Inovativní technologie pro betonové konstrukce bez bednění

Beton je jedním z nejčastěji používaných stavebních materiálů na světě. Jeho obliba je dána jeho univerzálností, odolností a dlouhou životností. Beton je extrémně pevný a odolný materiál, který je schopen odolávat velkému tlaku a napětí. Má výjimečně dlouhou životnost a je nehořlavý. Beton je ekonomicky efektivní stavební materiál, který je vyroben z cementu, vody, písku a kameniva. Tyto složky jsou smíchány dohromady, aby vytvořily těsto, které je poté vylito do forem a necháno vytvrdnout. Beton je snadno instalovatelný, velmi flexibilní v designu a odolný vůči povětrnostním vlivům. Navíc je udržitelný, může být recyklován na konci své životnosti a jeho výroba produkuje méně emisí CO2 než výroba mnoha jiných stavebních materiálů. Beton je nízkoúdržbový stavební materiál, vyžadující pouze pravidelnou kontrolu a čištění. Beton se nejčastěji využívá pro vysokou pevnost v tlaku, která se pro běžné nosné konstrukce pohybuje v rozmezí 15-50 MPa. Díky vysoké pevnosti v tlaku můžeme realizovat stěnové konstrukce v malých tloušťkách, bez problémů se stabilitou.

V moderním stavebnictví se klade velký důraz na udržitelnost a minimalizaci odpadu. Společnost Skanska přichází s unikátním recyklovaným betonem, vyvinutým ve spolupráci s českou firmou ERC-TECH. Tento beton je vyráběný až ze 100% recyklované stavební suti a má obdobné vlastnosti jako tradiční beton. Může tak vyřešit obrovský objem odpadu, který po demolicích staveb končí na skládkách. Zároveň snižuje uhlíkovou stopu omezením těžby a dopravy přírodního kameniva. Používání stavební suti místo drahého přírodního kameniva má výraznou výhodu z hlediska ceny stavby a životního prostředí. V současné chvíli se jedná o jediný beton na světě vyrobený ze 100% recyklovaných kameniv.

Ztracené bednění: Inovativní technologie pro rychlou a efektivní výstavbu

Ztracené bednění představuje inovativní stavební technologii, která se stala populární díky své efektivitě, rychlosti výstavby a širokému spektru aplikací. Tento systém spočívá v použití speciálních tvárnic, které slouží jako forma pro betonovou směs a zároveň zůstávají trvalou součástí konstrukce. Ztracené bednění se na rozdíl od dřevěného bednění po zatuhnutí betonové konstrukce nemusí odstraňovat, ale zůstává součástí vybudovaného objektu, často je i jeho nosným prvkem. Proto i ztracené bednění musí svou kvalitou odpovídat parametrům kladeným na ostatní stavební prvky.

Konstrukce ztraceného bednění

Ztracené bednění se skládá z jednotlivých tvárnic, které jsou vyrobeny z různých materiálů, jako je beton, pórobeton, polystyren nebo dřevocementové směsi. Tvárnice mají dutý vnitřek, který se po sestavení vyplní betonem. Tvarovky tvořící ztracené bednění se vyskládají do požadovaného tvaru, zpevní se protažením ocelových výztuží a následně vylijí betonem. Tvárnice ztraceného bednění se vyrábějí v různých tvarech a velikostech, což umožňuje jejich přizpůsobení konkrétním požadavkům stavby. Nejčastěji se používají tvárnice tvaru U, L nebo I, které se snadno spojují a vytvářejí stabilní konstrukci. Tvarovky se vyrábějí z tzv. vibrolisovaného betonu, který vzniká kombinovaným účinkem vibrace a tlaku na zavlhlou betonovou směs na speciálních linkách. Tímto způsobem vyrobené tvarovky na sebe dokonale navazují, mají tzv. pero-drážka systém, umožňující pevné spojení desek.

Výhody ztraceného bednění

• Časová a finanční úspora: Není nutné pracně odstraňovat dřevěné bednění, což snižuje náklady na práci a materiály.
• Nosná funkce: Bednění nezůstává v konstrukci bez užitku, ale podílí se na její nosné funkci.
• Přizpůsobitelnost: Lze vyrobit téměř jakýkoliv tvar, včetně svislých, vodorovných a šikmých konstrukcí.
• Tepelná izolace: Tvárnice mohou být vyrobeny z tepelně izolačního materiálu nebo doplněny o izolační vrstvu, čímž se zlepšují tepelně izolační vlastnosti konstrukce.
• Snadná instalace: Systém ztraceného bednění je natolik jednoduchý, že je možné pustit se do stavby třeba základů či garáže svépomocí.
• Odolnost: Pevnost, odolnost a mrazuvzdornost betonového ztraceného bednění ho předurčují k tvarování terénu i stavbě opěrných zdí.

