Navrhnout technicky vyhovující a hospodárné složení (recepturu) betonu podle zadaných parametrů je složitý úkol a vyžaduje určité zkušenosti v technologii betonu. V praxi se používá mnoho různých metod pro výpočet složení betonu. Tato kapitola uvádí přehled základních kroků při zpracování návrhu složení betonu a následující kapitola uvádí příklad jednoduššího postupu s využitím tabelovaných hodnot uváděných v SRN.
Ekonomickým kritériem složení betonu je minimální spotřeba cementu.
Stupeň vlivu prostředí definuje hodnoty pro max. vodní součinitel, min. množství cementu a stupeň provzdušnění
Třída pevnosti betonu fc,cube
Se statickým výpočtem souvisí i určení vzdálenosti mezi pruty výztuže a její krytí, podle toho se stanovuje max. zrno kameniva.
Největší zrno kameniva Dmax se volí podle betonové konstrukce se snahou použít co největšího zrna:
■ menší než 1/4 nejmenšího rozměru konstrukce
■ menší o 5mm než nejmenší vzdálenost mezi pruty výztuže
■ menší než 1,3násobek krycí vrstvy výztuže
Vodní součinitel w, tj. poměr účinného obsahu vody k hmotnosti cementu v čerstvém betonu. V případě dávky kapalné přísady větší než 3 litry, připočítává se tato kapalina k množství vody ve směsi, a tím se zvyšuje vodní součinitel.
Používaný vodní součinitel pro:
■ železobeton v mezích wmax ≥ 0,45 až 0,65
■ pro prostý beton wmax ≤ 0,70
■ předpjatý beton wmax ≤ 0,60
■ vodotěsný beton wmax ≤ 0,55
■ silniční beton wmax = 0,45 až 0,50.
ČSN EN 206-1 určuje maximální přípustný vodní součinitel (wmax) k požadovanému stupni vlivu prostředí působícímu na beton. Minimální množství cementu je definováno třídou vlivu prostředí a maximální množství pak hospodárností složení.
Množství cementu se posuzuje v objemu cementového tmele, který musí být vždy vyšší než mezerovitost kameniva. Přebytek cementového tmele υ je koeficient, kterým násobíme mezerovitost kameniva pro stanovení objemu cementového tmele. Jeho hodnota je minimální υ = 1,05 a maximální υ = 1,3 až výjimečně 1,4.
Limituje se maximální obsah jemných podílů tuhých částic do velikosti 0,25mm pro Dmax=16mm do 530 kg.m-3, Dmax = 32mm do 460 kg.m-3 a pro 63mm do 430 kg.m-3. V tomto limitu je zahrnut cement, příměsi a jemné podíly kameniva.
Množství vzduchových pórů Vz v betonu se udává v % objemu. Čerstvý beton bez provzdušňovacích přísad lze prakticky zhutnit až do minimální hodnoty asi 2%. Min. obsah vzduchu v čerstvém betonu je definován podle stupně vlivu prostředí v rozsahu (4–6) %. Složení betonu většinou zkusmo upravujeme pro potřebnou konzistenci čerstvého betonu a dosažení potřebných 28denních pevností
Zpracovatelnost zlepšíme (zvýšíme sednutí kužele nebo rozlití):
■ zvýšením vodního součinitele
■ použitím plastifikátorů a superplastifikátorů
■ částečně zvýšením množství cementu a příměsi
■ kamenivem s větší mezerovitostí a menším měrným povrchem (snížíme podíl frakce 0/4 mm).
Výslednou pevnost betonu zvýšíme:
■ snížením vodního součinitele
■ cementem vyšší pevnostní třídy
■ vyšším množstvím cementu, ale pouze po určitou hranici
■ kamenivem s menší mezerovitostí.
Schéma návrhu složení betonu
Schéma návrhu složení betonu
Základním vztahem pro výpočet složení betonu je rovnice absolutních objemů:
