Ve své nejjednodušší formě je beton směsí pasty a kameniva. Pasta vyrobená z portlandského cementu a vody pokrývá povrch kameniva. Během chemické reakce zvané „hydratace“ pasta ztvrdne a „roste na síle“ a vytváří materiál podobný hornině známý jako beton.
Tento proces dělá beton tak výjimečným: je tvárný a pružný, když je čerstvě smíchán, a odolný a pevný po vytvrzení. To vysvětluje, proč se mrakodrapy, mosty, chodníky, superdálnice, domy a přehrady staví ze stejného materiálu – betonu.
<strong>Proporce materiálů v betonu</strong>
Klíčem k výrobě spolehlivého a pevného betonu je pečlivé dávkování a míchání materiálu. Směs, která nemá dostatek pasty k vyplnění všech dutin mezi částicemi plniva, bude obtížné umístit a bude vytvářet nerovné povrchy a porézní beton. Směs s přebytkem cementu bude snadno umístitelná a její povrch bude hladký; výsledkem však je, že beton nebude ospravedlňovat svou cenu a snadno popraská.
Chemie portlandského cementu začíná fungovat v přítomnosti vody. Cement a voda tvoří pastu, která obalí každou částečku kameniva – kameny a písek. V důsledku toho beton tvrdne a stává se pevnějším.
Kvalita pasty určuje vlastnosti betonu. Pevnost pasty zase závisí na poměru vody a cementu. Vypočítá se vydělením hmotnosti vody hmotností cementu. Abyste dosáhli dobrého betonu, musíte tento poměr co nejvíce snížit, aniž byste obětovali „zpracovatelnost“ čerstvého betonu pro správné uložení, usazení a vyrovnání.
Správně zvolená směs má požadovanou pružnost v čerstvém stavu a spolehlivost ve ztvrdlém stavu. Typicky se směs skládá z 15 % cementu, 60-75 % plniv a 15-20 % vody. Může také obsahovat 5-8 % vzduchu.
<strong>Další ingredience</strong>
Jako složku do betonu lze použít téměř jakoukoli přírodní pitnou vodu bez výrazné chuti a zápachu. Nadměrné nečistoty mohou ovlivnit nejen dobu tuhnutí a pevnost betonu, ale také vést k odbarvení, špinění, korozi výztuže, objemové nestabilitě a snížení pevnosti. Požadavky na betonové směsi rovněž stanovují limity chloridů, síranů, alkálií a pevných látek ve vodě v případech, kdy nelze pomocí zkoušek určit vliv nečistot na beton.
Přestože je do betonových směsí vhodná téměř každá pitná voda, kamenivo se vybírá velmi pečlivě. Tvoří 60-70% celkového objemu betonu. Typ a velikost použitého kameniva závisí na hustotě a účelu konečného betonového výrobku.
<strong>Proces hydratace betonu</strong>
Brzy po spojení plniv, vody a cementu začne směs tuhnout. Všechny portlandské cementy jsou hydraulické. Vytvrzují se hydratací, chemickou reakcí s vodou. Touto reakcí se na povrchu každé částice cementu vytvoří uzel. Roste a expanduje, dokud se nenaváže na uzly jiných cementových částic nebo na blízký kus kameniva.
Když je beton důkladně promíchán a připraven k použití, měl by být umístěn tam, kde směs ztuhne.
Po umístění je beton nastaven tak, aby lépe vyplnil formu a eliminoval potenciální nedokonalosti, jako jsou voštiny a vzduchové kapsy.
U tyčí se beton nechá, dokud mokrý film na povrchu nezmizí, poté se vyrovná speciálním dřevěným nebo kovovým „plovákem“. To vytváří relativně hladkou, ale mírně drsnou strukturu, která je neklouzavá a je často konečnou fází konstrukčního betonového řeziva. Pokud je požadován zcela hladký, tvrdý, hustý povrch, pak se uhladí ocelovým hladítkem.
Údržba betonu by měla začít, když je povrch dostatečně ztvrdlý, aby odolal poškození. Pomáhá zajistit, aby hydratace pokračovala a cement stále nabíral na síle. Betonové povrchy se stříkají vodou nebo se používají látky zadržující vlhkost, jako je plachta nebo bavlna. Jiné způsoby údržby zabraňují odpařování vody utěsněním povrchu plastem nebo jinými speciálními spreji nazývanými “údržbové směsi”.
K ochraně betonu se během extrémně horkého nebo chladného počasí používají speciální technologie údržby. Čím déle zůstane mokrý, tím bude pevnější a odolnější. Doba tvrdnutí závisí na složení a homogenitě cementu, mísicích poměrech a teplotních podmínkách. V zásadě k hydrataci a tvrdnutí betonu dochází v prvním měsíci životního cyklu betonu, ale v průběhu let pokračuje v hydrataci, i když pomaleji.
