Lze do betonu přidat vápno?
Pokusme se vysledovat hlavní cestu přeměny bílého čistého vápence na odolný a hustý kámen z moderních vědeckých pozic.
Pokud budete pálit kusy vytěženého vápence při vysoké teplotě, bude se z kamene postupně uvolňovat voda a oxid uhličitý, jak teplota stoupá, čímž vzniká oxid uhličitý. Při teplotě asi 900 °C se z vápence uvolňuje bezvodý produkt oxidu vápenatého, tj. bílé kousky nehašeného vápna. Jedná se o první přeměnu vápence.
Při manipulaci s těmito bílými kameny byste měli být velmi opatrní, protože nehašené vápno může korodovat vaše ruce, oblečení a boty. „Požírá“ všechno, jako kyselinu sírovou. Pokud na hromadu vápenců vylijete vědro vody, vápno zasyčí, vře, bobtná a bude nad ním stoupat hustá bílá pára. Bílé kousky limetky se rychle změní na jemný prášek. Po minutě se vaření zastaví. Nehašené vápno se změnilo na hašené vápno a výsledný prášek se stal takzvaným „chmýřím“.
Fluff je prášek, který je suchý na dotek. Voda se nalila na nehašené vápno chemicky s ním spojené. Proběhla druhá přeměna vápence.
Chmýří znovu smíchejte s vodou. Už se nebude vařit, tedy zhasínat, ale jednoduše se změní na těsto s odborným názvem hydroxid vápenatý. Čím více vody do něj přidáte, tím tekutější bude limetkové těsto. Pokud je toto těsto navrchu těsně pokryto zeminou, neztuhne po desetiletí a stále bude velmi plastické, jako máslo. Necháte-li těsto na vzduchu, brzy se pokryje tvrdou kůrkou a postupně se změní na kámen. Těsto je třetí přeměnou vápence. Toto je téměř hotové lepidlo. Slovo „téměř“ znamená, že cihly nebo kameny se s tímto těstem nedají dobře slepit, protože čisté vápenné těsto rychle vyschne a praskne. Abyste tomu zabránili, musíte těsto smíchat s pískem. Taková směs se bude nazývat vápennou maltou a proces přeměny maltové směsi na pevný kámen je čtvrtou a zároveň pátou přeměnou vápence. Toto je nejdůležitější a nejobtížnější fáze při kalení hašeného vápna.
Přechod vápenné malty nebo betonu na vápenec nebo uhličitan vápenatý je známý jako karbonátové vytvrzování vápenných pojiv. Za běžných teplot sestává ze dvou současně probíhajících procesů: odpařování volné vody z vápenné pasty (čtvrtá přeměna) s postupnou tvorbou krystalické kostry hydroxidu vápenatého (pátá přeměna).
Proces krystalizace hydroxidu vápenatého probíhá velmi pomalu. Odpařováním vody dochází k postupnému ulpívání jejích nejmenších částic na větší a jejich krystalizaci. Rostoucí krystaly rostou společně a vytvářejí vápencovou kostru, která obklopuje částice písku.
Tyto dva procesy probíhají téměř současně a probíhají poměrně intenzivně pouze za přítomnosti vlhkosti a oxidu uhličitého.
Film uhličitanu vápenatého, který se tvoří na povrchu roztoku během první fáze vytvrzování, ztěžuje pronikání oxidu uhličitého do vnitřních vrstev hydroxidu vápenatého. V důsledku toho se proces karbonizace téměř zastaví a kámen tvrdne především díky krystalizaci, která vyžaduje nízkou vlhkost a kladnou teplotu.
V důsledku tvorby slabých krystalických srůstů je pevnost roztoku na vzdušném vápně velmi nízká a po 28 dnech tuhnutí je v průměru 0,5 MPa. Výsledná hmota navíc není odolná vůči vodě a mrazu. Je pravda, že následně v důsledku probíhajícího procesu karbonizace se pevnost takové malty a betonu zvyšuje 5-7krát nebo více, ale samotný proces probíhá velmi pomalu – po desítky a stovky let. Je zřejmé, že Římané se při své intenzivní stavbě nespokojili nejen s nízkou pevností betonu a vzduchovo-vápenných malt, ale ani s tím, že tvrdly pouze na vzduchu a nemohly tvrdnout ve vlhkém prostředí. Potřeba hydraulických pojiv přiměla dávné stavitele k identifikaci zásadně nových přísad do betonu a malt, s jejichž pomocí by se mohli zbavit uvedených nedostatků.
Dnes dobře víme, že pro zlepšení kvality betonu a vzduchových vápenných malt je nutné přeměnit slabý a ve vodě rozpustný hydroxid vápenatý (vápennou pastu) na stabilnější a nerozpustnou sloučeninu, například hydrokřemičitan vápenatý. Chcete-li to provést, musíte do něj přidat aktivní oxid křemičitý. V tomto případě reakce probíhá pouze v přítomnosti vody, i když výsledná nová sloučenina – hydrokřemičitan vápenatý – je ve vodě téměř nerozpustná. Aktivní oxid křemičitý, na rozdíl od pasivního oxidu křemičitého – obyčejného křemičitého písku, je nazýván hydraulickou přísadou pro svou schopnost tvrdnout a získávat pevnost nejen na vzduchu, ale i ve vodě.
Římané si samozřejmě nebyli vědomi složitých procesů při míchání vzdušného vápna s hydraulickou přísadou, ale na základě zkušeností Etrusků a Řeků dobře věděli, že když do vápna nepřidáte jen obyčejný písek a kameny těsto, ale cihlový písek a cihlové kameny , pak bude taková směs schopna ztvrdnout ve vodě a výsledný umělý kámen bude mnohem pevnější než beton nebo malta vyrobená ze samotného vápna na bázi vzduchu obyčejný písek a oblázky. Následně se přísada do cihel nebo dlaždic začala nazývat cement.
Typicky se cement používal ve formě jemně mletého prášku nebo prachu pro vodotěsné omítky, betonové podlahy a podobné nátěry, hlavně ve vlhkých prostorách. Kromě toho se používal ve formě mouky při omítání vodních kanálů, lisovacích plošin na víno a vinařských nádrží, rybích slaných lázní a také k ochraně betonových konstrukcí před opotřebením a zničením.
Kromě tsemyanok, tedy umělých hydraulických přísad, Římané hojně používali přírodní přísady vulkanického původu. Dokonce se jim zasloužila čest objevit tyto přísady, přesněji řečeno jejich vliv na vzdušné vápno, neboť vulkanické kameny se ve stavební praxi používají již velmi dlouho.
Vitruvius v knize. II, kap. 6 popisuje tyto přísady takto: „. Existuje určitý prášek přírodního původu, pomocí kterého můžete dosáhnout vynikajících výsledků. Vyskytuje se v Baiae a v zemích kolem Vesuvu. Tato látka ve směsi s vápnem a kamenem nejen dodává pevnost konstrukci, ale i při stavbě přehrad na otevřeném moři pevně drží pod vodou.“
Tyto přísady zahrnovaly: zeminu Santorini, těženou na řeckém ostrově Tyre, Rýnskou cestu, která se nachází v Německu, a tuf, který se vyskytuje v silných vrstvách téměř po celé Itálii. Mezi ně patřilo i mnoho dalších hornin sopečného původu, souhrnně nazývaných pucolány.
Takové přísady byly zvláště široce používány v oblasti starověkého Puteoli (moderní Pozzuoli). Svůj název – pucolán, který se stal obecným pro všechny hydraulické přísady vulkanického původu, však dostaly ne proto, ale proto, že byly široce používány při stavbě velmi důležitého přístavu pro starou Itálii v Puteoli, který byl také dlouhou dobu centrem obchodu s pucolánem. S pojmem „pulvis puteolanus“ se poprvé setkal filozof Seneca (4 př. n. l. – 65 n. l.) ve svém díle „Natural Scientific Questions“ a zmínil se o něm Plinius starší.
Jednou z prvních staveb, při jejichž výstavbě byl pucolán použit jako hydraulická přísada do betonu, byl vlnolam v okolí Neapole u Puteoli, který se dochoval dodnes. Přestože tufové bloky z tohoto vlnolamu byly erodovány, pucolánové řešení mezi nimi je dobře zachováno.
V závislosti na účelu malty nebo betonu používali Římané různé poměry mezi vápnem a pucolánem. Nejběžnější však bylo složení 1:2 – 1 díl vápna, 2 díly pucolánu. Pevnost takového betonu byla pravděpodobně 5-10 MPa i více.
Italská pucolána, stejně jako řecká zemina ze Santorini, se nyní používá ve velkém množství ve stavebnictví vodních staveb v různých zemích. Na Kanárských ostrovech, kde je pucolán, stejně jako v Itálii, všude, byl poměr mezi vápnem a pucolánem 1:5.
Vzduchové vápno v kombinaci s pucolánem a dalšími hydraulickými přísadami bylo v té době prakticky jediným hydraulickým cementem, protože hydraulické vápno a římský cement se používaly, jak se většina vědců domnívá, sporadicky a v omezeném množství. Použití hydraulické přísady do vzdušného vápna tedy obsahuje jedno z hlavních vodítek k tajemství trvanlivosti římského betonu. Američtí vědci se o tuto problematiku dlouhodobě zajímají a v polovině 70. let našeho století získali nové pojivo – geopolymerní cement – obdobu starořímského vápenno-pucolánového pojiva. Podle zahraničních odborníků jsou nové cementy odolnější a pevnější než moderní portlandské cementy.
