Monolitické železobetonové konstrukce: Vše, co potřebujete vědět o výběru betonu a inovacích

Společnost FERI patří mezi přední dodavatele železobetonových konstrukcí v České republice. S ročním obratem okolo jedné miliardy korun se řadí k největším hráčům na trhu. Firma zahájila svou činnost před více než 20 lety výrobou a dodávkou betonářské výztuže, kterou následně rozšířila i o ukládku a technický servis. V roce 2014 své portfolio rozšířila o divizi zaměřenou na monolitické železobetonové konstrukce, čímž postupně přešla k vlastní realizaci staveb. Zkraje se jednalo o malé a střední projekty, později o ty největší. V současnosti FERI zvládá realizaci až 16 projektů zahrnující univerzitní kampusy, administrativní i rezidenční budovy, parkovací domy či dopravní stavby. Disponuje zkušenými projektovými týmy, které si umí poradit i s nejsložitějšími konstrukcemi.

Monolitické konstrukce vs. prefabrikace: Výhody a nevýhody

Výhodou monolitů je tvarová rozmanitost, kdy je můžeme zrealizovat na stavbě tak, jak architekt nebo projektant zamýšleli, aniž by museli přemýšlet nad tím, jak tvar zjednodušovat a upravovat, aby měl přidanou hodnotu do prefabrikace. Také z pohledu tuhosti a únosnosti jsou monolitické konstrukce méně limitované než ty prefabrikované. Investoři, kteří si uvědomují nedostatek personálu ve stavařině nebo fakt, že dobře připravená prefabrikovaná konstrukce se rychleji postaví, často preferují prefabrikované konstrukce. Samozřejmě existuje i druhá skupina investorů, kteří tvrdí, že prefabrikace do jejich konceptů a podmínek nedává smysl, nebo na to jejich projekty nejsou od počátku připraveny.

Typy betonu a jejich specifické využití

V drtivé většině je pro realizace dostatečný klasický beton. Se samozhutnitelným betonem se pracuje často a volí se ze tří hlavních důvodů:

  • Vyšší třída pohledovosti: Samozhutnitelný beton představuje menší riziko nedostatečného zhutnění konstrukce, které by mohlo vést ke vzniku nežádoucích povrchových vad.
  • Vysoký stupeň vyztužení konstrukce: Kdy již není technologicky možné zajistit kvalitní zhutnění vibrováním. Samozhutnitelný beton pak umožní konstrukci realizovat bez ohrožení její kvality.
  • Rekonstrukce: Například při realizaci stěny pod hotovým stropem se stěna vodotěsně utěsní a následně se napustí samozhutnitelnou směsí.

Monolitický izolační beton

Monolitický izolační beton s využitím kameniva na bázi expandovaného jílu zajišťuje žádoucí statické a požadované tepelně izolační hodnoty pro monolitické nosné tepelně izolační konstrukce. U nich se nemusí používat dodatečná izolace ani jakékoliv jiné úpravy povrchů. Od parotěsných zábran, izolace nebo omítky se naprosto upouští. Stavební fáze se tak zkracuje na odstranění bednění a vysušení stavebního prvku. Docílené betonové povrchy jsou homogenní a jemně strukturované, není třeba je dále upravovat nebo dodatečně zušlechťovat.

Pohledový monolitický tepelně izolační beton není sice běžným stavebním materiálem, ale je v posledních letech využíván evropskými architekty pro ztvárnění velmi zajímavých staveb. Výhodou tohoto betonu je zejména možnost využití pohledového betonu současně v exteriéru i interiéru bez přidání tepelných izolací.

Čtěte také: Tipy pro výběr vlhkoměru na dřevo

Příklady použití monolitického izolačního betonu:

  • Dům Gartmann, Chur (Švýcarsko): Projekt třípatrového domu dokončený v roce 2005, který obdržel ocenění Stříbrný zajíc za nejlepší výkon v architektuře 2004. Použitá receptura obsahovala lehké kamenivo Liapor a granulát z expandovaného skla Liaver. Izolační liaporbeton měl hodnotu tepelné vodivosti 0,32 W/(mK).
  • Rodinný dům prof. Dr. sc. techn. Mika Schlaicha, Berlín (Německo): Dům sloužící jako testovací objekt pro vědecké účely, dokončený v létě 2007. Byl vyvinut ultralehký beton s kamenivem Liapor, který dosahuje vynikajících tepelně izolačních hodnot při objemové hmotnosti kolem 800 kg/m3. Součinitel tepelné vodivosti byl 0,2 W/(mK). Ke snížení smršťovacích trhlin byla jako výztuha použita skleněná vlákna, což zabránilo problémům s korozí výztuže a tepelným mostům.
  • Nové centrum Švýcarského národního parku v Zernezu (Švýcarsko): Budova se skládá ze dvou krychlí o třech podlažích, spojených jedním rohem. Zvláštností je bílá barva, dosažená použitím bílého cementu.

