Desky z betonu a dřeva: Inovace a aplikace ve stavebnictví

Dřevo a beton jsou dva materiály, které se na první pohled zdají být zcela odlišné. Každý má své vlastní kvality, výhody i nevýhody. Zatímco dřevo se vyznačuje nízkou hustotou a vysokou pevností v tahu a ohybu, beton je nehořlavý materiál odolný v tlaku. Kombinace těchto dvou materiálů však otevírá nové možnosti ve stavebnictví a interiérovém designu, kde se těší stále větší oblibě. Cílem je dosáhnout optimálního spolupůsobení různých materiálů, což má velký význam především s ohledem na širší uplatnění dřeva v bytové výstavbě, a to zejména při realizaci vícepodlažních dřevostaveb.

Historie a vývoj dřevobetonu

Kompozitní materiály ze dřeva a cementu nejsou žádnou novinkou. Nizozemec Richard Handl si již ve 30. letech nechal patentovat „metodu výroby lehkého stavebního materiálu z dřevěného odpadu a cementu“. Za druhé světové války se v Německu dřevobeton používal při výstavbě obytných budov. Aby se vykompenzoval nedostatek cementu související s válkou, byly použity náhražky, jako je hnědouhelná struska, ale s omezeným úspěchem kvůli špatné ochraně proti vlhkosti.

Naproti tomu v NDR bylo dobré tepelné a zvukové izolace dosaženo nenosnými deskami z lepší dřevobetonové směsi. Doposud se dřevobeton používal především u nenosných prvků, jako je interiérový design nebo návrh fasády. Vědci z Národního výzkumného programu Resource Wood ve Švýcarsku nyní dále vyvinuli kompozitní materiál pro nosné stěny a stropy.

Současný dřevobeton a inovace

Zájem o dřevobeton oživilo všeobecné zvýšení povědomí o udržitelnosti v posledních letech. Od začátku tisíciletí se Technická univerzita v Mnichově zabývá výzkumem dřevěného lehkého betonu. Důraz je kladen na potenciál v požární ochraně a vizuální design fasád a interiérový design.

Na Univerzitě Bauhaus ve Výmaru byl v letech 2009 až 2010 postaven greenhouse, experimentální dřevobetonová budova, která v sobě spojovala pozitivní strukturní a fyzikální vlastnosti dřeva (jako je difúzní schopnost) a betonu (jako je zvuková izolace), a které bylo zároveň možné prefabrikovat a zpracovat v rámové konstrukci jako dřevo. Kompozitní materiál se skládal výhradně z dřevěných třísek a cementu.

Čtěte také: Pracovní MDF desky

První kompletní dřevobetonový dům s využitím metod lehké konstrukce je již postaven. Nyní však vědci v rámci národního výzkumného programu (NRP 66) „Resource Wood“ ve Švýcarsku vyvinuli nosný dřevobeton, který by byl dokonce vhodný jako náhrada běžného betonu v betonových konstrukcích. Jemné leštěné dřevo nahrazuje obvyklý štěrk a písek. Vědci experimentovali s různými složeními různých hmotností, které všechny váží maximálně polovinu toho, co běžný beton. V nejlehčí směsi je objem dřeva přes 50 procent a hmotnost dřevobetonu je tak nízká, že dokonce plave na vodě.

Kromě nízké hmotnosti se nový dřevobeton vyznačuje zvýšenou požární ochranou a lepší tepelnou izolací oproti běžnému betonu. Navíc porce dřeva má samozřejmě pozitivní vliv i z hlediska ekologie. V neposlední řadě má dřevo s pískem a štěrkem velkou výhodu v tom, že je obnovitelné. A především ze dřevobetonu lze po spálení ve spalovně odpadu stále získat energii.

Spřažené dřevobetonové stropy

Dřevobetonové konstrukce se v praxi stále více používají na zesilování stávajících či realizaci nových stropních konstrukcí. Spřažené dřevobetonové stropy mohou být použity jak v případě starých, tak i nových budov s dřevěnými stropními nosníky. Provedením betonové desky, kterou spřáhneme s dřevěnými nosníky či deskami pomocí různých spojovacích prostředků, výrazně zvýšíme tuhost i únosnost stropní konstrukce.

