Betonové zdi a jejich odolnost proti projektilům: Komplexní průvodce

Beton je obecně vnímán jako materiál s vysokou pevností a odolností. Jeho hlavními přednostmi jsou výborná akumulace tepla, pevnost v tlaku, odolnost a trvanlivost. Přiznejme však také nedostatky: vysoká hmotnost, tepelná a zvuková vodivost či špatná opracovatelnost nedělají klasickému betonu tu nejlepší reklamu. Nicméně, moderní stavebnictví nabízí řadu inovativních řešení, která tyto nevýhody minimalizují a zároveň zvyšují jeho specifické vlastnosti, včetně odolnosti proti projektilům. Tato problematika vyžaduje komplexní přístup, který zohledňuje typ útoku, vzdálenost, druh munice a konkrétní složení betonu.

Typy betonů a jejich vlastnosti

Lehké konstrukční betony

Společnou předností poměrně rozsáhlé skupiny lehkých konstrukčních betonů je nízká objemová hmotnost (1 100 až 2 000 kg/m3). Všechny využívají tepelně upraveného přírodního keramického plniva, jímž bývá zpravidla keramzit nebo perlit. Oba lehké přírodní granuláty procházejí ve výrobě tepelným zpracováním (expandací) za teplot kolem 1 000 °C. Výsledkem expandace je zvětšení objemu výchozí suroviny až na desetinásobek. Vytvoří tak pórovité plnivo s vynikajícími vlastnostmi: izolační schopností, pevností, mechanickou odolností a trvanlivostí. Hlavní stavební aplikace pro keramická plniva jsou dvě: lehký keramický beton a perlitbetony.

Lehký keramický beton (Liaporbeton)

Lehký keramický beton (s obchodním názvem Liaporbeton) je vylehčen keramzitem a tvoří ucelený systém pro výstavbu rodinného domu. Jeho pevnost i trvanlivost se dá srovnat s běžnými betony, poskytuje však lepší zvukovou i tepelnou izolaci, snadnou opracovatelnost, zdravé vnitřní mikroklima a vysokou tepelnou odolnost. Může být hutný (pak vykazuje větší pevnost), nebo mezerovitý (má lepší zvukovou izolaci). Keramzit je plnivem pro lehký keramický beton. Keramzit je nadýchaný pórovitý granulát hnědé barvy, který se sám o sobě uplatní v zahradách i ve stavebnictví (izolační zásypy stropů, plochých a zelených střech).

Perlitbetony

Druhou užitečnou variantu stavebního materiálu s pórovitým plnivem představují perlitbetony. Jako plnivo využívají expandovaný perlit a dovedou spolehlivě tepelně izolovat základy nebo obvodové konstrukce domu. Perlit tvoří podstatně menší pórovitá zrnka. Pórovitá zrnka perlitu jsou podstatně menší, bílá či šedobílá, a slouží k zateplení nebo zlepšení akustiky objektu (zdicí a omítkové malty, perlitové zásypy, vylehčené sádrové omítky).

Pórobeton

Vysoce kvalitní a ekologickou variantu nabízí pórobeton - beton vylehčený vzduchovými bublinkami. Jeho skladba (písek, vápno, cement a voda) umožňuje výrobu maximálně citlivou k životnímu prostředí. Lehký pórobeton Ytong proto patří mezi nejekologičtější stavební materiály. Jeho výrobce (Xella) navíc klade důraz i na recyklaci a využití zbytkového či kazového materiálu. Díky svému přírodnímu složení a promyšlenému využití nepředstavuje Ytong ani po skončení své životnosti žádnou zátěž pro přírodu. Významným bonusem je rovněž snadná opracovatelnost a možnost vedení veškerých instalačních rozvodů uvnitř materiálu. Navíc vykazuje nízkou tepelnou i zvukovou vodivost. A jeho vlajková loď - tvárnice Ytong Lambda YQ - představuje ideální variantu pro jednovrstvé zdění bez dodatečného zateplení.

