2002 VODOHOSPODÁ SKÉ STAVBY. B ETON TKS JE P ÍM M NÁSTUPCEM âasopisò A

1/2002

VODOHOSPODÁ¤SKÉ STAVBY

BETON TKS

JE P¤ÍM¯M NÁSTUPCEM âASOPISÒ

A

SPOLEâNOSTI

A SVAZY PODPORUJÍCÍ âASOPIS MATTER • MATERIALS • TECHNOLOGY

CO

SVAZ V¯ROBCÒ CEMENTU A VÁPNA âECH, MORAVY A SLEZSKA ·tûtkova 18, 140 68 Praha 4 tel.: 02 6121 2863, fax: 02 4140 5710 e-mail: [email protected]

NAJDETE V TOMTO âÍSLE

3/B

ETON VE VODNÍM STAVITELSTVÍ

PREFABRIKOVANÉ

DYWIDAG

/14

REKONSTRUKCE A INTENZIFIKACE âOV ROZTOKY U PRAHY

/16

ÎELEZOBETONOVÉ

NÁDRÎE

S VAZ V ÝROBCŮ BETONU ČR

23/

OPRAVA

MOSTOVKY KORUNY

HRÁZE VODNÍHO DÍLA

–

ORLÍK

DIAGNOSTICK¯ PRÒZKUM

SVAZ V¯ROBCÒ BETONU âR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./fax: 02 8191 4909 e-mail: [email protected] www.svb.cz

51/ 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

BETÓNOVÉ PRIEHRADY NA SLOVENSKU

V¯STAVBA P¤EHRAD VE

BETONOV¯CH

·PANùLSKU

/55

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

CENY BRITSKÉ

BETONÁ¤SKÉ SPOLEâNOSTI ZA ROK

2001

/50

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: 1/2002 Vychází dvoumûsíãnû

ÚVODNÍK

Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz v˘robcÛ cementu a vápna âech, Moravy a Slezska Svaz v˘robcÛ betonu âR âeskou betonáfiskou spoleãnost âSSI SdruÏení pro sanace betonov˘ch konstrukcí

VùDA A V¯ZKUM

/2

Vlastimil ·rÛma

VLIV

O D C H Y L E K V L AST N O ST Í C E M E N T Ò

Z P Ò S O B E N ¯C H B ù Î N O U VA R I A B I L I TO U

TÉMA

B E TO N V E V O D N Í M Vojtûch BroÏa

V ¯ R O BY N A KVA L I T U B E TO N Ò

STAV I T E LST V Í

/3

PROFILY

S VA Z V ¯ R O B C Ò B E TO N U âR Rozhovor s Ing. Janem Kupeãkem, pfiedsedou Svazu v˘robcÛ betonu âR â E S K Á B E TO N Á ¤ S K Á S P O L E â N O ST âSSI Jan L. Vítek

VE

/8

/41

Jifií Zach, Stanislav ·Èastník

NORMY•JAKOST•CERTIFIKACE

P L Á N OVA N I E ,

Z D O KO N A ΩOVA N I E A KO N T R O L A

KVA L I T Y B E TÓ N OV ¯C H KO N ·T R U KC I Í

· PA N ù LS K U /10

/44

Tibor ëurica SPEKTRUM

STAVEBNÍ KONSTRUKCE

M A L Á V O D N Í E L E KT R Á R N A V K L E C A N E C H Pavel Kasal P R E FA B R I KOVA N É Î E L E ZO B E TO N OV É N Á D R Î E DYWIDAG Jaroslav Svoboda R E KO N ST R U KC E A I N T E N Z I F I K AC E âOV R OZTO KY U P R A H Y Ludûk Poláãek H LU B O K É · AC H T Y â I ST Í R E N

/12 /14 /16

O D PA D N Í C H V O D

/18

Petr Vesel˘, Vladislav Bure‰ SANACE

R E KO N ST R U KC E V E L K É P L AV E B N Í KO M O RY V ROUDNICI Pavel Kasal, Pavel Barborka /20 O P R AVA M O STOV KY KO R U N Y H R Á Z E VODNÍHO DÍLA ORLÍK – D I AG N O ST I C K¯ P R Ò Z K U M TomበMíãka /23 S A N AC E U S A ZOVAC Í C H N Á D R Î Í DOOR Jifií Pfiíhoda /26

S U B STA N C E . C Z –

P R O STAV BY V P OV O D ≈ OV É M

I N F O R M Aâ N Í SY ST É M

N A I N T E R N E T U O U D R Î I T E L N É V ¯ STAV B ù

Petr Hájek, Pavel Hovorka H I STO R I C K É B E TO N OV É V O D O J E MY C E N Y B R I T S K É B E TO N Á ¤ S K É S P O L E â N O ST I Z A R O K 2001 B E TÓ N OV É P R I E H R A DY N A S LOV E N S K U : STAT I C KO - KO N ·T R U Kâ N É , U R B A N I ST I C KO - A R C H I T E KTO N I C K É Michal Lukáã, Jana Pohaniãová V ¯ STAV B A B E TO N OV ¯C H P ¤ E H R A D V E · PA N ù LS K U Vojtûch BroÏa

Jaroslav Solafi, Darja Skulinová

/50

B E TO N Á ¤ S K É D N Y 2001 Ctibor âejpa, Vlastimil ·rÛma P R O F . I N G . T O M Á· V A N ù K , D R S C .,

/51

/58

/59

Roãní pfiedplatné: 480 Kã (+ po‰tovné a balné 6 x 30 = 180 Kã)

/55

âR /59

FIREMNÍ PREZENTACE

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

/29 /34

MURFOR® – Marek Rusz

P R E FA B R I KOVA N Á V ¯ ZT U Î Z D I VA

/62

VLOÎENÁ P¤ÍLOHA

TEMATICK¯ REJST¤ÍK 1. ROâNÍKU BETONU TKS AUTORSK¯ REJST¤ÍK 1. ROâNÍKU BETONU TKS

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Grafick˘ návrh: DEGAS, grafick˘ ateliér, Hefimanova 25, 170 00 Praha 7

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] Vedení vydavatelství a inzerce: tel.: 02 2231 6173, fax: 02 2231 1261 e-mail: [email protected]

S E D M D E S ÁT N Í K E M V ¯ STAV Y V

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., Doc. Ing. RNDr. Petr ·tûpánek, CSc., Ing. Michal ·tevula, Ing. Vladimír Vesel˘, Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc, Ing. Miroslav Weber, CSc.

Sazba a tisk: SdruÏení MAC, spol. s r. o., U Plynárny 85, 101 00 Praha 10

/2

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE

P O P Í L E K D O B E TO N U V Y H OV U J Í C Í âSN EN 20 6-1 Milan My‰ka M O D E R N Í T E C H N I K A V B E TO N OV É M STAV I T E LST V Í – B E TO N Á R N Y Antonín Vanûk

Vydavatelství fiídí: Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc. ·éfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorka: Petra Jaro‰íková, Ctibor âejpa

Fotografie: archiv autorÛ

AKTUALITY

A V ZAHRANIâÍ

ÚZEMÍ

/48 /49

A E KO LO G I C K É Z AU J Í M AV O ST I

Jifií Dohnálek KON FE R E NC E A

EKOLOGIE

SMùRNICE

/36

S M ù S I V P R Ò B ù H U H Y D R ATAC E C E M E N T U

/6

OBRAZOVÁ P¤ÍLOHA

B E TO N OV É P ¤ E H R A DY Vojtûch BroÏa

Rudolf Hela, Petr Koukal, Hana Kuãerová O V ù ¤ E N Í V Y B R A N ¯C H T E P E L N ù - T E C H N I C K¯C H V L AST N O ST Í B E TO N OV É

1 / 2001

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: LevobfieÏní pilífi b˘valého jezu na Labi v Obfiíství (snímek: Michal Linhart)

1

ÒVODNÍK EDITORIAL

VÁÎENÍ

âTENÁ¤I!

Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., fieditel vydavatelství, jednatel BETON TKS, s. r. o.

Nበspoleãn˘ ãasopis BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE vstupuje teprve do druhého roãníku. Ale nám v redakci a vydavatelství se zejména podle Va‰ich ohlasÛ zdá, Ïe navzdory vskutku útlému mládí jako by nበãasopis hned v první sezónû prolétl dûtsk˘mi léty a klepal uÏ na dvefie gymnázia. Velmi nás to tû‰í. V‰ichni si jistû pamatujeme, Ïe nov˘ betonáfisk˘ ãasopis vznikl pfied rokem a pÛl vÛlí ãtyfi zakládajících svazÛ pÛsobících v oboru betonu a betonov˘ch konstrukcí, jejichÏ jména nese druhá i poslední strana obálky. Îe mu bylo dáno do vínku stát se nástupcem ãasopisÛ Beton a zdivo a Sanace betonov˘ch konstrukcí, integrovat jejich odli‰ná obsahová zamûfiení a doplnit je o dimenzi typogaficky pfiitaÏlivého média, které mÛÏe technické i nej‰ir‰í vefiejnosti pfiesvûdãivû ukázat zdánlivû samozfiejmou pravdu – totiÏ, Ïe beton je pfii nápaditém a peãlivém provedení stavebním materiálem vizuálnû pfiíjemn˘m a esteticky pÛsobiv˘m. Jednou ze základních snah redakce proto je, aby kaÏdé ãíslo ãasopisu nenásilnû a na co nejvy‰‰í úrovni splÀovalo tfii propojené cíle periodika: pfiiná‰et aktuální, odbornû pfiínosné technické informace, na pfiíkladu zdafiil˘ch staveb ukazovat vynikající uÏitné vlastnosti a estetiku betonov˘ch konstrukcí a koneãnû - b˘t spolkovou informaãní platformou ãlenÛm zakladatelsk˘ch svazÛ i ostatním ãtenáfiÛm. První ãtyfii ãísla prvního roãníku vydala po dohodû âeská betonáfiská spoleãnost âSSI, teprve potom, po registraci svého vzniku, se vydavatelství ujala spoleãnost BETON TKS, s.r.o., která byla za úãelem vydavání ãasopisu a pfiípadn˘ch dal‰ích publikací zmínûn˘mi svazy speciálnû zaloÏena. Prakticky cel˘ rok 2001 se vyvíjelo i personální obsazení redakce, coÏ se ale, jak vûfiíme, nijak nepromítlo do relativnû vyrovnané úrovnû jednotliv˘ch ãísel. âasopis od zaãátku sv˘m nákladem více neÏ zdvojnásobil spoleãn˘ okruh ãtenáfiÛ obou pfiedcházejících periodik a i jeho rozsah stoupal. Plná polovina z ‰esti ãísel vy‰la v rozsahu o 8 stran vût‰ím, neÏ se pfiedpokládalo. První ãíslo roãníku 2002 dostáváte do rukou se 64 stranami a v kvalitnûj‰í, lepené vazbû. Domníváme se, Ïe to by mûl b˘t cílov˘ rozsah ãasopisu pro nejbliωí léta, a dal‰í úsilí bude proto vûnováno zejména zkvalitÀování jeho obsahu. KaÏdé z ãísel prvního roãníku bylo vûnováno urãitému tématu a v této praxi bude redakce a redakãní rada pokraãovat i v leto‰ním roce. VÛbec to ale neznamená, Ïe v jednotliv˘ch ãíslech nenaleznou ãtenáfii i ãlánky s dan˘m zamûfiením nespojené. Ukazuje se prostû zatím jako nosné, ãasopis do urãité míry tematicky koncipovat

2

B

ETON

• TEC

a dotváfiet ho dal‰ími, aktuálními a pfiínosn˘mi pfiíspûvky, zejména v rubrikách Vûda a v˘zkum a Hmoty, materiály, technologie. Dobr˘ch ãlánkÛ pfiitom nikdy není dost a kaÏd˘ ãlánek mÛÏe b˘t vÏdycky je‰tû lep‰í, zajímavûj‰í a pfiitaÏlivûj‰í, neÏ jak je nakonec vydán. V tomto ohledu práce redakce nikdy nekonãí a i na té poslední, oti‰tûné verzi zb˘vá fiada vûcí k pomyslné dokonalosti. Redakce proto znovu otiskne doplnûné pokyny pro potenciální autory ãlánkÛ a bude je‰tû dÛslednûji s autory na jejich ãláncích spolupracovat. Víme, Ïe ne kaÏd˘ je rodil˘ spisovatel. A tomu, kdo má ponûkud „tûÏ‰í“ ruku, redakce v rozumné mífie ochotnû pomÛÏe. V˘chozi úroveÀ zaslan˘ch podkladÛ – textÛ a v‰ech grafick˘ch materiálÛ – je totiÏ rozhodující pro úroveÀ v˘sledné podoby ãlánkÛ. Sebepeãlivûj‰í redakãní práce prostû nenahradí mj. kvalitní fotografii z v˘stavby díla. VáÏíme si v‰ech autorÛ, ktefií se rozhodli podûlit se se ãtenáfii o své nové zku‰enosti a znalosti, aÈ jsou znám˘mi odborníky ve svém oboru nebo mlad˘mi inÏen˘ry a studenty fiádného nebo doktorandského studia. Mnohdy právû oni zkoumají a ovûfiují nové materiály, technologie a jejich aplikace, metody v˘poãtu a jejich vyuÏití pfii navrhování, které mohou b˘t uÏiteãné i leckterému „starému praktikovi“. Redakce pfiipravuje postupné roz‰ífiení obsahu o dal‰í rubriky, které by ãasopis zpestfiily a u nichÏ se pfiedpokládá, Ïe se setkají s Va‰ím zájmem. Pfiipravují se mj. rozhovory s v˘znaãn˘mi betonáfisk˘mi odborníky, diskuzní rubrika na aktuální témata, okénka do historie betonu a betonov˘ch konstrukcí, doplÀující zajímavosti a noticky, struãné aktuální informace obchodní povahy o v˘voji v oblasti betonového stavitelství a roz‰ífiení ãlánkÛ se zahraniãních zdrojÛ. âasopis nab˘vá na v˘znamu i jako prostfiedek firemní prezentace. Kvalitní inzerce v pfiimûfieném rozsahu do ãasopisu patfií a zejména nápaditá a odbornû fundovaná prezentace nov˘ch materiálÛ, v˘robkÛ a technologií mÛÏe obsah periodika vhodnû dotvofiit. Obû formy firemní prezentace proto redakce vítá. Vydavatelství je v‰ak zároveÀ rozhodnuto trvale dbát o to, aby se z na‰eho odborného betonáfiského periodika nestal inzertní plátek, kter˘ch i v oboru stavebnictví jistû v‰ichni známe hned nûkolik. Od poãátku vydávání ãasopisu BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE je prÛbûÏnû aktualizována webová stránka www.betontks.cz, na níÏ se lze do znaãné míry seznámit s obsahem jednotliv˘ch ãísel ãasopisu a s v˘Àatky z nejzajímavûj‰ích ãlánkÛ. Bûhem podzimu 2001 byla dopracována i verze v angliãtinû. Jak ãeská, tak i anglická verze jsou pravidelnû, ve dvoumûsíãních periodách obnovovány, vÏdy s nov˘m vydan˘m ãíslem. Prostfiednictvím internetu je rovnûÏ moÏno doobjednat jednotlivá star‰í ãísla, dokonce i vût‰inu ãísel b˘valého ãasopisu Beton a zdivo. VáÏení ãtenáfii, jménem zakládajících svazÛ, dne‰ních spoleãníkÛ vydavatelské spoleãnosti BETON TKS, jménem redakãní rady i redakce ãasopisu Vám pfieji úspû‰n˘ rok 2002 a vûfiím, Ïe i 2. roãník na‰eho spoleãného betonáfiského periodika bude pro Vás v˘znamn˘m a mil˘m zdrojem nov˘ch poznatkÛ a informací.

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

TÉMA TOPIC

BETON

VE VODNÍM STAVITELSTVÍ CONCRETE IN WATER ENGINEERING

VOJTùCH BROÎA Typické pro betonové konstrukce ve vodním stavitelství jsou velké rozmûry (hydrataãní teplo) a velké nároky na vodotûsnost a trvanlivost. K zhospodárnûní pfiispívá zejména technologie válcovaného betonu. Aktuální jsou technologie oprav pfii zv˘‰ené vlhkosti, popfi. pod vodou. Large sizes (hydration heat) and high demands on water tightness and durability are typical features of concrete structures in water engineering. Roller compacted concrete technology improves the economy. Repair technologies based on increased moisture or applied under water are currently used. Beton, jako materiál schopn˘ dlouhodobû odolávat tlakov˘m a prÛsakov˘m úãinkÛm vody, vût‰inou v kombinaci s úãinky prostfiedí a dal‰ími zatíÏeními, se v ‰irokém mûfiítku uplatÀuje ve vodním stavitelství. Specifické nároky na vodotûsnost a trvanlivost vodních staveb si vynutily zvlá‰tní technologická opatfiení, která se pozdûji odrazila ve specializovan˘ch normách pro vodostavební betony. Pro mnohé betonové konstrukce vodních staveb jsou charakteristické velké rozmûry konstrukcí, popfi. jejich samostatn˘ch konstrukãních ãástí: jde o masivní objekty. Typick˘m pfiedstavitelem masivních betonov˘ch konstrukcí jsou pfiehrady. K masivním objektÛm je moÏno pfiifiadit i pevné jezy, popfi. spodní stavby jezÛ pohybliv˘ch, zdi plavebních komor, nábfieÏní zdi, spodní stavby vodních elektráren, popfi. ãerpacích stanic i konstrukce velk˘ch podzemních vodojemÛ. Zásadním poÏadavkem pro masivní betonové konstrukce je zvládnutí problémÛ spojen˘ch s v˘vinem hydrataãního tepla a se vznikem trhlin v masivním betonu. Proto postupnû do‰lo k v˘voji a uplatnûní ‰iroké ‰kály technologick˘ch i konstrukãních opatfiení, která v˘raznû posunula technologii masivního betonu kupfiedu. PoÏadavky na vodotûsnost betonov˘ch konstrukcí vodních staveb je nutno chápat nejen ve vztahu k vlastnímu betonu, ale také k nezbytn˘m dilataãním popfi. pracovním spárám, potenciálním trhlinám popfi. dal‰ím singularitám. Samotn˘ beton je i v ideálním pfiípadû pórovit˘ materiál s filtraãní souvislostí jednotliv˘ch pórÛ – tudíÏ propustn˘ (pokud se nûkdy charakterizuje pomocí filtraãního souãinitele, lze se setkat s hodnotami k < 10-12 ms-1). Podstatnû nároãnûj‰í v‰ak je zamezit soustfiedûn˘m prÛsakÛm vody v uveden˘ch singularitách. Pokud jsou nároky na vodotûsnost betonové konstrukce velmi vysoké, zpravidla se problém fie‰í samostatn˘m tûsnicím plá‰tûm z jiného materiálu. Jinou moÏností je drenáÏní soustava. Vodotûsnost betonu úzce souvisí s jeho odolností vÛãi úãinkÛm agresivních vod, mrazuvzdorností, popfi. dal‰ími nároky. Za nejpfiísnûj‰í je tfieba povaÏovat hledisko trvanlivosti, následuje vodotûsnost a teprve za nimi pevnost, která b˘vá jako dÛsledek prvních dvou kritérií vût‰inou vy‰‰í neÏ poÏadovaná. Problém trhlin v betonu je stále aktuální. U konstrukcí z vyztuÏeného betonu je nutno uspofiádáním v˘ztuÏe zamezit jejich vzniku a rozvoji, coÏ je stav, k jehoÏ dosaÏení smûfiují pfiíslu‰né normativní zásady. Podstatu problému je nutno hledat zejména v celkové koncepci vyztuÏení spolu s dodrÏením zásad technoB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Obr. 1 Vodní dílo Itaipu na fiece Paraná, Brazilie, v˘‰ka pfiehrady 196 m, instalovan˘ v˘kon 12 000 MW Fig. 1 Itaipu Dam on the Paraná River, Brazil, height of the dam 196 m, installed capacity 12 000 MW

logie betonu. V pfiípadû masivních betonÛ bez v˘ztuÏe je zfiejmû v˘skyt trhliny zcela bûÏn˘, jde v‰ak o to, aby tyto trhliny nebyly v˘znamné pro konstrukci z funkãního i strukturálního hlediska. Hydrataãní trhliny jsou zpravidla bez patrného dopadu na vlastnosti konstrukce; pfiesto je zfiejmá snaha technologÛ co moÏná jejich v˘skyt omezit. Jako pfiíklad hodn˘ pozornosti je moÏno uvést v˘voj plá‰Èového betonového tûsnûní hutnûn˘ch násypÛ, napfi. pfiehrad, hrází kanálÛ v násypu atd. [1]. PÛvodní uspofiádání, pro nûÏ bylo charakteristické rozdûlení plá‰tû soustavou spár na vyztuÏené desky o rozmûrech 15 x 10 aÏ 15 m (ev. i 20 x 10 aÏ 20 m) se neosvûdãilo. âetné prÛsakové i konstrukãní poruchy po zatíÏení vodou vedly k velk˘m celkov˘m prÛsakÛm (fiádovû 102 aÏ 103 ls-1), navíc trvale úãinná náprava nepfiíznivého stavu se ukázala jako obtíÏná. K renesanci v posledních desetiletích pfiispûla my‰lenka omezit vodorovné dilataãní spáry v zásadû na jednu obvodovou (oddûlující tûsnicí plá‰È od zavázání do podloÏí), takÏe betonové tûsnûní je pak sloÏeno z betonov˘ch pásÛ, jejichÏ délka po spádnici mÛÏe pfiesáhnout 100 m i více. Tak se zamezilo kfiíÏení tûsnicích prvkÛ dilataãních spár, v nichÏ docházelo k nejváÏnûj‰ím poruchám, ov‰em za cenu akceptování velkého rizika trhlin v betonu vyztuÏeném uprostfied tlou‰Èky pásÛ (o min. tlou‰Èce 0,3 m s nárÛstem ~5 mm na 1 m hloubky vody). Ukázalo se, Ïe více neÏ 80 % zji‰tûn˘ch trhlin není nutno nijak dodateãnû sanovat, protoÏe jejich pfiíspûvek k celkovému prÛsaku je velmi mal˘. Toto nové konstrukãní fie‰ení lehce vyztuÏeného betonového plá‰Èového tûsnûní se úspû‰nû aplikovalo, a to i u pfiehrad v˘znamnû pfiekraãujících 100 m, napfi. Foz do Areia v Brazílii má v˘‰ku 160 m. Nejv˘znamnûj‰í realizace betonov˘ch konstrukcí vodních staveb jsou spojené s v˘stavbou vodních dûl na tocích. Prokazují to nûkteré vybrané údaje:

• SANAC

E

1/2002

3

TÉMA TOPIC

Vodní dílo Three Gorges (Tfii soutûsky) v âínû, v souãasné dobû v pokroãilém stadiu v˘stavby, bude mít ve sv˘ch objektech (pfiehrada, vodní elektrárna, plavební objekty a dal‰í) zabudováno 28 . 106 m3 betonu. Dosud nejvût‰í hydroenergetické dílo na svûtû, Itaipu na fiece Paraná (Brazílie – Paraguay), si pfii v˘stavbû vyÏádalo uloÏení 12,3 . 106 m3 betonu (Obr.1). V evropsk˘ch pomûrech je vhodné pfiipomenout ‰v˘carskou pfiehradu Grande Dixence o kubatufie betonu 5,96 . 106 m3, která je aÏ dosud nejvy‰‰í betonovou pfiehradou na svûtû (285 m). Na území âeské republiky, co do objemu uloÏeného betonu zaujímá, první místo vodní dílo Orlík s 1,1 . 106 m3. Za zmínku stojí, Ïe pfii v˘stavbû vodního díla Dale‰ice, s nejvy‰‰í na‰í pfiehradou (100 m) – kamenitou se stfiedním zemním tûsnûním a pfieãerpávací vodní elektrárnou u paty pfiehrady, byly vybudovány betonové objekty o celkové kubatufie pfiesahující 0,7 . 106 m3 pfieváÏnû vyztuÏeného betonu. Technologie masivního vodostavebního betonu zfiejmû dosáhla vrcholné úrovnû jiÏ pfii stavbû pfiehrady Hoover v USA v letech 1931 aÏ 1936. Po druhé svûtové válce je nutno ocenit pfiínosy odborníkÛ v rÛzn˘ch evropsk˘ch zemích. Ve Francii byly navrÏeny progresivní konstrukce betonov˘ch pfiehrad (A. Coyne), intenzivní v˘stavba vysok˘ch pfiehrad ve ·v˘carsku pfiinesla v˘znamné podnûty v oblasti racionalizace stavebních prací. V˘znamn˘ byl i pfiínos italsk˘ch inÏen˘rÛ. Pozdûji se mimofiádnû Obr. 2 Pfiehrada Rialb, ·panûlsko, vybudovaná technologií válcovaného betonu Fig. 2 Rialb Dam, Spain, roller compacted concrete gravity dam

4

B

ETON

• TEC

rozvinula v˘stavba betonov˘ch pfiehrad zejména ve ·panûlsku, mimo Evropu v Japonsku, Jihoafrické republice a âínû. Pfies kontinuálnû pokraãující zdokonalování technologie bylo jiÏ pfied rokem 1970 zfiejmé, Ïe budou nezbytné nové stimuly, aby betonové pfiehrady byly schopné obstát v konkurenci s hospodárnûj‰ími a z hlediska pracnosti a spotfieby energií ménû nároãn˘mi pfiehradami sypan˘mi. Bylo formulováno zadání: zrychlit a zhospodárnit v˘stavbu betonov˘ch pfiehrad. Po jistém váhání, kdy nûktefií odborníci poukazovali na nutnost dosáhnout celkové úspory betonu, pfieváÏil trend pfiibliÏující stavební postupy masivních betonov˘ch objektÛ vysoce mechanizované technologii hutnûn˘ch násypÛ. V prÛbûhu 10 aÏ 15 let do‰lo k rozvinutí technologie betonu zhutÀovaného válcováním (roller compacted concrete – ve zkratce RCC, popfi. slangovû „rollcrete“; francouzsky BCR). Od poãátku se rozvinuly dva hlavní smûry, z nichÏ první (hlavnû v USA, Austrálii atd.) znamenal vûdomû v˘razné odch˘lení od zásad klasické technologie masivního betonu; druh˘, pfiedstavovan˘ japonskou ‰kolou, naopak nijak nechtûl slevovat z dfiívûj‰ích vysok˘ch poÏadavkÛ. Mezi nimi byl vcelku dostateãn˘ prostor pro ‰irokou koncepãní variabilitu pfii konkrétních stavbách. První pfiehrady (Willow Creek v USA, Shimajigawa v Japonsku a dal‰í), dokonãené v letech 1980 aÏ 1985, prokázaly reálnost této cesty a zejména moÏnost splnûní poÏadavkÛ na zrychlení a zhospodárnûní v˘stavby. Ukázalo se, Ïe varianta gravitaãní pfiehrady z válcovaného betonu mÛÏe ãinit ve srovnání s klasick˘m stavebním postupem pouh˘ch 50 aÏ 60 % kalkulovan˘ch nákladÛ (napfi. pfiehrada Monkswille v USA). Podafiilo se zvládnout návrh betonov˘ch smûsí s mal˘m obsahem cementu (vût‰inou do 100 kg na 1 m3), s pouÏitím popíl-

