Spojování betonových konstrukcí: Metody, materiály a praktické rady

V současné době se potřeba údržby a oprav betonových konstrukcí stává stále naléhavější. Tento článek poskytuje komplexní informace o metodách a materiálech používaných při spojování betonových konstrukcí, ať už se jedná o novou vrstvu betonu na starém podkladu, sanaci stávajících poruch nebo inovativní dřevobetonové kompozity.

Spojování nových a starých betonových vrstev

Často vyvstává otázka, zda je nutné novou betonovou vrstvu "přilepit" adhézním můstkem na starý, ale pevný podkladní beton. Názory se různí, nicméně je důležité zvážit riziko odloupnutí nové vrstvy v případě, že se adhézní můstek nepoužije. Tomáš Zima z Nemoinspekt s.r.o. se ptá: "Je nutné novou betonovou vrstvu (5 cm tlustou) 'přilepit' adhézním můstkem či zbytečně vyhazujeme peníze? Může se nová 5 cm vrstva nového potěru během let 'odloupnout' od podkladu v případě, že opravdu adhézní můstek nepoužijeme?"

Především, stávající plocha musí být naprosto "zdravá", tj. bez trhlin a propadů. Každá větší prasklina v původní ploše se projeví na nově nanesené betonové vrstvě přesně ve stejném místě. Rovněž tak 5 cm vrstva položená na 10 cm stávající betonovou vrstvu nebude mít pevnost 15 cm bloku betonu a bude mít tendenci se zvlnit.

Některé zkoušky vyvrátily mýtus, že je pro vzájemné spojení dvou vrstev betonu příznivé dobře namočit starý betonový povrch před položením nové vrstvy.

Pro případ, kdy je třeba na stávající desku přibetonovat nový potěr, například u bazénu, je klíčové zajistit dokonalou fixaci nového betonu na starý, aby časem v důsledku vlivů povětrnostních, vlhkosti či statiky nevznikla spára a nedošlo k oddělení.

Čtěte také: Spolehlivé vruty pro sádrovlákno

Sanace a rekonstrukce betonových konstrukcí

Sanace a rekonstrukce betonových konstrukcí je relativně mladý obor stavební činnosti. Ze zemí, které s opravami betonových staveb začaly mnohem dříve, přichází k nám spolu se zkušenostmi ze sanací betonových konstrukcí i velké množství stavebních materiálů různých obchodních značek. Je zapotřebí volit pro jednotlivé druhy oprav ucelené materiálové systémy od jednoho výrobce. Úspor na investičních nákladech bez rizika následných vad lze dosáhnout jedině optimální volbou vhodných materiálových systémů pro příslušné skupiny poruch a závad.

Životnost betonových konstrukcí

Podle údajů European Demolition Association (Evropské společnosti pro demolice) činí průměrná doba životnosti betonové konstrukce zhruba 50 let. Konstrukce špatně provedené, nadměrně zatěžované a poškozované provozem (asi 20 %) mají životnost zhruba 30 let. Je-li betonová konstrukce řádně udržována, potom lze její životnost prodloužit na odhadovaných 80-90 let.

V České republice, kde se na panelovou technologii přecházelo z klasického zdění v podstatě skokem, je třeba u nejstarších panelových bytových domů spíše počítat s nižší životností a se zvýšenou potřebou údržby a oprav nosné konstrukce. Nosná železobetonová konstrukce po jisté době užívání, kdy je vystavena všem vnějším vlivům, obvykle vyžaduje sanaci. Rekonstrukce je zásahem do stavební konstrukce, která má za následek změnu stávajících technických parametrů. Technologie sanačních a rekonstrukčních prací vyžaduje rozdělení na opravy prováděné výlučně v interiérech domů a na práce prováděné na vnějším plášti objektu. Opravy v interiérech jsou obvykle komplikovány tím, že objekty se při stavebních pracích stále užívají. Dále mohou být příčinou poruch technologické chyby při výrobě dílců a jejich montáži (např. neúplné vyplnění spár stykovým betonem) nebo vlivy chemických látek v ovzduší, případně vnikajících do konstrukce při jejím užívání (tzv. karbonatace).

Trhliny v betonu a jejich sanace

Z hlediska bezpečnosti a životnosti konstrukce mají poruchy různou závažnost. Velmi vážné jsou poruchy, u kterých dochází ke změnám statického schématu konstrukce, vzniku nových kloubů, ztrátě tuhosti a velké redistribuci zatěžovacích sil.

• Trhliny neaktivní (pasivní, nerozvíjející se, stabilizované): Neohrožují statickou funkci konstrukce. Pokud jsou však v exteriéru, mohou způsobit korozi výztuže a urychlit degradaci betonu tím, že umožňují vodním parám a plynům hlouběji vnikat do pórovité struktury betonu. Tyto trhliny lze zpravidla sanovat nátěry, hloubkovým zatmelením, nízkotlakovou injektáží, popř. je pouze zakrýt oplášťováním apod. Při volbě sanačního materiálu se řídíme šířkou neaktivní trhliny. Menší trhlinu je možné sanovat pomocí nízkotlaké injektáže nízkoviskózní epoxidovou hmotou nebo nátěrovým systémem, který trhliny vyplní, přemostí a zpomalí působení oxidu uhličitého. Střední trhliny se vhodně nízkotlakově injektují tixotropní epoxidovou hmotou a větší trhliny vysokotlakově epoxidovou pryskyřicí s vhodným plnivem. Větší trhlinu je možné mechanicky rozšířit až na 5 mm a vyplnit plastickou nebo elastickou hmotou, např. polyuretanovou pěnou nebo mechovou pryží, překrytou polymercementovým tmelem.
• Trhliny aktivní (rozvíjející se, nestabilizované): Postupně se prodlužují a rozšiřují. Tím mohou signalizovat následné vážné porušení betonového prvku, případně až zhroucení narušené konstrukce. Aktivní trhliny jsou obvykle střední a větší šířky a postupem času se stále rozšiřují. Je to způsobeno stálým zaklíňováním odlomených částí betonu v trhlině, které neumožňují její zpětné sevření. Sanace aktivních poruch je náročnější, protože zpravidla je vždy nutné rekonstruovat, tj. obnovit statickou funkci narušené části (stykový spoj, hloubku uložení dílce).

Závažnost koroze betonu, která může vést až k odlupování krycích vrstev výztuže, je dána místem poruchy, prostředím, ve kterém konstrukce stojí, a zjištěnou rychlostí postupu koroze betonu i jeho výztuže. Sanace spočívá v odstranění narušené vrstvy betonu, očištění zkorodované výztuže (případně s jejím zesílením), v zamezení dalšího rezivění a v obnovení ochranné vrstvy betonu (reprofilace). Specifickou závadou železobetonových konstrukcí prefabrikovaných domů jsou poruchy těsněných spojů, které způsobují zatékání do dílců obvodových plášťů, jež může vést až k oddělování jednotlivých vrstev sendvičových dílců. Pro tyto sanace se vyvíjejí pružné nátěry, které mohou přemostit aktivní trhlinky a nejsou při tom poškozovány při pohybech betonového podkladu. Nátěry se vyrábějí se základem z akrylátových disperzí nebo polyuretanů.

Čtěte také: Techniky spojování dřevěných konstrukcí vruty

Injektážní a těsnicí materiály

Injektážní materiály: Jsou buď minerální nebo plastové. Minerální látky jsou výhodnější, protože jsou levnější a ředitelné vodou, ale nelze jimi injektovat malé a střední trhliny.

Těsnicí materiály: K tuhým těsnicím materiálům patřily hlavně cementové malty, tepelně izolační malty, asfaltové suspenze SAH, SA 4, SA 10, barevné spárovací tmely VUV 699. V počátcích panelové výstavby se asfaltové suspenze používaly jako vylepšení těsnění spár vyplněných cementovou maltou. Napenetrovaná zálivka byla opatřena vrstvou asfaltové suspenze v tloušťce 2 až 5 mm.

Vzhledem k tomu, že si plastické tmely na olejové bázi ponechávají svou plastickou formu bez ohledu na teplotní rozdíly, jsou schopny přenášet dilatace ve spárách montovaných staveb v rozsahu 15 % původní šířky spáry. Vyžadují penetraci podkladu, případně i očištění spáry. U nás byly rozšířeny tři druhy tmelů, z nichž nejznámější byl tmel olejový panelový pružný (trvale pružný tmel TPT 31 0001), jehož životnost byla však velmi nízká, pouhých pět roků. Delší životnost, a to 10 let, měl asfaltoolejový tmel Barol. Butylkaučukový tmel s přídavkem vulkanizačního činidla nebo bez jeho přídavku měl životnost 15 let, stejně jako tmel Matador Kolorplast.

Elastické tmely mohou být jednosložkové nebo dvou a více složkové. Typickým představitelem jednosložkového samovulkanizačního tmelu je tmel silikonový s životností přes 20 let. Silikonové tmely jednosložkové vulkanizují pomocí atmosférické vlhkosti vzduchu jako katalyzátoru. Naopak ve světě velmi rozšířené jsou dvousložkové tmely na bázi polysulfidů - thiokolů.

Typickým současným představitelem tohoto stavebního materiálu je EXPANDAFOAM - snadno stlačitelná výplň spár, která se vyrábí z uzavřeného pěnového polyetylénu. Tato výplň plní několik funkcí: umožňuje dosáhnout správného poměru šířky tmelící spáry k její hloubce, pro tmel představuje pevnou podložku a v základně spáry funguje jako separátor, chránící tmel před přenosem dalšího tlaku.

Čtěte také: PVC fólie na střechách a podlahách

Polyuretanové napěněné vložky napuštěné pro účely těsnění spár speciálním asfaltem, v zahraničí označované názvem COMPRIBAND a u nás DOURETAN, nahradily skelné provazce původně sloužící jako podklad pro tmel. Jejich nevýhodou je, že jsou porézní a přes napuštění asfaltem i stlačení jsou nasákavé. Proto se pro těsnění spár obvodových plášťů panelových domů mohou použít pouze s překryvnými plastickými nebo elastickými tmely.

Povrchové úpravy a nátěry

Kromě materiálů se vnitřní povrchy stěn a stropů mohou upravovat tradiční omítkou, vnitřní omítkovinou, keramickým, mozaikovým nebo skleněným obkladem. Při posouzení účelnosti nátěru zohledňujeme především jeho ochrannou účinnost a funkční životnost. Provedené povrchové úpravy musí umožňovat odpařování vody z povrchových vrstev betonu. V případě tenkostěnných železobetonových konstrukcí vystavených z vnitřní strany účinkům vlhkého prostředí, může být pro vnitřní povrch zvýšen požadavek na SD > 10 m. Vysýchání betonu musí v tomto případě umožňovat vnější povrch.

Dřevobetonové kompozitní konstrukce

V posledních letech můžeme v České republice sledovat zvýšený zájem o stavby ze dřeva a materiálů na bázi dřeva. Jednou z technologií, o kterou je v České republice stále větší zájem, je realizace kompozitních dřevobetonových konstrukcí. Zatím se využívá především pro vyztužování a zesilování starých stropních konstrukcí. Své uplatnění ale může najít i při výstavbě bytových a nebytových vícepodlažních budov nebo pro realizaci mostů a lávek.

V našich podmínkách je známá především „mokrá“ varianta provádění, kdy se přes dřevěné nosníky, ve většině případů opatřené spřahovacími prostředky kolíkového typu, vylije monolitická železobetonová deska. Pro dřevobetonové konstrukce se v tlačené oblasti průřezu zpravidla využívá železobetonová deska z hutného betonu tloušťky od 60 do 200 mm spojitá přes dřevěné nosníky. Výztuž v desce přenáší malé ohybové momenty vznikající mezi nosníky a nad nimi a zabraňuje vzniku trhlin v důsledku smršťování betonové směsi. Do tažené oblasti se umisťuje dřevěný průřez, nejčastěji obdélníkový nosník různých dimenzí nebo masivní dřevěná deska variabilních tlouštěk. Na styku materiálů vznikají smykové síly, které se přenášejí pomocí spřahovacích prostředků.

Při ohybu spřaženého nosníku existují dvě hranice kompozitního chování: nekompozitní chování (kdy materiály nejsou připojeny a ohýbány jsou nezávisle) a plně kompozitní chování (kdy jsou oba materiály dokonale spojeny a fungují jako jeden celek). Hlavním cílem při vývoji nových systémových řešení je zajištění co největší tuhosti spřažení při zachování alespoň minimálního prokluzu spojení.

Historie dřevobetonových konstrukcí

Počátky využívání dřevobetonových konstrukcí sahají až do počátku 20. let minulého století, kdy se po první světové válce hledaly jiné materiálové varianty pro výstavbu budov kvůli zmenšení zásob oceli. Za první zmínku o spojení dřeva a betonu pro stavební účely lze považovat německý patent Paula Müllera již z roku 1921. Za průkopníka v této oblasti ale spíše považujeme švýcarského inženýra a vynálezce Otto Schauba, který si nechal svůj patent registrovat v roce 1930 a vymyslel celou řadu konstrukčních řešení spočívajících v použití různých kolmých i šikmých zářezů do nosníku, smykových zarážek, spojování pomocí vrutů či betonářské výztuže.

V období až do konce osmdesátých let 19. století byla aplikace dřevobetonu v Evropě soustředěna především do oblasti renovace a zesilování stropních konstrukcí historických objektů. V roce 1969 došlo k prvním pokusům o spojení chemickou cestou pomocí lepidel. Přestože výsledky byly velmi dobré s ohledem na únosnost nosníku a jeho průhyb, vzbuzovaly obavy s ohledem na porušení křehkým lomem, dlouhodobého chování a vlivu cyklického zatížení.

Přelomem v oblasti spřahování dřeva a betonu je speciální šroub uvedený na trh švýcarskou firmou SFS Provis AG v roce 1985. Jedná se o první výrobek speciálně vyvinutý a určený pro spojení dřeva a betonu. Tento speciální vrut je vyrobený z vysokopevnostní oceli a má dvě hlavy, čímž je zajištěna stejná hloubka zaražení všech vrutů do obou materiálů. Tento typ spojovacích prostředků se stal jedním z nejvíce zkoumaných a posléze i používaných spřahovacích prvků.

Nevýhody monolitického provedení a prefabrikace

Při realizaci dřevobetonových konstrukcí převládá monolitické provedení železobetonové desky. Tento způsob má mnoho nevýhod, mezi které patří nutnost vytvoření bednění, které negativně ovlivňuje celkovou únosnost spřažení, a nutnost ochrany dřeva proti vlhkosti z betonové směsi. Všechny tyto negativní faktory prodlužují dobu výstavby a tím ji i prodražují.

Z tohoto důvodu se ve skandinávských zemích, Německu, Rakousku a postupně pak i v dalších zemích odborníci začali zabývat možnostmi výroby prefabrikovaných konstrukcí. Za výhodu můžeme považovat možnost použití složitějších spřahovacích prostředků, které budou osazeny dokonale a také nižší náklady na dopravu. Druhou možností je příprava betonové desky se zabetonovanými spřahovacími prostředky, kdy osazování na nosníky probíhá přímo na stavbě. Za velkou výhodu zde můžeme považovat to, že odpadá nutnost bednění a také že nemusíme provádět žádnou separaci dřeva a betonu kvůli vlhkosti. Nevýhodou pak je zvýšená pracnost a nároky na vysokou přesnost montáže. Abychom eliminovali nevýhody částečně prefabrikovaných prvků, můžeme celý výrobek realizovat mimo staveniště a na stavbu dovést kompletní dílec. Díky tomu zabudujeme kvalitní stavební prvek do konstrukce a výrazně zrychlíme výstavbu budov. Konečné deformace takových konstrukcí jsou pak výrazně menší oproti předchozím technologiím.

Betonové prvky v zahradní architektuře

Betonové prvky se stávají stále oblíbenější volbou pro zahrady a exteriéry. Nabízejí širokou škálu využití, od plotů a dlažby po okrasné zídky a zahradní architekturu. Dnes můžete volit z různých struktur a barev betonových stavebních tvarovek, vybírat z tradičních i nestandardních tvarů, rovných a hladkých povrchů či rustikálních a štípaných struktur.

Postup stavby betonového plotu

1. Vytyčení hranic pozemku: Na vytyčení použijeme roxory nebo kolíky a stavební provázek. Spodní provázek napínáme cca 5-15 cm nad terénem.
2. Vyhloubení děr: K vyhloubení děr použijeme nejlépe zemní vrták. Rozteč mezi drážkami sloupků je 200 cm (délka desky).
3. Betonování sloupků: Vykopanou díru na sloupek zaplníme z cca 30 cm betonem a na tuto vrstvu vložíme betonový sloupek. Je nutné stále kontrolovat, že je kolmý. Zbytek díry vyplníme betonem a beton zhutníme. Sloupek by měl být zabetonovaný k předem připravené značce.
4. Vkládání desek: Po vytvrdnutí betonu přistoupíme ke vkládání desek do drážek. Desky opatrně vkládáme drážkami ve sloupcích shora dolů.

Při betonáži tvarovek na ošetřený základ naneseme cementové lože pro osazení první řady betonových tvarovek. Tvarovky vyrovnáme svisle i vodorovně a provedeme jejich zafixování zabetonováním do výšky cca ½ tvarovky. Betonování provádíme do předem navlhčené vnitřní dutiny tvarovek zavlhlou betonovou směsí, minimální pevnostní třídy C20/25. V žádném případě nepoužíváme pro výplň tvarovek tekutý beton. Každou další řadu provádíme stejným způsobem, nesmíme zapomenout na průběžné nastavování svislé armatury tak, aby byly jednotlivé tvarovky armaturou provázány v celé své výšce a současně v celé výšce plotu. Vrstva betonáže a každé hutněné výšky by neměla přesáhnout 15 cm. Celou stavbu z tvarovek ukončíme zákrytovými deskami, osazenými na mrazuvzdorné lepidlo.

Dilatační spáry v zahradních konstrukcích

Velmi důležité je, zejména u plotových konstrukcí, dodržovat optimální vzdálenosti dilatačních celků, aby bylo konstrukci umožněno její roztahování a smršťování v závislosti na okolních teplotních podmínkách. Při absenci dilatačních spár dochází k délkovým deformacím. Dilatační spáru je možno vytvořit vynecháním betonové výplně v rámci dvou sousedních dutin tvárnic a nahrazení zdicí malty v jejich společné spáře pružným tmelem.

Instalace betonového plotu ve svahu

Pokud máme pozemek ve svahu, existují dvě varianty instalace betonového plotu:

• Varianta č. 1: V případě, že terénní úskok má do 40 cm, tak můžeme spodní desku seříznout flexou a diamantovým kotoučem pod úhlem, který kompenzuje požadovanou výšku.
• Varianta č. 2: Svah budeme kompenzovat tak, že si zakoupíme delší betonový sloupek - z jedné strany uděláme odskok a betonová deska bude začínat níže, z druhé strany bude betonová deska naopak začínat výše.

PRESSBETON - zušlechtěný beton pro nelimitovanou životnost

PRESSBETON je vytvořen pro nelimitovanou životnost. Beton je ve stavebnictví používán tak široce pro svoji pevnost a životnost. Zušlechtěný charakter naší betonové směsi spolu s objemem PRESSBETONOVÝCH přísad znamenají, že zde není specificky omezená životnost výrobku. Na rozdíl od jiných typů dláždění (např. dlažby) obsahuje PRESSBETON pigmenty 100% stabilní proti UV záření, které tudíž neblednou ani nemění časem barvu. Klíčem životnosti betonu je jeho nenasákavost. PRESSBETON má extrémně nízkou úroveň nasákavosti díky tvrdidlu (CSH) a sealeru (LSS), které vytvářejí účinnou překážku vstupu jakýchkoli látek. Přestože PRESSBETON má mnohem více schopností než běžný beton, včetně výrazně zvýšeného stupně oděruvzdornosti, tlakové odolnosti a nízké nasákavosti, tažné a ohybové vlastnosti našeho betonového bloku nejsou technologií PRESSBETON ovlivněny. Fibrin přidává betonové směsi určitou míru pevnosti v tahu, ale je to asi jen 4%-6%.

Pancéřové podlahy

Pancéřové podlahy jsou většinou průmyslové podlahy se zvýšenou odolností proti obrušování povrchu. Využívají se v provozech se zvýšeným mechanickým zatížením (zatížením větším než 5 kN/m2 nebo pohyblivým zatížením dopravními nebo manipulačními prostředky, jejichž celková hmotnost je větší než 2 000 kg). Pancéřový vsyp je vrstva minerálního vsypu, která se zhotovuje v tloušťkách přibližně od 2 mm až do 7 mm v závislosti na zrnitosti směsi, budoucím zatížení a způsobu aplikace. Vhodná kombinace složek je nositelem mechanických vlastností pancéřové vrstvy.