Čtěte také: Využití betonových prken v zahradě

Betonové skořepinové tvárnice

Technologie betonových skořepinových tvárnic se v západní Evropě (hlavně ve Francii a Belgii) rozvíjí už od poloviny 20. století. Její pomocí můžete účinně snížit náklady na hrubou stavbu a šetřit i provozní náklady na vytápění. Rozměrově přesné tvárnice jsou uvnitř duté a zdí se plným dnem vzhůru! Také skořepinová výstavba tvoří variabilní systém pro celý dům (obvodové i vnitřní zdivo, stropy) a prokazuje dlouhou životnost, mrazuvzdornost, nízkou nasákavost a paropropustnost. Energeticky úsporná výstavba je možná zpravidla pomocí vnitřního zateplení ze speciálních panelů, jež působí zároveň jako zvukový izolant. Částečnou izolační funkci plní i vzduch uzavřený v dutinách.

Odolnost betonových zdí proti projektilům

Odolnost betonové zdi proti projektilům je komplexní téma, které vyžaduje zvážení mnoha faktorů. Je potřeba si zodpovědět několik otázek: Předpokládá se útok jedním výstřelem, opakovaně, nebo dávkou? Na jakou vzdálenost bude útok veden? Má být munice průbojná nebo ne? Tyto otázky jsou klíčové pro správné dimenzování a volbu materiálu.

Faktory ovlivňující balistickou odolnost

• Typ munice: Průbojná munice má výrazně vyšší penetrační schopnost než standardní střely. Například VOP-026 Šternberk řeší výzkumný úkol na vývoj nové průbojné munice ráže 9mm, 7,62mm a 12,7mm s tím, že pro 12,7x107 je plánováno probití 40mm pancíře na 100m.
• Ráže zbraně: Střely z pistolových ráží mají na kratší vzdálenosti větší hloubku průniku, protože před sebou materiál rozhrnují. Puškové střely se převracejí a zvětšuje se jejich odpor, přičemž se jim navíc i často trhá plášť a rozpadají se.
• Tloušťka a složení zdi: Pro zastavení vojenské průbojné munice ráže 7,62 či 12,7 mm z cca 50 m se doporučuje minimálně 30 cm železobetonu průměrné kvality. U těžkého kulometu ráže 14,5 mm ze 100 m by bylo zapotřebí minimálně 50 cm železobetonu.
• Zpevnění betonu: Pro ochranu před radiací se dělají betony plněné broky. Kdyby se použil železobeton plněný ocelovými broky, asi by to mělo zajímavý výsledek ohledně průbojnosti.
• Přítomnost tepelné izolace: Jako izolaci je potřeba použít něco hutné, co bude dobře odebírat energii (například lisovanou kamennou vlnu) a jako vnější vrstvu dát něco, o co se střela alespoň částečně zdeformuje (například keramický obklad nebo prvky na bázi cementu). Pokud se střela naruší už na vnější vrstvě, neměla už by být schopná projít skrz železobeton.

Srovnání s cihlovou zdí

Zásadní otázka je, jestli by průbojný 7,62x54R prošel 45cm cihlovou zdí? Takový test se běžně neprovádí, ale lze použít úvahu. Pokud 10cm cihlová zeď omítnutá z obou stran prostřelí 9mm Lugerem (přibližně 500J) a průbojně-zápalný 7,62x54R má 3633J a menší čelní plochu, je pravděpodobné, že projde i 45cm silnou cihlovou zdí. Co se týká neprůbojných střel, cihlová zeď je asi určitě zastaví. Zda je zastaví i 15cm železobetonu, to je otázka.

Experimentální betony

Na kanadské Univerzitě Britské Kolumbie vyvinuli speciální beton, který je velmi odolný vůči otřesům. Nový beton nese označení EDCC (z anglického eco-friendly ductile cementitious composite). Jeho klíčovou složkou jsou polymerová vlákna, která mu dodávají potřebnou pevnost a zároveň pružnost při otřesech. Dalším vylepšením je, že 70 procent cementu v tomto betonu je nahrazeno průmyslovým popílkem.

Ztracené bednění a opěrné zdi

Ztracené bednění je moderní stavební systém, který zcela nahrazuje tradiční dřevěnou konstrukci. Bednění slouží jako forma pro lití betonu, současně však je nedílnou součástí hotové konstrukce a tvoří její nosnou část. Při použití ztraceného bednění v podobě betonových tvarovek zvládnete postavit základy, stěny a další konstrukce i bez pomoci tesaře. V užším smyslu označuje tvarovky vyrobené z vibrolisovaného betonu, které mají uvnitř dutinu určenou pro vylití betonem a protažení ocelových výztuží. Standardní výška tvárnic je 250 mm, délka 500 mm a tloušťka v rozmezí od 100 do 500 mm.

Čtěte také: Postup výroby betonových prken

Výhody a nevýhody ztraceného bednění

• Úspora času a peněz: Ztracené bednění je nedílnou součástí celé konstrukce, což snižuje náklady i pracnost.
• Dobré akustické vlastnosti: Betonové tvarovky se vyznačují dobrými akustickými vlastnostmi.
• Vysoká pevnost, odolnost a mrazuvzdornost: Hodí se pro venkovní konstrukce.
• Horší prostupnost vodních par: V porovnání s jinými stavebními systémy má betonové ztracené bednění horší prostupnost vodních par.
• Delší doba schnutí: Při vylévání dutin betonem je doba schnutí podstatně delší.

Využití ztraceného bednění

Ztracené bednění je univerzální a lze jej využít pro stavbu nejrůznějších betonových konstrukcí, včetně:

• Základy: Tvárnice se umísťují na základový pás a betonují se po vyskládání na sebe.
• Stěny: Používají se k výstavbě nosných i nenosných stěn, zejména suterénů.
• Stropy: V podobě stropních vložek se používají pro realizaci betonových stropů.
• Ploty: Betonové tvarovky jsou ideální pro stavbu zděných plotů.
• Jímky a bazény: Cenově dostupnější alternativou je výstavba jímky nebo zapuštěného bazénu ze ztraceného bednění.
• Schody: Lze jej využít i pro stavbu schodů.

Opěrné zdi

Účelné a designově atraktivní opěrné zdi z pohledového betonu přinášejí řešení při vyrovnání terénních změn. Opěrné zdi z betonu jsou ideální k vyrovnání terénu v různých výškách. Hodí se jak na zahrady a terasy, tak do veřejného prostoru. Opěrná zeď se cení právě pro svou pevnost a také možnost použití ve svahu. Jedním z hlavních důvodů, proč se volí betonové opěrné zdi, je jejich schopnost stabilizovat svahy a území s nerovnostmi. Dalším významným aspektem betonových opěrných zdí je jejich úloha při ochraně před povodněmi. Betonové opěrné zdi mají schopnost zadržovat a odklonit tok vody, což může zabránit rozlití vodní hladiny a minimalizovat riziko povodní.

Důležitost statického výpočtu je u opěrných zdí zásadní. Vždy je třeba zpracovat statický výpočet, kde jsou specifikovány požadavky na provedení stavby a jejich dodržení potom zajistí stabilitu opěrné zdi. Bez statického výpočtu je možno zhotovit nízké opěrné zdi z palisád (tyčových betonových prvků) nebo dvou vrstev betonových tvarovek.

Prolévané tvárnice a drenážní beton

Pro prolévané tvárnice se doporučuje použít mezerovitý/drenážní beton, který nebude zadržovat vlivem nasákavosti vodu uvnitř zdi nebo sloupku. Tento propustný beton je směsí cementu, hrubého kameniva, vody, příměsí a přísad do betonu. Hlavní výhodou mezerovitého betonu je to, že propouští vodu zhotovenou konstrukcí při zachování navržených mechanických vlastností konstrukce.