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

TÉMA TOPIC

ku nebo pucolánu, které dovolují zpracování na místû spoãívající v rozprostfiení souvislé vrstvy o tlou‰Èce zpravidla 0,3 m dozerem, s následujícím zhutnûním pojezdy vibraãního válce. V tom se postup v˘stavby masivních betonov˘ch objektÛ znaãnû pfiiblíÏil technologii v˘stavby sypan˘ch pfiehrad. Zachovány zÛstaly v˘znamné pfiednosti betonu z hlediska úãinkÛ vody, tj. odolnost proti povrchové i vnitfiní erozi. V souãasné dobû, kdy má technologie RCC za sebou stovky aplikací v rÛzn˘ch státech pfieváÏnû pfii v˘stavbû gravitaãních pfiehrad, je moÏno ji povaÏovat za plnû zvládnutou [2, 3]. Návrh sloÏení betonové smûsi se pfiizpÛsobuje namáhání, pfiiãemÏ pevnost betonu (s ohledem na velk˘ podíl pucolánu i na dostateãn˘ ãasov˘ odstup plného zatíÏení od v˘stavby), hodnocená aÏ po 90, 180 dnech, popfi. i po roce, se mÛÏe pohybovat od 10 aÏ do 45 MPa. Podafiilo se zvládnout projektové fie‰ení tak, aby podporovalo pfiednosti stavebních postupÛ technologie RCC, stejnû jako racionální v˘stavbu lícních zón, které na sebe pfiejímají poÏadavky na trvanlivost a vodotûsnost konstrukcí (Obr. 2). Rozvoj válcovaného betonu pfiinesl i nûkteré obecnû pouÏitelné novinky, napfi. modely ãasového v˘voje teplotního namáhání masivních betonov˘ch konstrukcí od poãátku v˘stavby, vyuÏití kameniva uloÏeného do izolovan˘ch skládek v zimním období pro v˘raznou redukci poãáteãní teploty betonové smûsi a dal‰í. Neménû v˘znamn˘ se ukázal zpûtn˘ dopad technologie RCC na klasick˘ postup v˘stavby masivních betonov˘ch objektÛ. Pro ilustraci stavu rozvoje je moÏno uvést, Ïe v souãasné dobû je ve stavbû 7 pfiehrad vy‰‰ích neÏ 100 m, z toho nejvy‰‰í 188 m vysoká kolumbijská pfiehrada Miel I. V souãasné dobû se v âínû zahajuje v˘stavba dal‰ích pfiehrad touto technologií, z nichÏ dvû budou je‰tû vy‰‰í (196 m vysoká Guangzhao a klenbová pfiehrada Longtan o v˘‰ce 192 m, s moÏností zv˘‰ení aÏ na 217,5 m). Dal‰í mezistupeÀ mezi betonov˘mi a sypan˘mi pfiehradami pfiedstavuje pouÏití tzv. „tvrdého násypu“ (hardfill), coÏ je dal‰í v˘vojov˘ stupeÀ technologie RCC, pfii níÏ se vyuÏívá místních zemin (popfi. materiálÛ z v˘kopÛ) jako kameniva do „betonu“ o malé pevnosti. Projektov˘ tvar pfiíãného fiezu pfiehrady tohoto typu je lichobûÏníkov˘, sklon svahÛ v‰ak b˘vá strmûj‰í neÏ u sypan˘ch pfiehrad, tj. 1: 0,6 aÏ 1:1. Pfiedností tohoto fie‰ení je v˘hodné chování konstrukce pfii seizmick˘ch úãincích; nevznikají tahové zóny. Jistou modifikací je tzv. CGS – stavební postup (cement, ‰tûrk, písek), kter˘ naznaãuje, Ïe zfiejmû není reálné pouÏití libovoln˘ch zemin (napfi. jílovit˘ch). V âR byly tyto nové technologie se zájmem sledovány a uskuteãnily se i nûkteré experimenty „in situ“. BohuÏel v dÛsledku celkového útlumu v˘stavby vodních dûl nedo‰lo k jejich ovûfiení na experimentální stavbû, i kdyÏ se pfiipravovala. Technologie masivního betonu v âR dosáhla vrcholu pfii v˘stavbû vodního díla Orlík (1963), kdy odpovídala vysokému evropskému standardu. V dal‰ích letech orientovan˘ch pfieváÏnû na sypané pfiehrady se rozvíjela hlavnû v˘stavba nároãn˘ch manipulaãních objektÛ, v nichÏ se ãasto sdruÏovaly funkce pfielivn˘ch, v˘pustn˘ch a odbûrn˘ch zafiízení (Obr. 3). Tyto sdruÏené objekty je moÏno povaÏovat za nበpfiínos k rozvoji svûtové pfiehradní v˘stavby. Pfies tvarovou sloÏitost byla pfii jejich v˘stavbû ãasto pouÏita technologie kontinuální betonáÏe do posuvného bednûní, zfiejmû jako v˘raz snah o vylouãení pracovních spár – potenciálního zdroje problémÛ s prÛsakem. Z technologického hlediska v‰ak optimalizaci sloÏení betonové smûsi nebyla vÏdy vûnována adekvátní pozornost, poÏadovaná kvalita se ãasto B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Obr. 3 SdruÏen˘ manipulaãní objekt pfiehrady Îelivka (pfieliv, v˘pust, odbûr vody) Fig. 3 Combined spillway-outlet-intake structure of the Îelivka Dam

dohánûla zv˘‰en˘m obsahem cementu. RovnûÏ na v˘ztuÏi se ne‰etfiilo. Dnes se betonové konstrukce vodních staveb z první poloviny 20. století blíÏí nebo i pfiesáhly vûk 70 let, takÏe na nich proces poru‰ování s ãasem znaãnû pokroãil. BohuÏel i mnohem mlad‰í betonové objekty na vodních dílech vyÏadují opravy, protoÏe jejich realizace byla ãasto spojena s technologick˘mi nedostatky. U vodních staveb se pozornost vedle technologií zaji‰Èujících kvalitu oprav i v podmínkách vysoké vlhkosti spolu s úãinky rychle proudící vody atd. zamûfiuje i na technologie oprav provádûn˘ch pod vodou. âasto totiÏ není moÏno vylouãit, ani doãasnû, pfiíslu‰n˘ objekt z funkce, protoÏe náhradní zásobování vodou není reálné. Pfiíkladem úspû‰ného zvládnutí opravy tohoto typu je vûÏov˘ odbûrn˘ objekt z nádrÏe Pfiíseãnice v Kru‰n˘ch horách. Opravou se odstranily velké nedostatky pfii v˘stavbû, jejichÏ dÛsledkem byla mj. nereálnost uzavfiení odbûrn˘ch otvorÛ na poãátku pfiívodu vody k úpravnû vody. Vodohospodáfiská v˘stavba u nás, stejnû jako v mnoha dal‰ích zemích, je dnes v dlouhodobém útlumu, takÏe není mnoho pfiíleÏitostí uplatnit progresivní smûry rozvíjené v celosvûtovém mûfiítku. Trvale aktuální jsou v‰ak speciální technologie, spojené s modernizací, zv˘‰ením nebo zmûnami vyuÏití vodních dûl a nápravou projevÛ jejich stárnutí. Literatura [1] ICOLD. Bulletin 70. Barrages en enrochements Ç masgue en béton, Paris, 1988 [2] BroÏa V.: Válcovan˘ beton – nová technologie v˘stavby masivních hydrotechnick˘ch konstrukcí, Stavební obzor I, 1992, ã. 4 [3] Dunstan M., Santus F.O.: The interrelationship between design and construction for efficient RCC Dams, In: Workshop Modern Techniques for Dams ICOLD, Dresden, 2001

• SANAC

Prof. Ing. Vojtûch BroÏa, DrSc. Katedra hydrotechniky, Stavební fakulta âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 3879, 2435 4616, fax: 02 2435 5408

E

1/2002

5

PROFILY PROFILES

SVAZ

V¯ROBCÒ BETONU âR CONCRETE PRODUCERS ASSOCIATION CZ Rozhovor s Ing. Janem Kupeãkem, pfiedsedou Svazu v˘robcÛ betonu âR Interwiew with Ing. Jan Kupeãek, Chairman Concrete Producers Association CZ

Pane pfiedsedo, jak byste v úvodu na‰eho rozhovoru ve struãnosti pfiedstavil Svaz v˘robcÛ betonu âR? Co vlastnû vedlo k jeho zaloÏení, jaké jsou jeho hlavní úkoly a cíle? Po roce 1990 se zmûnil pohled v˘robcÛ transportbetonu na cel˘ proces v˘roby. V‰echny v˘znamné spoleãnosti zaãaly modernizovat stará zafiízení a stavût nová. Cílem bylo zv˘‰ení produktivity a sníÏení nákladÛ. Ruku v ruce s tím ‰ly i poÏadavky na sniÏování dopadÛ v˘roby na Ïivotní prostfiedí. KaÏd˘ rozumn˘ producent si uvûdomoval, Ïe bez dodrÏení poÏadavkÛ na ekologii nemÛÏe dlouhodobû obstát ve vztahu ke státní správû. Zaãaly se stavût nové betonárny splÀující nejpfiísnûj‰í ekologická kritéria zemí západní Evropy. Pohled ‰iroké vefiejnosti v‰ak zÛstával nezmûnûn. Proto v roce 1996 zaloÏilo 7 spoleãností Svaz v˘robcÛ betonu âR s cílem zmûnit nepfiízniv˘ pohled na tuto oblast v˘roby stavebních hmot. Z toho vyplynul i hlavní pfiedmût ãinnosti svazu: • koordinace fiízení problematiky propagace v˘roby, pfiípravy a uÏití betonu, • koordinace fiízení problematiky Ïivotního prostfiedí, • podpora vûdy a techniky vãetnû vzájemné spolupráce pfii aplikaci v˘zkumu a v˘voje a pfii technické normalizaci, • pofiádání spoleãn˘ch odborn˘ch akcí a navazování spolupráce s externími tuzemsk˘mi i zahraniãními odborn˘mi institucemi. Aã ve v˘robû transportbetonu vládne tvrdá konkurence, dokázali se ãlenové svazu shodnout na tûchto cílech a postupnû je i naplÀovat. ¤ádn˘m ãlenem svazu se mÛÏe stát kter˘koli v˘robce a mimofiádn˘m kterákoli instituce ãi spoleãnost zab˘vající se záleÏitostmi kolem transportbetonu.

Obr. 2 Certifikát volícího ãlena ERMCO Fig. 2 Certificate of an ERMCO voting member

Jak vypadá souãasná ãlenská základna a organizaãní struktura Svazu v˘robcÛ betonu âR? âlenská základna se bûhem ‰esti let vyvíjela. Do svazu vstupovaly novû vzniklé spoleãnosti ãi v˘robci, ktefií nebyli u vzniku, ale pochopili dÛleÏitost svazu pro svou ãinnost. Naproti tomu zaniklo ãlenství u nûkter˘ch firem, vût‰inou proto, Ïe ukonãily ãinnost v tomto oboru. V souãasné dobû má svaz 10 fiádn˘ch ãlenÛ: ILBAU AB-FRISCHBETON, Kámen Zbraslav, Readymix âR, TBG Betonmix, TBG Metrostav, TBG Severní Morava, TBG Bohemia, Transportbeton IPS, Holcim a ZAPA beton. Svaz podle rozhodnutí valné hromady fiídí tfiíãlenné pfiedsednictvo a tajemník svazu. Tím je nyní Ing. Michal ·tevula. Svaz je registrován v registru sdruÏení u Obvodního úfiadu v Praze 4. V rámci svazu pracuje rovnûÏ Technická skupina, coÏ je spoleãnost technologÛ na‰ich ãlenÛ spolupracujících na fie‰ení problémÛ pfii zavádûní nov˘ch pfiedpisÛ a standardÛ do v˘roby. ProtoÏe v ní pracují lidé dennû plnící poÏadavky zákazníkÛ kupujících transportbeton, vydávají rovnûÏ doporuãení pro publikaãnû-vzdûlávací ãinnost svazu zamûfienou na odbornou i laickou vefiejnost.

Děčín Ústí n.L. Most

Mladá Boleslav

Louny Mariánské lázně

Pardubice Praha

Plzeň

Ostrava

Benešov

Třinec Jihlava

Klatovy

České Budějovice

Brno

Fungují podobné organizace a instituce i v zahraniãí? Mohl byste v této souvislosti struãnû pohovofiit o zahraniãních aktivitách Svazu v˘robcÛ betonu âR?

Obr. 1 Rozmístûní provozoven ãlenÛ SVB âR k 1. 6. 2001 Fig. 1 Dislocation of the premises of the Concrete Producers Association members CZ as of June 1, 2001

6

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

PROFILY PROFILES

KaÏdá evropská zemû má svÛj národní svaz. Jejich cíle a snahy jsou obdobné jako u na‰eho svazu. V‰echny tyto svazy se sdruÏují v Evropském svazu v˘robcÛ betonu ERMCO. Nበsvaz se stal ãlenem ERMCO jiÏ v roce 1997, tedy rok po zaloÏení. Hlavním úkolem ERMCO je sjednotit pohled na v˘robu betonu v rámci EU a pfiidruÏen˘ch ãlenÛ. Konkrétní prací je nová evropská norma EN 206-1, která zaãala platit od 1. 9. 2001 a která mûní hodnocení betonu hlavnû z pohledu prostfiedí, ve kterém je uÏit. Jak se podle Vás Svaz v˘robcÛ betonu âR podílí na prezentaci nejnovûj‰ích v˘sledkÛ v oboru mezi nej‰ir‰í vefiejností a jak˘mi formami jsou tyto poznatky prezentovány? Mám zde na mysli na pfiíklad nejrÛznûj‰í publikaãní ãinnost (vãetnû publikování v ãasopise BETON TKS), pofiádání nejrÛznûj‰ích odborn˘ch a prezentaãních akcí, ‰kolení, semináfiÛ atd. Svaz v˘robcÛ betonu se snaÏí od zaãátku své existence vyvíjet ãinnost smûfiující ke zv˘‰ení vûdomostí o betonu a jeho v˘robû. Jsou to hlavnû publikace „Za betonem do Evropy“, vydaná roku 1998, „Betonárny a Ïivotní prostfiedí“, vydaná v roce 1999, a „Speciální betony“, vydaná v roce 2001. Mimo to svaz ve spolupráci s Ministerstvem Ïivotního prostfiedí a âesk˘m ekologick˘m ústavem vydal knihu „PoÏadavky na ochranu Ïivotního prostfiedí pfii v˘stavbû a provozu betonáren“. Svaz také podporoval vydávání ãasopisu „Beton“ a nyní i ãasopis „Beton – Technologie, Konstrukce, Sanace“. Dále pofiádá odborné semináfie o v˘robû a ekologii, které jsou urãeny jak pro ãleny svazu, tak i pro odbornou vefiejnost. Pfii tûchto akcích spolupracuje napfiíklad s âeskou spoleãností pro Ïivotní prostfiedí, Kloknerov˘m ústavem âVUT ãi VUMO Praha. Velice diskutovan˘mi otázkami jsou zvlá‰tû v poslední dobû problematika ekologie a zaji‰tûní kvality. Jaká konkrétní opatfiení byla ze strany Svazu v˘robcÛ betonu âR k realizaci tûchto opatfiení pfiijata? Jak jsem jiÏ fiekl na zaãátku na‰eho rozhovoru, ãlenové svazu se sdruÏili mimo jiné i proto, aby dokázali vefiejnosti, Ïe na‰e v˘roba nemusí mít negativní vliv na Ïivotní prostfiedí. DÛkazem toho, jak˘ dÛraz kladou v˘robci transportbetonu na ekologii, je i publikace „Betonárny a Ïivotní prostfiedí“. Byla vydána jako druhá kniha v fiadû, tedy pfied „Speciálními betony“. Na základû této publikace vydal svaz kritéria pro hodnocení betonáren z pohledu Ïivotního prostfiedí. Podle nich se hodnotí betonárny v soutûÏi „O ekologickou betonárnu“. Tato soutûÏ je, jako velmi prestiÏní, vyhla‰ována i v ERMCO. Vítûz na‰í soutûÏe se pravidelnû úãastní v˘roãních zasedání této organizace. Na‰i ãlenové tedy berou pfii v˘stavbû a modernizaci záleÏitosti Ïivotního prostfiedí velmi váÏnû. Napfi. vûtB

ETON

• TEC

Obr. 3 V˘roba transportbetonu v âR v letech 1995 aÏ 2000 Fig. 3 Production of ready-mixed concrete in the Czech Republic in 1995–2000

‰ina zafiízení má bezodpadovou technologii, recyklaci zbytkÛ betonové smûsi, nûkolikanásobné ji‰tûní proti úniku prachu, a jsou konstruovány tak, aby neovlivÀovaly okolí hlukem. Dopravní prostfiedky jsou pfieváÏnû velkokapacitní a splÀují pfiísné limity kladené na novû zavádûné dopravní prostfiedky. BûÏnou souãástí v˘stavby nové betonárny je úprava a ozelenûní bezprostfiedního okolí v˘robny. Jaké jsou dal‰í plány Svazu v˘robcÛ betonu âR v nejbliωí budoucnosti? Budeme i nadále propagovat beton jako stavební materiál, a to formou ãasopisu, semináfiÛ, odborn˘ch publikací apod. NejdÛleÏitûj‰í pro nás v‰ak je zavedení evropské normy EN 2061 do Ïivota. Tato norma pfiinese v˘znamné zmûny v navrhování a provádûní betonov˘ch konstrukcí. Velk˘ vliv bude kladen na prostfiedí, ve kterém se beton na stavbû pouÏije. To bude urãovat mnoÏství potfiebného cementu a tím i cenu. Na‰ím cílem je minimalizovat cenové dopady a tím i ceny betonové konstrukce. V tomto smûru pracují také ostatní národní svazy. Je jasné, Ïe jiné podmínky v˘roby jsou ve ·védsku a jiné v Itálii. Nová norma umoÏÀuje zohlednit tyto vlivy prostfiedí, jen je tfieba s ní rozumnû zacházet a aplikaci pfiiblíÏit realitû stavebnictví. Mohl byste v závûru na‰eho rozhovoru struãnû zhodnotit produkci betonu v âeské republice a to, nakolik se na této produkci podílejí ãlenové Svazu v˘robcÛ betonu âR? Produkce transportbetonu se pohybovala v posledních letech mezi 3 900 aÏ 4 500 tis. m3. V˘‰e roãní potfieby betonu je dána stavebními investicemi. âlenové svazu se na v˘robû transportbetonu podílejí s mírnû vzrÛstajícím podílem. Napfiíklad v roce 2000 to bylo 3 400 tis. m3. Pane pfiedsedo, dûkujeme za rozhovor. Svaz v˘robcÛ betonu âR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 02 6121 5769 e-mail: [email protected], www.svb.cz

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

7

PROFILY PROFILES

âESKÁ

BETONÁ¤SKÁ SPOLEâNOST CZECH CONCRETE SOCIETY

âSSI Obr. 1 Sborníky z konferenci âBS Fig. 1 Convention proceedings of âBS

Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc., pfiedseda âBS

âeská betonáfiská spoleãnost (âBS) je odbornou spoleãností âeského svazu stavebních inÏen˘rÛ (âSSI). Jejím cílem je podporovat zvy‰ování technické úrovnû a jakosti jak betonu jako materiálu, tak i betonov˘ch konstrukcí, a to ve v‰ech fázích jejich vzniku a trvání - od návrhu pfies projektování, v˘stavbu, provoz a údrÏbu, aÏ po jejich pfiípadnou likvidaci. Snahou âBS je, aby byla pfii rozvoji staveb z betonu sledována i hlediska trvale udrÏitelného rozvoje a ‰etrného pfiístupu k Ïivotnímu prostfiedí. âBS se snaÏí ukazovat pfiednosti betonov˘ch konstrukcí a propagovat je v‰ude tam kde mohou b˘t pro uÏivatele v˘hodné. âBS je neziskovou organizací, která je financována ãásteãnû z ãlensk˘ch pfiíspûvkÛ a ãásteãnû z v˘nosu konferenãních a vzdûlávacích akcí. ¤ádné ãlenství ve spoleãnosti – individuální (fyzické osoby) nebo kolektivní (firmy a instituce), je doplnûno speciálními formami ãlenství, studentsk˘m, seniorsk˘m, sponzorsk˘m a ãestn˘m ãlenstvím. âestn˘mi ãleny jsou jmenováni v˘znamní odborníci, ktefií se mimofiádn˘m zpÛsobem zaslouÏili o rozvoj betonu a betonov˘ch konstrukcí. V souãasné dobû âBS sdruÏuje 203 individuální a 72 kolektivní ãleny. Zamûstnanci kolektivních ãlenÛ poÏívají stejn˘ch v˘hod jako ãlenové individuální, proto fiada odborníkÛ pracujících v ãlensk˘ch firmách mezi individuálními ãleny chybí. Jedním z cílÛ âBS je zvy‰ovat prestiÏ sv˘ch ãlenÛ pfiedáváním technick˘ch informací, podporou jejich prezentace a zprostfiedkováváním kontaktÛ a spolupráce na projektech. âeská betonáfiská spoleãnost nepÛsobí osamûle – je pevnû zapojena do struktur a ãinnosti mezinárodních betonáfisk˘ch Obr. 2 Úvodní recepce Betonáfisk˘ch dnÛ 2001 Fig. 2 Welcome Reception at Czech Concrete Days 2001

8

B

ETON

• TEC

organizací. Zastupuje âeskou republiku v Mezinárodní federaci pro konstrukãní beton fib (fédération internationale du béton the international federation for structural concrete), která je dnes nejv˘znamnûj‰í svûtovou betonáfiskou organizací. âBS je zároveÀ národní skupinou fib za âeskou republiku. V evropském mûfiítku pÛsobí dále relativnû mladá evropská síÈ betonáfisk˘ch spoleãností ECSN (European Concrete Societies Network) - organizace, která sdruÏuje 14 evropsk˘ch betonáfisk˘ch spoleãností, mezi nimi tak v˘znamné spoleãnosti jako je britská Concrete Society, nûmeck˘ Beton –und Bautechnik Verein, holandsk˘ Betonvereniging a dal‰í. âBS je po boku tûchto partnerÛ ãlenem

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

PROFILY PROFILES

ECSN stále jako jediná spoleãnost ze stfiední a v˘chodní Evropy. V evropském regionu jiÏ dnes pfiib˘vá projektÛ ECSN smûfiujících ke sjednocování technick˘ch podmínek a propojování aktivit v betonáfiské oblasti. Ty nab˘vají na v˘znamu i pro na‰e firmy v souvislosti s blíÏícím se vstupem âR do Evropské unie. âBS organizuje pro své ãleny, ale téÏ pro celou technickou vefiejnost, fiadu semináfiÛ a konferencí. V posledních letech se plánují obvykle dvû akce na jaro a dvû aÏ tfii na podzim. Letos se na jafie, 20. a 21. bfiezna, koná konference „Technologie, provádûní a kontrola betonov˘ch konstrukcí“ a 29. kvûtna semináfi o koncepci navrhování betonov˘ch konstrukcí. Na podzim probûhnou semináfie o nov˘ch evropsk˘ch pfiedpisech – Eurokódech, 2. roãník konference „Zdûné a smí‰ené konstrukce“ a tradiãní konference „Betonáfiské dny 2002“ (Obr. 1). Betonáfiské dny jsou hlavní v˘roãní konferenãní akcí âBS, jiÏ s devítiletou tradicí, která obvykle shrnuje novinky a v˘znamné realizace uplynulého roku. Spoleãensk˘ program podtrhuje v˘znam konference jako v˘roãního setkání betonáfiÛ na celostátní úrovni (Obr. 2). Souãástí Betonáfisk˘ch dnÛ je tradiãnû v˘stava, od roku 2001 pod názvem BETON, na které firmy pÛsobící v oboru betonu prezentují svoji ãinnost, své v˘robky a nové technologie, napfi. softwarové produkty. Sekretariát spoleãnosti sídlil po dlouhou dobu v Pardubicích, místû vzniku spoleãnosti v roce 1993. V lednu 2000 byl pfienesen do Prahy. Knihovna, slouÏící ãlenÛm spoleãnosti, obsahuje odborné knihy a ãasopisy a dal‰í technické dokumenty z âR a zejména ze zahraniãí. Ucelen˘ soubor dokumentÛ fib pfiedstavuje nejnovûj‰í poznatky z oboru navrhování a realizace betonov˘ch konstrukcí. âBS byla jedním z iniciátorÛ zaloÏení nového betonáfiského ãasopisu BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE. Nov˘ ãasopis roku 2001 nahradil pfiedchozí ãasopisy Beton Obr. 3 Knihy z Edice betonové stavitelství Fig. 3 Books from the Concrete construction series

Obr. 4 Bulletiny a ãasopis fib Fig. 4 fib Bulletins, Journal of the fib

a zdivo a Sanace betonov˘ch konstrukcí a bûhem velmi krátké doby se dostal do povûdomí betonáfisk˘ch odborníkÛ. âBS pfiipravuje a ve spolupráci s IC âKAIT vydává kniÏní edici Betonové stavitelství, v níÏ nedávno vy‰el 3. svazek vûnovan˘ vyztuÏování sítûmi (Obr. 3). âtyfiikrát roãnû zasílá sekretariát âBS sv˘m kolektivním ãlenÛm soubor technick˘ch a informaãních materiálÛ, zejména nové technické materiály z pracovních komisí fib, betonáfiské ãasopisy a odborné publikace (Obr. 4). Kolektivní i individuální ãlenové âBS mohou vyuÏívat finanãní slevy na úãast na akcích âBS i na prezentaci svojí ãinnosti prostfiednictvím âBS. Vedle knihovny âBS, mohou ãlenové pouÏívat informace z databáze âBS (více neÏ 4000 prÛbûÏnû aktualizovan˘ch kontaktÛ) a obracet se o podporu âBS pfii organizaci vlastních odborn˘ch a prezentaãních akcí. âeská betonáfiská spoleãnost pravidelnû obnovuje svoji webovou stránku www.cbz.cz, na níÏ je moÏné získat podrobné informace nejen o ãinnosti a akcích âBS, ale i o kolektivních ãlenech spoleãnosti. Od fiíjna 2001 je tato stránka soubûÏnû vedena i v angliãtinû. Prudk˘ rozvoj technologií v oblasti betonu (technologie v˘roby betonu, v˘stavba konstrukcí, pfiedpisy, pfiíklady realizací, problematika trvanlivosti) vyÏaduje od projektantÛ i dodavatelÛ nepfietrÏité sledování v˘voje. âeská betonáfiská spoleãnost je právû tou spoleãností, která je schopna poskytnout sv˘m ãlenÛm potfiebné informace a pomoci jim tak orientovat se v souãasném, mnohdy nepfiehledném pfiílivu nov˘ch poznatkÛ. âeská betonáfiská spoleãnost âSSI Sekretariát Samcova 1, 110 00 Praha 1 e-mail: [email protected], www.cbz.cz

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

9

BETONOVÉ

P¤EHRADY VE ·PANùLSKU CONCRETE DAMS IN SPAIN Pfiehradní nádrÏ Velle. Zahájení v˘stavby srpen 1962, dokonãení 1965 Dam reservoir in Velle. Construction beginning in August 1962, completion in 1965

Pfiehrada Susqueda, doba v˘stavby duben 1963 aÏ únor 1968, objem betonu 656 000 m3 Dam in Susqueda. Construction time: from April 1963 to February 1968, volume of concrete 656 000 m3

Pfiehrada Chandreja, doba v˘stavby ãerven 1949 aÏ kvûten 1954, objem betonu 155 000 m3 Dam in Chandreja, construction time: from June 1949 to May 1954, volume of concrete 55 000 m3

Pfiehradní nádrÏ Belesar, doba v˘stavby záfií 1957 aÏ listopad 1962, objem betonu 735 000 m3 Dam reservoir in Belesar. Construction time: from September 1957 to November 1962, volume of concrete 735 000 m3

Pfiehradní nádrÏ Beznar v Granadû má v˘‰ku 139 metrÛ a objem betonu 440 000 m3 Dam reservoir in Beznar, Granada. Height 139 m. Volume of concrete 440 000 m3

Pfiehradní nádrÏ Urdalur. Pfiehrada byla uvedena do provozu v roce 1994 Dam reservoir in Urdalur. The dam was put into operation in 1994

Celkov˘ pohled na pfiehradu Guadalemar v Katalánsku. Celkov˘ objem betonu ãiní 60 000 m3 General view of the dam in Guadalemar, Catalunia. Total volume of concrete 60 000 m3

Zábûr z v˘stavby pfiehrady Guadalemar View of the construction of the dam in Guadalemar

Snímky: archiv Prof. Ing. Vojtûcha BroÏi, DrSc. Photos: archive of Prof. Ing. Vojtûch BroÏa, DrSc.