Technické aspekty monolitického izolačního betonu:

Vylehčení betonu se provádí dvěma způsoby - lehkým kamenivem a napěněním cementové matrice. Co se týká lehkého kameniva, lze použít buď samotné kamenivo Liapor nebo kombinaci kameniva Liapor a Liaver. Liapor je kamenivo na bázi expandovaných jílů vypalované při teplotě 1200 °C. Liaver je minerální, ekologická surovina bez vláken s rovnoměrnou strukturou jemných pórů a z větší části uzavřeným povrchem. Příznačné pro Liapor i pro Liaver jsou nízké objemové hmotnosti materiálu, ze kterých vyplývají vynikající tepelně izolační vlastnosti. Tím pak může izolační liaporbeton dosahovat nízké objemové hmotnosti pod 1000 kg/m3. Pórovitost charakteristická jak pro Liapor, tak pro Liaver zabezpečuje výbornou tepelnou izolaci. Napěnění cementové matrice se docílí použitím napěňujících přísad. Objemová hmotnost čerstvého betonu se pohybovala kolem 1050 kg/m3, konzistence měřena obráceným Abramsovým kuželem měla průměr rozlitého koláče 650 mm. Objemová hmotnost ztvrdlého betonu ve vysušeném stavu se pohybovala mezi 900 a 950 kg/m3, s přirozenou vlhkostí do 1000 kg/m3. Koeficient tepelné vodivosti λ byl stanoven na 0,24 W/m.K. Napěněním struktury betonu dochází ke zvýšení jeho objemu o 17 až 20 %.

Při technologii výroby, ukládání a ošetřování existují určité odlišnosti. Je třeba vyřešit nasákavost lehkého kameniva. Použitím předmáčeného lehkého kameniva se dosáhne stabilnějšího reologického chování čerstvého betonu a lépe se reguluje napěnění cementové matrice. Tento monolitický izolační beton lze ukládat badiemi, nelze ho čerpat, což zpomaluje rychlost betonáže. Doba zpracovatelnosti se pohybuje od 60 do 90 minut, zejména vysoké letní teploty nejsou vhodné. Aby byly splněny tepelně-technické požadavky, stěna z tohoto typu betonu musí být cca 60 cm silná. Velmi důležité je dodržovat technologickou kázeň při hutnění betonu ponornými vibrátory. Po odformování se doporučuje povrch betonu opatřit kvalitním hydrofobizačním nátěrem. Je třeba u tohoto typu betonu překonat některá technologická úskalí.

Ekologické betony a uhlíková stopa

S požadavkem na uhlíkovou stopu se stavební firmy setkávají často, dá se říci, že v každém druhém projektu. Dnes se to netýká už jen administrativních budov, ale i bytových domů nebo objektů pro kulturní účely. U těchto projektů je třeba společně s dodavatelem betonových směsí pracovat na správném návrhu receptury betonové směsi, kde se technolog zaměřuje na skutečnost, aby v každém kubíku betonu byla uhlíková stopa co možná nejnižší. Tyto betonové směsi mají často pomalý náběh pevnosti a je nezbytné s tím počítat už při návrhu bednicího systému a oceňování zakázek. Navýšení ceny se projeví na návrhu bednicího systému, protože bednění tam musí zůstávat déle a nelze si dovolit vyšší obrátkovost.

Aktivně se nabízí projektantům a objednatelům betonové směsi, do kterých se namísto standardního kameniva přidávají cihelné nebo betonové recykláty. Pokud materiály druhotného využití betonárka má a nemusí se vozit z daleka, jsou ve většině případů o něco málo levnější než kamenivo. Ekologické betony jsou výsledkem inovativního přístupu k stavebnictví, který klade důraz na udržitelnost a šetrnost k životnímu prostředí. Díky nižšímu obsahu cementu a využití recyklovaných materiálů snižují emise CO2 a šetří přírodní zdroje.

Stropy a výběr betonu

Strop je vodorovná nosná konstrukce oddělující jednotlivá podlaží budovy. Slouží jako statický prvek v budově, zajišťuje funkci jak protipožární, tak akustickou a vytváří pocit bezpečí a pohodlí. Výběr správného betonu pro stropní konstrukci je komplexní rozhodnutí, které ovlivňuje nejen pevnost a stabilitu stropu, ale i jeho celkovou funkčnost, životnost a ekonomickou stránku stavby. Pro tento typ stropu je nutné zvolit beton, který je kompatibilní s daným typem panelů. Možnost okamžitého zatížení: Po osazení lze panely ihned zatížit. Tyto betony jsou osvědčeným řešením pro stavbu stropů a jsou k dispozici v různých pevnostních třídách. Kvalitní strop je základem pro pohodlné a bezpečné bydlení. Správný výběr betonu zajistí nejen pevnost a stabilitu, ale také tepelnou a zvukovou izolaci, která přispěje k příjemnému a zdravému vnitřnímu prostředí. Vždy konzultujte váš projekt s odborníkem.