Při aplikaci vsypu metodou „suchý do mokrého“ se doporučuje dávkovat rovnoměrně po celé ploše, avšak po částech. Následující hlazení povrchu probíhá rotačními hladičkami, dokud povrch není úplně suchý a tvrdý. Metoda „mokrý do mokrého“ je méně citlivá na vliv prostředí, protože už samotná vrstvička „vsypu“ se aplikuje ve formě malty, která se samostatně míchá. Při použití jakékoliv technologie se doporučuje pancéřovou úpravu chránit speciálním nátěrem/nástřikem, např. na akrylové bázi.

Důležité stavební zásady pro zdění z tvárnic FACE BLOCK

I v případě výstavby jednoduché konstrukce, jako je plot, je třeba již od počáteční fáze výstavby respektovat určité stavební zásady. Základním předpokladem pro úspěšnou realizaci je tedy zpracovaná projektová dokumentace v souladu s platnými technickými normami a ostatními předpisy.

Zdění z tvárnic FACE BLOCK probíhá se spárou o tloušťce 10 mm, nejlépe na cementovou maltu. Zdění beze spáry nedoporučujeme, neboť tyto tvárnice nejsou určeny k přesnému bezespárému zdění a mají jistou rozměrovou toleranci. Při vyzdívání je vhodné předem pamatovat na kotevní prvky. Při dodatečném řezání nebo vrtání do již zabudovaných tvárnic může dojít k jejich poškození a následná oprava může být zbytečně komplikovaná a drahá.

Dutiny tvárnic je třeba vyplnit kvalitním betonem pevnostní třídy C 20/25 (B25), případně vyšší, s velikostí zrna max. 8 mm. V opačném případě se zvyšuje pravděpodobnost pozdějšího vzniku trhlin a výskytu výkvětů. Základová spára musí být v nezámrzné hloubce, tj. 60 až 80 cm pod úrovní terénu v závislosti na klimatických podmínkách dané oblasti, aby působením mrazu nedocházelo k pohybu celého základu.

Ochrana betonových prvků

U všech betonových výrobků doporučujeme jejich ošetření vhodným impregnačním hydrofobním nátěrem. Impregnační hydrofobní nátěr je vhodný pro všechny dekorační i funkční prvky betonového zahradního programu, ale zároveň je to vhodná impregnace i pro přírodní kámen. Usnadňuje údržbu a čištění, nevytváří lesklý povrch a nemění vzhled materiálů.

Dilatační spoje podlahových desek

Nepříznivou vlastností betonu, jíž se nelze vyhnout je jeho smršťování při schnutí. Trhlinám lze předejít vytvořením umělých "trhlin", tedy spár, které umožní smrštění už menších betonových dílců bez trhlin. Tradiční metodou vytváření dilatačních spár byl řez do hloubky betonové desky po celé její tloušťce. To však nebránilo vertikálnímu posunu obou částí desky, v jehož důsledku vznikal mezi deskami rozdílový schod. I ty nejmenší posuny mezi dvěma částmi podlahy a v jejich důsledku jen malé schody, způsobují při intenzivním pojíždění vysokozdvižných vozíků nežádoucí otřesy, a ty jsou zdrojem vážných poškození podlahy i stroje samotného.

Naše dilatační spoje tyto problémy odstraňují. Dilatačními spoji dosáhnete spojení betonových desek o tloušťce 115 - 330 mm, jež bude vyrovnávat horizontální deformace značného rozsahu ± 20 mm v podélném i příčném směru a eliminovat vertikální pohyb na minimum. Ocelové povrchy spojů jsou standardně vyrobeny z žárově pozinkované nerezové oceli (třída SS 304). Dilatační spoje podlahových desek značky ARFEN jsou ocelové dilatační profily, které prodlužují životnost betonových desek, jež nesou vysoké zatížení.

Příklady dilatačních profilů ARFEN:

tags: #spojovani #betonovych #konstrukci

Oblíbené příspěvky:

• Vše o dlažbě s přesahem pro balkóny a terasy
• Správná aplikace perlinky
• Systémové fólie pro delší životnost podlahy
• Článek o románské architektuře
• Jak vybrat a aplikovat trvale pružnou spárovací hmotu?