IX. ODBORNÝ SEMINÁR
XIV.
VÝROBA
VÝROBA
BETÓNU
BETÓNU
01.
06. 10.
02. –- 02.
07. 02.
10. 2014
2008
ŠTRBSKÉ
Banská Bystrica
PLESO
2008
2014
KVALITA ZÁMESOVEJ VODY DO BETÓNU NA SLOVENSKU
Z POHĽADU POŽIADAVIEK EN 1008: 2002
Iveta Najdená
Príspevok uvádza klasifikáciu vôd, ktoré prichádzajú do kontaktu so
zložkami betónu (v procese jeho výroby), alebo so samotným betónom,
interpretuje a komparuje požiadavky na kvalitu zámesovej vody do betónu
z hľadiska pôvodnej STN 73 2028 a súčasne platnej STN EN 1008. Teoretická
časť je doplnená o výsledky skúšok vlastností zámesovej vody do betónu
z podzemných zdrojov z rôznych oblastí Slovenska v časovom horizonte.
1
Všeobecne
Kvalita betónu, resp. konštrukcií z neho vyrobených, je podmienená – okrem
faktorov ako sú technologická disciplína pri výrobe, ukladaní/spracovaní a
ošetrovaní betónu, predovšetkým kvalitou vstupných zložiek. Z filozofie normy EN
206-1: 2000 (zavedená do sústavy STN ako STN EN 206-1: 2002/A1: 2004/A2:
2005/NA: 2009/NA/O1: 2011 Betón. Časť 1: Špecifikácia, vlastnosti, výroba a zhoda),
ktorou je zabezpečenie trvanlivosti betónu vystavenému pôsobeniu fyzikálnych
a chemických vplyvov prostredia, sa odvíjajú požiadavky na vlastnosti betónu. Pre
ich zabezpečenie sa EN 206-1 musí používať súčasne s normami pre zložky betónu
(výrobkové normy), ktoré sú v nej uvedené: EN 197-1 (pre cement), EN 12620 (pre
hutné a ťažké kamenivo) alebo EN 13355-1 (pre ľahké kamenivo), EN 1008 (pre
zámesovú vodu), EN 934-2 (pre prísady), EN 450 (pre popolček), EN 13263 (pre
kremičitý úlet) a EN 12878 (pre pigmenty). S výnimkou normy EN 1008 definujúcej
požiadavky na zámesovú vodu do betónu, boli všetky ostatné uvedené normy
revidované a boli vydané ich nové znenia.
1.1
Klasifikácia vôd
V odbornej literatúre sa rozlišujú: voda zámesová, ošetrovacia a náporová.
Voda, ktorá sa dávkuje pri výrobe betónu sa nazýva voda zámesová. Plní dve hlavné
funkcie – umožňuje hydratáciu cementu a zlepšuje reologické vlastnosti čerstvého
betónu ako sú pohyblivosť, spracovateľnosť, súdržnosť. Množstvo vody potrebné na
Ing. Iveta Najdená, Technický a skúšobný ústav stavebný, n. o., Studená 3, 821 04
Bratislava, [email protected], 00421 2 49228 244, MT: 0915 784 922
plnú hydratáciu cementu závisí od jeho minerálneho zloženia a pohybuje sa do 25 %
z hmotnosti cementu. Ošetrovacia voda slúži na ošetrovanie betónu pri jeho tuhnutí
a tvrdnutí (je vlastne hydratačnou vodou) a vyrovnávajú a ňou straty vody/vlhkosti
vzniknuté odparením, odsatím, vytečením, prípadne viazaním pri chemickej reakcii
tak, aby cement mohol ďalej hydratovať. Náporovou vodou sa označuje voda, ktorej
je zatvrdnutý betón opakovane alebo trvale vystavený. Z hľadiska účinku na betón sa
kladú vyššie nároky na vodu ošetrovaciu a náporovú ako na vodu zámesovú.
V prípade, že sa v zámesovej vode vyskytujú ióny SO42- sú tieto menej nebezpečné
ako vo vode ošetrovacej, pretože hydratačný produkt etringit vzniká ešte
v nezatvrdnutom betóne. Ak sú tieto ióny prítomné vo vode ošetrovacej, etringit
vzniká až v tvrdnúcom alebo zatvrdnutom betóne, ktorý sa v dôsledku
kryštalizačných tlakov etringitu rozpína a poruší. Takisto agresívne média (SO42-,
CO2-, NH4+...) obsiahnuté v náporovej vode predstavujú nepretržitý atak betónu,
spôsobujú chemickú koróziu betónu a môžu mať vplyv na koróziu výstuže.
Súhrnný názov pre vodu zámesovú a ošetrovaciu je betonárska voda.