Je ověřeno, že dřevobetonové stropní konstrukce mají lepší parametry kročejové a vzduchové neprůzvučnosti (v případě vhodně vyřešených konstrukčních detailů) a požární odolnosti oproti tradičním dřevěným stropům.

Vlivy na únosnost a tuhost spřaženého stropu

Na únosnost a tuhost spřaženého dřevobetonového stropu má vliv jeho geometrie, beton, spojovací prostředky a dřevo.

Čtěte také: Stavební desky OSB 15mm

• Vliv geometrie: Únosnost a tuhost každého spřaženého dřevobetonového stropu je závislá na rozměrech dřevěného nosníku a betonové desky. V případě velmi tenké betonové desky a velkého průřezu dřevěného nosníku, nebo naopak tlusté betonové desky a malého průřezu dřevěného nosníku není vzájemné spolupůsobení obou konstrukčních prvků efektivní.
• Vliv betonu: Na spřažené dřevobetonové stropy jsou vhodné „běžné“ betony vyztužené pouze do té míry, aby se předešlo trhlinám od smršťování betonu a od ohybu betonové desky napříč dřevěných nosníků. Výztuž neovlivňuje významně parametry pevnosti a tuhosti betonu z toho důvodu, že se většinou umisťuje do středu tloušťky betonové desky. Celková tuhost spřaženého dřevobetonového stropu je hlavně závislá na účinnosti spřažení betonu a dřeva a na ohybové tuhosti dřevěného nosníku. Zvyšování pevnosti betonu v tahu má malý vliv na únosnost spřaženého dřevobetonového stropu.
• Vliv spojovacích prostředků: Jako spřahovací prostředky mezi dřevem a betonem jsou nejvíce používány mechanické spojovací prostředky. Vliv spojovacích prostředků je určitou měrou ovlivněn rozpětím. Při malých rozpětích je téměř nemožné dosáhnout vysokého spolupůsobení dřeva a betonu bez ohledu na použití tuhých spojovacích prostředků rozmístěných na malé rozteče. Na druhou stranu bude relativně jednoduché dosáhnout vysokého spolupůsobení dřeva a betonu při větších rozpětích s menší potřebou použití tuhých spojovacích prostředků.
• Vliv dřeva: Pevnostní a tuhostní parametry dřevěného nosníku jsou nejdůležitějšími faktory, které ovlivňují únosnost a tuhost spřaženého dřevobetonového stropu. Dřevo se totiž vyznačuje vysokou variabilitou svých vlastností v porovnání s betonem a dále je únosnost spřaženého nosníku ve většině případů limitována pevností dřeva v ohybu, nebo v ojedinělých případech ve smyku.

Doporučení pro dřevobetonové stropy

• Spřažené dřevobetonové stropní konstrukce by neměly být používány v prostorách, kde je vysoká vlhkost vzduchu anebo vysoká teplota.
• Nemělo by se na ně používat dřevo napadené dřevokaznými houbami a též dřevo se dření a s vysokou vlhkostí.
• U dřeva by měla být též zvýšená pozornost věnována již existujícím i potenciálně možným výsušným trhlinám. V místech existujících či předpokládaných výsušných trhlin by neměly být umísťovány spojovací prostředky.
• Ocelové spojovací prostředky by měly mít protikorozní povrchovou úpravu.
• Zvýšená pozornost by měla být věnována vyztužení tlustých betonových desek, aby se předešlo ztrátě tuhosti spřaženého průřezu v důsledku trhlin v tažené oblasti betonové desky.
• Při betonování desky by mělo být dřevo chráněno před vodou z betonové směsi např. použitím vodotěsné fólie nebo použitím betonu s nižším vodním součinitelem (bude menší smršťování betonu). Tento požadavek je vhodné zajistit především z estetického hlediska.
• Pozor též na dřeviny, které mohou zpomalovat tuhnutí betonu s ohledem na vyšší obsah cukrů v dřevní hmotě.
• S rostoucím rozpětím nosníků by měla být dána přednost měkčím spojovacím prostředkům.
• Když je to možné, betonová deska by měla být spíše používána především za účelem snížení průhybu stropní konstrukce než za účelem snížení napětí ve dřevěných nosnících.

