2002 A ÎIVOTNÍ PROST EDÍ. B ETON TKS JE P ÍM M NÁSTUPCEM âasopisò A

4/2002

JAKOST

BETONU

A Î I V OT N Í P R O ST ¤ E D Í

BETON TKS

JE P¤ÍM¯M NÁSTUPCEM âASOPISÒ

A

SPOLEâNOSTI

A

SVAZY

CO

SVAZ V¯ROBCÒ CEMENTU âR K Cementárnû 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 02 5781 1797, fax: 02 5781 1798 e-mail: [email protected]

PODPORUJÍCÍ

âASOPIS

NAJDETE V TOMTO âÍSLE

5/

REVITALIZACE

PROSTORÒ

PO DOB¯VÁNÍ NEROSTN¯CH SUROVIN

PREFA-MONOLITICKÁ

STROPNÍ

KONSTRUKCE S VLOÎKAMI

/10

Z RECYKLOVANÉHO PLASTU

OBRAZOVÁ SVAZ

P¤ÍLOHA

V¯ROBCÒ BETONU

– âR

/8

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR SVAZ V¯ROBCÒ BETONU âR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./fax: 02 6121 5769 e-mail: [email protected] www.svb.cz

31/ R

OZPT¯LENÁ

MIKROV¯ZTUÎ ZE SKLENùN¯CH VLÁKEN

(EKO)

SDRUÎENÍ PRO SANACE BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ Kfiídlovická 78/80, 603 00 Brno tel.: 05 4324 8190, fax: 05 4157 2425 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz

16/ M

OST V

B¤EZNù

U

LOGICKÁ P¤ÍHODA

CHOMUTOVA ZÁVADY

A ZESILOVÁNÍ PLO·N¯CH ZÁKLADÒ

âESKÁ BETONÁ¤SKÁ SPOLEâNOST âSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 02 2231 6173 fax: 02 2231 1261 e-mail: [email protected] www.cbz.cz

/14

ODBORNÁ EXKURZE NIZOZEMSKO 2002

/58

/20

B E T O N T E C H N O LO G I E • KO N ST R U KC E • S A N AC E

C O N C R E T E T E C H N O LO GY • S T R U C T U R E S • R E H A B I L I TAT I O N

OBSAH

Roãník: druh˘ âíslo: 4/2002 (vy‰lo dne 15. 8. 2002) Vychází dvoumûsíãnû Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz v˘robcÛ cementu âR Svaz v˘robcÛ betonu âR âeskou betonáfiskou spoleãnost âSSI SdruÏení pro sanace betonov˘ch konstrukcí

ÚVODNÍK B E TO N OV É

KO N ST R U KC E P R OT I

N E B O P R O Î I V OT N Í P R O ST ¤ E D Í ?

/2

Petr Hájek

R OZ PT ¯ L E N Á

TÉMA

M I K R OV ¯ ZT U Î Z E S K L E N ù N ¯C H

VLÁKEN

R E V I TA L I Z AC E

/31

Teodor Bene‰

Î I V OT N Í P R O ST ¤ E D Í A STAV E B N I C T V Í Dagmar Sucharovová

/3

P R O STO R Ò P O D O B¯ VÁ N Í

R E C Y K L AC E STAV E B N Í C H M I N E R Á L N Í C H Libu‰e Beckerová, Petr Pytlík

O D PA D Ò

/34

N E R O ST N ¯C H S U R OV I N

/5

Václav ·tefek

A V¯ZKUM

P R O F . Z. · M E R DA – Vladimír Kfiístek

PROFILY L A FA R G E C E M E N T , A . S . –

P É â E O Î I V OT N Í

R E C Y K L AC E

P R O ST ¤ E D Í

/6

Pavel Dafiílek TBG BETONMIX –

M O D E R N Í B E TO N Á R N Y

/7

·ETRNÉ K P¤ÍRODù

OBRAZOVÁ S VA Z

VùDA

/37

STAV E B N Í C H O D PA D Ò

–

ZDROJ

D R U H OT N É S U R OV I N Y P R O STAV E B N I C T V Í

/38

Petr ·tûpánek T RVA L E

U D R Î I T E L N ¯ R OZ V O J A B E TO N OV É

âR

/8

â AS OV ¯

/40

P R O F I L OX I D U U H L I â I T É H O A J E H O

V L I V N A T RVA N L I V O ST Î E L E ZO B E TO N OV ¯C H

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE

P R E FA - M O N O L I T I C K Á

Helena Králová a Bfietislav Tepl˘

S V LOÎ K A M I Z R E C Y K LOVA N É H O P L AST U

/10

Petr Hájek (E KO ) LO G I C K Á P ¤ Í H O DA Bfietislav Vafieka

C E M E N TOV É /14 /16

SANACE Z ÁVA DY A Z E S I LOVÁ N Í P LO · N ¯C H Z Á K L A D Ò Ladislav Klusáãek, Zdenûk BaÏant /20 C E M E N TO B E TO N OV ¯C H K RY T Ò

/25

Vladimír Weiss Z E S I LOVÁ N Í

B E TO N OV ¯C H KO N ST R U KC Í

/27

Jifií Kubánek

A TECHNOLOGIE

Z KO U · KY S E S A M OZ H U T N I T E L N ¯M Petr Holu‰a, Bfietislav Vafieka B

ETON

• TEC

/47

NORMY –

JAKOST CERTIFIKACE

VODNÍ

–

H O S P O DÁ ¤ ST V Í A O C H R A N A V O D

P ¤ I P R OV OZ U B E TO N Á R E N

/52

Pfiibyslava Tichotová E V R O P S K É STA N DA R DY M E TO D

V Y LU H OVAT E L N O ST I

/54

Jan Gemrich

AKTUALITY

D O DAT E â N ù A P L I KOVA N O U V ¯ ZT U Î Í

MATERIÁLY

/45

O D O L N O ST I

N OV É

V OZOV E K A L E T I ·T N Í C H P LO C H

/43

SUSPENZIE ZV¯·ENEJ CHEMICKEJ

Ivan Janotka, Antonín ·paãek

M O ST V B ¤ E Z N ù U C H O M U TOVA Luká‰ Bludsk˘, Stanislav Smifiinsk˘

O P R AV Y

K P OÎ Á R N Í O D O L N O ST I D Í LC Ò S P I R O L L Miroslav Balou‰ek, Bohumír Voves

Z N ÁT E

U Î N OV O U AS O C I AC I

– AVPB?

/57

O D B O R N Á E X K U R Z E N I ZOZ E M S KO 2002 Vlastimil ·rÛma

/58

SEMINÁ¤E,

/60

B E TO N E M

H NOLOG I E

/29

• KONSTR

U KC E

KO N F E R E N C E A SYM P OZ I A

• SANAC

E

Ilustrace na této stranû a na zadní stranû obálky: Mgr. A. Marcel Turic Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

KO N ST R U KC Í

ST R O P N Í KO N ST R U KC E

Redakãní rada: Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. (pfiedseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopfiedseda), Ing. Jan Huteãka, Ing. Zdenûk Jefiábek, CSc., Ing. Jan Kupeãek, Ing. Petr Laube, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Hana Némethová, Ing. Vladimír Novotn˘, Ing. Milena Pafiíková, Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., Prof. Ing. RNDr. Petr ·tûpánek, CSc., Ing. Michal ·tevula, Ing. Vladimír Vesel˘, Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Ing. Miroslav Weber, CSc. Grafick˘ návrh: DEGAS, grafick˘ ateliér, Hefimanova 25, 170 00 Praha 7

KO N ST R U KC E

Petr Hájek, Bfietislav Tepl˘, Vladimír Kfiístek

P¤ÍLOHA

V ¯ R O B C Ò B E TO N U

O S M D E S ÁT I L E T ¯

Vydavatelství fiídí: Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc. ·éfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorka: Petra Johová

4/2002

Tisk: SdruÏení MAC, spol. s r. o., U Plynárny 85, 101 00 Praha 10 Adresa redakce a vydavatelství: Beton TKS, s. r. o. Samcova 1, 110 00 Praha 1 Redakce a objednávky pfiedplatného: tel./fax: 02 2481 2906 e-mail: [email protected] [email protected] Vedení vydavatelství a inzerce: tel.: 02 2231 6173, fax: 02 2231 1261 e-mail: [email protected] Roãní pfiedplatné: 480 Kã (+ po‰tovné a balné 6 x 30 = 180 Kã) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury âR pod ãíslem MK âR E 11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinov˘ch zásilek povoleno âeskou po‰tou, s. p., OZ Stfiední âechy, Praha 1 ãj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000 Foto na titulní stranû: Rekultivace lomu âertovy schody – Mgr. Michaela Dusíková, ARTIS reklamní studio

1

ÚVODNÍK EDITORIAL

BETONOVÉ

KONSTRUKCE PROTI NEBO PRO ÎIVOTNÍ

PROST¤EDÍ?

Doc. Ing. Petr Hájek, CSc., pfiedseda redakãní rady BETON TKS

VáÏené ãtenáfiky, váÏení ãtenáfii, rubrika EKOLOGIE se stala témûfi pravidelnou souãástí kaÏdého ãísla ãasopisu BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE. SnaÏíme se v ní pfiedkládat autorské ãlánky a aktuální informace z oblasti vztahu betonov˘ch konstrukcí a Ïivotního prostfiedí. A to nejenom z pohledu dopadÛ betonov˘ch konstrukcí na Ïivotní prostfiedí, ale i z hlediska moÏností ochrany a zkvalitÀování Ïivotního prostfiedí prostfiednictvím v˘voje nov˘ch technologií, nov˘ch návrhov˘ch a hodnotících postupÛ i prostfiednictvím vlastní v˘stavby konstrukcí chránících pfiírodu a pfiispívajících k zaji‰tûní ekologické rovnováhy. Vzhledem k narÛstající aktuálnosti tohoto tématu jsme se rozhodli vûnovat leto‰ní ãtvrté ãíslo ãasopisu BETON TKS uvedené problematice. Stavební prÛmysl a vystavûné prostfiedí zahrnující existenci a provoz v‰ech produktÛ stavební ãinnosti, jako jsou budovy, mosty, silnice, sila, pfiehrady aj., pfiedstavují nejen hlavního spotfiebitele materiálov˘ch a energetick˘ch pfiírodních zdrojÛ (vût‰inou neobnoviteln˘ch) a nejvût‰ího zneãi‰Èovatele Ïivotního prostfiedí, ale souãasnû i rozhodujícího uÏivatele pÛdy (zastavûné stavebními objekty). Stavebnictví je v rámci Evropské unie nejvût‰ím prÛmyslov˘m sektorem s tvorbou pfiibliÏnû 11 % HDP a zamûstnávajícím cca 7,5 % ekonomicky aktivního obyvatelstva. JiÏ mnohokrát bylo poukázáno na skuteãnost, Ïe stavebnictví a jeho produkty jsou zodpovûdné za 40 % spotfieby ve‰keré vyrobené energie a pfiibliÏnû za stejné procento produkce emisí skleníkov˘ch plynÛ (pfiedev‰ím CO2) a produkce pevn˘ch odpadÛ. Stavebnictví tak rozhodujícím zpÛsobem ovlivÀuje socio-ekonomick˘ v˘voj v kaÏdé prÛmyslovû rozvinuté zemi. Z uvedeného vypl˘vá, Ïe stavební prÛmysl v porovnání s jin˘mi sektory prÛmyslu podstatnû více ovlivÀuje stav Ïivotního prostfiedí a v˘voj celé spoleãnosti. Souãasnû tak má i vût‰í potenciál k pozitivnímu ovlivnûní trvale udrÏitelného rozvoje spoleãnosti pfii uplatnûní optimalizaãních pfiístupÛ v technologii, návrhu a managementu v rámci Ïivotního cyklu staveb. UváÏí-li se mnoÏství vyrobeného betonu a poãet realizovan˘ch betonov˘ch konstrukcí (ostatnû beton je vyuÏíván témûfi v kaÏdé souãasné stavbû) je zfiejmé, Ïe vliv betonu a betonov˘ch konstrukcí na celé spektrum problémÛ trvale udrÏitelného rozvoje je v˘znamn˘, a to i pfiesto, Ïe mnoÏství ‰kodliv˘ch emisí svázan˘ch s v˘robou jednotky betonu je v porovnání s jin˘mi konstrukãními materiály relativnû malé. Zvlá‰È v ãesk˘ch podmínkách, kde je tradice betonového stavitelství vãetnû v˘roby komponentÛ velmi vysoká, lze prostfiednictvím jiÏ zmínûné optimalizace managementu, technologií v˘roby a procesu návrhu v rámci celého Ïivotního cyklu betonov˘ch staveb dosáhnout v˘razn˘ch pfiíspûvkÛ k fie‰ení globálních cílÛ v oblasti udrÏitelného rozvoje. Je zfiejmé, Ïe nûkterá z opatfiení, která vedou k environmentálnû ‰etrnûj‰ímu nakládání se zdroji, mohou b˘t z hlediska poãá2

B

ETON

• TEC

teãních investiãních nákladÛ ménû v˘hodná. Nûkteré z jiÏ proveden˘ch studií hodnocení celého Ïivotního cyklu (LCA) staveb v‰ak ukázaly, Ïe z hlediska dlouhodobého pohledu jsou takováto opatfiení ãasto nejen environmentálnû, ale i ekonomicky pfiíznivûj‰í. UplatÀování principÛ trvale udrÏitelného rozvoje je v rámci Evropské unie i âeské republiky podporováno i legislativnû. V ãeském právním fiádu je od roku 1992 zakotvena nutnost respektovat jeho základní principy v zákonû o Ïivotním prostfiedí ã. 17/1992 Sb. V˘voj jde v‰ak dál smûrem k uplatÀování obecn˘ch principÛ udrÏitelnosti v jednotliv˘ch prÛmyslov˘ch resortech, vãetnû stavebnictví. Koncem ãervna tohoto roku se konala v Genvalu v Belgii „3. evropská konference ministrÛ“ zamûfiená na otázky udrÏitelného bydlení za úãasti pfiíslu‰n˘ch ministrÛ v‰ech 15 ãlensk˘ch státÛ Evropské unie a 10 kandidátsk˘ch zemí, vãetnû âeské republiky. V závûreãném komuniké schváleném v‰emi zúãastnûn˘mi stranami jsou uvedeny základní technické, socio-ekonomické a eko-efektivní v˘hledy v oblasti zaji‰Èování bydlení pro budoucí období. Jde o jeden z konkrétních pfiíkladÛ mnoha mezinárodních aktivit. ZároveÀ je to jasn˘ signál pro odborníky stavafie a betonáfie, Ïe v nadcházejícím období budou muset (pokud budou chtít uspût v ‰ir‰í evropské konkurenci na stavebním trhu) ve vût‰í mífie vnímat a uplatÀovat pfii návrhu a realizaci betonov˘ch staveb nové poÏadavky a kritéria vypl˘vající z globálních aspektÛ trvale udrÏitelného rozvoje. Uvedenému trendu odpovídají aktivity mezinárodních odborn˘ch organizací jako je fib, CIB, IABSE, IASS aj. V rámci práce komise fib C3 jsou pfiipravovány technické materiály t˘kající se environmentálních aspektÛ pfii navrhování a realizaci betonov˘ch konstrukcí. V nadcházejícím období se pfiedpokládá pfiíprava nového Model Code MC 2005, ve kterém by do metodiky navrhování a posuzování betonov˘ch konstrukcí mûla b˘t zahrnuta i environmentální kritéria. âasopis BETON TKS se bude i nadále snaÏit poskytovat v rubrice EKOLOGIE aktuální informace z uvedené oblasti a zároveÀ vytváfiet platformu pro publikování v˘sledkÛ teoretického v˘zkumu i praktické aplikace v této relativnû nové a rychle se rozvíjející technické oblasti „udrÏiteln˘ch betonov˘ch konstrukcí“. Pfiedpokládám, Ïe z textu jasnû vyplynula odpovûì na otázku v názvu: prosazujme environmentálnû pfiíznivé, optimalizované technologie, návrhy a postupy v˘stavby betonov˘ch konstrukcí, vhodné z hlediska trvale udrÏitelného rozvoje spoleãnosti. A pokud se nûkdo z Vás, ãtenáfiÛ, na takov˘ch fie‰eních podílí, uvítáme informaci nebo ãlánek, v rámci kterého by bylo moÏné seznámit i dal‰í ãtenáfie o nov˘ch pfiístupech v oblasti navrhování betonov˘ch konstrukcí pfiijateln˘ch z hlediska udrÏitelného rozvoje a tím i Ïivotního prostfiedí.

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

TÉMA TOPIC

ÎIVOTNÍ

PROST¤EDÍ A STAVEBNICTVÍ ENVIRONMENT AND BUILDING INDUSTRY DAG MAR SUC HAROVOVÁ

Dnes uÏ není pochyb o tom, Ïe dlouhodobá prosperita a kvalita Ïivota ve vyspûlé zemi jednoznaãnû vyÏaduje zdravé Ïivotní prostfiedí. Je proto spoleãn˘m strategick˘m cílem jak environmentalistÛ, tak i technikÛ, usilovat o takov˘ hospodáfisk˘ rÛst v na‰í zemi, kter˘ nepfiiná‰í ‰kodlivé dopady na Ïivotní prostfiedí. Znamená to hospodáfisk˘ rozvoj postaven˘ na principech udrÏitelného rozvoje, zamûfien˘ na zvy‰ování Ïivotní úrovnû obãanÛ ve smyslu ekonomické prosperity, sociální spravedlnosti, zabezpeãení vysok˘ch environmentálních standardÛ a ‰etrného hospodafiení pfiírodními zdroji. Základní strategické dokumenty pro Ïivotní prostfiedí, které definují cíle i nástroje, smûfiující k zlep‰ení kvality Ïivotního prostfiedí, aÈ uÏ vezmeme vládou âR schválenou Státní politiku Ïivotního prostfiedí, tak i 6. akãní program Evropské unie pro Ïivotní prostfiedí, jsou postaveny na nûkolika základních principech. Jedná se napfiíklad o princip pfiedbûÏné opatrnosti, princip prevence, princip sniÏování rizika uÏ u zdroje, princip ekonomické odpovûdnosti, princip sdílené a diferencované odpovûdnosti, princip subsidiarity, princip integrace nejlep‰í dostupné techniky, princip substituce a nûkteré dal‰í. Dnes bych se ráda zab˘vala zejména jedním z tûchto principÛ – principem integrity, znamenajícím integraci environmentálních aspektÛ do politik jednotliv˘ch odvûtví vãetnû stavebnictví, a do ekonomick˘ch sektorÛ. Jak by se daly formulovat cíle implementace environmentálních aspektÛ do jin˘ch sektorov˘ch politik v globálním mûfiítku? Aktivity ve v‰ech oblastech hospodáfiství musí stále více probíhat úãinnûj‰ím zpÛsobem z hlediska sniÏování negativních dopadÛ na Ïivotní prostfiedí. Jin˘mi slovy, pfii produkci téhoÏ nebo vût‰ího mnoÏství v˘robkÛ nebo provozování sluÏeb musí b˘t pouÏíváno ménû vstupÛ a vznikat men‰í mnoÏství odpadÛ tak, aby jak spotfiebitelé, tak i v˘robci byli postupnû více orientováni na v˘robní postupy, v˘robky a sluÏby, které minimalizují svÛj negativní vliv na Ïivotní prostfiedí (vzorce spotfieby a v˘roby se musí stát udrÏitelnûj‰ími) s cílem postupného odstraÀování problémÛ v kvalitû Ïivotního prostfiedí v místû jejich vzniku. V podnikatelské ãinnosti to znamená potfiebu vyuÏívat novû pfiijaté normy a postupy pro zaji‰tûní ochrany Ïivotního prostfiedí jako motor inovace pfii zaji‰Èování potfieb ekonomiky, s lep‰ím vyuÏitím vstupÛ a minimalizací odpadÛ. Toto je v˘zvou pro dal‰í období i ve v‰ech oborech prÛmyslov˘ch ãinností. Implementovat environmentální aspekty do jednotliv˘ch sektorov˘ch politik nevyÏaduje jenom aktivity státní správy a samosprávy. Tento proces je mnohem úãinnûj‰í, pokud do nûj vstupují i dal‰í zájmové skupiny: podnikatelská sféra, nevládní organizace a ‰iroká vefiejnost, zejména spotfiebitel. KaÏdá z tûchto skupin má moÏnost pozitivnû ovlivnit. Navíc, v této ãinnosti vyuÏívá kromû legislativních nástrojÛ i nástroje dobrovolné, ekonomické a informaãní. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Definujeme 5 prioritních strategick˘ch smûrÛ k podofie dosaÏení cílÛ politiky Ïivotního prostfiedí: • vymáhatelnost práva; • zohlednûní zájmÛ Ïivotního prostfiedí v rozhodnutích pfiijíman˘ch v rámci realizace jin˘ch politik a programÛ; • hledání nov˘ch cest, jak úÏeji spolupracovat s trhem prostfiednictvím hospodáfiské sféry a spotfiebitelÛ; • posílení aktivit, smûfiujících pfiímo k obãanu a spotfiebiteli a vedoucích ke zmûnû jeho chování ve prospûch uÏívání ekologicky ‰etrn˘ch produktÛ tûch firem, které se chovají pozitivnû k Ïivotnímu prostfiedí (vyuÏívají a pfiednostnû nakupují v˘robky a sluÏby firem se zaveden˘m EMS/EMAS, ãist‰í produkcí, prodlouÏenou odpovûdností v˘robce za v˘robky, vyuÏívající ekodesign, metodu LCA, zabezpeãují podávání zpráv - reporting o plnûní legislativy a zapojení se do implementace dobrovoln˘ch nástrojÛ, ovlivÀují zafiazení ekologick˘ch kritérií do vefiejn˘ch zakázek apod.); • podpora vy‰‰í kvality územního plánování a rozhodování (v na‰em pfiípadû napfi. posuzování investiãních pobídek, prÛmyslové zóny apod.). ProtoÏe stavebnictví je jedním z v˘znamn˘ch odvûtví, zamûfien˘ch na zvy‰ování kvality Ïivota lidí, je jeho úãast na prosazování principÛ udrÏitelného rozvoje velmi v˘znamná. Pochopení enviromentálních otázek ve stavebních firmách se odráÏí v kvalitû komunikace mezi Ministerstvem Ïivotního prostfiedí a stavební vefiejností. Ministerstvo Ïivotního prostfiedí a sdruÏení Stavíme ekologicky se rozhodly uzavfiít Dohodu o spolupráci mezi Ministerstvem Ïivotního prostfiedí, Svazem podnikatelÛ ve stavebnictví a sdruÏením Stavíme ekologicky (dále jen dohoda). Dohoda podepsaná v‰emi zúãastnûn˘mi stranami v dubnu 2002 souvisí s vysok˘m uvûdomûním firem podnikajících ve stavebnictví, nutností postupnû zabezpeãovat vyváÏenost mezi ekonomikou, Ïivotním prostfiedím a také sociálními jistotami obãanÛ. V‰echny zúãastnûné strany pfiistoupily na dohodu spolupracovat v otázkách prohloubení integrace zásad Státní politiky Ïivotního prostfiedí do oborÛ stavebnictví. Zavázaly se k postupnému zavedení nov˘ch strategick˘ch pohledÛ do praxe pfii hodnocení ekologického chování podnikatelské sféry, s cílem dojít ke spoleãné odpovûdnosti za stav Ïivotního prostfiedí. K tomu je tfieba zamûfiit se na transposici a implementaci enviromentální legislativy EU do podmínek v âR, usilovat o zlep‰ení v provádûní pfiijaté legislativy, v‰estrannou podporu v‰em aktivitách, smûfiujícím ke zmûnû ekologického chování s vyuÏitím legislativních, dobrovoln˘ch, ekonomick˘ch a informaãních nástrojÛ. Environemntální hlediska prosazovat i pfii územním plánování a rozhodování v souladu s §1 Stavebního zákona ã. 50/1976 Sb. ve znûní navazujících pfiedpisÛ a tím umoÏnit racionální rozvoj investiãní v˘stavby. V dohodû byly stanoveny i základní cíle spolupráce MÎP, Svazu podnikatelÛ ve stavebnictví a sdruÏení Stavíme ekologicky, které jsou zamûfieny na vyuÏívání nov˘ch postupÛ kromû vyuÏívání klasick˘ch legislativních nástrojÛ i na nové nástroje, které zohledÀují dopady v˘roby a v˘robkÛ na Ïivotní prostfiedí, ale souãasnû posilují ekonomiku podniku. Jedná se tzv. dobrovolné preventivní nástroje. Podnikatelé zavádûjí tyto nové postupy, nebo vyrábûjí

• SANAC

E

4/2002

3

TÉMA TOPIC

‰etrnûj‰í v˘robky k Ïivotnímu prostfiedí dobrovolnû, na vlastní náklady a také vyspûlí spotfiebitelé jim dávají pfiednost ve sv˘ch nákupech zejména proto, Ïe: • v˘robce i spotfiebitel chce pfiispût ke zlep‰ení Ïivotního prostfiedí; • vyuÏívaní postupÛ nebo v˘robkÛ, zohledÀujících dopady na Ïivotní prostfiedí se stává nástrojem konkurenceschopnosti na v˘znamn˘ch evropsk˘ch a dal‰ích mezinárodních trzích. V souãasnosti lze technick˘ch parametrÛ v˘robkÛ dosáhnout existujícími dosaÏiteln˘mi technologiemi a vyuÏití nov˘ch pfiístupÛ, pozitivnû ovlivÀujících kvalitu Ïivotního prostfiedí, slouÏí na odstraÀování netarifních obchodních bariér a tím zabezpeãuje i lep‰í postavení na‰ich firem na mezinárodních trzích. K tûmto nov˘m dobrovoln˘m nástrojÛ zafiazujeme: • zavádûní evironmentálních systémÛ fiízení v oboru stavebnictví, které vedou ke kontinuálnímu omezování zneãi‰Èování a minimalizaci odpadÛ (EMAS, EMS); • vyuÏívání dal‰ích dobrovoln˘ch nástrojÛ pfii realizaci investiãních akcí, zejména: - ekologicky ‰etrné v˘robky - principy ãist‰í produkce - dobrovolné dohody - LCA (hodnocení Ïivotního cyklu v˘robkÛ) - ekodesign - prodlouÏenou odpovûdnost v˘robce - greener purchasing (pfiednostní nakupování a uÏívání ekologicky ‰etrn˘ch v˘robkÛ a v˘robkÛ firem, které implementovali environmentální pfiístupy ve v˘robním procesu) - retail (vyuÏívání obchodních sítí, nabízejících pfiednostnû v˘robky a sluÏby pfiíznivé pro Ïivotní prostfiedí) - public procurement (uplatÀování environmentálních kritérií v podmínkách v˘bûrov˘ch fiízení) - a dal‰í; • zaãlenûní mal˘ch a stfiedních podnikÛ do procesu zavádûní EMS/EMAS a dal‰ích dobrovoln˘ch aktivit smûfiujících k ochranû Ïivotního prostfiedí; • prosazování postupÛ smûfiujících k vy‰‰ímu vyuÏívání obnoviteln˘ch zdrojÛ. V dohodû se Ministerstvo Ïivotního prostfiedí zavázalo, Ïe v oblasti pfiípravy na pfiijetí âeské republiky do EU: • zpfiístupní autorizované pfieklady „environmental acquis“ a 6. Akãní program EU pro Ïivotní prostfiedí „Îivotní prostfiedí 2010: Na‰e budoucnost, na‰e volba“; • bude spolupracovat se Svazem podnikatelÛ ve stavebnictví a sdruÏením Stavíme ekologicky na: - hodnocení dopadÛ implementace environmenal acquis na ãeské stavebnictví, - zpracování strategie plnûní environmentálních standardÛ EU. Podstatnou ãást dohody tvofií i vytvofiení podmínek pro vzájemnou spolupráci v následujících okruzích: • V legislativní oblasti se spolupráce zamûfií na aktivní pÛsobení smluvních stran pfii: - pfiipomínkování a oponování legislativních pfiíloh dot˘kajících se investiãní a environmentální problematiky, - hledání a uplatÀování nov˘ch nástrojÛ pro ochranu Ïivotního prostfiedí v prÛbûhu realizace investiãních projektÛ, zejména pfii pfiípravû a vlastní realizaci staveb. • V oblasti zvy‰ování a zkvalitÀování informovanosti stavební vefiejnosti se zamûfií na: 4

B

ETON

• TEC

- pravidelné prezentace strategick˘ch zámûrÛ MÎP, - pfiípravu soutûÏe o ekologickou stavbu, pfiípadnû projekt a úãast MÎP pfii vyhodnocování v˘sledkÛ soutûÏe, - spoleãnou prezentaci enviromentálních aktivit v oboru stavebnictví pfii semináfiích a na v˘stavách. • V oblasti vzdûlávání bude spolupráce smûfiovaná na: - pofiádání semináfiÛ a pfiedná‰ek o poÏadavcích na ochranu Ïivotního prostfiedí pfii realizaci investiãních projektÛ, - pfiípravu projektu postgraduálního studia orientovaného na environmentální aspekty stavebnictví, urãené pro stfiední fiídící pracovníky. Dohodu podepsali ministr Ïivotního prostfiedí, prezident Svazu podnikatelÛ ve stavebnictví a pfiedseda v˘konné rady sdruÏení Stavíme ekologicky. A jak vypadá konkretizace úkolÛ vypl˘vajících z Dohody v souãasnosti: • probíhá pfiíprava odborného semináfie pro stfiední management ve stavebnictví pro stavbyvedoucí, ktefií jsou pfiímo ti pracovníci, ktefií mohou napfiíklad pfiímo ovlivnit v˘bûr nakupovan˘ch a uÏívan˘ch materiálÛ ve prospûch ekologicky ‰etrn˘ch v˘robkÛ, nebo budou pfiednostnû spolupracovat s firmami, které mají zaveden enviromentální systém fiízení (podle ISO 14001 nebo EMAS) a tudíÏ se chovají ekologicky; • na stavebním veletrhu v Brnû v roce 2002 byla vyhlá‰ena soutûÏ o nejekologiãtûj‰í firmu. První roãník probûhne v roce 2003 a v souãasnosti se pfiipravují kritéria pro vyhodnocení stavebních firem v této soutûÏi. Chtûla bych zdÛraznit, Ïe státní správa si uvûdomuje nutnost partnersky spolupracovat s podnikatelskou sférou. Ministerstvo Ïivotního prostfiedí proto pfiipravilo fiadu iniciativ zamûfien˘ch na zlep‰ení spolupráce mezi státními orgány a podnikatelskou sférou a na podporu dobrovoln˘ch aktivit v prÛmyslu, zemûdûlství a sluÏbách, vedoucích ke zlep‰ení v˘sledkÛ v kvalitû Ïivotního prostfiedí. Napfiíklad Národní program zavádûní environmentálního systému fiízení podnikÛ a auditÛ (EMAS), Národní program oznaãování ekologicky ‰etrn˘ch v˘robkÛ, základní principy pro uzavírání dobrovoln˘ch dohod, podmínky pro získání moÏn˘ch finanãních podpor ze strany státu pro tyto nové aktivity a fiadu dal‰ích. Podrobnûj‰í informace o nov˘ch pfiístupech podnikatelské sféry, související se zvy‰ováním kvality ochrany Ïivotního prostfiedí, které podporují zpfiehlednûní materiálov˘ch, energetick˘ch a finanãních tokÛ v podniku, zlep‰ují dopad v˘robních aktivit na Ïivotní prostfiedí a souãasnû také zvy‰ují konkurenceschopnost podnikatelské sféry na vyspûl˘ch mezinárodních trzích, najdete na internetov˘ch adresách MÎP nebo âeského ekologického ústavu www.env.cz nebo www.ceu.cz. Pracovníci MÎP dnes úzce spolupracují jak se stavebnictvím, tak i s jin˘mi odvûtvími a nadále chtûjí tuto spolupráci prohlubovat. Chceme posilovat oboustrannû uÏiteãné partnerství s podnikatelskou sférou a za pomoci obãanÛ vytváfiet zdravé Ïivotní prostfiedí.

H NOLOG I E

RNDr. Dagmar Sucharovová zástupkynû fieditele odboru strategii Ministerstvo Ïivotního prostfiedí âR Vr‰ovická 65, 100 00 Praha 10 tel. 02 6712 2784, fax: 02 6731 0340 e-mail: [email protected], www.env.cz

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

TÉMA TOPIC

REVITALIZACE

PROSTORÒ PO DOB¯VÁNÍ NEROSTN¯CH

SUROVIN REHABILITATION PROGRAM OF QUARRY AREA VÁC L AV · T E F E K Povrchové dob˘vání nerostn˘ch surovin prÛmyslov˘mi metodami tûÏby vytváfií v krajinû zmûny, které trvale a v˘znamnû ovlivÀují krajinn˘ ráz území. Stavby nezbytné pro spoleãensk˘ rozvoj mohou ale do krajiny pfiinést i novou estetickou hodnotu. Nov˘m fie‰ením zahlazení dÛsledkÛ tûÏby je plánovaná tvorba postindustriální krajiny a programová revitalizace území. Souãasné dob˘vání je podmínûno nezbytnou mechanizací rozpojování, nakládání a dopravy rubaniny, ale i pfiísn˘mi zásadami bezpeãnosti tûÏebního provozu. To v dÛsledku vede k vytváfiení pravideln˘ch geometrizovan˘ch útvarÛ ve formû horizontálních etáÏí a dopravních cest, které zcela nezapadají do charakteru krajiny. Dne‰ní tûÏba stavebních surovin probíhá za zcela odli‰n˘ch bezpeãnostních a ekonomick˘ch podmínek, neÏ ruãní tûÏba první poloviny 20. století. Starou ruãní tûÏbou vznikaly útvary nepravideln˘ch tvarÛ, které vytváfiely nové prostorové stanovi‰tû a následnû podmínky pro biologickou diverzitu. Pfiírodovûdn˘ v˘znam takov˘ch biotopÛ jako zdroje genetické obnovy dokládá fiada lokalit s vyhlá‰enou územní ochranou pfiírody ve star˘ch lomech. Takové útvary vznikly za jin˘ch podmínek tûÏby, dnes neopakovateln˘ch a jejich biologická stabilizace trvala desítky let (napfi. lom Velká Amerika u Mofiiny). Nov˘m aktivním pfiístupem je tvorba koneãné morfologie prostoru po ukonãeném dob˘vání do tvarÛ blízk˘ch pfiírodním a ru‰ení geometrizovan˘ch útvarÛ. Vytvofiení pfiíhodné morfologie podle kompoziãního zámûru je základním pfiedpokladem zaãlenûní takového místa do krajiny a dal‰í úspû‰né revitalizace území. Je nutné v‰ak vycházet z technick˘ch podmínek potfieby dotûÏení zásob suroviny a vytváfiení dlouhodobû stabilních závûrn˘ch svahÛ. Pro urychlení biologické rekultivace je úãelné zahájení takového procesu jiÏ v období vlastní tûÏby, doplnûného pfiípadnû o v˘sadbu druhÛ dfievin pfiíslu‰ného území. Pfiíkladem takové konstruktivní ãinnosti jsou jiÏ realizované sanaãní úpravy jiÏní a západní lomové stûny Velkolomu âertovy schody v dob˘vacím prostoru Konûprusy (VLâS, a. s.). Souãástí projektu terénních úprav bylo ocenûní v˘znamu jednotliv˘ch geologick˘ch lokalit v rámci celého lomu a stanovení podmínky jejich zachování, pfiedev‰ím paleontologicky nejv˘znamnûj‰ích. Cílem je vytvofiení Obr. 1 Pohled na jiÏní ãást lomu VâS – západ pfied ãtyfimi roky Fig. 1 View of south part of quarry VCS – west four years ago

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Obr. 2 Projektovan˘ stav lomu po rekultivaci Fig. 2 Projected situation of quarry area after rehabilitation

Geologického parku âertovy schody. PfiiloÏené obrázky znázorÀují pÛvodní stav jiÏní ãásti lomu (obr. 1), stav projektovan˘ (obr. 2) a stav pfii dokonãování terénních úprav (obr. 3). V této ãásti lomu bude tûÏba pokraãovat jiÏ pouze zahlubováním. ¤e‰ení v˘poãtu zásob, projektování tûÏby a detailních plánÛ sanace a rekultivace jsou stûÏejní ãinnosti firmy GET, s. r. o., Praha. Zpracování „Dokumentace vlivÛ tûÏby na Ïivotní prostfiedí“ a „Plánu otvírky a pfiípravy dob˘vání“ slouÏí k zaji‰tûní povolení hornické ãinnosti v rámci servisu pro tûÏební podniky zab˘vající se tûÏbou stavebních a dal‰ích nerudních surovin. Poãítaãová vizualizace na základû podrobné mapové dokumentace zpracované ve 3D modelech umoÏÀuje vyjádfiení projektovaného stavu v rÛzn˘ch pohledech, coÏ usnadÀuje pfiiblíÏení projednávané problematiky ‰ir‰í vefiejnosti. RNDr. Václav ·tefek GET, s. r. o. Korunovaãní 29, 170 00 Praha 7 tel.: 02 3337 0741, 02 3337 2730 e-mail: [email protected], www.get.cz

Obr. 3 Morfologie lomu pfii dokonãování terénních úprav Fig. 3 Morphology of the same area during finalization works

• SANAC

E

4/2002

5

PROFILY PROFILES

LAFARGE CEMENT,

A. S.

–

PAV E L DA ¤ Í L E K Vysoká stávající úroveÀ s neustál˘m zlep‰ováním programu péãe o Ïivotní prostfiedí je v Lafarge Cement, a. s., v âíÏkovicích, hluboce zakofienûná. DÛkazem toho je nejenom jedna z nejãist‰ích cementáren v Evropû, ale také pravidelnû monitorované a analyzované ukazatele, které se dot˘kají v‰ech sloÏek Ïivotního prostfiedí. Do environmentálního charakteru na‰í cementárny bylo po fiadû studií a hodnocení investováno znaãné mnoÏství prostfiedkÛ, coÏ se projevilo nejen v na‰em Ïivotním prostfiedí, ale také ve stylu uvaÏování a jednání na‰ich zamûstnancÛ a lidí Ïijících v sousedství Cementárny âíÏkovice, v oblasti u hranic âeského Stfiedohofií, která je py‰ná na své pfiírodní krásy a ojedinûlost. PouÏívání nejlep‰ích dostupn˘ch technik spolu s pravideln˘m pfiezkoumáváním vlivu cementárny na Ïivotní prostfiedí plní poÏadavky environmentální legislativy a rovnûÏ pfiísná kritéria vnitfiních norem Lafarge. Pomoc, kterou cementárna v rámci regionu vûnuje fie‰ení jednotliv˘ch citliv˘ch aspektÛ, jako je napfi. pomoc v oblasti odpadového hospodáfiství, je nedílnou souãástí na‰í environmentální politiky, a tudíÏ i na‰í dlouhodobé strategie ochrany Ïivotního prostfiedí. Snaha pomáhat regionu v oblasti odpadového hospodáfiství se v Lafarge Cement, a. s., projevuje ve tfiech oblastech. První je lom nacházející se v katastru obce Úpohlavy, kde jsou pro úãely sanace a rekultivace vyuÏívány ostatní odpady. Samozfiejmostí pfii této ãinnosti je plnûní dan˘ch rozhodnutí správních orgánÛ, která jsou funkãnû provázána s Plánem otvírky a pfiípravy dob˘vání a s Plánem sanace a rekultivace území ovlivnûného tûÏbou. Druhou oblastí, která je dÛleÏitá pro Ïivotní prostfiedí nejen v odpadovém hospodáfiství regionu, ale také ve vûci ‰etfiení neobnoviteln˘ch zdrojÛ, je náhrada hlavního paliva odpadními oleji a odpadními pneumatikami, které jsou dle legislativy v oblasti odpadového hospodáfiství charakterizovány jako odpady. Jejich environmentální zhodnocení je dle platn˘ch právních pfiedpisÛ popsáno jako energetické vyuÏití. Tento typ vyuÏití ne zcela dobfie charakterizuje skuteãnost, protoÏe obû alternativní paliva jsou pfii samotné v˘robû cementu zhodnocena také materiálovû.

6

B

ETON

• TEC

PÉâE O ÎIVOTNÍ PROST¤EDÍ Tfietí oblastí je v˘roba Tuhého alternativního paliva – TAP (naz˘vaného také tuhá topná smûs – TTS), které je certifikovan˘m palivem. Tato v˘roba se datuje od konce roku 2001 a jejím hlavním cílem je zhodnocení pûti odpadních komodit, kter˘mi jsou odpadní papír, odpadní dfievo, odpadní plasty, odpadní textilie a odpadní pryÏ. Technologie v˘roby TAP je schopná zpracovat nejen ostatní odpad, ale také odpady charakterizované jako nebezpeãné. MnoÏství takto ekologicky zhodnocen˘ch odpadÛ je z pohledu environmentu velice v˘znamné. Zavedená v˘roba je velice kladnû hodnocena státními orgány v oblasti Ïivotního prostfiedí, neboÈ v˘znamnû sniÏuje podíl odpadÛ ukládan˘ch v nejlep‰ím pfiípadû na skládky, a je ekonomicky v˘hodná pro samotné pÛvodce odpadÛ. Obecnû se dá fiíci, Ïe vyuÏívání odpadÛ jako alternativního paliva pro cementáfiskou rotaãní pec je komplexní. Jejich energetick˘ obsah slouÏí k ãásteãné náhradû hlavních paliv a jejich popel zase jako ãásteãná náhrada pfiírodních surovin. Tím je zároveÀ sníÏeno ãerpání neobnoviteln˘ch zdrojÛ. Na rozdíl od spaloven odpadÛ je cementárna pfii spoluspalování odpadÛ bezodpadovou technologií, tudíÏ neprodukuje odpady jako jsou struska a popílek, protoÏe nespalitelné ãásti odpadÛ – paliva se beze zbytku stávají souãástí v˘robku – cementáfiského slínku. K samozfiejmostem v odpadovém hospodáfiství Lafarge Cement, a. s., patfií spolupráce s v˘robní sférou, s regionálními i nadregionálními firmami, které samy pÛsobí v oblasti odpadového hospodáfiství, se státními správními orgány, ale také napfi. s internetov˘m portálem EnviWeb, na jehoÏ stránkách Burzy odpadÛ naleznete napfi. na‰i poptávku odpadÛ spojenou s provozem v˘roby Tuhého alternativního paliva. Tento struãn˘ popis nûkolika bodÛ z oblasti odpadového hospodáfiství krátce charakterizuje v˘znam firmy Lafarge Cement, a. s., pro na‰e Ïivotní prostfiedí. Dal‰í akce v oblasti v˘znamné pro ná‰ budoucí udrÏiteln˘ rozvoj plynou napfi. z partnerství mezi skupinou Lafarge a WWF.

H NOLOG I E

Ing. Pavel Dafiílek, ekolog Lafarge Cement, a. s. 411 12 âíÏkovice 27 tel.: 0419 577 492 fax: 0419 577 605 e-mail: [email protected], www.lafarge.cz

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

PROFILY PROFILES

TBG BETONMIX –

K P¤ÍRODù

MODERNÍ BETONÁRNY ·ETRNÉ

HEIDELBERGCEMENT GROUP patfií mezi nejvût‰í producenty stavebních hmot na svûtû. Na na‰em území vyvíjí bohaté aktivity prostfiednictvím fiady sv˘ch v˘robních závodÛ. Mezi nû patfií také spoleãnost TBG Bohemia, která je nejvût‰ím v˘robcem transportního betonu v âeské republice. Betonárny se znaãkou TBG jsou rovnomûrnû rozmístûny po celém území âR tak, aby zákazník mûl ãerstv˘ a kvalitní beton k dispozici bez zbyteãn˘ch dopravních nákladÛ a vãas. S fieditelem TBG BETONMIX, a. s., Ing. Jaroslavem Klimusem, jsme hovofiili pfiímo v administrativnû správním centru spoleãnosti, v Brnû-Bosonohách. Jaké aktivity vyvíjí spoleãnost HEIDELBERGCEMENT GROUP na území âeské republiky? V âeské republice podniká HEIDELBERGCEMENT GROUP ve tfiech obchodních smûrech. Jsou jimi v˘roba cementu, kameniva a ãerstvého betonu. V‰ichni betonáfii jsou organizováni do skupiny TBG. âeská republika je rozdûlena do nûkolika teritorií, za kaÏdé z nich odpovídá jeden fieditel. Spoleãnost TBG BETONMIX, a. s., je odpovûdná za oblasti Jihomoravského kraje, kraje Vysoãina a Zlínského kraje. V tûchto regionech se v souãasné dobû nachází deset betonáren. Na‰i ãinnost jsme zahájili 1. 3. 1991 s jednou betonárnou. V fiíjnu 1994 jsme se spojili se spoleãností âMC a vytvofiili spoleãnost BETONMIX, a. s. Postupnû ‰el nahoru objem v˘roby i poãet betonáren. V roce 2001 jsme vyrobili rekordních 214 tis. m3 betonu a dosáhli jsme obratu 360 mil. Kã.

Zaji‰Èuje Va‰e spoleãnost i ukládku betonu na stavbû? Na‰e spoleãnost je kapitálovû propojena s dcefiinou spoleãností TBG BETONPUMPY MORAVA disponující dvanácti v˘konn˘mi ãerpadly betonu. Je zfiejmé, Ïe zákazník má u nás zaji‰tûny ve‰keré sluÏby spojené s v˘robou, dopravou a ukládkou betonu. Jak˘ je sortiment Vámi vyrábûn˘ch betonÛ a jaké mají pouÏití? Kromû bûÏn˘ch standardních tfiíd vyrábíme i speciální betony. Lehké betony se pouÏívají pfiedev‰ím jako tepelnû izolaãní a v˘plÀové, naopak tûÏké betony slouÏí ke stínûní reaktorÛ nebo rentgenologick˘ch center budovan˘ch v nemocnicích. Novinkou jsou samozhutnitelné betony pro monolitické konstrukce betonované v obtíÏn˘ch podmínkách pro hutnûní betonu, napfi. z dÛvodu nepfiístupn˘ch prostor nebo vysokého stupnû armování konstrukce. Na‰e produkce vychází z pfiání zákazníka. Vyrobíme beton podle na‰ich receptur, nebo podle receptury dodané zákazníkem, pfiípadnû navrhneme unikátní recepturu dle pfiání zákazníka. Vyrábíme i mokré maltové smûsi pro zdûní na stavbách klasick˘m zpÛsobem. Je kvalita Vámi vyrábûn˘ch stavebních hmot dozorována a kontrolována? Ve‰keré produkty, které jsou vyrobeny na‰í spoleãností, jsou dozorovány spoleãností Betotech. Ta dbá, aby na‰e v˘robky bezezbytku splÀovaly poÏadované vlastnosti. Rozhovor pro SVB âR pfiipravil Ivo Románek

Jaká je struktura a technické vybavení Va‰ich betonáren? PÛvodnû jsme mûli betonárny, které jsme koupili od stavebních spoleãností. Zaãali jsme v‰ak stavût i nové betonárny na zelené louce, k nimÏ patfií napfi. betonárny ve Znojmû, Tfiebíãi ãi Vy‰kovû. Rád bych vyzvedl betonárnu v Brnû-Bosonohách, která je sv˘mi parametry, technick˘mi, ekologick˘mi ãi architektonick˘mi, vlajkovou lodí skupiny TBG BETONMIX. Tato betonárna byla v roce 2001 ocenûna na mezinárodním kongresu ERMCO (asociace v˘robcÛ betonu se sídlem v Lond˘nû) v Berlínû a vyhodnocena jako nejlep‰í betonárna z hlediska pfiístupu k Ïivotnímu prostfiedí. Stranou nezÛstává ani vybavenost dfiíve koupen˘ch, star‰ích betonáren. Jsou postupnû modernizovány a dostávají se na stejnou technickou úroveÀ, kterou mají nové betonárny. Modernizovány jsou i dopravní prostfiedky. Víme, Ïe na‰e domíchávaãe nás reprezentují pfiímo u zákazníka na stavbû, a je proto na‰í snahou, aby mûly velmi dobrou technickou úroveÀ i vzhled. Které v˘znamné stavby jsou z Vámi vyroben˘ch betonÛ? Doménou BETONMIXu, a. s., jsou dodávky na liniové stavby a prÛmyslové objekty. Mezi liniové stavby, na které jsme v uplynulém období dodávali beton, patfií i oba nedávno dokonãené silniãní tunely v Brnû. Z námi vyrábûn˘ch betonÛ jsou postaveny také ãistírny odpadních vod v Brnû a blízkém okolí, ve Znojmû a Vy‰kovû. Rád bych zmínil dodávky na‰ich betonÛ na stavbu ãistírny odpadních vod, budovanou v Brnû pfiedstavující nejvût‰í stavební akci na území Brna za poslední léta. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

TBG BETONMIX, a. s. Jihlavská 51, 642 00 Brno-Bosonohy tel.: 05 4742 7514, fax: 05 4742 7513, www.tbg-beton.cz

Obr. 1 Celkov˘ pohled na betonárnu TBG BETONMIX, a. s., v Brnû-Bosonohách

• SANAC

E

4/2002

Obr. 2 Dávkovancí zafiízení na pfiísady

7

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR

ILBAU – betonárna Liberec-Chrastava ILBAU – mixing plant in Liberec-Chrastava

TBG Metrostav – betonárna Praha-Rohansk˘ ostrov TBG Metrostav – mixing plant in Praha-Hole‰ovice

KÁMEN Zbraslav – betonárna KnûÏeves KÁMEN Zbraslav – mixing plant in KnûÏeves ZAPA beton – betonárna Kosmonosy ZAPA beton – mixing plant in Kosmonosy

TBG BETONMIX – betonárna Brno-Bosonohy TBG BETONMIX – mixing plant in Brno-Bosonohy

HOLCIM – betonárna Jihlava HOLCIM – mixing plant in Jihlava

Transbeton IPS – betonárna Praha-Hole‰ovice Transbeton IPS – mixing plant in Praha-Hole‰ovice

READYMIX âR (Trasportbeton Morava) – betonárna Brno-Masná ul. READYMIX âR (Trasportbeton Morava) – mixing plant in Brno-Masná st.

TBG Bohemia – betonárna Planá u âB TBG Bohemia – mixing plant in Planá by âB

Transbeton IPS – velín betonárny Transbeton IPS – mixing plant control room

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES

PREFA-MONOLITICKÁ

STROPNÍ KONSTRUKCE S VLOÎKAMI Z RECYKLOVANÉHO PLASTU COMPOSITE RC SLAB WITH FILLERS FORM RECYCLED PLASTIC

PETR HÁJEK Princip vylehãení prefa-monolitick˘ch Ïelezobetonov˘ch desek typu filigran je znám a nûkter˘mi dodavateli vyuÏíván. PouÏívají se rÛzné typy vylehãujících vloÏek z polystyrenu, polystyrenbetonu nebo jin˘ch druhÛ lehkého betonu. V rámci v˘zkumného projektu fie‰eného na Fakultû stavební âVUT V Praze v letech 1998 aÏ 2000 byly navrÏeny skofiepinové vloÏky z recyklovaného smûsného plastu, které umoÏÀují kromû vylehãení desky i vyuÏití vzniklého vnitfiního prostoru pro vedení instalací. Zku‰ební v˘roba vloÏek probûhla na jafie roku 2000 ve firmû TRANSFORM, a. s., Láznû Bohdaneã. V prÛbûhu srpna téhoÏ roku byly instalaãní skofiepinové vloÏky pouÏity pfii realizaci stropní konstrukce v rámci v˘stavby Senior centra v Moravanech nedaleko Pardubic. The principle of lightening of RC “filigran” slabs is well known and used by several contractors. Different types of lightening fillers from polystyrene, polystyrenconcrete, or other types of lightweight concrete are commonly used. Shell fillers from recycled non-sorted plastic were developed within the research project solved at the Faculty of Civil Engineering âVUT in Prague in 1998 to 2000. Using these fillers it is possible to reduce self-weight of the RC floor slab and more over the inner space can be used as an installation space for wiring and other building services. The company TRANSFORM, a. s., Láznû Bohdaneã, experimentally produced installation shell fillers in the spring 2000. These fillers have been used in situ in the construction of Senior-centre in Moravany (near by Pardubice) during August 2000. Prefa-monolitické stropní konstrukce s prefabrikovan˘mi Ïelezobetonov˘mi deskami typu „filigran“ jsou ãasto pouÏívan˘m typem stropní konstrukce v pozemních stavbách. Na prefabrikované desky tlou‰Èky 50 aÏ 80 mm se betonuje zpravidla masivní monolitická vrstva tlou‰Èky 150 mm i více. Celková plo‰ná hmotnost 10

B

v˘sledné plné Ïelezobetonové desky je velká, tomu odpovídají poÏadavky na vyztuÏení vlastní desky i nadimenzování svisl˘ch podpÛrn˘ch konstrukcí a základÛ. Vylehãením konstrukce ve stfiední, staticky ménû úãinné ãásti prÛfiezu lze dosáhnout úspory betonu i v˘ztuÏe ve stropní desce, pfiípadnû dal‰ích úspor pfii zmen‰en˘ch dimenzích podpÛrn˘ch konstrukcí. Oblast ve staticky neúãinné stfiední ãásti prÛfiezu desky lze navíc vyuÏít jako instalaãní prostor pro vedení rozvodÛ elektfiiny, vody nebo ústfiedního topení. Pro vlastní vylehãení Ïelezobetonové desky lze vyuÏít prvkÛ vyroben˘ch z druhotn˘ch surovin získan˘ch recyklací materiálÛ a v˘robkÛ, které se po ukonãení primární funkce staly odpadem. Do stfiedu zájmu odpadového prÛmyslu se dostávají komunální odpady, jejichÏ smûsn˘ charakter znesnadÀuje úplnou recyklaci na primární materiály a tím zpravidla neumoÏÀuje hodnotnûj‰í vyuÏití v jin˘ch prÛmyslov˘ch odvûtvích. Mezi nû patfií i separovan˘ sbûr plastÛ, kde jejich roztfiídûní na jednotlivé druhy plastÛ je technicky i ekonomicky velmi nároãné. Jednou z cest je vût‰í uplatÀování v˘robkÛ ze smûsného recyklovaného plastu, jehoÏ technické parametry sice vykazují relativnû vût‰í rozptyl (a tím je omezeno jejich pouÏití pro „pfiesnûj‰í“ prÛmyslovou v˘roÏivotnost produktu

a

3–6 t˘dnÛ

bu), nicménû pro nûkteré konstrukãní prvky vyuÏívané ve stavebnictví pfiedstavují dostateãnû spolehliv˘ technick˘ materiál. VYUÎITÍ

R E C Y K LO VA N ¯ C H

O D PA D Ò J A K O D R U H OT N ¯ C H S U R O V I N V E S TAV E B N I C T V Í

Problém environmentálnû ‰etrného nakládání s odpady je obecnû rozebrán v Agendû 21 pro udrÏitelnou v˘stavbu [1]. Konstatuje se, Ïe environmentálnû ‰etrnûj‰í nakládání s odpady zaujímá v rámci environmentálních problémÛ pfiední místo a má velk˘ v˘znam pro uchování kvality Ïivotního prostfiedí na Zemi. Stavebnictví jako nejvût‰í spotfiebitel surovinov˘ch zdrojÛ, z nichÏ pfieváÏná vût‰ina jsou suroviny Obr. 1 Pfiíklad materiálového cyklu nápojov˘ch láhví z plastu: a – bez materiálové recyklace – Ïivotnost cca 3 aÏ 6 t˘dnÛ, b – s uvaÏováním vyuÏití recyklovaného plastu pro v˘robu stavebních prvkÛ – Ïivotnost n x 50 aÏ 100 let Fig. 1 Example of material cycle of plastic bottles: a – without material recycling – lifetime approx. 3 – 6 weeks, b – considering usage of recycled plastic for production of construction elements – lifetime n x 50 – 100 years

materiálov˘ cyklus

zne‰kodnûní odpadÛ

primární produkt spalování skládkování recyklace

b

n×50–100 let

stavební prvek z recyklovan˘ch surovin spalování skládkování

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

STAVEBNÍ

neobnovitelné, má pfied sebou rozhodující úkol: v˘voj a zavádûní nov˘ch technologií umoÏÀujících pouÏívání prvkÛ z druhotn˘ch recyklovan˘ch surovin, nahrazujících pfiedev‰ím neobnovitelné pfiírodní surovinové zdroje. Pfii návrhu a realizaci objektÛ pozemních staveb lze vyuÏitím recyklovan˘ch materiálÛ redukovat spotfiebu primárních neobnoviteln˘ch surovin. Uplatnûní recyklovan˘ch materiálÛ ve stavebnictví je moÏné na rÛzn˘ch úrovních: • Recyklace stavebních materiálÛ: odpadové stavební materiály vzniklé pfii demolici po doÏití stavební konstrukce lze vyuÏít pro v˘robu nov˘ch konstrukãních materiálÛ v rÛzn˘ch formách. Pro stavební odpad je charakteristická vy‰‰í míra zneãi‰tûní a znaãná druhovost vyÏadující tfiídûní. • VyuÏití recyklovan˘ch materiálÛ z jin˘ch prÛmyslov˘ch odvûtví: velk˘ objem spotfieby konstrukãních materiálÛ ve stavebnictví umoÏÀuje i odbyt pro v˘robky z materiálÛ vznikl˘ch recyklací odpadÛ (komunálních nebo prÛmyslov˘ch, pocházejících i z jin˘ch oblastí prÛmyslové v˘roby neÏ je stavebnictví). Stavebnictví, které je charakteristické pouÏíváním velk˘ch objemÛ materiálÛ v relativnû ménû nároãn˘ch technologiích, má pfiedpoklady pro vyuÏívání materiálÛ získan˘ch z terciální recyklace odpadÛ i z jin˘ch odvûtví prÛmyslu. Tím lze dosáhnout udrÏení jiÏ vytûÏen˘ch pfiírodních zdrojÛ v materiálovém cyklu po del‰í dobu a podstatnû tak omezit primární spotfiebu pfiírodních surovinov˘ch zdrojÛ a produkci nerecyklovan˘ch odpadÛ [2 a 3]. Z pfiíkladu na schématu znázornûném na obr. 1 je zfiejmé, Ïe v pfiípadû materiálÛ pouÏívan˘ch pro spotfiební zboÏí s pfiedpokládan˘m krátkodob˘m vyuÏitím (obaly potravin aj.) je jejich bûÏná Ïivotnost velmi krátká a fáze zne‰kodÀování odpadÛ nastává v fiadû pfiípadÛ jiÏ po nûkolika t˘dnech. Prostfiednictvím recyklace materiálu a jeho vyuÏití pro v˘robu prvkÛ ve stavebním prÛmyslu lze vyuÏitelnost materiálu v rámci celého materiálového cyklu mnohonásobnû prodlouÏit. V uvedeném pfiípadû recyklace plastov˘ch lahví od nápojÛ a jejich vyuÏití pro v˘robu bednicích vloÏek do Ïelezobetonov˘ch stropních konstrukcí lze dosáhnout aÏ nûkolika tisícinásobného prodlouÏení doby funkãního vyuÏití materiálu primárního produktu. Souãasnû B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

KONSTRUKCE STRUCTURES

instalaãní komínek vyztuÏené Ïebro Obr. 2 Pfiíãn˘ fiez instalaãní vloÏkou z recyklovaného smûsného plastu Fig. 2 Cross section through the installation shell filler from recycled plastic

dochází k u‰etfiení primárních materiálÛ pro v˘robu betonu a oceli a k redukci negativních dopadÛ na Ïivotní prostfiedí spojen˘ch s likvidací odpadu [4]. I N S TA L Aâ N Í

SKO¤EPINOVÉ

V LO Î K Y Z R E C Y K LO VA N É H O SM ùSN É HO ODPADOVÉ HO PL ASTU

VloÏky jsou navrÏeny v ‰ífice 500 mm tak, aby pfii osové vzdálenosti filigránové v˘ztuÏe prefabrikované desky 600 mm vzniklo mezi nimi Ïelezobetonové Ïebro s ‰ífikou v nejuÏ‰í ãásti min. 100 mm (obr. 2). Celková v˘‰ka vloÏek se uvaÏuje v alternativách 100, 120 nebo 140 mm. Tlou‰Èka stûn skofiepinové vloÏky je v pfiípadû pouÏití recyklovaného smûsného plastu z technologick˘ch dÛvodÛ minimálnû 15 mm. Vzhledem k manipulaãním a transportním podmínkám se pfiedpokládá v˘roba vloÏek délky 1200 mm + 20 mm (polodráÏka). Pro experimentální ovûfiení v první zku‰ební sérii byla zvolena v˘‰ka instalaãních

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

vloÏek 100 mm s vnitfiním prostorem v˘‰ky 83 mm (svûtlá v˘‰ka pod v˘ztuÏn˘mi Ïebírky je 60 mm). Pfiístup do instalaãního prostoru je umoÏnûn kruhov˘mi „komínky“ o vnitfiním prÛmûru 120 mm v osov˘ch vzdálenostech 600 mm. V˘‰ka komínkÛ je 50 mm a odpovídá tlou‰Èce nabetonované monolitické Ïelezobetonové vrstvy. Komínky tak mohou v prÛbûhu betonáÏe slouÏit k pfiesnému vymezení tlou‰Èky horní desky. Skladba vloÏek vytváfií systém podéln˘ch dutin ve stropní konstrukci se systémem vstupních komínkÛ v osov˘ch vzdálenostech 600 mm. Komínky jsou

4/2002

Obr. 3 Senior centrum Moravany Fig. 3 Senior Centre Moravany

11

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Obr. 4 Skladba skofiepinov˘ch instalaãních vloÏek Fig. 4 Assemblage of installation shell fillers

zaslepeny tenkou destiãkou, kterou lze na stavbû v pfiípadû potfieby odstranit a vytvofiit tak vstup do instalaãního prostoru. V boãních stûnách instalaãních vloÏek jsou zeslabená místa umoÏÀující snadnûj‰í vyfiíznutí nebo vyvrtání otvorÛ pro umístûní propojovacích instalaãních trubek, v pfiípadû potfieby pfiíãného propojení podéln˘ch instalaãních dutin. Pfiíãné propojovací trubky musí procházet osou Ïelezobetonové desky v místû neutrální osy, tak aby nedo‰lo k podstatnému sníÏení statické únosnosti prÛfie-

Obr. 5 Vkládání elektrick˘ch rozvodÛ do instalaãních dutin Fig. 5 Feeding of electric wires into installation inner space

plastu vytfiídûného z komunálního odpadu probûhla na jafie roku 2000 v podniku TRANSFORM, a. s., Láznû Bohdaneã. VloÏky byly vyrobeny technologií odlévání do ocelov˘ch forem. Experimentální v˘roba

prokázala technologickou reálnost v˘roby navrÏeného tvaru bednicích vloÏek. V prÛbûhu srpna 2000 byla realizována stropní konstrukce v objektu „Senior centra Moravany“ (obr. 3) s vyuÏitím navrÏen˘ch instalaãních vloÏek z recyklovaného smûsného odpadového plastu. Spodní ãást nosné konstrukce je tvofiena filigránov˘mi panely s osovou vzdáleností pfiíhradov˘ch v˘ztuÏí 700 mm. Na filigránové desky jsou uloÏeny instalaãní skofiepinové vloÏky. V místû polodráÏek byly vloÏky montáÏnû spojeny samofiezn˘mi vruty. âela vloÏek v místech pfiíãn˘ch prÛvlakÛ nebo stûn byla opatfiena zátkami z pûnového polystyrenu pro zamezení zatékání betonu do instalaãních dutin (obr. 4). Kabely elektrick˘ch rozvodÛ byly do dutiny vloÏeny je‰tû pfied betonáÏí horní ãásti desky (obr. 5). Po uloÏení v˘ztuÏné sítû Obr. 6 VyztuÏení horní betonové desky Fig. 6 Reinforcement of top RC slab

zu desky. Uveden˘m fie‰ením lze získat stropní konstrukci s moÏností vedení instalací elektrorozvodÛ, slaboproudu, plastov˘ch rozvodÛ vody a ústfiedního vytápûní ve vnitfiním prostoru desky, ãímÏ lze dosáhnout men‰í tlou‰Èky celé skladby stropu a souãasnû u‰etfiit za pfiípadné pouÏití zpravidla velmi nákladn˘ch instalaãních podlahov˘ch systémÛ. ZároveÀ je dosaÏeno aÏ 40% úspory betonu pfii souãasném zlep‰ení statick˘ch parametrÛ (podrobnûji v [5]). E X P E R I M E N TÁ L N Í

R EALIZ AC E

STROPNÍ KONSTRUKCE

– S E N I O R C E N T R U M M O R AVA N Y Zku‰ební v˘roba instalaãních vloÏek z recyklovaného smûsného odpadového 12

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

STAVEBNÍ


Obr. 7 BetonáÏ stropní desky Fig. 7 Concreting of RC floor slab

horní betonové desky (obr. 6) byla provedena betonáÏ do úrovnû horního líce instalaãních komínkÛ (slouÏících zároveÀ jako distance pro zaji‰tûní pfiesné tlou‰Èky desky) (obr. 7). Projekt pfiedpokládal vyuÏití instalaãních dutin i pro vedení rozvodÛ vody a ústfiedního vytápûní. Proto byly v místech instalaãních uzlÛ ponechány vût‰í obdélníkové otvory instalaãních jader (obr. 8). Z ÁV ù R V˘hodou bednicích a vylehãujících vloÏek z recyklovaného smûsného plastu je úspora betonu a v˘ztuÏe díky podstatnému sníÏení plo‰né hmotnosti stropu. Lze dosáhnout aÏ 40% úspory betonu pfii souãasném vylep‰ení statick˘ch parametrÛ. Vzniklou dutinu uvnitfi Ïelezobetonové desky lze vyuÏít pro vedení instalací elektrick˘ch rozvodÛ, vodovodu a ústfiedního vytápûní. Environmentální v˘hody souvisící s vyuÏitím recyklovaného materiálu z komunálních odpadÛ, se sníÏením spotfieby primárních surovin a se sníÏením zátûÏe Ïivotního prostfiedí v dÛsledku skládkování odpadÛ (event. jejich termické likvidace) jsou evidentní. Nev˘hodou navrÏeného fie‰ení je zv˘‰ená pracnost spojená se skladbou a fixací vloÏek a s umísÈováním v˘ztuÏné sítû. Experimentální realizace v‰ak ukázala, Ïe Literatura [1] Agenda 21 pro udrÏitelnou v˘stavbu, CIB Report Publication 237, ãesk˘ pfieklad, âVUT 2001, ISBN 80-01-02467-9 [2] Hájek P.: Betonové konstrukce a udrÏiteln˘ rozvoj, sb. konfer. Betonáfiské dny 2000, âBS, str. 25-33 [3] Hájek P: Optimisation of Environmental Construction Impact of Composite RC Slabs, ILCDES 2000, RILEM svazek 14, Helsinky, str. 534-539 [4] Hájek P: Environmentally Based Optimisation of Concrete Floor Slabs, fib-Symposium „Concrete and Environment“, Berlín 2001, str. 25–26 [5] Hájek P. a kol.: Stropní konstrukce s vloÏkami z recyklovan˘ch materiálÛ, kniha 86 stran, âVUT, Praha 2000, ISBN 80-01-02274-9

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

zv˘‰ená pracnost s pfiípravou v˘plnû je plnû kompenzována rychlej‰í betonáÏí a úsporami v nákladech za spotfiebu materiálu (betonu a v˘ztuÏe) a úsporami v souvisící dopravû. Pfiedpokládá se, Ïe navrÏené fie‰ení mÛÏe nejenom zefektivnit vlastní nosnou konstrukci jejím vylehãením, ale navíc umoÏní umístûní rozvodÛ do prostoru nosné konstrukce, a tím nahradí pfiípadné pouÏívání nákladn˘ch instalaãních kanálÛ v podlahách. Toto fie‰ení se mÛÏe uplatnit pfiedev‰ím v administrativních budovách s vy‰‰ími poÏadavky na hustotu silnoproud˘ch i slaboproud˘ch rozvodÛ. V souãasnosti, kdy pouÏívání poãítaãov˘ch sítí se stává bûÏn˘m prvkem fiady budov, je toto fie‰ení o to aktuálnûj‰í.

Pfiíspûvek vznikl za podpory v˘zkumného projektu GAâR 103/02/1161 a v˘zkumného zámûru VZ CEZ J04/98:210000001 s vyuÏitím v˘sledkÛ projektu GAâR 103/98/0091. Návrh vloÏek z recyklovaného plastu: Fakulta stavební âVUT v Praze, P. Hájek, v rámci projektu GAâR103/98/0091 V˘roba vloÏek z recyklovaného plastu: TRANSFORM, a. s., Láznû Bohdaneã Projektant: CV ATELIER Dodavatel stavby: DOMEC, s. r. o., Pardubice

Obr. 8 Instalaãní otvor v místû jádra Fig. 8 Installation opening in the place of service core

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 4459, fax: 02 3333 9987 e-mail: [email protected]

13


(EKO)

LOGICKÁ P¤ÍHODA (E C O ) LO G I C A L E V E N T

B ¤ E T I S L AV VA ¤ E K A Alkalické sloÏky z cementu reagují v betonu s ostatními komponenty a produkty tûchto reakcí zpÛsobují mnohdy znaãné problémy v konstrukcích. Je‰tû vût‰í potíÏe mohou nastat pfii reakcích alkalick˘ch sloÏek s okolním prostfiedím betonové konstrukce. V takov˘ch pfiípadech není nouze o velmi pfiekvapivé situace. Alkaline components of cement react with other components, and products of these reactions often cause serious problems in structures. Even more pressing difficulties can arise during reactions of alkaline components with the environment surrounding concrete structures. These reactions can lead to very unexpected results. Stavební práce provádûné na vodních tocích jsou témûfi vÏdy spojené s vût‰ími obtíÏemi, neÏ je tomu u bûÏné stavební ãinnosti. Vedle technického fie‰ení stavby je nutno vûnovat daleko vût‰í pozornost bezpeãnosti práce a také zaji‰tûní ochrany Ïivotního prostfiedí. Ochranu Ïivotního prostfiedí je moÏno zajistit na základû znalostí o místû stavby, zji‰tûn˘ch potfiebn˘mi prÛzkumy a anal˘zami. Schválen˘ provádûcí projekt by mûl také obsahovat podmínky, které je nutno splnit, aby v prÛbûhu v˘stavby, ale i po dokonãení díla, bylo Ïivotní prostfiedí naru‰eno co nejménû. Vliv staveb na vodních tocích na Ïivotní prostfiedí je zcela v˘jimeãn˘ a proto musí b˘t jejich zabezpeãení z tohoto hlediska

vûnována stejná pozornost jak pfii stavbû pfiehrad, tak i na pfiíklad pfii regulaci potoka. Îe tomu tak vÏdy není, pfiedev‰ím u mal˘ch staveb, se mÛÏeme pfiesvûdãit velice ãasto. PodceÀování pfiípravy i malé stavby, z hlediska potfiebn˘ch prÛzkumÛ, mÛÏe vést ke ‰kodám, které jsou nûkdy nenahraditelné. V na‰em pfiíspûvku popí‰eme skuteãnou pfiíhodu, která na‰tûstí skonãila dobfie, ale mÛÏe b˘t ponauãením. V jedné rekreaãní podhorské oblasti, byl na jafie leto‰ního roku regulován místní potok, stékající s pfiilehl˘ch kopcÛ. Potok s pomûrnû velk˘m spádem a hlubok˘m korytem, kter˘ posléze protéká zastavûnou oblastí, zpÛsoboval pfii tání snûhu a pfii déletrvajících de‰tích znaãné ‰kody. V místech zv˘‰ené eroze projektant navrhl vybudování vodních stupÀÛ a kamenn˘ obklad bfiehÛ (obr. 1). Stavbu provádûla renomovaná stavební firma, která s podobn˘mi stavbami má znaãné zku‰enosti. Pro realizaci stavby si vybrali roãní období, o kterém z dlouhodob˘ch údajÛ vûdûli, Ïe má málo sráÏek a tedy i prÛtok vody v potoce bude minimální. Aby si usnadnili práci na dnû koryta potoka, odvedli v místech budovan˘ch stupÀÛ vodu potoka potrubím mimo provádûn˘ objekt. Vodní stupnû a obklad bfiehÛ byl navrÏen z lomového kamene vût‰ích rozmûrÛ, kladen˘ch do zavlhlého betonu, s následn˘m vyspárováním (obr. 2). Provádûjící firma si pro svou ãinnost zajistila dodávku betonu z blízké betonárny od organizace, která se v˘robou betonu zab˘vá

profesionálnû a má pro tuto ãinnost pfiíslu‰nou certifikaci. Obû firmy navíc jiÏ del‰í dobu spolupracují, takÏe znaly navzájem kvalitu své práce. Po vybudování prvního vodního stupnû odstranili dûlníci pomocné potrubí, aby je mohli pouÏít na dal‰ím. Jakmile byl obnoven prÛtok vody pÛvodním korytem, pfies nov˘ kamenn˘ stupeÀ, zaãala se v tÛÀce pod ním usazovat bílá, aÏ naÏloutlá neznámá látka (obr. 3). Vzhledem k jednoduchosti sortimentu materiálu pouÏitého ke stavbû, spojili pracovníci provádûjící organizace tento jev zcela logicky s dodávkou betonu. MoÏn˘ neÏádoucí vliv na Ïivotní prostfiedí vyvolal operativní ãinnost ze strany subjektÛ oprávnûn˘ch k posouzení a zabezpeãení vzniklé situace. K posouzení situace na místû samém byli pfiizvání také pracovníci Betotechu, s. r. o., jakoÏto organizace kontrolující kvalitu betonu ve zmínûné v˘robnû. Provûrkou skladby dodaného betonu bylo zji‰tûno, Ïe se jedná o zavlhl˘ beton sloÏen˘ pouze z drobného tûÏeného kameniva frakce 0 aÏ 4 mm, jehoÏ kvalita je ovûfiená mnoholet˘m pouÏíváním, a cementu CEM II/B-S 32,5R, bez jak˘chkoliv dal‰ích pfiímûsí a pfiísad. Peãlivou prohlídkou okolí stavby nezjistili pracovníci Betotechu v˘skyt materiálu podobného charakteru, kter˘ by mohl kontaminaci zpÛsobit a proto odebrali vzorky vody z hlavního toku potoka nad vodním stupnûm i pod ním, vzorek neznámé látky s vodou a vzorek vody z levostranného pfiítoku ústícího do potoka pod stupnûm k dal‰ímu zkoumání v laboratofii. Orientaãní kvalitativní zkou‰ka s neznámou látkou, na níÏ bylo pÛsobeno kyselinou chlorovodíkovou, ukázala pfiítomnost karbonátÛ, coÏ se projevilo energick˘m rozpou‰tûním a bohat˘m v˘vojem plynu. U vzorkÛ vody bylo stanoveno pH, tvrdost a vodivost. Anal˘za ukázala, Ïe voda je neutrální, ale vysoká vodivost svûdãila o velkém mnoÏství rozpu‰tûn˘ch látek. Následnou chemickou anal˘zou vylouãené látky byla zji‰tûna pfiítomnost vápníku a aniontu CO32– jako dvou hlavních sloÏek, Obr. 1 Pohled na vybudovan˘ vodní stupeÀ. Fig. 1 View of the completed drop

14

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

STAVEBNÍ


Obr. 2 Obklad bfiehÛ potoka Fig. 2 Revetment of brook banks

a dále sodík a fosfátov˘ aniont jako sloÏky doprovázející. Na základû poznatkÛ z proveden˘ch laboratorních zkou‰ek byly uãinûny pokusy s vodou z potoka, aby bylo moÏno objasnit událost na stavbû. Vzorky vody byly postupnû zalkalizovány aÏ na stupeÀ 11. Se zvy‰ujícím se pH zaãala z vody vypadávat tûÏká sraÏenina stejného charakteru jako ta, jeÏ se objevila pfii stavbû vodního stupnû, která byla identifikována jako CaCO3. Pokusme se popsat, co se vlastnû stalo. Vápenec obsaÏen˘ v okolní pÛdû pÛsobením vody a oxidu uhliãitého pfiechází na Ca(HCO3)2, kter˘ je rozpustn˘ v kyselém a neutrálním prostfiedí podle rovnice:

pu‰tûn˘ hydrogenuhliãitan vápenat˘ zreagoval na málo rozpustn˘ uhliãitan vápenat˘, kter˘ se vylouãil (obr. 4 a, b):

v pouÏitém betonu, ale v chemickém sloÏení vody a obsahu v ní rozpu‰tûn˘ch látek. Ke stejnému prÛbûhu by do‰lo pfii pouÏití jakéhokoliv druhu betonu a bez rozdílu kde byl vyroben. Kdyby byl projekt doplnûn anal˘zami vody potoka, bylo by moÏno popsanou pfiíhodu pfiedvídat a vyhnout se stresující situaci, kdy bylo nutné okamÏitû rozhodnout, co se vlastnû stalo a jaká opatfiení je tfieba uãinit. Tato ekologická pfiíhoda nakonec skonãila jako logická, ale pfii podceÀování potfiebné pfiípravy staveb mohou pfiijít i ty obtíÏnû fie‰itelné.

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O SraÏenina, která se vylouãila z vody v popsaném pfiípadû, nemá svÛj pÛvod

Ing. Bfietislav Vafieka, CSc. BETOTECH, s. r. o., zku‰ební laboratofi Ostrava Místecká 1121, 703 83 Ostrava tel./fax: 069 6781 800 e-mail: [email protected]

Obr. 4 a) b) Vyluãující se uhliãitan vápenat˘ Obr. 4 a) b) Separating calcium carbonate

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 PrÛbûh této reakce mÛÏe je‰tû podpofiit i moÏná pfiítomnost agresivního oxidu uhliãitého v samotné vodû potoka. Pfii kontaktu vody potoka s betonem do‰lo k lokálnímu zalkalizování prostfiedí a roz-

Obr. 3 Usazenina na dnû potoka Fig. 3 Sediment on the bottom of the brook

a) b)

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

15


V B¤EZNù U CHOMUTOVA BRIDGE IN B¤EZNO NEAR CHOMUTOV

MOST

L U K Á · B L U D S K ¯, S TA N I S L AV S M I ¤ I N S K ¯ Popis technologické pfiípravy, postupu betonáÏe, kontroly a dosaÏen˘ch v˘sledkÛ dodateãnû pfiedpjaté Ïelezobetonové skruÏe na Ïelezniãním mostû v Bfieznû u Chomutova. Pfii návrhu byla fie‰ena problematika relativnû velkého prÛhybu skruÏe. Pfiíãinou byla mûkká skruÏ s velk˘m rozpûtím nosníkÛ zaloÏená na definitivních základech mostu. DÛvodem byly nepfiíznivé geologické podmínky a poÏadavek na zatlaãení základÛ tíhou ãerstvého betonu tak, aby se do konstrukce po zatvrdnutí betonu nevná‰ela napûtí od poklesu podpor. This article describes technological preparation, process of concreting, check and outcomes achieved in the project of construction of additionally prestressed reinforced centering on the railway bridge in Bfiezno near Chomutov. The design solved a relatively large deflection of the centering. It was brought about by the soft centering with a large span of girders lying on the completed bridge footing. The design respected unfavourable geological conditions and the requirement of pressing in the footing by the fresh concrete weight so that stresses resulting from supports sinking would not be transferred to the structure after hardening of the concrete. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Îelezniãní trval˘ spojit˘ monolitick˘ betonov˘ most o osmi polích ve smûrovém oblouku a v˘‰kovû v pfiímé, s prÛbûÏn˘m kolejov˘m loÏem. Konstrukãní fie‰ení je pro Ïelezniãní most pomûrnû netypické, nicménû v této situaci velmi vhodné. Îelezniãní most (SO 400) je souãástí pfieloÏky trati, jejíÏ stavba je vyvolána postupem tûÏby v lomu Libou‰. Most pfieStavba Objekt TraÈ TraÈov˘ úsek Investor Správce mostu Projektant

16

vádí Ïelezniãní traÈ pfies úãelovou komunikaci, potok a polní cestu. Celková délka pfiemostûní je 182,5 m, délka mostu je 201,2 m. Maximální v˘‰ka mostu nad terénem je 11,5 m. Vzhledem k pomûrnû nepfiízniv˘m geologick˘m pomûrÛm (souvrství jílÛ, jílovcÛ a uhlí) navrhl projektant spojit˘ nosník s malou ohybovou tuhostí a tedy i niÏ‰í citlivostí na pokles podpûr, rozpûtí polí 20 + 22 + 26 + 26 + 26 + 22 + 22 + 20 m, most je v pravostranném oblouku R = 550 m, podéln˘ sklon je + 11 %o. ZAKLÁDÁNÍ Most je zaloÏen na vrtan˘ch pilotách o prÛmûru 900 a 1200 mm o délkách 13 aÏ 18 m. Vzhledem k agresivitû spodní vody jsou piloty vybetonovány z betony C25/30-5b. S P O D N Í S TAV B A Opûry 1 a 9 jsou monolitické s rovnobûÏn˘mi kfiídly. Základové bloky a kfiídla opûr jsou z betonu C25/30-2bb, úloÏné prahy, závûrné zídky a fiímsy jsou z betonu C25/30-3b. Pilífie 2 aÏ 4 a 6 aÏ 8 jsou monolitické, dfiíky jsou prÛfiezu H a jednotlivé pilífie se li‰í pouze v˘‰kou. Tvar H je v˘hodn˘ vzhledem k namáhání ohybov˘m momentem od odstfiedivé síly pfii vedení trasy v pÛdorysném oblouku. Základové bloky jsou z betonu C25/30-2bb, úloÏné prahy C25/30-3b. Pilífi 5 je zesílen˘ z dÛvodu umístûní

pevn˘ch loÏisek, základov˘ blok a dfiík je z betonu C30/37-2bb, úloÏn˘ práh C30/37-3b. LO Î I S K A Na mostû jsou pouÏita hrncová loÏiska, pevné uloÏení je na pilífii 5, na kterém je dvojice pevn˘ch loÏisek. Na ostatních pilífiích a obou opûrách je vÏdy dvojice loÏisek jednosmûrnû posuvn˘ch. Na pilífii 3 bylo umístûno provizorní pevné loÏisko tak, Ïe byl znemoÏnûn posuv loÏiska pomocí ‰ikm˘ch prutÛ betonáfiské v˘ztuÏe spojujících nosnou konstrukci s úloÏn˘m prahem. Toto spojení bylo po dokonãení 2. úseku (úsek s pevn˘m loÏiskem) pfieru‰eno. NOSNÁ KONSTRUKCE Nosnou konstrukci tvofií plná monolitická spojitá deska tlou‰Èky 1,5 m z dodateãnû pfiedpjatého betonu C30/37-3a. ·ífika nosné konstrukce je 7,5 m, ‰ífika nejsilnûj‰í prostfiední ãásti prÛfiezu je 3,4 m dole a 3,6 m nahofie. Délka vyloÏení konzol je 1,6 m, tlou‰Èka konzol v místû vetknutí je 0,45 m a na kraji se zmen‰uje na 0,2 m. Nosná konstrukce sleduje smûrovû i v˘‰kovû vedení koleje na mostû, horní a spodní líc konstrukce jsou v pfiíãném sklonu 5 %, kter˘ odpovídá pfiev˘‰ení koleje ve smûrovém oblouku. Podél pravéObr.1 Fig. 1

Pohled na 1. betonovan˘ úsek – objem 315 m3 betonu View of the first concreted section – 315 m3 concrete volume

âD DDC, pfieloÏka trati Bfiezno u Chomutova-Chomutov SO 400 – Ïelezniãní most v km 0,425 Praha-Chomutov Bfiezno u Chomutova-Chomutov âD s. o., DDC o. z., stavební správa PlzeÀ SDC Ústí nad Labem SUDOP Praha, a. s., Ing. Roman ·afáfi B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

STAVEBNÍ

ho (vnitfiního) okraje mostu je krátk˘ protispád 5 % k úÏlabí, kde jsou umístûny odvodÀovaãe. Nosná konstrukce mostu byla betonována ve 4 úsecích po délce mostu v objemech betonu 315,3; 345,3; 309,4 a 252,5 m3 (obr. 1). Nosná konstrukce je v podélném smûru plnû pfiedpjatá systémem Dywidag. Kabely jsou z 22 lan ∅ 15,7 mm – 1570/1770 MPa s velmi nízkou relaxací. Kabely jsou uspofiádány tak, Ïe v kaÏdé pracovní spáfie se pfiibliÏnû 2/3 kabelÛ spojkují a 1/3 prochází bez pfieru‰ení a pfiedpíná se aÏ po betonáÏi dal‰ího dílu konstrukce. PROVÁDù N Í NOSN É KONSTR U KC E Nosná konstrukce byla betonována na pevné skruÏi po dvou polích s konzolou do dal‰ího pole tak, Ïe pracovní spára je za kaÏd˘m druh˘m pilífiem, pfiibliÏnû v místû nulov˘ch momentÛ. Konstrukce byla navrÏena tak, Ïe po napnutí kabelÛ v pracovní spáfie bylo moÏno hotovou ãást konstrukce odskruÏit a skruÏ pfiesunout pod dal‰í úsek. Vzhledem ke sloÏit˘m geologick˘m pomûrÛm v místû staveni‰tû bylo nutné, aby se vhodn˘m zpÛsobem omezilo namáhání konstrukce vlivem nerovnomûrn˘ch poklesÛ podpûr. Byl proto formulován poÏadavek, aby ve‰keré podpûry skruÏe byly zaloÏeny zásadnû jen na definitivních základov˘ch blocích opûr a pilífiÛ, a maximální moÏná ãást zatlaãení základÛ probûhla bûhem betonáÏe je‰tû pfied zatvrdnutím betonu SKRUÎ Jako hlavní nosníky skruÏe byly pouÏity nosníky HE 1000 B, délky nosníkÛ byly 18 m pro pole 20 a 22 m a nosníky délky 22 m pro rozpûtí 26 m. V kaÏdém poli bylo pouÏito 10 hlavních nosníkÛ, spolupÛsobení nosníkÛ a pfiíãnou tuhost skruÏe zaji‰Èovala ztuÏidla – dvojice profilÛ U 200 nad a pod hlavními nosníky staÏená svisl˘mi svorníky. Stabilitu nosníkÛ proti pfieklopení zaji‰Èovala v˘dfieva mezi nosníky a staÏení skruÏe vodorovn˘mi svorníky. Stojky skruÏe byly zaloÏeny na základov˘ch blocích opûr a pilífiÛ. Byly pouÏity se systémové stojky HD 200 od firmy Peri. Vlastní bednûní bylo tvofieno pfiekliÏkou nesenou dfievûn˘mi pfiíhradov˘mi nosní-

ky Peri a závorami SRZ s rozpûrn˘mi tyãemi SLS pod konzolami desky. Nadv˘‰ení skruÏe bylo fie‰eno vypodloÏením mezi hlavními nosníky a bednûním. PRÒKAZNÍ ZKOU·KY BETONU Dodavatel betonu mûl prÛkaznû doloÏit poÏadavek na bezproblémové spojování vrstev betonu bûhem plynulé betonáÏe v délce cca 10 hodin i pfii zmûnû venkovních teplot a poÏadavek na dosaÏení dostateãné pevnosti betonu pro vnesení pfiedpûtí po 7, resp. 10 dnech. Beton po celou dobu betonáÏe skruÏe mûl b˘t ve stavu, kdy nenastane tvrdnutí betonu a minimálnû po dobu 4 hodin bude zpracovateln˘, tedy nenastane tuhnutí betonu. Minimální poÏadovaná kontrolní pevnost betonu v tlaku na zku‰ebních tûlesech pro pfiedpûtí byla fck ≥ 33,6 MPa, a to po 7, resp. 10 dnech. PrÛkazní zkou‰ky na poÏadavané vlastnosti betonu C30/37-3a zpracovávala zku‰ební laboratofi spoleãnosti Betotech, s. r. o., v Mostû. Poãátek doby tuhnutí betonu byl zji‰Èován penetraãním odporem. S pfiírÛstkem zpomalující pfiísady byl poãátek doby tuhnutí betonu (σc = 0,5 MPa) prodlouÏen aÏ na sledovan˘ch 6 hodin od poãátku pfiidání vody do smûsi. SoubûÏnû byla sledována konzistence v závislosti na ãase. Hraniãní hodnota σc = 3,5 MPa byla dosaÏena aÏ po 8 aÏ 10 hodinách v závislosti na mnoÏství pfiísady. âást vyroben˘ch zku‰ebních tûles pfii prÛkazních zkou‰kách byla pro porovnání v˘sledkÛ na Ïádost investora odeslána k odzkou‰ení do TAZUSu v Teplicích. V˘sledky prÛkazních zkou‰ek byly pfiedloÏeny v‰em zúãastnûn˘m stranám k odsouhlasení. V koneãném návrhu receptu-


ry bylo pro zpomalení tuhnutí betonu pouÏit zpomalovaã tuhnutí betonu dodavatele stavební chemie ADDIMENT VZ1 v dávkování 4 kg/m3 (tj. 1 kg na 100 kg cementu). Toto mnoÏství zaji‰Èovalo zpomalení tuhnutí betonu v laboratorních podmínkách o 4 hodiny. Pro úãely pfiedpjetí betonu byly souãástí prÛkazních zkou‰ek i krátkodobé pevnosti v tlaku po 7 a 10 dnech. V‰echny poÏadavky na vlastnosti ãerstvého a ztvrdlého betonu byly beze zbytku splnûny. Zkou‰ky pevnosti v tlaku provedené v TAZUSu v˘sledky krátkodob˘ch pevností v prÛkazních zkou‰kách potvrdily. PouÏitá receptura pro 1. úsek betonáÏe: CEM I 42,5 R 400 kg Voda 175 kg DTK frakce 0/4 814 kg HTK frakce 4/8 149 kg HTK frakce 8/16 471 kg HTK frakce 16/22 377 kg pfiísady: ADDIMENT BV 1 2,4 kg ADDIMENT VZ 1 4,0 kg ADDIMENT FM 6 3,2 kg Dávkování sloÏek betonu je uvedeno v suchém stavu a na objem 1 m3 betonu. Pfiísada ADDIMENT FM 6 se pfiidávala pro udrÏování poÏadované konzistence sednutím v rozmezí 110 aÏ 140 mm. Pfii betonáÏi dal‰ích úsekÛ bylo upraveno dávkování pfiísady ADDIMENT VZ1 zpomalující dobu tuhnutí aÏ na 2 kg/m3 betonu. POSTUP BETONÁÎE Vypoãten˘ prÛhyb hlavních nosníkÛ skruÏe byl v nejdel‰ích polích mostu cca 70 mm. Proto vznikla obava ze vzniku

Obr. 2 Postavení ãerpadel po celou dobu betonáÏe Fig. 2 Placement of pumps throughout the concreting period B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

17


Obr. 3 BetonáÏ probíhající ze dvou míst – zaãátek betonáÏe Fig. 3 Concreting performed from two initial points – start of concreting

trhlinek v betonu, ve kterém zapoãalo tuhnutí na spodním líci konstrukce pfii nárÛstu prÛhybu skruÏe bûhem betonáÏe. Tato obava si vyÏádala podrobn˘ návrh postupu betonáÏe tak, aby byl co nejrychlej‰í nárÛst prÛhybu kaÏdého pole skruÏe a pouÏití takové receptury betonu, která by zajistila zpracovatelnost betonu po

Obr. 4 PrÛbûh betonáÏe skruÏe Fig. 4 Process of concreting of the centering

minimálnû 4 hodiny od dopravení na stavbu. Byl navrÏen takov˘ postup betonáÏe, podle kterého bylo do kaÏdého pole mostu uloÏeno 85 % objemu betonu do ãtyfi hodin od okamÏiku umíchání, coÏ znamená, Ïe 85 % prÛhybu skruÏe probûhlo v ãase, kdy byl beton zpracovateln˘ a nehrozilo jeho poru‰ení. Dopravní vzdálenost z betonárny na stavbu byla 12 km, ãas od zaãátku míchání do dopravení na stavbu byl cca 30 minut a beton byl dopravován kontinuálnû autodomíchávaãi. K ukládání betonu byla pouÏita dvojice ãerpadel s takovou délkou v˘loÏníku, která umoÏÀovala betonáÏ celého úseku bez pfiestavování pump (obr. 2). Dodavatelem betonové smûsi byla spoleãnost TBG Severní âechy, s. r. o., v˘robna Chomutov. Pro pfiípad poruchy byla pfiipravena záloÏní betonárna téÏe spoleãnosti, umístûná v Mostû. Obû betonárny pouÏívají stejné sloÏky do betonu (cement, kamenivo a pfiísady) i pfiepravní vzdálenost na stavbu byla pfiibliÏnû stejná. Postup betonáÏe s dvojicí betonov˘ch ãerpadel, které ukládaly beton ve vrstvách proti sobû, se podafiilo realizovat podle schváleného postupu (obr. 3 a 4). Hlavní poÏadavek zatíÏit betonované pole z 85 % objemu betonem v ãerstvém stavu se podafiilo splnit díky podrobnû zpracovanému „technologickému postupu prací pfii betonáÏi“ a vhodnû navrÏeném sloÏení betonu. U prvního betonovaného úseku byl pouÏit zpomalovaã v celém prÛfiezu konstrukce. Vyhodnocení betonáÏe prvního úseku: • pouÏití zpomalovaãe tuhnutí pro ve‰ker˘ dodávan˘ beton zvy‰ovalo ãas míchání na 1,5 násobek, ãímÏ se sníÏil hodinov˘ v˘kon betonárny, • v˘znamná ãasová prodleva mezi uloÏením smûsi do svrchní vrstvy konstrukce a úpravou horního povrchu (obr. 5). Z tûchto dÛvodÛ byl postup pro betonáÏ dal‰ích úsekÛ upraven tak, Ïe do spodních 500 mm desky se pouÏil zpomalovaã v mnoÏství 4 kg/m3, na prostfiední ãást desky v mnoÏství 2 kg/m3 a na vrchní vrstvu, 150 mm, se pouÏila smûs bez zpomalovaãe. Bûhem betonáÏe kaÏdého úseku byla geodeticky sledována deformace skruÏe Obr. 5 ZpÛsob úpravy povrchu poslední vrstvy betonu Fig. 5 Method of finishing of the top concrete layer

18

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

STAVEBNÍ

KONTROLNÍ ZKOU·KY BETONU V prÛbûhu betonáÏe byla provádûna dÛsledná kontrola vlastností poÏadovaného betonu jak v ãerstvém, tak zejména ve ztvrdlém stavu. Hlavním dÛvodem bylo zvolit, podle zji‰tûn˘ch pevností v tlaku vhodn˘ termín pro pfiedpínání. Dodavatel betonu prostfiednictvím zku‰ební laboratofie spoleãnosti Betotech, s. r. o., zaji‰Èoval bûhem betonáÏí kompletní dozor nad kvalitou, tj. zejména odbûry vzorkÛ a zkou‰ky ãerstvého betonu na betonárnû i na stavbû (v˘sledky zkou‰ek pevnosti v tlaku po 28 dnech jsou uvedeny v grafu na obr. 7). PrÛmûrné hodnoty zkou‰ek z jednotliv˘ch dnÛ betonáÏí jsou uvedeny v tabulce ã. 1. DosaÏené hodnoty potvrdily správnost návrhu i kvalitu a rovnomûrnost vlastních dodávek betonu. Pro potfieby betonárny byly provádûny kontrolní zkou‰ky obsahu vody v ãerstvém betonu (vysou‰ením vzorku betonu na stavbû) a objemové hmotnosti ãerstvého betonu. Ze zji‰tûného obsahu vody a deklarovaného mnoÏství cementu byl kontrolován poÏadovan˘ vodní souãinitel. Investor mûl smluvního partnera v oblasti kontroly kvality betonÛ ve spoleãnosti TAZUS, poboãka Teplice. Ten zaji‰Èoval odbûry vzorkÛ pro zkou‰ky ãerstvého a ztvrdlého betonu na stavbû. Koneãnû i dodavatel stavby mûl k dispozici zku‰ební tûlesa pro zkou‰ky pevnosti v tlaku. Obr. 7 Grafick˘ pfiehled jednotliv˘ch v˘sledkÛ pevností v tlaku po 28 dnech Fig. 7 Graphic display of results of strengths under compression after 28 days B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Datum betonáÏe Teplota ãerstvého betonu [°C] Druhy zkou‰ek Obj. hm. ãerstvého betonu [kg/m3] Konzistence (sed.) [mm] Vodní souãinitel Pevnosti v tlaku [MPa] po 3 dnech po 5 dnech po 7 dnech po 10 dnech po 28 dnech Vodotûsnost V5 [mm]

21. 8. 2001 22

5. 10. 2001 15

31. 10. 2001 13

13. 11. 2001 10

2362 140 0,45

2376 120 0,46

2384 130 0,44

2369 110 0,45

29,6 43,0 43,0 44,2 50,7 32,8

43,6 49,3 40,3

43,6 53,1 27,7

39,5 52,6 25,5

Z ÁV ù R Bûhem betonáÏí nosné konstrukce do‰lo pouze k bûÏn˘m provozním odchylkám od stanoveného harmonogramu prací, které byly operativnû fie‰eny a byly pouãením pro v‰echny zúãastnûné strany. Spoleãnou a vãasnou koordinací prací investora, dodavatele stavby, dodavatele betonu a zku‰ební laboratofie se podafiilo betonáÏ v‰ech úsekÛ provést bez problémÛ v poÏadované kvalitû a termínech a postavit most s konstrukcí, která splÀuje v‰echny poÏadavky zákazníka a zároveÀ dobfie esteticky pÛsobí.

Ing. Luká‰ Bludsk˘ SSÎ, a. s., O. Z. 9, tech. skup. U Michelského lesa 370, 140 75 Praha 4 tel.: 02 4172 4246, fax: 02 4172 2253 e-mail: [email protected], www.ssz.cz Ing. Stanislav Smifiinsk˘, Betotech, s. r. o., Akredit. zk. lab. ã. 1195 Kubátova 65, 266 01 Beroun 2 tel.: 0311 644 783, fax.: 0311 644 780 e-mail: [email protected], www.betotech.cz

Obr. 6 Pfiehled krátkodob˘ch pevností betonu pro pfiedpûtí Fig. 6 Review of short-term strengths of concrete for prestressing

50 Pfiedpûtí bylo provádûno na základû zkou‰ek pevnosti v tlaku po 5, 7, resp. 10 dnech pevnost v tlaku [MPa]

P¤EDPÍNÁNÍ Kabely byly protaÏeny do kanálkÛ pfied betonáÏí kaÏdého úseku. Pfiedpínání bylo provádûno pfii pevnosti betonu minimálnû 80 % kontrolní krychelné pevnosti ve stáfií betonu minimálnû 5 dní, graf na obr. 6. Pfiedpínání a injektáÏ kabelov˘ch kanálkÛ provádûla firma SM 7, a. s. Vzhledem k poklesu teplot nebylo moÏno zainjektovat kabely do 14 dnÛ od pfiedepnutí (prosinec 2001), proto byla zabezpeãena doãasná protikorozní ochrana panelÛ a injektáÏ byla provedena v bfieznu následujícího roku, v období teplého poãasí.

Tab. 1 PrÛmûrné hodnoty zkou‰ek z jednotliv˘ch dnÛ betonáÏí proveden˘ch zku‰ební laboratofií Tab. 1 Average values of concrete tests done during individual days of concreting – testing laboratory

45

40

35 Datum betonáÏe

21.8.

- - - -

5.10.

30

31.10

minimální poÏadovaná pevnost betonu pro pfiedpímání

13.11.

25 5

7

stáfií betonu [dny]

10

80

Pevnost v tlaku po 28 dnech [MPa]

(prÛhyb hlavních nosníkÛ a deformace pfiíãn˘ch ztuÏidel) a souãasnû byl sledován ãasov˘ v˘voj zatlaãování základÛ.


• KONSTR

70

60

50

40

30

Datum betonáÏe

Statistické vyhodnocení pevností po 28 dnech

21.8. 5.10.

20

max: min: smûr. odchyl:

31.10 13.11.

58,3 MPa 418,9 MPa 3,4 MPa

prÛmûr: poãet:

51,6 MPa 37

10

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

[poãet odbûrÛ pro jednotlivé betonáÏe]

U KC E

• SANAC

E

4/2002

19

SANACE REHABILITATION

ZÁVADY

A ZESILOVÁNÍ PLO·N¯CH ZÁKLADÒ FAILURES AND STRENGTHENING OF SHALLOW FOUNDATIONS L A D I S L AV K L U S Áâ E K , ZDENùK BAÎANT Závady plo‰n˘ch základÛ, proveden˘ch ze smí‰eného nebo cihelného zdiva ãi betonu. Základy, uloÏené na ménû únosném podzákladí, nebo po pfiedchozím znehodnocení podzákladí vnikem vody. Zesilováním základÛ pomocí pfiedpínání, dvû praktické aplikace. V˘sledky mûfiení deformací základÛ pfied, bûhem a po zesílení. Failures of shallow foundation structures that are constructed from composite (bricks and natural stones) or brick masonry or concrete ones founded on the subsoil of low bearing capacity or on the subsoil, which was degraded with water penetration into a footing bottom. Strengthening of these foundation structures by prestressing. Two effectual applications of prestressing together with the results of deformation measurement before, in the course and after strengthening. Se závadami základÛ a na nû navazujícími poruchami objektÛ se mÛÏeme setkat pomûrnû ãasto. Obvykle se jedná o pásové základy ze smí‰eného nebo cihelného zdiva nebo z betonu, uloÏené na ménû

únosném podzákladí; obdobnû se chovají stavby po pfiedchozím znehodnocení podloÏí vnikem vody do základové pÛdy. PotíÏe mohou nastat také v pfiípadû, kdy základy byly provedeny s neÏádoucími rozmûrov˘mi odchylkami nebo pfii nepfiesnû provedené pilotáÏi pod vlastní základovou konstrukcí. ZKU·ENOSTI

Z PROVÁDù N Í

R E K O N S T R U K C Í P LO · N ¯ C H ZÁKLADÒ

Lze konstatovat, Ïe pfii ztuÏování základov˘ch konstrukcí je málo pamatováno na kvalitu a pfiesnost provádûní. Stává se, Ïe tvar i vyztuÏení jsou upravovány bez vûdomí projektanta. Pfii provádûní rekonstrukcí, pfii autorském dozoru a pfii posuzování poruch jiÏ proveden˘ch staveb je moÏné se setkat s opakujícími se závadami: Chyby lidského ãinitele ve stadiu: • Projektové pfiípravy – podcenûní prÛzkumov˘ch prací (geologick˘ prÛzkum chybí zcela nebo byl proveden v rámci sniÏování nákladÛ v nevhodném rozsahu); podcenûní úãinkÛ dynamick˘ch namáhání na podloÏí i na vlastní konstrukci pfii nesouladu konstrukãního a pouÏitého matematického modelu apod.

• Vlastní realizace – byl pouÏit nevhodn˘ materiál nebo do‰lo k rÛzn˘m neodborn˘m vylep‰ováním vlastní konstrukce ãi k nedodrÏování bûÏn˘ch technologick˘ch postupÛ pfiípadnû k nevhodnému pouÏití pfiísad a pfiímûsí pfii betonáÏi v extrémních podmínkách a k zanedbávání o‰etfiování betonu atd. Neodborné uÏívání konstrukce: pfietûÏování základov˘ch konstrukcí pfii zvy‰ování zatíÏení horní stavby nebo pfii provozu neudrÏovan˘ch strojních zafiízení. Zanedbání základních pravidel provozu základu: napfi. pfii poru‰ené kanalizaci nebo vodovodním fiadu dochází k nepfiíznivému ovlivnûní podloÏí sráÏkovou, spla‰kovou nebo spodní vodou apod. O P R AV Y Z Á K L A D Ò Náprava závad základov˘ch konstrukcích je vÏdy velmi nákladná, proto je uÏiteãné pro jejich sanaci pouÏívat spolehlivé a souãasnû levné metody. V mnoha pfiípadech je moÏné dosáhnout zlep‰ení roz‰ífiením základové spáry s pomocí pfiídavné Ïelezobetonové konstrukce – tedy zvût‰ením a ztuÏením základu s ukotvením do pÛvodního základového zdiva. Správn˘ návrh a konstrukãní fie‰ení spojení starého a nového základu je vÏdy naprosto nezbytnou podmínkou.

Obr. 1 ZtuÏující pfiedpjat˘ rám po obvodu základového zdiva kostela Fig. 1 Prestressed stiffening bottom frame along perimeter of the church foundation masonry

Obr. 2 Pohled na kostel, ztuÏen˘ ve tfiech úrovních pfiedpûtím Fig 2 View on the church strengthened in three levels by prestressing

20

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

SANACE REHABILITATION Zlep‰ení spojení pÛvodního a roz‰ifiujícího základu lze dosáhnout jednoduch˘m zkosením nebo ozuby ve starém základu s nov˘m pfiibetonováním – pro zlep‰ení úãinnosti spojení je pouÏíváno nepfiedpjaté provázání staré a nové konstrukce – napfi. ocelov˘mi nosníky, zakotven˘mi do starého zdiva a zabetonovan˘mi v novém betonu, nepfiedpjat˘mi mikrohfieby (trny, kotvami) apod. [1, 5]. Nov˘ základ mÛÏe b˘t rozepfien o dva poblíÏ leÏící pÛvodní základy; tvar nového základu pak mÛÏe b˘t klenbov˘ s vyklenutím dolÛ (obvyklé) nebo nahoru (ménû ãasté) [6]. Tyto metody je moÏné rÛznû kombinovat. V literatufie o rekonstrukcích základÛ lze nalézt rÛzná fie‰ení, která jsou jiÏ na prv˘ pohled nerealizovatelná, napfi. rÛznû komplikovanû provádûné kapsy a ozuby (zlep‰ující styk staré a nové konstrukce), které se ani pfii nejlep‰í vÛli nedají provést a funkãnû nemohou spolehlivû pfievzít zatíÏení. Mnohdy svûdãí spí‰e o malé praktické zku‰enosti autora. O fiádném pÛsobení plo‰ného roz‰ífiení základu rozhoduje tuhost spojení pfiidané konstrukce s pÛvodním, vût‰inou zdûn˘m základem. Je-li malá, roz‰ifiující konstrukce se vÛãi základu pfietváfií a úãinnost opatfiení je mizivá. Tak tomu je v pfiípadech, kdy je spojení zaji‰Èováno pouze provleãen˘mi ocelov˘mi táhly, hfiebíkováním apod. Je tedy zfiejmé, Ïe úãelné je dosáhnout co nejvût‰í tuhosti, aby základ pÛsobil po roz‰ífiení jako jeden celek a pfiidané zatíÏení pfiená‰ela jiÏ zvût‰ená plocha základové spáry. Toho lze dosáhnou pfiedpínacími kabely, které mohou dokonce aktivovat roz‰ifiující konstrukci i pro pÛvodní zatíÏení základu. P¤EDPÍNÁNÍ

ZÁKLADÒ

P¤I REKONSTRUKCI

Zesilování základÛ plo‰n˘m roz‰ífiením bylo jiÏ dfiíve úspû‰nû pouÏíváno. S diskutabilním v˘sledkem v‰ak bylo dosahováno zmonolitnûní starého a nového základu. Takto provádûná roz‰ífiení totiÏ „zabrala“ aÏ po relativnû vût‰ích deformacích ve styãn˘ch spárách, takÏe neumoÏÀovala plnû vyuÏít provedená roz‰ífiení. Statick˘ návrh se pfiitom opíral o neovûfiené pfiedpoklady plného zmonolitnûní. Teprve pfiedpûtí umoÏnilo provést dokonalé spojení starého a nového základu s okamÏit˘m pfiízniv˘m úãinkem roz‰ífiené základové spáry. Pfiedpûtí bylo úspû‰nû pouÏito pfii rekonstrukcích historicB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

k˘ch budov; byly zpevnûny základy i horní stavby vûÏí, kostelÛ, obãansk˘ch staveb, silniãních mostÛ apod. V˘sledky zesílení byly pfiitom, in situ, soustavnû a podrobnû studovány a byly mûfieny deformace základÛ. Dnes lze uvést pozitivní v˘sledky a pfiedstavit úspû‰nû realizované rekonstrukce [2, 3, 4]. Pro pfiedpínání se pouÏívá technologie vyvinutá pro pfiedpínání pozemních a inÏen˘rsk˘ch staveb. Pro pfiesné vedení dráÏek a náhradních kabelov˘ch kanálkÛ ve zdivu v délkách aÏ 10 m se s velkou smûrovou pfiesností ± 50 mm se pouÏívá zvlá‰tní montáÏní pfiípravek. Pfiedpínáním konstrukce rozumíme vnesení tlakov˘ch napûtí do pÛvodního systému v jednom ãi více smûrech tak, aby bylo pfiíznivû ovlivnûno rozdûlení napûtí v konstrukci. Rozhodující je vÏdy stanovení velikosti potfiebn˘ch tlakov˘ch sil, tedy mnoÏství a umístûní pfiedpínacích lan, pramencÛ ãi tyãí z kvalitní oceli v konstrukci a sil v nich. Pro pfiedpínání základÛ se obvykle navrhují obalovaná lana Lp, a to buì jednotlivû , nebo ve formû kabelÛ po 3 aÏ 6 kusech. V˘znamné je zaji‰tûní tuhosti konstrukce ve smûru pfiedpínání, tj. vytvofiení dostateãnû tuh˘ch prvkÛ (napfi. zdûn˘ch, z betonu ãi oceli). Pokud konstrukce tyto dostateãnû tuhé prvky má, navrhování nov˘ch tuh˘ch prvkÛ není nutné. V pfiípadû zesilování základÛ b˘vá vût‰inou samotn˘ základ dostateãnû tuh˘ (kvalitní cihelné zdivo, ãasto kamenné zdivo na hydraulickou maltu). Mimofiádnû nebezpeãné jsou staré otvory a dutiny. Proto je tfieba provést prÛzkum stavu základové konstrukce pfied zahájením sanaãních prací, nejlépe pfied zpracováním projektové dokumentace. VÏdy se pfiedem pfiedpokládá vyplnûní spár, trhlin a dutin injektáÏí, která zajistí zmonolitnûní konstrukce pro pÛsobení tlakov˘ch (pfiedpínacích) sil. Teprve po jejich proinjektování lze pfiistoupit k pfiedpínání. Pfii zanedbání popsaného postupu

zesilované základové zdivo

zesilovan˘ základov˘ pás (kamenné nebo smí‰ené zdivo)

zdivo

b

pfiedpjaté konzoly Obr. 3 Roz‰ífiení základu: a – pfiedpjatou obrácenou klenbou a vnûj‰ími pásy, b – oboustrann˘mi pfiedpjat˘mi konzolami. Ozuby ve starém zdivu jsou pfiizpÛsobeny pfiedpínací tlakové síle Fig. 3 Foundation extension realised: a – with reverse arch and external strips, b – with double-sided prestressed cantilevers. Cogs in the old masonry are accommodated to the prestressing compression force

se mÛÏe stát, Ïe funkce pfiedpûtí bude nejasná a základová konstrukce mÛÏe b˘t pfiedpínáním i závaÏnû po‰kozena. Nezbytné je zaji‰tûní trvanlivosti vloÏen˘ch ocelov˘ch prvkÛ, jejich protikorozní ochrana. Zesilované základy mají obvykle vy‰‰í vlhkost a b˘vají téÏ prostoupeny solemi. PouÏití chránûn˘ch pfiedpínacích lan je velmi vhodné. Pfii uÏití nechránûné oceli je nezbytná dodateãná injektáÏ kanálkÛ,

Obr. 4 Roz‰ífiení základu vûÏe pfiedpjat˘mi konzolami a obrácenou klenbou Fig. 4 Foundation extension with presstressed cantilevers and reverse vault

• KONSTR

a

pfiedpjatá základová klenba

základové pásy vûÏe

zdivo vûÏû

mikrohfiebeny

zesilující pfiedpjatá klenba a konzoly

U KC E

• SANAC

E

4/2002

21

SANACE REHABILITATION dráÏek a kotevních oblastí cementovou injektáÏní maltou. InjektáÏ je nutno provádût podle stejn˘ch zásad, jako se pouÏívají u novû budovan˘ch pfiedpjat˘ch konstrukcí. Pfii napínání by mûl b˘t na stavbû pfiítomen statik a podle okolnosti by mûl síly, stanovené projektem, vhodnû upravovat. Podmínkou úspûchu je z velké ãásti zku‰enost statika a odbornost provádûjící firmy. MOÎNOSTI P¤EDEPNUTÍ ZÁKLADÒ Nelze fiíci, Ïe ztuÏování základÛ pfiedpínáním je vhodné ve v‰ech pfiípadech, nicménû tímto postupem je moÏné úãinnû docílit zlep‰ení statického stavu objektu a souãasnû zajistit spolehlivé pfienesení zatíÏení z horní stavby do podzákladí. Sanaãní zásah lze pouÏít jak pro plo‰né roz‰ífiení základové spáry, tak i pro v‰eobecné ztuÏení základu. Oba postupy jsou mnohonásobnû lacinûj‰í neÏ podchycení objektu pilotami. Plo‰né základy lze zesilovat pfiedpûtím: • pfii vodorovném zatíÏení (pfietíÏení) v rovinû základu (obr. 1, 2), • pfii svislém zatíÏení (pfietíÏení) zvût‰ením základové spáry (obr. 3a, b, 5, 6), • pfii dynamickém zatíÏení (obr. 7), • pfii v‰eobecném ztuÏení základÛ (obr. 8). P ¤ Í K L A DY

Z E S I LO VÁ N Í Z Á K L A D Ò

P¤EDPÍNÁNÍM

Podle star˘ch dokumentÛ se brzy po dokonãení stavby barokního kostela objevily poruchy ve zdivu, stûnách i klen-

bách a vûÏ chrámu se zaãala postupnû od kostela odklánût. V posledních letech se zaãaly poruchy ve zdivu kostela opût postupnû zvût‰ovat, zejména pak trhliny mezi vûÏí a kostelní lodí. VûÏ kostela pfii odklánûní strhávala ãást kostelní lodi sebou, takÏe trhliny byly posunuty aÏ do prvého pole klenby v prostoru nad kÛrem. Po podrobném rozboru v‰ech pÛsobících vlivÛ bylo konstatováno, Ïe pfiíãina vzniku trhlin a ostatních poruch je v podzákladí kostela. Statická sanace kostela byla navrÏena v souladu s inÏen˘rsko-geologick˘m posudkem a sestávala z následujících krokÛ: • vykácení vzrostl˘ch stromÛ poblíÏ stavby [7], • odstranûní star˘ch anglick˘ch dvorkÛ a zpevnûní sendviãového základového zdiva nepfiedpjat˘mi hfieby, • zamezení pfiímého v˘paru z pÛdy (evaporaci) – kolem kostela byl zhruba 0,5 m pod úrovní terénu a v ‰ífii cca 3 m uloÏen nepropustn˘ kryt z PVC fólie [8]. Mimo tyto tfii úpravy podzákladí byla provedena sanace vlastního objektu. Bylo navrÏeno pfiedpínání a pfiedpínací síly byly vná‰eny ve tfiech úrovních – po obvodu kostela, v úrovni základÛ, pod okenními otvory a pod fiímsou kostela (u základu se jednalo o jeho zesílení v rovinû základu pfiedepnutím vnûj‰ího vodorovného ztuÏujícího rámu). Kolem presbytáfie a kostelní lodi byl vybetonován nov˘ Ïelezobetonov˘ rám ve tvaru velké podkovy, do kterého byla pfied betonáÏí vloÏena pfiedpínací obalo-

vaná lana NPE Lp 15,5 (monostrendy). Pod prahem na podkladovém betonu, na styku svislé stûny pásu a na cementovou omítkou upraveném svislém obvodovém zdivu základu kostela, byla vytvofiena kluzná spára tfiemi vrstvami asfaltov˘ch izolaãních pásÛ. Pfied ãelní stûnou kostela a kostelní vûÏí bylo ve stejné úrovni, kolmo k obûma ramenÛm, provedeno pfiíãné ztuÏidlo s procházejícími v˘‰e zmínûn˘mi lany. Vybetonovan˘ rám byl pfiedepnut dvanácti lany pfiedpínací silou v celkové v˘‰i cca 2 400 kN. Rám je dodateãnû pfiedpínan˘m prvkem v úrovni základÛ, zaji‰Èující pfienos pfiedpínací síly a souãasnû znemoÏÀující dal‰í rozestupování vûÏe a lodi kostela (obr. 1). Dále byla pfiedepnutím po obvodu zdiva (s dûlením na lana podélná a lana obepínající knûÏi‰tû) pod a nad úrovní oken zmonolitnûna loì kostela s vûÏí. Byla pouÏita lana NPE Lp 15,5 (monostrendy), která byla uloÏena ve dráÏkách ve zdivu a v náhradních kabelov˘ch kanálcích (obr. 2). Radniãní vûÏ je zdûná konstrukce obdélníkového pÛdorysu s v˘‰kou 55 m. Po del‰í dobu pfied sanaãním zásahem se její nestabilita projevovala trhlinami ve styku se zdivem budov, které zasahovaly aÏ do cenn˘ch klenutí sálÛ radnice. Dlouhodobû provádûná mûfiení ‰ífiek rozhodujících trhlin prokázala jejich trval˘ nárÛst, sice kolísav˘ s roãními obdobími, av‰ak bez ustálení. V úrovni ochozu byla odchylka vûÏe od svislice 350 mm [6]. Základovou pÛdou jsou spra‰ové hlíny

Obr. 5 Ozuby ve starém základu radnice, provedené diamantovou pilou. Viditelné jsou injektované smykové mikrohfieby a vyvrtané kabelové kanálky pro pfiedpínací lana Fig. 5 Cogs in the old masonry made with diamond saw. Injected shear micronails and drilled ducts for prestressing cables

Obr. 6 V˘ztuÏ konzoly, roz‰ifiující základovou spáru. Viditelné je kotvení kabelÛ Fig. 6 Cantilever reinforcement and anchorage of the cables

22

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

SANACE REHABILITATION pfiecházející v jílovce cca v hloubce 16 m, bez dostateãnû siln˘ch a únosn˘ch mezivrstev. Geologick˘ prÛzkum zjistil nadmûrnou vlhkost hlín v podzákladí, blízkou mezi plasticity. ·tûrky, které se také nacházejí v podzákladí, mají malou mocnost, jsou silnû zahlinûné a pro ukotvení hlav pilot ãi mikropilot nevhodné. Geologick˘ posudek doporuãil zv˘‰ení bezpeãnosti a zaji‰tûní stability objektu plo‰n˘m roz‰ífiením základÛ. PÛvodní základy vûÏe byly provedeny jako dva samostatné plo‰né zdûné pásy z kamenného zdiva s nestejnou úrovní základové spáry. Rozsáhlou statickou anal˘zou s modelováním vûÏe jako deskostûnové konstrukce na podloÏí (ovûfienou bûÏn˘m v˘poãtem) bylo potvrzeno vychylování vûÏe pfii nárazech pfievládajících vûtrÛ smûrem od budov a pfiemáhání základové pÛdy aÏ na 0,7 MPa. Zaji‰tûní vûÏe velkoprÛmûrov˘mi vrtan˘mi pilotami mimo obrys vûÏe bylo pfiedem vylouãeno z provozních a finanãních dÛvodÛ (zejména s pfiihlédnutím k nezbytnosti budování záchytné Ïelezobetonové podzemní konstrukce po obvodu vûÏe). Sanace (zabránûní pohybÛ a trvalé zamezení trhlin) vûÏe byla navrÏena souãasn˘m zesílením základÛ (roz‰ífiením plochy základové spáry o 100 %) a stabilizací konstrukce vûÏe pfiedpínacími kabely. Pro oba sanaãní zásahy bylo s v˘hodou pouÏito pfiedpûtí, konstrukãní provedení se opíralo o technologii náhradních kabelov˘ch kanálkÛ. Bylo navrÏeno roz‰ífiení základové spáry spfiaÏením pÛvodních základÛ se Ïelezobetonovou klenbou, opfienou do zdiva základov˘ch pásÛ vûÏe, s doplnûním o dvû kfiídla, která se spojila s pÛvodním základem a klenbou pfiedepnutím obalovan˘mi lany (obr. 4). Ve zdivu základov˘ch pásÛ byly vysekány ozuby pro paty klenby a pro obû kfiídla (obr. 5). Na zeminu byla vybetonována vyztuÏená (obrácená) klenba i kfiídla vlevo a vpravo (obr. 6). SpolupÛsobení nového a starého základu bylo zaji‰tûno propojením pfiedpínacími kabely, uloÏen˘mi v konzolov˘ch vyloÏeních obou základov˘ch pásÛ vûÏe (vlevo a vpravo pfii pohledu z námûstí) a v obrácené základové klenbû mezi obûma pásy. Vlastní vûÏ byla po v˘‰ce ukotvena k dvorním vestavbám zbudovan˘m k tomuto úãelu. V prÛmyslov˘ch objektech b˘vá ãasto fie‰enou úlohou porucha dynamicky naB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

máhaného Ïelezobetonového základu pod toãiv˘m strojem. V nûkter˘ch provozech (cementárny, prÛmyslové ml˘ny, kompresorové stanice) jde o velké konstrukce, jejichÏ rozmûry dosahují i nûkolika desítek metrÛ. Poruchy na tûchto konstrukcích se projevují nejãastûji trhlinami – v nûkterém prÛfiezu základu. SníÏení tuhosti a následné vibrace zpÛsobují odklánûní ãásti základu a tím zmûnu geometrie uloÏení stroje, coÏ mÛÏe vést aÏ k jeho havárii (po‰kození loÏisek, funkãní zpÛsobilosti stroje apod.). Pfiíkladem lze uvést zesílení dynamicky namáhaného základu pod rotaãním ml˘nem. âást základu byla poru‰ena trhlinou ve styku vlastního základu pod strojem a spojovacího pfiíãníku. DÛvodem bylo podcenûné vyztuÏení prÛfiezu namáhaného dynamicky pfii roztáãení hmotného ml˘nu. Trhlina se roz‰ifiovala pfii zábûrovém momentu stroje aÏ na 2,5 mm. Zesílením základu se v tûchto pfiípadech rozumí trvalé odstranûní typick˘ch poruch s vytvofiením rezervy proti jejich novému vzniku. Byly pouÏity dva tfiílanové kabely vedené v pfiímé dráze. Jednou z moÏností stanovení velikosti pfiedpínacích sil je omezení napûtí v pfiedpínané spáfie, které mÛÏe po pfiedchozím proinjektování epoxidovou injektáÏí dosahovat aÏ k 80 % v˘poãtové pevnosti betonu základu. Takto navrÏen˘ hlavní sanaãní zásah byl v uvedeném pfiípadû doplnûn podepfiením uvolnûné ãásti základu mikropilotami. Po pfiedepnutí jiÏ nedocházelo k po‰kozování pohonn˘ch motorov˘ch jednotek. Podobnû lze zesilovat naru‰ené základy pod turbosoustrojím, turbínami, ãerpadly ãi prÛmyslov˘mi kompresory (obr. 7). M ù ¤ E N Í DE F OR MAC Í Z ÁKL ADÒ Dosud realizovaná ztuÏení základÛ pfiedpínáním byla poãetnû zkoumána nûkolika zpÛsoby. Souãasnû, pokud to finanãní moÏnosti dovolily, byly jejich deformace mûfieny pomocí tenzometrÛ, zabudovan˘ch do konstrukce a propojen˘ch do ústfiedny, snímající a zaznamenávající namûfiené hodnoty. Z vyhodnocen˘ch pfiíkladÛ jsou uvedeny v˘sledky deformací rekonstruovan˘ch základÛ kostela a radnice. Oba mûfiené pfiíklady prokazují pfiízniv˘ úãinek pfiedpûtí zcela jednoznaãnû. U kostela se navíc projevil kladn˘ vliv odstranûní stromÛ rostoucích v jeho blízkosti. Jako mimofiádnû dÛleÏité se pfii rekonstrukci a mûfiení uká-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

rotaãní slínkov˘ ml˘n ∅ 6 m

pohon

pohon

kabely

TRHLINA

Obr. 7 UÏití pfiedpûtí pfii sanaci naru‰eného základu pod velk˘m rotaãním strojem Fig. 7 Application of prestressing at sanitation of disturbed foundation carrying the heavy rotary machine

zdivo

podélné Ïb. pásy

pfiedpínací lana (tyãe)

pÛvodní základ

Obr. 8 V‰eobecné ztuÏení základu oboustrann˘mi pfiíãnû pfiedpjat˘mi pásy Fig. 8 General foundation stiffening by prestressed strips

23

I2/1

9.2.1998

24.7.1998

5.1.1998

19.6.1997

1.12.1996

pfiedpjat˘ základov˘ rám

I2/2

-4,000

sepnutí vûÏe na lodû kostela

E2/1 -3,000

15.5.1996

11.4.1995

-2,000

28.10.1995

-1,000

úprava vegetace v okolí kostela

zmûna ‰ífiky trhliny [mm]

0,000

23.9.1994

1,000

zavfiení trhliny otevfiení trhliny


-5,000

zalo vhodné uloÏení pfiedpínacích lan tak, aby jejich úãinek pfiímo vyvolával Ïádanou odezvu podzákladí vÛãi rekonstruované konstrukci. Jedná se o vhodné excentrické vedení pfiedpínacích kabelÛ tak, aby deformace pfiidané základové konstrukce od pfiedpûtí smûfiovala do základové pÛdy. PodloÏí potom brání volnému pfietváfiení od pfiedpûtí a ve stycích základÛ vznikají reakce, odlehãující tlaky na pÛvodní zdûné základy (obr. 9, 10). Obr. 10 âasovû závislé pfietvofiení dolního okraje levé základové konzoly radnice. Pfiedepnutí bylo provedeno 11. 12. 2000 Fig. 10 Time-dependent strain of the left foundation cantilever low side of the town hall. Prestressing was realised on 11. 12. 2000

Obr. 9 Sledování úãinku pfiedpûtí na kostel. Viditeln˘ je úãinek vykácení stromÛ a období pfiedpínání Fig. 9 Monitoring of the prestressing effects on the church foundation. The effect of cutting trees down and period of prestressing is visible

nûÏ pfii pouÏití hlubinného zakládání. Statické pÛsobení je jasné a provádûní je vhodné i pro bûÏné stavební firmy, neboÈ nevyÏaduje nároãné mechanismy pro pilotáÏ.

Mûfiení ukázala, Ïe bezprostfiednû po aktivaci základÛ pfiedpûtím vzniklo napûtí v roz‰ífiené základové spáfie na úrovni 40 % uvaÏovaného v˘sledného napûtí po plném pfierozdûlení zatíÏení na pÛvodní a nové základy. Plné pfierozdûlení je dlouhodob˘ proces, jehoÏ ãasov˘ prÛbûh lze odhadnout jen orientaãnû. Souãasnû bylo mûfiením prokázáno stejnû velké pfiedpûtí ve vnitfiní obrácené základové klenbû. To není na první pohled zfiejmé, neboÈ pfiedpínací síla vniká do klenby pouze prostfiednictvím pÛvodních základov˘ch blokÛ. Z ÁV ù R Zesilování základÛ roz‰ífiením s vyuÏitím pfiedpûtí je efektivní metoda sanace poruch základÛ a zdûn˘ch konstrukcí pfii pfiestavbách. Náklady jsou v˘raznû niÏ‰í

40 20

pomûrné pfietvofiení [10–6 m/m']

0

20.11

9.1

28.2

19.4

8.6

28.7

16.9

5.11

25.12

-20 -40 T2 T3

-60 -80

Ing. Ladislav Klusáãek, CSc. tel.: 05 4114 6210, fax: 05 4321 2106 e-mail: [email protected] Doc. Ing. Zdenûk BaÏant, CSc. tel.: 05 4114 6240, fax: 05 4321 2106 e-mail: [email protected] oba: Ústav betonov˘ch a zdûn˘ch konstrukcí FAST VUT v Brnû Údolní 53, 662 42 Brno

-100 -120 -140 -160 datum (11/2000 – 12/2001)

24

B

ETON

Literatura [1] BaÏant Z., Klusáãek L., Terzijski I.: ZtuÏování mikrohfieby, sb. Zdûné a smí‰ené konstrukce 2000, Brno [2] BaÏant Z., Klusáãek L.: Strengthening of Masonry Structures by Post-tensioning, Proc. of the 8th Inter. Conf. on Structural Faults and Repair, London 1999 [3] BaÏant Z., Klusáãek L.: Experience from Strengthening of Masonry Structures, Proc. of the 2nd Koll. Bauen in Boden und Fels, Esslingen 2000 [4] BaÏant Z., Klusáãek L.: Post-tensioning of Historic Masonry Constructions, Proc. of the Structural Faults + Repair Conf., London 1999 [5] BaÏant Z., Klusáãek L.: Repair of Historic Masonry Buildings. CD: 5th Inter. Congress on Restoration of Architectural Heritage, Firenze, 2000 [6] BaÏant Z., Klusáãek L.: Stabilisation of Deflected Town Hall Tower. Proc. of the Structural Faults + Repair Conference, London 2001 [7] âermák J., Kuãera J., Prax A.: Ekologické podmínky koexistence vzrostlé zelenû a zástavby na sídli‰tích, sb. pfiíspûvkÛ Zakládání na objemovû nestál˘ch zeminách se zohlednûním vlivu vegetace, Brno 1986 [8] BaÏant Z., Klusáãek L., Paseka A.: Pfiíãiny poruch a statické zaji‰tûní kostela, sb. Zakládání staveb, Brno, 1999

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002


OPRAVY

CEMENTOBETONOV¯CH KRYTÒ VOZOVEK A LETI·TNÍCH PLOCH REPAIR CEMENT CONCRETE PAVEMENTS OF ROADSWAYS AND AIRFIELD AREAS VLADIMÍR WEISS Obnovovací procesy cementobetonov˘ch krytÛ musí postupovat rychle. Je tfieba uÏívat smûsi z rychle tvrdnoucích cementÛ, pro men‰í po‰kození polymerbetonové smûsi. Materiály musí b˘t kompatibilní s betonem krytu a musí b˘t pfiipraven podklad. Impregnace se uÏívá pro zlep‰ení vrstvy pfii povrchu. The restoration processes of cement concrete pavements must proceed quickly. Hence, rapid-hardening cement mixtures, also polymer-concrete mixtures are to be used. Materials must be compatible with the concrete of the pavement and the base must be properly prepared. Impregnation is used to improve the layer at the surface. NejdÛleÏitûj‰ím poÏadavkem pro údrÏbu, opravy i rekonstrukce cementobetonov˘ch krytÛ vozovek a leti‰tních ploch je rychlost, s jakou je moÏno na nich obnovit provoz. Pfiirozenû je dÛleÏitá i trvanlivost proveden˘ch úprav, aby potfiebné v˘luky nebo omezení nebyly nutné pfiíli‰ ãasto a aby se finanãní náklady udrÏovaly na rozumné v˘‰i. Do údrÏby cementobetonov˘ch krytÛ patfií ochrana jejich povrchu impregnováním, jakoÏ i opravy drobn˘ch po‰kození. Za úãelem ochrany ãásteãnû nasákav˘ch krytÛ zejména proti úãinkÛm rozmrazovacích solí se nejãastûji pouÏívá impregnace fermeÏí fiedûné lakafisk˘m benzinem, kdy provoz je moÏno obnovit témûfi okamÏitû. Podobnû lze sytit povrchovou vrstvu fiedûnou syntetickou pryskyfiicí, nejlépe epoxidovou, která tuto vrstvu téÏ zpevní. K zv˘‰ení tûsnosti je moÏné pouÏít také fiedûnou polymerní disperzi, zpravidla akrylátovou. Impregnaãní nátûry je úãelné provádût jako vícenásobné, a to zpoãátku více fiedûné, aby se impregnant dostal do

vût‰ích hloubek. Pokud na povrchu krytu nezÛstane pfiebyteãná vrstviãka impregnantu (film), je moÏno obnovit provoz okamÏitû po vytûkání fiedidel. Pro opravy sporadick˘ch drobn˘ch v˘tlukÛ, ulomen˘ch hran a podobn˘ch mal˘ch po‰kození pfiipadají v úvahu smûsi ze speciálních rychlovazn˘ch cementÛ nebo polymerbetony. Smûsi polymercementové jsou pro tento úãel vzhledem k potfiebn˘m del‰ím dobám o‰etfiování ménû vhodné. Lokální vysprávky cementobetonov˘ch krytÛ s uÏitím Ïiviãn˘ch smûsí nutno povaÏovat pouze za provizorní opatfiení. Pokud jsou cementové malty ãi betony pfiitom zpracovávány v mal˘ch mnoÏstvích, lze pfiipustit aplikace cementÛ bezsádrovcov˘ch, které mají velmi krátké tuhnutí a vykazují v jeho prvních fázích silnou exotermickou reakci. V˘hodnûj‰í je vyuÏívání ztekucen˘ch smûsí z velmi jemn˘ch cementáfisk˘ch odpra‰kÛ, pfiípadnû dotovan˘ch pfiímûsí cca 10 % hlinitanového cementu, s nimiÏ lze dosáhnout tlakov˘ch pevností 10 aÏ 12 MPa po ãtyfiech hodinách od smoãení pojiva a 40 MPa po jednom dnu tvrdnutí, pfiiãemÏ smûs je dobfie zpracovatelná po dobu témûfi jedné hodiny. Opravárenské polymerbetony jsou zpravidla pfiipravovány z epoxidov˘ch pryskyfiic vzhledem k jejich v˘borné adhezní schopnosti k podkladu. Pokud se v‰ak nepouÏije urychlovaãÛ, nev˘hodn˘ch z hlediska vût‰ího smr‰tûní, nutno poãítat s dobou do plného vytvrzení zhruba jeden den. Proto se nyní v zahraniãí zaãínají pouÏívat k uveden˘m úãelÛm vût‰í mûrou polymerbetony metylmetakrylátové, jeÏ mají vytvrzovací dobu krat‰í. PouÏití polyesterového pojiva, i kdyÏ se jeho vytvrzovací doba dá dobfie regulovat, nelze zde s ohledem na velké smr‰tûní a na citlivost vÛãi vlhkosti doporuãit.

V‰echny v˘‰e uvedené opravárenské smûsi musí mít pfiipfiimûfienû nízk˘ obsah pojiva a peãlivé sloÏení kameniva (vãetnû nejjemnûj‰ích frakcí u polymerbetonÛ) pro dosaÏení plné hutnosti, aby smr‰tûní a v pfiípadû polymerbetonÛ i teplotní roztaÏnost byly co nejniÏ‰í. U smûsí cementov˘ch musí b˘t téÏ vodní souãinitel co moÏná nízk˘, a to jak z tûchto dÛvodÛ, tak kvÛli rychlému nárÛstu pevnosti (obsah vody by bylo moÏno je‰tû dodateãnû sníÏit a kvalitu vysprávky tak dále zlep‰it pomocí vakuování). Dal‰í redukci smr‰tûní a u polymerbetonÛ i teplotní roztaÏnosti je moÏno dosáhnout disperzním vyztuÏením s uÏitím drátkÛ. Povrch betonu v po‰kozeném místû musí b˘t pfied opravou dokonale oãi‰tûn, pfiípadnû i odma‰tûn nebo zbaven naru‰ené vrstvy. Potom je tfieba zajistit dobrou pfiídrÏnost vysprávky impregnací podkladu a provedením tuãnûj‰í tenké kotevní vrstvy, a to v pfiípadû cementov˘ch vysprávek s uÏitím fiedûné polymerní disperze (nejlépe akrylátové) a pak jemné polymercementové malty z cementu pro vysprávku, v pfiípadû polymerních vysprávek obdobnû s uÏitím pfiíslu‰né fiedûné pryskyfiice a pak jemného polymerbetonu z nízkomodulové pryskyfiice. Pfied pokládkou vlastní vysprávky musí b˘t u cementov˘ch smûsí pfiíslu‰nû upraven˘ podklad vlhk˘, nikoliv v‰ak mokr˘, u polymerbetonÛ co nejsu‰‰í a pfiitom teplota nemá b˘t niÏ‰í neÏ asi 10 °C. JestliÏe se jedná o po‰kození miskovitého tvaru s malou hloubkou pfii okrajích, je rozumné tyto okraje prohloubit, aby vysprávka mûla v tûchto místech alespoÀ minimální tlou‰tku pro danou zrnitost smûsi (obr. 1). Opravy ãetnûj‰ích drobn˘ch po‰kození cementobetonov˘ch krytÛ je moÏno provádût pomocí v˘‰e popsan˘ch metod, ale je to zdlouhavé a málo produktivní. Pokud

Obr. 1 Prohloubení okrajÛ lokálního po‰kození miskovitého tvaru pfied vyspravením Fig. 1 Deepening of edges of a local dishshaped damage before repair

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

25


Obr. 2 Nûkteré moÏnosti oprav trhlin v cementobetonov˘ch krytech vozovek a leti‰tních ploch Fig. 2 Some ways for repair of cracks in cement concrete pavements of roadways and airfield areas

v‰ak hloubky takov˘ch po‰kození pfiekraãují zhruba 100 mm, není vzhledem k vysoké cenû pryskyfiic jejich vyplÀování polymerbetonem jiÏ ekonomické. Nicménû i pak je moÏno upravit betonov˘ podklad impregnací fiedûnou epoxidouvou pryskyfiicí, nato provést kotevní vrstviãku z jemného tuãného epoxibetonu nebo jen z pryskyfiice do vlhkého prostfiedí a po jejím zavadnutí vyplnit prostor cementovou smûsí. Pfiitom doba tuhnutí a poãáteãního tvrdnutí cementové smûsi má zhruba odpovídat za dané teploty dobû vytvrzování pouÏité pryskyfiice, aby do‰lo k navá-

RECENZE F R A N T I · E K H Á J E K , J A R O S L AV PROC HÁZK A: V YZTUÎOVÁN Í SVA¤OVAN¯M I SÍTù M I

âBS a âKAIT, Praha 2001 Publikace poskytuje praktické postupy a pokyny pro vyztuÏování betonov˘ch konstrukcí svafiovan˘mi sítûmi ze Ïebírkov˘ch drátÛ, ale i údaje o ekonomiãnosti vyztuÏování betonov˘ch konstrukcí a racionalizaci práce. Kniha má 218 stran a je ãlenûna do pûti kapitol, dále obsahuje pfiíklady návrhu nûkter˘ch konstrukcí a pfiílohy (pomÛcky pro navrhování). Je urãena projektantÛm betonov˘ch konstrukcí, studentÛm vysok˘ch a stfiedních ‰kol stavebního zamûfiení i pracovníkÛm podílejícím se na realizaci betonov˘ch konstrukcí. V první kapitole jsou rozebrány ekono26

B

zání alespoÀ fyzikálních vazeb mezi obûma materiály. V˘hodnûj‰í zpÛsoby oprav cementobetonov˘ch krytÛ s rozsáhl˘mi po‰kozeními nebo povrchov˘m naru‰ením betonu spoãívají v poloÏení souvisl˘ch vrstev na dan˘ povrch (pokud je tfieba dodrÏet pÛvodní niveletu, musí se odpovídající stará vrstva odfrézovat). U silniãních vozovek pak rekonstrukce ãasto spoãívá v poloÏení Ïiviãného koberce. V pfiípadû leti‰tních ploch to v‰ak z poÏárních dÛvodÛ není moÏné a proto je nutno na starém krytu provést novou cementobetonovou vrstvu. Únosnost starého krytu pfiitom není zpravidla podstatnûji oslabena. Proto a rovnûÏ z dÛvodÛ ekonomick˘ch mÛÏe mít nová vrstva jen omezenou tlou‰Èku, ale v takovém pfiípadû musí b˘t dostateãnû houÏevnatá. To lze sice dosáhnout jejím vyztuÏením ocelov˘mi mické a technické v˘hody pouÏívání svafiovan˘ch sítí. Druhá kapitola uvádí klasifikaci, oznaãení a popis svafiovan˘ch vyztuÏen˘ch sítí z hlediska jejich v˘roby, dále jsou uvedeny základní definice v˘ztuÏn˘ch sítí a jejich ãástí. Krátce je popsán i zpÛsob v˘roby drátÛ pro svafiování sítí. Tfietí kapitola je vûnována v˘robnímu sortimentu sítí ze svafiovan˘ch drátÛ. Jsou uvedeny v˘robní poÏadavky na sítû, informace o zkou‰ení a certifikaci v˘robkÛ. âtvrtá kapitola uvádí konstrukãní zásady pro vyztuÏování betonov˘ch konstrukcí sítûmi pfii navrhování podle âSN 73 120186 ve znûní zmûn a návazn˘ch norem a pfii navrhování dle âSN P ENV (zejména âSN P ENV 1992-1-1). Pátá kapitola je vûnována vyztuÏování stavebních prvkÛ. Jsou uvedeny zvlá‰tnosti, se kter˘mi se lze pfii vyztuÏování sítûmi setkat, metody a zpÛsoby kreslení sítí ve v˘kresové dokumentaci. ETON

• TEC

H NOLOG I E

sítûmi (technologie TEVYCED), ov‰em pfii vyuÏití drátkobetonu se mÛÏe potfiebná tlou‰Èka dosti sníÏit a provádûní se pfiitom znaãnû usnadní. Jinou moÏností je zde pouÏití polymercementového betonu, kter˘ je rovnûÏ dostateãnû houÏevnat˘; aby v nûm v‰ak polymerní disperze mohla zkoagulovat, nesmí nejvût‰í tlou‰tka takové vrstvy pfiekroãit hodnotu zhruba 80 mm. Dal‰í nev˘hodou tohoto materiálu je jeho dlouhá doba tvrdnutí. Pokud je povrch cementobetonového krytu rovn˘ a jeho naru‰ení spoãívá pouze ve zhor‰ení jeho kvality korozí ãi degradací doprovázen˘ch vznikem otevfiené pórovitosti, je moÏné provést rekonstrukci hloubkovou impregnací betonu monomerem metylmetakrylátu, kter˘ pak pÛsobením chemick˘ch ãinidel a mírnû zv˘‰ené teploty zpolymeruje. Trhliny je tfieba opravovat podle obecnû znám˘ch zásad, jak je schematicky znázornûno na obr. 2. Vypracováno v rámci v˘zkumného zámûru MSM 210000001 „Funkãní zpÛsobilost a optimalizace stavebních konstrukcí“ Doc. Ing. Vladimír Weiss, CSc. Fakulta stavební âVUT v Praze Katedra betonov˘ch konstrukcí a mostÛ Thákurova 7, 166 29 Praha 6

Pfiíklady návrhu nûkter˘ch ãasto uÏívan˘ch betonov˘ch prvkÛ (monolitická stropní deska, kfiíÏem vyztuÏená deska) jsou preciznû zpracovány jak podle âSN 73 1201, tak i dle âSN P ENV 1992-1-1 a poskytují komplexní pohled na ve‰keré náleÏitosti statického v˘poãtu. Pfiílohová ãást obsahuje nejen nejdÛleÏitûj‰í tabulky a pomÛcky pro navrhování betonov˘ch konstrukcí podle obou nejãastûji uÏívan˘ch norem âSN 73 1201 a âSN P ENV 1992-1-1, ale i orientaãní údaje o bûÏném v˘robním programu svafiovan˘ch sítí. Vzhledem k tomu, Ïe publikace obsahuje celou fiadu dÛleÏit˘ch informací vãetnû pomÛcek pro navrhování, nemûla by chybût v knihovnách odborn˘ch pracovníkÛ, ktefií pfiichází do styku s projektováním a realizací betonov˘ch konstrukcí.

• KONSTR

Prof. Ing. Petr ·tûpánek, CSc. Fakulta stavební VUT v Brnû

U KC E

• SANAC

E

4/2002


ZESILOVÁNÍ

BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ DODATEâNù APLIKOVANOU V¯ZTUÎÍ REINFORCING OF CONCRETE STRUCTURES BY A D D I T I O N A L LY A P P L I E D R E I N F O R C E M E N T

JI¤Í KUBÁNEK Dodateãnû vkládaná v˘ztuÏ HELIFIX zlep‰uje pevnostní charakteristiky rekonstruovan˘ch a sanovan˘ch konstrukcí. Additionally embedded reinforcement HELIFIX improves strength characteristics of reconstructed and rehabilitated structures. Rekonstrukce a opravy staveb ãasto souvisí se zmûnou vyuÏití objektÛ. Nová vyuÏití pak s nov˘mi poÏadavky na zatíÏení nosn˘ch konstrukcí znamenají zesilování a potfiebu dodateãného zv˘‰ení jejich pevnostních charakteristik. Pevnostní charakteristiky tûchto konstrukcí lze zv˘‰it vloÏením speciální dodateãné v˘ztuÏe (obr. 1). D O D AT E â N É

V YZTUÎOVÁN Í

BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ VLEPENOU V¯ZTUÎÍ

Technologie Helifix byla vyvinuta pro fie‰ení poruch konstrukcí statického charakteru. S její pomocí se vyztuÏují a opravují trhliny a dal‰í poruchy betonov˘ch konstrukcí, zejména panelov˘ch staveb. Nûkteré kotevní techniky jsou pouÏívány pro fixaci nebo spojení separovan˘ch ãi dodateãnû kotven˘ch stavebních prvkÛ zdûn˘ch, kamenn˘ch, betonov˘ch a ocelov˘ch . U nosn˘ch i v˘plÀov˘ch konstrukcí mÛÏe docházet k naru‰ení jejich stability, prostorové tuhosti nebo k lokálním statick˘m poruchám. Vût‰ina závad je zapfiíãinûna více faktory a pfii navrhování strategie opravy je nutné zváÏit, zda se jedná o materiálové stárnutí pfii vystavení povûtrnostním vlivÛm, objemové zmûny materiálu, pohyb základÛ nebo vliv zatíÏení konstrukce. Mezi nejdÛleÏitûj‰í úkoly patfií bezesporu pfiesná identifikace v‰ech pfiíãin nastal˘ch závad. Systém dodateãného vyztuÏování nepfiedpjatou v˘ztuÏí vychází z obecnû znám˘ch principÛ pouÏívan˘ch pfii návrhu a vyztuÏování nového Ïelezobetonu, ale jako dodateãná v˘ztuÏ je jeho funkãnost a úãinnost v˘jimeãná. MÛÏe b˘t instalován do naru‰en˘ch betonÛ a lze ho úãinB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

nû kombinovat s reprofilaãními technologiemi. Speciální technologie nerezov˘ch prutÛ vlepen˘ch do polymercementové malty umoÏÀuje dodateãné vyztuÏování stavebních konstrukcí, jejich posílení v oblasti tahové únosnosti a znovunastolení prostorové tuhosti celé stavby. Zvy‰ování zatíÏení, a s tím potfiebné únosnosti, se mÛÏe t˘kat kter˘chkoliv ãástí stavby – stûn, sloupÛ, stropních desek, trámÛ ãi prÛvlakÛ. V hlavní mífie se jedná o stropní betonové konstrukce realizované po roce 1920. Vlepení v˘ztuÏe do dráÏek a vrtÛ (obr. 2), pfiípadnû jejich kombinace umoÏÀuje posílit tahovou i smykovou oblast betonov˘ch konstrukcí. Dal‰í pfiípad potfieby posílit únosnost betonov˘ch prvkÛ, nebo jejich kotvení, mÛÏe b˘t zapfiíãinûn nepfiesností pfii jejich montáÏi, chybnû stanovenou délkou uloÏení, ‰patnou volbou prefabrikátÛ nebo chybn˘m návrhem v˘ztuÏe monolitického prvku. Dodateãné vyztuÏení vyÏadují také stavy spojené se stárnutím materiálu betonov˘ch konstrukcí samotn˘ch a s poklesem jejich únosnosti (koroze stávající v˘ztuÏe, karbonatace betonu atd.). V‰echny v˘‰e zmínûné aspekty se t˘kají obecnû v‰ech typÛ Ïelezobetonov˘ch staveb, tj. pozemních, dopravních, vodohospodáfisk˘ch, ale i liniov˘ch staveb jako jsou stoky a rÛzné kolektory. Aby bylo dosaÏeno spolupÛsobení dodateãné v˘ztuÏe se stávající, ãasto naru‰enou konstrukcí, ale hlavnû její funkãnosti a úãinnosti, byly vyvinuty dva komponenty – tmel Helibond MM2 a v˘ztuÏ Helibar. • Tmel Helibond MM2 je vysokopevnostní polymer, cementová hmota s vysokou pfiídrÏností k vût‰inû standardnû pouÏívan˘ch zdicích materiálÛ a betonu. Plasticita tmelu za souãasnû vysoké hustoty umoÏÀuje jeho naná‰ení na zadní stûnu dráÏek a do vrtÛ (tfieba i nad hlavu – svisle vzhÛru). Pfii správné aplikaci se tmel pfii tuhnutí nesmr‰Èuje a zcela vyplní vyfrézovanou dráÏku ãi vrt. • Ocelová v˘ztuÏ Helibar se vyrábí tahem

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 1 V˘ztuÏn˘ nerezov˘ prut Helibar Fig. 1 Reinforcing non-corrosive bar Helibar

za studena za souãasného kroucení do ‰roubovicovitého profilu. Materiálem je nerezová austenitická ocel XcrNi 1810, odolná proti jakémukoli agresivnímu prostfiedí, která má dvojnásobnou pevnost v tahu neÏ ocel bûÏn˘ch betonáfisk˘ch v˘ztuÏí. Tato vlastnost umoÏÀuje pouÏívat pruty s malou prÛfiezovou plochou, men‰í neÏ u klasické v˘ztuÏe, pfii zachování minimálnû srovnatelné pevnosti v tahu. ·roubovicov˘ profil zaji‰Èuje soudrÏnost s vysokopevnostním tmelem (pfiíp. pfiímo s betonem pfii alternativním zmonolitnûní s Ïelezobetonovou konstrukcí), a to soudrÏnost nûkolikanásobnû vy‰‰í neÏ mají nejvíce profilované betonáfiské v˘ztuÏe s betonem. Díky subtilnosti v˘ztuÏe jsou subtilní dráÏky a vrty, do nichÏ se v˘ztuÏ vkládá, resp. vlepuje – z toho plyne minimální zásah do konstrukce a minimální spotfieba lepicího tmelu. Popsaná technologie umoÏÀuje minimální krytí v˘ztuÏe. Pruty je moÏno stfiíhat pfiímo na stavbû pákov˘mi nÛÏkami a oh˘bat do navrÏeného tvaru. POSTUP

I N S TA L A C E D O D AT E â N É

V¯ZTUÎE

Dle projektu je na povrch konstrukce nakreslen tvar v˘ztuÏe, zední frézou jsou vy-

4/2002

Obr. 2 Detail správnû vlepené v˘ztuÏe do dráÏky na vzorku betonu Fig. 2 Detail of cerrectly insered reinforcement in the groove of a concrete sample

27

SANACE REHABILITATION profil v˘ztuÏe, je provedeno finální zahlazení dráÏky spárovaãkou. V pfiípadû více prutÛ v dráÏce je postup opakován a pruty jsou kladeny za sebe do hlub‰ích dráÏek. Vrty jsou injektovány nástavcem do vrtu a v kaÏdém vrtu je vÏdy jeden prut v˘ztuÏe. P ¤ Í K L A DY

APLI K AC Í P¤ I

SANAC ÍC H ÎE LEZOB ETONOV ¯C H KONSTRUKCÍ

Obr. 3 Aplikace krycí vrstvy tmelu Helibond MM2 aplikaãní pistolí do dráÏky v betonové stûnû Fig. 3 Application of a cover of sealant Helibond MM2 with the coating pistol in the groove in a concrete wall

fiezány dráÏky, provedeny vrty, obojí je vypláchnuto a navlhãeno vodou, injektáÏní pistolí je aplikována první vrstva polymercementového tmelu, v˘ztuÏ zkrácená a vytvarovaná dle prÛbûhu dráÏek a vrtÛ je vloÏena do první vrstvy tmelu a dráÏka je doplnûna druhou vrstvou (obr. 3). Pokud je do jedné dráÏky navrÏen jeden Obr. 4 VyztuÏené panely panelového objektu, pfied zateplením obvodového plá‰tû Fig. 4 Reinforced panels in a prefabricated panel building before padding warm the external

• namáhání tahem za ohybu • posílení tlakové oblasti • dodateãné vkládání v˘ztuÏe do panelÛ a stykÛ panelÛ Problematika statick˘ch poruch panelov˘ch staveb je ob‰írná. Statiku objektu je tfieba fie‰it v první fázi, aby se skryté poruchy pozdûji neprojevily na jiÏ zrekonstruovan˘ch nebo tfieba jen zateplen˘ch domech. V souãasnosti je u nás málo technologií, které jsou schopny fie‰it dodateãné statické zaji‰tûní panelov˘ch stûnov˘ch systémÛ a posílení jejich stykÛ. Technologie dodateãnû aplikované nerezové v˘ztuÏe speciálního tvaru je jednou z nich. Pfii dodateãném vyztuÏování panelÛ, posilování jejich stykÛ a prostorovém ztuÏení objektÛ se provádí podpovrchové dráÏky do hloubky pouh˘ch 15 mm, ãímÏ není naru‰ena pÛvodní v˘ztuÏ, ale je zaji‰tûna dostateãná fixace dodateãné v˘ztuÏe v betonu. Pruty lze kotvit do vrtÛ kolm˘ch k dráÏkám, injektovan˘ch tmelem, a zajistit tak kdekoli dÛkladnou fixaci v˘ztuÏe. Z vysokopevnostních, tvarovateln˘ch nerezov˘ch prutÛ je moÏno vytváfiet spony, které se pfiizpÛsobí konkrétnímu fie‰enému detailu a zajistí dodateãnû styky mezi panely nebo trhliny v panelech. Pfiíkladem variabilnosti tvaru dodateãného vyztuÏení je posílení lodÏiov˘ch panelÛ soustavy BP 70 (obr. 4). Dodateãné tfimínky zde obepínají roztrhané prÛãelí panelÛ zpÛsobené korozí stávající v˘ztuÏe. Nûkteré v˘ztuÏné pruty jsou prodlouÏeny a kotveny vrty aÏ do vnitfiních paAgenda 21 – dokument podepsan˘ na konferenci OSN o Ïivotním prostfiedí a rozvoji (Rio de Janeiro, ãerven 1992), kter˘ pojednává problematiku ochrany Ïivotního prostfiedí a rozvoje v‰ech státÛ (skupin státÛ) komplexnû a globálnû. Staví na principech trvale udrÏitelného rozvoje. Agenda 21 je akãním plánem státÛ svûta pro 21. století. Má 40 kapi-

28

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

nelÛ, a zaji‰Èují tak polohu lodÏiov˘ch panelÛ. SHRNUTÍ

P OUÎITÍ SYSTÉ M U

V BETONOV¯CH KONSTRUKCÍCH

• je úãinn˘ a efektivní, • neklade vysoké nároky na stav materiálu vyztuÏované konstrukce, • rovnomûrnû rozná‰í nová napûtí v konstrukci, • je variabilní pfii návrhu tvaru dodateãnû vlepované v˘ztuÏe, je moÏno fie‰it fiadu detailÛ, • tvar lze pfiizpÛsobit pfiímo pfii realizaci konkrétnímu prÛbûhu vyfrézované dráÏky, prut se tvaruje a krátí aÏ pfiímo v pozici, • umoÏÀuje minimální zásah do konstrukce, • aplikace je rychlá, technologicky nenároãná, • nerezová úprava v˘ztuÏe umoÏÀuje její aplikaci tûsnû pod líc konstrukce bez omezení, co se t˘ká krytí; umoÏÀuje prÛbûh v˘ztuÏe, napfiíklad ve styku dvou panelÛ, bez uloÏení v tmelu – nepodléhá korozi, • pfii realizaci není nutné vstupovat do interiéru a tím naru‰ovat provoz objektu. KONTROL A KVALIT Y Aplikaci systému dodateãné v˘ztuÏe provádí vy‰kolené aplikaãní spoleãnosti, které mají certifikát kvality vystaven˘ spoleãností HELIFIX CZ a aplikují systém za stálého dozoru a spolupráce s techniky této firmy. PouÏité materiály jsou testovány dle poÏadavkÛ ISO 9002 a EN 29002. Systém Helifix je testován a má certifikaci od TZÚS Praha, s. p., ã. 09-00043 z 6. 5. 1998. Ing. Jifií Kubánek Helifix CZ, s. r. o. Kekulova 675/42, 400 01 Ústí nad Labem tel./fax: 047 5207 964 e-mail: [email protected]

tol, rozdûlen˘ch do ãtyfi ãástí: sociální a ekonomické aspekty, ochrana zdrojÛ a hospodafiení s nimi, posilování úlohy velk˘ch skupin, nástroje a mechanizmy k uskuteãÀování. Kromû doporuãení a návodÛ vyz˘vá text Agenda 21 k pfiijetí státních politik (strategií) trvale udrÏitelného rozvoje. Slovník pojmÛ ve v˘stavbû 2000

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

ZKOU·KY

SE SAMOZHUTNITELN¯M BETONEM TESTS WITH SELF-COMPACTING CONCRETE

PETR HOLU·A, B ¤ E T I S L AV VA ¤ E K A S v˘robou samozhutnitelného betonu neexistují problémy, pokud máme dostatek finanãních prostfiedkÛ. Zcela jinak je tomu vût‰inou, chceme-li vyrobit samozhutniteln˘ beton pouze ze vstupních sloÏek, které máme k dispozici. Popis fie‰ení takové situace. Production of self-compacting concrete is problem-free as long as there are sufficient funds. However, when self-compacting concrete is to be manufactured only from the input components which are available, the situation is very different. This article describes the solution in such a case. V˘roba samozhutniteln˘ch betonÛ podle receptur vyuÏívajících osvûdãen˘ch pfiísad a pfiímûsí není v souãasné dobû jiÏ Ïádnou novinkou a tato technologie zaãíná b˘t bûÏnû pouÏívanou. Nutno v‰ak dodat, Ïe tento zpÛsob provádûní betonov˘ch konstrukcí má svá omezení z hlediska objemu, coÏ je zpÛsobeno vût‰inou vy‰‰í cenou takto vyrobeného betonu. Snaha autorÛ tohoto pfiíspûvku k dané tématice byla zamûfiena na návrh sloÏení samozhutnitelného betonu pfii dodrÏení v‰ech technick˘ch parametrÛ a na redukci jeho v˘robních nákladÛ. SníÏení nákladÛ se pokusili dosáhnout pouÏitím bûÏnû dostupn˘ch materiálÛ z místních zdrojÛ. Spolu s tímto cílem bylo materiálov˘ch testÛ vyuÏito k ovûfiení úãinku pfiísad od nûkolika firem, viz tab. 1. Tab. 2 Kombinace pfiísad a pfiímûsí Tab. 2 Compositions of additives and admixtures Pofi. ã. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B

Pfiísada

%zC

Addiment FM 34 Addiment FM 39 Addiment FM 39 Addiment FM 39 Woerment FM 396 Sika ViscoCrete 5-N Sika ViscoCrete 5-N Sika ViscoCrete 3-N Sika ViscoCrete 3-N Sika ViscoCrete 5-800

ETON

• TEC

H NOLOG I E

1,8 1,9 1,9 2,3 2,5 2,8 1,9 2,8 2,8 3,3

Kamenivo: 0 aÏ 4 mm- drobné tûÏené kamenivo z Tovaãova, 52 % 2 aÏ 8 mm- hrubé tûÏené kamenivo-odpad vznikající pfii v˘robû such˘ch maltov˘ch smûsí, 18 % 8 aÏ 16 mm – hrubé drcené kamenivo z Bohuãovic, 30 % Cement: CEM I 42,5R z Hranic Pfiímûsi: – elektrárensk˘ popílek z Nové huti Ostrava – granulovaná vysokopecní jemnû mletá struska ze ·tramberka – dva druhy pouÏit˘ch slévárensk˘ch pískÛ Pfiísady: Addiment FM 34, FM 37, FM 38, FM 39, FM 396 Woerment FM 396, FM 375 Chrysofluid Premia 100, Optima 200 Sika ViscoCrete 5-N, ViscoCrete 3-N, ViscoCrete 5-800 Mapei Mapeifluid X 524, Viscofluid SCC

Dávka cementu byla konstantní u v‰ech pokusÛ a ãinila 300 kg/m3. Dávka pfiímûsí byla rovnûÏ konstantní v mnoÏství 200 kg/m3 a vodní souãinitel byl udrÏován okolo hodnoty 0,35. Kombinací pfiísad a pfiímûsí bylo v laboratofii provedeno celkem tfiicet‰est pokusn˘ch zámûsí, které se li‰ily pouze druhem pfiímûsi, pfii stejném mnoÏství, a druhem i mnoÏstvím pfiísady. Jako srovnávací beton byly zamíchány pouze základní vstupní sloÏky s popílkem, bez pfiísad, v konzistenci S 2 (sednutí kuÏele 90 mm). Tento beton dosáhl po 28 dnech pevnosti v tlaku 34,5 MPa. DOSAÎENÉ V¯SLEDKY K prvnímu posouzení vhodnosti navrÏen˘ch kombinací pfiísad a pfiímûsí docházelo jiÏ pfii provádûní pokusn˘ch zámûsí. Vzhled ãerstvého betonu z hlediska jeho homogenity a soudrÏnosti, spolu s vhodnou konzistencí, jiÏ pfiedem vylouãily nûkteré zkou‰ené kombinace jako nevhodné, nebo nepouÏitelné pro samozhutnitelné betony. Hlavními sledovan˘mi parametry v této fázi testÛ byla konzistence mûfiená rozlitím a soudrÏnost ãerstvého betonu. Tyto parametry byly sledovány v ãasové posloupnosti, aby bylo moÏno urãit dobu zpracování. Následnû byly provádûny zkou‰ky objemové hmotnosti, pevnosti v tlaku, odolnosti proti prÛsaku vody a odolnosti vÛãi pÛsobení solí a chemick˘ch rozmrazovacích látek. Z pÛvodních tfiiceti ‰esti navrÏen˘ch a vyzkou‰en˘ch receptur bylo tímto zpÛsobem vybráno deset návrhÛ, u nichÏ v˘sledky zkou‰ek dávaly pfiedpoklad pro pouÏití ve v˘robû. V tabulce 2 jsou uvedeny moÏné kombinace pfiísad a pfiímûsí, Pfiímûs popílek Nová huÈ popílek Nová huÈ jemnû mletá struska jemnû mletá struska jemnû mletá struska jemnû mletá struska jemnû mletá struska popílek Nová huÈ jemnû mletá struska jemnû mletá struska

• KONSTR

U KC E

Rozlití [mm] 730 660 620 680 630 620 610 680 650 660 • SANAC

E

Pevnost [MPa] 43,1 64,2 70,6 71,4 67,8 77,6 63,4 48,4 69,8 84,3

Tab. 1 Vstupní sloÏky Tab. 1 Input components

konzistence a dosaÏené pevnosti v tlaku po dvaceti osmi dnech. Porovnáním v˘sledn˘ch pevností v tlaku srovnávacího betonu s betony obsahujícími pfiísady, zji‰Èujeme dvû pevnostní hladiny. NárÛst pevností samozhutniteln˘ch betonÛ obsahujících jako pfiímûs elektrárensk˘ popílek je v prÛmûru o 15 MPa, kdeÏto betony obsahující jemnû mletou vysokopecní strusku vykazují nárÛst v prÛmûru aÏ o 37 MPa. Betony s pfiímûsí strusky dosahovaly také pomûrnû vysok˘ch pevností v tlaku jiÏ po sedmi dnech. Odolnost betonÛ proti úãinkÛm chemick˘ch rozmrazovacích látek se rovnûÏ li‰í podle pouÏité pfiímûsi. U betonÛ s elektrárensk˘m popílkem je odolnost vût‰inou je‰tû vyhovující normû pro 100 cyklÛ, kdeÏto betony s pfiímûsí strusky vyhoví s velkou rezervou i po 150 cyklech. Zlep‰ení vodotûsnosti betonÛ je úãinkem obou pouÏit˘ch pfiímûsí srovnatelné. PrÛsaky podle âSN 73 1321 se pohybovaly okolo 10 mm. Úãinek pouÏit˘ch pfiísad ve vybran˘ch pokusn˘ch zámûsích byl dosti podobn˘. MnoÏství dávkovan˘ch pfiísad, které je vût‰inou vy‰‰í neÏ distributofii uvádûjí, bylo pravdûpodobnû ovlivnûno druhem pouÏit˘ch pfiímûsí a moÏná i pÛvodem cementu. Betony s uveden˘mi pfiísadami si zachovávaly dlouhou dobu pÛvodní konzistenci, a pfiestoÏe nedosahovaly vÏdy rozlití 700 mm, je‰tû po 90 minutách zaplÀovaly dobfie vzdálená místa v kon-

4/2002

29

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES poloprovozním pokusu byla zkou‰ena v ostravské laboratofii Betotechu a také v laboratofii ¤SD âR v Brnû. V˘sledky obou pracovi‰È byly ve shodû.

Obr. 1 Pohled na ãást základové konstrukce pfii odbedÀování Fig. 1 View of a part of the foundation structure during demoulding

Obr. 2 Povrch betonu v nejvzdálenûj‰ím místû konstrukce od místa ukládání Fig. 2 Concrete surface in the place of the structure farthest from the placing site

strukci. Konzistence se za tuto dobu zmûnila asi o -100 mm. Aby bylo moÏno laboratorní v˘sledky ovûfiit v praxi, bylo rozhodnuto provést poloprovozní zkou‰ku. Po dohodû s investorem byl vybrán objekt základu rodinného domku o objemu cca 16 m3, s pomûrnû sloÏit˘m pÛdorysem. K poloprovozní zkou‰ce bylo pouÏito dvouvfietenové horizontální míchaãky Schwing-Stetter 1,5 m3 a bûÏn˘ autodomíchávaã o objemu 4,5 m3. Do smûsi bylo pouÏito tûÏené kamenivo frakcí 0 aÏ 4 a 2 aÏ 8 mm a drcené kamenivo frakce 8 aÏ 16 mm. Jako pojiva bylo pouÏito cementu CEM I 42,5R z Hranic. Pfiímûsí byl popílek z Nové huti Ostrava a jako pfiísada byl pouÏit superplastifikátor FM 39 Addiment. Voda byla z místního zdroje 30

B

vyzkou‰ené uÏitkové vody. Receptura byla modifikací receptur odzkou‰en˘ch v laboratorních podmínkách, tab. 3. Beton byl zamíchán za pfiímého dozoru pracovníkÛ Betotechu. Pfiísada byla dávkována pfiímo do míchaãky a míchací doba byla prodlouÏena o 60 sekund. Konzistence ãerstvého betonu ihned po zamíchání dosáhla 710 mm rozlitím a bûhem pfiepravy, která trvala asi ãtyfiicet pût minut, nedo‰lo prakticky ke zmûnû. Po devadesáti minutách dosahovalo rozlití 600 mm. âerstv˘ beton se vizuálnû jevil jako homogenní, bez náznakÛ rozmû‰ování a tak se také choval pfii ukládání do konstrukce. Beton byl v celém objemu uloÏen z jediného místa a délka toku v pomûrnû sloÏité základové konstrukci pfiesáhla 15 metrÛ. Zku‰ební tûlesa zhotovená z betonu odebraného z nejvzdálenûj‰ího místa konstrukce byla na fiezech srovnávána s tûlesy zhotoven˘mi na betonárnû po zamíchání. Ve struktufie nebylo shledáno rozdílÛ. Pevnost v tlaku po 28 dnech dosáhla 50 MPa. Zku‰ební tûlesa zhotovená pfii tomto Tab. 3 PouÏité vstupní sloÏky pfii poloprovozní zkou‰ce Tab. 3 Used input components in the pilot test SloÏka cement kamenivo

0–4 mm 2–8 mm 8–16 mm

popílek pfiísada (1,8 % z C) voda

ETON

• TEC

MnoÏství [kg/m3] 320 910 307 530 180 5,76 110

H NOLOG I E

Z ÁV ù R Laboratorní zkou‰ky se samozhutniteln˘m betonem, popsané v pfiíspûvku, mají pfiispût k roz‰ífiení poznatkÛ o moÏnostech vyuÏití dal‰ích materiálÛ k v˘robû smûsí se specifick˘mi vlastnostmi. Cílem práce bylo ovûfiení moÏnosti v˘roby samozhutnitelného betonu s vyuÏitím stávajícího sortimentu základních vstupních sloÏek doplnûn˘ch druhotn˘mi surovinami, které mají v˘skyt v ostravské oblasti. Zkou‰ky byly také vyuÏity k ovûfiení kompatibility pouÏitého cementu, kameniva, pfiímûsí a hlavnû pfiísad od rÛzn˘ch distributorÛ. Uplatnûní druhotn˘ch surovin z místních zdrojÛ jako pfiímûsí bylo vyvoláno snahou o zlep‰ení ekonomického efektu v˘roby. Zkou‰ky v laboratofii ukázaly na nûkteré nerealizovatelné zámûry spotfieby pouÏit˘ch druhotn˘ch surovin pro v˘robu samozhutniteln˘ch betonÛ. Oba druhy zkou‰en˘ch degradovan˘ch slévárensk˘ch pískÛ zpÛsobovaly problémy s dosaÏením potfiebného stupnû tekutosti a zvy‰ovaly náchylnost betonu k rozmû‰ování. Aby bylo moÏno tohoto materiálu, jehoÏ v˘skyt je pomûrnû znaãn˘, vyuÏít, bude tfieba provést je‰tû dal‰í zkou‰ky, které nebyly zahrnuty do ukonãené etapy. Podobnû byly pro koneãnou fází zkou‰ek vylouãeny i nûkteré pfiísady. Ve vût‰inû pfiípadÛ byla hlavním dÛvodem jejich vysoká spotfieba pro dosaÏení potfiebné konzistence a tudíÏ i pfiíli‰ vysoká cena betonu. Zkou‰ky betonu probûhly s variantou, u níÏ byly jemné ãástice doplÀovány elektrárensk˘m popílkem. Technické parametry a v˘robní náklady hotového betonu odpovídají tfiídû C30/37. V pfiípadû pouÏití jemnû mleté strusky by do‰lo ke zv˘‰ení v˘robních nákladÛ asi o 150 Kã, ale zároveÀ by technické parametry splÀovaly poÏadavky pro tfiídu C35/45, vãetnû odolnosti vÛãi vlivu prostfiedí.

• KONSTR

Ing. Bfietislav Vafieka, CSc. BETOTECH, s. r. o., zku‰ební laboratofi Ostrava Místecká 1121, 703 83 Ostrava tel./fax: 069 6781 800 e-mail: [email protected] Ing. Petr Holub (t.ã. voják základní sluÏby)

U KC E

• SANAC

E

4/2002


ROZPT¯LENÁ

MIKROV¯ZTUÎ ZE SKLENùN¯CH VLÁKEN GLASS FIBRE CHOPPED STRAND REINFORCEMENT

TEODOR BENE· Alkalivzdorná sekaná sklenûná vlákna jako v˘ztuÏ do betonu. Dva rozdílné poÏadavky na vlákna. Vlákna s rozplavitelnou úpravou proti smr‰Èovacím trhlinám – ANTI-CRAK HD. Celkové zv˘‰ení obrusnosti vyztuÏením betonu vlákny – ANTI-CRAK HP. Hybridní v˘ztuÏení sklenûn˘mi vlákny. Plo‰né v˘ztuÏení samonivelaãních stûrek rohoÏí Cem-MAT. Alkali resistant chopped strand glass fibres as reinforcement for concrete. Two different requirements for fibres. Strands with dispersible sizing for high efficiency in early age of concrete – ANTI-CRAK HD. Integral abrasion resistant chopped strands reinforcement for concrete ANTICRAK HP. Hybrid glass fibre reinforcement. Positioned reinforcement Cem-MAT for self levelling top floor screeds. Na rozdíl od jiÏ tfiicetileté historie sklocementu jsou aplikace sklenûn˘ch vláken do betonu mnohem mlad‰í (druhá polovina devadesát˘ch let), neboÈ dfiíve nebyly k dispozici vhodné typy pramenÛ alkalivzdorn˘ch sklenûn˘ch vláken pouÏiteln˘ch do betonové smûsi. Ze stejného dÛvodu se pouÏívání sklenûn˘ch vláken do pytlovan˘ch such˘ch smûsí roz‰ífiilo aÏ pozdûji. SKLENùNÁ VLÁKNA Sklo ve tvaru vláken má vlastnosti velmi vhodné v˘ztuÏe. Roztavená sklovina o teplotû aÏ 1 560 °C protéká pfies platinoiridiové perforované destiãky. Na vzniklá rychle chladnoucí monovlákna je naná‰ena povrchová lubrikace, která je spojuje do pramenÛ a je rozhodující pro jejich dal‰í pouÏití (obr. 1). Technologie v˘roby kontinuálních vláken umoÏÀuje zajistit i zdravotní nezávadnost v˘robku. Kritérium karcinogenity pro vlákna stanovuje jako kritick˘ prÛmûr vláken do 3 µm. PrÛmûry sklenûn˘ch vláken typu Cem-FIL jsou 14 µm, coÏ je vysoko nad poÏadovanou hranicí (obr. 2). Hmoty na cementové bázi kladou dal‰í poÏadavek na sklenûné vlákno a tím je odolnost proti silnû alkalickému prostfiedí (pH 12 aÏ 14). Koncem ‰edesát˘ch let bylo ve Velké Británii vyvinuto alkalivzdorné sklenûné vlákno Cem-FIL tzv. zirkoniãiB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

tého typu. Alkalirezistence vláken je mûfiena speciální zkou‰kou SIC (strand in cement). V˘sledkem zkou‰ky je pevnost vlákna v tahu po expozici v alkalickém prostfiedí cementového tûlíska ve vodû za vysok˘ch teplot. Sklenûné vlákno typu E (eutalové) je v prostfiedí cementové matrice rychle napadáno a brzy zcela ztrácí v˘ztuÏnou schopnost (obr. 3). Kromû sloÏení skloviny má pro alkalivzdornost velk˘ v˘znam i zmínûná lubrikace vláken. Speciální lubrikace Cem-FIL druhé generace problém alkalivzdornosti prakticky vyfie‰ily. Lubrikace kromû ochranné funkce plní je‰tû jednu, pro aplikace do betonu a malt stejnû podstatnou roli, tou je zaji‰tûní rovnomûrného rozmí‰ení ve smûsi ve tvaru pro vyztuÏování nejv˘hodnûj‰ím. Lubrikacemi lze pfiizpÛsobit typ sklenûné mikrov˘ztuÏe na míru. PouÏití vláknité mikrov˘ztuÏe do betonu se dá rozdûlit na dvû oblasti. První je zabránit, nebo v˘raznû omezit vznik trhlin v betonu nebo maltách bûhem zrání. Druhou je zv˘‰ení pevností vyzrálého betonu. OCHRANA

Obr. 1 V˘roba kontinuálního sklenûného vlákna Fig. 1 Continuous glass fibres manufacturing

B E T O N U P R OT I

TRHLINÁM BùHEM ZRÁNÍ

Aby pro toto urãení byla vláknitá mikrov˘ztuÏ úãinná, musí b˘t v krychlovém metru pfiítomna ve stovkách milionÛ kusÛ, musí b˘t tak dlouhá, aby pfieklenovala v matrici dostateãnû velkou vzdálenost a zároveÀ musí b˘t dobfie a rovnomûrnû rozmístûná v objemu. Jako pro kaÏdou v˘ztuÏ, platí i zde, Ïe modul pruÏnosti v˘ztuÏe musí b˘t vy‰‰í neÏ modul pruÏnosti vyztuÏované hmoty. Nízkomodulová organická vlákna nejsou schopna beton vyztuÏovat a jejich úãinnost je omezena pouze na nûkolik prvních hodin tuhnutí a tvrdnutí betonu, viz obr. 4. Lubrikace také musí zaji‰Èovat tzv. cementonosnost – schopnost smáãení v cementové pastû. V˘robkem tohoto typu jsou prameny s rozplavitelnou lubrikací typu ANTI-CRAK HD. Tato lubrikace umoÏÀuje, Ïe se nasekané prameny tvofiené z v˘roby 800 kusy monovláken rozvolní ve smûsi na jednotlivé velmi jemné fibrilky. Na rozdíl od nízkomodulov˘ch organick˘ch vláken je tato sklenûná mikrov˘ztuÏ funkãní i ve vyzrálém betonu a ovlivÀuje pfiíznivû pfiedev‰ím jeho trvanlivostní parametry.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

SKLENùNÁ ROZPT¯LENÁ V¯ZTUÎ Druhou oblastí pouÏití sklenûn˘ch alkalivzdorn˘ch vláken je zv˘‰ení pevnosti betonu v tahu za ohybu, rázu a houÏevnatosti. Zde jiÏ musí jemná vlákna pÛsobit v prameni. U sklenûn˘ch pramenÛ do betonu mimofiádnû stoupá v˘znam lubrikace pramene. Ve v˘robû kontinuálních sklenûn˘ch vláken se pouÏívá fiada lubrikací specifikovan˘ch podle technologick˘ch poÏadavkÛ na pouÏití pramenÛ. Pro aplikace do betonu i pfii v˘robû such˘ch smûsímusí prameny odolat tfiení pfii míchání s kamenivem. Do‰lo-li by pfii míchání k rozbití pramene, mohou vznikat shluky rozbit˘ch vláken, jejichÏ v˘ztuÏná schop-

4/2002

Obr. 2 Porovnání azbestov˘ch a sklenûn˘ch vláken Cem-FIL Fig. 2 Comparison of asbestos fibres and Cem-FIL AR glass fibre

31

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES rozplavitelné prameny ANTI-CRAK HD nasekané prameny vláken, které se pfii kontaktu s vlhkostí rozpadnou na 800 kusÛ monovláken Poãet vláken v 1 kg 200 miliónÛ kusÛ Modul pruÏnosti 72 GPa Pevnost v tahu 3500 MPa Délka vláken 12 mm (standard), 6 mm, 3 mm PrÛmûr monovlákna 14 µm (0,014 mm) Balení v 600 g sáãcích, krabice po 25 sáãcích Dávkování 1 sáãek – 0,6 kg na 1 m3 betonu, 1,2 aÏ 1,8 kg do omítek Míchání pfiidávat lze v kterémkoli stadiu míchacího cyklu

Obr. 3 Vlevo vlákno typu E po nûkolika t˘dnech v betonu , vpravo vlákno Cem-FIL po nûkolika letech expozice v betonu Fig. 3 E-glass in concrete after a few weeks -left, Cem-FIL AR Glass fibre in concrete after several years- right

otûruvzdorné prameny ANTI-CRAK HP nasekané prameny, které jsou tvofieny 100 kusy monovláken spojen˘ch dohromady Poãet pramenÛ v 1 kg 2 milióny kusÛ Délka pramenÛ 12 mm (standard), 6 mm,18 mm Balení krabice po 18 kg, 36 krabic na paletû Dávkování – do podlahov˘ch potûrÛ a konstrukãních betonÛ 1 aÏ 10 kg/m3 – do stfiíkan˘ch betonÛ 3 aÏ 20 kg/m3 Míchání pfiidávat na konci míchacího cyklu (promíchávat cca 2 minuty) nebo vsypávat do domíchávaãe pfied transportem

Modul pruÏnosti v GPa

80

sklenûná vlákna ANTI-CRAK

60

beton

40 20

polypropylénová vlákna 0 1

10 24

100

1000 ãas (hod.)

pÛsobení polypropylenu

pÛsobení ANTI-CRAK HD

2,36 2,35 2,34 2,33 2,32 2,31 2,3 2,29 2,28 2,27 2,26

3,5%

3,0% 3,0% 2,5% 2,0%

1,4%

1,6%

1,5% 1,0%

obsah vzduchu (%) ãerstvém betonu

objemová hmotnost betonu

Obr. 4 Porovnání úãinnosti vysokomodulov˘ch vláken ANTICRAK a polypropylénov˘ch vláken v ranném vûku betonu Fig. 4 Efficiency comparison of high modulus ANTI-CRAK fibres and polypropylene fibres in early age concrete

0,5% 0,0% beton bez vláken

Anti-Crak HD Polypropylen 600g/m3 900g/m3

Obr. 5 Vlastnosti ãerstvého betonu Fig. 5 Characteristics of fresh concrete (Universidad de Sao Paulo, Brazil)

nost je témûfi nulová. Lubrikace musí umoÏnit, aby pramen byl pfii míchání ohebn˘ a aby nedocházelo k jeho zlomení. Obvykle lubrikace sehrává i roli dodateãné ochrany vlákna proti alkalitû v cementové hmotû. 32

B

Tato problematika je sloÏitá a v˘voj speciální lubrikace byl ãasovû i finanãnû nároãn˘. Aplikace sklenûn˘ch vláken do betonu mají zhruba dvacetileté zpoÏdûní oproti pouÏití pramenÛ vláken pfii v˘robû sklocementu technologií premix – vmíchávání sekan˘ch pramenÛ do cementopískové bfieãky. Integrální prameny vláken urãené do sklocementov˘ch bfieãek (typy Cem-FIL 60/2 nebo NEG H350Y) mají nízkou odolnost proti rozbití pramene v betonu nebo such˘ch smûsích. Tyto typy jsou nûkdy z neznalosti doporuãovány i do betonu. V˘sledky jsou v‰ak neuspokojivé, coÏ lze z uveden˘ch dÛvodÛ oãekávat. KaÏdá technologie s pouÏitím sklenûn˘ch vláken klade specifické poÏadavky na lubrikace a jednotlivé typy sklenûn˘ch vláken nelze zamûÀovat. Speciálním typem sklenûn˘ch pramenÛ s otûruvzdornou lubrikací urãenou do betonu a such˘ch smûsí jsou prameny ANTI-CRAK HP. Pramen je tvofien 100 kusy monovláken a jejich spojení lubrikací je zároveÀ dostateãnû odolné otûru a dostateãnû poddajné, aby nedocházelo ke zlomení pramene. Tato lubrikace zvy‰uje alkalivzdornost pramenÛ na nejvy‰‰í svûtovou úroveÀ (Cem-FIL 2). Vliv otûruvzdorné integrální lubrikace pramenÛ na zpracovatelnost betonové smûsi ukazuje obr. 7. Prameny ANTICRAK HP v˘raznû ménû sniÏují sednutí Abramsova kuÏele ve srovnání s polypropylénov˘mi vlákny. Ve srovnání s ocelov˘mi drátky jsou prameny ANTI-CRAK HP velmi jemné. Jejich mnoÏství je v kg fiádovû vy‰‰í, díky sv˘m ETON

• TEC

H NOLOG I E

rozmûrÛm i niÏ‰í objemové hmotnosti. Pfiíznivé parametry sklenûn˘ch vláken se projevují v úãinnosti vyztuÏení, obr. 8. Oba typy ANTI-CRAK jsou u nás jiÏ bûÏnû pouÏívány. Rozplaviteln˘ typ ANTICRAK HD se pouÏívá pfiedev‰ím do podlah, které se snadno strojnû zahlazují a vlákna netrãí z povrchu (napfi. podlahy v Carrefour Hradec Králové, velkoskladu Monroe atd.), do opravn˘ch hmot na beton (napfi. hmoty firem Betosan, s. r. o., Saman, s. r. o., Firesta, a. s.) a v délkách 3 nebo 6 mm i do kosmetiky betonu a tmelÛ. V zahraniãí se uÏívá, kromû uvedeného, pro betonáÏ do tzv. klouzav˘ch forem. ANTI-CRAK HP jako úãinnûj‰í rozpt˘lená v˘ztuÏ nachází uplatnûní v betonov˘ch Obr. 6 Pramen vláken Cem-FIL ANTI-CRAK HP v betonu – zvût‰eno Fig. 6 Cem-FIL ANTI-CRAK HP strand on concrete – enlargement

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002


HYBRIDNÍ

V¯ZTUÎE

ZE SKLENùN¯CH VLÁKEN

Dva popsané základní typy pramenÛ – rozplaviteln˘ a integrální antiabrazivní pÛsobí v betonu jakoby oddûlenû. Není pfiekvapením, Ïe se oba typy kombinují. Pro potûry, zvlá‰tû pfii opravách balkonÛ se v zahraniãí (Nûmecko, Dánsko atd.) a nyní i u nás, pouÏívá hybridní v˘ztuÏ ANTICRAK HDP – kombinace v˘‰e uveden˘ch pramenÛ HD a HP v délkách 12 mm. Pro speciální hmoty jako jsou samonivelaãní stûrky je nutná kombinace délek pramenÛ. Vy‰‰í dávkování pramenÛ ANTI-CRAK HP v délce 12 mm vede ke sníÏení roztékavosti stûrky. Proto je pfii zachování vysoké vyztuÏovací schopnosti pouÏívána kombinace délek 6 a 12 mm v pomûru, kter˘ zaruãuje optimální vlastnosti. Tato hybridní v˘ztuÏ je dodávána v sáãcích po 250 g pod názvem ANTI-CRAK HLP. Obr. 10 Rozlévaní stûrky s vlákny na rozvinutou rohoÏ na dfievûné podlaze Fig. 10 Pouring of self-levelling top screed with fibres on the wooden floor with mat.

Obr. 7 Zpracovatelnost smûsi s vlákny ANTI-CRAK HP a polypropylénov˘mi vlákny Fig. 7 Workability of ANTI-CRAK HP and polypropylene fibres (Laboratoire Mecanique Materiaux INSA Lyon, France)

Anti-Crak HP

8

PP

7 Sednutí Abramsova kuÏele [cm]

P LO · N É

9

V¯ZTUÎE

ZE SKLENùN¯CH VLÁKEN

6 5 4 3 2 1

Relativnû nové je uplatnûní plo‰n˘ch v˘ztuÏí z AR vláken, které lze rozdûlit na mfiíÏky – sítû, orientované prameny a rohoÏe. Plo‰né v˘ztuÏe z alkalivzdorn˘ch vláken jsou pouÏívány v technologiích v˘roby desek na linkách napfi. technologie Durapack. Mimo tuto oblast se v zahraniãí a v posledních letech i u nás nejãastûji pouÏívají rohoÏe Cem-MAT. Jedná se o plo‰nou v˘ztuÏ z 50 mm dlouh˘ch pramenÛ Cem-FIL o plo‰né hmotnosti 120 g spojen˘ch dohromady ve vodû rozpustn˘m lepidlem. Tato mimofiádná vlastnost umoÏÀuje, Ïe rohoÏ nemusí b˘t kotvena k podkladu a Ïe pfiípadné vzedmutí vln po rozvinutí role zmizí, jakmile je rohoÏ zalita smûsí. RohoÏe se pouÏívají pfiedev‰ím do tenkovrstv˘ch samonivelaãních stûrek. Oblast jejich pouÏití se roz‰ifiuje i na problematické podklady jako jsou dfievûné nebo jinak nerovné podlahy. PouÏití rohoÏe Cem-MAT a pramenÛ ANTI-CRAK HLP zcela mûní vlastnosti pÛvodní stûrky. Vzniká jiÏ houÏevnat˘ sklocementov˘ kompozit (nyní v normách ne zcela vhodnû pojmenovan˘ jako sklovláknobeton), o nûmÏ byla zmínka úvodem. Díky této speciální rohoÏi, hybridní v˘ztuÏi HLP a samonivelaãním hmotám, je to v‰ak zcela jiná technologie. Tento ãlánek vznikl jako reakce na diskuse na oficiálním fóru i v kuloárech Be-

0 0kg/m3

1kg/m3

5kg/m3

10kg/m3

20kg/m3

60

50

houÏevnatost [J]

podlahách (napfi. podlahy v objektu Inocomtrans CZ v Praze, rekonstrukce podlah Slovanského domu v Praze, Janáãkova divadla v Brnû atd. ), opravách vodních dûl (napfi. jez na Ostravici v Ostravû-Vítkovicích), mostech, potûrech, stfiíkan˘ch betonech, samonivelaãních hmotách (napfi. v˘robky firem Panbex, Hasit) a jako náhrada konstrukãní v˘ztuÏe v mal˘ch prefabrikátech. Pfiedností je, Ïe sklenûné prameny nepotfiebují krycí vrstvy, protoÏe nepodléhají korozi, snadno se zapracovávají a netrãí z povrchu.

40

30

20

10 28 dní 0 ocel 20kg/m3

7 dní ocel 30kg/m3

Anti-Crak HP 6kg/m3

Anti-Crak HP 12kg/m3

Obr. 8 Porovnání vlivu vláken na houÏevnatost Fig. 8 Comparative testing the influence of the fibres – ductility (Universidad de Sao Paulo, Brazil)

Napûtí MPa

3

Ohybová pevnost a houÏevnatost tenkovrstvé stûrky (1) bez vláken (2) 0,6% ANTI-CRAK HLP (3) 0,6% ANTI-CRAK HLP + rohoÏ Cem-MAT

2

1 Pfietvofiení v mm

Obr. 9 Porovnání ohybové pevnosti a houÏevnatosti samonivelaãní stûrky Fig. 9 Bending strength and toughness comparison of the top screed

tonáfisk˘ch dnÛ 2001 v Pardubicích. Ukazuje se, Ïe téma sklenûn˘ch mikrov˘ztuÏí je pro odbornou vefiejnost zajímavé a Ïe lze oãekávat jejich dal‰í roz‰ífiení v bûÏné praxi. Ing. Teodor Bene‰, CSc. SKLOCEMENT BENE·, s. r. o. Korunní 22, 709 00 Ostrava tel.: 069 662 0750, fax: 069 662 0757 e-mail: [email protected], www.sklocement.cz

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

33


RECYKLACE

STAVEBNÍCH MINERÁLNÍCH ODPADÒ RECYCLING OF BUILDING MINERAL WASTES LI B U·E B EC KE ROVÁ, PETR PY TLÍK Minerální stavební odpady jsou hygienicky nezávadné a neodli‰ují se od betonÛ z pfiírodního kameniva. Byly ovûfieny na chemické sloÏení v˘luhÛ, aktivitu a ekotoxicitu. Doporuãené sloÏení betonÛ z cihelné drtû a z betonového recyklátu. Závislosti pevnosti cihlobetonu na jeho sloÏení poskytují obrázek vlivu jednotliv˘ch sloÏek betonu. Doporuãené pevnostní tfiídy betonÛ jsou LC12/15 z cihelné drtû a C16/20 z betonového recyklátu. Oba druhy betonÛ jsou mrazuvzdorné na 150 cyklÛ a nejsou odolné v kyselém prostfiedí. The mineral building wastes are of unexceptionable character and they do not differ from natural aggregates. They were checked on the chemical composition of leach, activity and ecotixicity. The recommended composition of concrete from crushed bricks and from recycled concrete. The strength values dependence of brick concrete on the composition shows a picture of the influence of individual concrete components. The recommended strength classes of concrete are LC12/15 from crushed bricks and C16/20 from recycled concrete. Both types of concrete are frost resistant for 150 cycles and they are not resistant in acidic medium. S TAV E B N Í O D PA D KaÏd˘ v˘robek dfiíve ãi pozdûji skonãí jako odpad, stejnû jako stavební objekty. Pro nové v˘robky (stavby) se opût pouÏívají nové materiály z pfiírodních surovin a dÛsledkem je sniÏování zásob pfiírodních surovin a narÛstání objemu odpadÛ. Jedním z fie‰ení udrÏitelného rozvoje je vyuÏívání odpadÛ jako surovin pro nové v˘robky, vyuÏívání materiálÛ z asanovan˘ch staveb pro opûtovnou v˘stavbu. Jin˘mi slovy, v ekonomickém v˘robním cyklu napodobovat pfiírodní cyklus materiálového vyuÏití. Odpady ve spoleãnosti jsou znaãn˘m problémem, coÏ dokazuje také ãeská legislativa. Zákon o odpadech se bûhem deseti let tfiikrát mûnil, vãetnû fiady novelizací. První zákon ã. 238 z roku 1991 34

B

byl nahrazen v roce 1997 zákonem ã. 125 a s platností od 1. 1. 2002 vychází zákon ã. 185/2001 Sb. Nové zákony a navazující vyhlá‰ky napravují nedostatky, které se projevily v praxi a zaji‰Èují plnou kompatibilitu s legislativou EU. Recyklace stavebních hmot je souãástí ekologického stavûní nebo pfiesnûji fieãeno – v˘stavby zamûfiené na ‰etfiení zdrojÛ, tj. ‰etrné pouÏívání materiálu a energie, pfii pokud moÏno nízkém zatíÏení vody, ovzdu‰í a pÛdy ‰kodliv˘mi látkami. Po vzoru pfiírody je tfieba realizovat kolobûh materiálÛ a odtud se zavádí pojem opûtovná v˘stavba. Základním principem kolobûhu stavebních materiálÛ je recyklace asanovan˘ch materiálÛ po doÏití stavby a její demolici. Zákonem je uloÏena povinnost recyklovat stavební odpad, av‰ak je nutná ekonomická motivace subjektÛ, ktefií se úãastní procesu materiálového vyuÏití odpadÛ. Ekonomie vyuÏívání recyklovaného betonu není okrajovou záleÏitostí a míra a objem zisku zúãastnûn˘ch ekonomick˘ch subjektÛ je nezbytnou motivací k realizaci zde publikovan˘ch technick˘ch parametrÛ. Prioritou je ochrana Ïivotního prostfiedí, která se zaji‰Èuje v podmínkách trÏního hospodáfiství, proto ekonomická motivace a legislativní regulace jsou nezbytné. Ekonomická v˘hodnost vyuÏívání recyklovaného betonu souvisí jednak s organizací celého procesu od demolice po zhotovení nové konstrukce a jednak s tvorbou ceny jednotliv˘ch operací a meziproduktÛ. PÛvodce odpadÛ musí podle zákona v posloupnosti: vyuÏít odpad sám, nabídnout odpad jinému subjektu k materiálovému (pfiípadnû energetickému) vyuÏití nebo uloÏit odpad na fiízenou skládku. Nevytfiídûn˘ odpad mÛÏe vykazovat nebezpeãné vlastnosti, které v˘-

raznû zvy‰ují náklady na skládkování. Poplatky za ostatní odpad se zvy‰ují z dne‰ních 200 Kã/t na 500 Kã/t v roce 2009, ale u nebezpeãného odpadu z dne‰ních 3 200 Kã/t na 6 200 Kã/t. PÛvodce nûkdy vyuÏívá odpad sám na fiktivní terénní úpravy, kde je odpad nekontrolovatelnû ukládán. Nabídnout odpad k vyuÏití pfiedstavuje následující postup: • provést ‰etrnûj‰í a tím i nákladnûj‰í demolici stavební konstrukce, • vytfiídit vzniklou suÈ, zejména vylouãit organické odpady, • suÈ dopravit k recyklaãní lince stabilní nebo mobilní. Ekonomická rozvaha: • skládkování ostatních odpadÛ 400 aÏ 500 Kã/t, • v˘kup odpadÛ pro recyklaci 130 aÏ 150 Kã/t, • vy‰‰í náklady na demolici a tfiídûní (odhad) 100 Kã/t, • pfiedpokládaná ekonomická motivace pÛvodce odpadÛ 180 aÏ 250 Kã/t. Firma provádûjící recyklaci pfievezme odpad za úplatu, jejíÏ v˘‰e je závislá na dokonalosti vytfiídûní a druhu odpadu. Vlastní úprava odpadu spoãívá ve vytfiídûní na hrubotfiídiãi, rozdrcení odpadu a vytfiídûní na potfiebné frakce podle pouÏití recyklátu. Recyklát má deklarované vlastnosti pro pouÏití jako zásypov˘ materiál, jako kamenivo do betonu a malt nebo jako materiál pro komunikace. Ekonomická rozvaha: • zisk v˘kupem odpadÛ 130 aÏ 150 Kã/t, • cena prodeje recyklátu 70 aÏ 150 Kã/t, nebo 50 aÏ 100 Kã/m3, • náklady na recyklaci b˘vají 150 aÏ 200 Kã/t, • zisk asi 50 Kã/t. Problémem je nedostateãné vyuÏití recyklaãní linky pro nedostatek vstupÛ.

Tab. 1. Statistická anal˘za pevností recyklovaného betonu Tab. 1 Statistical analysis of strength of recycled concrete poãet vzorkÛ prÛmûr smûrodatná odchylka kvantil a = 0,05 kvantil a = 0,95

ETON

• TEC

H NOLOG I E

168 24,67 MPa 5,67 MPa 15,64 MPa 33,13 MPa • KONSTR

‰ikmost maximální pevnost minimální pevnost medián modus

U KC E

• SANAC

-0,0286 41,2 MPa 10,0 MPa 24,6 MPa 17,0 MPa

E

4/2002


Materiálové vyuÏití uzavírá cyklus a tím se naplÀuje poÏadavek na omezení skládek odpadÛ a tûÏby pfiírodních surovin. Ekonomika vyuÏití recyklátu je vyjádfiena niÏ‰í cenou proti pfiírodním surovinám, obvykle se pohybuje v poloviãní relaci. VyuÏití recyklované stavební suti b˘vá nejãastûji na zásypy liniového vedení. Hrubou frakci betonového recyklátu lze pouÏít do betonÛ a drobnou frakci do prÛmyslovû vyrábûn˘ch zdících malt. Úspora materiálov˘ch nákladÛ ãiní 70 aÏ 100 Kã/m3. HYGIENICKÁ NEZÁVADNOST STAVEBNÍCH ODPADÒ

VyuÏívání stavebních odpadÛ v nov˘ch stavebních materiálech musí respektovat obecné kvalitativní poÏadavky na stavební v˘robky podle nafiízení vlády ã. 178/1997 ve znûní ã. 81/1999 Sb., kde v ãlánku 3. Pfiílohy 1. je poÏadována hygiena, ochrana zdraví a Ïivotního prostfiedí. V tomto smyslu se posuzují stavební v˘robky s pouÏit˘m odpadem. Pfii posuzování stavebního v˘robku z hlediska zdrav˘ch Ïivotních podmínek je nutné urãit, zda na základû jeho sloÏení lze pfiedpokládat uvolÀování ‰kodliv˘ch látek do prostfiedí pfii dané technologii a pouÏití v˘robku ve stavbû, odhadnout hygienická rizika. Tato rizika souvisí s umístûním v˘robku ve stavbû (interiér, exteriér, kontakt s vodou nebo s potravinami apod.). Posuzování zdravotního rizika a vlivu na Ïivotní prostfiedí se provádí tfiemi testy: • chemická anal˘za v˘luhu v rozsahu úmûrném pouÏití v˘robku z odpadu, • testy ekotoxicity na Ïiv˘ch organizmech, • mûfiení hmotnostní aktivity materiálu, zejména 226Ra. Chemická anal˘za v˘luhu Byly provedeny anal˘zy sloÏení v˘luhÛ cihlobetonu (CB), betonu z betonového recyklátu (RB) a betonu z pfiírodního kameniva (B) jako referenãního vzorku. Hodnocení akreditované laboratofie zní: „Ukazatele vyhovují normû âSN 75 7111 Pitná voda vyjma obsahu hliníku. Norma pfiipou‰tí 0,2 mg Al/l (zji‰tûno 0,54 aÏ 0,7 mg Al/l) a pH hodnoty 6 aÏ 8 (stanoveno 11,1 aÏ 11,45)“. Ekotoxicita Ekotoxicita je vlastnost odpadÛ i stavebB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

ních látek, která zpÛsobuje zatíÏení Ïivotního prostfiedí toxick˘mi úãinky na biotické systémy. Testuje se pÛsobení v˘luhu na ryby a planktonního kor˘‰e (Thamnotoxikit FTM: test akutní toxicity na kor˘‰i Thamnocephalus platyurus), na chlorokokální fiasy (test inhibice rÛstu zelené fiasy Raphidocelis subcapitata: test chronické toxicity) a vliv na klíãivost i rÛst kofiene hofiãice bílé (test inhibice rÛstu kofiene Sinapis alba: test semichronické toxicity na semenech vy‰‰í rostliny). S ohledem na vysoké pH maltovin, provádí se pfied vlastním testem dodateãná úprava pH v˘luhu. Proces probíhá postupn˘mi testy podle pozitivních ãi negativních v˘sledkÛ a vyhodnocení se provede metodou porovnávací (materiál s odpadem se porovná s materiálem z pfiírodních surovin) nebo absolutní. Ve v˘luhu uveden˘ch vzorkÛ byly provedeny tfii testy toxicity s v˘sledkem: „V˘luhy nemûly Ïádn˘ úãinek na testované kor˘‰e. U fias zpÛsobovaly mírnou stimulaci rÛstu, u semen naopak mírnou inhibici rÛstu kofiene. Tyto úãinky v‰ak nepfiekroãily hranici pro hodnocení vzorkÛ jako toxické. S ohledem na v˘sledky proveden˘ch testÛ toxicity je moÏné v‰echny vzorky oznaãit za netoxické“. Mûrná aktivita Vyhlá‰kou Ministerstva zdravotnictví ã. 184/1997 Sb. jsou stanoveny limitní hodnoty hmotnostní aktivity stavebních materiálÛ, které jsou rozdûleny podle druhÛ stavebních látek a podle uÏití stavby na stavby s pobytov˘m prostorem a na jiné stavby. Hodnotí se hmotnostní aktivita 226Ra v Bq/kg. V‰echny druhy cihel, tvárnic a betonÛ se mají hodnotit jednou za tfii mûsíce, pokud se materiály pouÏívají pro stavby s pobytov˘m prostorem. Mûrná aktivita betonov˘ch nebo zdûn˘ch konstrukcí vût‰inou nepfiekroãila poÏadovan˘ limit pro objekty s pobytov˘mi prostory (smûrná hodnota 80 Bq/kg a limitní hodnota 150 Bq/kg). BETON Z CIHELNÉ DRTù My‰lenka asanovat cihelné zdivo je stará témûfi sto let a technologie vyuÏití byla uplatnûna ve Francii a v Nûmecku po obou svûtov˘ch válkách, kdy stavby byly pfieváÏnû zdûné z pálen˘ch cihel a byl nedostatek nového stavebního

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

materiálu. Pfii drcení asanovaného zdiva na frakci 0 aÏ 16 mm vzniká velk˘ podíl zrn do 4 mm. Hrubé frakce lze dobfie vyuÏít k v˘robû cihlobetonu a frakce do 4 mm lze vyuÏít k v˘robû malt. Vlastnosti cihelného recyklátu jsou závislé na objemové hmotnosti cihel a na druhu a podílu ztvrdlé malty, která ulpívá na cihlách. Cihelnou drÈ je tfieba vytfiídit na hrubou a drobnou frakci a zbavit cizorod˘ch ãástic. Asanované zdûné konstrukce z pálen˘ch cihel nemají b˘t bûhem exploatace extrémnû zneãi‰tûny organick˘mi látkami (olej, dehet aj.) nebo chemick˘mi slouãeninami. Beton z cihelné drtû je pouÏiteln˘ pro expoziãní tfiídu (stupeÀ agresivity prostfiedí) ve smyslu âSN EN 206: X0 – suché prostfiedí (napfi. interiérové konstrukce), XC1, XC2 – vlhké prostfiedí (napfi. základy), XF1 – mírnû nasycené vodou, bez rozmrazovacích látek, ale napadení mrazem a táním (napfi. svislé povrchy vystavené de‰ti a mrazu). SloÏení betonu pevnostní tfiídy lehkého betonu LC12/15: pfiírodní písek, tûÏen˘, frakce 0 aÏ 4 mm; cihelná drÈ hrubé frakce s max. zrnem 16 mm; cement CEM II/A-S32,5 v mnoÏství 320 kg/m3; konzistence se upravuje pfiípadn˘m pouÏitím plastifikaãní pfiísady tak, aby vodní souãinitel nepfiesáhl 0,55 aÏ 0,6. Objemová hmotnost se sniÏuje s rostoucím podílem cihelné drtû ve frakci 4 aÏ 8 mm a s klesajícím mnoÏstvím cementu. Zv˘‰íme-li podíl cihelné drtû nad 30 % získáme cihlobeton v kategorii lehk˘ch betonÛ s objemovou hmotnosti pod 2 000 kg/m3. Byla sledována rovnûÏ zpracovatelnost ãerstvého cihlobetonu, která se znaãnû mûnila. Nejhor‰í byla pfii maximální dávce cihelné drtû frakce 4 aÏ 8 mm, ménû je ovlivnûna cihelnou drtí 8 aÏ 16 mm, a pfii minimálním mnoÏství cementu. Mrazuvzdornost vyhovuje na 150 zmrazovacích cyklÛ. Souãinitel mrazuvzdornosti je 0,89 > 0,75. Beton není odoln˘ v kyselém prostfiedí, rozpadá se pfii zkou‰ce dle âSN 73 1326. BETON Z DRCENÉHO BETONU ( R E C Y K L ÁT U ) Velk˘m zdrojem betonÛ vhodn˘ch pro recyklaci bude asanace panelov˘ch staveb. Problematika odpadÛ v pozemním stavitelství je sloÏitûj‰í z tûchto dÛvodÛ:

4/2002

35

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES • odpady z pozemních staveb jsou velmi heterogenní (men‰í materiálovou variantností se vyznaãují panelové stavby), • úsporné (= ménû pracné) demoliãní metody poskytují smûs materiálÛ nevhodn˘ch pro recyklaci, • jakostní poÏadavky na sekundární suroviny se velmi obtíÏnû plní, • surovinovû bohaté území a krátké dopravní vzdálenosti nabízí ekonomicky pfiijatelné pfiírodní suroviny s vysok˘mi kvalitativními parametry. Bûhem posledních let bylo v na‰em ústavu provedeno mnoho zkou‰ek recyklovaného betonu s cílem získat závislosti vlastností betonu na jeho sloÏení, zejména byl ovûfiován vliv drceného betonu (recyklátu) na pevnost a trvanlivost betonu. Ze v‰ech experimentÛ byla provedena statistická anal˘za pevností v tlaku za 28 dní normového zrání bez ohledu na sloÏení betonÛ. Jeden vzorek je vÏdy prÛmûrem pevností dvou aÏ tfií krychlí o hranû 150 mm. V˘sledky statistické anal˘zy jsou uvedeny tabulce 1. Pro experimenty byly pouÏity vzorky drceného betonu z rÛzn˘ch lokalit, které vykazovaly objemové hmotnosti drobné frakce 2 050 aÏ 2 250 kg/m3 a hrubé frakce do 16 mm 2 230 aÏ 2 350 kg/m3. Nasákavost drceného betonu je podobnû jako objemová hmotnost promûnlivá v ‰irok˘ch mezích v závislosti na pÛvodním betonu a v˘raznû se li‰í podle frakcí kameniva, nejvy‰‰í hodnoty vykazuje drobná frakce 10 aÏ 15 %. Frakce 4 aÏ 8 mm mûla nasákavost 8 aÏ 12 % a nad 8 mm 5 aÏ 8 %. Vhodné sloÏení zrnitosti recyklátu v betonu: • frakce 0 aÏ 4 mm: pfiírodní písek nebo pro niÏ‰í pevnostní tfiídy maximálnû 20 % recyklátu, • frakce 4 aÏ 8 mm: polovina recyklátu a polovina pfiírodní drtû, • frakce 8 aÏ 16 mm: lze pouÏívat 100 % recyklátu. Experimenty prokázaly, Ïe hrubá frakce recyklátu (4 aÏ 8, 8 aÏ 16, 4 aÏ 16 mm) v˘raznûji neovlivÀuje pevnost betonu v jakémkoliv podílu. Podstatnû vût‰í vliv na pevnost betonu má drobná frakce recyklátu 0 aÏ 4 mm, která v podílu vût‰ím neÏ 40 % náhrady písku sniÏuje pevnosti betonu a v fiadû pfiípadÛ jiÏ od men‰ích dávek v závislosti na ostatních parametrech sloÏení (podíl zrn do 0,25 mm, vodní souãinitel, dávka 36

B

a pevnostní tfiída cementu aj.). Nûkteré experimenty byly zamûfieny i na úspory cementu a prokázalo se, Ïe ãást cementu lze nahradit popílkem aÏ do 10 % hmotnosti cementu, tj. dávky popílku 40 kg/m3 (pfii pouÏití pfiírodního písku a hrubé frakce drceného betonu). Pfiímûsi popílku pfii pouÏití drobné frakce recyklátu (0 aÏ 4 mm) jsou ménû vhodné, neboÈ drobná frakce recyklátu jiÏ obsahuje vy‰‰í podíl zrn do 0,25 mm a tím by vzrostl objem cementového tmele nad únosnou míru. PouÏívání recyklátu zhor‰uje zpracovatelnost ãerstvého betonu, proto je nutné zvy‰ovat vodní souãinitel, kter˘ v‰ak souãasnû sniÏuje v˘sledné pevnosti betonu. SníÏení vodního souãinitele a zachování potfiebné zpracovatelnosti ãerstvého betonu umoÏÀují plastifikaãní pfiísady a jejich uÏití bylo ovûfiováno v nûkter˘ch experimentech. Pevnost betonu se uÏitím plastifikaãních pfiísad zv˘‰ila podle úãinnosti konkrétní pfiísady, jak se pfiedpokládalo. Dávka plastifikátoru 1 % hmotnosti cementu zv˘‰ila pevnosti betonu vyrobeného s uÏitím pfiírodního písku nad 30 MPa. Dávky cementu u v‰ech experimentÛ se pohybovaly v mezích 340 aÏ 400 kg/m3 betonu. Pro jednu skupinu experimentÛ byl pouÏíván smûsn˘ struskov˘ portlandsk˘ cement CEM II/B – S32,5 a pro druhou portlandsk˘ cement CEM I 42,5. Zkou‰ky prokázaly, Ïe pro dosahované pevnosti betonu do 30 MPa plnû postaãuje smûsn˘ portlandsk˘ cement pevnostní tfiídy 32,5 MPa. Optimální dávka cementu je 350 kg/m3 betonu. Zv˘‰ené mnoÏství cementu není vÏdy zárukou zv˘‰ené pevnosti, neboÈ zde neplatí jednoduchá úmûrnost, a pfii velkém nadbytku cementového tmele se sniÏuje kvalita betonu. SníÏením dávky cementu o 10 kg na 1 m3 betonu (v mezích dávky cementu 340 aÏ 400 kg/m3) se sníÏí pevnost betonu asi o 0,3 aÏ 1,0 MPa. Hodnocení trvanlivosti recyklovaného betonu lze rozdûlit do dvou ãástí: • Mrazuvzdornost betonu byla hodnocena modelov˘mi zkou‰kami podle âSN 73 1312 a posuzovaná na 100 aÏ 150 zmrazovacích cyklÛ a hodnocená souãinitelem mrazuvzdornosti (pomûr pevností pfied a po cyklech zmrazování) byla vyhovující a recyklovan˘ beton je mrazuvzdorn˘ na 150 cyklÛ. Recyklované kamenivo frakce 8 aÏ 16 ETON

• TEC

H NOLOG I E

mm a 4 aÏ 8 mm posuzované podle âSN 72 1176 je odolné mrazu na zkou‰en˘ch 25 cyklÛ ve tfiídû B (âSN 72 1512). • Odolnost povrchu recyklovaného betonu v kyselém prostfiedí pfii cyklickém pÛsobení mrazu je nedostateãná. Zkou‰ené recyklované kamenivo frakce 8 aÏ 16 mm vykázalo vyhovující odolnost podle âSN 72 1176. Betony z nûho vyrobené lze zafiadit do C (naru‰en˘ povrch). Celkem bylo zkou‰eno 18 vzorkÛ (kaÏd˘ vzorek pfiedstavoval 3 krychle o hranû 150 mm) rÛzného sloÏení recyklovaného betonu. Z nich 10 je hodnoceno stupnûm 5 (rozpadl˘), 6 stupnûm 4 (silnû naru‰en˘) a 2 vzorky stupnûm 3 (naru‰en˘ povrch). Recyklovan˘ beton byl hodnocen stupnûm 4 (silnû naru‰en˘) a 5 (rozpadl˘). Podle âSN EN 206-1 lze vyrábût z recyklátu betonové konstrukce urãené pro expoziãní tfiídu XO – velmi suché prostfiedí (vnitfiní prostory). Podmínûnû lze také pouÏít pro XC1 – suché prostfiedí (interiéry s malou vlhkostí), XC2 – vlhké, zfiídka suché prostfiedí (napfi. základy) a XF1 – prostfiedí mírnû nasycené vodou s pÛsobením mrazu a tání, bez pÛsobení rozmrazovacích látek (vnûj‰í svislé povrchy vystavené de‰ti). Z ÁV ù R Podmínkou úspû‰ného vyuÏití drceného betonu je tfiídûní stavebního odpadu a pfiijatelná stabilita vlastností vzniklého recyklátu, potfiebná k dosaÏení poÏadovan˘ch vlastností budované stavební konstrukce, jin˘mi slovy – poÏadovaná jakost ve smyslu pfiíslu‰n˘ch technick˘ch norem. Kvalita betonu z recyklátu závisí v prvé fiadû na kvalitû vlastního recyklátu, na sloÏení betonu, na vhodné technologii a také na konkrétním pouÏití recyklovaného betonu. Práce byla fie‰ena s podporou VVZ CEZ J22/98:26110008 „V˘zkum a v˘voj nov˘ch materiálÛ z odpadních surovin a zaji‰tûní jejich vy‰‰í trvanlivosti ve stavebních konstrukcích“.

• KONSTR

Ing. Libu‰e Beckerová, Prof. Ing. Petr Pytlík, CSc. Ústav technologie stavebních hmot a dílcÛ Stavební fakulta VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno tel.: 05 4114 7509, fax: 05 4114 7502 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

PROF. ING. DR. ZDENùK ·MERDA, CSC. OSMDESÁTILET¯

Na poãátku prázdnin se v plném pracovním elánu a du‰evní svûÏesti doÏil osmdesáti let nejpfiednûj‰í pfiedstavitel ãeskoslovenské a ãeské betonáfiské ‰koly Prof. Ing. Dr. Zdenûk ·merda, CSc. Narodil se 12. ãervence 1922 v Brnû. Stfiedo‰kolské vzdûlání s maturitou v roce 1941 získal na reálném gymnáziu v Brnû, poté se pfiihlásil ke studiu hry na flétnu na Státní konzervatofii v Brnû a v letech 1942 aÏ 1944 absolvoval abiturientsk˘ kurz na Vy‰‰í prÛmyslové ‰kole stavební. Po válce, v létech 1945 aÏ 1947, studoval Vysokou ‰kolu technickou Dr. E. Bene‰e v Brnû, Stavební fakultu, obor inÏen˘rské konstrukce – titul Ing. získal v roce 1948 a doktorát pak v roce 1950. V létech 1947 aÏ 1948 pracoval jako statik betonov˘ch konstrukcí u firmy Orlit v Lond˘nû, poté, 1948 aÏ 1955, byl asistentem na Ústavu betonov˘ch konstrukcí na Stavební fakultû VUT v Brnû u Prof. Konráda Hrubana a dále - v období 1955 aÏ 1956 - byl vûdeck˘m pracovníkem v ÚTAM âSAV v Praze u Prof. Václava Da‰ka. Docentem pro obor Îelezobetonové konstrukce a uÏitá matematika byl jmenován v roce 1956 a v této funkci pracoval na Ústavu betonov˘ch konstrukcí Stavební fakulty VUT v Brnû do roku 1962, kdy byl jmenován profesorem. Období 1964 aÏ1965 strávil jako profesor na Technické univerzitû v Havanû. Do roku 1970 potom pracoval opût ve funkci profesora na Ústavu betonov˘ch konstrukcí Stavební fakulty VUT v Brnû. V létech 1970 aÏ 1990 byl vûdeck˘m pracovníkem V˘skumného ústavu inÏenierskych stavieb v Bratislavû. V roce 1990 byl povolán zpût na Stavební fakultu VUT v Brnû jako vedoucí Ústavu betonov˘ch konstrukcí. Po odchodu z VUT v r. 1992 zaloÏil vlastní konzultaãní kanceláfi a byl jedním z prvních iniciátorÛ a zakládajících ãlenÛ projekãní firmy VIAPONT, s. r. o. Díky jeho ãlenství vznikla této firmû moÏnost pracovat v fiadû zajímav˘ch oblastí (granty, fiada speciálních fie‰ení a posudkÛ stavebních konstrukcí atd.). CeloÏivotní vûdecká práce profesora ·merdy byla zamûfiena na ‰irokou problematiku betonov˘ch konstrukcí a mostÛ. Mezi originální pfiínosy náleÏí pfiedev‰ím vynikající v˘sledky z oblasti objemov˘ch zmûn betonu, pokr˘vající celou ‰ífii od základních teoretick˘ch modelÛ aÏ k vytvofiení postupÛ urãen˘ch pro návrhovou praxi. Velmi rozsáhlá je i jeho literární ãinnost. Vedle mnoha v˘zkumn˘ch zpráv, mnoha pÛvodních statí uvefiejnûn˘ch v zahraniãních i ãeskoslovensk˘ch (resp. ãesk˘ch) odborn˘ch ãasopisech a sbornících, byl autorem fiady kniÏních publikací, napfi. Betonové konstrukce, Betonové konstrukce pozemních staveb, V˘poãty Ïelezobetonov˘ch nádrÏí a zásobníkÛ, Dotvarování a smr‰Èování betonov˘ch prvkÛ a konstrukcí, Konstrukãní a lehk˘ beton, Creep and Shrinkage of Concrete Elements and Structures, Îivotnost betonov˘ch staveb. Vûdecká a odborná ãinnost ZdeÀka ·merdy byla mnohokrát ocenûna: napfi. je moÏno jmenovat udûlení Statní ceny (1988) B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

a medaile Za zásluhy o rozvoj mechaniky (1987). Profesor ·merda je stálicí a encyklopedií ãeského betonového stavitelství – jeho pfiínosy v této oblasti jsou zásadní. Kromû vûdeckov˘zkumné a pedagogické ãinnosti mûl vÏdy velmi blízk˘ kontakt s praxí. Exaktní my‰lení, znalosti, zku‰enosti a intuice, umûní kvalifikovanû spojit teoretick˘ a praktick˘ inÏen˘rsk˘ pfiístup, ‰irok˘ rozhled s hlubok˘m porozumûním – to jsou dÛvody, proã je jak vyhledávan˘m rádcem a kritikem, tak i inspirátorem nov˘ch idejí. Z osobních vlastností je tfieba si zvlá‰tû cenit jeho ãestnosti a zásadovosti, a to i v dobách, kdy se úcta k tûmto hodnotám nevyplácela. Do dal‰ích let pfiejeme profesoru ZdeÀku ·merdovi pevné zdraví, zachování obdivuhodné svûÏesti, pfietrvávající pracovní elán, mnoho radosti z pracovních úspûchÛ a pohodu v osobním Ïivotû.

• SANAC

Vladimír Kfiístek

E

4/2002

37

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

STAVEBNÍCH ODPADÒ – ZDROJ DRUHOTNÉ SUROVINY PRO STAVEBNICTVÍ RECYCLING OF BUILDING WASTES – SOURCE OF SECONDARY RAW MATERIAL FOR BUILDING INDUSTRY

RECYKLACE

Tab. 1 Produkovaná a recyklovaná mnoÏství stavebních a jim podobn˘ch odpadÛ Tab. 1 Produced and recycled amounts of construction and similar wastes

PETR ·Tù PÁN E K MnoÏství a rozdûlení stavebního odpadu v âR. Publikovaná data byla pfievzata z âeského ekologického ústavu (âEÚ) a od Asociace pro recyklaci stavebních materiálÛ (ARSM). Quantities and proportions of building wastes in the Czech Republic are stated. Published data for the Czech Republic are from the Czech Ecological Institute (âEÚ) and the Association for development of recycling of building wastes (ARSM). Some remarks about recycling of concrete in the Czech Republic and other countries are presented. Stavební odpady a odpady z demolic pfiedstavují velmi v˘znamn˘ podíl na celkové produkci odpadÛ v âeské republice. Jedná se zhruba o 20 aÏ 30 % celkovû produkovan˘ch odpadÛ. Zv˘‰ení podílu recyklované a znovu vyuÏité ãásti stavebních odpadÛ v surovinovém a materiálovém cyklu vede ke sníÏení zatíÏení Ïivotního prostfiedí. PRODUKCE

ODPADÒ A J E J IC H

R ECYKL AC E

Pfiehled produkce [kt] 1998 1999

Druh odpadu Beton, hrubá a jemná keramika, v˘robky ze sádry a azbestu Dfievo, sklo, plasty Asfalt, dehet, v˘robky z nich Kovy a slitiny kovÛ VytûÏená zemina Smí‰en˘ stavební a demoliãní odpad

o objemech stavebních odpadÛ âesk˘ ekologick˘ ústav (âEÚ), kter˘ vede databázi odpadÛ. Z tûchto údajÛ a z [1] lze získat údaje o mnoÏství stavebních odpadÛ uvedené v tab. 1. Vzhledem k tomu, Ïe oficiální údaje âEÚ nebyly v souladu s trendy a pomûry podílu jednotliv˘ch odpadÛ udávan˘mi v Federation Internationale du Recyclage, provedla Asociace pro rozvoj recyklace stavebních materiálÛ (ARSM) v âR vlastní prÛzkum, jehoÏ v˘sledky byly uvedeny v [1] – tab. 2. Podíl recyklovan˘ch stavebních odpadÛ na primárních surovinách pro stavebnictví a prÛmysl v roce 2000 byl následující :

Recyklované mnoÏství [kt] 1998 1999

1241

1536

199

279

34 115 1289 4907 130

40 94 1880 4174 151

0,5 36 38 84 1

0,6 61 30 57 3

• celkov˘ objem tûÏby ‰tûrkopískÛ a stavebního kamene 50 196 kt • recyklovaná stavební suÈ 371 kt • recyklované kamenivo (z úpravy Ïelezniãních tratí) 704 kt Podíl recyklátÛ na celkové spotfiebû stavebních materiálÛ je 3,5 aÏ 4 % a z toho pfiipadá : • do nespojen˘ch v˘plní (podklady, svahy, náspy) 62 % • v˘plÀové konstrukce (napfi. betony, materiál s pfiídavn˘m pojivem) 30 % • nosné konstrukce (zejména konstrukce z prostého betonu) 8%

V âR slouÏí jako oficiální zdroj informací Tab. 3 Roãní produkce stavebního odpadu, jeho sloÏení a recyklace betonu 1) Tab. 3 Yearly production of construction waste, its composition and recycling of concrete Roãní produkce SloÏení odpadu stavebního odpadu (z celkového mnoÏství) celkem na 1 obyv. beton zdivo [Mt] [kg] [%] [%] Austrálie 15 831 55 40 Dánsko 1993 2,4 459 Francie 24 417 65 Nûmecko 1995 97 1191 Itálie 15 aÏ 30 261 aÏ 522 Japonsko 1990 76 605 32 Holandsko 1991 14 910 Polsko 1997 650 ·panûlsko 1997 17 380 12 54 Velká Británie 1991 24 411 âR 2) 1999 3,9 389 45 1) údaje v tabulce nevyplnûné nebyly k dispozici 2) údaje dle ARSM Zemû

38

Rok

B

ETON

• TEC

Recyklace betonu [% z celkového mnoÏství betonového odpadu]

Tab. 2 V recyklaãních linkách zpracovávané stavební odpady – dle prÛzkumu ARSM Tab. 2 Construction wastes processed in recycling systems – according to a survey done by the Association fofir REcycling of Construcion MAterials (ARSM)

83 20 73 10 60 75

Druh odpadu Cihelná suÈ Betonová suÈ Îivice Smí‰ené stavební odpady Kamenivo Zemina Ostatní CELKEM

60 28

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

MnoÏství [kt] 1999 2000 488,3 589,4 466,9 384,6 247,7 317,9 166,3 476,8 103,8 109,6 2059,5

• SANAC

E

79,0 704,0 261,0 249,6 2585,4 4/2002

VùDA SCIENCE

Z ÁV ù R Z uveden˘ch ãíseln˘ch údajÛ je patrn˘ rozpor mezi údaji uvádûn˘mi âEÚ a ARSM. Míra recyklace stavebních odpadÛ v âR dosahuje 20 % (dle âEÚ), resp. 30 % (dle ASRM). BohuÏel míra recyklace ve vyspûl˘ch zemích se pohybuje kolem 40 aÏ 50 %, pfiitom recyklace betonu dosahuje 60 aÏ 70 %. V âR se recyklovan˘ stavební odpad v pfieváÏné mífie pouÏívá pro úpravy podloÏí, resp. terénu (850 kt) a do v˘plÀov˘ch konstrukcí vyrábûn˘ch pomocí pfiidávaného pojiva (411 kt). Pro nosné konstrukce (zejména pro konstrukce z prostého betonu) je vyuÏíváno pouze 110 kt. Údaje uvedené v tab. 3, které byly pfievzaty z [3], nejsou bohuÏel plnû srovnatelné, neboÈ údaje z jednotliv˘ch zemí

nemají stejnou strukturu, ani nepochází ze stejného období. Pfiesto v‰ak umoÏÀuje tato tabulka porovnání, jak se k recyklaci stavebních odpadÛ a zejména betonu pfiistupuje v nûkter˘ch zemích a v âeské republice.

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

Literatura [1] ·kopán M.: Potenciál recyklace stavebních odpadÛ jako druhotné suroviny ve stavebnictví v âR, zpracováno pro Ministerstvo prÛmyslu a obchodu âR, odbor surovinové politiky, 2001 [2] ·kopán M., Novotn˘ B., Mertlová J.: Anal˘za a moÏnosti rozvoje nakládání se stavebními odpady a jejich následného vyuÏití v dal‰í stavební v˘robû v intencích surovinové politiky v oblasti nerostn˘ch surovin a jejich zdrojÛ. V˘zkumná zpráva pro MPO âR, Brno, 2001 [3] fib Commission 3: Enviromental Aspects of Design and Construction, Materiály pro jednání komise, Praha, duben 2002

Pfiíspûvek vznikl v souvislosti s fie‰ením projektu GAâR 103/02/1161 „Trvale udrÏiteln˘ rozvoj ve vztahu k betonov˘m konstrukcím“.

Prof. Ing. Petr ·tûpánek, CSc. Ústav betonov˘ch a zdûn˘ch konstrukcí Fakulta stavební VUT v Brnû Údolní 53, 602 00 Brno tel.: 05 4114 6205, fax: 05 4321 2106 e-mail: [email protected]

ZASEDÁNÍ

KOMISE FIB C3 – ENVIRONMENTÁLNÍ ASPEKTY V NAVRHOVÁNÍ A REALIZACI BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ, PRAHA FIB C3 – COMMISSION MEETING – ENVIRONMENTAL ASPECTS IN DESIGN AND CONSTRUCTION OF CONCRETE STRUCTURES, PRAGUE Pracovní jednání mezinárodní komise fib C3 – Environmental Aspects in Design and Construction of Concrete Structures se konalo ve dnech 18. a 19. dubna se na Fakultû stavební âVUT v Praze. Tohoto, v pofiadí jiÏ ‰estého, jednání se zúãastnilo celkem deset ãlenÛ komise, z Nûmecka (2), ·v˘carska (2), Japonska (2), Belgie, Norska a âeské republiky (2). Pfiítomen byl i generální sekretáfi fib Rüdriger Tewes ze ·v˘carska. âeskou republiku zastupovali ãlenové komise C3 prof. P. ·tûpánek a doc. P. Hájek a jako host zástupce pracovní skupiny WG4 IASS prof. L. Végh. Hlavní náplní pracovního setkání bylo projednávání obsahu a stavu rozpracovanosti zpráv jednotliv˘ch pracovních skupin, které by mûly b˘t pfiipraveny k publikaci do konce roku 2002. Finální projednání a koordinace textÛ probûhne na dal‰ím zasedání komise C3, které se bude konat v prÛbûhu fib kongresu v japonské Osace v fiíjnu t.r. Místopfiedseda komise, prof. K. Sakai, pfiednese na kongresu v Osace pfiíspûvek s informací o dosavadní ãinnosti komise a s návrhem na zamûfiení její ãinnosti B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 1 Jednání komise C3 – zleva: prof. K. Sakai, pfiedseda pracovní skupiny TG3.3, prof. P. Schiessl, pfiedseda komise C3, L. Mayer, sekretáfi komise Fig. 1 Meeting of committee C3 – from left: prof. K. Sakai, chairman of working group TG3.3, prof. P. Schiessl, chairman of committee C3, L. Mayer, committee secretary

by do navrhování betonov˘ch staveb. Jedním z cílÛ by mûlo b˘t vypracování „Smûrnic pro navrhování a realizaci udrÏiteln˘ch betonov˘ch staveb“, které by se mûly stát podkladem pfii vypracovávání nového Model Codu pro navrhování betonov˘ch konstrukcí.

v dal‰ím tfiíletém období. Komise pfiedpokládá, Ïe se její dal‰í ãinnost zamûfií na implementaci principÛ udrÏitelné v˘stav-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. Fakulta stavební âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 4459, fax: 02 3333 9987 e-mail: [email protected]

39

VùDA


TRVALE

UDRÎITELN¯ ROZVOJ A BETONOVÉ KONSTRUKCE SUBSTAINABLE DEVELOPMENT AND CONCRETE STRUCTURES

recyklovan˘ odpad z jin˘ch procesÛ a jin˘ch prÛmyslÛ

na obyvatele (napfi. v roce 1997 bylo v âR vyrobeno 0,5 t/obyvatele!). Z toho vypl˘vá obrovská spotfieba primárních neobnoviteln˘ch surovin (na v˘robu cementu, tûÏba ‰tûrkÛ a kameniva) a znaãná spotfieba energie. TûÏba surovin, transport, v˘roba stavebních prvkÛ, vlastní v˘stavba a dal‰í kroky Ïivotního cyklu jsou spojeny s produkcí ‰kodliv˘ch emisí (CO2, SO2 aj.) a spotfiebou energie, které jsou svázané s existencí kaÏdého materiálu v konkrétní konstrukãní situaci (svázané emise CO2, svázané emise SO2, svázaná spotfieba energie aj.) – obr. 1 [2]. âeská republika se vzhledem ke snahám o integraci do EU zaãíná intenzivnûji zab˘vat v˘‰e uvedenou problematikou. UplatÀování principÛ trvale udrÏitelného rozvoje je v âR legislativnû zakotveno v zákonû o Ïivotním prostfiedí ã. 17/1992 Sb. v § 6, kde je definováno: „Trvale udrÏiteln˘ rozvoj spoleãnosti je takov˘ rozvoj, kter˘ souãasn˘m i budoucím generacím Obr. 1 Fig. 1

Îivotní cyklus betonové stavby – materiálové a energetické toky The life-cycle of concrete structure – the materials and energy flows

MATERIÁLOVÉ ZDROJE

v˘roba primárních stavebních materiálÛ

EMISE A JINÉ NEGATIVNÍ VLIVY NA ÎIVOTNÍ PROST¤EDÍ

Otázky spojené s trvale udrÏiteln˘m rozvojem v oblasti stavebnictví pfiedstavují velmi ‰irok˘ okruh problémÛ. Vzhledem k mnoÏství betonov˘ch konstrukcí realizovan˘ch v âeské republice znamená uplatÀování principÛ udrÏitelné v˘stavby v realizaci betonov˘ch konstrukcí velk˘ potenciál z hlediska sniÏování dopadÛ na Ïivotní prostfiedí. Z tûchto dÛvodÛ vznikla spoleãná iniciativa tfií odborn˘ch institucí – Stavební fakulty âVUT v Praze, âeské betonáfiské spoleãnosti a âeské komory autorizovan˘ch inÏen˘rÛ a technikÛ ãinn˘ch ve v˘stavbû, která vyústila v tfiílet˘ v˘zkumn˘ projekt ã. 103/02/1161 zahájen˘ v tomto roce, s názvem shodn˘m s titulem tohoto ãlánku. Projekt je podporován Grantovou agenturou âR. V pfiíspûvku chceme poukázat na v˘chodiska a nûkteré klíãové aspekty a problémy, související s touto problematikou. Questions connected with sustainable development in the construction sector represent a very broad range of problems. With respect to the amount of concrete structures realised in the Czech Republic, the implementation of principles of sustainable construction in concrete structures represents a high potential from the point of view of reduction of impacts on the environment. The common initiative of three professional institutions – The Faculty of Civil Engineering at the Czech Technical University in Prague, The Czech Concrete Society and The Czech Chamber of Engineers, has resulted in the three year research project No. 103/02/1161. This project, which has the same title as this paper, has started in this year. The project is supported by the Grant Agency of the Czech Republic. The intention of this paper is to focus on context and scope, and on some key aspects and solution tasks related to this problem.

ji‰tûní trvale udrÏitelného rozvoje vûnována ve vyspûl˘ch státech znaãná pozornost. Lidstvo si zaãíná uvûdomovat nutnost minimalizovat negativní vlivy lidské ãinnosti a jejích dopadÛ na kvalitu Ïivota a prostfiedí. Zaji‰tûní trvale udrÏitelného rozvoje souvisí ve své podstatû s vût‰inou oborÛ lidské ãinnosti, vãetnû stavebnictví. Jak je uvedeno v Agendû 21 pro udrÏitelnou v˘stavbu [1] stavebnictví reprezentuje v EU 10 aÏ 12 % hrubého národního produktu, spotfiebovává asi 40 % energie a vytváfií 40 % z celkového mnoÏství ãlovûkem vyprodukovan˘ch odpadÛ. To samozfiejmû pfiedstavuje obrovskou zátûÏ nejenom ekonomickou, ale i ekologickou. S ohledem na poÏadavky udrÏitelného rozvoje je tfieba posuzovat efektivitu stavebního díla komplexnû v rámci celého Ïivotního cyklu, tj. od v˘roby stavebních materiálÛ pfies v˘stavbu, provoz, údrÏbu aÏ po jeho budoucí odstranûní, recyklaci hmot a s tím spojené problémy skládkování, dopravy atd. Vliv betonov˘ch konstrukcí na Ïivotní prostfiedí je s ohledem na velikost jejich produkce velmi v˘znamn˘. Roãnû je na Zemi vyrobeno velké mnoÏství betonu

v˘roba betonu a betonov˘ch prvkÛ

ENERGETICKÉ ZDROJE

PETR HÁJEK, B ¤ E T I S L A V T E P L¯ , VLADIMÍR K¤ÍSTEK

návrh a v˘stavba

uÏívání a údrÏba

opravy, modernizace

demolice

recyklace betonu

recyklovan˘ beton vyuÏiteln˘ v jin˘ch procesech a jin˘ch prÛmyslech

ODPADY

V posledních letech je problematice za40

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

V¯CHODISKA A MEZINÁRODNÍ KONTEXT

NarÛstající váha, která je v posledním období pfiisuzována souvislostem trvale udrÏitelného rozvoje a stavebnictví je patrná napfi. ze skuteãnosti, Ïe v posledním období byla pofiádána fiada mezinárodních kongresÛ s touto tematikou – napfi. CIB World Building Congress „Construction and the EnvironmentAgenda 21 for Sustainable Construction“, (1998, Gävle, ·védsko), 9th International Conference on Durability of Building Materials and Components, (2002, Brisbane, Austrálie), RILEM/ CIB/ISO International Symposium „Integrated LifeCycle Design of Materials and Structures“, ILCDES 2000, (2000, Helsinky, Finsko), „Sustainable Building 2000“ (2000, Maastricht, Nizozemí) a fib-Symposium „Concrete and Environment“ (2001, Berlín, SRN). V nûkter˘ch státech je moÏno zaznamenat první legislativní opatfiení. Napfi. od roku 1997 je v Nizozemí platn˘ zákon zakazující skládkovat recyklovatelné stavební suti a v Anglii jsou nafiízeny v˘raznû vy‰‰í poplatky za skládkování recyklovatelné stavební suti neÏ pro jiné materiály. Z na‰í legislativy lze jmenovat zákon 125/1997, ãást sedmá, odd.1., kde je sice hovofieno o poplatcích za skládkování, recyklovatelnost v‰ak není zohlednûna. âeská republika jako fiádn˘ ãlen CEN zavádí souãasnû s ostatními ãlensk˘mi zemûmi soustavu evropsk˘ch norem fiady EN ISO 14000 – Environmentální management – Posuzování Ïivotního cyklu, ve kter˘ch je stanovena metodologie a pravidla pro posuzování Ïivotního cyklu (LCA) produktÛ, vãetnû staveb. Je nutno téÏ uváÏit nutnost nákladného odstraÀování doslouÏil˘ch objektÛ, pfiiná‰ející mj. dal‰í spotfiebu energie, produkci emisí a problémy s likvidací odpadÛ z demolic. To je také dÛvod, proã se v fiadû prÛmyslovû vyspûl˘ch zemí (napfi. Nizozemí, ·védsko) prosazuje tendence po „renesanci“ prefabrikovan˘ch Ïelezobetonov˘ch konstrukcí, ale s demontovateln˘mi spoji – tzv. IFD technologie (Industrial, Flexible, Demountable) [3] umoÏÀující nenároãnou deB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

montáÏ konstrukce a pfiípadné opûtné pouÏití prefabrikovan˘ch prvkÛ po jejich repasi. Dal‰í technologií hodnou pozoru je vyuÏití drceného a tfiídûného betonu z demolic pro v˘robu betonu i pro nosné konstrukce – viz napfi. nûkolik experimentálních objektÛ z betonu vyrobeného z kameniva z recyklovaného betonu v NSR (patrové garáÏe, most aj.) v rámci projektu BiM – blíÏe viz napfi. [4]. I ve vyspûl˘ch státech se v‰ak vût‰inou jedná o nové trendy, které se ne vÏdy snadno prosazují do praxe, jsou ale velmi ãasto podporovány státem ãi regionálními institucemi. Vzniká fiada mezinárodních projektÛ, napfi. ve 4. rámcovém programu EC to byl v letech 1996–9 projekt DuraCrete, zamûfien˘ na novû pojaté návrhové postupy (performancebased design – ve volném pfiekladu „navrhování s ohledem na uÏitné vlastnosti“) explicitnû zohledÀující mj. poÏadavky Ïivotnosti a spolehlivosti Ïelezobetonov˘ch konstrukcí. Projekt poukázal na nevhodné postupy souãasn˘ch normativních pfiedpisÛ, které vlastnû jenom „pfiedepisují" jednotná pravidla s cílem zajistit dostateãnou spolehlivost a obecnû pfiijatelnou Ïivotnost, bez ohledu na dal‰í specifické poÏadavky a dlouhodobé dÛsledky. NepfiihlíÏí se tedy napfi. k nákladÛm na údrÏbu, opravy a demolici. V souãasnosti na projekt DuraCrete navazuje dal‰í mezinárodní aktivita DuraNet. Je‰tû dále jdou cíle prioritní aktivity CIB (International Council for Research and Innovation in Building and Construction), ve zkratce naz˘vané PeBBu, zamûfiené na Performance-based pfiístupy, které se zab˘vají snahou o prÛmûrné sníÏení cen staveb a o dal‰í zásadní dopady na konstruování staveb, jejich provádûní a na obchodní postupy stavebních firem. BlíÏe viz (www.cibworld.nl). Zajímavá je také aktivita v oblasti aplikace nov˘ch pfiístupÛ pro management mostního hospodáfiství. Cílem návrhu a managementu dálniãních mostÛ bylo stanovit a uplatnit nejlep‰í moÏnou strategii, která by zaruãila adekvátní hladinu spolehlivosti za nejniÏ‰í moÏnou celkovou cenu [5]. Je zfiejmé, Ïe mezi mírou spolehlivosti konstrukce

A V¯ZKUM RESEARCH

a náklady existuje závislost, ve které lze nalézt optimální hodnotu z hlediska celkov˘ch nákladÛ, zahrnujících náklady na realizaci, náklady za odstranûní poruch ale i cenu dopadÛ na Ïivotní prostfiedí (obr. 2). V Evropû byl za podpory Evropského spoleãenství fie‰en v˘zkumn˘ projekt BRITE/EURAM zamûfien˘ na hodnocení v˘konnosti, optimální strategie inspekce a údrÏby betonov˘ch konstrukcí a mostÛ za pouÏití expertního systému zaloÏeného na spolehlivostní anal˘ze. V Itálii je fie‰ena optimalizaãní úloha pro celé dálniãní úseky, kdy se pomocí numerické techniky dynamického programování maximalizuje spolehlivost sítû mostÛ, které vykazují degradaci a vyÏadují údrÏbu ãi rekonstrukce. Pfiitom se minimalizuje naru‰ení dopravy; v˘sledná strategie je funkcí finanãních prostfiedkÛ, které jsou k dispozici. Pfii podobn˘ch rozhodovacích postupech je ãasto vhodné (ãi nutné) pracovat s kvantifikovan˘m rizikem. Velmi dÛleÏit˘m nástrojem je proto v fiadû situací rizikové inÏen˘rství (viz napfi. [6], [7]), které se zab˘vá posuzováním a hodnocením rizik. VyÏaduje to napfi. jiÏ ná‰ zákon ã. 353/1999 o prevenci závaÏn˘ch prÛmyslov˘ch havárií zpÛsoben˘ch nebezpeãn˘mi chemick˘mi látkami (blíÏe viz také [8]). Tento zákon je harmonizován s legislativou EU – s direktivou SEVESO II a mj. pfiedepisuje povinnost anal˘zy a hodnocení rizik. Pro tyto ãinnosti v‰ak ãeská technická komunita není vyzbrojena dostateãn˘mi znalostmi ani pfiíslu‰n˘mi nástroji (i kdyÏ tyto existují). Riziko mÛÏe mít ãasto souvislost s chybnou funkcí stavební kon-

optimum náklady

zachovává moÏnost uspokojovat jejich základní potfieby a pfiitom nesniÏuje rozmanitost pfiírody a zachovává pfiirozené funkce ekosystému".

AND

spolehlivost celkové náklady

Obr. 2 Optimalizace nákladÛ Ïivotního cyklu (zpracováno s vyuÏitím [5]) Fig. 2 Optimisation of life-cycle cost (elaborated using [5])

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

náklady na realizaci ceny dopadÛ na Ïivotní prostfiedí náklady na odstranûní poruch

41

VùDA


strukce (nádrÏe, hráze apod.) a stavební inÏen˘fii by proto mûli mít dostateãné znalosti potfiebné k provádûní pfiíslu‰n˘ch anal˘z. NaplÀování v˘‰e popsan˘ch my‰lenek, trendÛ a zásad pfiispívá k minimalizaci negativních vlivÛ stavebních ãinností a jejich dopadÛ na kvalitu Ïivota a prostfiedí z dlouhodobého hlediska.

•

SPECIFICKÉ

•

C Í L E A Ú K O LY

P R O B E T O N O V É S TAV I T E LS T V Í

Problematika udrÏitelné v˘stavby je velmi ‰iroká a zahrnuje cel˘ souhrn aspektÛ stavební ãinnosti. Pro oblast betonov˘ch konstrukcí lze vybrat následující klíãové otázky, cíle a úkoly [9] (bez pofiadí dÛleÏitosti ãi proveditelnosti): • uplatÀování komplexní optimalizace materiálov˘ch a energetick˘ch tokÛ a z toho vypl˘vající minimalizace environmentálních dopadÛ s uváÏením celé délky „Ïivota" konstrukce a celkov˘ch nákladÛ [10]; zásadní je minimalizace spotfieby energie pfii v˘robû, v˘stavbû, Literatura [1] Agenda 21 pro udrÏitelnou v˘stavbu, CIB Report Publication 237, ãesk˘ pfieklad, âVUT 2001, ISBN 80-01-02467-9 [2] Hájek P.: Betonové konstrukce a udrÏiteln˘ rozvoj, Sb. konfer. Betonáfiské dny 2000, âBS, str. 25–33 [3] Boedianto P., Walraven J. C.: Optimizing the Environmental Impact of Demountable Building, ILCDES 2000, RILEM svazek 14, Helsinky, str. 135–141 [4] Tepl˘ B., Zídek R.: Konstrukãní vyuÏití betonu z recyklovaného kameniva. Sb. konfer. Betonáfiské dny 2000, âBS, str. 205–210 [5] Special Publication on Bridge Safety and Reliability, edit. D. M. Frangopol, ASCE,1999 [6] Tich˘ M.: Rizikové inÏen˘rství, Stavební obzor 9/94, 9/95 a 1/96

ZKOU·ENÍ

•

• •

provozu, údrÏbû, rekonstrukcích a odstranûní stavby a souãasnû minimalizace emisí a odpadÛ svázan˘ch se stavební ãinností; sniÏování environmentální zátûÏe od v˘robních technologií – optimalizace v˘robních technologií cementu, betonu, betonov˘ch prvkÛ a konstrukcí, optimalizace sloÏení betonové smûsi; optimalizace tvaru a vyztuÏení betonové konstrukce – optimální volba nosného systému a skladby konstrukãních prvkÛ, optimalizace spotfieby betonu a v˘ztuÏe pfii zachování poÏadovan˘ch funkãních vlastností, spolehlivosti a trvanlivosti; problematika degradace stavebních materiálÛ (zejména betonu a v˘ztuÏe) a problematika trvanlivosti a Ïivotnosti konstrukcí; pravidla pro navrhování betonov˘ch konstrukcí dle zásad PerformanceBased Design; uplatÀování prefabrikovan˘ch de[7] Tepl˘ B.: Anal˘za rizika jako nezastupiteln˘ nástroj pro rozhodovací a legislativní ãinnost ve stavebnictví, Stavební listy 11/2001, str. 6–7 [8] Tepl˘ B., Novák D., Vejvoda S.: Anal˘za rizik dle zákona 353, pfiíspûvek na konferenci Chemického a procesního inÏen˘rství CHISA, Srní, 2001. [9] Hájek P.: Environmentální aspekty v navrhování betonov˘ch konstrukcí, semináfi Koncepãní návrh betonov˘ch konstrukcí 2002, âBS, Praha 2002 [10] Hájek P.: Environmentally Based Optimisation of Concrete Floor Slabs, fib-Symposium „Concrete and Environment", Berlín 2001, str. 25–26 [11] Hájek P.: Optimisation of Environmental Construction Impact of Composite RC Slabs, ILCDES 2000, RILEM svazek 14, Helsinky, str. 534–539

JAKOSTI VODY

VITRUVIUS Zkou‰ení pramenÛ a zji‰Èování jejich dobré kvality je nutno obstarat takto: Jde-li o volnû vytékající otevfiené prameny, musí se pfied zapoãetím stavby vodovodu pfiihlédnout a po42

B

ETON

• TEC

montovateln˘ch konstrukcí, tj. s moÏností následného pouÏití nûkter˘ch prvkÛ i po ukonãení Ïivotnosti pÛvodního objektu; • pfiednostní pouÏívání recyklovateln˘ch materiálÛ a materiálÛ recyklovan˘ch [11], (recyklace betonu a v˘roba betonu s vyuÏitím recyklovaného kameniva); • rozhodování o strategii pfii budování i údrÏbû infrastruktury je nutno opfiít o hodnocení rizik. Z ÁV ù R Problematika trvale udrÏitelného rozvoje a v uÏ‰ím pojetí udrÏitelné v˘stavby vyÏaduje vyfie‰ení fiady nov˘ch problémÛ jejichÏ spoleãnou charakteristikou je komplexnost a ãasová závislost. Multikriteriální charakter vyÏaduje rozvoj, ovûfiení a implementaci nov˘ch metod návrhu a hodnocení konstrukcí. Rozsah realizací betonov˘ch konstrukcí v podmínkách ãeského stavebnictví vytváfií potfiebu zamûfiit se na optimalizaci návrhu betonov˘ch konstrukcí z hlediska kritérií udrÏitelnosti, tj. kritérií environmentálních i ekonomick˘ch s uváÏením okrajov˘ch podmínek dan˘ch socio-kulturními aspekty. Tento ãlánek vznikl za podpory grantu GAâR 103/02/1161. Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. tel.: 02 2435 4459, fax: 02 3333 9987 e-mail: [email protected] Prof. Ing. Vladimír Kfiístek, DrSc. tel.: 02 2435 3875, fax: 02 3333 7362 e-mail: [email protected] oba: FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 Prof. Ing. Bfietislav Tepl˘, CSc. Luãní 17, 61600 Brno tel.: 05 4925 0098 e-mail: [email protected]

zornost obrátit k tomu, jakou tûlesnou stavbu mají obyvatelé okolo onûch pramenÛ. Jsou-li tûla silného, barvy svûÏí, bez vadn˘ch nohou a bez zanícen˘ch oãí, je tím nejlépe prokázána dobrá kvalita pramene. (Deset knih o architektufie, Kniha osmá, IV. kapitola, ¤ím, 20. léta 1. st. pfi. n. l.) P.S. Jakou máte kvalitu vody?

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

A V¯ZKUM RESEARCH

AND

âASOV¯

PROFIL OXIDU UHLIâITÉHO A JEHO VLIV NA TRVANLIVOST ÎELEZOBETONOV¯CH KONSTRUKCÍ TIME PROFILE OF CARBON DIOXIDE AND ITS EFFECT ON DURABILITY OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Negativní vliv oxidu uhliãitého je znám pfiedev‰ím v souvislosti s nebezpeãím tzv. skleníkového efektu, tedy globálního ovlivÀování Ïivota na zemûkouli. Ménû známé jsou dÛsledky obsahu CO2 v ovzdu‰í obklopujícím Ïelezobetonové konstrukce – totiÏ karbonatace betonu zpÛsobená oxidem uhliãit˘m, která vytváfií pfiedpoklady ke korozi v˘ztuÏe a postupem ãasu tedy k degradaci takov˘ch konstrukcí, tj. ke sniÏování jejich spolehlivosti a Ïivotnosti – blíÏe o tom viz. napfi. [1]. Tento ãlánek navazuje na pfiedchozí práci autorÛ [2], kde je mj. uvedeno, jak˘ vliv na rychlost postupu karbonatace mÛÏe mít koncentrace CO2. Její hodnoty v‰ak mohou v˘raznû kolísat s ãasem a jsou rÛzné

Jde sice o hodnoty získané mûfiením, které probíhalo pouze 37 mûsícÛ, ale pfiesnûj‰í údaj z âR není autorÛm znám. Na obrázku 3 jsou pak ukázány rozdíly koncentrací CO2 v létû a v zimû, podle mûfiení získan˘ch na meteorologické stanici v Brnû v roce 2001 (jsou vykresleny denní prÛmûry vÏdy po dobu tfií mûsícÛ). Z obrázkÛ je moÏno usuzovat, Ïe hodnoty oxidu uhliãitého jsou v uveden˘ch le-

PrÛmûrná hodnota [mg/m3] Minimum [mg/m3] Maximum [mg/m3] Smûrodat. odchylka [mg/m3] B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650

I

II

III

IV

V

VI VII VIII IX

X

XI

XII

rok 2000

Obr. 1 âasov˘ prÛbûh hodnot oxidu uhliãité – r. 2000, meteorologická stanice VUT v Brnû Fig. 1 Temporal variability of hourly CO2 concentrations in 2000, Meteostation VUT Brno

1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650

Tab. 1 Statistické charakteristiky mûfiení CO2 Tab. 1 Statistical characteristics of CO2 measurement Období mûfiení

1150

Koncentrace CO2 [mg/m3]

Informace o prÛbûÏném mûfiení koncentrace oxidu uhliãitého. Hodnoty jsou porovnány se zahraniãními v˘sledky a jsou pfiipomenuty dÛsledky pro karbonataci betonu s následnou moÏností koroze v˘ztuÏe. Jsou ukázány základní statistické charakteristiky koncentrace CO2 potfiebné pfii modelování degradace Ïelezobetonov˘ch konstrukcí. The results of continuous measurement and the influence of carbon dioxide on the carbonation of concrete, which contributes to corrosion of the reinforcement. The ambient carbon dioxide measurement values from Brno are compared with the results of similar measurement from Calgary, Canada, and from Phoenix, USA. The statistical characteristics required for modelling of degradation processes are shown.

v rÛzn˘ch lokalitách a podmínkách. Informace o takov˘ch hodnotách jsou témûfi nedostupné, resp. pfiíslu‰né hodnoty jsou mûfieny a publikovány jen zfiídka a zejména pak spojité mûfiení oxidu uhliãitého v mûstském prostfiedí se, podle dostupn˘ch informací, provádí jen v˘jimeãnû. PfiedloÏen˘ ãlánek si klade za cíl tuto mezeru alespoÀ ãásteãnû zaplnit. Pfiipomínáme, Ïe v ãlánku [2] jsou uvedeny jen ukázky krátkodob˘ch mûfiení z r. 2000. V mûstském prostfiedí b˘vá koncentrace CO2 vy‰‰í v blízkosti zdrojÛ spalujících fosilní paliva, tedy spalovacích motorÛ dopravních prostfiedkÛ a topeni‰È. Meteorologická stanice Fakulty stavební VUT v Brnû monitoruje koncentraci CO2 nepfietrÏitû od dubna 1999. Celé toto období monitorování oxidu uhliãitého na VUT v Brnû lze rozdûlit do dvou období: mûfiení v úrovni 6. nadzemního podlaÏí (do záfií 2000) a navazující mûfiení ve v˘‰ce 2 m nad chodníkem v sousedství velmi frekventované komunikace ve vnitfiním Brnû (od 5. záfií 2000 dosud). V tabulce 1 je tato skuteãnost zohlednûna – oddûlenû jsou ukázány první dva statistické momenty obou souborÛ získan˘ch mûfiením. Z tabulky je zfiejmé, Ïe hodnoty namûfiené v úrovni terénu jsou v˘raznû vy‰‰í, neÏ hodnoty ve v˘‰ce 6. podlaÏí, tedy koncentrace CO2 je ovlivnûna i v˘‰kou nad terénem, v které je mûfiena. Smûrodatné odchylky pro denní prÛmûry mûfiení nejsou vysoké – odpovídají hodnotám variaãních koeficientÛ kolem 5 %. Obrázky 1 a 2 pak ukazují podrobnûj‰í údaje – znázorÀují ãasov˘ prÛbûh koncentrace CO2 bûhem roku 2000 a 2001 (mûfiení po hodinách, tedy 24 mûfiení za den).


H E L E N A K R Á LOVÁ A B ¤ E T I S L A V T E P L¯

I

II

III

IV

V

VI VII VIII IX

X

XI

XII

rok 2001

Mûfiení v úrovni 6. podlaÏí duben 1999 – záfií 2000 785,57 600 1010 39,57

Mûfiení v úrovni 2 m nad terénem záfií 2000 – dosud 808,68 721 1140 43,80

• KONSTR

• SANAC

U KC E

E

4/2002

Obr. 2 âasov˘ prÛbûh hodnot oxidu uhliãitého – r. 2001, meteorologická stanice VUT v Brnû Fig. 2 Temporal variability of hourly CO2 concentrations in 2001, Meteostation VUT Brno

43

VùDA



1200 1150

zima (21. 12. 2000–21. 3. 2001)

1100

léto (21. 6. 2001–21. 9. 2001)

1050 1000 950 900 850 800 750 700 0

5

10 15

20 25 30

35 40

45 50 55

60 65

70 75 80

85 90

t [dny]

Obr.3

Fig. 3

Denní prÛmûrné hodnoty oxidu uhliãitého v zimním a letním období 2001 Daily average CO2 concentrations in winter and summer season in 2001

tech v zimním období o nûco vy‰‰í, k ãemuÏ zfiejmû pfiispívá jiÏ zmínûné zneãi‰tûní ovzdu‰í provozem topeni‰È pfii vytápûní budov. Poznamenejme, Ïe na‰e v˘sledky mûfiení odpovídají zhruba hodnotám, namûfien˘m ve mûstech Calgary (Kanada, provincie Alberta) a Phoenix (USA, Arizona). Ve mûstû Phoenix byla koncentrace oxidu uhliãitého sledovaná také v rÛzn˘ch vzdálenostech od centra mûsta. Nejvy‰‰í hodnoty byly namûfieny ve stfiedu mûsta (1 090 mg/m3) a smûrem ke kraji mûsta klesaly aÏ na 726 mg/m3 [5]. V nûkter˘ch informaãních zdrojích se sice uvádí, Ïe v intenzivnû urbanizovan˘ch oblastech b˘vá prÛmûrná koncentrace oxidu uhliãitého pfiibliÏnû o 5 aÏ 10 % vy‰‰í neÏ mimo mûsto. Jak je ale patrno z uveden˘ch mûfiení ve mûstû Phoenix, mÛÏe b˘t extrémní rozdíl aÏ 50 % (vztaÏeno k hodnotû namûfiené na okraji mûsta)! V souvislosti s tûmito údaji pfiipomeÀme, Ïe koroze v˘ztuÏe mÛÏe nastat tehdy, kdyÏ hloubka karbonatace dosáhne tlou‰Èky krycí vrstvy betonu. Pomocí modelÛ uveden˘ch v [1] lze ukázat, Ïe napfi. pfii zv˘‰ení koncentrace CO2 z hodnoty 600 na 800 mg/m3 by doba dosaÏení hloubky karbonatace 15 mm klesla o cca 16 let (beton C30/37, OPC, relativní vlhkost ovzdu‰í 65 %). Je nutno ale uvést, Ïe na rychlost karbonatace má nejvût‰í vliv relativní vlhkost a také jakost betonu i typ cementu je v˘znamn˘. Vzhledem k tomu, Ïe hodnoty vût‰iny parametrÛ vstupujících 44

B

do v˘poãtÛ pfii prognózování rychlosti karbonatace mohou mít znaãn˘ rozptyl (viz napfi. tabulka 1), resp. jsou do jisté míry nejisté, je na místû pouÏívat stochastickou anal˘zu. Úspû‰nost prognózy karbonatace pomocí v˘poãetních modelÛ byla tak ovûfiena napfi. na srovnávací studii Ïelezobetonové chladící vûÏe [3]. Byl tam m.j. ukázán téÏ vliv relativní vlhkosti – rozdíly mezi vnitfiním a vnûj‰ím povrchem vûÏe. Znalost relevantních údajÛ o statistick˘ch charakteristikách koncentrace CO2 je proto nezbytná. Vzhledem k pomûrnû krátké dobû monitorování CO2 Meteorologickou stanicí FAST VUT v Brnû, nelze v souãasné dobû z namûfien˘ch hodnot odvozovat zodpovûdnû trendy do budoucnosti a urãovat korelace s jin˘mi jevy. NepfietrÏité monitorování oxidu uhliãitého se v Brnû provádí stále na jednom místû, nad dosti frekventovanou ulicí Vevefií. V˘hledovû se uskuteãní jednorázová mûfiení CO2 také na jin˘ch lokalitách – napfi. na kfiiÏovatkách extrémnû zatíÏen˘ch dopravou. Po získání del‰í fiady mûfiení bude moÏné hledat napfi. zmûny koncentrace oxidu uhliãitého dle roãního období, pfiípadnû závislost s jin˘mi meteorologick˘mi veliãinami a v tomto textu uvedené v˘sledky pak zpfiesÀovat. Jak bylo naznaãeno v˘‰e, údaje o koncentraci CO2 jsou potfiebné pro prognózy postupu karbonatace pomocí v˘poãtov˘ch modelÛ. To se pak uplatní pfii urãování zbytkové Ïivotnosti existujících Ïelezobetonov˘ch konstrukcí a také pfii navrhování nov˘ch konstrukcí dle postupÛ Performance-Based Design (volnû pfieloÏeno „navrhování konstrukcí s ohledem na uÏitné vlastnosti“). Je to nov˘ trend, kter˘ získává v posledních letech v zahraniãí znaãnou pozornost – viz napfi. [4]. ETON

• TEC

H NOLOG I E

Je‰tû dále jdou cíle prioritní aktivity CIB (International Council for Research and Innovation in Building and Construction) zamûfiené na Performance-Based pfiístupy, která se chce zab˘vat snahou o prÛmûrné sníÏení cen staveb a o dal‰í zásadní dopady na konstruování staveb, jejich provádûní a na obchodní postupy stavebních firem. V roce 2001 byly proto zahájeny práce na velkém mezinárodním projektu financovaném 5. rámcov˘m programem Evropské unie, pfiitom jedním z dílãích úkolÛ v tomto projektu je právû zji‰Èování statisticky v˘znamn˘ch dat, potfiebn˘ch pro stanovení ãi pfiedpovûì degradaãních procesÛ stavebních materiálÛ a prvkÛ. Podûkování: Tato práce vznikla za ãásteãné podpory z prostfiedkÛ grantu GAâR 103/97/K003 a projektu MSM 26110007.

• KONSTR

Literatura [1] ·merda Z. a kol.: Îivotnost betonov˘ch staveb, Technická kniÏnice autorizovaného inÏen˘ra a technika – TK 4, âKAIT Praha, 1999 [2] Králová H. a Tepl˘ B.: Koncentrace oxidu uhliãitého – karbonatace betonu – koroze v˘ztuÏe, BetonTechnologie-Konstrukce-Sanace, 5/2001, s. 44-45 [3] Kre‰ner Z. a kol.: Karbonatace betonu, koroze v˘ztuÏe a Ïivotnost chladící vûÏe, Sanace, 4/1996, s. 21-23 [4] Smith I.: Increasing Knowledge of Structural Performance. Structural Engineering International, 3/2001, s.191-5 [5] Stewart M. G., Teply B., Kralova H.: The Effect of Spatial Variability of Ambient Carbon Dioxide Concentrations on Carbonation of RC Structures. Proc. of 9th International Conference on Durability of Building Materials and Components, Brisbane, Australia, 2002

Prof. Ing. Bfietislav Tepl˘, CSc. tel: 05 4114 7642, fax: 05 4114 7667 e-mail: [email protected] Ing. Helena Králová, CSc. tel: 05 4114 7776, fax: 05 4114 7771 e-mail: [email protected] Stavební fakulta VUT v Brnû ÎiÏkova 17, 662 37 Brno

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

POÎÁRNÍ ODOLNOSTI DÍLCÒ SPIROLL ON FIRE RESISTANCE OF PRESTRESSED HOLLOW CORE SLABS

K

M I R O S L AV B A LO U · E K , BOHUMÍR VOVES PoÏární odolnost konstrukcí z pfiedpjatého betonu se obvykle stanovuje podle zkou‰ek. V˘sledky tûchto zkou‰ek a dal‰í poznatky umoÏÀují stanovit poÏární odolnost dílcÛ Spiroll, navrÏen˘ch podle ãesk˘ch norem, v˘poãtem. Assessment of fire resistance of prestressed concrete structures is usually determined by tests. Results of these tests and other investigation make possible to determine the fire resistance of hollow core slabs Spiroll designed in accordance with Czech standards by calculation. P O P I S D Í LC Ò S P I R O L L Stropní a stfie‰ní dílce Spiroll (dále jen dílce) se ve v˘robnû Goldbeckbau Prefabeton, s. r. o., vyrábûjí na dlouhé dráze tváfiecím strojem. LichobûÏníkov˘ prÛfiez dílcÛ je vylehãen, v závislosti na jeho v˘‰ce, 165, 200, 250, 265 a 300 mm, rÛzn˘m poãtem podéln˘ch dutin pfiibliÏnû kruhového prÛfiezu. Pfii skladebné ‰ífice 1 200 mm je v˘robní ‰ífika dílcÛ v dolní ãásti 1 195 mm, v horní ãásti se zuÏuje na 1 160 mm. Délka dílcÛ je definována fiezem betonového pásu dle poÏadavku odbûratele. Dílce z betonu B55 (B40) jsou z technologick˘ch dÛvodÛ vyztuÏeny pouze pfiedpínací v˘ztuÏí z lan prÛmûru 12,5 mm s nízkou relaxací. Typy dílcÛ se li‰í poãtem dolních, i horních lan. Dílce jsou navrÏeny podle âSN 73 1201 jako prosté nosníky pro bûÏné prostfiedí. Pro jiné pouÏití se musí zvlá‰È posoudit. Technické vlastnosti dílcÛ SPI a SPW na základû schválen˘ch typov˘ch podkladÛ jsou uvedeny v podnikov˘ch normách v˘robce. S TA N O V E N Í P O Î Á R N Í O D O L N O S T I Podle âSN 73 0851 (zru‰ené) se poÏární odolnost urãuje pfii prÛkazní zkou‰ce dobou v minutách, po kterou u dílce vystaveného poÏárnímu zatíÏení podle normové kfiivky rozvoje poÏáru a souãasnû provozním zatíÏením nedojde k dosaÏení nûkterého z mezních stavÛ (zfiícení konstrukce, dosaÏení mezního prÛhybu, dosaÏení mezní rychlosti pfiírÛstku prÛhybu, pfiekroãení mezních teplot na neohfiívaném povrchu nebo ztrátû celistvosti). PoÏární odolnost hromadnû vyrábûn˘ch dílB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

cÛ lze stanovit pouze prÛkazní zkou‰kou. V˘poãtem (extrapolací z jedné zkou‰ky) je umoÏnûno stanovit poÏární odolnost pouze pro dílce nevyrábûné hromadnû. Podle âSN 73 0821 lze stanovit poÏární odolnost dílcÛ podle tabulek. Jejich pouÏití pro dutinové dílce v‰ak vede k neúmûrnû nízké poÏární odolnosti. V Aktual bulletin speciál 9 [2] jsou uvefiejnûné shodné tabulky jako v âSN 73 0821 a také v˘sledky star‰ích zkou‰ek, av‰ak s omezenou ãasovou platností (vût‰inou jsou jiÏ pro‰lé). Jejich v˘sledky jiÏ nelze pro dílce podle souãasn˘ch typov˘ch podkladÛ pouÏít. Stanovení poÏární odolnosti v˘poãtem podle [1] je redukováno na posouzení mezního momentu únosnosti (obdoba kritéria maximálního pfiírÛstku prÛhybÛ dle âSN 73 0851/1987). SníÏení pevnosti oceli pfii poÏárním zatíÏení je definováno rovnicí v závislosti na teplotû v˘ztuÏe. Teplota v˘ztuÏe je definovaná grafem nahrazujícím v˘poãet teplotního pole v závislosti vzdálenosti tûÏi‰tû v˘ztuÏe od spodního okraje dílce a délce trvání poÏárního zatíÏení. UvaÏuje se, Ïe na neexponované stranû nízk˘ nárÛst teploty neovlivÀuje pevnost betonu v tlaku. Metodika pfiesouvá stanovení poÏární odolnosti dílcÛ od poÏárních specialistÛ na statiky. Stanovení poÏární odolnosti podle âSN P ENV 1992-1-2 se vztahuje na konstrukce navrÏené podle soustavy EN, proto ji nelze pfiímo aplikovat na dílce navrÏené podle soustavy âSN. Norma, jejíÏ obecné vztahy a principy pfiedstavují souãasn˘ stav technického poznání, na rozdíl od âSN 73 0851, zrovnoprávÀuje v˘poãty a zkou‰ky. Pro v˘poãty je zde uvedena fiada obecn˘ch vztahÛ, vyjadfiujících vlastnosti materiálÛ pfii zv˘‰ené teplotû a grafy nahrazující v˘poãet teplotního pole pfii normové kfiivce poÏárního zatíÏení. Norma definuje tfii kritéria poÏární odolnosti: R – mechanická odolnost: zachování nosné funkce, I – izolaãní schopnost: pfiekroãení zápalné teploty na odvráceném povrchu a E – celistvost: pronikání koufie, plynÛ ãi plamene. PoÏadavek na omezení prÛhybu, vycházející z kritéria R je omezen pouze na robustní konstrukce s krátk˘m rozpûtím. Pro dílce není v souladu s âSN EN 1363-1 velikost prÛhybu kritériem poÏární odol-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

nosti. âSN P ENV 1992-1-2 obsahuje jednoduchou a obecnou metodiku v˘poãtu. Obû metodiky jsou zaloÏeny na principu ovlivnûní materiálÛ teplotou a vlastní v˘poãet je shodn˘ se základní normou navrhování betonov˘ch konstrukcí âSN P ENV 1992-1-1. Zjednodu‰ená metodika vychází z grafÛ nahrazujících v˘poãet teplotního pole. Norma poÏaduje ve zvlá‰tních pfiípadech posouzení celé konstrukce vzhledem k pravdûpodobnosti rozsahu moÏného poÏáru. Vztah (2.6) normy zavádí redukci uÏitného zatíÏení s ohledem na pravdûpodobnost v˘skytu nahodilého zatíÏení v dobû poÏárního zatíÏení. Stanovení poÏární odolnosti podle tabulek je obdobou âSN 73 0821. Jsou zde uvedeny zpÛsoby interpolace pro hodnoty v tabulkách. Na rozdíl od âSN 73 0821/b zde nejsou uvedeny upfiesÀující podmínky pro dutinové dílce. Metodika v˘poãtu pfiipravované prEN 1168-1 vychází z FIP Recommendation [1] a je v souladu s âSN P ENV 1992-1-2. Návrh obsahuje tabulkovou ãást s vysok˘mi hodnotami poÏární odolnosti dílcÛ (aÏ 120 min). P O Î Á R N Í Z K O U · K Y D Í LC Ò Zkou‰ky dílcÛ se provádûjí témûfi pravidelnû od roku 1971. Zkou‰ky provedené pfied rokem 1986 se vyznaãují rozptyly v˘sledkÛ, pfiiãemÏ chybí dostateãné podklady pro vysvûtlení jejich pfiíãin. Zku‰ební zafiízení z roku 1989 umoÏÀuje sledování exponovaného povrchu pfii zkou‰ce, coÏ je pro ovûfiování chování dílcÛ zatíÏen˘ch teplotou dÛleÏité. PoÏární zkou‰ky provádûné v nové peci ve Veselí nad LuÏnicí od roku 1996 vykazují v˘sledky bez rozptylÛ a zrcadlí zv˘‰enou kvalitu dílcÛ. FAKTORY

OVLIV≈UJÍCÍ POÎÁRNÍ

O D O L N O S T D Í LC Ò

Pfiekroãení pfiírÛstku prÛhybu v ãase – tento parametr se jeví jako rozhodující a odpovídá dosaÏení mezního momentu únosnosti. Pfii novodob˘ch zkou‰kách nebylo jin˘ch mezních stavÛ dosaÏeno. Pfiekroãení mezního prÛhybu – pokud byl v minulosti tento mezní stav dosaÏen, nastal vÏdy tûsnû pfied dosaÏením mezního pfiírÛstku prÛhybu. Technické normy soustavy EN toto kritérium pro dílce obvyklé ‰tíhlosti jiÏ neuvádûjí.

4/2002

45

VùDA


Selhání kotvení pfiedpínacích lan v soudrÏnosti – ohfievem se sniÏuje pevnost betonu v tahu a tím kotvení lan v soudrÏnosti. U zkou‰ek se to projevuje plynul˘m pozvoln˘m rÛstem pokluzÛ lan. Selhání kotvení lan v soudrÏnosti nebylo pfii zkou‰kách zdokumentováno. Tento parametr byl v roce 1976 zfiejmû pfiíãinou pfiedãasného ukonãení zkou‰ek nûkter˘ch dílcÛ s nestandardnû o‰etfien˘mi lany. Selhání smykové únosnosti dílcÛ – zde rozhoduje pevnost betonu v tahu. Pfii v˘hodném tvaru prÛfiezu (smykové napûtí je maximální v polovinû v˘‰ky prÛfiezu), i pfii absenci smykové v˘ztuÏe, pfiená‰í beton uspokojivû smykovou sílu. Pevnost betonu v tahu u dílcÛ s kruhov˘mi dutinami je v místû maximálního smykového napûtí ménû ovlivnûna teplotou neÏ lana, umístûná blíÏe k exponovanému povrchu. Pfii zkou‰kách tûchto dílcÛ ke smykovému poru‰ení nedochází. U dílcÛ s ováln˘mi dutinami (u v˘‰ek 320 a 400 mm) mÛÏe b˘t poÏární odolnost omezena únosností ve smyku za poÏáru. Vznik podéln˘ch trhlin pod i nad dutinami – bûhem zkou‰ek vznikají v ose dutin pfii spodním a horním povrchu dílcÛ podélné trhliny. Nejprve se objeví dvû aÏ tfii krátké trhliny pfii spodním povrchu nad podpûrami. Tam není beton tak ohfiíván jako mimo podpûry. Rozdíln˘m ohfiátím vzniká pnutí vedoucí k trhlinám, jejichÏ vznikem se pnutí oslabí. Pfii spodním povrchu se trhliny v ose dutin dále jiÏ témûfi nerozvíjejí. Pfii dal‰ím zvy‰ování teploty je pfiíãné roztaÏení spodního povrchu v˘raznû vût‰í neÏ horního povrchu. Pnutím mezi obûma povrchy dochází v horním povrchu k pfiíãnému tahu a ke vzniku tfií aÏ ãtyfi trhlin rozvíjejících se od podpûr postupnû po celé délce dílcÛ. PfiestoÏe do‰lo u novodob˘ch zkou‰ek ke vzniku tûchto podéln˘ch trhlin, nebyla, i pfies absenci rozdûlovací v˘ztuÏe, zji‰tûna ztráta celistvosti dílcÛ. DílcÛm nebylo v pfiíãném smûru bránûno v pfietvofiení a tím i ve vzniku trhlin. Stropní konstrukce sestavená z dílcÛ bude pÛsobit jako celek a vnitfiní pnutí v pfiíãném smûru bude pÛsobit proti vzniku podéln˘ch trhlin. Z mûfien˘ch hodnot teplot v dutinách dílcÛ pfii zkou‰ce vypl˘vá, Ïe vznik trhlin v dolním povrchu nevede k dramatickému nárÛstu teploty v dutinû. Odpr˘skávání betonu – u nezatíÏen˘ch konstrukcí z pfiedpjatého betonu mÛÏe dojít k odpr˘sknutí ohfiátého betonu. To je zpÛsobeno pfiemáháním betonu na spodním povrchu konstrukcí pfii sou46

B

ãasném pÛsobení podélného napûtí od pfiedpûtí a pfiíãného napûtí vyvolaného pfietlakem páry unikající z betonu. Odpr˘sknutí mÛÏe vést k lokálnímu sníÏení krytí v˘ztuÏe. U zkou‰ek byl tento jev v nepodstatném rozsahu zaznamenán v roce 1996 u dílce v˘‰ky 150 mm, zatíÏeného polovinou provozního zatíÏení, a neprojevil se v˘raznû ani u nezatíÏen˘ch dílcÛ. Krytí v˘ztuÏe betonem, kvalita betonu, dodrÏení dovolené tolerance pokluzÛ lan, to jsou rozhodující kvalitativní parametry dílcÛ. V˘sledky novodob˘ch statick˘ch i poÏárních zkou‰ek dokladují souãasnou vysokou jakost v˘roby dílcÛ. V¯POâET POÎÁRNÍ ODOLNOSTI ProtoÏe pfii zkou‰kách rozhoduje o poÏární odolnosti dílcÛ mezní stav dosaÏení mezní rychlosti pfiírÛstkÛ prÛhybu, které tûsnû pfiedchází meznímu stavu zfiícení konstrukce, je moÏné pfii v˘poãtu poÏární odolnosti vycházet z ohybové únosnosti ohfiátého dílce. K v˘poãtu je nutné znát mnoÏinu teplotních polí v dílci odpovídajících dobám trvání poÏárního zatíÏení podle normové kfiivky v˘voje poÏáru. U dílcÛ s lany v jedné vrstvû postaãí znát rÛst teploty na úrovni této vrstvy v závislosti na ãase a závislost pevnosti lan na teplotû. Postup v˘poãtu únosnosti lze naznaãit takto: U vy‰etfiovaného dílce se urãí v rozhodujícím prÛfiezu pro dané provozní zatíÏení a rozpûtí ohybov˘ moment. Za pfiedpokladu, Ïe pfii horním povrchu dílce je ohfiátím nepodstatnû zmen‰ena pevnost betonu, vy‰etfií se rameno vnitfiních sil a napûtí, které má v lanech pÛsobit. Ze závislosti pevnosti lan na teplotû se urãí teplota, pfii které se toto napûtí rovná zmen‰ené pevnosti. Na mnoÏinû teplotních polí se odeãte doba ohfievu, pfii které se na úrovni lan dosáhne takto stanovené teploty. Ta vyjadfiuje poÏární odolnost vy‰etfiovaného dílce pro dané rozpûtí a zatíÏení. Obdobn˘m zpÛsobem (redukce materiálov˘ch charakteristik v závislosti na teplotû) lze postupovat pfii posouzení odolnosti ve smyku u dílcÛ s ováln˘mi dutinami. POÎÁRNÍ

jejich lep‰ím vyuÏití. Metodiku v˘poãtu lze aplikovat ve v˘poãtech dílcÛ navrÏen˘ch v soustavû âSN a je pouÏitelná i pro dílce jiÏ zabudované, napfi. pfii pfiestavbách. PoÏární odolnost dílcÛ fiad SPI a SPW je definována 45 aÏ 90 min. dle rozpûtí a zatíÏení. V rámci pfiedv˘robního servisu je na poÏádání provedeno konkrétní posouzení. Z ÁV ù R PoÏární odolnost konstrukcí z pfiedpjatého betonu se v âR obvykle stanovuje zkou‰kou. U konstrukcí, které se hromadnû vyrábûjí v fiadû typÛ sobû blízk˘ch úpravou, vyztuÏením, zpÛsobem v˘roby apod., jako dílce Spiroll, by poÏadavek na podrobení kaÏdého typu zvlá‰tní zkou‰ce poÏární odolnosti nadmûrnû zatûÏoval v˘robce. Proto je vhodné na základû rozboru zkou‰ek stanovit rozhodující mezní stav (napfi. u dílcÛ Spiroll mezní stav únosnosti v ohybu) a ovûfienou metodikou v˘poãtu urãovat poÏární odolnost v˘poãtem. Norma âSN P ENV 1992-1-2 pfiinesla legalizaci stanovení poÏární odolnosti v˘poãtem a definuje i zrovnoprávnûní v˘poãtu se zkou‰kou. Její obecné vztahy a principy pfiedstavují souãasn˘ stav technického poznání a pfii jejich citlivém uÏití lze provádût v˘poãty i pro dílce navrÏené v soustavû âSN. Aplikací obecn˘ch pravidel z EN na âSN 73 1201 se v˘poãty stanovení poÏárních odolností bûÏn˘ch Ïelezobetonov˘ch i pfiedpjat˘ch konstrukcí, pfii normové kfiivce poÏárního zatíÏení, pfiesouvají z pÛsobnosti specializovan˘ch zku‰eben do pÛsobnosti statika. V ãlánku jsou prezentovány v˘sledky práce oddûlení Technického rozvoje Goldbeckbau Prefabeton, s. r. o., a v˘sledky fie‰ení grantu GAâR 103/98/1475.

O D O L N O S T D Í LC Ò

Literatura: [1] FIP Recommendations on precast hollow core floors, 8/1987 [2] Aktual bulletin speciál 9, Hasiãsk˘ záchrann˘ sbor âR 04/1995

SPW A SPI Vypracovaná metodika v˘poãtu poÏární odolnosti dílcÛ byla ovûfiena prÛkazní zkou‰kou. Novû stanovené poÏární odolnosti definují momenty únosnosti dílcÛ Mn, φ pro jednotlivé hladiny poÏární odolnosti. To umoÏÀuje snadné posouzení poÏární odolnosti dílce pro urãité pfiípady pfii TYPOV¯CH ¤AD

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Ing. Miroslav Balou‰ek Goldbeck Prefabeton, s. r. o. 285 71 Vrdy Prof. Ing. Bohumír Voves, DrSc. Pod Fialkou 7 150 00 Praha 5

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

CEMENTOVÉ

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

SUSPENZIE ZV¯·ENEJ CHEMICKEJ

ODOLNOSTI CEMENT SUSPENSIONS OF INCREASED CHEMICAL RESISTANCE I VA N J A N OT K A , ANTON ÍN ·PAâ E K Cementové suspenzie pre tesniace úãely slúÏiace na ochranu Ïivotného prostredia nachádzajú hlavné pouÏitie v kon‰trukciách podzemn˘ch stien a injekãn˘ch clôn. Suspenzie na báze cementu a bentonitu sú problematické z pohºadu ich odolnosti proti úãinku agresívneho prostredia a t˘m aj Ïivotnosti. Rie‰enie ponúka parciálna náhrada bentonitu mlet˘m zeolitom alebo jeho úplná náhrada dvojzloÏkovou protikoróznou prímesou zeolitu a kremiãitého úletu, ktoré preukazujú zv˘‰enú odolnosÈ proti úãinku uhliãit˘ch, kysl˘ch a síranov˘ch vôd. Cement suspensions for sealing purposes serving for the life environment protection are applied in constructions of slurry cut – off walls and grouting barriers. However, bentonite – cement materials are problematic from the point of view of their resistance against aggressive environments, and hence also durability. A solution is offerred by the partial replacement of bentonite by ground zeolite or its total replacement by two – component additive consisting of zeolite and silica fume, which has evidently increased resistance against CO2 – saturated, acidic, and sulphate waters. Cementové suspenzie sú stavebnou látkou ãasto pouÏívanou, najmä v kon‰trukciách podzemn˘ch stien, zálievok a injekãn˘ch zmesí, napr. pilót a kotiev, ìalej pri spevÀovaní rozliãn˘ch zemín a odpadov, ale aj na injekãné zmesi na ochranu predpätej v˘stuÏe káblov˘ch dutín [1]. V minulosti sa cementové suspenzie pripravovali z ílu napr. bentonitu, hydraulického spojiva, tesniacich a stekuÈujúcich prísad a regulátorov tuhnutia. Ich nev˘hodou je nízka pevnosÈ aj chemická odolnosÈ zapriãinená prítomnosÈou bentonitu ako zloÏky zmesi. Bentonit síce zabezpeãuje dosiahnutie v˘born˘ch reologick˘ch vlastností ãerstvej suspenzie, ale negatívne vpl˘va na vlastnosti zatvrdnutej zmesi. NezúãastÀuje sa priamo hydrataãnej reakcie v cementoB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

vej matrici, ale tejto reakcii zabraÀuje. Bentonit nepodporuje tvorbu mikro‰truktúry cementového kameÀa, ktorá zabezpeãuje zv˘‰enú chemickú odolnosÈ suspenzie. Predmetom ná‰ho v˘skumu bola preto náhrada bentonitu látkami, ktoré zachovajú jeho v˘hodné úãinky na vlastnosti ãerstv˘ch suspenzií, ale aj aktívne vstúpia do hydrataãného procesu cementu zv˘‰ením pevnosti a chemickej odolnosti. Medzi tieto prímesi patria látky s puzolánovou aktivitou: mlet˘ zeolit a kremiãit˘ úlet. Tie zniÏujú obsah voºného Ca(OH)2 cementovej matrice, ktor˘ najintenzívnej‰ie podlieha chemickému náporu pre kry‰talick˘ habitus jeho ãastíc. Mlet˘ zeolit a kremiãit˘ úlet súbeÏne podporujú vznik gélovej ‰truktúry hydratovanej C-S-H a C-A-H fázy, ktorá má rozhodujúci vplyv na zv˘‰enie pevnosti a odolnosti zatvrdnutej suspenzie proti úãinku agresívneho prostredia. Na‰e experimenty dokázali, Ïe mlet˘ zeolit a kremiãit˘ úlet zvy‰ujú odolnosÈ zatvrdnutej suspenzie proti uhliãitej, kyslej a síranovej korózii. ëal‰ie zv˘‰enie ich odolnosti proti úãinku uhliãit˘ch a kysl˘ch vôd sa dosiahne prímesou jemného Ïelezného prá‰ku. Ten v ãerstvej suspenzii nesedimentuje a nezhor‰uje odolnosÈ proti síranovej korózii, kde je jeho prítomnosÈ vzhºadom na charakter síranovej agresivity zbytoãná. Reakciou s kysl˘m agresívnym prostredím v prítomnosti kyslíka sa Ïelezn˘ prá‰ok oxiduje za tvorby objemn˘ch gélov˘ch oxidov a hydroxidov Ïeleza prípadne aÏ kalciumferithydrátov. Tieto utesÀujú póry a kapiláry cementového kameÀa a t˘m zoslabujú prienik agresívnej kyslej vody dovnútra zatvrdnutej suspenzie. Îelezn˘ prá‰ok sa vãleÀuje v povrchovej vrstviãke cementového kameÀa, v tzv. zóne korózie do vytvorenej gélovej mikro‰truktúry C-S-H a C-A-H ako hydratovaná Fe – fáza. Jeho negatívny vplyv na pevnosÈ suspenzie je zanedbateºn˘. Tvorba gélov˘ch hydrataãn˘ch produktov prímesou zeolitu, kremiãitého úletu a Ïelezného prá‰ku vytvára predpoklady pre nárast chemickej odolnosti. Gélové póry, na rozdiel od väã‰ích pórov kapilárnych, sa nezapæÀajú pri chemickom nápore agresív-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

nou vodou, zatiaº ão v kapilárnych póroch prebieha chemická reakcia agresívneho média s cementov˘m kameÀom, teda jeho korózia. PREHªAD

D OT E R A J · Í C H

P O Z N AT K O V

Pri posudzovaní moÏností zvy‰ovania chemickej odolnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií pouÏitím mletého zeolitu, kremiãitého úletu a Ïelezného prá‰ku sa vychádzalo z v˘sledkov sledovania chemickej odolnosti, ktoré sa získali pri pouÏití cementov˘ch mált a betónov [5 a 6]. Len men‰ia ãasÈ poznatkov sa získala priamo zo sledovania zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií [1 aÏ 4]. Vplyv mletého zeolitu z NiÏného Hrabovca na odolnosÈ mált proti úãinku síranov bol preukázan˘. Príãinou nárastu chemickej odolnosti je zniÏovanie obsahu voºného Ca(OH)2 v cemento-puzolánovej ka‰i v dôsledku jeho viazania puzolánovou prímesou a ìalej súãasné zintenzívnenie povrchovej absorpcie chemicky neviazaného Ca(OH)2 ako aj v˘razné obmedzenie pohyblivosti Ca2+ iónov v zatvrdnutej ka‰i. Vplyvom t˘chto ãiniteºov dochádza v zatvrdnutej cemento-puzolánovej ka‰i k veºmi v˘raznému obmedzeniu moÏností vytvárania etringitu a sadrovca ako príãin korózie. Ochrann˘ úãinok prá‰kov˘ch Ïelezn˘ch prímesí v kyslom prostredí spoãíva v tom, Ïe v prítomnosti kyslíka nastáva v povr-

4/2002

Fe Fe 3O 4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)3 .3H 2 O 0 1 2

Objem [mm3]

3

4

5

6

Obr. 1 Nárast objemu reakãn˘ch produktov v násobkoch pôvodného objemu ãastice neskorodovaného Ïeleza Fig. 1 Growth in volumes of reaction products in multiples of the origin volume of uncorroded iron particle

47

VùDA


Tab. 1 Chemické zloÏenie pouÏitého cementu, zeolitu a kremiãitého úletu Tab. 1 Chemical composition of the cement, zeolite and silica fume employed

Tab. 4 Chemické zloÏenie Ïelezného prá‰ku MC 30 podºa STN 41 8004 Tab. 4 Chemical composition of the iron powder MC 30 according to STN 41 8004 Standard ZloÏka

ZloÏka Nerozpustn˘ zvy‰ok SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Strata Ïíhaním

Maximálny obsah zloÏky [% hm]

Obsah zloÏky [% hm] portland. cem. zeolit kremiãit˘ úlet 1,84 – – 19,28 66,60 96,39 6,31 12,85 0,68 3,72 1,56 0,40 60,98 6,27 0,94 1,69 1,40 0,20 2,53 0,04 0,26 0,31 0,64 0,10 0,90 2,84 0,44 1,77 8,11 0,59

Tab. 2 Základné vlastnosti cementu CEM I 42.5 R Tab. 2 Basic properties of the cement of CEM I 42.5 R class ·pecifick˘ povrch [m2/kg] Hustota [kg/m3] Mineralogické zloÏenie (Bogue) [% hm] C3S C2S C3A C4AF Voda normálnej konzistencie [% hm] Tuhnutie poãiatok [h; min] koniec [h; min]

336 3140 46,7 20,1 10,4 11,3 27,2 3; 15 4; 25

Tab. 3 Základné vlastnosti bentonitu z lokality Most (âR) Tab. 3 Basic properties of the bentonite from a deposit near Most (Czech R.) ZloÏenie [%] VlhkosÈ (100 °C) 7,82 Strata Ïíhaním 8,34 (1 000 °C) SiO2 43,09 CaO 4,56 MgO 2,58 Al2O3 17,70 Fe2O3 15,32 SO3 0,58

Atterbergove medze a jemnosÈ ãastíc [%] Medza tekutosti 620 Medza plasticity âíslo plasticity Obsah ãastíc bentonitu o veºkosti d nad 0,06 mm medzi 0,06 – 0,002 mm pod 0,002 mm

45 575

12 76 12

chov˘ch vrstvách cementového kameÀa proces korózie Fe-prímesi. Vytvárané koloidné gélové zlúãeniny Ïeleza majú podstatne vy‰‰í objem pri porovnaní s objemom pôvodného Ïeleza. Vzniknuté produkty utesÀujú póry a kapiláry cementového kameÀa, obr. 1. Predpokladá sa, Ïe prvotné produkty korózie Ïeleza – oxidy, hydroxidy a hydráty oxidov, reagujú ìalej s Ca(OH)2 cementovej matrice a vytvá48

B

C

Mn

Si

P

S

0,30

0,40

0,05

0,03

0,03

rajú gélové a t˘m chemicky odolné kalciumferithydráty. Kremiãité úlety charakterizuje predov‰etk˘m ich relatívne nízka sypná hmotnosÈ v pôvodnom nezhutnenom stave (150 aÏ 250 kg/m3). Mal˘ rozmer ãastíc, pribliÏne 0,1 aÏ 0,2 µm, a ich guºovit˘ tvar ako aj vysok˘ ‰pecifick˘ povrch úletov od 15 000 do 25 000 m2/kg vpl˘va priaznivo na vlastnosti ãerstv˘ch aj zatvrdnut˘ch suspenzií. To umoÏÀuje pripravovaÈ cementové suspenzie postaãujúcej stability a ãerpateºnosti aj bez prídavku bentonitu. Intenzívna puzolánová reakcia SiO2 mikroãastíc úletu s voºn˘m Ca(OH)2 za vzniku gélovej C-S-H hydrataãnej fázy pri zniÏovaní celkového objemu mikropórov a polomeru mediánu mikropórov zvy‰uje chemickú odolnosÈ cementov˘ch suspenzií. V˘sledky sledovania maltov˘ch vzoriek s prídavkom kremiãitého úletu ukázali, Ïe zv˘‰enie síranovzdornosti závisí od rozliãn˘ch spolupôsobiacich ãiniteºov, a to: • síranovzdornosti samotného pouÏitého cementu, • druhu a koncentrácie agresívnych roztokov, • veºkosti skú‰obnej vzorky. Najv˘raznej‰ie zv˘‰enie síranovzdornosti mált pri dávke 15 % hm kremiãitého úletu v roztoku Na2SO4 sa zistilo pri pouÏití portlandského cementu s obsahom 12 % C3A, men‰ie u portlandského troskového cementu a najmen‰ie pri pouÏití síranovzdorného cementu s obsahom 2,1 % C3A. Uvedená závislosÈ sa preukázala aj v prípade vzoriek uloÏen˘ch v roztoku MgSO4 a (NH4)2SO4. Skúmanie vplyvu troch druhov síranov˘ch roztokov s rovnakou koncentráciou síranov˘ch iónov (33 800 mg/l) potvrdilo, Ïe v prípade viazania síranov na Mg2+ alebo NH4+ sú tieto roztoky podstatne agresívnej‰ie pri porovnaní s roztokom síranu sodného. Pozitívny vplyv kremiãitého úletu na síranovzdornosÈ mált je pri ich vystavení úãinku horeãnat˘ch a amoniakálnych roztokov, pri rovnakej koncentrácii síranov, menej v˘razn˘ ako v prípade síranu sodného. Toto zníÏenie je zreteºnej‰ie pri vy‰‰ích koncentráciách síranov˘ch roztokov. Pri vzorkách s prierezom 40 x 40 mm sa pozitívny vplyv kremiãitéETON

• TEC

H NOLOG I E

Ostatné prvky 0,06

Fe zvy‰ok

ho úletu prejavil viac ako pri vzorkách prierezu 20 x 20 mm. V˘sledky zvy‰ovania chemickej odolnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií pouÏitím kombinovan˘ch protikoróznej prímesí, priebehy zmien pevnosti a dynamického modulu pruÏnosti trámãekov exponovan˘ch v kyseline chlorovodíkovej, uhliãitom aj síranovom roztoku, ukázali, Ïe chemická odolnosÈ sa môÏe dávkovaním prímesí zvy‰ovaÈ. Preukázalo sa, Ïe Ïelezn˘ prá‰ok evidentne spomaºuje proces uhliãitej a kyslej korózie, priãom nezniÏuje síranovzdornosÈ cementovej suspenzie. Zeolit sa pouÏíva nielen ako stabilizaãná prímes na ãiastoãnú alebo úplnú náhradu bentonitu, ale aj na zv˘‰enie chemickej odolnosti zatvrdnut˘ch suspenzií dokonca aj pri zv˘‰en˘ch vodn˘ch súãiniteºoch suspenzií [3]. V cemento-zeolitov˘ch suspenziách sa intenzívnou väzbou voºného vápna zeolitom vytvárajú hydrataãné produkty bohaté na kalciumsilikáty a kalciumalumináty. T˘m sa redukuje obsah voºného Ca(OH)2, ktor˘ ostáva k dispozícii pre tvorbu sadrovca a etringitu ako hlavnej príãiny síranovej korózie cementového kameÀa [4]. Vysvetlenie úãinku mletého zeolitu a zeolitového piesku na odolnosÈ mált proti 0,5 aÏ 1,5% roztoku kyseliny chlorovodíkovej priná‰a práca [5]. Zeolitov˘ cement a piesok potláãajú typické symptómy kyslej korózie ako je rozpú‰Èanie hydrataãn˘ch produktov a ich vylúhovanie. Mlet˘ zeolit zvy‰uje síranovzdornosÈ mált v dôsledku [6]: • zniÏovania koncentrácie obsahu C3A v cemente prímesou zeolitu ako náhrady za cement, • zníÏenia obsahu voºného Ca(OH)2 v zatvrdnutom cementovom kameni puzolánovou reakciou zeolitu, • schopnosti zeolitu vymieÀaÈ ióny Ca2+ za iné, • zmeny v pórovej ‰truktúre cementového kameÀa s v˘raznou konverziou kapilárnych pórov na gélové póry. Kapilárne póry sú otvorené pre síranov˘ roztok, zatiaº ão gélové póry nie. Pozitívny vplyv mletého zeolitu na spomalenie procesov síranovej korózie sa vysvetºuje tak, Ïe dutiny a kanáliky vo vnútor-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

nej stavbe zeolitu poskytujú záloÏn˘ priestor pre kry‰talizáciu objemn˘ch produktov korózie, [7]. To znaãí, Ïe mlet˘ zeolit v cementovom kameni by mohol pôsobiÈ obdobn˘m spôsobom ako prevzdu‰Àovacie prísady. Táto zaujímavá domnienka sa doteraz experimentálne neoverila. Okrem tesniaceho úãinku zeolitu v cementov˘ch zmesiach zistené v˘sledky preukazujú aj ich schopnosÈ viazaÈ ióny ÈaÏk˘ch kovov. Cemento-zeolitové zmesi preukazujú dostatoãnú pasivaãnú schopnosÈ vzhºadom k ochrane oceºovej v˘stuÏe. M A T E R I Á LY K príprave cementov˘ch suspenzií sa pouÏil portlandsk˘ cement CEM I 42,5 R z cementárne RohoÏník. Chemické zloÏenie cementu uvádza tabuºka 1 a jeho základné vlastnosti sú v tabuºke 2. PouÏit˘ neupravovan˘ bentonit bol z lokality Most (âR). Základné vlastnosti mosteckého bentonitu sú v tabuºke 3. Prvou protikoróznou a stabilizaãnou prímesou bol prírodn˘ jemno mlet˘ zeolit, druhou kremiãit˘ úlet z v˘roby silícia. Chemické zloÏenie zeolitu a úletu uvádza tabuºka 1. Zeolit pochádza z loÏiska v NiÏnom Hrabovci, ktoré obhospodaruje cementáreÀ v Bystrom a kremiãit˘ úlet pochádzal z v˘roby silícia v kovohutiach v Mní‰ku pod Brdy (âR). TreÈou prímesou bol jemn˘ Ïelezn˘ prá‰ok MC 30, druh –0,045 podºa STN 41 8004:1968. Chemické a granulometrické zloÏenie Ïelezného prá‰ku prezentujú tabuºky 4 a 5. POUÎIT¯ POSTUP âerstvé zmesi sa pripravili ‰tandardn˘m spôsobom na mie‰aãke pouÏívanej pre stanovenie pevnosti cementu s pomerom suché zloÏky : voda rovn˘m 1 : 1 hmotnostne. U zmesí obsahujúcich Ïelezn˘ prá‰ok sa oãakávala moÏná sedimentácia prá‰ku v ãerstvej zmesi. Sledovala sa tak, Ïe ãerstvá suspenzia sa naliala do valca v˘‰ky 1 000 mm a svetlosti 50 mm. Po vytvrdnutí zmesi sa valec rozdelil na 3 rovnaké ãasti s dæÏkou 333 mm a porovnávala sa objemová hmotnosÈ ãastí. Po 48 hodinách základného o‰etrovania vo vlhkom prostredí so 100% relatívnou vlhkosÈou pri teplote 20 °C sa skú‰obné telesá po odformovaní (trámãeky veºkosti 20 x 20 x 120 mm a kocky o hrane 20 mm) uloÏili do vody a agresívnych roztokov. Agresívnym uhliãit˘m roztokom bola vodovodná voda, s˘tená B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

oxidom uhliãit˘m z tlakov˘ch nádob. Vstupná prechodná tvrdosÈ vody ãinila 10,4 °N. Roztok sa vymenil, keì jeho prechodná tvrdosÈ dosiahla hodnoty 35 °N. Priemern˘ obsah agresívneho CO2 vo vode bol 50 mg/l. Kysl˘m roztokom bol roztok kyseliny chlorovodíkovej o pH = 4, ktor˘ sa vymenil, keì jeho acidita poklesla o 20 %. Na sledovanie síranovzdornosti skú‰obn˘ch vzoriek sa pouÏil roztok 10% síranu sodného

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

Tab. 5 Granulometrické zloÏenie Ïelezného prá‰ku MC 30, druh -0.045 podºa STN 41 8004 Tab. 5 Granulometric composition of the iron powder MC 30, type –0.045 according to STN 41 8004 Standard Maximálna dæÏka strany oka sita [mm] Nadsitn˘ podiel [% hm] Podsitn˘ podiel [% hm]

0,06 0 – 10 –

0,045 5 – 20 80 – 95

Tab. 6 Objemové hmotnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií z rozliãn˘ch ãastí sedimentaãného valca Tab. 6 Volume density of the hardened cement suspensions from various parts of the setllement cylinder Objemová hmotnosÈ [kg/m3] – druh suspenzie porovnávacia bez Ïelezného prá‰ku so Ïelezn˘m prá‰kom (cement, mlet˘ zeolit, (cement, vápenn˘ hydrát, bentonit) vápenn˘ hydrát, Ïelezn˘ prá‰ok) 1 261 1 352 1 260 1 353 1 263 1 355

âasÈ zo sedimentaãného valca vrchná stredná spodná

Tab. 7 Fyzikálno-mechanické charakteristiky zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií uloÏen˘ch 180 dní vo vodovodnej vode Tab. 7 Physico-mechanical characteristics of the hardened cement suspensions kept for 180 days in water Cementová suspenzia s bentonitom (B) (porovnávacia) zeolit (Z) : úlet (Ú) = 3 : 1 (hmotnostne) Z:Ú=3:1 + Ïelezn˘ prá‰ok ( Î ) Z:Ú=1:3

Z:Ú=1:3 +Î

Doba uloÏenia [dni] 2 28 180 2 28 180 2 28 180 2 28 180 2 28 180

PevnosÈ v tlaku [MPa] 1,0 3,4 6,1 1,2 5,9 14,1 1,2 5,1 13,8 1,6 5,8 14,0 1,6 6,1 15,4

Dynamick˘ modul Zmena hmotnosti pruÏnosti [GPa] [% hm] 0,9 4,3 5,8 - 0,65* 1,5 7,5 10,8 + 1,50 1,5 6,8 9,6 + 1,65 1,6 5,8 8,9 + 1,70 1,6 7,8 9,4 +2,10

* V prípade cemento–bentonitovej suspenzie sa zistilo slabé vylúhovanie vzorky spojené s úbytkom hmotnosti.

(Na2SO4) s koncentráciou SO42- iónov 67 600 mg/l. Roztoky boli poãas expozície skú‰obn˘ch telies v stacionárnom stave. Ich teplota bola 20 ± 2 °C, priãom sa udrÏiaval kon‰tantn˘ pomer medzi objemom skú‰obn˘ch telies a objemom roztokov 1 : 30. R˘chlosÈ korózie vzoriek sa sledovala beÏn˘mi metódami stanovením zmien fyzikálno-mechanick˘ch vlastností. OdolnosÈ zatvrdnut˘ch suspenzií zv˘‰enej chemickej

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

odolnosti sa porovnávala s odolnosÈou suspenzie s obsahom bentonitu o nasledujúcom obsahu such˘ch zloÏiek: cement (76,2 % hm), vápenn˘ hydrát (14,3 % hm) a bentonit ( 9,5 % hm). ZloÏenie cementov˘ch suspenzií zv˘‰enej chemickej odolnosti na báze mletého zeolitu, kremiãitého úletu a Ïelezného prá‰ku je predmetom know – how autorov a preto sa presne neuvádza.

4/2002

49

VùDA


Tab. 8 Zmena pevnosti v tlaku a dynamického modulu pruÏnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií exponovan˘ch v uhliãitom roztoku Tab. 8 Strength and elasticity modulus development of the hardened cement suspensions exposed to water saturated by CO2 Cementová suspenzia s bentonitom (B) zeolit (Z) : úlet (Ú) = 3 : 1 (hmotnostne) Z:Ú=3:1 + Ïelezn˘ prá‰ok ( Î ) Z:Ú=1:3 Z:Ú=1:3 +Î

Doba uloÏenia [dni] 2 180 2 180 2 180 2 180 2 180

PevnosÈ v tlaku [MPa] 1,0 3,6 1,2 4,9 1,2 8,1 1,6 4,8 1,6 8,9

‰ok nedochádza poãas tuhnutia k jeho sedimentácii. To sa dá vysvetliÈ jemnosÈou prá‰ku s obsahom 80 aÏ 95 % hm ãastíc men‰ích ako 45 µm a tieÏ relatívne nízkym mern˘m objemom Fe-prá‰ku vo voºnom zotrasenom stave (0,44 aÏ 0,58 cm3/g), ktor˘ je vy‰‰í ako mern˘ objem cementu (0,32 cm3/g) a pribliÏne rovnak˘ ako mern˘ objem mletého zeolitu (0,45 cm3/g). Tabuºka 7 uvádza rozdiely v základn˘ch fyzikálno-mechanick˘ch vlastnostiach skú‰obn˘ch cementov˘ch suspenzií uloÏen˘ch trvalo v nezávadnej vodovodnej vode. Náhradou bentonitu protikoróznou prímesou pozostávajúcou z mletého zeolitu a kremiãitého úletu v hmotnostnom pomere 1 : 3 aÏ 3 : 1 sa dosiahne zv˘‰enie pevnosti v tlaku viac ako na dvojnásobok. To je evidentn˘ dôkaz pozitívneho úãinku tejto dvojzloÏkovej prímesi na priebeh hydrataãného procesu, tvorbu mikro‰truktúry cementového kameÀa a dosiahnuté pevnosti.

Dynamick˘ modul pruÏnosti [GPa] 0,9 1,4 1,5 4,3 1,5 4,8 1,6 3,8 1,6 4,7

Tab. 9 Zmena pevnosti v tlaku a dynamického modulu pruÏnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií uloÏen˘chv 10 % roztoku síranu sodného Tab. 9 Strength and elasticity modulus growth of the hardened cement suspensions exposed to 10 % sodium sulphate solution Cementová suspenzia s bentonitom (B) zeolit (Z) : úlet (Ú) = 3 : 1 (hmotnostne) Z:Ú=3:1 + Ïelezn˘ prá‰ok ( Î ) Z:Ú=1:3 Z:Ú=1:3 +Î

Doba uloÏenia [dni] 2 180 2 180 2 180 2 180 2 180

PevnosÈ v tlaku [MPa] 1,0 4,4* 1,2 15,2 1,2 15,0 1,6 14,8 1,6 16,3

Dynamick˘ modul pruÏnosti [GPa] 0,9 4,9* 1,5 9,5 1,5 9,3 1,6 8,3 1,6 9,5

* Údaj po 30 dÀoch expozície v sírane, vzorky sa do 60. dÀa v roztoku úplne rozpadli

V¯SLEDKY

A DISKUSIA

Stabilita ãerstv˘ch zmesí a vlastnosti vo vodnom uloÏení Tabuºka 6 uvádza objemové hmotnosti zatvrdnutej zmesi z vrchnej, strednej a spodnej ãasti sedimentaãného valca bez obsahu jemného Ïelezného prá‰ku a cementovej suspenzie s mlet˘m zeolitom a Ïelezn˘m prá‰kom pri rovnakom súãiniteli voda : suché zloÏky = 1 : 1 hmotnostne. Z hodnôt objemovej hmotnosti je zrejmé, Ïe v zmesi obsahujúcej Ïelezn˘ prá50

B

OdolnosÈ proti kyslému prostrediu Na obr. 2 sú zobrazené zmeny hmotnosti troch druhov zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií v uhliãitom roztoku, a to porovnávacej bentonitovej suspenzie (B) a dvoch druhov suspenzií s mlet˘m zeolitom (Z) a kremiãit˘m úletom (Ú) s hmotnostn˘mi pomery zeolitu a kremiãitého úletu 3 : 1 a 1 : 3. Tretia zmes okrem zeolitu a kremiãitého úletu obsahuje aj Ïelezn˘ prá‰ok (Î). Z úbytku zmien na hmotnosti je zrejmé, Ïe chemická odolnosÈ sa zvy‰uje takto: • cemento-bentonitová zmes (najniÏ‰ia) • cementová zmes so zeolitom a úletom (vy‰‰ia) • najmen‰ie úbytky hmotnosti a t˘m najväã‰iu odolnosÈ preukázala cementová suspenzia v kombinácii prímesí mlet˘ zeolit – kremiãit˘ úlet – Ïelezn˘ prá‰ok. Obrázok 3 znázorÀuje zmenu hmotnosti cementov˘ch suspenzií v uhliãitom roztoku, av‰ak s hmotnostn˘m pomerom zeolitu ku kremiãitému úletu 1 : 3. V˘voj pevnosti a dynamického modulu pruÏnosti t˘chto vzoriek priná‰a tabuºka 8. Zmenou hmotnostného pomeru mletého zeolitu a kremiãitého úletu z 3 : 1 na pomer 1 : 3 sa vzhºadom k veºmi nízkej sypnej hmotnosti úletu (150 aÏ 250 kg/m3) znaãne posilnilo jeho objemové zastúpenie v cementovej suspenzii, ão e‰te zv˘‰ilo chemickú odolnosÈ suspenzie. Poradie zvy‰ovania odolnosti proti uhliãitému roztoku je ETON

• TEC

H NOLOG I E

rovnaké ako v prípade pomeru zeolitu a kremiãitého úletu 3 : 1 (obr. 2), av‰ak ìalej sa zv˘‰ila odolnosÈ zmesi so Ïelezn˘m prá‰kom. Zvy‰ovaním podielu kremiãitého úletu v zmesi narastá objem mikropórov v zatvrdnutej suspenzii a zniÏuje sa aj medián polomeru mikropórov. Produkty korózie Ïelezného prá‰ku – oxidy a hydroxidy Ïeleza, ich hydráty ako aj kalciumferithydráty – môÏu pri hmotnostnom pomere zeolitu a kremiãitého úletu 1 : 3 ºah‰ie a dokonalej‰ie vyplÀovaÈ mikropóry a utesÀovaÈ cementov˘ kameÀ proti prenikaniu agresívneho média ako v prípade prevráteného pomeru t˘chto prímesí. Obrázok 3 ukazuje priebeh zmien pevnosti v tlaku zatvrdnut˘ch suspenzií obsahujúcich iba zeolit a Ïelezn˘ prá‰ok. Z porovnania zmien pevností v uhliãitom roztoku a v roztoku kyseliny chlorovodíkovej o pH = 4 vypl˘va, Ïe pozitívny vplyv Ïelezného prá‰ku na zv˘‰enie chemickej odolnosti je v kyseline chlorovodíkovej menej v˘razn˘. Produkty korózie prá‰kového Ïeleza sú v kyseline chlorovodíkovej s pH = 4 viac rozpustné a t˘m menej úãinné. V uhliãitom roztoku s pH = 6 sa tento jav nepozoroval. OdolnosÈ proti úãinku síranov Obrázok 4 ukazuje priebeh zmien hmotnosti cementov˘ch suspenzií v 10% roztoku síranu sodného, a to t˘ch ist˘ch skú‰obn˘ch telies, ktor˘ch zmenu hmotnosti v uhliãitom roztoku znázorÀuje obrázok 2. Z obrázku 4 vypl˘va, Ïe u porovnávacej bentonitovej suspenzie dochádza uÏ po 30 dÀoch expozície k prudkému nárastu hmotnosti a nakoniec k rozpadu vzoriek. Úplnou náhradou bentonitu mlet˘m zeolitom a kremiãit˘m úletom sa de‰trukãn˘ proces podstatne spomalil. Prídavok Ïelezného prá‰ku síranovzdornosÈ neovplyvnil. Zmenou pomeru mie‰ania zeolitu a kremiãitého úletu z 3 : 1 na 1 : 3 sa síranovzdornosÈ suspenzií nezníÏila ani nezv˘‰ila. Zmeny pevnosti v tlaku a dynamického modulu pruÏnosti obsahuje tabuºka 9. Zv˘‰enie síranovzdornosti náhradou bentonitu mlet˘m zeolitom a kremiãit˘m úletom treba prisúdiÈ hlavne viazaniu voºného Ca(OH)2 aktívnymi puzolánmi a v koneãnom efekte vy‰‰ej mechanickej pevnosti zatvrdnut˘ch suspenzií. Îelezn˘ prá‰ok na síranovzdornosÈ suspenzií nevpl˘va, pretoÏe v síranovom roztoku – na rozdiel od uhliãitého roztoku a roztoku kyseliny chlorovodíkovej o pH = 4 – sa nevytvárajú

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

VùDA SCIENCE

Literatúra [1] Terzijski I.: Tûsnící a sorpãní schopnost v˘plÀov˘ch hmot podzemních stûn vÛãi prÛniku kontaminantÛ, Zakládání staveb, âeská geotechnická spoleãnost âSSI, Brno 2000, s. 86–90. [2] Janotka I., ·paãek A.: Samotvrdnúce cementové suspenzie zv˘‰enej chemickej odolnosti. Stavivo 68 (1990), ã. 9, s. 304–307 [3] Janotka I., ·paãek A., Jefiábek M.: PouÏitie cementovej suspenzie so zv˘‰enou chemickou odolnosÈou. Stavebnícky ãasopis 40 (1992), ã. 11, s. 681–697 [4] Janotka I., ·tevula L.: Effect of Bentonite and Zeolite on Durability of Cement Suspension under Sulfate Attack. ACI Materials Journal, November – December 1998, pp. 710–715 [5] Janotka I.: The influence of zeolitic cement and sand on resistance of mortar subjected to hydrochloric acid solution attack. Ceramics – Silikáty 43 (1999), ã. 2, s. 61–66 [6] Janotka I., Krajãi ª.: Utilization of Natural Zeolite in Portland Puzzolan Cement of Increased Sulfate Resistance. In: Durability of Concrete. Proc. of the 5th Inter. Conf., Barcelona, Spain, 2000, Volume I, pp. 223–238 [7] Janotka I., ·paãek A., Dzivák M., Jefiábek M.: Zeolit – perspektívna surovina pre stavebníctvo. Geotechnika 4 (2001), ã. 2, s. 27–30

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

A V¯ZKUM RESEARCH

Zmena hmotnosti [%]

2 0 -2 -4

Bentonit

-6 Z : Ú = 1 : 3 (hmot.)

Z : Ú = 3 : 1 (hmot.)

Z+Ú, Î Z+Ú

-8

Z+Ú, Î Z+Ú

-10 0

60

120

180

ãas expozicie [dní]

Obr. 3 Vplyv mletého zeolitu (Z) a Ïelezného prá‰ku (Î) na odolnosÈ zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií proti uhliãitému roztoku a proti roztoku kyseliny chlorovodíkovej o pH =4 Fig. 3 The influence of ground zeolite (Z) and iron powder (Î) on the resistance of the hardened cement suspensions against CO2 – saturated water and against hydrochloric acid solution with pH = 4

Pevnost v tlaku v % pevnosti vzoriek uloÏenych vo vode

Z ÁV E R Experimentálne v˘sledky preukazovania odolnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií s obsahom bentonitu, mletého zeolitu, kremiãitého úletu a Ïelezného prá‰ku proti uhliãitému roztoku, kyseline chlorovodíkovej a síranu sodnému dokazujú, Ïe: • Mlet˘ zeolit a kremiãit˘ úlet v hmotnostnom pomere 1 : 3 aÏ 3 : 1 zvy‰ujú odolnosÈ suspenzií proti uhliãitému roztoku a kyseline chlorovodíkovej. Extrémne narastá odolnosÈ proti náporu síranov pri porovnaní s cemento-bentonitovou suspenziou. Prídavkom jemného Ïelezného prá‰ku k zeolitu a kremiãitému úletu sa

Obr. 2 Vplyv mletého zeolitu (Z), kremiãitého úletu (Ú) a Ïelezného prá‰ku (Î) na zmenu hmotnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií v uhliãitom roztoku Fig. 2 The influence of ground zeolite(Z), silica fume (Ú) and iron powder (Î) on the weight loss of the hardened cement suspension exposed to CO2 – saturated water

2 uhliãit˘ roztok 0

Z, Î Bentonit

-2 -4 kys. chlorovodíková

-6

Z, Î Bentonit

-8

-10

Obr. 4 Vplyv mletého zeolitu (Z), kremiãitého úletu (Ú) a Ïelezného prá‰ku (Î) na zmenu hmotnosti zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií exponovan˘ch v 10 % roztoku síranu sodného Fig. 4 The influence of ground zeolite (Z), silica fume (Ú) and iron powder (Î) on weight growth of the hardened cement suspensions exposed to 10 % sodium sulphate solution

0

180

360


15

Prirastok hmotnosti [%]

v povrchovej vrstve cementového kameÀa hrdzavé produkty korózie Ïeleza.

AND

Rozpad

Bentonit

10

5

Z : Ú = 1 : 3 (hmot.)

Z : Ú = 3 : 1 (hmot.) Z+Ú, Î Z+Ú

Z+Ú, Î Z+Ú 0 0

60

120

180


ìalej v˘razne zvy‰uje chemická odolnosÈ proti uhliãitému roztoku a kyseline chlorovodíkovej. • Îelezn˘ prá‰ok MC 30 nesedimentuje v ãerstvej cementovej suspenzii. Jeho pôsobením v˘razne narastá odolnosÈ zatvrdnut˘ch cementov˘ch suspenzií proti uhliãitej a kyslej vode, priãom sa nezhor‰uje síranovzdornosÈ zmesí. • Mlet˘ zeolit a kremiãit˘ úlet evidentne spomaºuje procesy korózie tvorbou objemn˘ch kry‰talick˘ch solí ako aj procesy pri kombinovanom nápore koróziou v˘menou iónov a tvorbou objemn˘ch kry‰talick˘ch solí. • Îelezn˘ prá‰ok spomaºuje koróziu cementového kameÀa úãinkom v‰etk˘ch kysl˘ch prostredí do pH minimálne 4. • Cementové suspenzie obsahujúce mlet˘ zeolit, kremiãit˘ úlet a jemn˘ Ïelez-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

n˘ prá‰ok predstavujú zásadné zlep‰enie chemickej odolnosti pri ich navrhovaní a vyuÏívaní v styku s kvapaln˘m agresívnym prostredím v porovnaní s cementobentonitov˘mi suspenziami. Autori práce ìakujú Slovenskej grantovej agentúre VEGA za podporu tohto v˘skumu – grant ã. 2/7035/22.

4/2002

Ing. Ivan Janotka, CSc. Ústav stavebníctva a architektúry, SAV Dúbravská 9, 842 20 Bratislava tel.: 00421 2 5942 7161 fax: 00421 2 5477 3548 e-mail: [email protected] Ing. Antonín ·paãek, CSc. Bagarova 14, 841 01 Bratislava 42 tel./fax: 00421 2 6428 1041

51

NORMY –

JAKOST – CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

VODNÍ

HOSPODÁ¤STVÍ A OCHRANA VOD P¤I PROVOZU BETONÁREN WATER MANAGEMENT AND WATER PROTECTION IN CONCRETE MIXING PLANTS ACTIVITY P ¤ I BY S L AVA T I C H OT O VÁ Pfii provozu betonáren ukládají platné právní pfiedpisy vydané na úseku vodního hospodáfiství a ochrany vod plnûní dÛleÏit˘ch povinností. The article engages with a compliance of the most important obligation included in water management and water protection legislation by concrete mixing plants activity. Ochrana vod patfií k prioritám pfii ochranû Ïivotního prostfiedí. Tato oblast spoleãnû s vodním hospodáfistvím byla novû legislativnû upravena zákonem ã. 254/2001, o vodách (vodní zákon), kter˘ nabyl úãinnosti dnem 1. ledna 2002 a nahradil do té doby platn˘ zákon ã. 138/1973 Sb. Úãelem zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit podmínky pro hospodárné vyuÏívání vodních zdrojÛ a pro zachování i zlep‰ení jakosti povrchov˘ch a podzemních vod. Vedle vodního zákona byl vydán zákon ã. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro vefiejnou potfiebu a o zmûnû nûkter˘ch zákonÛ (zákon o vodovodech a kanalizacích), upravující nûkteré vztahy vznikající pfii rozvoji, v˘stavbû a provozu vodovodÛ a kanalizací slouÏících vefiejné potfiebû, pfiípojek na nû, jakoÏ i pÛsobnost orgánÛ územních samosprávn˘ch celkÛ a správních úfiadÛ na tomto úseku. K obûma zákonÛm byly vydány provádûcí pfiedpisy. Nûkteré z nich vãetnû souvisejících pfiedpisÛ s ohledem na ãinnost v podmínkách provozu betonáren jsou zde uvedeny. P¤EHLED

NEJDÒLEÎITùJ·ÍCH

P R ÁV N Í C H P ¤ E D P I S Ò V E V O D N Í M HOSPODÁ¤STVÍ A OCHRANù VOD

• Zákon ã. 254/2001 Sb., o vodách a o zmûnû nûkter˘ch zákonÛ (vodní zákon), ve znûní zákona ã. 76/2002 Sb. • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 432/2001 Sb., o dokladech Ïádosti o rozhodnutí nebo vyjádfiení a o náleÏitostech povolení, souhlasÛ a vyjádfiení vodoprávního úfiadu. • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství 52

B

ã. 470/2001 Sb., kterou se stanoví seznam v˘znamn˘ch vodních tokÛ a zpÛsob provádûní ãinností souvisejících se správou vodních tokÛ. • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 471/2001 Sb., o technickobezpeãnostním dohledu nad vodními díly. • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 20/2002 Sb., o zpÛsobu a ãetnosti mûfiení mnoÏství a jakosti vo . • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 195/2002 Sb., o náleÏitostech manipulaãních fiádÛ a provozních fiádÛ vodních dûl. • Vyhlá‰ka Ministerstva Ïivotního prostfiedí ã. 236/2002 Sb., o zpÛsobu a rozsahu zpracovávání návrhu a stanovování záplavov˘ch území. • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 292/2002 Sb., o oblastech povodí. • Vyhlá‰ka Ministerstva Ïivotního prostfiedí ã. 293/2002 Sb., o poplatcích za vypou‰tûní odpadních vod do vod povrchov˘ch. • Zákon ã. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro vefiejnou potfiebu a o zmûnû nûkter˘ch zákonÛ (zákon o vodovodech a kanalizacích). • Vyhlá‰ka Ministerstva zemûdûlství ã. 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon ã. 274/2001 Sb. • Zákon ã. 258/2000 Sb., o ochranû vefiejného zdraví, ve znûní zákona ã. 274/2001 Sb. • Vyhlá‰ka Ministerstva zdravotnictví ã. 376/2000 Sb., kterou se stanoví poÏadavky na pitnou vodu a rozsah a ãetnost její kontroly Z uveden˘ch právních pfiedpisÛ vypl˘vá pro betonárny plnûní fiady povinností v závislosti na rozsahu vodního hospodáfiství betonárny (napfi. odbûr podzemních vod, provoz ãistírny odpadních vod, vypou‰tûní odpadních vod do vod povrchov˘ch apod.). VYBRANÉ

P OJ MY DLE VODN ÍHO

ZÁKONA A ZÁKONA O VODOVODEC H A K ANALIZ AC ÍC H

Povrchové vody jsou vody pfiirozenû se vyskytující na zemském povrchu; tento charakter neztrácejí, protékají-li pfiechodETON

• TEC

H NOLOG I E

nû zakryt˘mi úseky, pfiirozen˘mi dutinami pod zemsk˘m povrchem nebo v nadzemních vedeních. Podzemní vody jsou vody pfiirozenû se vyskytující pod zemsk˘m povrchem v pásmu nasycení v pfiímém styku s horninami; za podzemní vody se povaÏují téÏ vody protékající drenáÏními systémy a vody ve studních. Odpadní vody jsou vody pouÏité v obytn˘ch, prÛmyslov˘ch, zemûdûlsk˘ch, zdravotnick˘ch a jin˘ch stavbách, zafiízeních nebo dopravních prostfiedcích, pokud mají po pouÏití zmûnûnou jakost (sloÏení nebo teplotu), jakoÏ i jiné vody z nich odtékající, pokud mohou ohrozit jakost povrchov˘ch nebo podzemních vod. Závadné látky jsou látky, které nejsou odpadními ani dÛlními vodami a které mohou ohrozit jakost povrchov˘ch nebo podzemních vod. Havárie je mimofiádné závaÏné zhor‰ení nebo mimofiádné závaÏné ohroÏení jakosti povrchov˘ch nebo podzemních vod. Za havárii se vÏdy povaÏují pfiípady závaÏného zhor‰ení nebo mimofiádného závaÏného ohroÏení jakosti povrchov˘ch nebo podzemních vod ropn˘mi látkami, zvlá‰È nebezpeãn˘mi látkami (pfiíloha ã. 1 zákona), popfi. radioaktivními záfiiãi a radioaktivními odpady, nebo dojde-li ke zhor‰ení nebo ohroÏení jakosti povrchov˘ch nebo podzemních vod v chránûn˘ch oblastech pfiirozené akumulace vod nebo ochrann˘ch pásmech vodních zdrojÛ. Vodní dílo je stavba slouÏící ke vzdouvání a zadrÏování vod, umûlému usmûrÀování odtokového reÏimu povrchov˘ch vod, k ochranû a uÏívání vod, k nakládání s vodami, ochranû pfied ‰kodliv˘mi úãinky vod, k úpravû vodních pomûrÛ nebo k jin˘m úãelÛm sledovan˘m tímto zákonem. Vodoprávní úfiad (VÚ) je orgán státní správy podle vodního zákona. Vodovod je provoznû samostatn˘ soubor staveb a zafiízení zahrnující vodovodní fiady a vodárenské objekty, zejména stavby pro jímání a odbûr povrchové nebo podzemní vody, její úpravu a shromaÏìování. Vodovod je vodním dílem.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

NORMY – JAKOST – CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION Kanalizace je provoznû samostatn˘ soubor staveb a zafiízení zahrnující kanalizaãní stoky k odvádûní odpadních vod a sráÏkov˘ch vod, kanalizaãní objekty, ãistírny odpadních vod i stavby k ãi‰tûní odpadních vod pfied jejich vypou‰tûním do kanalizace. Kanalizace je vodním dílem. Provozovatel vodovodu nebo kanalizace je osoba, které krajsk˘ úfiad vydal povolení k provozu vodovodu nebo kanalizace. Odbûratel je vlastník pozemku nebo stavby pfiipojené na vodovod nebo kanalizaci, není-li dále stanoveno jinak. Vodovodní pfiípojka je samostatnou stavbou tvofienou úsekem potrubí od odboãení z vodovodního fiadu k vodomûru, a není-li vodomûr, pak k vnitfinímu uzávûru pfiipojeného pozemku nebo stavby. Odboãení s uzávûrem je souãástí vodovodu. Vodovodní pfiípojka není vodním dílem. Kanalizaãní pfiípojka je samostatnou stavbou tvofienou úsekem potrubí od vyústûní vnitfiní kanalizace stavby nebo odvodnûní pozemku k zaústûní do stokové sítû. Kanalizaãní pfiípojka není vodním dílem. POVINNOSTI

P LY N O U C Í

Z P R ÁV N Í C H P ¤ E D P I S Ò V E VODNÍM HOSPODÁ¤STVÍ A OCHRANù VOD

Povinnosti „smûrem“ k VÚ • Zaji‰Èovat vydání vodoprávních povolení: - k odbûru povrchov˘ch a podzemních vod, - k vypou‰tûní odpadních vod do vod povrchov˘ch nebo podzemních, - k vypou‰tûní odpadních vod do vefiejné kanalizace z pfiedãistících zafiízení (odluãovaãe ropn˘ch látek, ãistírny odpadních vod apod.), - stavební povolení k vodním dílÛm (stavební povolení a kolaudaãní rozhodnutí – ãistírny odpadních vod, studny atd. – VÚ je speciálním stavebním úfiadem). • Zaji‰Èovat vydání souhlasu VÚ ke zfiizování skladÛ a nádrÏí závadn˘ch látek (sklady ropn˘ch látek, pfiísad do betonu apod. – ve stavebním fiízení). • Zaji‰Èovat vydání vyjádfiení VÚ k zámûru o umístûní, provedení, zmûny nebo odstranûní stavby nebo zafiízení apod., pokud takov˘ zámûr mÛÏe ovlivnit vodní pomûry, energetick˘ potenciál, jakost nebo mnoÏství povrchov˘ch nebo podB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

zemních vod, zda je zámûr z hlediska zájmÛ chránûn˘ch podle vodního zákona moÏn˘, pfiíp. za jak˘ch podmínek. Podrobnosti jsou uvedeny ve vyhlá‰ce Ministerstva zemûdûlství ã. 432/2001 Sb. • Zajistit placení poplatkÛ za odbûr podzemní vody, pokud je odbûr podzemní vody vy‰‰í neÏ 6 000 m3 za kalendáfiní rok nebo vy‰‰í neÏ 500 m3 mûsíãnû. • Zajistit placení poplatkÛ za vypou‰tûní odpadních vod do vod povrchov˘ch v pfiípadû pfiekroãení hmotnostního a koncentraãního limitu a objemu vypou‰tûn˘ch odpadních vod (nad 30 000 m3 za kalendáfiní rok). • Zajistit úhradu platby k úhradû správy vodních tokÛ za odbûr povrchové vody v pfiípadû, Ïe odbûr povrchové vody je vy‰‰í neÏ 6 000 m3 za kalendáfiní rok nebo vy‰‰í neÏ 500 m3 mûsíãnû. Podrobnosti o poplatcích za vypou‰tûní odpadních vod do vod povrchov˘ch jsou dále i ve vyhlá‰ce ã. 293/2002 Sb. Provozní povinnosti Nakládat se závadn˘mi látkami v souladu s ust. § 39 vodního zákona a s vypracovan˘mi provozními fiády objektÛ (viz vyhlá‰ka ã. 195/2002 Sb.), kde se s tûmito látkami manipuluje (viz vyhlá‰ka ã. 195/2002 Sb.), resp. dle vypracovaného plánu opatfiení pro pfiípad havárie – havarijní plán (seznam zvlá‰È nebezpeãn˘ch látek a nebezpeãn˘ch závadn˘ch látek je uveden v pfiíloze zákona). • Zamezit vypou‰tûní, resp. vniknutí závadn˘ch látek do areálové kanalizace a následnû do toku, pfiípadnû do vefiejné kanalizace. • UdrÏovat pofiádek a ãistotu ve skladech závadn˘ch látek (sklady ropn˘ch látek, sklady pfiísad, kompresorovny apod.), manipulaci s tûmito látkami provádût jen na místech k tomu urãen˘ch se zpevnûnou plochou odolnou proti pÛsobení ropn˘ch látek, pfii rozlití skladované kapaliny asanovat postiÏené místo vapexem ãi jinou sorpãní látkou a po nasycení ropnou látkou vapex smést a uloÏit jej do igelitového pytle a do sudu do doby zne‰kodnûní dodavatelskou organizací. • Zabezpeãit ‰kolení osob manipulujících se závadn˘mi látkami dle bodu c) o plnûní povinností pfii ochranû vod pfied zneãi‰tûním tûmito látkami. • Kontrolovat dodrÏování právních pfiedpisÛ vydan˘ch na úseku vodního hospodáfiství. • Sledovat plnûní rozhodnutí VÚ (povo-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

lení k odbûru a vypou‰tûní vod, uloÏená nápravná opatfiení apod.). • Zajistit sledování kvality a mnoÏství vypou‰tûn˘ch odpadních vod z areálu v souladu s rozhodnutím vydan˘m vodoprávním povolením. • PrÛbûÏnû aktualizovat provozní fiády: skladÛ ropn˘ch látek a plastifikaãních pfiísad a provozní fiády sedimentaãních jímek. • Ihned nahlásit havárii (únik závadn˘ch látek) místnû pfiíslu‰nému Hasiãskému záchrannému sboru, Policii nebo jednotkám poÏární ochrany, resp. ekologovi organizace a uãinit bezprostfiední opatfiení k odstranûní pfiíãin a následkÛ havárie. • Zajistit uzavfiení písemné smlouvy na odbûr a vypou‰tûní vod s vlastníkem vodovodu a kanalizace. • Sledovat spotfiebu vody a vést záznamy v provozním deníku. • OdstraÀovat jakékoliv závady a poruchy areálové kanalizace. • Zajistit, aby vodovodní pfiípojka byla provedena a uÏívána tak, aby nedo‰lo ke zneãi‰tûní vody z vodovodu. • Zajistit, aby kanalizaãní pfiípojka byla provedena jako vodotûsná a tak, aby nedo‰lo ke zmen‰ení prÛtoãného profilu stoky, do které je zaústûna. • DodrÏovat míru zneãi‰tûní odpadních vod stanovenou v kanalizaãním fiádu a kontrolovat míru zneãi‰tûní v místû a rozsahu stanoveném kanalizaãním fiádem. • Sledovat kvalitu pitné vody z vlastního zdroje (studny) dle pfiíslu‰n˘ch pfiedpisÛ (zákon ã. 258/2000 Sb., vyhlá‰ka ã. 376/2000 Sb.) v pfiípadû pouÏívání této vody jako vody pitné. • Plnit povinnosti stanovené na ochranu pfied povodnûmi v pfiípadû umístûní betonárny v záplavovém území, viz. vyhlá‰ka ã. 236/2002 Sb. SANKCE Za neplnûní povinností uloÏen˘ch v˘‰e uveden˘mi zákony se ukládají sankce, které mohou ãinit min. 5 000 Kã, max. 10 000 000 Kã v závislosti na mífie a druhu poru‰ení povinností. Pokutu ukládá okresní úfiad nebo âeská inspekce Ïivotního prostfiedí.

4/2002

Ing. Pfiibyslava Tichotová EKOTIP Pavlíkova 601, 142 00 Praha 4 tel.: 0603 517 601

53

NORMY –


NOVÉ

EVROPSKÉ STANDARDY METOD VYLUHOVATELNOSTI NEW EUROPEAN STANDARDS OF METHODS OF LEACHING CAPACITY JAN GEMRICH Evropská legislativa v souãasné dobû zavádí nové evropské standardy metod vyluhovatelnosti. Tato legislativa napomÛÏe pro hodnocení ekologické stability odpadÛ (opak stavebních materiálÛ a v˘robkÛ) a zároveÀ zjednodu‰í metodiku pfiípravy v˘luhu. Zatímco odpad je 30 cm

kryt nádoba podpûra síta 40 cm

zkouman˘ vzorek magnet. tyãinka v˘pustní kohout magnet. míchadlo rám základny

Obr. 1 Pfiístroj pro vyluhování v nádobû s magnetick˘m míchadlem Fig. 1 Equipment for leaching in a vessel with the magnetic mixer shaft

30 cm

motorkem pohánûné ponorné míchadlo

V evropsk˘ch v˘zkumn˘ch laboratofiích, pozdûji i ve stavební praxi a koneãnû i normalizaãních organizacích v Evropû existovaly dosti rozdílné pokusy zkoumat ekologickou kompatibilitu materiálÛ, které jsou na jedné stranû povaÏovány za odpady a které je nutno likvidovat, a na druhé stranû materiálÛ, které jsou jednoznaãnû produkty a stavebními v˘robky. Pro posouzení ekologické kompatibility odpadov˘ch materiálÛ, které jsou obvykle heterogenními materiály s promûnnou skladbou a neznám˘m pÛvodem, je nutn˘ rozsáhl˘ prÛzkum sestávající ze zkou‰ek dlouhodob˘ch charakteristik a verifikaãních zkou‰ek na místû. Pro materiály, které jsou dobfie známé a úspû‰nû se pouÏívají po mnoho let na stavbách jako je kamenivo, cement,

kryt nádoba 40 cm

podpûra síta zkouman˘ vzorek v˘pustní kohout rám základny

Obr. 2 Pfiístroj pro vyluhování v nádobû s ponorn˘m míchadlem pohánûn˘m motorkem Fig. 2 Equipment for leaching in a vessel with the submersible engine-driven mixer shaft

54

vût‰inou heterogenní materiál s promûnnou skladbou a neznám˘m pÛvodem, v˘robek je vÏdy homogenní materiál se známou skladbou a v˘robní kontrolou. âlánek popisuje provádûní zkou‰ky v˘luhu z v˘robku v nádobû, volbu nádoby pro vyluhování, zpÛsob umístûní vzorku v nádobû, volbu nástroje k míchání, volbu louÏícího media, dobu trvání procedury a poãet krokÛ vyluhování, vã. reprodukovatelnosti v˘sledkÛ. European legislation is currently being introduced for new European standards of leaching capacity methods. This legislation will help assess the ecological stability of wastes as opposed to building materials and products. Also, it will bring a justified simplification of methods of preparation of leach. While waste is commonly a heterogeneous material with a variable composition and of unknown origin, a product is always a homogeneous material with a known composition and production control. This article describes a test of leach of a product in a vessel, selection of the vessel for leaching, method of placing the sample in the vessel, selection of the mixer shaft, leaching medium, duration of the procedure, and the number of steps of leaching, including reproducibility of the results.

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

beton aj., není takov˘ rozsáhl˘ v˘zkum t˘kající se ekologické kompatibility nutn˘. Tyto materiály se pfied zavedením do uÏívání podrobovaly dÛkladn˘m zkou‰kám vhodnosti v laboratofiích i v reáln˘ch podmínkách. Dlouhodobé zku‰enosti ukázaly, Ïe tyto materiály Ïivotní prostfiedí nezatûÏují. Aby se zajistilo, Ïe tyto materiály vyhoví certifikovan˘m nebo deklarovan˘m charakteristikám, vyuÏívá se v˘robní kontroly. Systém v˘robní kontroly se zakládá na systému testování vstupních surovin a v˘stupního produktu a navíc pravideln˘mi kontrolami ze strany tfietích osob. JelikoÏ je v˘roba cementu prÛbûÏn˘m procesem, je tfieba, aby zkou‰ky pouÏívané pro v˘robní kontrolu byly jednoduché a rychlé, aby dávaly v˘sledky v co nejkrat‰í dobû. Kromû toho je tfieba, aby zkou‰ky dávaly v˘sledky s dobrou reprodukovatelností. Pouze tímto zpÛsobem je moÏné dosáhnout rychlého a spolehlivého rozhodování, zda v˘robek vyhovûl ãi nikoli. Tyto provozní zkou‰ky je potom moÏno doplnit v dlouhodobém horizontu zkou‰kami podrobnûj‰ími. Ekologická kompatibilita stavebních v˘robkÛ se obvykle posuzuje na základû vyluhovatelnosti. Je známo, Ïe procesy louÏení jsou velmi sloÏité a závisejí na mnoha rÛzn˘ch fyzikálních a chemick˘ch interakcích. Provádûná zjednodu‰ení proto musí mít v kaÏdém kroku své opodstatnûní tak, aby rychlé a jednoduché zkou‰ky vyluhování uspokojiv˘m zpÛsobem simulovaly moÏné praktické podmínky. Pfii pfiípravû v˘luhu z odpadu se materiál o hmotnosti 100 g se vloÏí do nádoby se ‰irok˘m hrdlem a objemem 2 l a po 24 hodin se pfievaluje v destilované vodû o desetinásobku jeho hmotnosti. Bûhem zkou‰ky je materiál trvale v pohybu, ale je tfieba zabránit dal‰ímu drcení. Tato pÛvodnû nûmecká zkou‰ka byla nyní zahrnuta do evropské normy. Pracovní skupina WG2 v rámci CEN/TC 292 „Charakterizace odpadÛ“ vypracovala návrh normy pro zkou‰ky shodnosti pro vyluhování bûÏn˘ch odpadov˘ch materiálÛ a kalÛ. Mezi evropsk˘m návrhem normy a nûmeck˘m postupem DEV-S4 v normû DIN 38414, Part 4

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

NORMY – JAKOST – CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

POPIS ZKOU·KY V NÁDOBù Volba nádoby pro vyluhování Zpoãátku byla zvolena nádoba pravoúhlého prÛfiezu ze skla nebo polypropylenu, s vnûj‰ími rozmûry asi 400 mm (v˘‰ka), 250 mm (‰ífika) a 300 mm (délka). Pro B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

vyluhování organick˘ch látek je tfieba pouÏít nádobu ze skla, zatímco pro anal˘zu anorganick˘ch látek je moÏno pouÏít nádobu buì ze skla nebo z polypropylenu. Praktické zku‰enosti ukázaly problematiãnost hranatého tvaru. Jemnû drcen˘ materiál, kter˘ propadnul oky sítové podloÏky se kupil v rozích nádoby a nebylo jasné, zda tento materiál mohl b˘t uspokojivû vyluhován louÏícím roztokem. Proto, aby se tento problém vylouãil, byly zvoleny válcové nádoby o pfiibliÏné v˘‰ce 400 mm a prÛmûru 310 mm.

Bylo odzkou‰eno motorkem pohánûné ponorné míchadlo, které se vkládá mal˘m otvorem v krytu nádoby. Ponorné míchadlo je upevnûno tak, Ïe je tûsnû nad materiálem. S míchadlem v této poloze je zaji‰tûna dobrá cirkulace louÏícího media. Motorkem pohánûné ponorné míchadlo je nastaveno na rychlost 500 ± 20 ot/min. Paralelní zkou‰ky vyluhování 11

Volba nástroje k míchání Aby se zabránilo nárÛstu koncentrace kolem zrn a aby se zajistilo intenzivní vyluhování materiálu v rámci krátké doby zkoumání, je tfieba, aby vyluhovací medium trvale cirkulovalo. PÛvodnû bylo pouÏito magnetického míchadla s elektronicky fiízen˘mi otáãkami, které se mohlo umístit centrálnû pod nádobou. Tyãka magnetického míchadla, vejcovitého tvaru, pokrytá teflonem byla umístûna na dno nádoby a magnetické míchadlo bylo nastaveno na 500 ot/min. V pfiípadû, Ïe hrozí nebezpeãí u materiálu se zrny men‰ích rozmûrÛ jejich propadnutí oky síta a tyãka míchadla by se mohla dostat mimo pole, které ji pohání, lze pouÏít druhé fie‰ení.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

pH

10,5

10

9,5 1

3

6

24

30

48

72

48

72

48

72

doba louÏení [hod.] 120 100

vodivost [mS/m]

Umístûní vzorku v nádobû Zámûrem bylo umístit vzorek v nádobû tak, aby mohl b˘t zaji‰tûn dostateãn˘ prÛtok kolem nûj. Proto nebyl materiál poloÏen pfiímo na dno nádrÏe. Byla navrÏena podpûra síta vyrobená ze skla, teflonu nebo polypropylenu. Toto síto s v˘‰kou 50 mm a velikostí oka 2 mm je tfieba vyrobit z teflonu nebo podobného materiálu. Síto mÛÏe mít kruhov˘ nebo ãtvercov˘ tvar a je tfieba, aby bylo ve vzdálenosti asi 20 mm od stûn a asi 50 mm ode dna nádoby. Velikost oka byla zvolena 2 mm z toho dÛvodu, Ïe u vût‰iny materiálÛ je tfieba zabránit tomu, aby propadal sítem. Na druhé stranû by velikost ok nemûla b˘t pfiíli‰ malá, neboÈ jinak by nemohlo b˘t zaji‰tûno nejlep‰í moÏné vyluhování materiálu ze v‰ech stran. Pfied vloÏením materiálu k vyluhování na síto se podpûra síta se sítem ponofií do nádoby, která je naplnûna louÏícím mediem. Poté se materiál rozprostírá pomalu a rovnomûrnû po sítû tak, aby byl provlhãen˘ a aby se ze vzorku odstranilo co nejvíce vzduchu.

80 60 40 20 0 1

3

6

24

30

doba louÏení [hod.]

70 60 50

Ca [mg/l]

jsou jen malé rozdíly; napfi. rozmûry láhve je tfieba volit takové, aby horní prostor byl minimální. Jak zpracování pfied zkou‰kou, tak trval˘ pohyb materiálu bûhem procedury mÛÏe dávat v˘sledky s lep‰í reprodukovatelností. Proto mohou b˘t tato opatfiení odÛvodnûná pro v˘zkum heterogenních materiálÛ jako odpady s promûnnou skladbou a neznám˘m pÛvodem. Na druhé stranû povedou taková opatfiení ke zmûnû pÛvodní struktury materiálu. V dÛsledku pohybu materiálu bûhem vyluhování mÛÏe docházet k urãité abrazi, kterou se zvût‰í vyluhovan˘ povrch ãástic. Kromû toho urãitá opatfiení zamûfiená na zmûnu vnûj‰ího povrchu ãástic, napfi. zvûtrávání, se touto mechanickou ãinností anulují. V dÛsledku toho se vyluhovatelnost zv˘‰í. Tato technika pro odpady je v‰ak z v˘‰e uveden˘ch dÛvodÛ pouze omezenû vhodná pro zkoumání jin˘ch stavebních hmot a materiálÛ. Zkou‰ka vyluhování v nádobû byla vyvíjena v Nûmecku a v Holandsku a splÀuje v‰echny tyto poÏadavky. Proto jako první byla pfievzata do návrhu normy ve skupinû CEN/TC 154. V souladu s touto normou by mûla pÛvodní struktura zkoumaného materiálu zÛstat nejvy‰‰í moÏnou mûrou nedotãená. Materiály, které se mají zkoumat, je tfieba louÏit v mnoÏství do 2 500 g v jejich pÛvodní velikosti. Tento modifikovan˘ postup je nyní vhodnûj‰í pro zkoumání hrubû drcen˘ch materiálÛ, ale má stále urãité nev˘hody. Nejvût‰í nev˘hodou je abraze, ke které mÛÏe docházet pfii pohybu materiálu bûhem procedury. âím vût‰í jsou ãástice zkoumaného materiálu, tím je tento efekt v˘raznûj‰í. Vyvinutá zkou‰ka v nádobû spoãívá v tom, Ïe není nutné míchat celou nádobou. Pouze vyluhovací roztok trvale cirkuluje kolem materiálu, ãímÏ umoÏÀuje intenzivní vyluhování bûhem krátké doby zkoumání. To zabraÀuje silnému mechanickému namáhání materiálu. Zkou‰ka v nádobû splÀuje v‰echny poÏadavky, které jsou kladeny na zkou‰ky vyluhovatelnosti vhodné pro v˘robní kontrolu. Zkou‰ka v nádobû byla nyní upravena komisí CEN/TC 154 pro návrh evropské normy.

40 30 20 10 0

1

3

6

24

30

doba louÏení [hod.] 0/4 mm 0/10 mm 0/32 mm

Obr. 3 Parametry vyluhovatelnosti v závislosti na granulometrii materiálu (elektrárenská ‰kvára) Fig. 3 Leaching capacity parameters depending on the granulometric properties of the material (clinker)

55

NORMY –


vat co nejreálnûj‰í podmínky. KaÏdopádnû není moÏné uvaÏovat v‰echny situace, které se vyskytují. Proto byla pro zkou‰ku v nádobû vybrána demineralizovaná voda. Snadno se pfiipravuje a je v laboratofiích ‰iroce dostupná. Demineralizovaná voda je zcela netlumená forma s hodnotou pH pfiibliÏnû 6 aÏ 7. Velmi rychle získá hodnotu pH vyluhovaného materiálu. To ji ãiní vhodnou pro vyluhování mnoha rÛzn˘ch druhÛ materiálÛ, vãetnû velmi zásadit˘ch nebo kysel˘ch. Napfi. vyluhuje-li se demineralizovanou vodou pomocí této metody cement nebo beton, pfiesáhne pH v˘luhu hodnotu 12 bûhem ménû neÏ 1 hodiny.

250 200

SO4 [mg/l]

150

100 50 0 1

3

6

24

30

48

72

doba louÏení [hod.] 0,1

Cr celkem [mg/l)

0,08 0,06 0,04 0,02 0 1

3

6

24

30

48

72

doba louÏení [hod.] 0/4 mm 0/10 mm 0/32 mm

Obr. 4 Parametry vyluhovatelnosti v závislosti na granulometrii materiálu (elektrárenská ‰kvára) Fig. 4 Leaching capacity parameters depending on the granulometric properties of the material (clinker)

s obûma rÛzn˘mi míchadly prokázaly, Ïe hodnoty jsou srovnatelné. Volba louÏícího media Vyvstává otázka, jak˘ druh louÏícího media pro standard vyluhování pouÏít. Co se t˘ãe volby, existuje nûkolik moÏností: MÛÏe se pouÏít demineralizovaná voda nebo umûle mineralizovaná voda. Odborníci mají na tuto otázku rozporuplné názory. Napfiíklad normalizaãní komise pro pitnou vodu CEN/TC 164 doporuãuje pro vyluhování betonu mineralizovanou vodu nízké tvrdosti. Pro zkoumání betonu vystaveného tekoucí vodû mÛÏe b˘t pouÏití umûle mineralizované vody nejvhodnûj‰í. Na druhé stranû v˘zkumná studie pojednávající o „v˘voji metod vyluhování pro urãení ekologické kvality betonu“ ukázala, Ïe není rozdílu mezi pouÏitím vody nízké tvrdosti ve srovnání s demineralizovanou vodou. Nûkdy mÛÏe b˘t v˘hodné simulo56

B

Doba trvání procedury Pfiedpokladem dosaÏení v˘sledkÛ s dobrou reprodukovatelností je dosáhnout bûhem zku‰ební doby stavu rovnováÏného nebo témûfi rovnováÏného. K vyzkou‰ení, zda bylo dosaÏeno témûfi rovnováÏného stavu, se ãinily pokusy s uváÏením fiady parametrÛ s rÛzn˘mi materiály. Hodnota pH je u vyluhovatelnosti materiálÛ jedním z nejdÛleÏitûj‰ích ãinitelÛ. Zkou‰ky s vysokopecní struskou, která je typick˘m v˘robkem a nikoliv odpadem, ukázaly, Ïe po 1 aÏ 2 hodinách dosáhne pH pfiibliÏnû hodnoty tzv. koneãné pH po 72 hodinách. Po 24 hodinách se hodnota pH pfiíli‰ nezmûní. A podobnû koncentrace ostatních sloÏek, jako tûÏk˘ch kovÛ a solí, se po 24 hodinách zmûní jen málo. Na grafech jsou ukázány nûkteré v˘sledky zkou‰ek. Po 24 hodinách se 75 % a ve vût‰inû pfiípadÛ pfies 85 % sloÏek vylouÏilo. To znamená, Ïe bylo dosaÏeno témûfi rovnováÏného stavu. To platí pro v‰echny tfii granulometrie materiálu, pouÏité pfii zkou‰kách, 0/4, 0/10 a 0/32 mm, takÏe hrubé i jemné materiály dosahují témûfi rovnováÏného stavu. Poãet krokÛ vyluhování NejdÛleÏitûj‰ími mechanismy pfii zkou‰ce vyluhování v nádobû jsou poãáteãní úãinky vym˘vání a rozpustnost sloÏek vnûj‰ích povrchÛ ãásteãek materiálu. Difuzní procesy, které jsou velmi pomalé, hrají jen malou roli pfii vyluhování materiálÛ, které nejsou vázané, stabilizované nebo jednolité. Proto jedna hodnota získaná po 24 hodinách staãí k rozhodování o tom, zda materiál vyhovuje pfiíslu‰n˘m poÏadavkÛm.

vádût v souladu s normou prEN 932-1, popfi. podle vyvíjejících se doplÀkÛ pro jednotlivé materiály. Je-li vzorek vlhk˘, je tfieba pfied tím, neÏ je moÏno jej rozdûlit a pfiesívat, vysu‰it jej vzduchem o teplotû niÏ‰í neÏ 40 °C na konstantní hmotnost. Obsah vody ve vzorku urãeném k vyluhování se stanoví na paralelním vzorku vysou‰ením pfii 110 °C. Pro vyluhování nevázan˘ch, nezhutnûn˘ch materiálÛ v nádobû se zváÏí asi 2 kg materiálu na vzorky. Vyluhování organick˘ch látek Zkou‰ka vyluhování v nádobû byla pÛvodnû vyvinuta pro vyluhování anorganick˘ch sloÏek, jako tûÏk˘ch kovÛ a solí. Tyto sloÏky jsou pro ekologickou kompatibilitu nejdÛleÏitûj‰í. Vyluhování organick˘ch sloÏek je téma, které dfiíve nebylo nijak uvaÏováno. Proces, kter˘m se fiídí vyluhovatelnost organick˘ch slouãenin, se mÛÏe podstatnû li‰it od procesÛ t˘kajících se anorganick˘ch slouãenin. Kromû toho mohou hrát dÛleÏitou úlohu úãinky sorpce. Podle doporuãení zpracovatele normy, dokud nebude zvlá‰tû k tomu vyvinuta vhodnûj‰í metoda, test vyluhování v nádobû je moÏno pouÏívat pfii urãování organick˘ch parametrÛ. Reprodukovatelnost v˘sledkÛ Bûhem v˘zkumu byla zkoumána reprodukovatelnost v˘sledkÛ získan˘ch zkou‰kou vyluhování v nádobû. Za pouÏití zkou‰ky vyluhování v nádobû bylo vyluhováno na 15 rÛzn˘ch prÛmyslov˘ch stavebních v˘robkÛ a analyzováno mnoho anorganick˘ch a nûkolik organick˘ch parametrÛ. Lze konstatovat, Ïe reprodukovatelnost byla velmi dobrá u anorganick˘ch parametrÛ, zatímco u organick˘ch parametrÛ byl rozptyl v˘sledkÛ vy‰‰í. Z ÁV ù R Je tfieba zfietelnû rozli‰ovat mezi odpady, které jsou obvykle heterogenními materiály s promûnnou skladbou a neznám˘m pÛvodem, a stavebními v˘robky, které jsou dobfie známé a relativnû homogenní a pouÏívat metody, které vûrnû zobrazují reálné vlastnosti materiálu.

Ing. Jan Gemrich V˘zkumn˘ ústav maltovin Praha, s. r. o. Na Cikánce 2, 153 00 Praha 5 tel.: 02 5791 1775 e-mail: [email protected]

Vzorkování a pfiíprava vzorkÛ Vzorkování a pfiípravu vzorkÛ je tfieba proETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

AKTUALITY TOPICAL

ZNÁTE

UÎ NOVOU ASOCIACI

SUBJECTS

– AVPB?

Stavební prefabrikované Ïelezobetonové dílce • dokonalost ovûfiená staletími

• budoucnost, na které se dá stavût

Pod tímto „leitmotivem“ se uskuteãnila první jednání v˘robcÛ prefabrikovan˘ch stavebních dílcÛ pÛsobících v âR, na nichÏ se dohodli na spoleãném pÛsobení v rámci Asociace v˘robcÛ betonové prefabrikace. ZaloÏili ji v minul˘ch t˘dnech v˘robci stavebních prefabrikovan˘ch dílcÛ, kter˘ch je v republice v souãasné dobû okolo 40. Asociace v˘robcÛ betonové prefabrikace (AVBP) je zájmové sdruÏení právnick˘ch osob ãinn˘ch ve v˘robû betonov˘ch a Ïelezobetonov˘ch prefabrikovan˘ch stavebních dílcÛ na území âeské republiky. Cílem AVBP je prosazování a hájení pfiedev‰ím spoleãn˘ch, ale i individuálních zájmÛ ãlenÛ Asociace v oblasti jejich podnikání. Zájmové oblasti v ãinnosti AVBP Je jich nûkolik, v kaÏdé jsou ústfiední témata pro asociaãní spolupráci. V oblasti obchodní to jsou • spoleãná podpora pfiedností uÏití stavebních prefabrikovan˘ch Ïelezobetonov˘ch dílcÛ a konstrukcí • publikaãní a marketingová ãinnost • semináfie, ‰kolení • prezentace, propagace • ochrana trhu v˘robcÛ v âR pfied dovozem v˘robkÛ a sluÏeb ze zahraniãí • oborová statistika Oblast legislativy a normotvorby • obchodní a technické podmínky staveb (VOB) • zadávací fiád staveb • postavení AVBP jako neopomenutelného pfiipomínkového místa pfii projednávání legislativních úprav a zákonÛ • normy v oboru v‰eobecnû B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Oblast partnerství • ve vazbû na obdobná sdruÏení v âR, pfiedev‰ím âBS, a dále sdruÏení pfiíbuzná oboru podnikání • ve vazbû na obdobná sdruÏení v zahraniãí • Svaz podnikatelÛ ve stavebnictví Oblast kvality • podpora pfii zavádûní systémÛ ISO, EMS atd. • transfer informací v této oblasti ze zahraniãí Oblast vzdûlávání a v˘chovy • spolupráce s odborn˘mi ‰kolami – V·, S·, stavební uãili‰tû • podpora obnovy uãÀovského ‰kolství Technick˘ rozvoj • podpora pfii získávání spoleãn˘ch grantÛ • informovanost a koordinace • unifikace a typizace Za AVBP mezi valn˘mi hromadami zakladatelÛ vystupuje a jedná sedmiãlenné pfiedstavenstvo v ãele s pfiedsedou Ing. Petrem Vorlem a místopfiedsedy Ing. Vladimírem BlaÏkem a Petrem ·kodou. Sídlo AVBP je v Praze-Vinohrady, Perucká ul., budova Îelezniãního stavitelství Praha, a. s. Zakladatelé sdruÏení: DITTON, s. r. o., DYWIDAG Prefa Lysá nad Labem, a. s., GOLDBECK Prefabeton, s. r. o., HOCHTIEF VSB, a. s., CHLADÍCÍ VùÎE, a. s., INTERMA, a. s., INTERMONT Karlovy Vary, spol. s r. o., KM BETONBAU, s. r. o., LIAS Vintífiov, lehk˘ stavební materiál, k. s., MaO Prefa, spol. s r. o., Milo‰ Rázl – Montraz, Panelárna Staré Mûsto, a. s., Pozemní stavby – Panelárna, spol. s r. o., PREFA Brno, a. s., Prefa Grygov, a. s., PREFA H + Z, s. r. o., Skanska PREFA, a. s., PREFA PRAHA, a. s., PREFA Îatec, s. r. o., PREFA-BETON Cheb, spol. s r. o., ZIPP CZ, a. s., PrÛmstav Zlín, spol. s r. o., Savas, spol. s r. o., SMP CONSTRUCTION, a. s., SSK CZ, a. s., Stavby silnic a Ïeleznic, a. s., TEKAZ, s. r. o., TOPOS, spol. s r. o., VCES Praha, a. s., Wolf Prefa, s. r. o., Îelezniãní prÛmyslová stavební v˘roba Uhersk˘ Ostroh, a. s.

• SANAC

E

4/2002

57

AKTUALITY TOPICAL

ODBORNÁ

SUBJECTS

EXKURZE

NIZOZEMSKO 2002

VLASTIMIL ·RÒMA PROGRAM EXKURZE âeská betonáfiská spoleãnost âSSI (âBS) uspofiádala ve dnech 19. aÏ 23. ãervna 2002 odbornou exkurzi na zajímavé stavby mostÛ a tunelÛ v Nizozemsku. Exkurze, která byla zorganizována s pomocí Betonverenigingu (www.betonvereniging.nl), Nizozemské betonáfiské spoleãnosti, se zúãastnilo 42 mostafisk˘ch a tuneláfisk˘ch odborníkÛ. Nejvût‰í zastoupení patfiilo Metrostavu, vyslal celkem 15 sv˘ch pracovníkÛ. Z vyjádfiení úãastníkÛ je patrné, Ïe exkurze byla úspû‰ná. âBS má v úmyslu pofiádat v budoucnosti podobné zájezdy pravidelnû, jednou aÏ dvakrát roãnû. Pfiipravovány jsou exkurze na v˘znaãné betonové stavby v Dánsku, ·v˘carsku a Francii. Vzhledem k nutnému pfiejezdu pfies Nûmecko mohlo b˘t prohlídkám staveb vûnováno pouze dva a pÛl dne. Navzdory této relativnû krátké dobû se podafiilo nav‰tívit staveni‰tû ãtyfi v˘znamn˘ch inÏen˘rsk˘ch projektÛ a sídli‰tû betonov˘ch rodinn˘ch domkÛ u Den Haagu. Spolu s pfiesuny mezi stavbami a doplÀkovou náv‰tûvou fiady mûst si tak úãastníci mohli udûlat pomûrnû ucelen˘ obrázek nejen o stavebních aktivitách zemû tulipánÛ v oblasti dopravní infrastruktury, ale i o pfiíkladné pozornosti, kterou obyvatelé Nizozemska vûnují péãi o kvalitu a krásu svého Ïivotního prostfiedí. Odborn˘ program exkurze a informaãní zdroje: • Naviduct Project: akvadukt a dálniãní podjezd pod plavební komorou u Enkhuizenu (www.waterland.net/rdij/naviduct) • Calandtunnel: montovan˘ tunel pfies Calandsk˘ kanál v oblasti rotterdamského pfiístavu (www.n15-europaweg.nl, www.port.rotterdam.nl) • Stormvloedkering: vyjíÏdûcí obfií ocelová vrata k uzavfiení Nieuwe Waterweg, ramena R˘na protékajícího Rotterdamem • HSL-Zuid Project: montované tunely pod Oude Maas a most pfies Hollandsch Diep u Zwijndrechtu pro vysokorychlostní traÈ Amsterdam – Brusel (www.hslzuid.nl)

Obr. 1 Naviduct u Enkhuizenu

58

• Bouwdok van Scheepswerf: zatápûn˘ dok – zavedená v˘robna segmentÛ montovan˘ch tunelÛ • Nieuwe Vianen Brug: letmo betonovan˘ most pfies fieku Lek na dálnici A2 u Utrechtu (www.strukton.com) • Kantoortoren Belvéde`re: neobvyklá v˘‰ková budova v Rotterdamu s uklonûnou ãelní stûnou (www.corsmit.demon.nl) • Bibliotheek TU Delft: trávníkem pfiekrytá nová budova univerzitní knihovny v Delftu (www.library.tudelft.nl) • Nové sídli‰tû fiadov˘ch betonov˘ch rodinn˘ch domÛ v Ontwikkelingu u Delftu N AV I D U C T Poãet vozidel pfiejíÏdûjících hráz Houtribdijk mezi Lelystadem a Enkhuizenem, která od sebe oddûluje Ijsselmeer a Markermeer, vzrÛstá stejnû rychle jako poãet jachet i vût‰ích lodí pfieplouvajících z jedné ãásti tohoto b˘valého mofiského zálivu Zuidersee do druhé. Stávající sklápûcí most pfies prÛplav Krabbersgat musel b˘t otevírán stále ãastûji a fronty ãekajících vozidel se stávaly neúnosn˘mi. Bylo proto rozhodnuto postavit nov˘ prÛplav, tentokrát v podobû betonového akvaduktu, a silnici pfiekfiíÏit mimoúrovÀovû (obr. 1). ProtoÏe je prÛplav zároveÀ plavební komorou – je nutno vyrovnávat odli‰né v˘‰ky hladiny mezi obûma ãástmi zálivu, místo obvyklého pojmu akvadukt se rychle vÏil v˘raz „navidukt“. Stavba zaãala vybudováním ochann˘ch hrází z vrstev ra‰eliny, jílovité hlíny a písku, které vymezily mal˘ polder, na nûjÏ mohl b˘t nov˘ navidukt, dlouh˘ cca 220 m, teprve umístûn. Podjezd byl betonován v otevfiené jámû paÏené pilotov˘mi stûnami za intenzivního ãerpání vody. Vozovka je tu oproti své trase na hrázi o 17 m níÏe. Vlastní dvojkoryto plavební komory je masivní Ïelezobetonovou konstrukcí uloÏenou v pfieváÏné svojí délce na zeminû. KaÏdé z koryt je ‰iroké 14 m a umoÏÀuje plavbu lodí s ponorem aÏ 4 m. Stavba naviduktu u Enkhuizenu zaãala v dubnu 1999 a bude dokonãena na jafie 2003. CALANDSK¯ TUNEL I o v˘stavbû tunelu pod Calandsk˘m kanálem rozhodlo neúnosné pfieru‰ování automobilové dopravy nutn˘m zdviháním mostu v této frekventované jiÏní ãásti rotterdamského pfiístavu. Nizozemsko navíc schválilo projekt celkové zv˘‰ení kapacity pfievádûné dálnice A15, jehoÏ souãástí je i nov˘ Dintelhavensk˘ most a roz‰ífiení nûkolika nadjezdÛ o odboãovací pruhy.

Obr. 2 Dok s v˘robnou tunelov˘ch segmentÛ B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

Obr. 5 Budova knihovny Technické univerzity v Delftu Obr. 3 Schéma Calandského tunelu

Dálniãní Calandsk˘ tunel se buduje osvûdãenou metodou postupného spínání tunelov˘ch segmentÛ pfiiplaven˘ch z v˘robního doku (obr. 2) a spou‰tûn˘ch do definitivní polohy na dnû pfiipravené r˘hy. Tunel bude dlouh˘ celkem 1460 m, z toho segmentová ãást ãiní 690 m. Tunelov˘ch segmentÛ bude uloÏeno ‰est, kaÏd˘ z nich má délku 115 m, ‰ífiku 34,5 m a v˘‰ku 8,5 m (obr. 3). Hmotnost kaÏdého z nich ãiní 31 000 t, objem betonu je 15 000 m2. Pût dní pfied náv‰tûvou staveni‰tû do‰lo na stavbû k váÏné komplikaci. Jeden nedostateãnû únosn˘ úsek zámku stûny z larsenek, které paÏí vyhloubenou r˘hu budoucího tunelu, nevydrÏel tlak 16 m vysoké zeminy a cca 10 m pod úrovní hladiny kanálu povolil. Vznikl˘m otvorem vniklo do r˘hy velké mnoÏství materiálu. Tím byla jednak poniãena staveni‰tní infrastruktura na jiÏním pfiedpolí tunelu, jednak zanesení r˘hy zeminou znemoÏnilo osazení druhého tunelového segmentu. Otvor ve ‰tûtovnicích musel b˘t z rubu pfieplátován ocelov˘mi deskami a terén dosypán. R˘ha musela b˘t následnû znovu vybagrována. Odstranûní havárie znamenalo zpoÏdûní stavby o cca 2 t˘dny. Práce na tunelu byly zahájeny v roce 1998, betonáÏ segmentÛ zaãala v lednu 2001. Tunel bude otevfien v závûru roku 2003. Celkové náklady mají dosáhnout 545 mil. EUR. NOV¯ VIANENSK¯ MOST Nov˘ Vianensk˘ most je betonován pfies fieku Lek u Nieuwegeinu a je vlastnû druhou polovinou budoucího soumostí, které bude pfievádût dálnici A2 mezi Utrechtem a ‘S-Hertogenbo-

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

schem ãtyfimi dopravními pruhy v kaÏdém smûru (obr. 4). Délka mostu je 532,4 m, rozpûtí hlavního pole ãiní 165 m. Pfiíãn˘ fiez je jednokomorov˘, celkové ‰ífiky 28,4 m je dosaÏeno velk˘m vyloÏením konzol, které jsou podepírané prefabrikovan˘mi vzpûrami kruhového prÛfiezu. Most je zaloÏen na 824 vût‰inou pfiedráÏen˘ch pilotách a jeho letmo betonovaná ãást je z betonu B65. Podélné i pfiíãné pfiedpûtí je z kabelÛ systému Dywidag. Stavba mostu byla zahájena v kvûtnu 2001, dokonãen má b˘t v dubnu 2004. Náklady mají ãinit 19,5 mil. EUR. S O U H R N N É P O Z N AT K Y Investorem v‰ech nav‰tíven˘ch inÏen˘rsk˘ch staveb je nizozemské Ministerstvo dopravy, vodního hospodáfiství a vefiejn˘ch prací. V‰echny shlédnuté projekty mûly vybudovaná informaãní centra s profesionálními pracovníky, ktefií mají za úkol poskytovat technické a organizaãní informace a obecnû vést komunikaci s vefiejností. Projednávání velk˘ch dopravních projektÛ státní správou s dotãenou vefiejností pfied jejich zahájením a po celou dobu jejich realizace se stalo jiÏ pfied nûkolika lety standardní záleÏitostí a znaãnû usnadÀuje prosazení státního zájmu v jednotliv˘ch lokalitách. Informaãní stfiediska jsou vybavena dostatkem kvalitních ti‰tûn˘ch materiálÛ, jsou v nich instalované expozice a zpravidla i multimediální prezentace popularizující dan˘ projekt. Nezb˘vá neÏ si pfiát, aby se stal podobn˘ vztah státních orgánÛ jako investorÛ velk˘ch dopravních staveb vÛãi vefiejnosti postupnû bûÏn˘m i v âeské republice. Prosazení a realizaci mnoha konfliktních projektÛ by to jistû usnadnilo a urychlilo. Obr. 4 Nov˘ Vianensk˘ most

• SANAC

E

4/2002

59

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁ¤E, SEMINÁ¤E,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

âR

E U R O CO D E S 0 + 1 + 2 ·kolení Termín a místo konání: 12. a 13. záfií 2002, Brno, hotel International 25. a 26. záfií 2002, Praha, Masarykova kolej Kontakt: âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 02 2231 6173, 02 2231 6195, fax: 02 2231 1261 e-mail: [email protected] B ETO N Á ¤ S K É D N Y Konference a v˘stava Termín a místo konání: 27. a 28. listopadu, Pardubice, DÛm hudby Kontakt: âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 02 2231 6173, 02 2231 6195, fax: 02 2231 1261 e-mail: [email protected] ZAHRANIâNÍ

S B 0 2 – S U STA I N A B L E B U I L D I N G 20 0 2 Mezinárodní konference • Design and construction of new buildings, Re-use of existing buildings, • LCA, Assessment tools, Management • Eco-efficient building, Energy use, Dangerous substances, Waste, Pollution, Recycling Termín a místo konání: 23. aÏ 25. záfií 2002, Oslo, Norsko Kontakt: Eco Build, Conference Secretariat, SB2002, P. O. Box 8900 Youngstorget, 0028 Oslo, NORSKO e-mail: [email protected], www.sb02.com

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

CO M P U TAT I O N A L ST R U C T U R E S T EC H N O LO GY 6. mezinárodní konference & E N G I N E E R I N G CO M P U TAT I O N A L T EC H N O LO GY 3. mezinárodní konference • Parallel and Distributed Computing, Parallel Processing and Computation • Networks, Conceptual Design, Design Systems • Internet Applications, Objects, Graphics Termín a místo konání: 4. aÏ 6. záfií 2002, Praha, âR Kontakt: Civil-Comp Ltd, Dun Eaglais, Station Brae, Kippen, Stirling FK8 3DY, UK tel.: +44 1786 870 166, fax: +44 1786 870 167 e-mail: [email protected]

CO N C R ET E B R I D G E CO N F E R E N C E 1. v˘roãní konference • Exchange of ideas and information on all aspects of concrete bridge design and construction • High performance concrete (HPC), Speed of construction and replacement • Beam splicing techniques Termín a místo konání: 6. aÏ 9. fiíjna 2002, Nashville, Tennessee, USA Kontakt: National Concrete Bridge Council, c/o Portland Cement Association, 5420 Old Orchard Rd., Skokie, IL 60077, USA tel.: +1 847 966 6200, fax: +1 847 966 9781 e-mail: [email protected]

C H A L L E N G E S O F CO N C R ET E CO N ST R U C T I O N Mezinárodní kongres • Innovations and Developments in Concrete Materials and Construction • Sustainable Concrete Construction • Concrete for Extreme Conditions Termín a místo konání: 5. aÏ 11. záfií 2002, Dundee, UK Kontakt: Prof. R. K. Dhir, OBE, Director, Concrete Technology Unit, University of Dundee DD1 4HN, SCOTLAND UK tel.: +44 344 347, fax: +44 345 524, +44 344 816 e-mail: [email protected], www.dundee.ac.uk/civileng/ctucongress/welcome.htm TOWA R D S A B ET T E R B U I LT E N V I R O N M E N T – I N N OVAT I O N , S U STA I N A B I L I T Y, I N F O R M AT I O N T EC H N O LO GY IABSE symposium • Transportation structures • Resource industry structures • Structures for energy production and recovery • Lifetime cost assessment and life extension Termín a místo konání: 11. aÏ 13. záfií 2002, Melbourne, Australia Kontakt: Symposium Secretariat, IABSE 2002 Symposium, Melbourne, ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich, SWITZERLAND fax: +41 1633 1241 www.iabse.eth.ch/conferences/melbourne/

60

B

ETON

• TEC

P H . D . SY M P O S I U M I N C I V I L E N G I N E E R I N G Mezinárodní sympozium • Structural Analysis and Design • Behaviour and Modelling of Materials • Concrete Structures, Steel Structures, Masonry, Timber and Composites Termín a místo konání: 19. aÏ 21. záfií 2002, Mnichov, Nûmecko Kontakt: Institute for Materials and Structures, TU München, Baumbachstrasse 7, D-81245 München, NùMECKO tel.: +4989 289 27193, fax: +4989 289 27064 e-mail: [email protected], www.phd.bv.tum.de

FINITE ELEMENTS IN CIVIL ENGINEERING A P P L I C AT I O N S 3rd DIANA svûtová konference • Concrete Structures, HPC, Composite Structures, Steel, Timber and Masonry Structures • Earthquake Analysis, Foundation Engineering, Bridges, Tunneling, Offshore Structures • Probabilistic Design, Durability Mechanics, FE Technology, FE Software Termín a místo konání: 9. aÏ 11. fiíjna 2002, Tokyo, Japonsko Kontakt: Ms. J. van Steenbergen, TNO Building and Construction Research, P. O. Box 49, 2600 AA Delft, THE NETHERLANDS tel.: +3115 284 2181, fax: +3115 284 3975 e-mail: [email protected], www.diana.nl/Tokyo2002 S E WC 20 0 2 – ST R U C T U R A L E N G I N E E R S W O R L D CO N G R E S S Mezinárodní kongres • Latest social environmental and technical aspects of structural engineers profession • Environmental Problems in Structural Engineering • Performance-based Design and Performance Indication Termín a místo konání: 9. aÏ 12. fiíjna 2002, Yokohama, Japonsko

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

AKTUALITY TOPICAL

Kontakt: SEWC 2002 Association, c/o EC House, Inc., Sai Tower 4F, 19, Kanda-Matsunaga-cho, Chiyoda-ku, Tokyo, 101-0023 JAPAN e-mail: [email protected], http://sewc2002.gr.jp

Kontakt: Technical AffairsStandards Bureau, Management and Planning Organization, No. 24, Ladan St., Sheykh Bahaiy Ave., Mollasadra Ave., Teheran, IRAN tel: + 98 21 8041 787, fax: + 98 21 8041 581, e-mail: [email protected], www.omran.net/tsb.mpo

CO N C R ET E ST R U C T U R E S I N T H E 21 ST C E N T U R Y 1. kongres fib 2002 • Innovative Structures, Advanced Design and Construction, Seismic Design • Development of New Materials, Composite Structures, HPC, Recycling • Durability, Safety, Management, Monitoring Termín a místo konání: 13. aÏ 19. fiíjna 2002, Osaka, Japonsko Kontakt: Japan Prestressed Concrete Engineering Association, 4-6 Tsukudo-cho, Shinjuku-ku, Tokyo 162-0821, JAPAN tel.: +813 3260 2521, fax: +813 3235 3370 e-mail: [email protected]

( R E ) C L A I M I N G T H E U N F E R G R O U N D S PAC E ITA World Tunnelling Congress 2003 • Underground Space Use, Underground Space Construction • Sustainability of Underground Space, Underground Logistic Systems • Rock Tunnelling, Softground Tunnelling, Research, Development, Design Termín a místo konání: 12. aÏ 17. dubna 2003, Amsterdam, Nizozemí Kontakt: WTC2003 c/o Congress Secretariat VOR, PO Box 411, 2800 AK Gouda, THE NETHERLANDS tel.: +31 182 539 233, fax:+31 182 537 510 e-mail: [email protected], www.wtc2003.nl I N T E R N AT I O N A L SY M P O S I U M O N CO N C R ET E R OA D S 9. mezinárodní sympozium • Design and Specifications, Life Cycle Analysis, Safety, Environment • Materials for Concrete Pavement • Construction, Maintenance, In situ Repair Techniques, Cement Stabilisation, Cracking Termín a místo konání: 27. aÏ 30. dubna 2003, Istanbul, Turecko Kontakt: CEMBUREAU, Rue d_Arlon, 55, B-1040 Brussels, BELGIUM tel.: +322 234 1011, fax: +322 230 4720 e-mail: [email protected]

B O N D I N CO N C R ET E – F R O M R E S E A R C H TO STA N DA R D S Mezinárodní sympozium • Bond within plain concrete used as a matrix, Degradation of bond • Bond between different types of concrete and reinforcements • Modelling of bond, Standards, Codes Termín a místo konání: 20. aÏ 22. listopadu 2002, Budape‰È, Maìarsko Kontakt: „Bond in Concrete“ Conference Secretariat, Budapest University of Technology and Economics, Müegyetem rkp. 3. H-1111 Budapest, HUNGARY tel.: +361 463 4068, fax: +361 4653 3450 e-mail: [email protected], www.eat.bme.hu/bond

CO N C R ET E ST R U C T U R E S I N S E I S M I C R EG I O N S Sympozium fib • Advanced Seismic Design and Analysis • Testing, Research Termín a místo konání: 6. aÏ 8. kvûtna 2003, Athény, ¤ecko Kontakt: Office for International Relations, Technical Chamber of Greece, 4 Karagiorgi Servias Str., 105 62 Athenas, GREECE tel.: +3010 3235 779, fax: +3010 3222 832 e-mail: [email protected], www.fib2003.gr

D E S I G N A N D DY N A M I C B E H AV I O U R O F F O OT B R I D G E S Mezinárodní konference • Conceptual and Structural Design • Dynamics of Footbridges • Materials, Case Studies Termín a místo konání: 20. aÏ 22. listopadu 2002, PafiíÏ, Francie Kontakt: IAFGC tel.: +331 4611 3290, fax: +331 4611 3288 e-mail: [email protected] ST R U C T U R A L CO M P O S I T E S F O R I N F R A ST R U C T U R E A P P L I C AT I O N S 3. mezinárodní symposium • Construction, Performance and Benefits of Structures Utilising Advanced Composite Materials • Development of New Design Codes Using Fibre Reinforced Polymer • Durability, Rehabilitation Termín a místo konání: 17. aÏ 20. prosince 2002, Aswan, Egypt Kontakt: Dr. Abdel Wahab El-Ghandour, 16A Mamal Elsokar St., Garden City, Cairo, EGYPT tel.: +202 795 7361, fax: +202 795 6614 SO I L M EC H A N I C S A N D G EOT EC H N I C A L ENGINEERING (ISSMGE) 3. mezinárodní semináfi • Soil properties, laboratory and in-situ testing • Design and construction in geotechnical engineering • Seismic, marine and envireonmental geotechnique Termín a místo konání: podzim 2002, Teherán, Irán B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

SUBJECTS

ST R U C T U R E S F O R H I G H - S P E E D R A I LWAY T R A N S P O RTAT I O N Sympozium IABSE • Bridges, Crossings and Tunnels for Rail Transport Systems • Buildings and Railway Stations • Structures for Railles Systems, Environmental Issues, Monitoring Termín a místo konání: 27. aÏ 29. srpna 2003, Antwerpy, Belgie Kontakt: Symposium Secretariat, IABSE 2003 Symposium, Antwerp, ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich, SWITZERLAND fax: +41 1633 1241 e-mail: [email protected] I N T EG R AT E D L I F ET I M E E N G I N E E R I N G O F B U I L D I N G S A N D C I V I L I N F R A ST R U C T U R E S ( I LC D E S 20 0 3 ) 2. mezinárodní symposium • Ownership, Planning and Management of Investments • Integrated Life-Cycle Design (ILCD) • Life Time Management Systems (LMS), Data, Best Practices Termín a místo konání: 1. aÏ 3. prosince 2003, Kuopio, Finsko Kontakt: Association of Finnish Civil Engineers RIL, Dagmarinkatu 14, FIN-00100 Helsinki, FINLAND tel.: +3589 6840 7818, fax: +3589 588 3192 e-mail: kaisa. [email protected]

• SANAC

E

4/2002

61

j

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI ve spolupráci s Kloknerov˘m ústavem âVUT

no

,H

12 EC .z 0+ ot áfi E el 13 í2 C In . z 1 t e á fi E 002 rn í 2 C EC at 0 2 25 0 io 02 na EC . z + E l 26 2 áfií C 1 20 Pr . zá 02 ah fi í a , 20 M 02 as ar yk ov a ko le

POZVÁNKA A ZÁVAZNÁ P¤IHLÁ·KA

Br

Dal‰í spolupráce: Fakulta stavební âVUT v Praze Fakulta stavební VUT v Brnû Stavebná fakulta STU v Bratislave

·kolení

EUROCODES 0 + 1 + 2 EC 0: Zásady navrhování EC 1: ZatíÏení stavebních konstrukcí EC 2: Navrhování betonov˘ch konstrukcí

EC 0 + EC 1

12. záfií 2002 EC 2

13. záfií 2002 Brno, Hotel International

EC 0 + EC 1

25. záfií 2002 EC 2

26. záfií 2002 Praha, Masarykova kolej

POZNÁMKA: Tato pozvánka platí jak pro konání ‰kolení v Brnû (specifické informace psány zelenû), tak pro konání ‰kolení v Praze (specifické informace psány modfie)!

ODBORNÉ ZAMù¤ENÍ ·KOLENÍ V rámci Evropy v souãasnosti vrcholí práce na dokonãení a zavedení jednotné soustavy technick˘ch norem pro navrhování stavebních konstrukcí. Od roku 2001 jsou postupnû vydávány koneãné verze evropsk˘ch norem EN pro zatíÏení a betonové konstrukce, které nahrazují dosavadní pfiedbûÏné normy ENV a které v dohledné dobû nahradí v evropsk˘ch zemích stávající soustavy národních norem. âeská betonáfiská spoleãnost âSSI (âBS) proto zahajuje systém ‰kolení technické vefiejnosti o eurokódech. Ve spolupráci s Kloknerov˘m ústavem âVUT a specializovan˘mi katedrami technick˘ch univerzit v Praze, Brnû a Bratislavû bylo jako první pfiipraveno dvoudenní ‰kolení o Eurokódech 0, 1 a 2 (Zásady navrhování, ZatíÏení stavebních konstrukcí a Navrhování betonov˘ch konstrukcí), a to s konáním v Praze a Brnû. ·kolení je sestaveno modulovû (viz program) a bude pfiíp. moÏno úãastnit se jen jednoho jeho dne. Ke kaÏdému z obou dnÛ ‰kolení bude vydán sborník s fie‰en˘mi pfiíklady a komentáfii k probíran˘m normám.

ODBORNÍ GARANTI ·KOLENÍ Doc. Ing. Milan Holick˘, DrSc.: Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.:

Eurokód 0 Eurokód 1 Eurokód 2

Zásady navrhování ZatíÏení stavebních konstrukcí Navrhování betonov˘ch konstrukcí

KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DAL·Í INFORMACE âeská betonáfiská spoleãnost âSSI (âBS), Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 02 2231 6173, 02 2231 6195, fax: 02 2231 1261, e-mail: [email protected], [email protected], www.cbz.cz

FIREMNÍ

PREZENTACE ADVERTISEMENTS

SVAZ V¯ROBCÒ VÁPNA âR SVAZ V¯ROBCÒ CEMENTU âR CZECH LIME ASSOCIATION CZECH CEMENT ASSOCIATION Memorandum Declaration Na základû vzájemné dohody mezi v˘robci cementu a v˘robci vápna v âR sdruÏen˘mi od roku 1993 ve Svazu v˘robcÛ cementu a vápna âech, Moravy a Slezska s ohledem na obdobná zahraniãní uspofiádání zaloÏili v˘robci cementu nov˘ Svaz v˘robcÛ cementu âR On the basis of a mutual agreement between the cement producers and the lime producers of the Czech Republic associated since 1993 in the Cement and Lime Producers Association of the Czech Republic in view of similar foreign arrangements the cement producers have founded the new Czech Cement Association a v˘robci vápna pfiejmenovali pÛvodní organizaci na Svaz v˘robcÛ vápna âR. and the lime producers renamed the former association to the Czech Lime Association. Oba Svazy deklarují v˘razn˘ oboustrann˘ zájem na tûsné tuzemské i zahraniãní spolupráci zejména v oblasti Ïivotního prostfiedí, ‰etrného vyuÏívání nerostného bohatství, zavádûní systému IPPC aj. Both associations declare their considerable mutual interest in close domestic and foreign co-operation particulary in the field of environmental protection, usage of environmental friendly raw material, the implementation of IPPC system, etc. Oba Svazy budou sídlit na adrese K Cementárnû 1261, 153 00 Praha 5 – Radotín, ve stejné budovû jako V˘zkumn˘ ústav maltovin Praha s.r.o. Both associations will be located at K Cementárnû 1261, 153 00 Praha 5 – Radotín, in the same building as the Research Institute of Binding Materials Prague Ltd. Uvedené zmûny vstoupí v platnost v dubnu 2002. The following changes will come into force dating April 2002.

Za Svaz v˘robcÛ vápna On behalf of the Czech Lime Association Ing. Petr Hrbek

B

ETON

• TEC

Za Svaz v˘robcÛ cementu On behalf of the Czech Cement Association Ing. Miroslav Weber, CSc.

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

4/2002

63

LEHK¯

KERAMICK¯ BETON Z

LIAPORU

Lávka pfies Vltavu v âesk˘ch Budûjovicích – realizace prvního mostu z lehkého keramického betonu v âeské republice.

Aplikace lehk˘ch stavebních materiálÛ ve stavební praxi má svoji bohatou historii i velkou perspektivu. VyuÏití lehkého keramického betonu pfiiná‰í v souãasnosti zcela nové moÏnosti pfii návrhu i realizaci konstrukcí v‰ech typÛ staveb. Tento typ betonu se vyznaãuje (pfii stejn˘ch pevnostech jako normální beton) aÏ poloviãní objemovou hmotností. Základním materiálov˘m pfiedpokladem pro uplatnûní lehkého keramického betonu u nás je v˘roba kvalitního keramického kameniva. Lehké kamenivo Liapor® je v âR vyrábûno firmou Lias Vintífiov, LSM, k. s., dle certifikátu ã. 030 – 016160 a v˘robna je certifikována dle ISO 9001. Ve svûtû a v západní Evropû bylo jiÏ z lehkého betonu realizováno nûkolik mostních konstrukcí i v˘‰kov˘ch budov (napfi. plovoucí most Nordhordland v Norsku z roku 1994 o celkové délce 2 058 m, budova automobilky BMW v Mnichovû) u nás v‰ak tento materiál donedávna ãekal ve v˘‰e uvedené oblasti na své uplatnûní. V loÀském roce se zrodila v projekãní kanceláfii VPÚ DECO PRAHA, a. s., pod vedením Ing. Václava Macha my‰lenka pouÏít Zahájení stavby: Ukonãení stavby: Investor: Generální projektant: Projektant mostní konstrukce:

11/2001 06/2002 Mûsto âeské Budûjovice A1, spol. s r. o., âeské Budûjovice VPÚ DECO PRAHA, a. s. Ing. Václav MACH Zhotovitel mostní konstrukce: JHP, spol. s r. o., Praha Dodavatel prefabrikátÛ: Lias Vintífiov, LSM, k. s. 357 44 Vintífiov u Sokolova tel: 0168 324 444, fax: 0168 324 499 e-mail: [email protected], www.liapor.cz

64

tento stavební materiál pfii v˘robû prefabrikované mostovky lávky pfies Vltavu, která spojuje Stromovku a Sokolsk˘ ostrov v âesk˘ch Budûjovicích. A jaké je vlastní stavebnû-technické fie‰ení této u nás dosud ojedinûlé stavby? Ze statického hlediska se jedná o projekt mostní konstrukce o tfiech polích (stfiední pole nad fiekou o rozpûtí 76 m a dvû krajní pole o rozpûtí 25 m) s mostovkou dodateãnû pfiedepnutou. Rozhodnutí, Ïe se prefabrikované dílce mostovky budou vyrábût právû v panelárnû Lias Vintífiov, mûlo hned nûkolik dÛvodÛ. Vedle v˘roby lehkého keramického kameniva Liapor® má Lias Vintífiov, LSM, k. s., dlouholeté zku‰enosti s v˘robou lehk˘ch betonÛ. Dle projektu byly pro tuto konstrukci vyrobeny dva typy prefabrikovan˘ch desek o rozmûrech 4 x 2 m a v˘‰ce 0,25 m resp. 0,09 m (6 ks krajních pln˘ch dílcÛ o hmotnosti 3,30 t a 48 ks stfiedov˘ch Ïebrov˘ch dílcÛ o prÛmûrné hmotnosti 2,35 t). KaÏd˘ prvek byl osazen celkem osmi podéln˘mi otvory urãen˘mi k protaÏení pfiedepínacích kabelÛ, dvûma otvory pro osazení navádûcích trnÛ a dvûma podéln˘mi kanálky pro montáÏní kabely. Prvky byly vyrábûny v ocelov˘ch formách. Bûhem v˘roby byl kladen maximální dÛraz jak na pfiesnost v‰ech rozmûrÛ (tolerance ±2 mm), tak na kvalitu úpravy povrchÛ. Samotná v˘roba prefabrikovan˘ch dílcÛ probûhla v lednu a únoru leto‰ního roku.

Základem receptury pouÏitého lehkého betonu LC 35/38 – 1,8 – XF4 bylo lehké keramické kamenivo Liapor® frakce 4–8 mm o pomûrnû vysoké objemové hmotnosti 650 kg/m3. V˘roba lehkého kameniva s tûmito vlastnostmi byla nároãná, nejen z hlediska správné úpravy vstupní suroviny (jílu), ale téÏ nutností zvládnout nestandardní reÏim v˘palu v rotaãní peci. V receptufie bylo dále pouÏito drobné tûÏené kamenivo, elektrárensk˘ popílek, superplastifikátor na bázi polykarboxylátu, provzdu‰Àovací pfiísady a cement tfiídy CEM I 42,5R. Bûhem v˘roby se pravidelnû odebíraly zku‰ební vzorky, jejichÏ v˘sledky jsou shrnuty v uvedené tabulce. MontáÏ prefabrikované mostovky z dílcÛ z Liaporbetonu realizovala v dubnu leto‰ního roku praÏská firma JHP spol. s r. o. Jednotlivé dílce byly pokládány na dva pfiedepnuté montáÏní kabely a sesazovány pomocí navádûcích trnÛ a distanãních podloÏek. Po sesazení kompletní mostovky bylo pfies otvory v‰ech dílcÛ protaÏeno osm pfiedepínacích kabelÛ. Po pfiedepnutí tûchto kabelÛ do‰lo k odstranûní montáÏních kabelÛ a provedla se injektáÏ spár mezi dílci a dobetonování kotvících kapes v krajních podporách. Celá stavba byla po dokonãení v‰ech dal‰ích objektÛ (dfievûná lávka pfies Mal‰i, propojení komunikací, úpravy nábfieÏí Vltavy a Mal‰e) slavnostnû pfiedána k uÏívání 14. ãervna 2002.

Pfiehled v˘sledkÛ zkou‰ek LC 35/38 – 1,8 – XF4

B

Veliãina

Jednotka

Podniková laboratofi

Pevnost v tlaku po 28 dnech Objemová hmotnost Modul pruÏnosti

MPa kg/m3 N/mm2

54,9 1 710 –

H NOLOG I E

• KONSTR

ETON

• TEC

U KC E

Zku‰ebna TZÚS Praha, s. p. Vzorek 1 Vzorek 2 48,0 52,2 – – 21 000 21 500

• SANAC

E

4/2002

S VA Z

V¯ROBCÒ CEMENTU

S VA Z

V ¯ROBC Ò B ETON U

âESKÁ

âR

âR

B ETONÁ¤SK Á SP OLEâ NOST

SDRUÎENÍ

âSSI

P R O S A N AC E B E T O N O V ¯ C H K O N S T R U K C Í

2002 A ÎIVOTNÍ PROST EDÍ. B ETON TKS JE P ÍM M NÁSTUPCEM âasopisò A

Recommend Documents