Konstrukční využití PVC: Od podlah po okenní profily

Polyvinylchlorid (PVC) je jedním z nejuniverzálnějších a nejrozšířenějších syntetických plastových polymerů na světě, zejména v odvětvích stavebnictví a infrastruktury. Díky své trvanlivosti, hospodárnosti, odolnosti proti korozi a snadnému zpracování se PVC stalo materiálem volby v různých aplikacích. Od potrubí a elektrických kabelů až po okna a podlahy, vliv PVC na moderní výstavbu je významný.

Co je to PVC?

PVC je syntetický plastový polymer široce používaný v různých průmyslových odvětvích, zejména ve stavebnictví, díky své trvanlivosti, chemické odolnosti a hospodárnosti. PVC jako polymer využívá konstrukční princip, který se vyskytuje i v přírodě. Biologické polymery, jako je celulóza - používaná ve formě dřeva, papíru nebo bavlny - nebo přírodní kaučuk vznikají spojením tisíců a tisíců stejných základních stavebních kamenů. Výsledný materiál tak získá zcela nové chemické a fyzikální vlastnosti. To je i případ PVC: z plynného a extrémně reaktivního monomeru vinylchloridu vzniká polymerní pevná látka, která se osvědčuje ve všech ohledech. Jeho výhody jako materiálu byly poprvé rozpoznány v roce 1912, tedy přibližně 80 let po jeho první výrobě, a jsou přesvědčivé i dnes. Po polyethylenu (PE) a polypropylenu (PP) je polyvinylchlorid jedním z celosvětově nejžádanějších plastů.

Typy PVC

PVC se používá ve dvou variantách:

• Zatímco měkčené PVC se používá mimo jiné pro zdravotnické výrobky,
• tuhé PVC se používá ve výrobcích pro stavebnictví a mnoho dalších průmyslových odvětví.

Z technického hlediska se dnes rozlišují dva typy PVC: Měkké PVC nebo PVC-P (plastifikované) s velmi vysokým podílem změkčovadel a tvrdé PVC nebo PVC-U (neplastifikované). Kvalitní profily VEKA jsou vyrobeny z tuhého PVC, a proto neobsahují žádná změkčovadla.

PVC-C: Chlorovaný polyvinylchlorid

PVC-C (chlorovaný polyvinylchlorid) je termoplast patřící do skupiny vinylchloridů. Vzniká působením chlóru na základní hmotu PVC. Dotovaný chlór se váže na atomy uhlíku a vzniká přechlorované PVC obsahující 65 - 67 % chlóru, což je o 7 % více než PVC-U. PVC-C je neobyčejně hodnotný, konstrukčně tuhý a pevný plastový materiál používaný v průmyslových aplikacích k transportu médií o maximální provozní teplotě do 100°C. Použití pryskyřic CORZAN, které se získávají z procesu chlorování homopolymeru PVC, dává záruku vysoké chemické odolnosti zejména proti působení anorganických kyselin, zásad a alkalických roztoků. CORZAN pryskyřice je také optimální pro přenos ošetřené a neošetřené pitné vody a demineralizované vody a vody pro lázeňské a léčebné použití. Další výhodou je vysoká hodnota obvodové pevnosti, která zajišťuje prodlouženou životnost zařízení bez významných mechanických či fyzikálních poškození. PVC-C se vyznačuje optimální teplotní stálostí a významným faktorem pro jeho použití je i jeho nehořlavost. Materiály mimořádně vhodné při stavbě nádrží pro chemické inženýrství, galvanizační technologie, vzduchotechnická zařízení, laboratorní techniku a čisté prostory.

Čtěte také: Vše o dřevěných schodištích

Výroba PVC

Výchozí surovinou pro výrobu PVC jsou zemní plyn a chlorid sodný. Čistý vyrobený PVC je látka velmi tvrdá, která se bez přídavku dalších surovin dá zpracovávat jen velmi obtížně. Základní přísadou do PVC před zpracováním je stabilizátor, který v současné době v aplikaci pro okenní profily je takřka výhradně na bázi sloučenin vápníku a zinku. Do receptury se dávkuje v dostatečném přebytku, což umožňuje až pětinásobný průchod zpracovatelským strojem bez zhoršení jeho fyzikálních vlastností. Polymerace vinylchloridu může probíhat buď v suspenzi, emulzi, nebo v bloku, a vznikající polymer - makromolekula vytváří řetězec o více než 60000 jednotkách (n).