Prefabrikované dřevobetonové stropy

U průmyslově vyráběných dřevostaveb vyvstal požadavek vyrábět dřevobetonové stropy alespoň částečně prefabrikované, v lepším případě zcela prefabrikované, aby se vyloučil mokrý proces na stavbě, urychlila se celková doba montáže, a tím zefektivnil a zlevnil celý proces výstavby.

Souběžně s vývojem spojovacího prostředku byla zpracována idea pro vlastní aplikaci do kompozitního průřezu tak, aby byl splněn základní požadavek snadné a ekonomické průmyslové výroby. Podstata tohoto technického řešení spočívá ve spojení dvojice dřevěných nosníků z rostlého dřeva obdélníkového průřezu pomocí ocelových desek s oboustranně prolisovanými trny takovým způsobem, aby část ze šířky ocelové desky přečnívala přes horní okraj dřevěných nosníků.

Cementotřískové a cementovláknité desky

Cementotřískové a cementovláknité desky kombinují vlastnosti dřeva a betonu. Jsou lehké, pevné a odolné vůči vlhku. Umožňují stavbu bez mokrých procesů a skvěle poslouží při rekonstrukcích.

Výroba a vlastnosti

Cementotřískové desky se vyrábí lisováním částic na bázi dřeva, spojených cementem s různými přísadami. Nejrozšířenější minerální pojivo je hydraulický cement, který vytvrzuje vázáním vody a je vodovzdorný. Spojení cementu a dřeva představuje výhodnou kombinaci nehořlavého materiálu odolného v tlaku (cement) a materiálu s nízkou hustotou a vysokou pevností v tahu a ohybu.

Výsledné cementotřískové desky jsou nehořlavé, odolné proti plísním a hmyzu a díky odolnosti proti vodě vykazují i ve vlhku pouze minimální rozměrové změny. To je předurčuje k použití na podlahářské práce, obklady stěn ve vlhkém prostředí, ale i do konstrukcí exteriérových fasád, vystavených působení povětrnostních podmínek. Neobsahují formaldehydy ani azbest a jsou odolné vůči působení ropných produktů. Jsou také dobrou zvukovou izolací. Jsou ekologické a zdravotně nezávadné - neobsahují formaldehyd.

Čtěte také: Kvalitní OSB desky Hluboká

Téměř shodné vlastnosti vykazují i desky cementovláknité. Původně těžší a masivnější předchůdkyně cementotřískových desek v současné době handicap vyšší hmotnosti překonaly a mohou být ještě lehčí než desky cementotřískové. Obdobné je i jejich použití.

Použití a práce s deskami

Moderní stavební materiály stále častěji umožňují suchou stavbu, která urychlí práci a snižuje náklady. Cementotřískové a cementovláknité desky mezi takové materiály patří a rozsah jejich použití je velmi široký. Snadno se s nimi pracuje - například deska Cetris o velikosti jednoho metru čtverečního a tloušťce jednoho centimetru váží čtrnáct kilogramů. Dostatečná škála rozměrů a typů dává možnost výběru při jejich použití na podlahy či obklady fasád.

Použít je lze pro suchou výstavbu všude tam, kde se mohou osvědčit jejich dobré vlastnosti. Kromě podlah a obkladů tedy například při rekonstrukcích podkroví a půdních vestavbách, na dodatečně stavěné stěny a příčky nebo při stavbách bazénů. Cementové desky mají hlavní výhodu v takřka inertním chování ve vlhkém prostředí, zdravotní nezávadnost a velmi dobrou požární odolnost. Díky svým vlastnostem se nepoužívají jako vnitřní obkladový nebo konstrukční materiál, kde se častěji používají desky sádrokartonové a OSB desky.

Příklad postupu při kladení plovoucích podlah z desek Cetris

Příprava podkladu: Nosným podkladem pro podlahu může být například masivní stropní konstrukce (železobetonová deska, keramické stropy či stropy Hurdis), nebo také dřevěný trámový strop s prkenným záklopem, dřevěný povalový strop i základová betonová deska.

Nutné vyrovnání podkladu lze udělat například cementovou maltou nebo samonivelační stěrkou. Použít však můžete i suchý podsyp vyrovnávací směsí na bázi drceného pórobetonu nebo perlitu. Minimální nutná výška podsypu je 10 milimetrů, maximální 40 milimetrů.

