládky umožňují mírně vyšší měrnou hmotnost, je ve výrobě kontrolován širší rozsah hodnot.
Na čem závisí měrná hmotnost betonu a jak se mění?
Je zřejmé, že betonový roztok bude vážit stejně jako použité komponenty. Ale hmotnost bude větší než hmotnost monolitu, protože část vody opustí tuhnoucí objem. Rozdíl je nepatrný, ale ve složitých projektech se s ním také počítá.
Jinak lze vliv na hmotnostní charakteristiky určit následovně.
Velká výplň
- Hmotnost roztoku je 50 % hmotnosti nebo více. Čím vyšší je hustota plniva, tím větší je měrná hmotnost kompozice. Například žulová nebo dolomitová drť vytvoří beton s indexem nejméně D2200.
- Velikost frakce (neboli sypná hustota). Čím méně volného prostoru mezi výplňovými kameny pro cement a písek zůstane, tím vyšší bude konečná hustota. Větší velikost však sníží specifickou hmotnost.
- Použití keramzitu, pemzy a podobného kameniva umožní vyrobit pouze lehký beton.
Pořadač
- Na jemnosti mletí záleží, čím menší, tím hutnější bude složení.
- Snížení poměru voda-cement, tedy schopnost snížit množství vody pro přípravu roztoku, zvýší hmotnost.
- Snížení pórovitosti, k čemuž se používá speciální cement.
- Běžnými typy jsou portlandský cement (řídký), pucolánový popel (snižuje potřebu vody) a oxid hlinitý (snižuje poréznost).
Plastifikátory
- Zvýšení tekutosti směsi snižuje množství potřebné vody.
- Vliv na urychlení hydratace sníží počet pórů.
- Přísady typu vytěsňování umožňují získat zvláště těžký beton.
Zbývající složky nebudou mít prakticky žádný vliv na měrnou hmotnost, i když mohou významně ovlivnit jiné charakteristiky.
Důležité. Zvýšení měrné hmotnosti (hustoty) se stejnými hodnotami třídy betonu (M) může obvykle zvýšit pevnostní třídu (B).
To lze vysvětlit na příkladu. Pokud se do vodostavebního betonu M250 přidá ještě jemnější, hutnější a trvanlivé plnivo, pak se třída B20 zvýší na hodnotu B21 – B22, aniž by se měnily další komponenty. V praxi se to samozřejmě nedělá (není to ekonomicky rentabilní), ale souvislost mezi zvýšením měrné hmotnosti a třídou je jasná.
Zbývá zjistit, proč je hustota pro správnou volbu ještě důležitější než jiné vlastnosti a charakteristiky. K tomu je nutné pamatovat na to, že pro konkrétní úkoly jsou vyvíjeny specifické směsi.
Jak souvisí klasifikace betonových roztoků s hustotou?
Klasifikace je založena na složitém „stromu“, kde se různé značky prolínají, dochází k duplicitě a není snadné tomu porozumět. Ale existuje obecná logika rozdělení do úrovní:
Typ betonu nejvyšší úrovně
- Strukturální. Obvyklá malta, obecná konstrukce, ze které je postavena většina staveb a budov.
- Speciální. Zde jsou kompozice pro speciální účely – dekorativní, tepelně odolné, hydraulické atd.
- Těžký (přes 2 000 kg/m³). Navrženo pro složité, zatížené objekty. Výškové budovy, tunely, přehrady, bunkry atd.
- Nízká hmotnost (méně než 2 000 kg/m³). Používá se k řešení typických konstrukčních problémů, nejrozšířenější v soukromém sektoru.
Dělení podle typu pojiva
- Obvyklý cement.
- Strusková kompozice, která má speciální účel.
- Sádrové nebo vápenné malty.
- Speciální směsi na bázi polymerů, tekutého skla atd.
Rozdělení podle struktury
Beton se dělí na:
- Velkoporézní s nízkou měrnou hmotností (50 – 500 kg/m³).
- Buněčné druhy s podobnou hmotností.
- Porézní třídy, kde je přítomnost pórů menší, takže pevnost je již vyšší.
- Husté (většinou z kategorie těžkých směsí), lehké (vyskytuje se, ale v menší míře).
Klasifikace podle plniva
- Porézní – pemza, tuf, expandovaná hlína atd.
- Husté – žula, dolomit, drcený kámen atd.
- Speciální – strusky, popílek, umělé materiály atd.
Písek je také zařazen do seznamu, ale jako odrůda.
Podrobná klasifikace je samozřejmě více matoucí, ale příklad dává představu, že použití těžkého hutného betonu je širší než lehčích skladeb. Při určování, kterou značku si pro svůj projekt objednat, se proto ujistěte, že se bude jednat o požadovanou hustotu.