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

MALÁ

VODNÍ ELEKTRÁRNA V KLECANECH SMALL WATER POWER PLANT KLECANY

PAV E L K A S A L Náhrada staré, jiÏ nevyhovující malé vodní elektrárny novou, modernûj‰í, o vût‰ím v˘konu. This paper describes the replacement of an old, unsuitable small water power plant with a new, more modern station of higher output. V polovinû roku 2001 byla na Vltavû u Klecan uvedena do provozu nová malá vodní elektrárna (Obr. 1). Je ãástí ãtvrtého stupnû vltavské kaskády. Celé vodohospodáfiské dílo Klecany tvofií kromû dobudované elektrárny v pÛvodní vorové propusti je‰tû pohybliv˘ jez o tfiech polích a levobfieÏní plavební kanál. Plavební kanál odboãuje asi 100 m nad jezem z hlavního fieãi‰tû Vltavy a vede ke dvojici za sebou umístûn˘ch plavebních komor u Roztok. Plavební dráha tím obchází jez a vodní elektrárnu. Proto se paralelní uspofiádání vodní cesty vÛãi hlavnímu toku také oznaãuje jako derivaãní plavební kanál. Jeho délka je kolem 1300 m. Vodohospodáfiské dílo u Klecan bylo uvedeno do provozu jiÏ v roce 1899 jako souãást vltavské vodní cesty. Základní dispozice zÛstala do souãasné doby stejná. Do‰lo pouze ke zmûnám, které odráÏely

12

B

technick˘ v˘voj a zmûny uÏivatelsk˘ch poÏadavkÛ. PÛvodní pohybliv˘ hradlov˘ jez z konce 19. století byl v roce 1981 rekonstruován na pohybliv˘ klapkov˘ jez o tfiech nestejnû dlouh˘ch polích. Nejvût‰í svûtlost, která je pfies 40 m, má pravé jezové pole. Pfii pravém bfiehu jezu byla pfii této rekonstrukci sice zachována pÛvodní vorová propust, ale byla upravena pro energetické vyuÏití. Byl upraven vtok do propusti a v ní vybudována malá vodní elektrárna. Elektrárna byla vybavena 4 soustrojími, kaÏdé s Kaplanovou pfiímoproudou turbínou, o celkovém maximálním v˘konu 272 kW. Elektrárna, dokonãená v roce 1981, ale nemûla dlouhou Ïivotnost. Pfiíãinou byly ãasté poruchy, nespolehlivost, velká hluãnost a nízká ekonomiãnost provozu. Po necel˘ch dvaceti letech, koncem 90. let, bylo rozhodnuto o odstranûní tohoto zafiízení a nahrazení efektivnûj‰ím. NOVÉ ¤E·ENÍ Hlavním cílem náhrady pÛvodního zafiízení bylo optimálnû vyuÏít hydroenergetick˘ potenciál vodního stupnû v Klecanech a souãasnû dosáhnout pfiíznivého pomûru mezi investiãními náklady a mnoÏstvím vyrobené energie. Nová bezobsluÏná malá vodní elektrárna je opût umístûna

ETON

• TEC

H NOLOG I E

v prostoru pÛvodní vorové propusti. Toto fie‰ení umoÏÀuje pfiípadnou dostavbu dal‰í malé vodní elektrárny v prostoru mezi pilífiem velínu jezu a silniãní komunikací, která vede na pravém bfiehu rovnobûÏnû s fiekou. Velikost zafiízení elektrárny byla pfiizpÛsobena prostoru propusti. Vorová propust má celkovou délku 45,3 m a ‰ífiku 12 m. V horní ãásti propusti bylo dno vodorovné, v dolní ãásti sklonûné po proudu. V nové elektrárnû jsou dvû pfiímoproudé Kaplanovy turbíny o celkovém maximálním v˘konu 964 kW. Elektrárna má horní stavbu ve vodotûsném provedení s moÏností pfielití pfies ploché ãásti stfiechy pfii extrémních povodÀov˘ch prÛtocích. Pro prosvûtlení strojovny a pfiípadnou manipulaci s díly technologické ãásti slouÏí demontovateln˘ stfie‰ní svûtlík, tvofiící architektonickou dominantu stavby (Obr. 2). Obr. 1 Pohled na horní ãást elektrárny vyãnívající nad hladinu fieky. Podstatná ãást objektu je skryta hluboko pod hladinou Fig. 1 View of the upper part of the power plant showing above the water level of the river. A major part of the structure is hidden deep below the water level

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

peãnost stavby proti vyplavání. Jednou z nejnároãnûj‰ích ãástí stavby jsou savky, které pfiímo navazují na turbíny. SloÏité bylo bednûní i betonování konstrukce savek, kde se mûní postupnû prÛfiez z kruhu na obdélník. DodrÏení pfiesn˘ch rozmûrÛ této ãásti konstrukce v˘raznû ovlivÀuje úãinnost celé elektrárny. Atypické bednûní bylo navrÏeno na základû podrobného statického v˘poãtu. Nosnou ãást bednûní savek tvofiily ramenáty vyrobené z fo‰en o tlou‰Èce 50 mm, spojené ocelov˘mi svorníky. Ramenáty zaji‰Èovaly pfiíãn˘ tvar savky. Plá‰È bednûní byl z fo‰en o tlou‰Èce 35 mm. V˘tok ze savek má svûtlé rozmûry 4,6 x 3,35 m, dno savek je vodorovné. Horní stavba Obr. 2 Poãátek montáÏe stfiechy na dokonãenou Ïelezobetonovou konstrukci vrchní stavby elektrárny. Zcela nahofie je otvor stfie‰ního svûtlíku, kter˘ slouÏí také pro montáÏ technologické ãásti Fig. 2 Beginning of the assembly of the roof on the completed reinforced concrete structure of the power plant superstructure. The opening of the skylight, which is also used for the assembly of the technological part, can be seen at the very top

Stavební úpravy byly také provedeny na stávajícím velínu jezu. Plochá stfiecha byla zrekonstruována na sedlovou stfiechu s prosklen˘mi ‰títy. Tímto fie‰ením se odstranily problémy s netûsností staré stfiechy a vznikl tak spojovací ãlánek mezi dostavûnou budovou malé vodní elektrárny a okolní zástavbou. Îelezobetonová konstrukce malé vodní elektrárny je provedena z vodostavebního betonu B20 HV8 s mrazuvzdorností T50. PoÏadované vlastnosti betonu byly v pfiedstihu ovûfieny na betonové smûsi vybrané pro v˘stavbu. Îelezobetonová konstrukce o celkovém objemu pfies 2500 m3 je rozdûlena do ãtyfi dilataãních blokÛ: vtokov˘ objekt, pfiívodní kanál, malá vodní elektrárna a v˘tokov˘ objekt. VTOKOV¯

Vtokov˘ objekt slouÏí k pfiivedení vody k pfiívodnímu kanálu elektrárny. Staré dno bylo ubouráno a nahrazeno Ïelezobetonovou deskou o tlou‰Èce 0,6 m. Pro usmûrnûní proudu vody v oblasti nátoku a v pfiívodním kanále bylo pouÏito tfiech usmûrÀovacích Ïelezobetonov˘ch kfiídel ETON

elektrárny má pÛdorysné rozmûry cca 14 x 12 m. Celá stavba je z hlediska vodotûsnosti fie‰ena jako bílá vana. V‰echny pracovní spáry jsou tûsnûny tûsnicími pásy z PVC. Fasádu elektrárny tvofií pohledov˘ beton bez následn˘ch úprav.

hydraulicky vhodného tvaru, ovûfieného pomocí matematického modelu turbulentního proudûní. Na pravém bfiehu vtoku byla zfiízena nová nábfieÏní stûna s pfiístupov˘m schodi‰tûm. Pfiívodní kanál tvofií polorámová konstrukce. Z ãásti jsou vyuÏity upravené stûny pÛvodní vorové propusti. ·ífika kanálu je 12 m a je shodná se ‰ífikou pÛvodní vorové propusti.

V¯TOKOV¯ OBJEKT V˘tokov˘ objekt navazuje bezprostfiednû na v˘tok ze savek turbín. ZklidÀuje vodu, která pro‰la turbínou, a vrací ji zpût do fieãi‰tû Vltavy. Je proveden jako polorámová Ïelezobetonová konstrukce. Souãástí v˘tokového objektu je dûlicí pilífi a nová nábfieÏní stûna. Dno má tlou‰Èku 0,8 m. Celková délka v˘tokového objektu je 18 m. V˘stavbu malé vodní elektrárny provedl Metrostav, a. s. divize 6. Projektovou dokumentaci zhotovila firma Aquatis, a. s.

OBJEKT A P¤ÍVODNÍ

KANÁL

B

Obr. 3 Pohled do b˘valé vorové propusti. V popfiedí probíhá betonáÏ základové desky elektrárny Fig. 3 View of the former logway. Concreting of the foundation slab of the power plant is under way in the forefront

• TEC

H NOLOG I E

KONSTRUKCE ELEKTRÁRNY Îelezobetonová konstrukce vlastní elektrárny je zaloÏena na základové desce tlou‰Èky 1 m o pÛdorysn˘ch rozmûrech cca 29 x 12 m, která spoãívá na skalním podloÏí (Obr. 3). Obvodové stûny spodní stavby mají tlou‰Èku 0,8 m. Rozmûry konstrukcí jsou navrÏeny s ohledem na bez-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

Ing. Pavel Kasal Metrostav, a.s., divize 6 Rohansk˘ ostrov, Praha 8 tel.: 02 2481 3818, fax: 02 2324 272 e-mail: [email protected]

13

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

PREFABRIKOVANÉ

ÎELEZOBETONOVÉ NÁDRÎE DYWIDAG PREFABRICATED PRESTRESSED CONCRETE RESERVOIRS DYWIDAG J A R O S L AV S V O B O D A Do oblasti vodního hospodáfiství smûfiuje ãást v˘robního programu spoleãnosti DYWIDAG Prefa Lysá nad Labem, která na ãesk˘ trh pfiivedla nové systémy monolitick˘ch a montovan˘ch prefabrikovan˘ch nádrÏí. Part of the production programme of the company DYWIDAG Prefa Lysá over the Elbe aims at water management. This firm has introduced new systems of monolithic and assembled prefabricated reservoirs into the Czech market ZÁKLADNÍ

âLENùNÍ

PR E FAB R I KOVAN¯C H NÁDRÎÍ

• • • •

kruhové celistvé kruhové skládané oválné skládané obdélníkové skládané

KRUHOVÉ NÁDRÎE CELISTVÉ Systém obsahuje fiadu kruhov˘ch nádrÏí s vnitfiním prÛmûrem 1 aÏ 2,5 m a v˘‰kou do 3 m. NádrÏe lze v˘‰kovû nastavovat skruÏí. NádrÏ se uzavírá víkem s prostupem pro kruhov˘ poklop (Obr. 4). Víko a nastaObr.1

Fig. 1

Prefabrikovaná kruhová nádrÏ skládaná pfii montáÏi vodojemu V‰enice Prefabricated circular reservoir put together during assembly of water reservoir V‰enice

Obr. 2 Prefabrikovaná skládaná oválná retenãní nádrÏ, objem 200 m3, IKEA Bratislava Fig. 2 Prefabricated assembled oval retention reservoir, capacity 200 m3, IKEA Bratislava

vovací skruÏ jsou s jímkou spojeny tûsnûn˘m spojem. V plá‰ti nádrÏe lze zhotovit prostupy, nebo pfiímo pfii v˘robû zabetonovat vloÏky s tûsnûním pro napojovací potrubí. Do nádrÏe lze osadit betonovou dûlicí pfiíãku, vybavit ji stupadly a kotvicími deskami pro osazení technologie. Hlavní zpÛsoby pouÏití: jímky na odpadní vody, jímky na de‰Èovou vodu, technologické jímky, ãerpací ‰achty, ‰achty pro

tlakovou a podtlakovou kanalizaci, odluãovaãe kalu, odluãovaãe ropn˘ch látek a sorpãní filtry. KRUHOVÉ NÁDRÎE SKLÁDANÉ Systém obsahuje základní kruhové nádrÏe s vnitfiním prÛmûrem 5 a 7 m a v˘‰kou do 6 m. NádrÏe mohou tvofiit otevfiené nebo uzavfiené objekty. Sestavují se ze základních pÛlkruhov˘ch ãástí a vík (Obr. 1). Spojení prefabrikátÛ je zaji‰tûno systémem svorníkÛ a vkládaného tûsnûní. NádrÏe lze vybavit prostupy, prostupními armaturami, kotvicími deskami, stupadly a Ïebfiíky. NádrÏe se montují tûÏk˘m autojefiábem do stavební jámy s pfiipraven˘m ‰tûrkov˘m loÏem. Hlavní zpÛsoby pouÏití: velkokapacitní jímky, vodojemy, poÏární nádrÏe, retenãní nádrÏe a nádrÏe âOV. OVÁLN É NÁDRÎE S K L Á DA N É

NádrÏe jsou sloÏené z krajních pÛlkruhov˘ch dílÛ o vnitfiním prÛmûru 5 m s vloÏen˘mi „U“ díly o ‰ífii 2,5 m (Obr. 2). Stavebnicov˘ systém oválné nádrÏe umoÏÀuje sestavit nádrÏ o délce aÏ 30 m s v˘robními v˘‰kami nádrÏe 2, 2,5 a 3 m. V plá‰ti nádrÏe lze zhotovit prostupy, nebo pfiímo pfii v˘robû zabetonovat vloÏky s tûsnûním pro napojovací potrubí. Do nádrÏe lze osadit betonovou dûlicí pfiíãku, vybavit ji stupadly a kotvicími deskami pro osazení technologie. Tyto nádrÏe jsou pouze 14

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

STAVEBNÍ

v uzavfieném provedení a slouÏí jako velkokapacitní zásobníky vody, poÏární a retenãní nádrÏe. OBDÉLNÍKOVÉ NÁDRÎE SKLÁDANÉ Tyto nádrÏe jsou sloÏeny s krajních dílcÛ a vloÏen˘ch „U“ dílÛ. Mají vnitfiní ‰ifiku 2,30 m a je moÏné sestavit nádrÏ o délce 30 m. V˘‰ka základních dílcÛ je variantnû 2,68 nebo 3,18 m. V plá‰ti nádrÏe lze zhotovit prostupy, nebo pfiímo pfii v˘robû Obr. 3 Sestava skládané nádrÏe kruhové a obdélníkové ORL na 250 l/s, Carrefour Ústí nad Labem a) montáÏ, b) dokonãen˘ systém Fig. 3a Set of a circular and rectangular reservoir ORL on 250 l/s, Carrefour Ústí over the Elbe a) Assembling, b) Competed system

KONSTRUKCE STRUCTURES

zabetonovat vloÏky s tûsnûním pro napojovací potrubí. Do nádrÏe lze osadit betonovou dûlicí pfiíãku, vybavit ji stupadly a kotvicími deskami pro osazení technologie. NádrÏe jsou uzavfiené a slouÏí jako odluãovaãe kalu, odluãovaãe ropn˘ch látek na vût‰í prÛtoky, DUN. Stavební v˘hody prefabrikovan˘ch nádrÏí spoãívají v kvalitû objektu, nenároãné pfiípravû stavby a zejména v rychlosti v˘stavby. Kvalita Ïelezobetonové konstrukce je dána továrním zpracováním, technologií v˘roby a její kontrolou. PouÏitá betonová smûs je tfiídy C35/45-3b. Vysoce pfiesné velkorozmûrové prefabrikáty se spojují systémem svorníkÛ a vkládaného tûsnûní. Smontovaná nádrÏ nepotfiebuje Ïádné dobetonávky, díky systému konstrukce má okamÏitû statickou pevnost a je moÏné ji zahrnout. Obr. 4 Systém monolitick˘ch celistv˘ch prefabrikovan˘ch nádrÏí ORL IKEA Bratislava Fig. 4 System of monolithic compact prefabricated reservoirs ORL IKEA Bratislava

Pfiíprava pro stavbu nevyÏaduje nároãné postupy. Staãí vyhloubená odvodnûná stavební jáma s urovnan˘m ‰tûrkov˘m loÏem. Doba v˘stavby je velmi krátká. Podle velikosti a ãlenitosti nádrÏí se pohybuje od 2 do 4 pracovních dnÛ. Stavba je provádûna formou kompletní dodávky. V‰echny systémy nádrÏí jsou vybaveny tûsnûn˘mi ‰achtov˘mi vstupy pro zarovnání stavby a upraveného terénu. NádrÏe lze zevnitfi továrnû povrchovû upravit potfiebn˘m nátûrov˘m systémem. Firma DYWIDAG Prefa Lysá nad Labem uvedená zafiízení vyrábí a zároveÀ zaji‰Èuje kompletní dodávku - odbornou montáÏ vãetnû dopravy. Souãástí sluÏeb je technická pomoc a inÏen˘rsk˘ servis zákazníkÛm. PÛvodní v˘robní dokumentace byla pfiepracována firmou Pontex, s. r. o., tak, aby odpovídala âSN a EN a splÀovala poÏadavky Kap. 18 TKP MDS âR. NádrÏe jsou certifikovány TZUS Praha. Proces fiízení jakosti v˘roby je certifikován dle âSN EN ISO 9002:1995.

a)

Jaroslav Svoboda DYWIDAG Prefa Lysá nad Labem, a. s. Jedliãkova 1190/1, 289 22 Lysá nad Labem tel: 0325 510 034(-5) fax: 0325 551 326 e-mail: [email protected]

b)

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

15

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

REKONSTRUKCE

A INTENZIFIKACE âOV ROZTOKY U PRAHY RECONSTRUCTION AND INTENSIFICATION OF THE WASTEWATER TREATMENT PLANT IN ROZTOKY BY PRAGUE LU Dù K P OL Áâ E K Problematika budování staveb v blízkosti toku fieky Vltavy. Stavební spoleãnost POHL CZ, a. s., buduje v souãasné dobû stavby, jejichÏ realizace byla a je v˘znamnû ovlivnûna blízkostí vodního toku Vltavy. Jednou z tûchto staveb je rekonstrukce a intenzifikace mûstské ãistírny odpadních vod v Roztokách u Prahy.

The article deals with erection of constructions along the Vltava River. The building company POHL CZ, a. s., is currently building constructions whose erection has been influenced by the vicinity of the Vltava River. One of these constructions is the reconstruction and intensification of the municipal waste-water treatment plant in Roztoky by Prague.

Zhotovitelem díla s navrhovanou kapacitou 20 000 ekvivalentních obyvatel je POHL CZ, a. s., která provádí dodávku stavební ãásti, a Esox DPC, spol. s r. o., Liberec, která jako nositel licence ‰achtové aktivace Deep Shaft dodává technologickou ãást díla. KONCEPCE ¤E·ENÍ âistírna je navrÏena jako dvoustupÀová, mechanicko-biologická. V mechanickém stupni budou pfiedãi‰tûny pouze spla‰kové odpadní vody. Takto pfiedãi‰tûné vody jsou poté vedeny spoleãnû s anaerobnû pfiedãi‰tûn˘mi vodami z prÛmyslové ãistírny podniku ICN (b˘val˘ V˘zkumn˘ ústav antibiotik) na biologick˘ stupeÀ. Biologick˘ stupeÀ je charakterizován pouÏitím ‰achtové aktivace Deep Shaft, pouÏité jako nitrifikátor v tzv. R-D-N systému ãi‰tûní. Znamená to, Ïe linku biologického stupnû doplÀují denitrifikace, regenerace kalu a odplynûní aktivaãní smûsi za hlubokou ‰achtou. Separace kalu bude zaji‰tûna na stávajících dosazovacích nádrÏích. Po zahu‰tûní kalu na mûstské ãistírnû bude odvodnûní kalu provedeno na sousední prÛmyslové âOV v ICN. T E C H N O LO G I E P R O VÁ D ù N Í Obvyklé stavební objekty realizované pfii obdobn˘ch rekonstrukcích âOV byly v tomto pfiípadû doplnûny o objekt hloubkové ‰achty Deep Shaft (Obr. 1), hloubky 60 m a hloubeného prÛmûru 6,1 m. V âeské republice jde teprve o ãtvrt˘ pfiípad, kdy byla jako nitrifikátor vyuÏita hloubková ‰achta se v‰emi jejími v˘hodn˘mi vlastnostmi, zejména úsporou zastavûného místa, vy‰‰í úãinností a v neposlední fiadû i omezením nepfiíjemn˘ch pachÛ v okolí ãistírny. Pfied realizací stavby byla geologie a hydrogeologie v místû hloubení ‰achty ovûfiena vrty. Bylo zji‰tûno, Ïe v místû hloubení se do cca -11 m nacházejí naváÏky a silnû zvodnûlé písky rÛzného chaObr. 1 Deep Shaft. Pohled ze dna ‰achty, v hloubce 60 m, k jejímu okraji Fig. 1 Deep Shaft. View of the shaft edge from the shaft bottom at the depth of 60 m

16

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

STAVEBNÍ

rakteru. Hladina podzemní vody kopíruje v místû stavby hladinu Vltavy. Od úrovnû -11 m aÏ po dno ‰achty, tj. do -60 m, bylo zastiÏeno skalní podloÏí – zvûtralá aÏ slabû rozpukaná bfiidlice se siln˘mi pfiítoky podzemní vody. S ohledem na zji‰tûné geologické a hydrogeologické podmínky byla zvolena technologie hloubení. V prvé fázi byly po obvodu ‰achty provedeny pfievrtávané piloty o prÛmûru 0,63 m z betonu B20, s vetknutím cca 1 m do zdravého skalního podloÏí. OdtûÏování zeminy po úroveÀ skalního podloÏí poté probíhalo pod ochranou pfieObr. 2 Îelezobetonové nádrÏe odplynûní Fig. 2 Reinforced concrete vent tanks

vrtávan˘ch pilot bez obvykl˘ch problémÛ s podzemní vodou a vyplavováním naváÏek a pískÛ. Po odtûÏení zeminy bylo provedeno dotûsnûní pfievrtávan˘ch pilot injektáÏí polyuretanovou pryskyfiicí. Toto opatfiení spoleãnû s vetknutím pilot do skalního podloÏí zaji‰Èovalo maximální omezení prÛniku spodní vody do budovaného díla. Hloubení ve skalním podloÏí probíhalo za pomocí trhacích prací. Provizorní obezdívka ‰achty byla provedena z dÛlní v˘ztuÏe KC-O-14 a stfiíkaného betonu BAUMIT TORKRET S. Vlastní hloubení i následné provádûní definitivní konstrukce Deep Shaft z vodostavebného betonu HV12 a HV8 velmi ztûÏovalo pronikání

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 3 Kruhová dosazovací nádrÏ Fig. 3 Circular bearing tank

podzemní vody pfiitékající do díla puklinami ve skalním podloÏí. Tyto pfiítoky dosahovaly pfii dohlubování ‰achty hodnot aÏ 35 ls-1. I pfies komplikace s pfiítoky podzemní vody, které provádûní ‰achty provázely, byl stavební objekt dokonãen v dohodnutém termínu a kvalitû. Následnû byly v otevfiené stavební jámû postaveny jako zcela nové objekty, navazující na ‰achtu Deep Shaft, Ïelezobetonové nádrÏe odplynûní a regenerace z vodostavebného betonu (Obr. 2). Pro rekonstrukci ostatních stávajících Ïelezobetonov˘ch nádrÏí a pro zlep‰ení jejich nepropustnosti a prodlouÏení Ïivotnosti byla zvolena sanace krystalizaãní metodou materiálem LADAX, kter˘ je vyroben na bázi jemného kfiemiãitého písku a speciálních pfiísad. Po jeho aplikaci se vytvofií v pórech a kapilárách betonu nerozpustné krystaly, které se stanou jeho neoddûlitelnou souãástí. Tímto zpÛsobem byla opravena kruhová dosazovací nádrÏ (Obr. 3). Práce na sanaci ostatních nádrÏí dosud probíhají v souladu s dohodnut˘m postupem v˘stavby. Ludûk Poláãek POHL CZ, a. s. NádraÏní 25, 252 63 Roztoky u Prahy tel.: 02 2091 1094(-5), fax: 02 2091 2299 e-mail: [email protected], www.pohl.cz

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

17

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

HLUBOKÉ

·ACHTY âISTÍREN ODPADNÍCH VOD DEEP SHAFTS OF WASTE WATER TREATMENT PLANTS

P E T R V E S E L¯ , V L A D I S L A V B U R E · V posledních deseti letech byly ve mûstech Vla‰im, Stfiíbro, Tábor a Roztoky u Prahy realizovány ãistírny odpadních vod s novou technologií ãi‰tûní DEEP SHAFT PROCESS®. Tato technologie pracuje na principu biologické ãistírny s aktivovan˘m kalem a vyuÏívá pro nitrifikaãní stupeÀ ãi‰tûní tzv. hlubokou ‰achtu namísto rozsáhl˘ch povrchov˘ch nádrÏí. Several new waste water treatment plants in the Czech Republic are using the DEEP SHAFT PROCESS® system for treating effluents. The system replaces large above-ground tanks with an underground deep shaft. These water treatment plants were built in the towns of Vla‰im, Stfiíbro, Tábor and Roztoky by Prague.

v˘ch dílcÛ pfiepáÏek se vûnuje, oproti bûÏn˘m prefabrikátÛm, zv˘‰ená pozornost vyjímání z formy a dal‰ímu transportu, kdy hrozí zv˘‰ené riziko nevratného po‰kození prvkÛ trhlinami. Nev˘hodou oproti monolitick˘m pfiepáÏkám je sníÏená tuhost konstrukce a sníÏená tûsnost pfiepáÏek v místû jejich stykÛ. PfiepáÏky nejsou navrÏeny na jednostranné zatíÏení hydrostatick˘m tlakem. Stejná úroveÀ hladin v obou ãástech je zaji‰tûna pfii provádûní propojovacím prostupem u dna ¤ez ‰achtou

· AC H TA Îelezobetonové ‰achty, které jsou po celé své hloubce zapu‰tûny pod úroveÀ terénu, mají kruhov˘ pÛdorys o vnitfiním prÛmûru 2,5 aÏ 5 m a hloubku 50 aÏ 80 m (Obr. 1). Skládají se z primárního a sekundárního ostûní (obvodov˘ch stûn) a vnitfiních pfiepáÏek. V horní ãásti jsou ‰achty zakonãeny nadzemním objektem – horní nádrÏí. Geologické pomûry jsou u v‰ech realizovan˘ch objektÛ obdobné. V nadloÏí skalního masivu se nacházejí kvartérní sedimenty, které jsou (vzhledem k poloze âOV vût‰inou v nivách fiek) zvodnûlé. ·achty jsou podle kapacity ãistírny svisle rozdûleny jednou nebo dvûma navzájem kolm˘mi pfiepáÏkami tlou‰Èky 250 mm. U vût‰ích ‰achet je jedna pfiepáÏka umístûna symetricky v ose ‰achty, prochází po celé hloubce ‰achty a dûlí ji na dvû samostatné ãásti. Tyto ãásti jsou stejnû jako men‰í ‰achty rozdûleny pfiepáÏkou umístûnou nesymetricky k ose ‰achty. PfiepáÏka je zakonãena ve v˘‰ce cca 2,5 m nade dnem roz‰ífiením ve tvaru kapky. U men‰ích ‰achet se pfiepáÏka navrhuje obvykle monolitická. U vût‰ích ‰achet jsou pfiepáÏky montované z prefabrikovan˘ch dílcÛ. To vede ke zjednodu‰ení tvaru taÏeného bednûní, odstranûní problému taÏení profilÛ s rÛznou tlou‰Èkou, rÛznou intenzitou ochlazování a ke zlevnûní celé stavby. Pfii v˘robû jednotli18

B

60 000

4 900

PÛdorysn˘ fiez 4 900

‰achty. Po osazení vlastní technologie ãistírny je prostup zru‰en a rovnomûrné zaplavení ‰achty je zaji‰tûno samotn˘m provozem ãistírny. ·achty jsou navrÏeny bez plá‰Èové izolace, která by dílo znaãnû prodraÏila. Z tohoto dÛvodu musí b˘t vodotûsnost zaji‰tûna samotnou betonovou konstrukcí v kombinaci s tûsností vlastního skalního masivu. Vodotûsnost sekundárního ostûní musí b˘t oboustranná. To znamená jak ve smûru ze ‰achty ven, aby nedocházelo ke kontaminaci okolí zneãi‰tûnou vodou, tak dovnitfi, aby se nezvy‰ovalo provozní zatíÏení ãistírny. Konstrukce ‰achty je proto navrÏena tak, aby pfii provozním zatíÏení nedo‰lo ke vzniku trhlin v betonu. Sekundární ostûní je navrÏeno Ïelezobetonové z vodostavebného betonu B30 ve tfiídách vodotûsnosti HV8 aÏ HV12 s pfiímûsí polypropylénov˘ch vláken. Po dokonãení je vnitfiní povrch opatfien celoplo‰n˘m systémem povrchové ochrany betonu. Vodotûsnost konstrukce v‰ak závisí pfiedev‰ím na správném technologickém návrhu betonové smûsi a postupu betonáÏe. Tyto faktory v˘raznû ovlivÀují vznik trhlin v prÛbûhu v˘stavby. Pfii technologické nekázni bûhem v˘stavby mohou vzniknout místa se sníÏenou vodotûsností. Vzhledem k vysokému tlaku vody a pouze jednostrannému pfiístupu k po‰kozenému místu je sanace tûchto netûsností sloÏitá. Správnost návrhu a provedení se po zhotovení díla ovûfiuje zkou‰kou vodotûsnosti. HORNÍ NÁDRÎ Horní nádrÏ je obdélníkového pÛdorysu s polokruhov˘mi ãely a vnitfiními dûlicími stûnami, do které dnem ústí hluboká ‰achta. Îelezobetonová nádrÏ má dno tlou‰Èky 500 mm, obvodové stûny 400 mm, pfiepáÏky 250 mm, na polovinû pÛdorysu je pfiekryta deskou o tlou‰Èce 200 mm. Objekt je ãásteãnû situován pod úrovní terénu. Îelezobetonová konstrukce horní nádrÏe je navrÏena stejnû jako ‰achty z vodostavebného betonu. Pracovní spáry s poÏadavkem vodotûsnosti vznikají na styku dna s obvodov˘mi stûnami. Jejich Obr. 1 Schéma konstrukce Fig. 1 Diagram of the structure