Při vyrovnávání povrchu dřevěného trámového stropu se nejprve posoudí kvalita nosné konstrukce. Vyšlapaná, zprohýbaná (nerovnosti nad 5 mm) a jinak poškozená prkna se vymění. Na záklop se položí papírová lepenka jako ochrana proti propadávání suchého podsypu v otvorech po sucích a v mezerách mezi prkny.

Postup při kladení podlah: Určíme požadovanou konečnou výšku budované podlahy a přeneseme ji na přilehlé stěny. Tento postup je shodný například s přípravou klasické betonové podlahy a k zaměření roviny využijeme šlauchovnici nebo laser.

Podél jedné stěny nasypeme podsyp v šířce přibližně 20 cm do výšky, odpovídající požadované výšce podsypu. Ve vzdálenosti rovnající se délce stahovací latě vytvoříme rovnoběžný pás podsypu. Na pásy položíme vyrovnávací latě, pomocí vodováhy hlídáme rovinu. Vysypeme podsypem prostor mezi pásy a stahovací latí následně stáhneme na požadovanou výškovou úroveň.

Pro zamezení průniku vlhkosti do tepelně a zvukově izolační vrstvy je třeba tuto vrstvu oddělit od podlahové konstrukce pomocí hydroizolační fólie. Při vyrovnávání povrchu samonivelační stěrkou se izolace proti vlhkosti ukládá na zhotovenou stěrku, při vyrovnávání podsypem se vkládá mezi nosnou konstrukci a podsyp.

Při pokládání podlahy na dřevěnou nosnou konstrukci nebo na původní stropní konstrukci se však použití fólie nedoporučuje, jinak by strop mohl přestat „dýchat.“ Pro případné odvětrání vlhkých konstrukcí je možné použít mikroventilační vrstvu nebo nopovou fólii.

Základové desky z betonu

Stavba rodinného domu začíná zhotovením základů. Na těch se rozhodně nevyplatí šetřit - nevhodně provedená základová deska dokáže způsobit spoustu problémů při následných stavebních pracích i samotném používání stavby. Základy slouží k přenosu váhy stavby na podkladovou půdu, chrání ji před sesuvy i působením síly všemi směry.

Mnozí často nesprávně používají pojem základová deska i pro základové pasy, tedy vrstvu betonu uloženou v základových spárách. Rozdíl je však významný - základové spáry vyplněné betonem představují vodorovnou rovinu, v níž se základ stýká se zeminou. Samotná základová deska z betonu se však umísťuje až nad úroveň terénu.

Příprava a realizace základů

Realizace základů se neobejde bez geologického průzkumu, na základě kterého se navrhne konkrétní technické řešení v projektové dokumentaci. Při průzkumu se provádí minimálně dva řezy staveništěm, podle kterých se vytvoří obraz o uspořádání jednotlivých geologických vrstev. Sondy se zavádí zpravidla do dvojnásobné hloubky oproti hloubce založení základů.

Pozemky, které jsou ohroženy působením vody nebo sesuvy půdy, nejsou pro výstavbu domu vhodné. Proto je třeba typ podloží, stav půdy a související rizika prozkoumat co nejdříve. Pro založení domu není vhodné ani bahnité či rašelinové podloží. Problém se založením stavby pak můžete mít i na pozemcích, kde v minulosti došlo k nevhodné navážce nebo poddolování.

Konstrukce základů včetně technického provedení základové desky musí být součástí projektu rodinného domu. Projektanti vypracují založení stavby na samostatném výkresu, který je součástí ucelené projektové dokumentace. Základní informace jsou obsažené v projektové dokumentaci pro stavební řízení.

Typy základových desek

Základové desky se rozdělují podle toho, na jaký typ podloží se beton lije. Nejrozšířenějším typem je základová deska na štěrku, stále častěji se však realizuje i tzv. plovoucí základová deska.