Nevýhody ztraceného bednění

• Omezená únosnost: V porovnání s tradičními zděnými konstrukcemi může mít ztracené bednění nižší únosnost.
• Náročnější úpravy: Po vytvrdnutí betonu je obtížnější provádět úpravy konstrukce.
• Potřeba přesnosti: Při stavbě je důležité dodržovat přesnost a rovinnost.
• Horší prostupnost vodních par: Doba schnutí je podstatně delší než u plných stavebních materiálů.

Použití ztraceného bednění

Ztracené bednění se používá v širokém spektru stavebních aplikací, včetně:

Čtěte také: Pohledový beton a bednění

• Základy: Ideální pro výstavbu základů rodinných domů a dalších staveb.
• Suterény: Díky odolnosti vůči vlhkosti je vhodné pro výstavbu suterénních prostor.
• Opěrné zdi: Často se používá pro výstavbu opěrných zdí k zajištění stability svažitého terénu.
• Ploty: Může být také použito pro výstavbu pevných a odolných plotů.
• Bazény: Některé typy ztraceného bednění jsou vhodné i pro výstavbu bazénů.

Příklady materiálů pro ztracené bednění

• Betonové tvárnice: Nejčastěji se používají tvarovky z vibrolisovaného betonu nebo liaporbetonu.
• Polystyrenové tvárnice: Jejich předností je lehkost a vynikající izolační schopnosti.
• Dřevocementové tvárnice (např. IZOBLOK): Slouží jako ztracené bednění a současně jako nosič tepelné izolace a omítek.

Moderní technologie pro betonové konstrukce bez bednění

V oblasti betonových konstrukcí dochází v posledních letech k významnému posunu směrem k automatizovaným technologiím a metodám, které minimalizují potřebu bednění, šetří materiál a práci. Velkou výzvou jsou také změny na trhu práce, zejména nedostatek kvalifikovaných pracovníků ve stavebnictví.

Textilní bednění

Problém nákladného bednění pro volné formy je řešitelný několika způsoby, včetně vývoje levných alternativ na jedno použití, například z textilií. Dva velmi zajímavé příklady technologií flexibilního textilního bednění byly vyvinuty v rámci National Centres of Competence in Research (NCCRs) ve výzkumném projektu Digital Fabrication na univerzitě Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) v Curychu.

Technologie HiLo roof

Tato technologie, vyvinutá v letech 2016 a 2017, umožňuje realizaci dvakrát zakřivených skořepin in situ pro střešní konstrukce. Základem je podpůrná rozebíratelná síť z modulárního systému ocelových kabelů spojených styčníky, na které je napnuta polymerová textilie. Na podpůrnou konstrukci je poté z horní strany položena výztužná textilní síť a v několika vrstvách je proveden betonový nástřik. Při odbednění jsou uvolněny podpory a ocelová podpůrná síť je rozebrána pro další použití, takže jediným materiálovým nákladem je polymerová textilie, která zůstává součástí skořepiny. Tato unikátní bednicí konstrukce je schopna při vlastní hmotnosti pouhých 800 kg nést 20 t mokrého betonu.

Technologie Knit Candela

Tento systém byl aplikován na experimentální 4 m vysoké betonové skořepině Knit Candela v Mexico City v roce 2018. Technologie je založena podobně jako HiLo na nástřiku betonové směsi na bednění kombinované z modulární ocelové sítě a textilie. Její unikátnost spočívá ve využití běžného pletacího stroje pro výrobu bednicí textilie se vzorem viditelným po odbednění a také v extrémně nízké hmotnosti bednicího systému. Pletená textilie o váze pouhých 25 kg byla spolu s kabelovou sítí vážící 30 kg schopna po napnutí do bednicího rámu unést 5 t čerstvé betonové směsi. Nástřik probíhal ve dvou vrstvách: první vrstva o tloušťce pouhých několika milimetrů sloužila k vytvoření tuhé formy, na kterou byl po jejím vytvrzení aplikován beton vyztužený konvenčními vlákny.

Technologie 3D tisku a robotické bednění

Velmi perspektivní oblastí jsou technologie pro realizaci betonových konstrukcí bez bednění v čele s 3D tiskem. Tyto nové metody v řadě případů využívají technologií tzv. digitální fabrikace, převzaté ze strojírenství, které jsou založeny na přesné interpretaci virtuálního 3D modelu počítačem řízeným výrobním zařízením na principu CNC (Computer Numeric Control - počítačem řízené číslicové ovládání).

Čtěte také: Jídelní stůl MDF beton: Co zvážit?