3D tisk ve stavebnictví

Doba pokročila a stavebnictví s ní: Dnes si můžete nejen nábytek, ale také stavební dílce nebo dokonce celý dům takzvaně vytisknout pomocí 3D tiskárny. Počítačová 3D tiskárna pouze naprogramuje robotické rameno, které pak ze speciální cementové směsi (nebo i směsi přírodních materiálů) zvládne ve velmi krátkém čase a se značnou úsporou materiálu vytvářet vrstvičku po vrstvičce předem detailně naplánovaný tvar. Společnost Weber nedávno otevřela své první české komerční centrum 3D stavebního tisku v pražských Štěrboholech. Jeho robotické rameno zvládne během několika hodin vytisknout až 12 metrů dlouhé a tři metry široké stavební prvky.

Čtěte také: Dlažba pro nevidomé BEST – KLASIKO

Výhody 3D tisku

• Úspora materiálu: Díky tomu, že 3D tisk nevyplňuje betonem celý objem tištěných předmětů a prvků, ale využívá ho jen na potřebných místech, je při stejné či vyšší pevnosti a odolnosti možné ušetřit desítky procent materiálu.
• Zrychlení výstavby: Tištěné prvky jako schodiště nebo opěrné zdi navíc dokážou oproti monolitickým stavbám ušetřit až 80 % práce v místě výstavby a tím podstatně zrychlit celý proces.
• Udržitelnost: Využití 3D technologie ve stavebnictví může přispět nejen ke zrychlení a zefektivnění procesu výstavby, ale také k udržitelnosti. Vzniklý cementový odpad se navíc recykluje do podoby znovu využitelné cementové drtě.

Požární odolnost betonových konstrukcí

Praktická příručka zpracovaná odborníky z vědecké, výzkumné a pedagogické oblasti uvádí tabelární hodnoty požární odolnosti betonových, ocelových, ocelobetonových spřažených, dřevěných a zděných konstrukcí stanovených na základě výpočetních postupů příslušných EUROKÓDŮ. Příručka umožňuje místo složitých a pracných výpočtů přímé stanovení požární odolnosti a je v rámci aplikace EUROKÓDŮ unikátní. Betonové konstrukce se navrhují podle ČSN EN 1992-1-1 [3]. Kapitoly 2.1 až 2.8 jsou výtahem tabulek uvedených v ČSN EN 1992-1-2 [4]. Hodnoty uvedené v tabulkách se týkají železobetonových sloupů, nenosných i nosných stěn, nosníků a desek.

Příručka obsahuje dále informace o skladbě, funkci a používání databáze klasifikací požárních vlastností zpracovávaných PAVUS, a.s. V databázovém systému provozovaném PAVUS, a.s., na jejich internetových stránkách www.pavus.cz v tzv. kategorii „Klasifikace“ jsou dostupné informace o dokumentech vystavených pro klasifikaci výrobků z hlediska požárních vlastností. Aktuálně jsou v systému u kategorie dokumentů „Klasifikace podle ČSN EN 13501“ evidovány následující stavební výrobky:

Hodnoty požární odolnosti zděných stěn a příček jsou v normě uvedeny v Příloze B. Tloušťky uvedené v jednotlivých tabulkách představují tloušťku samotné zděné stěny bez případných povrchových úprav (omítky). První z dvojice řádků stanoví hodnoty pro stěny bez omítky, v druhém z dvojice řádků jsou hodnoty pro stěny omítnuté. Omítka musí mít tloušťku nejméně 10 mm na obou stranách stěny.

tags: #betonova #zed #odolnost #proti #projektilum

Oblíbené příspěvky:

• Zvýšení bezpečnosti průmyslových podlah
• Dřevěná garáž pro hračky - recenze
• Laminát jako pevnostní materiál
• Kotle na uhlí a dřevo - recenze
• Betonová stěrka do kuchyně: Průvodce