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 2 BetonáÏ ‰achty Fig. 2 Concreting of the secondary lining

tûsnost je zaji‰tûna vloÏen˘m pásem z PVC, kter˘ je doplnûn injekãními hadiãkami. Stûny jsou vyztuÏeny hustou vodorovnou v˘ztuÏí. Napjatost stûn pfiedev‰ím ve stfiední ãásti je v˘raznû ovlivnûna smr‰Èováním stûn na dfiíve zhotoveném dnû, kterému je navíc bránûno v posunutí tfiením o zeminu. Dal‰í nepfiíjemnou skuteãností, kterou bylo nutné v návrhu zohlednit, je tuhé podepfiení nádrÏe ve stfiední ãásti ‰achtou vetknutou do skalního podloÏí. P O P I S V ¯ S TAV BY Hloubení jámy pro vlastní ‰achtu se provádí „Novou rakouskou tunelovací metodou“. Jáma se hloubí hornick˘m zpÛsobem a stabilita v˘rubu je zaji‰tûna postupnû budovan˘m primárním ostûním ze stfiíkaného betonu tlou‰Èky 100 mm vyztuÏeného KARI sítí, které se kotví svorníky do skalního masivu. Geotechnické poruchy a pfiítoky vody se injektují. K odvedení zbytkové vody slouÏí svislá drenáÏ, která se provádí zároveÀ s primárním ostûním. Tûmito opatfieními je zabránûno rozstfiíkávání vody na pracovníky a zafiízení pfii dal‰ím hloubení a vnikání vody do díla pfii provádûní vlastní ‰achty. Sekundární ostûní se provádí po zhotovení v˘rubu, zaji‰tûní jámy primárním ostûním na celou hloubku a provedení doãasné sbûrné jímky, která slouÏí k hromadûní a odãerpávání vody pfiivedené drenáÏí. Po osazení klasického bednûní dna a tvarovû sloÏité dolní ãásti ‰achty se zahájí betonáÏ bez vzniku pracovních spár (Obr. 2). Potom se spustí posuvné bednûní, které se zaãne postupnû zalévat betonovou smûsí. Tlou‰Èka stûn se pohybuje v rozmezí 300 aÏ 500 mm a závisí na rozmûrech ‰achty a geologick˘ch pomûrech dané lokality. Postup betonáÏe závisí na rychlosti poãátku tuhnutí betonu. Po 2 aÏ 3 dnech od zahájení betonáÏe je nutné postupné zaplavování spodní ãásti ‰achty vodou, ãímÏ se v˘raznû omezí napûtí od smr‰tûní. Po provedení celé ‰achty se ‰achta na omezenou dobu vyãerpá, aby bylo moÏno provést montáÏ prefabrikovan˘ch pfiepáÏek a kontrolu provedeného díla (Obr. 3). Konstrukce je navrÏena jako jeden dilataãní celek délky 50 aÏ 80 m, kterému je prakticky v celé délce bránûno v posunu tfiením o horninu. Z tohoto B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 3 MontáÏ pfiepáÏek Fig. 3 Mounting of the partition wall

dÛvodu je v návrhu konstrukce na úãinky smr‰tûní a jeho omezení kladen velk˘ dÛraz. V konstrukci je navrÏena pouze jedna pracovní spára a to ve vrcholu ‰achty, kde je na ‰achtu napojen objekt horní nádrÏe. Tato spára je tûsnûná vloÏen˘m prÛbûÏn˘m pásem z PVC. Technologie a postup betonáÏe je navrÏen tak, aby pfii v˘stavbû nevznikaly dal‰í pracovní spáry, které jsou potenciálním místem netûsnosti Ïelezobetonov˘ch objektÛ. V pfiípadû neplánovaného pfieru‰ení kontinuální betonáÏe (v˘padek betonárky, dopravní potíÏe atd.) se provede pracovní spára obdob-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

n˘m zpÛsobem. Z ÁV ù R Lze fiíci, Ïe tyto konstrukce je moÏné jiÏ navrhnout a provést bez závad tûsnosti. Vzhledem ke své malé pÛdorysné plo‰e, konstantním podmínkám ãistícího procesu a ne‰ífiení zápachu do okolí jsou tyto ãistírny i pfies vy‰‰í pofiizovací cenu vhodnou alternativou k âOV se standardní technologií ãi‰tûní. S v˘hodou se tûchto skuteãností vyuÏívá pfii rekonstrukcích zastaral˘ch ãistíren s omezen˘m prostorem a ve stísnûn˘ch areálech prÛmyslov˘ch podnikÛ.

1/2002

Ing. Petr Vesel˘, Ing. Vladislav Bure‰ Statika projekãní kanceláfi, s. r. o. Tovary‰sk˘ vrch 1358/3, 460 01 Liberec tel.: 048 271 0575, e-mail: [email protected]

19

SANACE REHABILITATION

REKONSTRUKCE

VELKÉ PLAVEBNÍ KOMORY V ROUDNICI RECONSTRUCTION OF A NAVIGATION LOCK IN ROUDNICE

PAV E L K A S A L , PAV E L B A R B O R K A Rekonstrukce plavební komory zdymadla z poãátku 20. století. Kamenné obloÏení nahradil speciální beton s úpravou povrchu odsávací vloÏkou pro zv˘‰ení Ïivotnosti konstrukce. Doprava betonu a ãerpadla na beton lodí. ¤ízení rychlosti betonáÏe podle v˘voje penetraãního odporu smûsi. Mimofiádnû dÛkladné o‰etfiování betonu. A reconstruction of a navigation lock of a sluice built in the early 20th century. The revetment was replaced by special concrete with a suction filler on its surface to extend the structure’s durability. Concrete and the concrete pump were transported to the site on a ship. The speed of concreting was controlled by the penetration resistance development of the mix. Concrete was especially carefully processed.

Velká plavební komora je ãástí zdymadla v Roudnici nad Labem. Zdymadlo se dvûma komorami (velkou a malou) a jezem v derivaãním kanálu tvofií plavební stupeÀ, kter˘ byl postaven v letech 1906 aÏ 1914 jako souãást úprav toku Vltavy a Labe z Prahy do Ústí nad Labem. Velká plavební komora byla v provozu beze zmûn od svého vzniku. V poslední dobû jiÏ byla fyzicky opotfiebovaná, technicky zastaralá a neodpovídala aktuálním poÏadavkÛm lodní dopravy ani sv˘mi rozmûry. PÛvodní kamenné obklady stûn plavební komory byly tak po‰kozené, Ïe by vyÏadovaly nákladnou a sloÏitou opravu. Kameny byly uvolnûné a spárami protékala spodní voda (Obr. 1). Bylo proto rozhodnuto, Ïe pÛvodní kamenné obklady stûn plavební komory budou odstranûny a nahrazeny betonem. Komora byla zvût‰ena prodlouÏením ze 146 na 155 m a zvût‰ením ‰ífiky vrat z 11 na 22 m.

Paralelní malá plavební komora zÛstala po dobu celé rekonstrukce plnû provozuschopná. Tato komora je v podstatnû lep‰ím stavu, protoÏe k její rekonstrukci do‰lo jiÏ v roce 1972, kdy byla také prodlouÏena na délku 85 m. POSTUP REKONSTRUKCE Plavební komora byla uzavfiena ‰tûtov˘mi stûnami, ãímÏ vznikla jímka pro rekonstrukãní práce. Zfiizování jímek bylo obtíÏné s ohledem na jejich v˘‰ky a proto, Ïe objekt je zaloÏen na pískovcích. Vetknutí ocelov˘ch ‰tûtovnic do pískovcÛ bylo problematické, pfii jejich zaráÏení bylo nutné pouÏít na doberaÀování v˘bu‰né beranidlo, neboÈ vibraãní beranidlo se ukázalo neúãinn˘m. ·tûtovnice se beranily z vût‰í ãásti beranidly umístûn˘mi na lodi. ·tûtové stûny bylo nutné rozpírat nebo zaji‰Èovat horninov˘mi kotvami. V patû se ãelní stûna vzpírala do pískovcÛ pode

Obr. 1 PÛvodní kamenné obloÏení plavební komory pfied demolicí. Spárami protékala spodní voda. Fig. 1 Former revetment of the navigation lock before demolishion. Groundwater leaked through the joints. Obr. 2 Svûtlej‰í povrch (vlevo) bez pouÏití odsávací vloÏky, tmav‰í povrch (vpravo) s pouÏitím odsávací vloÏky na jednom zku‰ebním bloku Fig. 2 Lighter surface (left) – when the suction filler was not applied, darker surface (right) – when the suction filler was applied on one test block

dnem komory. Rozpûry zasahující do konstrukce betonov˘ch blokÛ dna byly ponechány v betonu a v úrovni dna odfiezány. Pro sníÏení vztlakov˘ch sil na dno a stûny jímky bylo nutné vybudovat protivztlakové studny. Do tûchto studní jsou spodní vody sbírány plo‰nou drenáÏí, poloÏenou pod podkladním betonem. Studny z ocelov˘ch trub jsou vybaveny zafiízením pro jednosmûrné proudûní spodní vody do komory. Poru‰en˘ kamenn˘ obklad komory byl odstranûn. Stávající zdivo bylo pfied betonáÏí plá‰tû v místech pro20

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SANACE REHABILITATION

Obr. 3 Pohled na plavební komoru v prÛbûhu rekonstrukce. Vlevo první vybetonované bloky, vpravo pÛvodní betonová stûna komory po odbourání kamenného obloÏení. Fig. 3 View of the navigation lock during reconstruction. On the left – the first concreted blocks, on the right – the former concrete wall of the lock after pulling down the revetment.

sakující spodní vody utûsnûno injektáÏí polyuretanovou smûsí a povrch odbourané zdi byl oãi‰tûn tlakovou vodou. Novû zhotovená povrchová vrstva betonu nahrazující betonov˘ obklad byla pfiikotvena k pÛvodní konstrukci komory systémem ‰ikm˘ch kotev z oceli 10 425, fixovan˘ch do tûlesa komory objemovû kompenzovanou cementovou zálivkou. Povrchová betonová vrstva je vyztuÏena pouze u líce sítí KARI o prÛmûru prutÛ 8 mm s oky 150 x 150 mm a s krytím 40 mm. Vrstva je rozdûlená do pracovních zábûrÛ délky 10 m a v˘‰ky 7,4 m. Její tlou‰Èka kolísá mezi 320 aÏ 800 mm, pouze v horní ãásti je roz‰ífiena na tlou‰Èku 1800 mm. BetonáÏ pracovního zábûru má jednu pracovní spáru ve v˘‰ce 3,65 m nade dnem plavební komory (Obr. 3). V betonovém plá‰ti je zabudováno nové vystrojení komory. Horní hrana stûny a hrany v˘klenkÛ Ïebfiíku jsou opanB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

céfiovány. Pro ochranu stûn komory pfii proplouvání lodí jsou do nich osazeny svislé ocelové odûrné trámce v rozteãi 15 m. Trámce vystupují 30 mm pfied líc stûny komory. V¯BùR BETONU PoÏadavky na pevnost betonu jsou minimální a plnû je splÀuje beton tfiídy B20. Vysoké poÏadavky jsou v‰ak kladeny na trvanlivost jeho povrchové vrstvy. Jako kritická je hodnocena odolnost betonu proti úãinkÛm mrazu v kombinaci s pÛsobením vody v oblasti kolísání hladiny. Byl proto zvolen beton s mrazuvzdorností T100 se zv˘‰enou vodotûsností. Pro zaji‰tûní poÏadované Ïivotnosti betonov˘ch stûn plavební komory jsme proto pouÏili speciální bednûní, opatfiené povrchovou vrstvou umoÏÀující odsávání pfiebyteãné vody ze zpracované betonové smûsi. SniÏuje se tak vodní souãinitel betonu, obdobnû jako pfii jeho vakuování. Odstranûním vody nepotfiebné pro hydrataãní proces se zmen‰uje pórovitost povrchové vrstvy betonu a v dÛsledku toho také jeho nasákavost. To má pfiízniv˘ vliv na zvy‰ování mrazuvzdornosti betonu. VloÏkou upravené bednûní zabraÀuje vzniku obvykl˘ch dolíãkÛ, které se vyskytují témûfi na v‰ech neupravovan˘ch betonov˘ch povr‰ích. Vliv vloÏky byl v pfiedstihu vyzkou‰en

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

laboratornû na betonu urãeném pro v˘stavbu stûn. Vyrobili jsme zku‰ební stûnu uloÏenou do bednûní s úpravou a bez úpravy odsávací vrstvou (Obr. 2). Po tfiech t˘dnech byla stûna rozfiezána na devût zku‰ebních vzorkÛ o rozmûrech 300 x 300 x 150 mm. Na ‰esti vzorcích byla provedena zkou‰ka vodotûsnosti tak, Ïe byla zastoupena dvû tûlesa bez úpravy povrchu a ãtyfii tûlesa s úpravou povrchu. Voda pÛsobila na kaÏdé tûleso pfies posuzovan˘ povrch po dobu ãtrnácti dnÛ tlakem 0,8 MPa. Po skonãení zkou‰ky byla tûlesa standardním zpÛsobem zlomena a zji‰tûny prÛsaky na v‰ech zkou‰en˘ch tûlesech. Na tûlesech s neupraven˘m povrchem byl zji‰tûn prÛmûrn˘ prÛsak 73 mm, na tûlesech s upraven˘m povrchem byl prÛmûrn˘ prÛsak pouze 14 mm. Z v˘sledkÛ je zfiejmé, Ïe odsávací efekt vloÏky a související zlep‰ení povrchu betonu má v˘znamn˘ vliv na vodotûsnost a souãasnû porozitu upraveného povrchu a povrchové vrstvy betonu. Zb˘vající tfii tûlesa (jedno s neupraven˘m povrchem a dvû s upraven˘mi povrchy) byla podrobena zkou‰ce mrazuvzdornosti 100 zmrazovacích cyklÛ. Po skonãení zkou‰ky byly vzorky vizuálnû posouzeny. Bûhem zmrazování nedo‰lo na Ïádném tûlese k jakémukoliv poru‰ení povrchu.

1/2002

21

SANACE REHABILITATION

B E T O N Á Î S T ù N P L AV E B N Í K O M O R Y Ukládka betonu je vzhledem k dispozici plavební komory a nutnosti zachovat provoz zdymadla komplikovaná. Ukázalo se, Ïe jediná moÏnost dopravy betonu je po vodû. Je tedy nutné autodomíchávaãe a ãerpadla na beton dopravovat do pracovní pozice lodí (Obr. 4). Bezprostfiednû po uloÏení betonu je loì odváÏí zpût k pfiístavní hranû. Pro betonáÏ stûn je pouÏito jednostranné pfiekládané bednûní, v první etapû kotvené do dna plavební komory mechanick˘mi kotvami a pfiitíÏené kamenn˘mi kvádry. Ve druhé etapû (pro vy‰‰í partie stûny) je bednûní kotveno pouze do betonu spodních vrstev. Vzhledem k omezené únosnosti pouÏitého bednûní bylo nutné omezit rychlost betonáÏe. Ta byla stanovena na základû na‰eho kritéria pro tlaãivost ãerstvého betonu na bednûní. Vychází z empirické hodnoty penetraãního odporu stanoveného podle âSN 73 1332 Stanovení tuhnutí betonu. Z v˘voje penetraãního odporu pro aktuální klimatické podmínky byla urãena rychlost betonáÏe a sestaven technologick˘ postup v˘stavby celé stûny. Zpracovaná betonová smûs byla poneObr. 5 Blok stûny s vyústûním obtokového kanálu (dole) do plavební komory Fig. 5 Block of the wall with the outlet of the bypass canal (at the bottom) leading into the navigation lock

22

B

Obr. 4 Pfiístup autodomíchávaãe a ãerpadla byl moÏn˘ jen po lodi Fig. 4 Access of the transit mixer and pump to the site was possible only by ship

strukci zdymadla bude spotfiebováno pfies 10 tis. m3 betonu, témûfi 500 tun v˘ztuÏe a osazeno 1900 kusÛ ocelov˘ch kotev. Rekonstrukci zdymadla provádí Metrostav, a. s., podle projektové dokumentace vyhotovené firmou Aquatis, a. s.

chána dva dny v bednûní a po odbednûní byla stûna ihned zakryta geotextilií, která se po dobu dal‰ích 7 dnÛ soustavnû smáãela vodou. Takto dÛkladné o‰etfiování bylo zvoleno proto, aby se co nejvíce potlaãila tvorba trhlin (Obr. 5). Komplexní rekonstrukce zahrnuje i dal‰í práce, kter˘mi se v tomto ãlánku nezab˘váme. Je to zejména rekonstrukce obou zhlaví, pfiístavba provozní budovy, rekonstrukce velínu a úprava dna koryta fieky pfied a za zdymadlem. Pfii celé rekon-

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Ing. Pavel Kasal Metrostav, a. s., divize 6 Rohansk˘ ostrov, 186 00 Praha 8 tel.: 02 2481 3818, fax: 02 232 4272 e-mail: [email protected] Ing. Pavel Barborka Aquatis, a. s. Botanická 56, 602 00 Brno tel.: 05 4155 4259, fax: 05 4121 1205 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SANACE REHABILITATION

OPRAVA

MOSTOVKY KORUNY HRÁZE VODNÍHO DÍLA ORLÍK – DIAGNOSTICK¯ PRÒZKUM RECONSTRUCTION OF THE DECK OF THE CREST OF THE ORLÍK DAM – DIAGNOSTIC SURVEY

TOMÁ· MÍâKA PrÛbûh rekonstrukce mostovky koruny hráze VD Orlík opût potvrdil, Ïe jedním ze základních vstupÛ pro rozhodování o zpÛsobu, resp. rozsahu rekonstrukce jakéhokoliv díla, je podrobn˘ diagnostick˘ prÛzkum zamûfien˘ nejen na urãení pfiíslu‰n˘ch materiálov˘ch charakteristik základních materiálÛ, ale pfiímo i prÛzkum zamûfien˘ na urãení rozsahu uvaÏované rekonstrukce. The reconstruction process of the deck of the crest of the Orlík Dam has proved again that one of the basic inputs into decision making on the method and/or scope of a reconstruction of any structure is a detailed diagnostic survey. Such a survey should aim at defining not only the appropriate material characteristics of basic materials, but also the scope of the assumed reconstruction. Na podzim roku 2001 byla dokonãena první ãást rozsáhlé rekonstrukce zamûfiené na opravu koruny hráze Vodního díla Orlík. Generálním zhotovitelem stavby byla firma Sangreen, s.r.o., která stavbu provedla na základû projektové dokumentace zpracované firmou Pontex, s.r.o., pro sdruÏení investorÛ Povodí Vltavy a ¤SD âR. Tento ãlánek je vûnován pfiípravné fázi rekonstrukce, právû ukonãené etapû stavby se budeme vûnovat v nûkterém z pfií‰tích ãísel ãasopisu. PrÛbûh prací opût dokumentoval nezbytnost zji‰tûní kvality betonu jednotliv˘ch konstrukcí pro urãení zpÛsobu bouracích prací, zji‰tûní zpÛsobu vyztuÏení urãit˘ch prÛfiezÛ, zji‰tûní hloubky degradace betonu v postiÏen˘ch oblastech aj. I pfies provedení pomûrnû podrobné anal˘zy objektu se v rámci zadávací dokumentace nepodafiilo podchytit stoprocentnû v‰echny skuteãnosti. V˘razné podcenûní diagnostického prÛzkumu by v‰ak mûlo za následek nejen v˘razné zdrÏení doby opravy, ale i neúmûrné zv˘‰ení nabídkové ceny, v nûkter˘ch pfiípadech i sníÏení kvality provádûn˘ch prací. Tûmto problémÛm se i díky provedenému diaB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

gnostickému prÛzkumu podafiilo pfiedejít. STRUâN¯

POPIS P¤EMùTNÉHO

OBJEKTU

Hráz VD Orlík je tvofiena pfiímou, gravitaãní, betonovou pfiehradou. V˘‰ka mostovky nad nejniωím bodem základu je 91,5 m, délka koruny hráze je 450 m. V podélném smûru je hráz rozdûlena na 33 dilataãních (vzájemnû oddûlen˘ch) celkÛ s nepravidelnou ‰ífikou od 7 do 16 m. Mostovka na korunû hráze umoÏÀuje pfievedení pozemní komunikace III. tfiídy. (Obr.1) P ¤ Í â I N Y O P R AV Y K O R U N Y H R Á Z E NejzávaÏnûj‰í pfiíãinou rozhodnutí o opravû a tedy i o provedení diagnostického prÛzkumu bylo v˘razné zatékání do tûlesa hráze jak nekvalitní hydroizolací, tak i dilataãními spárami. Tyto závady doprovázela rozsáhlá degradace betonu mostovky, zejména v okolí jefiábové dráhy, dilataãních závûrÛ atd. Neménû dÛleÏit˘m dÛvodem byla v˘razná deformace vozovkového a chodníkového souvrství, dále pak i poruchy jefiábové dráhy bránící jejímu provozu bez omezení zatíÏitelnosti.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

Obr. 1 Pohled na komunikaci III. tfiídy probíhající na korunû hráze Fig. 1 View of a 3rd class road running along the dam crest

Tyto závady doprovázely jiÏ zcela klasické poruchy bûÏné u obdobn˘ch dûl, jako nedostateãná tlou‰Èka krycí vrstvy, v˘razná koroze nosné i konstrukãní v˘ztuÏe s oslabením prÛfiezÛ do 20 % plochy. ROZSAH

DIAG NOSTIC KÉ HO

P R Ò Z K U M U A P O U Î I T É M E T O DY

Diagnostick˘ prÛzkum byl pfiipravován ve spolupráci se zadavatelem (Povodí Vltavy) a jeho provedení bylo rozloÏeno do tfií let nejen s ohledem na ãasovou i finanãní nároãnost prÛzkumu, ale i s ohledem na to, Ïe rozsah a jednotlivé diagnostické postupy byly upravovány na základû jiÏ proveden˘ch etap s cílem dosáhnout co nejpfiesnûj‰ích údajÛ o zkoumané konstrukci. O rozsahu opravy bylo rozhodnuto na základû podrobn˘ch prohlídek konstrukcí doprovázen˘ch akustick˘m trasováním ocelovou kuliãkou vãetnû pofiízení podrobné fotodokumentace a zakresle23

SANACE REHABILITATION

ním po‰kození do podrobn˘ch mapov˘ch podkladÛ. Pfied provádûním prohlídek byla samozfiejmû provedena podrobná anal˘za projektové dokumentace z doby provádûní stavby a v‰ech mûfiení a prÛzkumÛ, které byly na hrázi do souãasné doby provedeny. Tato anal˘za byla doplnûna porovnáním pÛvodní projektové dokumentace s geodetick˘m zamûfiením stávajícího stavu. Kvalita betonu (válcová a krychelná pevnost) v‰ech rozhodujících konstrukcí byla zji‰Èována tvrdomûrnou metodou Schmidtov˘m sklerometrem s upfiesnûním zkou‰kou v tlaku na odebran˘ch v˘vrtech. U v‰ech v˘vrtÛ byl zároveÀ proveden podrobn˘ popis struktury betonu, zji‰tûní objemové hmotnosti, hutnosti a pomocí ultrazvukové impulsové metody stanoven modul pruÏnosti na základû mûfiení pfiístrojem Pundit. Pro stanovení zpÛsobu sanace betonov˘ch konstrukcí byla provedena zkou‰ka stanovení hloubky karbonatace betonu roztokem pfiípravku Rainbow indicator (Obr. 2), pfiítomnost voln˘ch chloridov˘ch iontÛ Cl v betonu byla zji‰Èována metodou Rapid chlorid test. Obû polní zkou‰ky byly provádûny pomocí pfiístrojÛ dánské fy Germann s vyuÏitím jejich metodiky. Tato mûfiení byla vyhodnocována v pfiímé souvislosti se zji‰Èovanou tlou‰Èkou betonové krycí vrstvy v˘ztuÏe. Tato tlou‰Èka byla zji‰Èována pomocí pfiístrojÛ Profometer 3D fy Proseq a Ferroscanner fy Hilti. Rozhodující konstrukce a prÛfiezy byly na základû zji‰tûn˘ch skuteãn˘ch rozmûrÛ a materiálov˘ch charakteristik staticky

posouzeny v souladu s pfiíslu‰n˘mi âSN. U havarijní jefiábové dráhy (Obr. 3), kde v˘‰kové rozdíly mezi obûma kolejemi v konkrétních fiezech dosahovaly aÏ 50 mm (Obr. 4), byly v˘‰e uvedené diagnostické postupy doplnûny rozsáhl˘m geodetick˘m sledováním pohybÛ jednotliv˘ch blokÛ hráze ve v‰ech smûrech pfii rÛzn˘ch zatíÏeních a rÛzn˘ch klimatick˘ch podmínkách. Dále zde byla provedena statická zatûÏovací zkou‰ka rozhodujících prÛfiezÛ hráze a mostních konstrukcí, které podporují jefiábovou dráhu. Pfiípadné negativní úãinky bludn˘ch proudÛ byly analyzovány základním korozním prÛzkumem s vyuÏitím metodiky ve smyslu TP 124 MDS âR „Základní ochranná opatfiení pro omezení vlivu bludn˘ch proudÛ na mostní objekty a ostatní betonové konstrukce pozemních komunikací…“ Poslední zkou‰kou vyvolanou zji‰tûn˘mi závadami v oblastech extrémního zatékání byla identifikace gelu vznikajícího reakcí alkálií s kamenivem ASR (RAK) v betonové konstrukci pomocí uranylacetátové fluorescenãní metody s vyuÏitím roztoku slabû radioaktivního izotopu uranu.