Smart Dynamic Casting (chytré dynamické odlévání)

Tato technologie, vyvíjená od roku 2012 na ETH v Curychu, je příkladem formativní výroby, využívající kontinuálního posuvného bednění pro výrobu materiálově optimalizovaných sloupů z betonu. Principem je řízené pozvolné odlévání speciálního rychle tuhnoucího betonu do bednicí matrice, tažené rychlostí v řádu mm/s robotickou rukou svisle nahoru po trajektorii budoucího dílce. Otáčením a změnou profilu bednicí matrice za současného odlévání betonu vznikají jinak velmi obtížně tvarovatelné struktury.

Smart Slab (chytrá deska)

Strop vyvinutý na ETH v Curychu a použitý v roce 2018 na DFAB House je první betonový strop vyrobený s pomocí 3D tištěného bednění. Finální stropní konstrukce složená z prefabrikátů váží po osazení do finální polohy a předepnutí pouze 15 t, což činí o 70 % méně než u konvenčních betonových desek. Bednění pro výrobu prefabrikátů bylo vyrobeno metodou 3D tisku spojováním pískového lože, poté bylo opatřeno odbedňovacím prostředkem a nakonec na něj byla stříkáním aplikována tenká vrstva vláknobetonu.

Meshmould (síťové bednění)

Tato pokročilá technologie vyvinutá na ETH v Curychu umožňuje efektivní výrobu zakřivených betonových stěn vyztužených ocelovou sítí bez nutnosti bednění. Systém je založen na husté 3D síti z ocelových drátů svařovaných v místě budoucí stěny robotickým systémem dle digitálního modelu. Pro účely projektu byl vyvinut speciální mobilní robotický systém In situ Fabricator s integrovaným snímacím a výpočetním systémem, umožňujícím autonomní přesun, lokalizaci koncového zařízení a přizpůsobení výrobních dat. Výsledná ocelová 3D síť je po svaření shora vyplněna betonovou směsí, která díky svému složení s velkými zrny kameniva zůstane zachycena uprostřed husté výztužné sítě, a 3D síť tak zároveň funguje jako bednění.

Shrnutí a výhled do budoucnosti

Úspěšná aplikace výše uvedených technologií na reálných konstrukcích ukazuje, že budoucností betonových konstrukcí jsou plně robotizované technologie, schopné realizovat in situ i formou prefabrikátů topologicky optimalizované konstrukce. Tyto technologie, jako je textilní bednění a 3D tisk, přináší značnou úsporu času i prostředků oproti klasickým monolitickým stěnám, které je nutné bednit. Před plnou změnou paradigmatu směrem k těmto novým technologiím se dá očekávat přechodné období, kdy topologicky optimalizované prvky budou tvořit doplněk prvků navrhovaných a vyráběných stávajícími výrobními technologiemi.

Příklad moderní realizace: Rodinný dům v Otvovicích

Pro realizaci rodinného domu v Otvovicích byl beton zvolen jako základní materiál nosných konstrukcí. Suterén je řešen jako vodonepropustná betonová konstrukce (bílá vana) o tloušťce 300 mm, vyztužená kombinací prutové a rozptýlené výztuže. Použit byl beton Permacrete®, který má omezený vývoj hydratačního tepla a smrštění, za účelem snížení vynucených namáhání konstrukce. Pevnostní třída betonu je C25/30. Obvodové nosné stěny byly provedeny do ztraceného bednění ze štěpkocementových desek s tepelně izolační vrstvou ze šedého polystyrenu o tloušťce 180 mm. Betonové jádro má tloušťku 150 mm. Stěna je vyztužena svisle umístěnými trigony, umístěny jsou každé 2 m. Betonáž každého patra probíhala na 3 postupy, aby nedošlo k vybočení bednění. Použita byla směs SystemCrete®, která je svou zpracovatelností uzpůsobená pro ukládku do prvků tohoto typu. Betonová směs má konzistenci S2-S3 a je čerpatelná. Železobetonová nosná konstrukce střechy měla tloušťku 150 mm a byla provedena z betonu C25/30 XC1 ve spádu 45° a byla bedněna jednostranně. V betonu byla použita polypropylenová vlákna pro zajištění vyšší požární odolnosti konstrukce.

Čtěte také: Beton Brož: Alternativa k pravému dřevu

Tabulka: Porovnání vybraných vlastností stavebních materiálů

tags: #beton #svisla #konstrukce #bez #bedneni #technologie

Oblíbené příspěvky:

• Průvodce využitím a instalací PVC kolen
• Vše, co potřebujete vědět o okapových systémech
• Kompletní návod na pokládku zámkové dlažby
• Přečtěte si článek o izolaci TOPDEK 022 PIR
• Jak Kuprikol chrání vaše rostliny?