Čtěte také: Masivní dřevo: Ideální volba pro vaši postel

Tabulka: Vlastnosti lehkého betonu v agresivních prostředích (informativní charakter)

Konstantní hodnota koncentrace agresivní látky v roztoku při uložení vzorků byla udržována pravidelným obměňováním s periodou 7 dní. Kapalná prostředí měla teplotu 20 ±2 °C. Některé výsledky jsou naznačeny níže. Tyto výsledky mají spíše informativní charakter, neboť doba uložení 180 dní není plně vypovídající. V současné době jsou tělesa nadále uložena v jednotlivých agresivních prostředích.

Charakteristika prostředí Typ agresivní látky Koncentrace Pevnost v tlaku (28 dnů) Pevnost v tlaku (180 dnů) Úbytek hmotnosti (100 cyklů mrazuvzdornosti) Úbytek pevnosti v tlaku (100 cyklů mrazuvzdornosti)
Kyselina sírová H2SO4 5 % X MPa Y MPa Z % W %
Chlorid sodný NaCl 10 % A MPa B MPa C % D %
Voda s CO2 CO2 Nasycená E MPa F MPa G % H %
Destilovaná voda H2O - I MPa J MPa K % L %

Poznámka: Hodnoty X, Y, Z, W, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L jsou fiktivní a slouží pouze pro ilustraci tabulky. V reálném případě by zde byly uvedeny naměřené hodnoty z experimentálních zkoušek.

Inovace a budoucnost stavebnictví

Na trhu se začíná objevovat 3D tisk a zatím převládají menší konstrukce, jako jsou například lavičky, zastávky, bazény, ale už i rodinné domy. Problémem je zatím neexistující legislativa. V České republice se pravděpodobně začnou objevovat větší projekty, kdy už ze zadání bude požadována realizace formou 3D tisku. Předpokládá se, že se bude jednat o soutěže veřejného charakteru, kdy důvodem bude požadavek architektů, protože právě touto technologií se může architekt zajímavě realizovat. U větších objektů bude realizace 3D tiskem náročná na přípravu, osazení strojů a jejich namontování tak, aby byly schopné svým dosahem objekt postihnout a kontinuálně tisknout. Technologie určitě něco stojí a vždy bude záviset na rozsahu, tedy kolik a jaké stroje budou k vytištění budovy zapotřebí.

Železobeton zde bude ve velké míře jako doposud. Tento materiál nacházíme na každé stavbě, od rodinných domů až po velké projekty. Je pravda, že se rozvíjejí alternativní cesty, jako třeba dřevostavby, ale i v těch má železobeton své místo. Vždy tu budou typy staveb a konstrukcí, které se bez tohoto materiálu neobejdou. Také je pravděpodobné, že s postupujícím nedostatkem surovin potřebných pro výrobu betonových směsí se budou technologie i materiály dále posouvat a vyvíjet.

Moderní přístupy a výzvy v realizaci staveb

Další výzvy přináší samotné projekty, které obsahují technologicky náročné konstrukční prvky. Pokud se na stavbě objeví tvar, který nelze vybednit standardním rámovým nebo nosníkovým bedněním, je nutné přistoupit k truhlářské prefabrikaci. V takovém případě se nechávají v tesárnách vyrobit speciální prvky, například ramenáty, jež přesně kopírují požadovaný tvar konstrukce. Typicky se jedná například o objekty inženýrské, sportovní nebo pro kulturu, kde je už při návrhu tlak na co největší modulové rozměry. Může se však jednat i o realizace objektů pro bydlení s maximálně otevřenými dispozicemi. V těchto případech klasická výztuž a beton přestávají stačit a je nutné doplnit předpínanou výztuž, která umožňuje překlenout požadované rozpony. Aktuálně se pracuje na nabídce k realizaci ostravské filharmonie, což bude náročná a zároveň architektonicky zajímavá konstrukce.

Čtěte také: Jaké trámy na pochozí pergolu?

Maximální využití digitálních nástrojů zefektivňuje samotnou realizaci staveb. Doba, kdy měl stavbyvedoucí v ruce jen tužku, papír a později telefon, je dávno pryč. Dnes technici pracují přímo na stavbě s tablety, v nichž mají vždy k dispozici aktuální výkresovou dokumentaci. Do těchto výkresů mohou v reálném čase vkládat poznámky a podněty, které se okamžitě sdílí napříč celým týmem. I vedení kontrolních dnů se výrazně posunulo, kdy místo ručního zápisu a následného přeposílání jsou všechny informace vedeny přímo v systému. Umělá inteligence je nástroj, bez kterého se do budoucna neobejdeme, a potenciál v jejím využití je obrovský.

tags: #jaky #beton #pro #monolit #informace

Oblíbené příspěvky: