Příměsi do betonu jsou jemné anorganické nebo organické látky, které se přidávají do betonu s cílem zlepšit jeho vlastnosti nebo dosáhnout vlastnosti požadované. V každém případě je nutno započítat je do betonu při výpočtu obsahu složek. Dle ČSN EN 206-1 se příměsi dělí na dva typy.
Typ I: Téměř inertní příměsi, například filery (kamenná moučka, jemně mletý vápenec) dle ČSN EN 12620 nebo pigmenty dle ČSN EN 12878.
Typ II: pucolány nebo latentní hydraulické příměsi, jako například popílek do betonu dle ČSN EN 450-1, křemičitý úlet dle ČSN EN 13263 nebo struska dle ČSN EN 15167-1. Příměsi druhu II se mohou vzít v úvahu ve složení betonu pro obsah cementu a vodní součinitel koncepce k-hodnoty. Příměsi druhu II se mohou vzít v úvahu ve složení betonu pro obsah cementu a vodní součinitel koncepce k-hodnoty.
Koncepce k-hodnoty umožňuje vzít v úvahu příměsi druhu II při:
■ nahrazení vodního součinitele, tj. poměru voda/cement, součinitelem
voda / (cement + k x příměs)
■ požadavku na minimální obsah cementu
Skutečná k-hodnota závisí na konkrétní příměsi. Použití koncepce k-hodnoty pro popílek podle ČSN EN 450-1 a křemičitý úlet podle ČSN EN 13263 s cementem CEM I podle EN 197-1 je uvedeno v následujících článcích. Koncepce k-hodnoty se může použít pro popílek a křemičitý úlet i s jinými druhy cementu i pro jiné příměsi, pokud je prokázána jejich vhodnost.
Popílek
Do betonu je možné použít zásadně jen popílek dle ČSN EN 450-1 Popílek do betonu (musí být takto deklarován výrobcem či dodavatelem). V této normě je popílek definován následovně:
■ Popílek je jemný prášek převážně z kulovitých sklovitých částic, které vznikají při spalování práškového uhlí samotného, nebo i se spoluspalovaným materiálem. Má pucolánové vlastnosti a sestává převážně z SiO2 a Al2O3, přičemž obsah aktivního SiO2, definovaný a stanovený podle ČSN EN 197-1, je nejméně 25% hmotnostních.
■ Popílek se získává elektrostatickým nebo mechanickým odlučováním z plynů topenišť otápěných práškovým uhlím samotným, nebo i se spoluspalovaným materiálem.
■ Popílek se může před použitím upravovat například tříděním, výběrem, proséváním, sušením, smícháváním, mletím nebo snižováním uhlíku nebo kombinací těchto procesů ve vhodném výrobním
Kvalitativní požadavky na popílek podle ČSN EN 450-1
1) Pokud je ≥1 %, nutná zkouška na objemovou stálost.
2) Obsah rozpustného fosforečnanu vyjádřený jako P2O5
3) Porovnání pevnosti v tlaku.
4) 50 % popílku a 50 % cementu.
Koncepce k-hodnoty pro popílek podle ČSN EN 450-1
Maximální množství popílku, které lze uvažovat u koncepce k-hodnoty, musí vyhovovat požadavku hmotnostního poměru:
■ popílek/cement ≤ 0,33
Jestliže se přidává větší množství popílku, pak se přebývající část nemůže brát v úvahu pro výpočet součinitele voda/(cement+k x popílek) ani pro minimální obsah cementu.
Pro beton obsahující cement druhu CEM I podle ČSN EN 197-1 je dovoleno použít následujících k-hodnot:
■ CEM 32,5 k = 0,2
■ CEM 42,5 a vyšší k = 0,4
Hodnota k = 0,2 se používá pro cementy CEM II/A-S, CEM II/B-S, CEM III A.
Minimální obsah cementu požadovaný v článku 7.3 se může snížit maximálně o množství k x (minimální obsah cementu – 200) kg/m3 , avšak množství (cement + popílek) nesmí být menší než je minimální obsah cementu požadovaný v ČSN EN 206-1.
Křemičité látky, úlety (silica fume)
Křemičité úlety jsou odpadem některých hutnických provozů (výroba ferosilicia). Vyznačují se mimořádně velkým měrným povrchem a dobrými pucolánovými vlastnostmi. Obsahují 80% až 98% amorfního SiO2 ve tvaru kulových zrn o průměru asi 0,1 µm až 0,2 µm, při měrném povrchu 15 000 m2.kg-1 až 30 000 m2.kg-1
a měrné hmotnosti 2120 kg.m-3. Požaduje se ztráta žíháním do 4% hm. Křemičité látky jsou aktivní příměsí do cementu i betonu.
Zlepšují vlastnosti čerstvého betonu, jako je odmísení, odlučování vody (bleeding), čerpatelnost, avšak zvyšují potřebné množství vody o 1 litr na 1kg úletů pro dosažení stejné zpracovatelnosti.