Proces vytlačování (extruze)

PVC profily se vyrábí technologií vytlačování (extruze). Nejprve se ve fluidních míchačkách za teploty cca 120°C připraví směs PVC a přísad, tzv. dryblend. Po ochlazení a uležení se dryblend pneumaticky dopravuje do násypek vytlačovacích strojů, kde se působením tepla a hnětacího účinku šneků přetváří v plastifikovaný materiál, který se následně dvojicí šneků dopravuje až k hlavě vytlačovacího stroje, na niž je upevněn vytlačovací nástroj - matrice, v kterém se vytvaruje finální tvar profilu. Následně je profil ochlazen a zafixován do konečné podoby. Při vytlačování je důležitý kontinuální a plynulý odtah plastifikovaného materiálu přes chladící a kalibrační části linky. Na konci chladící dráhy je umístěno dělící zařízení, které profil řeže na požadované délky, zpravidla 6 m. Tento výrobní postup vyžaduje velmi přesné seřízení a nastavení síly tahu ještě plastického profilu a současně pečlivé řízení jeho ochlazování. Na zvládnutí tohoto procesu nakonec závisí i hodnota smrštění profilů.

Koextruze

Koextruze je zvláštním případem vytlačování (extruze) PVC spočívající v tom, že do jednoho vytlačovacího nástroje je soustředěn tok materiálů ze dvou vytlačovacích strojů. Vždy se musí jednat o materiály, které jsou mísitelné, a mají podobné fyzikální vlastnosti, zejména smrštění a délkovou roztažnost. V druhém případě se jedná o efektivní využití regenerátu.

Vlastnosti PVC pro konstrukční použití

Pro další optimalizaci již tak výhodných vlastností polymeru se do dodávaných pelet z PVC přimíchává malé množství dalších přísad podle receptury. Kromě vysoké mechanické pevnosti, tuhosti a tvrdosti jsou odolné proti nárazům a vrubům, otěruvzdorné a v neposlední řadě fyziologicky nezávadné. Pro přesnou výrobu podle plánovacích specifikací je zásadní dobrá svařitelnost, zatímco vysoká odolnost vůči UV záření, vlhkosti, chemickým látkám znečišťujícím ovzduší a dalším vlivům prostředí zajišťuje trvale kvalitní vzhled.

Technické parametry PVC-U (neměkčené)

Vysvětlení formovací směsi dle ISO 1163-PVC-U, EDLP, 082-25-T23:

Čtěte také: Význam pro Ostravici

• U = bez změkčovadel
• E = extruzní směs
• D = prášek
• L = stabilizátor světla a povětrnostních vlivů
• P = nárazově modifikovaná směs
• 082 = teplota měknutí podle Vicata ve °C
• 25 = rázová pevnost v zářezu v kJ/m²
• T23 = modul pružnosti v tahu ve 100 MPa

Konstrukční aplikace PVC

Potrubní systémy

Jedno z nejrozšířenějších použití PVC ve stavebnictví je v potrubních systémech. PVC trubky jsou široce používány pro rozvody vody, kanalizace a kanalizační systémy. Lehké a snadná instalace: PVC trubky jsou mnohem lehčí než kovové trubky, což usnadňuje jejich přepravu a instalaci. Trubky z PVC jsou dostupné v široké škále velikostí a běžně se používají pro rozvody komunální vody, zavlažovací systémy a domovní instalatérské práce.

Okenní a dveřní rámy

PVC je oblíbeným materiálem pro výrobu okenních a dveřních rámů v obytných i komerčních budovách. Plastová okna otevírají jedinečné možnosti pro architekturu. Za svůj výkon a všestrannost vděčí v neposlední řadě materiálu PVC. Tento polymer je jedním z prvních plastů, které byly kdy použity, a díky svým příznivým vlastnostem je stále velmi žádaný - dokonce i mezi majiteli budov. Okna a dveře z plastových profilů jsou totiž poměrně levné, a to i přes jejich vynikající energetickou účinnost a designové možnosti.