1.2
Požiadavky na kvalitu zámesovej vody do betónu
1.2.1 ČSN 73 2028
Požiadavky na kvalitu betonárskej vody (teda vody zámesovej aj ošetrovacej)
boli - až do roku 2003 (rok jej zrušenia a nahradenia normou STN EN 1008),
stanovené v ČSN 73 2028: 1962 Voda na výrobu betónu (účinnosť od 01. 04. 1963).
Norma ako vodu všeobecne vhodnú na daný účel akceptovala vodu pitnú, pričom
všetky ostatné v norme uvedené druhy bolo nutné odskúšať (overenie predpísaných
vlastností uvedených v tabuľke), ako nevhodné na daný účel určila vody bahenné
a slatinné. Až do prijatia zmeny normy (zmena a-9/1982) boli v tabuľke uvedené
kritériá vlastností zvlášť pre prostý betón (miernejšie kritériá) a zvlášť pre všetky
(ostatné) druhy betónov (vystužené). Uvedená zmena zrušila rozdelenie (prostý
betón a všetky druhy betónov), pričom zachovala rozsah overovaných vlastností
(vzhľad, zápach, organické látky, obsah nerozpustných látok, strata žíhaním,
odparok (sušením), pH, obsah síranov, obsah chloridov, obsah Mg, manganistanové
číslo /stanovenie oxidovateľnosti/, skúška na malte – pokles pevnosti, začiatok
a doba tuhnutia cementu, a kritériá prijatia tak ako boli pôvodne pre všetky druhy
betónov. V norme boli uvedené aj požiadavky na odber vzoriek vody a niektoré
skúšobné postupy. V norme nebola zadefinovaná periodicita skúšok.
Z tohto obdobia nie sú k dispozícii žiadne výsledky skúšok – jednak z dôvodu,
že skúšaniu vlastností betonárskej vody sa v tom období neprikladal veľký dôraz a aj
z dôvodu ukončenia povinného archivačného obdobia dokumentácie.
1.2.2 STN EN 1008
EN 1008: 2002 (zavedená do sústavy STN ako STN EN 1008: 2003
Zámesová voda do betónu. Špecifikácia odberu vzoriek, skúšania a preukazovania
vhodnosti vody, vrátane recyklovanej vody z postupov betonárskych prác, ako
zámesovej vody do betónu) rovnako ako jej predchodkyňa, klasifikuje druhy vody
a stanovuje ich vhodnosť / nevhodnosť na stanovený účel. Ako vodu vhodnú – bez
ďalšieho overovania vlastností, určuje vodu pitnú, podmienečne vhodné
s povinnosťou skúšania, sú: recyklovaná voda z postupov betonárskych prác, voda
z podzemných zdrojov, kombinovaná voda (zmes vody recyklovanej a vody
z niektorého ďalšieho zdroja), prírodná povrchová voda a priemyselná odpadová
voda, morská voda (s obmedzeným použitím), poloslaná voda. Ako nevhodné sú
splaškové vody.
Pri overovaní vhodnosti vôd, ktoré sa musia skúšať, je ich vhodnosť použitia
ako zámesovej vody do betónu podmienená súčasným splnením požiadaviek normy
v rámci a) predbežného posúdenia a b) chemických vlastností. V rámci predbežného
posúdenia / kontroly vzorky vody sa posudzujú tieto charakteristiky (norma stanovuje
skúšobné postupy): prítomnosť olejov, tukov, pracích práškov, suspenzií
a organických látok (obsah humusu). Pri overovaní chemických vlastností sa testujú
tieto vlastnosti: obsah chloridov, obsah síranov, obsah alkálií (ako Na2O ekv.)
a škodlivé znečistenia. Pri stanovení škodlivého znečistenia „vyšetrovanej“ vody,
norma umožňuje alternatívne vykonať kvalitatívne skúšky na zistenie množstva
cukrov, fosfátov, dusičnanov, olova a zinku (v čl. 6.1.3 normy uvádza aj skúšobné
normy, tieto sú alt. neplatné alebo nezavedené), alebo vykonať skúšku na cemente
(skrátenie času tuhnutia cementovej kaše so skúšanou vodou oproti začiatku a času
tuhnutia cementovej kaše porovnávacej pripravenej s destilovanou alebo
deionizovanou vodou; pokles pevnosti maltových telies pripravených so skúšanou
vodou oproti pevnosti maltových telies pripravených s destilovanou alebo
deionizovanou vodou). Hodnoty výsledkov pevností stanovené na skúšobných
telesách nie sú zaujímavé, nakoľko sú ovplyvnené druhom a pevnostnou triedou
cementu použitého na výrobu telies. Štandardne sa na skúšky použije cement (druh
a pevnostná trieda), ktorý uvedená výrobňa betónu používa.
Norma v informatívnej prílohe B uvádza sofistikovanú schému skúšania
a vyhodnotenia výsledkov skúšok pri posúdení vhodnosti jednotlivých druhov vôd. V
norme je stanovená aj frekvencia skúšania jednotlivých druhov vôd ako aj
požiadavky na skúšanie recyklovanej a kombinovanej vody.
1.2.3 Porovnanie kritérií vybraných vlastností podľa STN 73 2028 a STN EN 1008
Tabuľka 1- Porovnanie kritérií vybraných charakteristík
Sledovaná
charakteristika
Kritérium prijatia
Poznámka
STN 73 2028
STN EN 1008
pH
≥4
≥4
-
Obsah síranov
ako SO42(mg/l)
max.1 500
max. 2 000
-
Obsah chloridov
ako Cl(mg/l)
max. 500
max. 500
pre predpätý betón
max. 1 500
pre železobetón alebo betón so
zabudovaným kovom
max. 4 500
prostý betón alebo betón bez
zabudovaného kovu
Z porovnania kritérií oboch noriem pre rovnaké vlastnosti vyplýva, že pôvodná
STN 73 2028 mala prísnejšie požiadavky (platila pre zámesovú aj ošetrovaciu vodu).
1.3
Výsledky skúšok
1.3.1 Výsledky skúšok podľa STN EN 1008 (z jedného zdroja v časovom horizonte)
V tabuľkách 2 až 4 sú uvedené výsledky vybraných vlastností skúšanej
zámesovej vody z jednotlivých oblastí Slovenska v časovom horizonte.
V prípade zdroja Gbely (tabuľka 1) sa dodržala požiadavka normy na skúšanie
zámesovej vody pred prvým použitím a potom 1 raz za mesiac až do poznania
kolísania zloženia vody – odbery a skúšky v roku 2010 boli vykonané 3 krát a vždy
po 2 mesiacoch.
Tabuľka 2 - Výsledky skúšok vybraných charakteristík z jedného zdroja
Zdroj: Gbely
marec
2010
máj
2010
júl
2010
december
2012
jún
2013
jún
2014
pH
7,33
7,77
7,01
7,45
7,10
6,98
22,68
36,23
23,16
25,70
9,40
33,40
344,84
273,86
357,80
352,33
349,66
323,10
26,68
20,19
7,84
33,65
35,60
27,1
26,1
pokles
menej ako
10 %
34,6
33,8
pokles
menej ako
10 %
26,7
26,9
pokles
nenastal
38,8
39,1
pokles
nenastal
36,6
36,9
pokles
nenastal
(kritérium: ≥ 4)
Cl- (mg/l)
(kritérium: max. 500 pre
predpätý betón)
SO42- (mg/l)
(kritérium: max. 2 000)
Alkálie (Na2O ekv.) 20,78
(mg/l)
(kritérium: max. 1 500)
Pevnosť v tlaku
po 7 d (MPa)
s vodou
- destilovanou
- skúšanou
26,3
24,9
(kritérium: pokles
pokles
max.10 % oproti
menej ako
vzorkám s destilovanou
10 %
vodou)
Vyhodnotenie:
Hoci v sledovanom období jednotlivé výsledky vlastností vykazovali určitý rozptyl,
všetky vyhoveli kritériám normy pre prijatie vody z uvedeného zdroja ako vody
zámesovej.
Tabuľka 3 - Výsledky skúšok vybraných charakteristík z jedného zdroja
Zdroj: Zvolen
2007
2008
2009
2012
pH
6,66
6,55
6,67
6,68
29,43
19,11
9,93
18,60
67,49
64,83
65,44
53,51
Alkálie (Na2O ekv.) 57,29
(mg/l)
27,03
36,71
39,51
43,9
44,3
pokles nenastal
38,5
37,7
pokles menej ako
10 %
(kritérium: ≥ 4)
Cl- (mg/l)
(kritérium: max. 500 pre
predpätý betón)
SO42- (mg/l)
(kritérium: max. 2 000)
(kritérium: max. 1 500)
Pevnosť v tlaku po
7 d (MPa)
s vodou
- destilovanou
48,6
49,4
- skúšanou
44,4
50,7
(kritérium: pokles
pokles menej ako pokles nenastal
max.10 % oproti
10 %
vzorkám s destilovanou
vodou)
Vyhodnotenie:
Hodnoty vlastností v sledovanom období vykazovali rozptyl, ktorý bol najvýraznejší
pre obsah chloridov a alkálií. Všetky výsledky vyhoveli požiadavkám normy pre
použitie vody z daného zdroja ako vody zámesovej.
Tabuľka 4 - Výsledky skúšok vybraných charakteristík z jedného zdroja
Zdroj: Dolný Ohaj 2009
2011
2012
pH
7,36
7,56
7,06
49,21
47,86
53,18
109,49
120,19
119,57
22,32
41,71
(kritérium: ≥ 4)
Cl-(mg/l)
(kritérium: max. 500 pre
predpätý betón)
SO42- (mg/l)
(kritérium: max. 2 000)
Alkálie (Na2O ekv.) 20,25
(mg/l)
(kritérium: max. 1 500)
Pevnosť v tlaku po
7 d (MPa)
s vodou
- destilovanou
25,8
- skúšanou
26,8
(kritérium: pokles
pokles nenastal
max.10 % oproti
vzorkám s destilovanou
vodou)
25,2
15,3
24,4
14,3
pokles menej ako 10 % pokles menej ako 10 %
Vyhodnotenie:
Hodnoty vlastností v sledovanom období vykazovali rozptyl, ktorý bol najvýraznejší
pre obsah chloridov a alkálií. Všetky výsledky vyhoveli požiadavkám normy pre
použitie vody z daného zdroja ako vody zámesovej.
Tabuľka 5 - Výsledky skúšok vybraných charakteristík z rôznych zdrojov (rok 2014)
Sledovaná
Nitra
Martin
Horný
Čierne
Košice Tornaľa Senec
charakteristika
Hričov
pH
7,58
7,91
7,92
8,28
6,89
6,78
7,25
(kritérium: ≥ 4)
Cl- (mg/l)
72,7
33,70
23,90
48,70
63,80
50,50
40,77
140,80
41,20
28,80
36,80
166,30
126,40
75,94
30,60
15,10
45,80
45,40
27,50
76,70
44,1
45,4
pokles
nenastal
44,1
45,8
pokles
nenastal
44,1
44,6
pokles
nenastal
18,9
19,9
pokles
nenastal
37,5
38,1
pokles
nenastal
11,8
11,6
pokles
menej ako
10 %
(kritérium: max. 500 pre
predpätý betón)
SO42- (mg/l)
(kritérium: max. 2 000)
Alkálie (Na2O ekv.) 51,80
(mg/l)
(kritérium: max. 1 500)
Pevnosť v tlaku po
7 d (MPa)
s vodou
- destilovanou
18,9
- skúšanou
19,2
(kritérium: pokles
pokles
max.10 % oproti
nenastal
vzorkám s destilovanou
vodou)
Vyhodnotenie:
Veľká variabilita výsledkov v celom spektre sledovaných vlastností v závislosti od
miesta zdroja podzemnej vody, zhoda s požiadavkami EN 1008 pre vodu zámesovú.
2
Záver
Na základe výsledkov skúšok uvedených v tabuľkách 2 až 5 možno
konštatovať:
a) rozptyl hodnôt výsledkov všetkých sledovaných charakteristík pri jednom zdroji
(lokalita zdroja) v rámci sledovaného obdobia, pričom výsledky skúšok vždy
potvrdili vhodnosť vody z daného zdroja ako vody zámesovej podľa EN 1008
(neprekročenie medzných hodnôt – dosiahnuté hodnoty sa pohybovali hlboko pod
stanovenými medznými hodnotami); prítomnosť chloridov vždy vyhovela
požiadavke na použitie vody ako vody zámesovej aj pre predpätý betón.
b) výrazný rozptyl hodnôt výsledkov všetkých sledovaných charakteristík pri
posudzovaní vzoriek vody z rôznych oblastí Slovenska v roku 2014 (lokality:
Nitriansky kraj, Žilinský kraj, Košický kraj, Banskobystrický a Bratislavský kraj).
Najvýraznejšie rozdiely: v obsahu chloridov, alkálií a síranových iónov – rozdiely
boli aj 5-násobné, pričom medzné hodnoty stanovené EN 1008 pre jednotlivé
vlastnosti neboli prekročené; prítomnosť chloridov vždy vyhovela požiadavke na
použitie vody ako vody zámesovej aj pre predpätý betón.
Z vyššie uvedeného vyplýva, že kvalita vody z podzemných zdrojov na
Slovensku kolíše v časovom aj lokálnom horizonte (vplyv externých činiteľov), ale
na základe vykonaných analýz vždy splnila kritéria EN 1008 pre použitie ako
zámesová voda do betónu. Dosiahnuté hodnoty sa pohybovali hlboko pod
stanovenými medznými hodnotami. Vody neobsahovali žiadne škodlivé
znečistenie s dopadom na zmenu tuhnutia alebo na pokles pevností betónu.
Všetky testované vzorky vody vyhoveli aj požiadavke na výrobu predpätého
betónu.
Aj napriek uvedeným výsledkom, by malo byť v záujme výrobcov betónu, ktorí
vodu z podzemných zdrojov (vlastné studne) pri výrobe betónu používajú,
overovať skúškami jej vlastnosti min. 1-krát ročne, nakoľko kvalitu týchto
podzemných vôd determinujú mnohé externé činitele.
Download

2014-10_Najdna-prednaska.pdf