14 12 10 8 pH 6 4 2 0

V¯SLEDKY 0

1

2

3 4 5 6 Hloubka [mm]

■ protivodní trám ▲ pH = 9,6

7

8

9

Diagnostick˘m prÛzkumem byla prokázána nezbytnost rozhodnutí o provedení opravy mostovky vodního díla a upfiesnûn rozsah opravy vãetnû stanovení objemÛ rozhodujících materiálÛ. Tak jako tomu bylo i u ostatních pfiedcházejících prÛzkumÛ, které v‰ak nebyly zamûfieny na anal˘zu poruch koruny hráze, bylo na základû zkou‰ek ovûfiujících kvalitu betonu jednotliv˘ch prvkÛ

■ povodní trám

Obr. 2 Pfiíklad vyhodnocení hloubky karbonatace Fig. 2 Sample evaluation of the depth of carbonation

24

DIAG NOSTIC KÉ HO

PRÒZKUMU

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 3 Pohled na jefiábovou dráhu Fig. 3 View of the crane track

shledáno, Ïe pevnost betonu od doby v˘stavby díla pomûrnû v˘raznû narÛstá a v souãasné dobû dosahuje vy‰‰ích pevností o jednu aÏ dvû tfiídy. V pfiímé souvislosti se vzrÛstající pevností dochází i k zvy‰ování modulÛ pruÏnosti jednotliv˘ch betonÛ. Polními zkou‰kami ovûfiujícími fyzikálnû-chemické vlastnosti betonu bylo ovûfieno, Ïe zásadní pfiíãinou hloubkové degradace betonu v exponovan˘ch prÛfiezech není nasycení betonu chloridov˘mi ionty z rozmrazovacích prostfiedkÛ ãi nedostateãná hodnota pH betonu, ale pouze úãinky v˘razn˘ch prÛsakÛ sráÏkové vody, která nemá moÏnost z mostovky odtéci. Na základû anal˘zy poruch zji‰tûn˘ch v oblastech úloÏn˘ch prahÛ ocelov˘ch mostÛ jefiábové dráhy byly provedené zkou‰ky doplnûny zkou‰kou za úãelem identifikace gelu vznikajícího reakcí alkálií s kamenivem. V˘sledkem zkou‰ky bylo zji‰tûní, Ïe pfiíãinou pouÏití slabû reaktivního tûÏeného kameniva a zadrÏení sráÏkové vody na úloÏn˘ch prazích dochází k objemov˘m zmûnám betonu, které se projevují charakteristick˘mi trhlinami. Komplex mûfiení a zatûÏovacích zkou‰ek ovûfiující pfiíãiny poruch jefiábové dráhy stanovil, Ïe dominantní pfiíãinou poruch je nekvalitní upevnûní kolejnic jefiábové dráhy a deformace betonového loÏe. Zásadní neoãekávané deformace cel˘ch blokÛ ãi mostních objektÛ zji‰tûny nebyly. Proveden˘m základním korozním prÛzkumem nebyla zji‰tûna zv˘‰ená pfiítomnost bludn˘ch proudÛ v tûlese hráze

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SANACE REHABILITATION

40

■ rozdíly v˘‰ek koljnic – rok 1999

30

■ v˘‰ka kola nad kolejnicí – rok 1999

20

■ rozdíly v˘‰ek Rozdíly v˘‰ek kolejnic jefiábové dráhy [mm], V˘‰ka kola nad kolejnicí pfii odlehãení [mm]

kolejnic – rok 2000

10

■ v˘‰ka kola 0

nad kolejnicí – rok 2000

-10

■ rozdíly v˘‰ek kolejnic – rok 2000 (se zatíÏením)

-20

■ v˘‰ka kola -30 0

50

100

150

200

250

300

nad kolejnicí – rok 2000 (se zatíÏením)

Staniãení jefiábové dráhy [m]

Obr. 4. Vliv osazení kolejnic na pojezd jefiábu Fig. 4 The impact of placing of rails for crane travel

jících prÛfiezech. Anal˘za úãinkÛ zatíÏení na pfiedmûtné konstrukce byla provádûna prostfiednictvím metody koneãn˘ch prvkÛ na upfiesnûn˘ch v˘poãetních modelech.

a stanoven˘ stupeÀ ochrann˘ch opatfiení ã. 3 dle tab. 1 TP 124 nevyÏaduje v rámci opravy provedení zvlá‰tních konstrukãních opatfiení. Statické v˘poãty zatíÏitelnosti, které byly provedeny vesmûs metodikou dovolen˘ch namáhání pro mostní objekty, neprokázaly sníÏení únosnosti v rozhodu-

Z ÁV ù R Proveden˘ diagnostick˘ prÛzkum byl zcela zásadním podkladem nejen pro rozhodování o zpÛsobu ãi rozsahu opravy pfiedmûtného díla, ale i konkrétnû pro zpracování projektové dokumentace pro v˘bûr dodavatele, kde byl pomûrnû pfiesnû specifikován soupis prací.

Obecnû je nezbytné konstatovat, Ïe prostfiedky vloÏené do diagnostického prÛzkumu u‰etfií investorovi finanãní prostfiedky urãené na opravu díla. Podcenûní diagnostického prÛzkumu pak vede k prodluÏování doby opravy a neúmûrnému zvy‰ování ceny opravy. Ing. TomበMíãka Pontex, spol. s r. o. Bezová 1658, 147 14 Praha 4 – Braník tel.: 02 4406 2244, fax: 02 4446 1038 e-mail: [email protected]

ZVÍKOV Pozdûji narozen˘m ãtenáfiÛm si dovolujeme pfiipomenout, jak vypadala krajina na soutoku Vltavy a Otavy pfied napu‰tûním Orlické pfiehradní nádrÏe. Snímek jsme pfievzali z publikace „Letem ãesk˘m svûtem“, kterou vydalo Vilímkovo nakladatelství v roce 1899. Hrad Zvíkov, zaloÏen˘ na zaãátku 13. století, není z betonu, fieknete. Zkusme si pfiedstavit, jak bude vypadat pfiehradní hráz nádrÏe za 9 století, tj. okolo roku 2860. Budou její zbytky a krajina za nimi také tak malebná jako zfiíceniny zvíkovské? Pfií‰tí ãíslo ãasopisu bude vûnováno sanacím. Uvidíme, co jsme schopni udûlat pro zachování krásy betonov˘ch staveb. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

25

SANACE REHABILITATION

SANACE

USAZOVACÍCH NÁDRÎÍ DOOR MAINTENANCE OF SEDIMENTATION BASINS DOOR

JI¤Í P¤ÍHODA Dobou vzniku mÛÏeme usazovací nádrÏ DOOR v pískovnû Stfieleã u Jiãína zafiadit do 70t˘ch let minulého století a zpracováním betonu do hor‰ího prÛmûru. The origin of the DOOR sedimentation basin in the sand pit in Stfieleã near Jiãín dates back to the 1970’s; with its processing of concrete it belongs to a lower average.

Obr. 1 Pohled na nádrÏe Fig.1 View of the basins

NádrÏe jsou v provozu prakticky nepfietrÏitû, i kdyÏ byly poru‰eny na mnoha místech trhlinami, kter˘mi prosakovala z vnitfiku voda (Obr. 3). Statické posouzení a zhodnocení technického stavu provedla projekãní kanceláfi Statika z Liberce. Systém smr‰Èovacích trhlin je prokreslen celou tlou‰Èkou stûn (tl. 700 mm), a to ve vzdálenostech 2 aÏ 5 m, coÏ pfii 100 m délky obvodu pfiedstavuje kolem 30 trhlin v kaÏdé nádrÏi. Kromû tûchto trhlin jsou nádrÏe poru‰eny mnoha dal‰ími uωími trhlinami, bez viditelného systému, ãásteãnû v místû pracovních spár. V roce 1994 byla provedena oprava nástfiikem cementové malty (torkrétem) v tlou‰Èce 10 aÏ 20 mm. U koruny byl stfiíkan˘ beton vyztuÏen Kari sítí. Tato úprava byla témûfi v celém rozsahu oddilatována. Tam, kde jiÏ nástfiik opadal, bylo moÏné jiÏ prost˘m pohledem zjistit velmi nízkou kvalitu betonu. Podle proveden˘ch tlakov˘ch zkou‰ek se beton pohybuje na spodní hranici pro tfiídu B12,5 podle âSN 73 1201. Dal‰í zkou‰ky zjistily velmi nízk˘ stupeÀ karbonatace. Z posudku kanceláfie Statika dále vyplynula doporuãená opatfiení pro opravu a také fakt, Ïe celkov˘ stav nádrÏí není natolik havarijní, aby musely b˘t strÏeny. Bylo konstatováno, Ïe je moÏné provést jejich efektivní opravu. Byla navrÏena celková sanace klasick˘mi materiály, a to sanaãními maltami s adhezními

mÛstky, provedení tlakové injektáÏe trhlin z vnitfiní i vnûj‰í strany a doplnûní pruÏnou stûrkou. Pro zlep‰ení statické funkce nádrÏí byla navrÏena prstencová v˘ztuÏ u koruny s pfiedpûtím. V˘hodou pfii stanovení metodiky sanace byl velmi flexibilní pfiístup investora, kter˘ netrval na jediném v˘kladu sanaãních technologií, ale naopak vyÏadoval více moÏností. Pro vypu‰tûní a sanaci nádrÏí bylo k dispozici velmi málo ãasu, pouze dva t˘dny dovolen˘ch. Pfii stanovení zpÛsobu utûsnûní nádrÏí DOOR investor vyhodnotil krystalizaãní verzi ochrany a sanaci tûchto betonÛ jako ideální, a to jak ve schopnosti splnit ãasov˘ limit, tak i v men‰í nákladnosti. Pro tento typ sanace je v˘hodou trvanlivost krystalické ochrany betonu, neboÈ krystalizace pracuje v prÛbûhu ãasu dále na dotûsÀování v mase betonu. Základním zadáním tedy bylo zastavení protékající vody trhlinami a obecnû stûnami nádrÏí a ochrana betonu proti dal‰ímu naru‰ení. Návrh sanace byl zpracován jako krystalizaãní nástfiik H-Krystal z obou stran konstrukce po odstranûní torkretÛ a dÛkladném oãi‰tûní nánosÛ tlakovou vodou 230 atm. Dále do‰lo k vysekání v‰ech dilatují-

Obr. 3 Usazeniny vyplavovaného vápníku Fig. 3 Sediments of outwashed lime

Obr. 2 NádrÏ DOOR C po vypu‰tûní Fig. 2 Basin DOOR C after discharge

Tfii nádrÏe DOOR (Obr. 1) jsou propojeny jímkami odvádûjícími vodu z pfiepadÛ. Jejich vnitfiní prÛmûr je 30 m a hloubka je 5 aÏ 6,8 m. V kuÏelovitém dnû se pohybují hrabla (Obr. 2), která usazen˘ jíl dopravují ke stfiedu nádrÏe, odkud se jíl posunuje do kalolisÛ. Odkalená voda se pfies pfiepady opût svádí do úpravny. 26

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SANACE REHABILITATION

Stûny byly pokryty Izochranem a neustále mlÏeny, coÏ je pfii tûchto sanacích prioritní úkol. Po sanaci vnitfikÛ nádrÏí jsme pfie‰li na vnûj‰í plá‰È, kde jsme jiÏ pracovali pod tlakem vody. Povrch vnûj‰í ãásti nádrÏí byl velmi silnû degradován mrazov˘mi cykly. Nezbylo tedy nic jiného, neÏ osekat cca 50 mm zniãeného betonu a teprve potom na slu‰nûj‰í beton pouÏít H-Krystal. V˘hodou bylo, Ïe nádrÏe mûly velmi silnou krycí vrstvu betonu, a to 80 a více mm. Obr. 4 âásteãnû vysekané spáry s prvním nástfiikem krystalizace Fig. 4 Joints partially cut out with the initial crystallization spray

cích smr‰Èovacích trhlin do hloubky 0,1 aÏ 0,15 m a uloÏení expanzních tûsnûní do krystalicky zpracovaného prostfiedí s dotûsnûním HydraPlugy z obou stran konstrukce. Jako poslední krok bylo navrÏeno oplá‰tûní konstrukce z vnûj‰í strany odsazené cca 0,1 m, aby byly potlaãeny objemové zmûny. Obr. 6 Pohled na opravená hrabla a krystalick˘ nástfiik stûny H-Krystalem pfied napou‰tûním Fig. 6 View of repaired pokers and crystaline spray of wall with H-Crystal before filling of the basin

Obr. 5 Stfiíkání krystalizace – 1. fáze Fig. 5 Spraying crystallization – 1st phase

Obr. 7 Detail staÏení s hlubok˘m vysekáním smr‰Èovací spáry Fig. 7 Detail of shrinking with deep cutting of the shrinkage joint

V korunû byly nádrÏe staÏeny ocelov˘mi pásy s pfiedpûtím, coÏ provádûli odborníci ze Zakládání staveb, a. s. (Obr. 7). Zdá se, Ïe pro sanace vodohospodáfisk˘ch staveb tohoto typu je pravdûpodobnû vhodnûj‰í tento krystalick˘mi materiály zpracovan˘ systém, v na‰em podání ,,Hydra systém“. Je bliωí kanadskému ãi americkému sanaãnímu názoru neÏ evropskému, resp. nûmeckému systému co nejv˘konnûj‰ích adhezních mÛstkÛ, kter˘ nepostihuje vÏdy pfiíãiny jevu. Pfii této velmi obtíÏné sanaci s námi v˘bornû spolupracovala liberecká firma Makro, která sanaci zavr‰ila oplá‰tûním nádrÏí (Obr. 8).

Nemuseli jsme tedy nahrazovat beton, protoÏe pfii pouÏití krystalizace je moÏné díky vyplnûní kapilár ponechat pouze 10 mm vrstvu, a pfiesto je v˘ztuÏ dobfie kryta.

Jifií Pfiíhoda ACD, s. r. o. Radlická 97, 150 00 Praha 5 tel./fax: 02 5155 2286, 0603 416 763 www.artesacd.cz

Pracovní spáry, které byly vymyté nebo s nesoudrÏn˘m betonem, byly také vysekány a dotûsnûny (Obr. 4). Pokud byla odhalena v˘ztuÏ, byla oãi‰tûna vodou, drátûn˘mi kartáãi a nastfiíkána krystalizací HKrystal, pfietmelena HydraPlugem B a opût pfiestfiíkána krystalizací (Obr. 5). Tímto zpÛsobem je moÏno bez pouÏití adhezních mÛstkÛ vytvofiit náhradu ãásti konstrukce s pasivaãním efektem, a to na velmi dlouhou dobu (krystalizace zcela vyváÏe vodu z konstrukce a koroze se zastaví). Bûhem sanace v letním období bylo nutné dlouhodobû chránit krystalizaci pfied vyschnutím, a tím pfied nefunkãností. Obr. 8 NádrÏe DOOR v novém kabátû Fig. 8 DOOR basins in new image B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

27

EKOLOGIE ECOLOGY

SMùRNICE

PRO STAVBY V POVOD≈OVÉM ÚZEMÍ GUIDELINES FOR CONSTRUCTIONS IN FLOOD AREAS

J A R O S L AV S O L A ¤ , DAR JA SKU LI NOVÁ PovodÀové katastrofy, ke kter˘m do‰lo v minul˘ch letech na Moravû a v severov˘chodních âechách, ukázaly, Ïe v˘stavbu v oblastech, které jsou povodnûmi ohroÏeny, je nutno regulovat. Na základû zku‰eností z tûchto povodní je moÏno formulovat podmínky, které mohou vylouãit pfiípadné ztráty na lidsk˘ch Ïivotech a majetku, nebo alespoÀ toto riziko omezit na minimum. Flood events which occurred in Moravia and North East Bohemia in recent years have shown that construction in flood areas must be controlled. Based on experience from these floods, it is possible to formulate conditions which can either eliminate the risk of loss of life and property, or limit this risk to a minimum. Na Stavební fakultû V·B-TU Ostrava byl zpracován grantov˘ projekt, jehoÏ cílem je vypracování Smûrnice k fie‰ení technick˘ch opatfiení k zamezení nebo podstatnému omezení vzniku povodÀov˘ch ‰kod. Smûrnice bude posléze závazn˘m právním pfiedpisem, kter˘m se budou fiídit pfiíslu‰né stavební úfiady a stavebníci v povodÀovém území. Regulace v˘stavby v povodÀovém území bude analogická regulaci v˘stavby na poddolovaném území [1]. V˘stavba bude povolena za podmínky, Ïe pfiíslu‰n˘ objekt bude technicky zaji‰tûn pfiedepsan˘m zpÛsobem tak, aby následky povodnû nebyly buìto Ïádné, nebo aby vzniklé ‰kody byly odstranitelné technicky a ekonomicky pfiijateln˘m zpÛsobem a nedocházelo pfiitom k ohroÏení zdraví a Ïivota uÏivatelÛ objektÛ. V oblastech, kde oãekávaná v˘‰ka povodÀové hladiny nebo rychlost vodního toku neumoÏní realizaci pfiimûfien˘ch stavebních opatfiení, nebude v˘stavba povolena. RovnûÏ tak v pfiípadech, pokud by zaplavením objektÛ (zejména prÛmyslov˘ch a zemûdûlsk˘ch) do‰lo k ohroÏení Ïivotního prostfiedí, naru‰ení základních funkcí území, nebo nedodrÏení bezpeãnostních podmínek - tzn. poÏadavkÛ na únik a záchranu osob nebo zvífiat a na zachování nouzového provozu vybran˘ch objektÛ po nezbytnû nutnou dobu. V rámci tohoto pfiíspûvku se ome28

B

zíme pouze na struãnou formulaci obecn˘ch technick˘ch zásad, které se t˘kají objektÛ pozemních staveb se zamûfiením na zdûné a panelové objekty. VYBRANÉ

O B E C N É Z Á S A DY

P R O N AV R H O VÁ N Í S TAV E B V POVOD≈OV¯CH OBLASTECH

Z dÛvodu sníÏení úãinkÛ povodÀového proudu se doporuãuje orientovat objekty buìto krat‰í stranou pÛdorysu kolmo k pfiedpokládanému smûru proudu, nebo rohem tak, aby byly vytvofieny co nejpfiíznivûj‰í podmínky pro obtékání objektu vodním proudem. Tûmto podmínkám je tfieba pfiizpÛsobit také tvar a vzájemné uspofiádání sousedních objektÛ, které nesmí vytváfiet souvislé protivodní stûny nebo kouty s nebezpeãím vzniku vodních vírÛ. Hloubka zaloÏení bude zv˘‰ena tak, aby podmínka stability objektu proti posunutí celkov˘m tlakem i sání vodního proudu byla splnûna i pfii nejvy‰‰ím pfiedpokládaném odplavení (denudaci) terénu v okolí posuzovaného objektu. OkamÏitá nezámrzná hloubka vzhledem k úrovni denudovaného terénu není rozhodující, neboÈ se pfiedpokládá, Ïe po povodni bude okolí objektu uvedeno do pÛvodního stavu. Je-li zvût‰ení hloubky zaloÏení technicky a ekonomicky nároãné, posoudí se moÏnost zaloÏit objekt na pilotách. Na staveni‰tích s velkou v˘‰kou povodÀové vlny je nejúãinnûj‰ím protiopatfiením zfiízení 1. nadzemního podlaÏí objektu nad zadanou v˘‰kou hladiny povodÀové vlny. U nepodsklepen˘ch objektÛ lze omezit velikost vodního tlaku a úãinky nárazu plovoucího bfiemene ponecháním volného prostoru pod 1. nadzemním podlaÏím. U podsklepen˘ch objektÛ se doporuãuje vytvofiení prostorovû tuhé krabicové suterénní konstrukce, která se posoudí na úãinky vyplavení i posunutí pfii zadané hloubce denudace terénu. Zvlá‰tní pozornost je tfieba vûnovat spojení nadzákladov˘ch konstrukcí se základy. Nosn˘ systém musí mít dostateãnou prostorovou tuhost. Provázání vodorovn˘ch nosn˘ch konstrukcí se ztuÏujícími stûnami musí zamezit fietûzovému zfiícení konstrukce. Prostorovû nejodolnûj‰í jsou ztuÏující systémy se stfiednicovou rovinou podéln˘ch stûn rovnobûÏnou s pfiedpokládan˘m smûrem vodního proudu ETON

• TEC

H NOLOG I E

a s podéln˘mi stûnami uspofiádan˘mi v pfiíãném smûru symetricky. Vodorovné ztuÏující systémy stropních a stfie‰ních konstrukcí vytváfiejí nejspolehlivûji monolitické deskové konstrukce nebo konstrukce s uzavfien˘m systémem podéln˘ch a pfiíãn˘ch ztuÏujících vûncÛ, které tvofií vodorovn˘ rám. Obvodové stûny v dosahu povodÀové vlny nesmí b˘t navrÏeny z materiálÛ, jejichÏ fyzikálnû-mechanické vlastnosti se pÛsobením vody mûní (napfi. nepálené zdicí materiály na bázi zemin – vepfiovicové zdivo, pórobeton apod.). Pfiíãky se nemusí dimenzovat na úãinek povodÀové vlny, lze pfiipustit jejich zhroucení a obnovu po povodni. Obnova montovan˘ch pfiíãek by nemûla b˘t problematická a zdûné pfiíãky vysychají pfiirozenû dlouhou dobu. V˘‰kovou úroveÀ podlah, tedy osazení objektu do terénu, je tfieba navrhovat s pfiihlédnutím k v˘‰ce povodÀové vlny. Pokud je to technicky moÏné, mají b˘t dimenzovány na vztlak vodního sloupce vzniklého v dÛsledku povodÀové vlny. Stejnû tak ve‰kerá technologická zafiízení, která jsou urãena pro v˘robu nebo i pro provoz objektÛ (strojovny v˘tahÛ, skladovací plochy, elektrorozvodny, transformovny, zásobníky apod.), se mají v˘‰kovû umístit nad úroveÀ pfiedpokládané povodÀové vlny atd. Pro dilatování objektÛ se pfiimûfienû pouÏijí ustanovení stávajících norem. S ohledem na moÏnost nerovnomûrného sedání objektÛ v závislosti na druhu zemin v podzákladí je moÏno dilataãní celky zkrátit. Dilataãní spáry je tfieba chránit tak, aby v dÛsledku nárazu povodÀové vlny nemohly b˘t vyplnûny drobn˘mi pfiedmûty, které by mohly omezit jejich funkci. Pfiíspûvek byl zpracován s podporou v˘zkumného zámûru CEZ 29005 „V˘stavba na povodÀov˘ch územích“.

• KONSTR

Literatura: [1] âSN 73 0039 Navrhování objektÛ na poddolovaném území. Základní ustanovení, 1989 Ing. Jaroslav Solafi, Ing. Darja Skulinová, Ph.D. Stavební fakulta V·B-TU Ostrava Ludvíka Podé‰tû 1875, 708 33 Ostrava-Poruba tel.: 069 699 1301, fax: 069 699 1355 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

1/2002

MATERIÁLY MATERIALS

AND

A

TECHNOLOGIE TECHNOLOGIES

POPÍLEK

DO BETONU VYHOVUJÍCÍ âSN EN 206-1 FLY ASH F OR CONC R ETE M E ETI NG TH E DE MAN DS OF THE CZECH STANDARD âSN EN 206-1 MILAN MY·KA PrÛvodním jevem prÛmyslového rozvoje b˘valého âeskoslovenska a extenzivní spotfieby elektfiiny bylo spalování rÛzn˘ch druhÛ fosilních paliv, popfi. odpadÛ pfii v˘robû elektrické energie a tepla. Kromû fiady ekologick˘ch aspektÛ, které jsou dnes odstraÀovány, s tím souvisel i vznik velkého mnoÏství popílku. Statistiky nelichotivû hovofií o âeskoslovensku jako o zemi s nejvût‰í produkcí popílku v pfiepoãtu na jednotku plochy i na poãet obyvatel. An accompanying phenomenon of in development of the former Czechoslovakia and its extensive electric energy consumption was burning various types of fossil fuels, or wastes produced in electric energy and heat manufacture. It was connected with production of large amounts of fly ash, in addition to other ecological aspects which are currently being removed. Statistics show former Czechoslovakia critically as a country with the highest fly ash production per area unit and population. Jednou ze zaveden˘ch moÏností racionálního zpÛsobu uÏití ãásti produkce elektrárenského popílku a vlastnû i likvidace odpadu stále je‰tû velkého produkovaného objemu, je jeho zpracování pro zlep‰ení urãit˘ch základních vlastností betonu nebo k docílení jeho nûkter˘ch speciálních vlastností. Popílek jako velmi jemná sloÏka mÛÏe v prvé fiadû pfiispût k optimalizaci granulometrie pouÏitého kameniva ve skladbû betonu jako pfiímûs druhu I a v pfiípadû pucolánov˘ch vlastností mÛÏe za definovan˘ch podmínek nahradit i urãit˘ podíl cementu jako pfiímûs druhu II. Popílek jako aktivní pfiímûs pro v˘robu betonu (pfiímûs druhu II) je ve smyslu § 10 zákona ã. 22/1997 Sb. o technick˘ch poÏadavcích na v˘robky a o zmûnû a doplnûní nûkter˘ch zákonÛ a § 5 nafi. vl. ã. 178/1997 Sb. ve znûní nafi. vl. ã. 81/1999 Sb. stanoven˘m v˘robkem, a proto podléhá v˘robkové certifikaci. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Bezpeãnost popílku z hlediska obsahu pfiírodních radionuklidÛ musí souãasnû odpovídat tab. 2, pfiíl. ã. 11 vyhl. SÚJB ã. 184/1997 Sb. o poÏadavcích na zaji‰tûní radiaãní ochrany. Z tûchto legislativních opatfiení vypl˘vá závazná povinnost v˘robce popílku peãovat o kvalitu v˘robku vãetnû systému jakosti a kontroly v˘roby a pro zpracovatele popílku pouÏívat jen takové popílky, které splÀují uvedenou legislativní povinnost ve vazbû na pfiíslu‰nou normu v˘robku a úãel pouÏití. Z pohledu nové betonáfiské normy âSN EN 206-1 Beton – âást 1: Specifikace, vlastnosti, v˘roba a shoda se jedná o prokázání shody vlastností popílku pfiedev‰ím jako pfiímûsi druhu II s poÏadavky specifikovan˘mi v âSN EN 450 Popílek do betonu – Definice, poÏadavky a kontrola jakosti nebo v pfiípadû jeho pouÏití jako pfiímûsi druhu I (jako kameniva – fileru) s poÏadavky v pfiipravované prEN 12620:2000 Kamenivo do betonu, kdy je tfieba, aby i pro tento úãel byla s ohledem na konkrétní dávky popílku respektována kritéria pro jeho jakost podle âSN EN 450. K VA L I TA P O P Í L K U P O D L E âSN EN 450 Tato EN nahradila v roce 1996 ãeskou normu âSN 72 2064 Popílek jako aktivní sloÏka do betonu, Materiálov˘ list z roku 1985 a v souãasné dobû je jedin˘m urãen˘m dokumentem, podle kterého lze prokázat vhodnost popílku jako pucolánové pfiímûsi druhu II pro v˘robu betonu a konstrukcí vyhovujících nové betonáfiské normû âSN EN 206-1. Norma stanovuje poÏadavky pro chemické a fyzikální vlastnosti popílku vãetnû postupÛ kontroly jakosti a kritérií shody. Popílek je zde definován jako jemn˘ prá‰ek z kulovit˘ch sklovit˘ch ãástic mající pucolánové vlastnosti, sestávající pfieváÏnû z SiO2 a Al2O3 a obsahující nejménû 25 % aktivního SiO2. Popílek ve smyslu této normy je produktem spalování prá‰kového antracitu, ãerného ãi hnûdého uhlí a je zachycován v elektrostatick˘ch nebo mechanic-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

k˘ch odluãovaãích z plynÛ topeni‰È jako velmi jemnû zrnit˘ prá‰ek. Zrnitost popílku je závislá na pouÏit˘ch odluãovaãích. Z mechanick˘ch odluãovaãÛ je popílek obvykle hrub‰í – obsahuje více neÏ 20 hm. % zrn vût‰ích neÏ 0,09 mm (sypná hmotnost 900 aÏ 1200 kgm-3), z elektrostatick˘ch odluãovaãÛ – obsahuje ménû neÏ 20 hm. % zrn vût‰ích neÏ 0,09 mm (sypná hmotnost asi 800 kgm-3). Popílek je ve své podstatû odpad a jako kaÏd˘ odpad mÛÏe vykazovat promûnlivé chemické, mineralogické i granulometrické sloÏení podle druhu spalovaného uhlí, lokality (typ kotlÛ a technické fie‰ení spalování) a zpÛsobu odluãování. Popílek z ãerného uhlí má obvykle men‰í variabilitu vlastností a je tedy kvalitativnû vhodnûj‰í pfiímûsí do betonu neÏ popílek z hnûdého uhlí. V âR ov‰em vzniká aÏ 80 % elektrárenského popílku z hnûdého uhlí. VÏdy je tfieba zohlednit skuteãnost, Ïe i kdyÏ popílek normativnû vyhovuje v˘‰e citovaném pfiedpisu, projevuje se pfii jeho zpracování urãitá variabilita jeho vlastností v rÛzn˘ch dodávkách. Také nestejná pucolánová aktivita popílku ve vazbû na mineralogické skladby cementÛ od rÛzn˘ch v˘robcÛ obvykle ovlivní obsah skuteãnû potfiebného mnoÏství zámûsové vody a tedy reologické vlastnosti pfiipravovaného betonu. V tab. 1 jsou pfiehlednû sefiazeny v‰echny charakteristické poÏadavky na popílek ve smyslu jeho pouÏití jako pfiímûsi druhu II podle âSN EN 450. RovnûÏ jsou uvedena hlavní kritéria pro pouÏití popílku jako fileru – pfiímûsi druhu I podle prEN 12620. Pro srovnání jsou zafiazeny i technické poÏadavky na popílek pro v˘robu popílkov˘ch smûsí dle nedávno pfiijaté âSN 72 2072-3 Popílek pro stavební úãely – âást 3: Popílek pro v˘robu popílkov˘ch smûsí, která nahradila pfiedchozí normu âSN 72 2065 Popílek jako neaktivní sloÏka do betonu, Materiálov˘ list z roku 1985. Podle uvedené nové národní normy ov‰em nelze obecnû prokázat vhodnost popílku jako sloÏky betonu vyhovujícího âSN EN 206-1.

1/2002

29

MATERIÁLY MATERIALS

Vlastnost dle zpÛsobu uÏití popílku

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

Jednotka

Pucolánová pfiímûs druhu II âSN EN 450 max. 5,0 1) max. 3,0 – max. 0,10 max. 1,0 2) – max. 40 3)

Filer jako kamenivo, pfiímûs druhu I prEN 12620 – max 0,8 1,0 0,03/0,06/0,15 6) – – –

Pro v˘robu popílkov˘ch smûsí âSN 72 2072-3 max. 8,0 max. 3,0 – max. 0,1 – max. 2,5 –

Ztráta Ïíháním % hm. Obsah SO3 % hm. Obsah celkové síry % hm. Obsah chloridÛ v pfiepoãtu na Cl% hm. Obsah volného CaO % hm. Obsah celkového CaO % hm. Jemnost, zbytek na sítû 0,045 mm % hm. 7) Sítov˘ rozbor, zbytek na sítû: 1 mm 10 – 30 0,2 mm % – – 35 – 60 0,063 mm 5 – 25 Sítov˘ rozbor, propad na sítû: 2 mm 100 0,125 mm % – 85 – 100 – 0,063 mm 70 – 100 Obsah aktivního SiO2 % hm. min. 25 – – Obsah SiO2 % hm. – – min. 40 7) Obsah Fe2O3 % hm. – – 7,0 Obsah alkálií, pfiepoãet na Na2O % hm. – – 1,5 7) Objemová stálost (roztaÏnost) mm max. 10 2) – vyhovuje Index úãinnosti po 28 (90) dnech % min. 75 popfi. 85 – – max. ± 150 4) – min. 2.000 7) Mûrná hmotnost (tolerance) kgm-3 Mûrn˘ povrch m2kg-1 – – 300 7) Zkrácení poãátku tuhnutí minuta – – max. o 15 7) ProdlouÏení doby tuhnutí minuta – – max. o 240 7) Hmotnostní aktivita Ra226 Bqkg-1 max. 200 5) – max. 200 5) Vysvûtlivky k tabulce z odkazÛ a poznámek uveden˘ch norem: 1) Na národní úrovni je dovoleno pouÏívat popílky se ztrátou Ïíháním aÏ do 7 % hmotnosti. 2) Popílek s obsahem volného oxidu vápenatého více neÏ 1,0 % hmotnosti, ale ménû neÏ 2,5 % hmotnosti, je pfiijateln˘ za pfiedpokladu, Ïe vyhoví poÏadavkÛm na objemovou stálost. 3) Jemnost mletí popílku nesmí kolísat o více neÏ ±10 % z prÛmûrné hodnoty, která je stanovena za pfiedem dané ãasové období v˘robcem. 4) Tolerance od prÛmûrné hodnoty uvádûné v˘robcem. 5) Limit hodnoty stanoven Vyhlá‰kou SÚJB ã. 184/1997 Sb. 6) Maximální hodnoty pro pfiedpjat˘, Ïelezov˘ a prost˘ beton vodou rozpustn˘ch Cl- k hmotnosti celkového kameniva. 7) Smûrná hodnota podle âSN 72 2072-3

Tab. 1 Základní poÏadavky na popílek do betonu a pro v˘robu popílkov˘ch smûsí Tab. 1 Basic demands on fly ash for concrete and production of fly ash mixes

POPÍLEK

Z POHLEDU

P¤EDCHOZÍCH BETONÁ¤SK¯CH

âSN EN 206-1 Doposud bylo podle pfiedchozích norem pro v˘robu betonu âSN 73 2400 Provádûní a kontrola betonov˘ch konstrukcí nebo âSN P ENV 206 Beton. Vlastnosti, v˘roba, ukládání a kritéria hodnocení umoÏnûno pouÏívání popílku jako pfiímûsi do betonu nebo jeho sloÏky za pfiedpokladu, Ïe vyhovoval národním

NOREM A NOVÉ

30

B

nor- mám nebo pfiedpisÛm. V âeské republice se jednalo pfiedev‰ím o dvû normy z fiady âSN 72 2060:1985 Popílky pro stavební úãely, a to âSN 72 2064 a âSN 72 2065. Tyto jiÏ zru‰ené dokumenty specifikovaly základní technické poÏadavky na popílek jako aktivní a neaktivní sloÏky betonu v limitních hodnotách chemického sloÏení, fyzikálních vlastností a obsahu pfiírodních radionuklidÛ. Pokud popílek vyhovoval v‰em stanoven˘m kritériím, byl pfiedpoklad, Ïe pfii vhodné volbû dávky nebudou negativnû ovlivnûny stavebnû dÛleÏité charakteristiky betonu, Ïelezobetonov˘ch konstrukcí a ani jejich trvanlivost. Norma âSN 73 2400 stanovovala dal‰í upfiesÀující podmínku pouÏití popílku provûfiením jeho ETON

• TEC

H NOLOG I E

vlivÛ v konkrétních podmínkách v˘roby a dopravy formou prÛkazní zkou‰ky betonové smûsi a betonu s pozdûj‰ím doplnûním podmiÀujících kritérií ve Zmûnû 4 z roku 1992 (poÏadavky napfiíklad na max. dávku popílku 100 kg pro m3 betonu, max. hodnotu vodního souãinitele 0,65 a jiné). Norma âSN P ENV 206 podrobnûji specifikovala, Ïe popílek nesmí obsahovat ‰kodlivé látky v mnoÏství, které by mohlo nepfiíznivû ovlivnit trvanlivost betonu nebo bylo pfiíãinou koroze v˘ztuÏe. Popílek s prokázanou pucolanitou (dfiíve byl ãastûji uÏíván termín latentnû hydraulická aktivita) mohl b˘t podle âSN 73 2400 pouÏit i jako ãásteãná náhrada cementu, a to opût pouze podle v˘sledkÛ prÛkazních zkou‰ek. Podle âSN P ENV 206, v které byl systém návrhu skladby betonu zaloÏen na splnûní rÛzn˘ch kritérií, jako je napfiíklad maximální vodní souãinitel a minimální mnoÏství cementu pro splnûní podmínky trvanlivosti betonu s ohledem k agresivitû prostfiedí, bylo moÏno s pucolánov˘mi vlastnostmi popílku uvaÏovat za podmínky, Ïe národní normy a pfiedpisy upravují, jak˘m zpÛsobem lze zmûnit stanovená limitní kritéria skladby betonu pro splnûní podmínky trvanlivosti betonu. Takov˘ obecn˘ postup v na‰ich pfiedpisech ale nebyl dosud k dispozici. Nová norma âSN EN 206-1 podmiÀuje pouÏití v‰ech sloÏek pro beton pfiedpokladem, Ïe jejich vhodnost je prokázána pro specifikované pouÏití, to znamená, Ïe existuje pfiíslu‰ná evropská norma pro uvaÏovanou sloÏku betonu. Tato podmínka se vztahuje i na pfiímûsi do betonu, kde popílek, pokud vyhoví âSN EN 450, je deklarován jako pfiímûs druhu II s obecnû prokázanou vhodností. Tato obecná vhodnost je‰tû ale neznamená moÏnost jeho pouÏití v jakémkoli pfiípadû a pro kaÏdé sloÏení betonu. ZÛstává poÏadavek, Ïe konkrétní pouÏití popílku a jeho mnoÏství musí b˘t ovûfieno pfii prÛkazních zkou‰kách, neboÈ kromû pevnosti mÛÏe nepfiimûfiená dávka popílku ovlivnit i jiné vlastnosti betonu s ohledem na poÏadavek jeho trvanlivosti. Obecná metodika tûchto prÛkazních zkou‰ek je popsána v Pfiíloze A nové normy, a napfi. pro stavby pozemních komunikací je konkretizována v Kap. 18 TKP MDS âR. V nové âSN EN 206-1 byl dán dÛraz na fie‰ení trvanlivosti betonu s ohledem na podmínky prostfiedí, ve kterém bude uloÏen. Byla pfiepracována klasifikace vlivu

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

MATERIÁLY MATERIALS

prostfiedí na beton vãetnû jeho oznaãování a doplnûno fie‰ení této problematiky urãit˘mi parametry betonu, a to maximálním vodním souãinitelem, minimálním obsahem cementu a pfiípadnû pevnostní tfiídou betonu. V pfiípadû pÛsobení stfiídavého mrazu a rozmrazování téÏ stupnûm provzdu‰nûní. Doporuãené mezní hodnoty pro jednotlivé stupnû vlivu prostfiedí pfii pouÏití portlandského cementu (CEM I) a pro Ïivotnost 50 let jsou uvedeny v Tabulce F.1 informativní Pfiílohy F (autorem upravené znûní je v tab. 2). Novû zavádûn˘m prvkem v âSN EN 206-1 je moÏnost pro popílek vyhovující âSN EN 450 pouÏití koncepce k-hodnoty. Zavedení tohoto parametru umoÏÀuje Tab. 2 Upravená informativní Tab. F.1 z pfiílohy F normy âSN EN 206-1 (Doporuãené mezní hodnoty pro sloÏení a vlastnosti betonu pfii zavedení koncepce k-hodnoty) Tab. 2 Modified information Table F.1 from the Appendix F of the Czech Standards âSN EN 206-1 (Suggested limit values for the composition and properties of concrete when introducing the concept of k-value)

Bez X0 XA3 Maximální vodní souãinitel 0,45 Minimální pevnostní tfiída betonu C35/45 Minimální obsah cementu [kg/m3] 360 Minimální obsah vzduchu [%] Maximální obsah popílku [kg/m3] Minimální obsah cementu CEM I 32,5 u k-hodnoty [kg/m3] Minimální obsah cementu CEM I 42,5 a vy‰‰í tfiídy u k-hodnoty [kg/m3] Jiné poÏadavky a)

B

C12/15

vzít v úvahu pro v˘poãet vodního souãinitele (hmotnostní pomûr voda/cement) upraven˘ vztah ve formû voda/(cement + k x pfiímûs), respektive umoÏÀuje redukci doporuãeného minimálního obsahu cementu stanovenou v informativní Pfiíloze F nové normy. Tím se vytváfií urãit˘ regulovan˘ prostor pro úpravu mezních hodnot v návrhu skladby betonu (napfi. uvedené min. dávky cementu) ve vztahu k jednotliv˘m stupÀÛm agresivity prostfiedí pfii zachování poÏadavku na trvanlivost betonu. Je potfieba zdÛraznit, Ïe parametry k-hodnoty v nové normû jsou prokázány jen pfii souãasném pouÏití portlandského cementu (CEM I) podle âSN EN 197-1. PouÏití koncepce k-hodnoty s jin˘mi druhy cementÛ se pfiitom ale nevyluãuje za podmínky, Ïe byla prokázána jejich vhodnost. V souãasné dobû se diskutuje v rámci normalizaãní komise SK1-TNK 36 roz‰ífiení citované Pfiílohy F ve formû Národní pfiílohy nebo dodatku, kterou by bylo umoÏnûno za definovan˘ch podmínek pouÏití i portlandsk˘ch smûsn˘ch cementÛ (CEM II/A-S a CEM II/B-S) podle âSN EN 197-1. Tím by byla splnûna jedna z poÏadovan˘ch obecn˘ch podmínek prokázání jejich vhodnosti pro v˘robu betonu dle âSN EN 206-1 z hle-

Koroze zpÛsobená karbonatací XC1 XC2 XC3 XC4

—

0,65

AND

0,60

0,55

C20/25 C25/30 C30/37

0,50

Stupnû vlivu prostfiedí Koroze zpÛsobená chloridy XD1 XD2 XD3

0,55

0,55

C30/37 C30/37 C30/37

0,45

C35/40

A

TECHNOLOGIE TECHNOLOGIES

diska jeho trvanlivosti. K dal‰í diskusi ale zÛstane otevfiená otázka pouÏití k-hodnoty a pfiípadného prokázání jejích parametrÛ ve vazbû na tyto cementy. V pfiipravované zmûnû se její soubûÏné pouÏití s jin˘mi druhy cementu neÏ CEM I nedovoluje, a to z dÛvodu nedostateãn˘ch zku‰eností. Koncepce k-hodnoty v normû âSN EN 206-1 byla metodicky zpracována jak pro sledovan˘ popílek podle âSN EN 450, tak i pro kfiemiãit˘ úlet podle prEN 13263:1998 a souãasnû je zde uveden návod pro stanovení této hodnoty i pro jiné typy pfiímûsí. Skuteãná hodnota k pro úpravu mezních hodnot bude potom záviset na konkrétním typu pfiímûsi a pouÏitém cementu. Maximální mnoÏství popílku jako pfiímûsi druhu II, které lze v souãasné dobû uvaÏovat u koncepce k-hodnoty s cementem druhu CEM I, musí vyhovovat hmotnostnímu pomûru: popílek/cement = 0,33. To znamená, Ïe pfii doporuãen˘ch mezních hodnotách minimálního obsahu cementu pro jednotlivé stupnû vlivu prostfiedí v rozmezí od 260 do 340 kg/m3 se jedná o dávky popílku 85 aÏ 112 kg/m3 betonu. JestliÏe bude do betonu pfiidáno na základû v˘sledkÛ prÛkazní zkou‰ky vût‰í mnoÏství

XF1

0,55

Koroze cykly mrazu XF2 XF3 XF4

0,55

0,50

0,45

Chemicky agresivní prostfiedí XA1 XA2

0,55

0,50

C30/37 C25/30 C30/37 C30/37

C30/37 C30/37

300

—

260

280

280

300

300

300

320

300

300

—

—

—

—

—

—

—

—

—

4,0

4,0

4,0

—

——

—

85

92

92

99

99

99

105

99

99

105

112

99

——

—

248

264

264

280

280

280

296

280

280

296

312

280

——

—

236

248

248

260

260

260

272

260

260

272

284

260

——

a)

320

a)

340

a)

kamenivo podle prEN 12620:2000 s dostateãnou mrazuvzdorností

2-

320

síranovzdorn˘ cement b)

Pokud není beton provzdu‰nûn, mají se vlastnosti betonu zkou‰et podle pfiíslu‰né zku‰ební metody ve srovnání s betonem, u kterého byla prokázána odolnost proti

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

31

MATERIÁLY MATERIALS

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

popílku, neÏ je uveden˘ limit, pak se pfieb˘vající ãást ale nesmí brát v úvahu pro v˘poãet souãinitele voda/(cement + k x popílek) ani pro stanovení minimálního obsahu cementu pro dané prostfiedí. Pro beton obsahující cement CEM I 32,5 je dovoleno pouÏít hodnoty k = 0,2 a pro cementy CEM I 42,5 a vy‰‰í hodnoty k = 0,4. Pfii úpravû skladby betonu zavedením k-hodnoty se musí respektovat podmínka, Ïe doporuãen˘ minimální obsah cementu (pro pfiíslu‰n˘ stupeÀ vlivu prostfiedí v Pfiíloze F nové normy), se mÛÏe sníÏit maximálnû o mnoÏství k x (minimální obsah cementu – 200) [kgm-3], av‰ak mnoÏství (cement + popílek) nesmí b˘t men‰í, neÏ je minimální obsah cementu poÏadovan˘ pro specifikované prostfiedí. Napfiíklad pfii pouÏití maximální dávky popílku 99 kg/m3 s cementem CEM I 32,5 pro stupeÀ prostfiedí s minimálním doporuãen˘m obsahem cementu 300 kg/m3, mÛÏe b˘t sníÏena dávka cementu o 20 kg/m3. V pfiípadû cementu CEM I 42,5 a tfiídy vy‰‰í je to o dvojnásobek, tedy o 40 kg/m3. Koncepci k-hodnoty se nedoporuãuje pouÏít pro beton obsahující kombinaci popílku se síranovzdorn˘m cementem CEM I pro stupnû vlivu prostfiedí XA2 a XA3 se síranov˘m pÛsobením. Takov˘ cement je na na‰em trhu k dispozici podle specifikace podnikov˘ch norem jednotliv˘ch v˘robcÛ, ale pfiipravuje se norma âSN 72 2123 Síranovzdorn˘ cement – SloÏení, specifikace a kritéria shody, která obsahuje technické parametry podle návrhÛ pfiíslu‰né EN. Návrh normy je toho ãasu v prvním pfiipomínkovém fiízení. TRVAN LIVOST

A VLASTNOSTI

B E T O N U V S O U V I S LO S T I S POUÎITÍM POPÍLKU

Vliv pfiímûsi popílku na jednotlivé vlastnosti ãerstvého i ztvrdlého betonu byl v minulosti sledován z nejrÛznûj‰ích hledisek pfii celé fiadû velmi podrobn˘ch vy‰etfiování, kdy nejstar‰í se datují pfied více jak 50 lety [1]. Nejãastûji se v rÛzn˘ch zprávách a textech o popílku konstatuje, Ïe jeho pfiídavek v optimální dávce a vhodné kvalitû zlep‰uje díky kulovitému tvaru ãástic zpracovatelnost ãerstvého betonu, pfiispívá téÏ k lep‰í soudrÏnosti ãerstvého betonu a k jeho men‰í náchylnosti na rozmí‰ení pfii dopravû a zpracování. Pfii pfiekroãení 32

B

ovûfiené optimální dávky popílku byla ãasto zaznamenána zv˘‰ená spotfieba zámûsové vody, neboÈ její ãást se spotfiebuje k adsorpci na povrchu zrn popílku. Tato vynucená dávka vody vlivem vysokého podílu cementov˘ch zrn a popílku v‰ak obvykle vedla po urãité dobû k tzv. bleedingu - odluãování vody vlivem následné sedimentace zrn v suspenzi a k uvolnûní relativnû ãisté vody na povrch betonu. Tuto sedimentaci zrn zpÛsobuje jednak flokulace zrn (zrna cementu a popílku se vlivem pfiitaÏliv˘ch sil a polarity vody spojují do vût‰ích celkÛ a pak rychleji sedimentují) a jednak nadmûrné mnoÏství vody v suspenzi (se zvy‰ujícím se vodním souãinitelem vzrÛstá míra bleedingu). Bez souãasného uÏití plastifikaãních pfiísad do betonu mohou tak b˘t podstatnû ovlivnûny koneãné vlastnosti ztvrdlého betonu a jeho trvanlivost. Popílek pfiedev‰ím ovlivÀuje tvorbu, strukturu a mnoÏství cementového kamene, kter˘ je nejslab‰ím ãlánkem betonu s ohledem na jeho trvanlivost. Dfiíve obvykle doporuãovaná dávka popílku nemûla pfiekraãovat podíl 10 hm. % cementu a rovnûÏ se doporuãovalo dávku upravit nejen podle mnoÏství cementu ale i s ohledem na velikost max. zrna pouÏitého kameniva. Napfiíklad za optimální mnoÏství v‰ech tuh˘ch ãástic ve skladbû betonu s velikostí do 0,25 mm (cement, jemné podíly zrn kameniva a pfiímûsi) pro urãité zrno kameniva napfi. Dmax = 8 mm se povaÏovalo 525 kgm-3, pro Dmax = 16 mm to bylo 450 kgm-3 [2]. Dal‰ím ãasto uvádûn˘m poznatkem je, Ïe popílek s pucolánov˘mi vlastnostmi pfii souãasné ãásteãné úspofie cementu zvy‰uje dlouhodobé pevnosti betonu, jeho odolnost v chemicky agresivním prostfiedí a Ïe nezhor‰uje odolnost vÛãi mrazov˘m cyklÛm [1]. Jedním ze základních kritérií pro posouzení trvanlivosti betonu je jeho odolnost vÛãi prÛniku vody. BûÏnû se prokazuje v betonáfiské praxi zkou‰kou vodotûsnosti ztvrdlého betonu, resp. odolností proti prÛniku tlakové vody. Z hlediska pórové struktury betonu lze povaÏovat za v˘znamnûj‰í hodnocení souãinitelem vnitfiní propustnosti. Vodonepropustnost betonu je závislá na objemu a distribuci makropórÛ a kapilár (na pórové struktufie) v cementovém kameni. Rozhodující pro prÛchod vody úãinkem tlakového gradientu jsou otevfiené kapiláry vût‰í neÏ ETON

• TEC

H NOLOG I E

10–7 m, men‰í póry prÛchod vody neumoÏÀují. Proto sníÏením mnoÏství makrokapilár lze docílit vy‰‰í vodotûsnosti. To lze technologicky ovlivnit hutností a podílem cementového kamene, ke kterému mÛÏe pfiispût právû limitovaná pfiímûs vhodného popílku. Pfiedpokladem je zaji‰tûní nízké hodnoty vodního souãinitele, dokonalé zhutnûní ãerstvého betonu a jeho fiádné o‰etfiování. Nelze ale opomenout i dal‰í moÏnosti jako je aplikace hydrofobních pfiísad a vhodn˘ch polymerÛ. Bylo téÏ prokázáno, Ïe vy‰‰í tûsnost povrchov˘ch vrstev betonu vlivem pfiímûsi popílku, ale jen v jeho optimální dávce, pfiíznivû ovlivÀuje proces karbonatace ztvrdlého betonu a reverzibilní smr‰tûní betonu [2]. Naopak ãetné experimentální sledování vlivu elektrárenského popílku jako pfiímûsi druhu I (v ãásteãné náhradû za drobné kamenivo) na propustnost povrchov˘ch vrstev ztvrdlého betonu neprokázalo utûsnûní kapilárního systému ve struktufie betonu zrny jemného popílku. Vy‰‰í dávky popílku vedly ke sníÏení odolnosti betonu vÛãi tlakové vodû [3]. Dobré zku‰enosti jsou s pouÏitím popílku pro betonování masivních konstrukcí, kde se pouÏívají buì cementy s nízk˘m hydrataãním teplem, tj. smûsné s min. mnoÏstvím slínku. Jinou moÏností je úprava v˘voje nárÛstu pevnosti a hydrataãního tepla pfiídavkem popílku. Pro zaji‰tûní koneãn˘ch vlastností se pak rovnûÏ uplatÀuje pucolánová vlastnost popílku. Negativním projevem pfii pouÏití popílku mÛÏe b˘t jeho vliv na obsah chloridÛ, kdy v souãtu s mnoÏstvím v ostatních sloÏkách betonu mÛÏe b˘t pfiekroãen jejich celkov˘ limit 0,4 hm. % cementu dan˘ napfi. pro Ïelezobetonové konstrukce (od obsahu Cl- 0,5 hm. % cementu jiÏ zaãíná bodová koroze v˘ztuÏné oceli). Rizikov˘m faktorem v pouÏití pfiípadn˘ch nedostateãnû kontrolovan˘ch dodávek popílku z hlediska trvanlivosti betonu mÛÏe b˘t obsah volného oxidu vápenatého, oxidu sírového a zv˘‰en˘ podíl nespáleného zbytkového uhlíku (prokazovan˘ zv˘‰enou ztrátou Ïíháním). NOVÉ

T R E N DY F L U I D N Í H O

S PA LO VÁ N Í U H L Í

Fluidní spalování uhlí spolu s odsifiováním je z historického hlediska pomûrnû novou technologií spalování, kdy se zdrobnûné uhlí spaluje na fluidním ro‰tu s pfiídavkem vápence jako sorbentu pfii relativnû niωí teplotû 850 °C,

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

MATERIÁLY MATERIALS

která je optimální pro absorpci oxidu sifiiãitého aktivním CaO. Ten vzniká pfii této teplotû z vápence a ve stavu svého zrodu je vysoce aktivní [4]. Smûsn˘m reakãním produktem této fluidní technologie je fluidní popel a popílek jako tzv. tuhé zbytky fluidního spalování, tedy smûs popele z paliva, síranu vápenatého v podobû anhydritu a oxidu vápenatého (volného vápna), popfi. uhliãitanu vápenatého z pfiebytkového vápence. Mezi klasick˘m, v betonáfiské praxi dosud pouÏívan˘m popílkem a novû produkovan˘m fluidním popelem a popílkem jsou rozdíly nejen v chemickém, ale i v mineralogickém sloÏení. Zásadní neshody mezi obûma typy jsou pfiedev‰ím ve vy‰‰ím podílu oxidu sírového SO3 v hodnotách aÏ 20 hm. %, volného vysoce reaktivního CaO aÏ 15 hm. % a pfiekvapivû nûkdy i vy‰‰í ztráty Ïíháním aÏ 15 hm. % u typu popílku z fluidního spalování [4, 5]. Zatímco tradiãní vysokoteplotní elektrárensk˘ popílek vykazuje zpravidla pouze pucolánovou aktivitu, fluidní a teplárenské popílky a popely tuhnou a tvrdnou nedefinovatelnû jiÏ pfii pouhém smísení s vodou bez jak˘chkoli dal‰ích pfiímûsí a pfiísad. Na pojiv˘ch vlastnostech fluidního popela a popílku se podílí zejména pfiítomn˘ anhydrit (aÏ 20 hm. %) a volné vápno, které je pfii dané teplotû mûkce pálené a tudíÏ, jak jiÏ bylo uvedeno, je velmi reaktivní. Fluidní popel a popílek s uveden˘mi podstatn˘mi rozdíly od bûÏného elektrárenského popílku nelze hodnotit podle âSN EN 450, neboÈ nevyhovují jiÏ zásadní definici a charakteristice vzniku popílku urãeného do betonu a souãasnû nesplÀují vût‰inu pfiedepsan˘ch technick˘ch kritérií. VyuÏití tohoto fluidního popela a popílku pro v˘robu betonu podle âSN EN 206-1 není proto pfiípustné. POZITIVNÍ

ZKU·ENOSTI

S POUÎITÍM VHODNÉHO POPÍLKU DO BETONU PODLE

âSN EN 450 • Popílek ve formû fileru optimalizuje kfiivku zrnitosti kameniva, zvy‰uje podíl jemn˘ch ãástic pro dobrou ãerpatelnost ãerstvého betonu, zlep‰uje zpracovatelnost a soudrÏnost ãerstvého betonu, zmen‰uje náchylnost na rozmí‰ení ãerstvého betonu pfii dopravû a zpracování. • Popílek s prokázan˘mi pucolánov˘mi vlastnostmi mÛÏe v urãit˘ch pfiípadech B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

AND

nahradit ãást dávky cementu bez ovlivnûní koneãn˘ch pevností betonu. • Pfiímûs popílku pfii betonáÏi masivních betonov˘ch konstrukcí pfiíznivû ovlivÀuje proces tuhnutí a tvrdnutí vãetnû v˘voje hydrataãního tepla. • Popílek zvy‰uje odolnost betonu v chemicky agresivním prostfiedí. • Popílek nezhor‰uje odolnost ztvrdlého betonu vÛãi cyklÛm rozmrazování a tání. • Popílek pfiíznivû ovlivÀuje hutnost cementového tmelu a tûsnost povrchov˘ch vrstev ztvrdlého betonu proti pÛsobení tlakové vody, zpomaluje proces karbonatace povrchu ztvrdlého betonu. • Popílek omezuje proces reverzibilního smr‰Èování betonu.

TECHNOLOGIE

A

TECHNOLOGIES

ovlivÀuje obsah skuteãnû potfiebné zámûsové vody, mûní reologické vlastnosti ãerstvého betonu, obvykle zpÛsobuje tzv. bleeding – odluãování vody na povrchu uloÏeného betonu s rizikem následného sníÏení trvanlivosti ztvrdlého betonu (odolnosti vÛãi vodû a rozmrazovacím prostfiedkÛm, cyklÛm mrazu), zvy‰uje propustnost struktury betonu pfii pÛsobení tlakové vody. • PouÏívat popílek není vhodné pfii betonáÏi za nízk˘ch teplot. ZÁKLADNÍ

P O Î A D AV K Y P R O

P OUÎÍVÁN Í P OPÍLKU DO B ETON U PODLE

âSN EN 206-1

A KONTROLA JEHO VHODNOSTI

TA B . 2 2 T É T O N O R MY 1. Do betonu podle âSN EN 206-1 lze zásadnû pouÏívat pouze popílek vyhovující âSN EN 450 a pfiípadnû podle prEN 12620:2000 2. Kvalita popílku musí b˘t potvrzena buì pfiímo certifikátem shody nebo prohlá‰ením o shodû s odkazem na pfiíslu‰nou normu âSN EN 450, pfiípadnû prEN 12620:2000. 3. V˘bûru popílku, jeho kvalitû pro konkrétní druh betonu musí b˘t vûnována zv˘‰ená pozornost. 4. U kaÏdé dodávky popílku pfied vyloÏením je nutno zkontrolovat údaje v dodacím listu – zda souhlasí s objednávkou, zda je dodan˘ popílek z poÏadovaného zdroje a zda je pfiiloÏen nûkter˘ z dokumentÛ v bodû 2. 5. Z kaÏdé dodávky popílku se doporuãuje odebrat vzorek a uschovat jej pro pfiípad dodateãného pfiezkoumání vlastností popílku. 6. U kaÏdé dodávky popílku, u které se pfiedpokládá, Ïe bude pouÏita pro v˘robu provzdu‰nûného betonu, musí b˘t provedena kontrolní zkou‰ka ztráty Ïíháním (pokud není k pfiíslu‰né dodávce aktuálnû doloÏena dodavatelem popílku). 7. Musí b˘t vyÏadovány a prÛbûÏnû sledovány kontrolní zkou‰ky popílku provádûné jeho dodavatelem, se zohlednûním kriterií âSN EN 450, popfi. prEN 12620, nebo je nutno zabezpeãit sledování urãen˘ch kvalitativních vlastností popílku vlastními kontrolními zkou‰kami. PODLE

MOÎNÉ

DÒSLEDKY A RIZIKA

P¤I POUÎITÍ POPÍLKU NEVHODNÉHO PRO BETON NEBO V Y · · Í D ÁV K Y P O P Í L K U

• Vysok˘ obsah oxidu vápenatého CaO v popílku zpÛsobuje objemové zmûny ãerstvého a tuhnoucího betonu, zpÛsobuje vnitfiní napûtí s rozvojem trhlin v cementovém tmelu, sniÏuje pevnost ztvrdlého betonu zejména v tahu za ohybu, pfiípadnû mÛÏe zpÛsobit destrukci struktury. • Vysok˘ obsah oxidu sírového SO3 (celkové síry) v popílku zpÛsobuje korozi ztvrdlého betonu a jeho objemové zmûny. • Vysok˘ podíl spaliteln˘ch látek, pfiedev‰ím obsahu neshofielého zbytkového uhlíku v popílku ovlivÀuje obsah vzduchu v provzdu‰nûném ãerstvém betonu, naru‰uje proces tuhnutí a tvrdnutí ãerstvého betonu, sniÏuje trvanlivosti betonu, napfi. zpÛsobuje odlupování povrchu ztvrdlého betonu. • Vysok˘ obsah chloridÛ v popílku mÛÏe ovlivnit jeho celkové mnoÏství v betonu s rizikem koroze uloÏené v˘ztuÏné oceli. • Vysoká, nepfiimûfiená dávka popílku Literatura: [1] Bezdûk, J., Arbes, J. - Popílkové betony, SNTL, Praha 1975 [2] Pytlík, P., – Technologie betonu, VUTIUM, Brno 1997 [3] Adámek, J., kol., - Vliv pfiímûsí na vodonepropustnost betonu, Konference âBZ Betonáfiské dny 2000, Pardubice 2000 [4] Puch˘fi, M., - Technicko-marketingová studie, VÚM Praha, 2001 [5] Experimentální zkou‰ky OL123, âVUT v Praze, FSv. 2001

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

Ing. Milan My‰ka Katedra stavebních hmot Fakulty stavební âVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 4456 email: [email protected]

33

MATERIÁLY MATERIALS

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

MODERNÍ TECHNIKA V BETONOVÉM STAVITELSTVÍ – BETONÁRNY MODERN TECHNOLOGY IN CONCRETE BUILDING – CONCRETE MIXING PLANTS ANTON ÍN VAN ù K V˘roba, doprava a zpracování betonÛ patfií mezi nejdÛleÏitûj‰í ãasovû omezené technologické procesy na stavbû. Beton je polotovarem nestabilních vlastností a koneãn˘ tvar dostává aÏ na místû zpracováním do konstrukcí. PoÏadovan˘ch vlastností dosáhne po ukonãení procesu tvrdnutí po del‰í dobû. Technická nekázeÀ pfii tomto procesu zhor‰uje poÏadované vlastnosti betonu a jeho kvalitu. Production, transport and processing of concrete belong to major time-dependent technological processes of construction. Concrete is a semi-finished product of unstable properties. It receives its final shape on the site where it is worked into structures. It achieves the required characteristics after the completion of the hardening process, after a longer period of time. Any lack of technological discipline worsens the required properties of concrete and its quality.

Pro v˘robu kvalitního betonu jsou tfieba správné suroviny, jejich pfiesné nadávkování v ovûfieném pomûru a jejich rovnomûrné zamíchání. Tento proces zabezpeãují poloautomaticky nebo zcela automaticky strojní soustavy (betonárny), sloÏené z dílãích komponentÛ pro: • manipulaci s kamenivem, pfiísun a dávkování jednotliv˘ch frakcí, • manipulaci se zámûsovou vodou a s aktivními pfiísadami, • míchání v‰ech sloÏek, • manipulaci s namíchan˘m betonem a jeho plnûní do manipulaãního prostfiedku. Svûtov˘ v˘voj ve funkãním zabezpeãení tûchto komponentÛ se projevil zejména ‰irok˘m uplatnûním elektroniky a mikroãipové techniky. BûÏné lidské smysly nejsou schopné zajistit nejkvalitnûj‰í v˘bûr komponentÛ pro v˘robu betonu v dan˘ch podmínkách a umoÏnit jejich pfiesné dávkování v pfiedem urãen˘ch tolerancích, jejichÏ v˘sledkem je dosaÏení poÏadované kvality a pevnosti betonu. Poslední v˘voj tûchto souprav byl pfiedstaven na veletrzích Intermat 2000 v PafiíÏi a Bauma 2001 v Mnichovû. K pfiedním v˘robcÛm v oboru patfií firmy SBS (SRN), Cifo (Itálie), Elba (SRN) Liebherr (SRN) a nûktefií dal‰í v˘robci. Podle konstrukãního uspofiádání, úãelu pouÏití a technologie montáÏe lze betonárny rozdûlit do dvou skupin. BETONÁRNY

S USPO¤ÁDÁNÍM

H O R I Z O N TÁ L N Í M

Jednotlivé uzly betonáren mají plo‰né uspofiádání a jejich míchaãky jsou buì talífiové nebo Ïlabové s nucen˘m mícháním. Soupravy pfienosné. Pfiíkladem je souprava Liebherr, model Obr. 1 Pfienosná betonárna Liebherr model Compactmix 0,5 o v˘konu 43 m3 za hodinu Fig. 1 Mobile concrete mixing plant Liebherr, model Compactmix 0.5 with the output of 43 m3 per hour.

34

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Compactmix 0,5 (Obr. 1). Zásobu materiálu lze uspofiádat v provedení: • hvûzdicovém pro 3 aÏ 5 frakcí a zásobou materiálu 300 aÏ 800 m3, • s jedním sítem objemu 30 m3 pro 3 aÏ 4 frakce, • s fiadov˘mi zásobníky pro 4 aÏ 6 frakcí objemu 70 aÏ 140 m3. Míchaãka je talífiová o v˘konu 43 m3 ãerstvého betonu za hodinu. Obsah zafiízení je 0,5 m3. Souprava je vybavena mikroprocesorov˘m fiízením Litronic – MPS s digitálním nebo analogov˘m ukazatelem a s moÏností napojení zafiízení pro zpracování v‰ech provozních dat. Nejnovûj‰í v˘voj pfienosn˘ch betonáren pfiedstavují téÏ v˘robky firmy Elte – Beton – Center (typ EBC nebo EMA), kter˘m nahrazují dosud známé modely EMC. Soupravy jsou vybavené Ïlabov˘mi míchaãkami o obsahu 300 aÏ 500 l a lze je sestavit v následujících variantách: • S hvûzdicovou skládkou, ovládanou fiízen˘m vleãn˘m koleãkem, které nahrnuje materiál do svislé ‰achty, v dolní ãásti opatfiené váÏicím a v˘sypn˘m zafiízením, a do ko‰e míchaãky. Ko‰ po skluzu vyjede na míchaãku, kde vyprázdní svÛj obsah. Tento systém je oznaãován EBC – S. • Se skládkou do povrchov˘ch zásobníkÛ, pod nimi se nachází odvaÏovací pás, z nûhoÏ naváÏené mnoÏství padá do ko‰e míchaãky, kter˘ po skluzu vyjede nad míchaãku a vyprázdní obsah. Tento systém je oznaãován EBC – B. • Se skládkou do povrchov˘ch zásobníkÛ, pod nimiÏ je odvaÏovací pás, z nûhoÏ je dlouh˘m dopravníkem materiál plnûn do míchaãky. Tento systém je oznaãován EBC – D. V˘kony tûchto mobilních souprav se pohybují od 45 do 200 m3 za hodinu. Mobilní betonárny v pravém slova smyslu jsou umístûné na automobilovém podvozku nebo na vleku, sestávajícím z energetického zdroje, zásobníkÛ kameniva, cementu, vody a pfiísad, dávkovacího zafiízení a míchaãky, obvykle kontinuální. Tato zafiízení jsou urãena pro rychlé nasazení o men‰ích v˘konech (do 30 m3 za hodinu).

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

MATERIÁLY MATERIALS

AND

Obr. 2 VûÏová betonárna Liebherr – Betomat s rÛzn˘mi druhy míchaãek o v˘konu od 55 do 240 m3 betonu za hodinu Fig. 2 Stable tower concrete mixing plant Liebherr – Betomat with various types of mixers with the output of 55 to 240 m3 of concrete per hour

Soupravy pfievozné Jsou sloÏeny z modulov˘ch dílÛ a kaÏd˘ z nich se pfieváÏí na odvozném prostfiedku. Tyto soupravy b˘vají nesprávnû oznaãovány jako mobilní. Ve skuteãnosti jsou mobilní pouze bûhem pfiemisÈování po silniãní komunikaci. Po jejich sestavení na pfiipraveném místû vytváfií stacionární zafiízení závislé na pevn˘ch skladech potfiebn˘ch sloÏek do betonu. Pfiíkladem tohoto fie‰ení jsou betonárny Elba Supermobil fiady ESM. V˘kony této soupravy mají ‰irok˘ rozsah 45 aÏ 200 m3/h podle velikosti instalované Ïlabové míchaãky o obsahu 500 aÏ 3500 l. STA B I L N Í

BETONÁRNY

VùÎOVÉ

VERTIKÁLNÍ

Jsou to zcela automatizované závody na prÛmyslovou v˘robu vysoce kvalitních betonÛ v poÏadované receptufie. Pfii vûÏovém provedení (uspofiádání funkãních ãástí je ve vertikálním smûru) probíhá skladování, váÏení a míchání sloÏek samospádem shora dolÛ v etáÏích uspofiádan˘ch pod sebou bez jakéhokoliv vloÏení dopravy. Závody jsou vybavené technologií pro stálou kontrolu kvality vyrobeného betonu a administrativním

a dispeãersk˘m stfiediskem pro distribuci betonu odbûratelÛm (Obr. 2). Uspofiádání vûÏov˘ch betonáren je velmi rÛznorodé, zejména podle úãelu pouÏití, zda jde o rozvoz betonu dodavatelsk˘m systémem (transportbeton), nebo do v˘roby betonov˘ch stavebních dílcÛ, které bezprostfiednû na betonárnu navazují. V‰ude se pouÏívají moderní poãítaãe, do kter˘ch je vloÏeno mnoÏství ovûfien˘ch receptur (Obr. 3). Ze ‰piãkov˘ch zafiízení uvádíme centrální betonárnu Liebherr - Betomat s koncipovan˘m v˘konem 55 aÏ 240 m3 betonu za hodinu. Míchací zafiízení má rÛzné uspofiádání: • dvû talífiové rotorové míchaãky s jedním odvaÏovacím zafiízením, • dvû talífiové rotorové míchaãky se dvûma odvaÏovacími zafiízeními, • dvouhfiídelová Ïlabová míchaãka s odvaÏovacím zafiízením. U moderních stabilních betonáren s dodavatelskou ãinností transportbetonu se vyÏadují zejména následující funkãní vlastnosti: • moÏnost vloÏení 100 aÏ 500 ovûfien˘ch receptur, sloÏen˘ch z rÛzn˘ch komponentÛ, dávajících urãitou kvalitu betonu vãetnû jeho pevnosti do pamûti poãítaãe pro fiízení betonárny; • mûfiicí pfiístroje na dané skládce nebo na zásobních materiálu identifikují tento materiál podle mnoÏství, druhu, vlhkosti, pfiípadnû jin˘ch parametrÛ; • odbûratel na formuláfii objednávky pfiedepí‰e technologické parametry poÏadovaného betonu a jeho mnoÏství; tento

A

TECHNOLOGIE TECHNOLOGIES

objednávkov˘ formuláfi vloÏí obsluha betonárny do poãítaãe; • poãítaã provede anal˘zu materiálÛ, které jsou k dispozici v zásobnících s materiály, potfiebn˘mi k dosaÏení poÏadované kvality betonu vãetnû v˘bûru nejvhodnûj‰í receptury, která nejvíce odpovídá poÏadavkÛm zákazníka; • na základû koneãného v˘bûru receptury se automaticky nastaví pfiíslu‰né dávkovací systémy na poÏadované hodnoty a obsluha uvede betonárnu do provozu; • po namíchání a vyprázdnûní míchaãky do pfiistaveného automíchaãe vystaví automatická tiskárna dodací list, na kterém jsou uvedené materiálové, kvalitativní a ãasové záznamy, dodací list slouÏí souãasnû jako doklad pro úãetnictví; • poãítaã vyhodnotí celou v˘robní, ekonomickou a obchodní statistiku. V poslední dobû lze v‰echny potfiebné hodnoty dálkovû pfiená‰et do v˘robních nebo obchodních stfiedisek; • do poãítaãe lze vloÏit aÏ 1000 adres odbûratelÛ, ktefií mohou dálkovû pfiená‰et ve‰kerá data pro fiízení v˘robního procesu, dopravy atd; • na monitorech mikroprocesorového fiízení betonárny lze podle potfieby sledovat proces v‰ech probíhajících v˘robních a kontrolních fází s moÏností záznamu pro potfiebu pozdûj‰í anal˘zy dosahované kvality betonu z pouÏit˘ch komponentÛ; • odbûratel betonu má moÏnost vyuÏít sluÏeb laboratorní zku‰ebny, kterou je vybaven technologick˘ provoz betonárny, k ovûfiení kvality odebíraného betonu. Z uvedeného v˘ãtu je zfiejmé, Ïe moderní betonárny vybavené prvky na bázi mikroelektroniky, jsou jiÏ dnes ve znaãné mífie schopné nahradit vliv lidského faktoru v technologickém procesu v˘roby kvalitních betonÛ. Ing. Antonín Vanûk Fakulta stavební âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 333 4355

Obr. 3 Moderní uspofiádání fiídicího a kontrolního centra betonárny Liebherr – Betomat s mikroprocesorovou technikou Litronic – MPS Fig. 3 Modern layout of the control centre of the concrete mixing plant Liebherr – Betomat with microprocessor technology Litronic – MPS. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

35

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

VLIV

ODCHYLEK VLASTNOSTÍ CEMENTÒ ZPÒSOBEN¯CH BùÎNOU VARIABILITOU V¯ROBY NA KVALITU BETONÒ INFLUENCE OF CEMENT PROPERTIES VARIATION, CAUSED BY NORMAL PRODUCTION VARIATION, ON QUALITY OF CONCRETE

RUDOLF HELA, PETR KOUKAL, HANA KUâ E ROVÁ Parametry betonÛ, zejména modifikovan˘ch pfiísadami, mohou b˘t ovlivnûny odchylkami ve sloÏení cementÛ vznikl˘ch bûÏnou variabilitou v˘roby. Odchylky sloÏení cementu zpÛsobují kolísání jeho chemického sloÏení a fyzikálnû-mechanick˘ch vlastností. Parameters of concretes, particularly those modified by additives, may be affected by variations in composition of cements as a result of production variations. Variations in cement composition bring about fluctuations in its chemical composition and physical and mechanical properties. Nûkteré studie ukázaly, Ïe odchylky ve sloÏení cementÛ vzniklé bûÏnou variabilitou ve v˘robû a z toho vypl˘vající kolísání jejich chemick˘ch, fyzikálních a mechanick˘ch vlastností ovlivÀují v˘sledné parametry betonÛ ve vût‰í mífie, neÏ se v‰eobecnû pfiedpokládalo. To platí pfiedev‰ím pro betony modifikované pfiísadami, av‰ak problémy se mohou vyskytnout i u normálních betonov˘ch smûsí. Mezi nejãastûj‰í problémy patfií ‰patné zhutnûní betonové smûsi, pfiíli‰ nízké poãáteãní pevnosti, coÏ mÛÏe napfi. u pfiedpínan˘ch dílcÛ zpÛsobit prokluz pfiedpínací v˘ztuÏe. Zatím málo diskutovaná je oblast provzdu‰nûn˘ch betonÛ, kde vliv kolísání nûkter˘ch vlastností cementÛ v interakci s provzdu‰Àovacími pfiísadami mÛÏe znaãnû ovlivnit míru provzdu‰nûní v zatvrdl˘ch betonech a tím jejich trvanlivost pfii cyklickém pÛsobení vlhkosti a mrazu. To v‰e mÛÏe vést k nárÛstu zmetkovitosti v produkci a znaãn˘m ekonomick˘m ztrátám. ODCHYLKY

VLIV

VLASTNOSTÍ

JEMNOSTI MLETÍ NA

CEMENTÒ ZPÒSOBENÉ BùÎNOU

C HOVÁN Í C E M E NTU A B ETON U

VA R I A B I L I T O U V ¯ R O BY

Mletí surovin pro v˘robu slínku na jemnou mouãku je nutné z dÛvodu, aby surovinová mouãka rychleji slinovala a byl získán slínek rovnomûrného sloÏení bez volného CaO, coÏ se následnû pro-

Odchylky ve sloÏení a vlastnostech cementÛ se t˘kají následujících vlastností: • chemického sloÏení slínkov˘ch minerálÛ, • mikrostruktury slínkov˘ch minerálÛ, 36

• mnoÏství a formy alkálií, • kfiivky zrnitosti – stupnû jemnosti mletí, • tvaru zrna. Obû poslednû jmenované vlastnosti mÛÏeme sjednotit do spoleãného ukazatele míry „zhutnitelnosti zrn“ cementu. Uvedené odchylky cementÛ se u v˘robcÛ betonu a betonového zboÏí dají jen obtíÏnû mûfiit a kontrolovat. Také informace, které lze okamÏitû získat od v˘robcÛ cementu, nejsou dostateãnû detailní, aby se z nich dalo usuzovat na chování cementu v betonové smûsi. Poskytované informace v˘robcÛ se vût‰inou t˘kají normou sledovan˘ch vlastností, ke kter˘m podle âSN EN 197-1 fiadíme: • poãáteãní (2 nebo 7denní) a 28denní pevnost v tlaku a tahu za ohybu, • poãátek tuhnutí, • objemovou stálost, • ztrátu Ïíháním, • nerozpustn˘ zbytek, • obsah síranÛ, • obsah chloridÛ, • pucolanitu (pro CEM IV). V˘robci dále obvykle odbûratelÛm poskytují následující informace: • mûrn˘ povrch podle Blaina, • mnoÏství vody pro normovou konzistenci, • kompletní chemickou anal˘zu, • Na2O ekvivalent, • konec tuhnutí. V technick˘ch parametrech cementÛ poskytovan˘ch v˘robci chybí informace o chemick˘ch vlastnostech, které mohou ovlivÀovat spolupÛsobení cementu a pfiísad. Tyto informace nemusí b˘t ani v˘robci známy. Dodnes jednou z nejvíce sledovan˘ch vlastností cementu, u které se pfiedpokládá vliv na chování betonové smûsi, je mûrn˘ povrch (jemnost mletí) stanoven˘ metodou podle Blaina.

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

jevuje na rovnomûrném tvrdnutí slínku. Pro zji‰tûní jemnosti mletí surovinové mouãky se provádí pouze sítov˘ rozbor, neboÈ zde záleÏí jen na tom, aby slinovací proces probûhl mezi zrny v patfiiãn˘ ãas a bylo dosaÏeno homogenního rozdûlení slínkov˘ch fází. Hrubé ãástice pfies 100 aÏ 200 µm obsaÏené v surovinové mouãce tvofiené dvûma nebo více komponenty jsou vût‰inou ‰kodlivé, neboÈ je tvofií zpravidla zrna z ãistého vápence nebo kfiemene, která jsou pak pfii v˘palu nereaktivní. Surovinová mouãka musí b˘t tím jemnûji semleta, o co více se jednotlivé komponenty ve sloÏení a melivosti navzájem odli‰ují. Naproti tomu nejsou ve slínku hrub‰í zrna ‰kodlivá, pfiedstavují pouze nehodnotná zrna cementu, protoÏe v dÛsledku jejich malého mûrného povrchu zcela nezhydratují a po dlouhou dobu se chovají jako plnivo. Proto je omezeno mnoÏství zrn vût‰ích neÏ 0,2 mm. Na prÛbûh tvrdnutí cementu mají nejvût‰í vliv zrna o velikosti 0 aÏ 30 µm. Zastoupení zrn frakce 0 aÏ 30 µm v cementech o rÛzném mûrném povrchu ukazuje tabulka 1.

Mûrn˘ povrch [m2/kg]

300

400

500

Podíl frakce 0 - 30 µm [%]

50-70 65-85 80-100

Tab. 1 Zastoupení zrn 0 – 30 µm v závislosti na mûrném povrchu cementu Tab. 1 Dependence of 0 – 30 µm grains percentage on cement surface

U velmi jemnû mlet˘ch cementÛ se pak následnû objevují tyto problémy: • Zvy‰uje se spotfieba zámûsové vody pro smáãení zrn cementu. • Roste tendence agregace zrn pfii mletí (pfiedev‰ím u β-C2S). C3S je ménû tvrd˘ a lehãeji meliteln˘ neÏ C2S, takÏe jemné ãástice v cementu jsou tvofieny pfiedev‰ím C3S a voln˘m CaO a vût‰í zrna pak C2S.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

VùDA SCIENCE

• Je rychlej‰í v˘vin poãáteãních pevností a vy‰‰í v˘vin hydrataãního tepla. • Zvy‰uje se smr‰tûní. Jemnost mletí se projevuje na prÛbûhu hydratace cementu. JelikoÏ hydratace cementu probíhá zpoãátku jako povrchová reakce a následnû prostfiednictvím difuze za stále se mûnících koncentraãních podmínek postupuje dále do stfiedu systému, je velikost mûrného povrchu cementu, tj. jemnost mletí, v˘znamn˘m katalyzátorem poãáteãního prÛbûhu hydratace. Z dfiíve proveden˘ch studií vypl˘vá, Ïe rozdíl v jemnosti mletí cementÛ se na nárÛstu pevnosti betonu projevuje pfiedev‰ím v prvních dnech zrání betonÛ. U betonÛ star‰ích neÏ jeden rok je jiÏ vliv jemnosti mletí cementÛ zanedbateln˘. Podle Blaina rostoucí mûrn˘ povrch cementu zpÛsobuje i vût‰í objemové zmûny cementové malty v prÛbûhu tuhnutí a tvrdnutí (zv˘‰ením mûrného povrchu z 200 m2/kg na 300 m2/kg o 30 %, z 200 m2/kg na 500 m2/kg o 50 %). Pfii srovnávacích zkou‰kách, které byly jiÏ v roce 1939 provedeny Grafem Tab. 2 Statistické vyhodnocení vlastností zkou‰en˘ch cementÛ Tab. 2 Statistical evaluation of cement properties

Fyzikálnû-mechanické vlastnosti

Chemické sloÏení v %

Vlastnost

B

• TEC

obsah C3A, CaSO4 a minerálÛ strusky, popílku, pucolánÛ. Vy‰‰í obsah CaSO4 ovlivÀuje rozpustnost slínkov˘ch minerálÛ a tvorbu trisulfátu v poãáteãním stadiu tuhnutí cementu. Do jaké míry se v‰ak budou uvedené vlivy projevovat na vlastnostech betonÛ, bude záviset na principu spolupÛsobení dan˘ch pfiísad a cementÛ. PÒSOBENÍ

PL ASTI FI K Aâ N ÍC H

A PROVZDU·≈OVAC ÍC H P¤ ÍSAD

Provzdu‰Àovací pfiísady jsou látky, které po pfiidání bûhem mí‰ení ãerstvého betonu, vytváfií ve velkém poãtu uzavfiené vzduchové póry jemnû distribuované v betonu. Betony obsahující tyto jemnû rozpt˘lené vzduchové póry pak lépe odolávají pÛsobení mrazu a agresivitû mofiské vody. Rovnomûrnû rozloÏená soustava pórÛ úãinnû pfieru‰uje souvislou síÈ kapilár, které jsou hlavními dopravními tepnami fluktuující ãásti vody v betonu, zejména pfii jednosmûrném transportu vlhkosti. To zpÛsobuje, Ïe hladová voda nebo voda obsahující ‰kodliviny podstatnû obtíÏnûji proniká k jádru konstrukce. I kdyÏ tedy úãinkem roztokÛ dojde k nepfiíznivému chemickému pÛsobení na cementov˘ tmel, uplatÀuje se tento ‰kodliv˘ vliv v relativnû tenké povrchové vrstvû.

CEM I 42,5 R

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O SO3 MnO Sádrovec Cl Ztráta Ïíháním Nerozpustn˘ zbytek Blain [m2/kg] Síto 0,032 [%] Poãátek tuhnutí [min] Doba tuhnutí [min] Pevnost v tlaku po 2 dnech [N/mm2] Pevnost v tlaku po 28 dnech [N/mm2] Objemová stálost [mm]

ETON

a Walzem na 700 mm dlouhém betonovém tûlese, se ukázalo, Ïe objemové zmûny betonového tûlesa pfiedstavují jen 50% objemov˘ch zmûn malty a vliv druhu cementu (cementy s vy‰‰ím podílem C3A mají vût‰í náchylnost k objemov˘m zmûnám) je mal˘. Objemové zmûny rostou s vodním souãinitelem. V letech 1962 aÏ 1966 provádûli Hansen a Mattock zkou‰ky na tûlesech o prÛmûru 100 aÏ 600 mm a délky 300 aÏ 1200 mm a zjistili, Ïe koneãná hodnota objemov˘ch zmûn se sniÏuje se zvy‰ujícím se pomûrem objemu tûlesa k jeho plo‰e. V rámci této problematiky se v souãasné dobû nejvíce fie‰í vliv jemnosti mletí na spolupÛsobení cementu a pfiísad do betonu. Vy‰‰í mûrn˘ povrch cementu si Ïádá vy‰‰í dávku pfiísady pro zachování stejn˘ch vlastností betonu, napfi. konzistence ãi obsahu vzduchov˘ch pórÛ, ve srovnání s betony z normálnû mlet˘ch cementÛ. Je to proto, Ïe vût‰í mûrn˘ povrch vytváfií vût‰í reakãní plochu a tím usnadÀuje chemickou a pfiípadnû fyzikálnû-chemickou reakci. Naproti tomu v‰ak zrna cementu snadnûji agregují. Samozfiejmû Ïe úãinnost pfiísad v betonu není ovlivnûna jen velikostí mûrného povrchu cementu. Na úãinnost pfiísad má také vliv mineralogické sloÏení, zejména

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

CEM I 42,5 R-G

CEM I 42,5 R

CEM I âSN EN 197 -1 42,5 R-G

PrÛmûr z 12 vzorkÛ

Min.

Max.

Smûrodatná odchylka

Variaãní koeficient

PrÛmûr z 12 vzorkÛ Min.

Max.