Vlastnosti a výhody

• Energetická účinnost: Rámy z PVC poskytují vynikající izolaci, snižují přenos tepla a pomáhají zlepšit energetickou účinnost budov.
• Nízká údržba: Na rozdíl od dřeva, které se může časem zkroutit nebo hnít, nebo kovu, který může korodovat, rámy z PVC vyžadují malou až žádnou údržbu. Skutečnost, že si plastová okna se snadnou údržbou zachovávají svůj atraktivní vzhled po celá desetiletí, je v konečném důsledku také zásluhou PVC.
• Cenově výhodné: Rámy z PVC jsou obecně dostupnější než jejich dřevěné nebo kovové protějšky.
• Recyklovatelnost: Další výhodou je téměř úplná recyklovatelnost.

Základním rozlišujícím parametrem systémů je jejich stavební hloubka, počet komor a počet těsnících rovin. Výsledné vlastnosti systému či kombinace rámu a křídla jsou pak nejčastěji důsledkem kombinací těchto parametrů, nelze však tvrdit, že vždy s rostoucím počtem komor a stavební hloubkou jsou tepelně izolační vlastnosti lepší. Hodnoty součinitele prostupu tepla pro plastové rámové konstrukce v současnosti běžné na českém trhu se pohybují zhruba v rozmezí Uf = 1,0 [W/m2.K] až 1,5 [W/m2.K], u speciálních konstrukcí určených pro pasivní domy i méně. Další žádoucí snižování těchto hodnot lze u plastových rámových profilů dosáhnout např. použitím výplní komor plastových profilů tepelně izolačními materiály, nahrazením kovových výztuží jinými materiály, nebo jinými technickými řešeními, nebo použitím alternativních materiálů pro profily samotné. Na rozdíl od jiných rámových materiálů není PVC dostatečně tuhý, aby vyrobené elementy byly stabilní a samonosné (pouze do 80 cm). Velmi důležitou operací při výrobě oken je vyztužování.

Pro všechny systémy na bázi PVC platí, že jejich základní vlastnosti a zkušební metody popisuje norma ČSN EN 12608-1 „Profily z neměkčeného polyvinylchloridu (PVC-U) pro výrobu oken a dveří - Klasifikace, požadavky a zkušební metody - část 1". Uvádí především požadavky na materiál a vzhled profilů, jejich rozměry a tolerance, odolnost profilů proti proražení, chování po tepelném namáhání, odolnost proti povětrnostním vlivům, stálobarevnost, a svařitelnost profilů. Norma stanovuje zkušební metody pro ověřování těchto vlastností a předepisuje také způsob označování plastových profilů. Hlavní profily, které mají v okně nosnou funkci, jsou mj. klasifikovány podle tloušťky jejich stěn. Rozlišují se klasifikační třídy A, B a C, přičemž do třídy A patří profily s tloušťkou pohledových stěn min. 2,8 mm a do třídy B profily s tloušťkou pohledových stěn min. 2,5 mm.

PVC podlahy

PVC podlahy patří mezi nejrozšířenější podlahové krytiny v bytové i komerční výstavbě. Nabízejí dobrý poměr ceny, odolnosti a jednoduché údržby. PVC podlaha je podlahová krytina vyrobená z polyvinylchloridu. PVC podlahy se liší nejen vzhledem, ale především konstrukcí. Jednotlivé pojmy se mohou částečně překrývat - například PVC v roli může být heterogenní i homogenní a současně s filcovou nebo pěnovou podložkou. Zátěžové PVC podlahy jsou určeny pro prostory s vysokým provozem - školy, nemocnice, kanceláře, obchody nebo veřejné chodby. Většina moderních PVC podlah je při dodržení technických podmínek výrobce vhodná pro použití na podlahové vytápění.

Čtěte také: Bezpečnostní normy pro dřevěné pergoly v ČR

Vlastnosti a výhody

• Trvanlivost a odolnost: PVC podlaha je vysoce odolná proti opotřebení, díky čemuž je vhodná do oblastí se silným provozem.
• Vodotěsnost: Na rozdíl od dřevěných nebo laminátových podlah je PVC zcela vodotěsné.
• Estetická rozmanitost: PVC podlahy lze vyrábět v široké škále barev, vzorů a textur.
• Snadná instalace: PVC podlaha se dodává ve formě dlaždic nebo listů, které se poměrně snadno instalují.