Cementovo-vápenná malta se používá pro zednické a omítací práce. Jeho složení je stejné jako u směsi s cementem, ale s přídavkem hašeného vápna. V závislosti na proporcích přidaných komponent se mění jeho vlastnosti a účel, používá se pro dokončovací práce vně i uvnitř areálu. Můžete si ji vyrobit sami nebo si ji koupit již hotovou.
- Odrůdy a technické parametry
- DIY průvodce
- Cena hotových vápenných směsí
Typy a vlastnosti
Vápenná malta má vysoký stupeň přilnavosti. Dobře drží téměř na každém povrchu, včetně dřeva a betonu. Díky baktericidním vlastnostem vápna je eliminována pravděpodobnost výskytu plísní nebo hub. Tato kompozice je schopna propustit vlhkost, aniž by narušila mikroklima v místnosti. Odolává teplotním změnám od -50°C do +65°C.
Na rozdíl od cementové směsi je vápenná směs elastičtější. Dokonale vyplňuje všechny praskliny a prohlubně. Nanesenou omítku lze opravit během 1-3 hodin. Řešení s cementem trvá pouze jednu hodinu. Díky tak dlouhému schnutí je pravděpodobnost vzniku trhlin minimální.
Pro rozlišení mezi kompozicemi s vápnem a cementem existuje taková technická charakteristika roztoku, jako je obsah tuku. Tím je určen rozsah jeho použití.
Existují následující hladiny tuku:
Nejčastěji se používá roztok s normální úrovní obsahu tuku, protože má nejoptimálnější plasticitu, zřídka se smršťuje a nepraská. Skinny jsou vhodné pro povrchové obklady a mají minimální smrštění. Mastné se skládají z velkého množství adstringentní složky, proto jsou vysoce elastické. Používá se pro pokládku cihel nebo jiného tvárnicového materiálu.
Charakteristiky obsahu tuku závisí na poměru složek roztoku. Chcete-li získat hubenější, přidejte více písku, abyste získali tuk, přidejte více vápna. Liší se také hustotou: nízkou (do 1500 kg/m3) a střední (od 1500). Oblast použití roztoku je ovlivněna poměrem složek. Nejčastěji používané třídy jsou M50 (pro omítání) a M75 (pro zdění).
Také cementovo-vápenné omítkové malty se dělí na následující typy:
- základní;
- dekorativní;
- speciální účel.
První možnost se používá k vyrovnání jakýchkoli povrchů a používá se jako hrubá vrstva. Dekorativní schnou po dlouhou dobu, takže se snadno zpracovávají a dávají požadovaný tvar a vzory. Speciální směsi mají zvýšenou ochranu proti vlhkosti, dobře absorbují hluk a izolují teplo.
Příprava řešení svépomocí
Vápenná malta má oproti cemento-pískové maltě nižší cenu. Na 1 m2 s tloušťkou aplikační vrstvy 1 mm bude potřeba asi jeden a půl kg. Pro míchání budete muset koupit písek, vápno a cement. Poměr složek závisí na požadované značce směsi. Chcete-li získat roztok M75, musíte vše smíchat v následujících poměrech – 1: 0,8: 7 (cement M500, vápno, písek) nebo 1: 0,5: 5,5 v případě cementu M400. Pro smíchání třídy M50 budete potřebovat portlandský cement M400. Poměr složek je 1:0,9:8 (cement, vápno, písek).
Také poměry roztoku závisí na tloušťce nanášené vrstvy. Pro hrubé práce (sprej) míchejte v následujících poměrech – 6,7: 1,5: 1: 2,2 (písek, vápno, portlandský cement, voda). Pro vrstvu střední tloušťky – 9:2,2:1:2,8, jako vrchní nátěr – 13,5:3:1:4.
Míchání vápenné směsi obvykle nevyžaduje více než 0,8 dílu vody na jeden díl portlandského cementu. Tento poměr je také ovlivněn suchostí složek. Hlavní věc je, že cementová malta má konzistenci podobnou husté zakysané smetaně.
Před smícháním je třeba vápno uhasit. Pokud to není provedeno předem, v roztoku se objeví bobtnání v důsledku chemické reakce. K hašení slouží samostatná nádoba. Technologie hašení závisí na druhu vápna. Může být rychlý, střední nebo pomalý. První typ se uhasí následovně: prášek se nasype do nádoby naplněné vodou. Jakmile začne chemická reakce, přidá se voda a vše se promíchá. Proces hašení skončí za 8 minut.
Středně rychlé vápno se hasí stejným způsobem, ale trvá to déle – asi půl hodiny. Pomalu hořící vápenný prášek se nezalévá vodou, ale pouze sype. Kalení trvá, dokud se celý objem nezvětší 3krát. Reakce trvá déle než půl hodiny.