Vhodnost použití do betonu je obecně prokázána, pokud křemičité látky odpovídají ČSN EN 16236-1 Křemičitý úlet do betonu. Podle obsahu SiO2
se rozlišují dvě třídy.
Křemičitý úlet je definován jako:
■ Velmi jemné částice amorfního oxidu křemičitého zachyceného jako vedlejší produkt tavícího procesu při výrobě křemíkových kovů a slitin ferosilicia.
■ Křemičitý úlet může být upravován, například tříděním, výběrem, smícháváním, aglomerováním nebo vytvářením kaše nebo kombinací těchto procesů v příslušných provozovnách. Takto upravený křemičitý úlet může být z křemičitých úletů z různých zdrojů, každý však musí vyhovovat výše uvedené definici. Křemičitý úlet může být též nazýván „kondenzovaný křemičitý úlet“ nebo „mikrosilika“.
Požadavky na chemické složení a další vlastnosti
1) Nad 0,1 % musí být deklarován.
Koncepce k-hodnoty pro křemičitý úlet podle ČSN EN 13263
Maximální množství křemičitého úletu, které lze vzít v úvahu pro výpočet vodního součinitele a pro výpočet obsahu cementu, musí vyhovovat požadavku hmotnostního poměru:
■ křemičitý úlet/cement ≤ 0,11.
Jestliže se přidává větší množství křemičitého úletu, pak se přebývající část nesmí brát v úvahu při koncepci k-hodnoty. Pro beton obsahující cement druhu CEM I podle EN 197-1 je dovoleno použít následujících k-hodnot:
■ pro určený vodní součinitel ≤ 0,45 k = 2,0
■ pro určený vodní součinitel > 0,45 k = 2,0 s výjimkou pro stupně vlivu prostředí XC a XF, kdy k = 1,0.
Množství (cement + k x křemičitý úlet) nesmí být menší, než je minimální obsah cementu, který je požadován pro příslušný stupeň vlivu prostředí (viz kap. 7.3). Minimální obsah cementu nesmí být snížen více než o 30 kg/m3 betonu použitého pro stupně vlivu prostředí, které vyžadují minimální obsah cementu ≤ 300 kg/m3
V případě, že jsou současně použity jako příměs popílek a křemičitý úlet, musí obsahy obou příměsí (popílku p a křemičitého
úletu s) odpovídat níže uvedeným hmotnostním podílům k cementu (c).
Při použití cementu CEM I: p/c ≤ 3(0,22 – s/c).
Při použití cementů CEM II/A-S, CEM II/B-S, CEM II/A-D, CEM II/A-T, CEM II/B-T, CEM II/A-LL a CEM III/A: p/c ≤ 3(0,15 – s/c)
Mletá granulovaná vysokopecní struska
Vhodnost pro použití do betonu je obecně prokázána, pokud struska odpovídá ČSN EN 15167-1.
Granulovaná vysokopecní struska je definována jako:
■ Sklovitý materiál vznikající rychlým ochlazením vhodně složené struskovité taveniny vznikající při tavení železné rudy ve vysoké peci, struska musí být nejméně ze dvou třetin hmotnosti sklovitá a při vhodné aktivaci musí vykazovat hydraulické vlastnosti.
■ Mletá granulovaná vysokopecní struska je pak jemný prášek, vzniklý mletím granulované vysokopecní strusky.
Požadavky na chemické složení a další vlastnosti
1) opravená na oxidaci sulfidů
2) nad 0,1% musí být deklarován
3) porovnání pevnosti v tlaku
Koncepce k-hodnoty pro jemně mletou vysokopecní granulovanou strusku:
Maximální množství mleté granulované vysokopecní strusky, které je možné vzít v úvahu pro výpočet vodního součinitele a pro výpočet minimálního obsahu cementu požadovaného pro příslušný stupeň vlivu prostředí, musí splňovat podmínky dle ČSN EN 206-1, Příloha E – Návod na použití ekvivalentní koncepce posouzení vlastností betonu.
To znamená prokázat, že beton s příměsí (jemně mletou granulovanou vysokopecní struskou) má minimálně stejné vlastnosti jako
beton referenční.
Ostatní příměsi
Pro ostatní příměsi, jako jsou kamenná moučka, jemně mletý vápenec a případně další materiály (pokud jejich vlastnosti nejsou prokazatelně deklarovány dle ČSN EN 12620), je vhodnost obecně prokázána, jsou-li v technické dokumentaci deklarovány jako vhodné pro použití do betonu a je-li na ně vydáno příslušné STO
ve smyslu platného nařízení vlády. Pro jejich použití jako příměsi typu II musí být vhodnost navíc prokázána průkazní zkouškou dle ČSN EN 206-1, Příloha A.