Střešní membrány

PVC membrány jsou široce používány ve střešních aplikacích kvůli jejich vynikajícím hydroizolačním schopnostem.

Vlastnosti a výhody

• Odolnost proti UV záření: PVC membrány jsou odolné vůči ultrafialovému (UV) záření, což jim pomáhá zachovat jejich strukturální integritu, když jsou vystaveny přímému slunečnímu záření po dlouhou dobu.
• Flexibilní a lehké: PVC střešní membrány jsou vysoce flexibilní, což usnadňuje jejich instalaci i na složité tvary střech.
• Energetická účinnost: PVC membrány jsou často bílé nebo světlé, což odráží sluneční světlo a snižuje teplo absorbované budovou.

Elektrické instalace

PVC se široce používá v elektrických instalacích, zejména pro izolaci a opláštění kabelů.

Vlastnosti a výhody

• Elektrická izolace: Vysoký elektrický odpor PVC z něj činí bezpečnou a spolehlivou volbu pro izolaci elektrických vodičů.
• Požární odolnost: PVC má samozhášivé vlastnosti, což znamená, že nepodporuje hoření.
• Ochrana proti vlhkosti: PVC je vysoce odolné proti vlhkosti, což je klíčové pro prevenci elektrických poruch způsobených vnikáním vody.
• Chemická odolnost: V průmyslovém prostředí jsou kabely s PVC pláštěm často vystaveny korozivním chemikáliím.

Další stavební aplikace

• Obkladové a stropní panely: PVC panely se často používají jako obkladové materiály na stěny a stropy, zejména ve vlhkých prostředích, jako jsou koupelny a kuchyně.
• Systémy oplocení a zábradlí: PVC je oblíbený materiál pro obytné a komerční oplocení. Je odolný proti povětrnostním vlivům, lehký a vyžaduje minimální údržbu.
• PVC lišta a lišta: PVC lišta a lišta nabízejí trvanlivou alternativu k dřevěným nebo kovovým lištám v interiérech budov.

Recyklace PVC

Mimořádná stabilita PVC vyvolává otázku, co se stane se starými plastovými okny a dveřmi po jejich použití. Vzhledem k tomu, že profily nejsou biologicky rozložitelné nebo jsou rozložitelné velmi pomalu, trvale by zabíraly mnoho místa na skládkách. V Německu a dalších evropských zemích již není skládkování povoleno. Profily z PVC se proto příliš často posílají do spaloven odpadů. Nicméně, PVC je recyklovatelný materiál a snahy o zlepšení procesů recyklace PVC pokračují. Například VEKA již v roce 1993 prokázala, že tato likvidace není v zásadě nutná. V té době uvedl dodavatel systému do provozu první velké zařízení na recyklaci starých oken a dveří, rolet a zbytků z výroby PVC v Durynsku. V rámci ekonomického procesu, který šetří zdroje, se od PVC profilů nejprve oddělí kovové, skleněné a pryžové těsnění, aby mohly být recyklovány odděleně. Profily jsou poté rozdrceny na velikost pelet a pelety jsou automaticky roztříděny podle barvy. Technologicky lze regenerát přidávat po barevném vytřídění přímo do směsi na výrobu hlavních profilů, nebo bez barevného třídění do vnitřní části profilů, jež jsou pak obaleny v technologii koextruze primárním materiálem. Je prokázáno, že každá tuna PVC recyklátu, ve srovnání s nasazením primárního PVC, ušetří až 1,87 t CO2 emisí. Přitom z fyzikálního pohledu je tento materiál absolutně rovnocenný původnímu. Z výše uvedených dat vyplývá, že roční objem profilů s recyklátem nadále poroste.

tags: #pvc #konstrukční #použití

Oblíbené příspěvky:

• výuka konstrukcí pozemních staveb
• Vše o kamenné dlažbě
• Vývoj střešních krytin
• Skladba a typy pojížděných střech
• Více o Jiri Cerman Strechy