Beton nezraje v čase, zraje v součinu času a teploty. Zjednodušený model Nurse–Saul říká, že přírůstek zralosti za hodinu je úměrný teplotě betonu zvýšené o deset stupňů, takže při nule běží zrání zhruba třetinovou rychlostí než při dvaceti a pod minus deseti se zastaví docela.
Riziko zimní betonáže se nedá odhadnout z předpovědi na den betonáže. Rozhoduje ta noc, na kterou se nikdo nedívá.
Nebezpečné je jedno konkrétní okno. Čerstvý beton má v pórech vodu, která ještě není vázaná. Když zmrzne, zvětší objem a rozláme strukturu, která se právě tvoří. Konstrukce se z toho nevzpamatuje, protože poškození vzniklo dřív, než měla čím vzdorovat. Jakmile beton dosáhne takzvané zmrazovací pevnosti, přibližně pěti megapascalů, je zámrz už jen nepříjemnost, ne ztráta. Celá zimní technologie je o tom, jak se do toho bodu dostat dřív, než přijde mráz.
Kolik na to je času, se dá spočítat. Zmrazovací pevnost odpovídá zhruba dvěma dnům zrání při dvaceti stupních. Rychlost zrání je úměrná teplotě zvýšené o deset, takže při deseti stupních běží dvěma třetinami rychlosti dvacetistupňového zrání a potřebná doba se prodlouží o polovinu. Při pěti stupních se zdvojnásobí a při nule ztrojnásobí. Rychlý cement to zkrátí přibližně o čtvrtinu, pomalý struskový naopak o čtvrtinu prodlouží. Nic z toho není odhad podle pocitu, je to jedno dělení.
Na tuhle úlohu jsou v zásadě tři opatření a liší se cenou i tím, co vlastně dělají.
Plachta nebo tepelná rohož nedělá teplo, jen ho nepustí ven. Beton si topí sám, protože hydratace cementu je exotermická reakce, a u masivnějších prvků to stačí. Cena jde s odkrytou plochou, takže u desky, která má na kubík čtyři a půl metru čtverečního povrchu, je to jiná položka než u sloupu s jedenácti. Zimní směs se dělá vyšší dávkou cementu, rychlejším cementem nebo příměsí, což zvýší jak počáteční teplotu, tak rychlost náběhu. Platí se procentem z ceny betonu, takže roste s objemem, a je to opatření, které se objednává týden dopředu, ne v pátek.
Ohřev je to nejdražší a nasazuje se, když noční teploty jdou pod nulu. Tady se neplatí materiál, ale kilowatthodiny krát doba ochrany, a doba ochrany je právě ta veličina, kterou počítá zralostní model. Rozdíl mezi třemi a šesti dny topení je u desetikilowattového ohřívače a ceny kolem šesti korun za kilowatthodinu přes čtyři tisíce korun, takže ten výpočet se vyplatí udělat, i kdyby jen kvůli objednávce nafty.
Proti tomu stojí jediné číslo, které dává celé úvaze smysl. Když zmrzne čerstvá betonáž, náklad není cena betonu. Je to demolice, odvoz, nová betonáž, nová výztuž a posunutý harmonogram celé stavby. Realistický násobek je někde kolem tří a půl. Deset kubíků za tři tisíce korun za kubík v cenách roku 2026 bez DPH, protože plátcem je betonárna, tedy třicet tisíc materiálu, znamená sto tisíc rizika. Balíček opatření za deset tisíc je proti tomu levný a rozhodnutí nepotřebuje tabulku.
Ještě jedna věc, která se v předpovědi počasí nepozná. Teplota vzduchu není teplota betonu. Čerstvá směs přijede teplejší a hydratace ji v prvních hodinách ještě přihřeje, takže masivní základ si udrží náskok několika stupňů i v mrazivé noci, zatímco tenká stěna nebo štíhlý sloup se srovnají s okolím za pár hodin. Proto je tvar prvku ve výpočtu stejně důležitý jako předpověď.
Co stojí betonáž v mrazu
Nástroj z objemu, tvaru prvku, typu cementu a dvou teplot spočítá udržovanou teplotu zrání a dobu ochrany podle Nurse–Saul, doporučí balíček opatření a spočítá jeho cenu proti odhadu ztráty při zmrznutí. Spodní mez ochrany drží na třech dnech. Počítá v prohlížeči, nic se nikam neodesílá. Další nástroje jsou na přehledu kalkulaček Domeum.
Časté dotazy
Od jaké teploty je betonáž riziková? Rozhoduje minimální noční teplota, ne denní průměr. Dokud noc neklesne pod pět stupňů, stačí běžné ošetřování. Mezi pěti stupni a nulou se přidává zakrytí a zimní směs, pod nulou se přidává ohřev.
Co je zmrazovací pevnost a proč se na ni čeká? Je to pevnost kolem pěti megapascalů, po jejímž dosažení už zámrz konstrukci nezničí. Do té doby je voda v pórech volná a při zmrznutí zvětší objem, takže rozláme strukturu, která se právě tvoří.
Jak dlouho trvá, než beton té pevnosti dosáhne? Při dvaceti stupních zhruba dva dny. Při deseti se ta doba prodlouží o polovinu, při pěti se zdvojnásobí a při nule ztrojnásobí. Rychlý cement ji zkrátí zhruba o čtvrtinu, pomalý struskový ji o čtvrtinu prodlouží.
Vyplatí se opatření proti mrazu, nebo je levnější riskovat? Zmrzlá betonáž znamená demolici, odvoz, novou výztuž, novou betonáž a posunutý harmonogram, tedy zhruba trojnásobek až čtyřnásobek ceny samotného betonu. Deset kubíků za tři tisíce korun bez DPH je tak riziko kolem sta tisíc proti balíčku opatření v řádu tisíců.
Z čeho to vychází
Kotva je fyzikální, ne normová: zralostní funkce Nurse–Saul s datovou teplotou minus deset stupňů a exotermie hydratace cementu. Rámec pro provádění a odpovědnost zhotovitele dává vyhláška č. 146/2024 Sb., o požadavcích na výstavbu a zákon č. 283/2021 Sb., stavební zákon.
Konkrétní požadavky na ošetřování betonu a na dobu ochrany jsou v normách, které se prodávají, takže se tady neopisují. Platí, co má váš zhotovitel v technologickém předpisu, a výstup z nástroje je podklad pro rozhodnutí o opatřeních, ne náhrada toho předpisu.
Napsal Otakar Hobza, autor kalkulaček Domeum. Ve stavebnictví dělá technický dozor investora, víc o té práci je na dozor-brno.cz.