Obyčajný betón
Bežné pevnosti betónov, ktoré savyrábajú na stavbách v miešačke, sa pohybujú medzi 8 až 20 MPa,v závislosti na pomernom množstve cementu, ktorý sa do miešačky pridá. Pevnosť20 MPa znamená, že prierez 10x10 cm betónu, unesie v tlaku 20 000 kg zaťaženia.Zvyšovaním dávky cementu sa dá pevnosť betónu zvyšovať len po určitú hraničnúhodnotu, v závislosti od typu cementu a kameniva.
Ďalšie zvýšeniepevnosti betónu je potom možné znížením tvz. vodného súčiniteľa (pomer medzi hmotnosťou vodya cementu). Bežne sa vodný súčiniteľ pohybuje okolo hodnoty 0,6 (na 100 kgcementu ide 60 kg vody), čo je približne dvojnásobok množstva, ktorý jepotrebný na chemické reakcie. Zvyšná voda sa neskôr z betónu vyparía ostanú po nej voľné kapilárne póry, ktoré znižujú jeho pevnosť.
Aby sme zamedzili tvorbe týchtopórov je potrebné znížiť množstvo vody. V Praxi to znamená, že pri určitejdávke cementu čím menej vody sa pridá, o to bude betón pevnejší. Limitujúcim faktorom je potom dostatočnátekutosť takejto zmesi a práve tento faktor neumožňoval až do polovice 20storočia vyrábať betóny s pevnosťami nad 40 MPa.
Vysokopevnostný betón
Míľnikom bolo objavenie tvz.plastifikátorov (stekuťovačov) betónua ich nasadenie do výroby, čo umožnilo znížiť vodný súčiniteľ na hodnotu 0,3a takto zvýšiť pevnosť betónov na 60 až 80 MPa. Vysoká pevnosť novýchbetónov sa využila najmä pri stavbe mrakodrapov v USA. Tieto betóny potrebovali aj kvalitné pevnékamenivo a prísnu disciplínu pri výrobe zmesi, nakoľko prešvihnutie dávkyvody aj o 5 litrov na kubík (1000 litrov) betónu mohlo spôsobiť, že betón nedosiaholpožadovanú pevnosť. Pri výrobe betónu sa musela začať prísne zohľadňovať ajvlhkosť kameniva.
Vysokohodnotný betón
Neskorší výskum sa postupnezameral na ďalšie zvyšovanie pevnosti betónov zlepšovaním ich mikroštruktúry.Zistilo sa, že ďalšie zvýšenie pevnosti sa dá dosiahnuť zaplnením medzier medzizrnami cementu tvz. mikrofilerom, ktorého veľkosť zrna je niekoľkonásobnemenšia ako zrno cementu. Ako mikrofiler sa začal využívať najmä kremičitý úlet , ktorý bol dovtedy len odpadom. Zlepšenieštruktúry v oblasti mikrometrov prinieslo zvýšenie pevnosti až na hodnotyprevyšujúce 130 MPa, ako aj zlepšenie odolnosti betónu voči chemickým látkam,vďaka čomu sa pomenovanie vysokopevnostný betón postupne nahradilo pomenovanímvysokohodnotný betón (v angl. High Performance Concrete HPC ).
Ultravysokopevnostný betón
Ďalšími špeciálnymi úpravamicementu, vhodným výberom prísad a prímesí, ako aj zmenšením veľkosti zrnakameniva pod 1mm, je možné v dnešnej dobe prakticky vyrobiť betónys pevnosťami až 180MPa, čo predstavuje približne 10 násobok bežnýchpevností (napr. Ductal )V prípade že sa pri tuhnutí betónu využije aj špeciálna technológiapretepľovania tuhnúceho betónu (teplotami 60 až 90°C), môže sa dosiahnuťtlaková pevnosť prevyšujúca 250 MPa (10x10 cm takéhoto betónu unesie v tlaku250 000 kg). Takéto betóny dostalinázov ultra vysoko hodnotné betóny (v angl. Ultra High Performance ConcreteUHPC ).
Vývoj betónov vysokých pevnostípre praktické využitie:
Kedy sa oplatí využiť vysoképevnosti nových betónov závisí vo veľkej miere najmä od ekonomických faktorov.Je pravda, že tieto betóny sú oveľa drahšie ako bežný betón, no na druhejstrane zase rovnaké zaťaženie dokáže preniesť štíhlejší stĺp, čím sa šetrí naobjemoch a zvyšuje sa úžitková plocha stavieb. Použitie vysokohodnotnýchbetónov môže byť výhodné aj pri stavbách pri ktorých tvorí dominantné zaťaženievlastná váha konštrukcie, nakoľko štíhlejší prierez je aj ľahší.Nezanedbateľnou výhodou je tiež ich dlhšia životnosť.
Príklady využitia betónov ultravysokých pevností:
Aké budú hranice pevností betónovzávisí od množstva faktorov a je otázne, či sa tieto nové materiály eštebudú môcť volať stále betónmi. Pre niektoré z nich sa už aj v dnešnejdobe lepšie hodí napr. názov studená keramika.
Špičkový svetový výskumv oblasti betónov a cementových kompozitov sa v súčastnostizameriava najmä na využitie materiálov na báze nanotechnológií, ktoré otvárajú ďalšiemožnosti aj pre betóny. O čo konkrétne ide sa dozviete možno niekedynabudúce.
Ak ste sa dostali až sem a neunudiloVás to už po dvoch vetách, tak ďakujem za pozornosť a prajem pekný deň.
Text obsahuje množstvo zjednodušení, nakoľko nebol písaný pre odborníkov.