• Základová deska na štěrku: Představuje standardní typ základové desky, který je díky snadnému procesu výstavby oblíbený zejména při svépomocné realizaci. Základem jsou zapuštěné pasy vyplněné betonem, které se zasypávají vrstvou štěrku. Po jejím zhutnění se připraví armatura z betonářských výztuží, následně se plocha vylije betonovou směsí. Slabou stránkou základových desek na štěrku je nedostatečná tepelná izolace konstrukce.
• Plovoucí základová deska: Moderním typem základové desky je plovoucí základová deska, která se vyznačuje skvělými termoizolačními vlastnostmi. Proto se s ní často setkáte zejména u pasivních domů, kde je kvalitní zateplení celé konstrukce včetně základů zásadní. Izolační materiál se následně obalí geotextilií a překryje polyethylenovou fólií. Plovoucí základová deska, která se lije na připravené vrstvy, je tak kvalitně izolovaná zespodu po celé ploše. Díky tomu je riziko vzniku tepelných mostů eliminované. Základová deska může „plavat“ také na deskách z extrudovaného polystyrenu, které přináší vynikající tepelněizolační vlastnosti. Polystyren slouží jako izolační polštář (vana) přímo v základové desce, a tak rovněž eliminuje vznik tepelných mostů.

Kroky realizace základů

Realizace základů se skládá z mnoha dílčích kroků:

1. Před výkopovými pracemi musí na staveniště dorazit geodet, který vytyčí základové spáry domu a výšku založení.
2. Pomocí stavební mechanizace se následně vyhloubí základová spára, která se nesmí hutnit a musí být důkladně vyčištěná, bez bahna, vody a průvalů.
3. Po vytvoření základové spáry se připravují inženýrské sítě (rozvody vody, kanalizace, elektřiny či plynu), pokládají se husí krky, připravují revizní šachty a vybednění prostupů.
4. Vyhloubené spáry se vylijí betonem. Vytvoří se tak betonové základové pasy, které se nachází nejen po obvodu stavby, ale také pod nosnými zdmi.
5. Na betonové pasy se položí bednicí tvárnice (ztracené bednění) a vylijí se betonem. Ukládají se jak po obvodu domu, tak na místa nosných zdí.
6. Vytvoří se bednění, které poslouží k ohraničení při lití betonu a zhotovení základové desky.
7. V posledním kroku se konečně dostáváme k samotnému lití betonu a vytvoření základové desky. Vrstva betonu se po celé ploše prokládá kari sítěmi. Beton se průběžně zhutňuje a ve finální fázi uhlazuje hliníkovou stahovací latí. Pro betonování základových pasů a základové desky se obvykle používají betony různé třídy.

Kvalitu provedení základové desky rozhodně nepodceňujte. Špatně provedená základová deska se odrazí na celé stavbě. V budoucnu může dojít i k popraskání zdiva a omítek, zkřížení oken a dveří nebo problémům s podlahami. Při neodborné výstavbě často dochází k nedodržení rozměrů stanovených projektem, posunu stěn, popraskání nalitého betonu nebo „rozjetí“ ztraceného bednění.

Interiérové doplňky z betonu a dřeva

Interiérové doplňky v kombinacích betonu, dřeva a kovu jsou srdcem značky Comewoo. Tyto designové kousky vynikají svou syrovou elegancí. Při výrobě dbám na to, aby byly doplňky nejen krásné, ale i praktické. Betonové povrchy impregnuji proti vlhkosti a nečistotám, takže se snadno udržují. Ať už ladíte interiér do skandinávského stylu, minimalismu nebo hledáte doplňky do loftového bytu, moje tvorba vám pomůže prostor ucelit.

Drobnosti, u kterých se vaše oko rádo zastaví. Moje výrobky jsou výsledkem dialogu mezi chladným betonem a živým dřevem. Každý kus jsem držel v rukou, abyste vy mohli doma cítit strukturu skutečného řemesla.

Tabulka: Vlastnosti cementotřískových desek

Cementotřískové desky kombinují dobré vlastnosti cementu, nehořlavého materiálu odolného v tlaku, a dřeva, které má nízkou hustotu a vysokou pevnost v tahu a ohybu. Spojením těchto dvou materiálu vznikly desky, které prokazují velice dobré fyzikálně-mechanické vlastnostmi.

tags: #desky #z #betonu #a #dreva #informace

Oblíbené příspěvky:

• Výplně interiérových dveří
• Rohové lišty Viplanyl pro střechy
• Vše o parotěsných reflexních fóliích pod sádrokarton
• Přečtěte si recenzi lišty Arbiton Lars 12 Brazilian Walnut
• Srovnání materiálů pro rekonstrukci koupelny: Ytong vs. sádrokarton