Aby byla vápenná malta vysoce kvalitní, hlavní věcí je zachovat proporce, protože všechny její vlastnosti a konečný výsledek závisí na poměru složek. Portlandský cement se doporučuje pro míchání spíše než běžný cement, protože má lepší pevnost.
Pokud je směs smíchána pro položení velkého množství cihel, doporučuje se použít míchačku na beton. Díky tomu bude naprosto homogenní. Nejprve se nalije voda, poté se nalije portlandský cement, vápenný prášek a písek. Jakmile je vše důkladně promícháno, opět se přidá voda a vše se přivede do požadované konzistence.
Pokud se roztok míchá ručně, pak se doporučuje vrtačka se speciálním nástavcem – mixérem. Technologie ruční přípravy může být provedena dvěma způsoby:
- Hašené vápno se filtruje přes síto o průměru buněk do 3 mm. Do výsledného vápenného mléka se nalije písek a portlandský cement. Všechny složky se důkladně promíchají a směs se přivede na požadovanou úroveň obsahu tuku.
- Suchý písek a portlandský cement se smíchají do hladka. Pomalu se nalévá pasírované hašené vápno. Vodou upravíme na požadovanou konzistenci.
Pro zlepšení technických vlastností se přidávají změkčovadla, přísady, které činí roztok mrazuvzdorným, urychlovače nebo zpomalovače doby tuhnutí atd.
Přehled výrobců a cen
Nejznámějšími výrobci vápenných malt jsou Besto, Osnovit, Knauf a Henkel.
Cemento-omítková kompozice Besto M100 je dostupná v papírových pytlích o hmotnosti 25 a 50 kg. Zahrnuje portlandský cement M500d0, hašené vápno, složky zadržující vlhkost, písek různých frakcí – 1 a 0,6 mm a polypropylenové vlákno, které zvyšuje pevnostní vlastnosti roztoku, nebo jej spíše posiluje. Besto se používá pro vnitřní i venkovní práce. Může být aplikován buď ručně nebo pomocí zařízení. Hotový prášek musí být zředěn množstvím vody uvedeným v návodu. Při tloušťce vrstvy 1 cm bude potřeba 18 kg směsi na 1 m2.
Sukhoi Osnovit PC21 Startwell je balen v pytlích o hmotnosti 25 kg. Obsahuje složky, které zvyšují mrazuvzdornost vápenné malty. Má také přísady zadržující vlhkost, takže může být použit pro dokončení místností s vysokou vlhkostí nebo pro fasády. Stupeň síly – B10. Spotřeba je stejná jako Besto – 18 kg/m2 při tloušťce 10 mm. Naředěný roztok lze použít do dvou hodin při teplotě +5 až +30°C.
Henkel moment je určen pouze k ošetření povrchů v interiéru. Prášek Henkel lze použít jako mezivrstvu, na kterou se následně nanáší vrchní nátěr. Namíchanou směs je nutné aplikovat do hodiny. Tloušťka vrstvy na jednu aplikaci by neměla být větší než 2 cm Baleno v baleních o hmotnosti 25 kg.
Suchý prášek MP Leicht Cement obsahuje perlit a polymerní přísady. Používá se jako vyrovnávací vrstva. Lze použít jak venku, tak uvnitř. Baleno v 30 kg pytlích. Na 1 m2 s tloušťkou vrstvy 1 cm bude potřeba 13,4 kg. Může být aplikován ručně nebo pomocí strojů.
Náklady na cementovou maltu s vápnem závisí na objemu pytle, účelu a výrobci.
Tabulka s cenami, za které můžete hotové suché vápenné směsi zakoupit:
Jméno | Cena, rublů |
Osnovit PC21 Startwell 25 kg | 220 |
Stroybrig Tanilit 25 kg | 250 |
Nejlépe 25 kg | 110 |
Nejlépe 50 kg | 185 |
Hercules GP-31 25 kg | 280 |
Vápenná malta se prodává v papírových pytlích různé hmotnosti. Při nákupu byste měli zkontrolovat neporušenost sáčku, neměly by na něm být žádné díry ani lepená místa. Musíte také věnovat pozornost podmínkám skladování. Neměl by být skladován ve vlhké místnosti, protože cement rychle ztrácí své pevnostní vlastnosti. Kromě toho se prášek stahuje a tvoří se hrudky. Pokud takový materiál použijete na zdivo nebo omítku, po vysušení se v něm objeví praskliny. Chcete-li zvýšit stupeň přilnavosti povrchu, který má být dokončen, musíte jej očistit od nečistot, starých krycích nátěrů a mastných olejových skvrn. Může být také ošetřen základním nátěrem nebo betonovým kontaktem.