Smûrodatná odchylka

Variaãní koeficient

Roãní Roãní prÛmûr prÛmûr

21,95 5,24 3,53 61,32 1,07 0,99 2,71 0,08 6,27

21,56 5,12 3,39 60,92 0,94 0,91 2,07 0,07 4,85

22,77 5,38 3,60 61,79 1,40 1,03 2,90 0,09 7,10

0,37 0,07 0,06 0,30 0,11 0,03 0,22 0,01 0,61

1,68 1,27 1,57 0,48 10,00 3,35 8,11 8,77 9,71

21,56 5,10 3,58 62,06 1,01 0,97 2,83 0,08 5,11

22,97 5,39 3,69 62,74 1,12 1,03 2,94 0,09 6,74

0,60 0,11 0,07 0,39 0,06 0,03 0,08 0,01 0,53

2,79 2,25 1,96 0,62 6,13 3,56 2,82 8,60 10,34

21,57 5,14 3,54 62,05 1,02 0,96 2,85 0,08 5,30 0,01 1,47 3,37 384 163 210

min 60

333 19,20 160 205

321 12,20 140 190

348 22,60 185 225

9 3,20 14 10

3,4 8,30 8,6 4,9

385 5,40 160 206

361 11,40 140 185

404 1,90 180 230

13,0 23,40 14,0 13,0

3,4 19,51 8,5 6,3

21,88 5,22 3,55 61,50 1,06 0,97 2,78 0,08 6,01 0,01 1,44 3,83 328 7,69 169 216

27,3

25,0

30,0

1,5

5,6

32,1

29,0

33,7

1,3

4,0

27,30

31,90

min 20

51,9

48,6

54,6

2,0

3,8

57,8

56,0

60,1

1,6

2,8

52,10 1,00

57,70 1,00

min 42,5 max 62,5 max 10

U KC E

• SANAC

H NOLOG I E

• KONSTR

E

21,05 4,98 3,45 61,38 0,93 0,90 2,64 0,07 4,50

1/2002

max 5 hm % max 4 hm %

max 0,1 hm % max 5 hm % max 5 hm %

37

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

Obr. 1 Chování ãástic cementového tmele bez uÏití (super)plastifikaãní pfiísady Fig. 1 Behavior cement paste particles without super plasticizer admixtures

Obr. 2 Princip pÛsobení pfiísad na sulfonátové bázi Fig. 2 Work principle of admixtures on sulphonate basis

Druh˘ nepfiízniv˘ vliv, kter˘ podstatnû ovlivÀuje trvanlivost konstrukce, je cyklická pfiemûna vody v led a opaãnû pfiímo ve struktufie betonu. Urãit˘ objem vody po pfiemûnû v led zaujímá asi o 9 % vût‰í objem. Pokud tento proces nastává ve struktufie kapilár a pórÛ, dochází k vytvofiení nepfiíznivé napjatosti, zejména je-li beton zcela saturován vodou. Pfiízniv˘ úãinek provzdu‰nûní se projevuje v tom, Ïe pfii procesu pfiemûny vody v led, kter˘ není okamÏit˘, dochází v celém objemu k vyrovnání hydrostatick˘ch tlakÛ právû expanzí soustavy voda-led do voln˘ch prostor kulov˘ch pórÛ. Kritériem úãinnosti provzdu‰Àovací pfiísady na trvanlivost betonu je vzdálenost pórÛ od sebe navzájem, která má b˘t men‰í neÏ 250 µm, a vytvofiené póry mají mít prÛmûr 50 aÏ 300 µm. Vût‰í vzduchové póry nebo kapiláry sniÏují trvanlivost, podobnû i vût‰í vzdálenost mezi póry. Objem kulov˘ch pórÛ, jejich velikost a distribuce ovlivÀují tyto parametry: • Druh a mnoÏství provzdu‰Àovací pfiísady, která se dávkuje jen ve velmi malém mnoÏství 0,05 aÏ 0,2 % hmotnosti cementu. V ãerstvém betonu se musí docílit provzdu‰nûní v rozmezí 4,5 aÏ 6,5 %. • Vodní souãinitel w; pfii w = 0,35 je prÛmûr pórÛ 10 aÏ100 µm, pfii w = 0,75 se póry zvût‰ují aÏ na prÛmûr 50 aÏ 500 µm. • Zrnitost kameniva; zv˘‰ením podílu písku 0,25 aÏ 1 mm se zvy‰uje obsah pórÛ i pfii stejné dávce pfiísady a stejné konzistenci. • Potfiebné mnoÏství pórÛ se sniÏuje se zvût‰ujícím se maximálním zrnem kameniva. Dle âSN EN 206-1 se poÏaduje provzdu‰nûní pro Dmax = 32 mm 4 %, pro 38

B

Obr. 3 Princip pÛsobení pfiísad na bázi polyakrylátÛ a polykarboxylátéterÛ Fig. 3 Work principle of admixtures on basis of polycarbonates and polycarboxylates

16 mm 5 % a pro 8 mm jiÏ 6 %. • Intenzivní vibrací se ãást pórÛ vytûsní. • Pevnost betonu v tlaku klesá se stupnûm provzdu‰nûní asi o 5 % na kaÏdé 1 % provzdu‰nûní. • Provzdu‰Àovací pfiísada pÛsobí ãasto plastifikaãnû, na 1 % pórÛ se sniÏuje mnoÏství vody asi o 2 % pfii stejné zpracovatelnosti. Provzdu‰Àovací pfiísady se podílí i na zlep‰ení zpracovatelnosti. V ãerstv˘ch betonech pfiísadou vnesen˘ vzduch pÛsobí jako fiktivní kamenivo, srovnatelné s jemn˘m pískem, které v‰ak nevyÏaduje dodateãnou zámûsovou vodu, ale naopak umoÏÀuje objem vody sníÏit. Plastifikaãní pfiísada je pfiísada, která pfii nezmûnûné konzistenci umoÏÀuje sníÏení obsahu zámûsové vody v ãerstvém betonu, anebo pfii nezmûnûném obsahu zámûsové vody zlep‰uje konzistenci ãerstvého betonu, popfi. má oba tyto úãinky souãasnû. V následujícím textu je struãnû popsáno chování ãástic cementového tmele bez a pfii pÛsobení plastifikaãních a superplastifikaãních pfiísad. Cementov˘ tmel bez pfiídavku plastifikaãních pfiísad V nemlet˘ch slínkov˘ch minerálech jsou elektricky nabité ãásteãky, jako napfiíklad pozitivní vápenaté ionty a negativní kfiemiãité ionty, uspofiádány tak, Ïe se jejich náboj vyrovnává. Mletím se získávají nové povrchové plochy, na nichÏ se pak vyskytují nevykompenzované náboje. Proto mají cementové ãástice snahu se navzájem pfiitahovat pÛsobením elektrostatick˘ch sil a vytváfiet aglomeráty. Voda do tûchto aglomerátÛ ETON

• TEC

H NOLOG I E

jen tûÏko proniká, takÏe cement není plnû vyuÏit a k obalení zrn kameniva je tudíÏ k dispozici ménû cementového tmelu (Obr. 1). Plastifikátory a superplastifikátory na bázi ligninosulfonátÛ, melaminsulfonátÛ a naftalensulfonátÛ Tyto látky mají fietûzec molekul s negativním nábojem. âásti tohoto fietûzce se váÏí na cementové ãástice s pozitivním nábojem. Zbyl˘ náboj je pak orientován smûrem od zrna cementu, a tím zpÛsobuje, Ïe se zrna cementu nemohou k sobû pfiiblíÏit (elektrostatické odpuzování). V prÛbûhu hydratace cementu jsou molekuly plastifikátorÛ a superplastifikátorÛ vznikajícími hydrataãními produkty stále více obklopovány, aÏ je úãinek pfiísad zcela potlaãen (Obr. 2). Plastifikátory a superplastifikátory na bázi polyakrylátÛ ãi polykarboxylátéterÛ Tyto molekuly jsou tvofieny hlavním fietûzcem, kter˘ nese negativní náboj, jenÏ se váÏe na zrna cementu, a elektricky negativním postranním fietûzcem, kter˘ je orientován do prostoru. Tyto fietûzce jsou pohyblivé a rotují, takÏe vyplÀují urãit˘ prostor. Dvû pfiísadou takto obalená zrna se k sobû nemohu pfiiblíÏit. Jedná se o tzv. prostorové bránûní (Obr. 3). JelikoÏ dosah tûchto postranních fietûzcÛ je vût‰í neÏ elektrostatick˘ náboj pfiedcházejících látek na bázi sulfonátÛ, trvá del‰í dobu, neÏ jsou tyto fietûzce vznikajícími hydrataãními produkty obklopeny, a proto plastifikaãní úãinek pÛsobí del‰í dobu. Kromû toho se mohou postranní

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

VùDA SCIENCE

fietûzce v alkalickém prostfiedí betonu od‰tûpit a navázat se na hydrataãní produkty, ãímÏ se úãinnost pfiísady taktéÏ prodlouÏí. E X P E R I M E N TÁ L N Í â Á S T V na‰í práci jsme prokazovali, jak se vliv odchylek vlastností cementÛ zpÛsoben˘ bûÏnou variabilitou v˘roby cementu projevuje na vlastnostech betonu, ke kterému byla pfii míchání pfiidána plastifikaãní a provzdu‰Àovací pfiísada (Tab. 2). Pfiedmûtem na‰ich zkou‰ek byl beton vyroben˘ podle pfiedepsané receptury z cementÛ CEM I 42,5 R a CEM I 42,5 R-G z cementárny Mokrá, pfiiãemÏ CEM I 42,5 R-G je jemnûji mlet˘. Podstatou zkou‰ení bylo striktní dodrÏení jak navrÏené receptury betonu, tak i v˘robního a zku‰ebního postupu. Na ãerstvém betonu byly provedeny tyto zkou‰ky: • Stanovení konzistence – zkou‰kou rozlití dle âSN ISO 9812. Zkou‰ka byla provedena v ãase 0 minut, 30 minut a 45 minut po zamíchání. • Stanovení objemové hmotnosti dle âSN ISO 6376: 1982. • Stanovení obsahu vzduchu v ãerstvém betonu – tlaková metoda dle âSN ISO 4848. Ztvrdl˘ beton byl podroben tûmto zkou‰kám: • Stanovení objemové hmotnosti dle âSN ISO 6275: 1982. • Stanovení pevnosti v tlaku zku‰ebních tûles dle âSN ISO 4012. • Stanovení mrazuvzdornosti betonu dle âSN 73 1322 po 50 a 100 zmrazovacích cyklech. POSTUP

P¤I V¯ROBù A ZKOU·ENÍ

BETONU

Betonová smûs byla navrÏena tak, aby mûla rozlití (450 ± 10) mm v ãase ihned po zamíchání a obsah vzduchu ãinil (5 ± 0,5) % (Tab. 3). Nadávkované pevné sloÏky byly promíchány v míchaãce po dobu 60 sec. Poté byla pfiidána voda, v níÏ byly pfiedem rozmíchány pouÏité pfiísady. Doba míchání pevn˘ch sloÏek s vodou trvala 90 sec. Od okamÏiku nadávkování vody do míchaãky byl zaznamenán ãas 0 minut. Poté byl obsah míchaãky vyprázdnûn a ihned byla vÏdy dvakrát provedena zkou‰ka rozlitím pro stanovení konzistence v souladu s âSN ISO 9812 v ãase ihned po zamíchání (ozn. jako 0 min). Dále bylo proveB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

Beton z CEM I 42,5 R (ozn. R)

Vlastnost

Rozlití 0 min. [mm] Rozlití 30 min. [mm] Rozlití 45 min. [mm] Obsah vzduchu [%] Pfiepoãtená pevnost v tlaku po 7 dnech [MPa] Pfiepoãtená pevnost v tlaku po 28 dnech [MPa] Objemová hmotnost ãerstvého betonu [kg/m3] Objemová hmotnost betonu po 28 dnech [kg/m3] Souãinitel mrazuvzdornosti po 50 cyklech [%] Souãinitel mrazuvzdornosti po 100 cyklech [%]

PrÛmûr z 12 vzorkÛ

Min.

409 348 330 4,55

Max.

Smûrodatná Variaãní odchylka koeficient

PrÛmûr z 12 vzorkÛ Min.

Max.

Smûrodatná Variaãní odchylka koeficient

355 320 310 4,05

480 385 375 5,30

34 20 19 0,33

8,20 5,80 5,70 7,30

401 331 319 4,18

345 295 280 3,70

453 370 340 4,70

29 20 16 0,25

7,20 6,00 5,00 5,98

25,0

20,7

27,6

1,6

6,40

28,00

25,2

28,2

1,1

4,10

30,7

28,9

32,7

1,1

3,70

31,20

26,9

35,5

2,1

6,70

2400

2360

2420 18

0,70

2410

2380 2430

15

0,60

2440

2390

2480 27

1,10

2430

2340 2470

33

1,40

97,5

90,7

111,6 6,6

6,80

101,0

91,2

109,2 6,2

6,10

91,9

83,2

101,5 4,9

5,30

97,4

88,7

106,9 5,6

5,80

Tab. 4 Shrnutí v˘sledkÛ zkou‰ek na betonech Tab. 4 Conclusion of tests results

deno stanovení obsahu vzduchu v ãerstvém betonu podle âSN ISO 4848. V ãase 30 a 45 minut byla opût provedena zkou‰ka pro stanovení konzistence ãerstvého betonu metodou rozlití. Betonová smûs byla poté zhutnûna ve formách o hranû 150 mm. Zhutnûní bylo provedeno na vibraãním stole v délce 30 sekund. Následující den byla zku‰ební tûlesa odformována a do doby zkou‰ek uloÏena v klimatizovaném prostfiedí pfii teplotû 20 °C ± 2 °C a relativní vlhkostí 92 ± 5 %. Po 7 a 28 dnech od v˘roby zku‰ebních tûles byla provedena zkou‰ka stanovení pevnosti v tlaku podle âSN ISO 4012 a objemové hmotnosti podle âSN ISO 6376. Po 28 dnech byla na dal‰ích sadách zku‰ebních tûles provedena zkou‰ka mrazuvzdornosti po 50 a 100 rozmrazovacích cyklech podle âSN 73 1322.

vé pevnosti pfiepoãteny podle stfiední objemové hmotnosti ztvrdlého betonu. Slouãením jsme získali rozmûrnûj‰í statistick˘ soubor, kter˘ mûl vût‰í vypovídající hodnotu. Ke slouãení mohlo dojít proto, jelikoÏ z pohledu normy EN 197-1 se jedná v obou pfiípadech o CEM I 42,5 R. Pfiepoãtem pevností podle stfiední objemové hmotnosti ztvrdlého betonu jsme zohlednili vliv mnoÏství vneseného vzduchu na pevnost betonu. Pfii vyhodnocování zkou‰ek jsme postupovali tak, Ïe pomocí metody nejmen‰ích ãtvercÛ jsme u porovnateln˘ch datov˘ch fiad vybrali nejvhodnûj‰í regresní kfiivku a její regresní koeficient. Pfiekroãila-li hodnota regresního koeficientu R2 hodnotu 0,85, povaÏovali jsme dané datové fiady za vzájemnû závislé. Extrémní hodnoty vyskytující se ve v˘sledcích zkou‰ek betonÛ jsme porovnávali s extrémními hod-

VYHODNOCENÍ ZKOU·EK V˘sledky zkou‰ek pro beton z CEM I 42,5 R, resp. CEM I 42,5 R-G, pfiedstavují statistické soubory s oznaãením R, resp. G, tab. 4. Tyto soubory byly vyhodnoceny jak jednotlivû, tak v pfiípadû pevnostní zkou‰ky i souhrnnû, tj. hodnoty 28denních pevností betonÛ s ozn. R a s ozn. G byly slouãeny do spoleãného statistického souboru. Zde byly jednotli-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

Beton z CEM I 42,5 R-G (ozn. G)

E

1/2002

Tab. 3 Tab. 3

Receptura betonu C30/35 na 1m3 Concrete mix design C30/35 for 1m3

CEM I 42,5 R Mokrá CEM I 42,5 R-G Mokrá Voda Kamenivo: 46 % 0-4 písek Braãice 54 % 8-16 drÈ Îele‰ice Pfiísady: Chryso Air 0,16 % Chryso Fluid 122 1 %

400 kg 200 kg 805 kg 1075 kg 0,64 kg 4 kg

39

VùDA

■ rozlití v ãase 0 minut ■ rozlití v ãase 30 minut ■ rozlití v ãase 45 minut

obsah vzduchu [%]

prÛmûrné hodnoty rozlití [mm]

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

mûrn˘ povrch cementu [m2/kg]

mûrn˘ povrch cementu [m2/kg]

Graf 2 Závislost obsahu vzduchu na mûrném povrchu cementu Graph 2 Dependence of air volume on cement surface

hustota pravdûpodobnosti

pfiepoãtená pevnost betonu [MPa]

Graf 1 Závislost prÛmûrn˘ch hodnot rozlití na mûrném povrchu cementu Graph 1 Dependence of average flow test value on cement surface

prÛmûr rozlití [mm]

pevnost cementu [MPa]

Graf 3 Závislost pevnosti betonu na pevnosti cementu po 28 dnech normového zrání Graph 3 Dependence of concrete strength on cement strength tests after 28 days of standard curing

notami v chemickém sloÏení cementÛ, neprojevuje-li se zde nûjaká závislost. Abychom mohli uvaÏované statistické soubory mezi sebou porovnávat, bylo nutné vypoãítat velikost variaãního koeficientu. Pfiekroãil-li prÛmûr velikosti variaãního koeficientu velikost rozdílu prÛmûrn˘ch hodnot jednotliv˘ch statistick˘ch souborÛ, byl dan˘ rozdíl povaÏován za statisticky v˘znamn˘. SHRNUTÍ V¯SLEDKÒ ZKOU·EK Nebyla prokázána závislost mezi prÛmûrn˘mi hodnotami rozlití a kolísáním mûrného povrchu cementu zpÛsoben˘ch bûÏnou variabilitou v˘roby cementu. Rozptyl hodnot rozlití se postupnû v prÛbûhu ãasu sniÏuje (Graf 1). ZároveÀ roste koeficient regrese R2. S pfiihlédnutím k velikosti variaãního koeficientu vykazují betony R i G v ãase 45 minut stejné rozlití. Extrémní hodnoty v˘sledkÛ zkou‰ky rozlití byly porovnávány s extrémními hodnotami v chemickém sloÏení a ve fyzikálnûmechanick˘ch vlastnostech cementÛ – maximální hodnoty rozlití pro CEM I 42,5 R a minimální hodnoty rozlití pro CEM I 42,5 R-G byly u vzorkÛ ãíslo 1, které jediné byly vyrobeny za pouÏití sádrovce z Kobefiic. Îádné dal‰í závislosti nebyly nalezeny (Grafy 1 a 4). Nebyla prokázána závislost mezi obsahem vzduchu v ãerstvé betonové smûsi a odchylkami mûrného povrchu cementu zpÛsoben˘ch bûÏnou variabilitou v˘roby. 40

B

Betony vyrobené z CEM I 42,5 R-G vykazují v prÛmûru o 7 % niωí obsah vzduchu neÏ betony z CEM I 42,5 R. Zji‰tûn˘ rozdíl si vysvûtlujeme tím, Ïe jemnûji mleté cementy potfiebují díky svému vût‰ímu mûrnému povrchu i vût‰í dávku pfiísady, mají-li b˘t zachovány ty samé vlastnosti, jaké jsou dosahovány u cementÛ „normálnû“ jemnû mlet˘ch. V chemickém sloÏení ani ve fyzikálnû-mechanick˘ch vlastnostech cementÛ CEM I 42,5 R v‰ak obdobná ãasová závislost nalezena nebyla a stejnû tak u betonu z CEM I 42,5 R – G (Graf 2). V úzkém rozmezí namûfien˘ch hodnot nebyla prokázána závislost pevnosti betonu na obsahu vzduchu. Nebyla prokázána závislost mezi pevností betonu a rozptylem kolísání normov˘ch vazností cementÛ v tlaku po 28 dnech (Graf 3). PrÛmûrná pevnost betonÛ R i G se po 7 i 28 dnech normového zrání jen minimálnû odli‰uje a ãiní po 7 dnech 26 N/mm2 a po 28 dnech 30 N/mm2. Betony z CEM I 42,5 R-G vykazují vy‰‰í rozptyl pevností neÏ betony z CEM I 42,5 R. Betony vyhovûly zkou‰ce mrazuvzdornosti po 100 zmrazovacích cyklech. Rozdíl prÛmûrÛ souãinitelÛ mrazuvzdornosti stanoven˘ch po 50 a 100 cyklech T50 – T100 ãiní u betonu R 6 %, u betonu G je 4 %. Betony z CEM I 42,5 R-G vykazují nepatrnû vy‰‰í hodnoty souãinitele mrazuvzdornosti po 100 zmrazovacích cyklech. ETON

• TEC

H NOLOG I E

Graf 4 Statistické vyhodnocení zkou‰ky rozlití Graph 4 Statistical evaluation of flow tests

Podle v˘sledkÛ proveden˘ch zkou‰ek mÛÏeme prohlásit, Ïe kolísání vlastností cementÛ CEM I 42,5 R a CEM I 42,5 R-G zpÛsobené bûÏnou variabilitou v˘roby nemá v˘znamn˘ vliv na vlastnosti betonÛ z nich vyroben˘ch. Je v‰ak tfieba poukázat na to, Ïe bylo odzkou‰eno pouze 12 vzorkÛ od kaÏdého z cementÛ, proto pro zev‰eobecnûní tohoto závûru je tfieba vyhodnotit mohutnûj‰í statistick˘ soubor. Také je tfieba se na beton dívat jako na dvoukomponentní systém skládající se z kameniva a cementové matrice. To pak dovoluje posuzovat pÛsobení pfiísad na cementovou matrici, jejíÏ vlastnosti mohou (ale nemusí) b˘t ovlivnûny odchylkami ve sloÏení cementÛ. ZároveÀ se mÛÏe sledovat spolupÛsobení cementové matrice (modifikované uÏit˘mi pfiísadami) a kameniva. Je zfiejmé, Ïe tento zpÛsob ovûfiování poÏadovan˘ch vlastností povede k pfiesnûj‰ím závûrÛm. Pfiíspûvek vznikl v rámci fie‰ení grantu GAâR ã. 103-01-1144 a GAâR ã. 103-01-0814.

• KONSTR

Ing. Rudolf Hela, CSc. FAST VUT v Brnû e-mail: [email protected] Petr Koukal âeskomoravsk˘ cement, a. s. závod cementárna Mokrá petr [email protected] Hana Kuãerová FAST VUT v Brnû

U KC E

• SANAC

E

1/2002

VùDA SCIENCE

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

OVù¤ENÍ

VYBRAN¯CH TEPELNù-TECHNICK¯CH VLASTNOSTÍ BETONOVÉ SMùSI V PRÒBùHU HYDRATACE CEMENTU TESTING SELECTED THERMAL PROPERTIES OF CONCRETE MIX DURING CONCRETE HYDRATION J I ¤ Í Z AC H, S TA N I S L AV · ËA S T N Í K Vy‰‰í poÏadavky na kvalitu stavebního díla vyÏadují hlub‰í znalosti procesÛ provázejících stádium v˘stavby. V pfiípadû objemn˘ch betonov˘ch konstrukcí je snahou posledních let blíÏe a pfiesnûji formulovat proces exotermního v˘voje hydratace pojiva. Pfiíspûvek je vûnován studiu vybran˘ch nestacionárních tepeln˘ch projevÛ bûhem stádia hydratace. Rising demands on construction quality require deeper knowledge of the processes accompanying the construction stage. In case of large-volume concrete structures, recent years have witnessed attempts to define the exothermic process of binders hydration more accurately. This paper examines selected non-stationary thermal phenomena occurring during the hydration stage.

struktury, proto je nutné zvlá‰tû bûhem procesu hydratace omezit v‰echny negativní vlivy, které mohou zpÛsobit vznik trhlin a poruch ve struktufie cementového kamene. Je tfieba zajistit, aby bûhem hydratace cementu nepfiekroãila jeho teplota pfiípustnou hranici a je nutné tyto pfiedpoklady ovûfiit tepelnû-technick˘m v˘poãtem. T E P E L N ù -T E C H N I C K É

PAR AM ETRY

BETONOVÉ SMùSI PRO M O D E LO VÁ N Í T E P E L N É H O · Í ¤ E N Í

Pfii provádûní tepelnû-technick˘ch v˘poãtÛ v oblasti hydratace betonové smûsi se jedná o modelování nestacionárního procesu tepelného ‰ífiení, které je charakterizováno Fourierovou rovnicí vedení tepla s vnitfiními tepeln˘mi zdroji ve tvaru (1), kde: t – teplota [°C], t - ãas [s], x,y,z – vzdálenost [m], Q – intenzita v˘vinu hydrataãního tepla [Jm-3s-1], l – souãinitele tepelné vodivosti [W.m-1K-1], c – tepelná (1)

Hydrataci cementu jako pojiva v betonu doprovází siln˘ exotermick˘ proces, pfii nûmÏ dochází k uvolnûní znaãného mnoÏství tepelné energie (tzv. hydrataãní teplo). V dfiívûj‰ích letech byl tento fakt mnohdy opomíjen a v mnoha pfiípadech byly objemné Ïelezobetonové konstrukce provádûny bez pfiedchozí tepelnû-technické bilance, coÏ mûlo za následek objemové zmûny v mikrostruktufie betonu a vznikající rozdílná tahová napûtí podmiÀující tvorbu trhlin. Dnes se stále více ukazuje, Ïe je tfieba tepelnû-technické v˘poãty provádût i u konstrukcí, které nejsou pfiímo oznaãovány jako masivní, ale jsou na nû kladeny zv˘‰ené kvalitativní poÏadavky. Jedná se pfiedev‰ím o konstrukce z vysokohodnotn˘ch betonÛ (HPC), kam lze zafiadit betony samozhutnitelné (SCC), vysokopevnostní (HSC) i vodostavební. U tûchto betonÛ je vysok˘ poÏadavek na jejich kvalitu a celistvost jejich B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

(2)

kter˘ vystihuje tepelnû-akumulaãní schopnost materiálu. Bûhem hydratace cementu v betonu se mûní v‰echny tfii parametry, proto je pro tepelnû-technické v˘poãty nezbytné znát co nejpfiesnûji ãasov˘ prÛbûh jejich hodnot. Pfiedpokládáme, Ïe na hranici Γ oblasti Ω jsou zadány smí‰ené okrajové podmínky. NechÈ Γ1 , Γ2 jsou nepfiekr˘vající se ãásti hranice Γ oblasti Ω, pro nûÏ platí Γ = Γ1 + Γ2. Na ãásti Γ1 hranice Γ je zadána nehomogenní Dirichletova okrajová podmínka tΓ1 = t(x,y,z,τ)|Γ1. Na zb˘vající ãásti Γ2 hranice Γ se zadává okrajová Newtonova podmínka ve tvaru (3). TEPELNÁ

K A PAC I TA A O B J E M O VÁ

H M OT N O S T

Objemová hmotnost hydratujícího betonu se mûní spolu s vypafiováním zámûsové vody z betonu a její hodnota se sniÏuje po dobu hydratace a i potom, aÏ do dosaÏení rovnováÏného stavu mezi vnitfiním vlhkostním obsahem a rovnováÏnou sorpãní vlhkostí, která je dána podmínkám, jimÏ je daná konstrukce pfii své expozici vystavena (teplota, vlhkost). Vzhledem k tomu, Ïe k hlavnímu uvolnûní vlhkosti dochází aÏ v pozdûj‰í fázi hydratace a Ïe pokles objemové hmotnosti (dlouhodob˘) nepfiesahuje vût‰inou hodnotu 6 %, není z hlediska tepelnû technick˘ch v˘poãtÛ zmûna objemové hmotnosti pfiíli‰ v˘znamná. V˘znamnûji se (3)

kapacita [Jkg-1K-1], r – objemová hmotnost [kgm-3]. V rovnici (1) vystupuje jako materiálovû specifick˘ parametr souãinitel teplotní vodivosti α [ms-1], kter˘ charakterizuje v látkovém prostfiedí rychlost vyrovnání teplotní zmûny. Souãinitel teplotní vodivosti α se vyjádfií vztahem (2), jako pomûr souãinitele tepelné vodivosti λ [Wm-1K-1], kter˘ pfiedstavuje schopnost materiálu vést teplo a souãinu ρ . c [kgm-3; Jkg-1K-1],

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

projevuje zmûna tepelné kapacity hydratujícího betonu, protoÏe ke ztrátû zámûsové vody je potfiebné zapoãítat je‰tû mnoÏství vody, které se naváÏe do struktury novû vznikajících hydrataãních produktÛ (hydrataãní vody). K tomuto procesu dochází intenzivnû jiÏ v rané fázi hydratace cementu, protoÏe pfiedev‰ím poãáteãní hydrataãní produkty mají schopnost vázat vysoké mnoÏství vody (etringittrisulfát). Hodnota tepelné kapa-

1/2002

41

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

tace, jako je teplota a vlhkost. Pro laboratorní mûfiení bylo pouÏito nového experimentálního plo‰ného mûfiidla vyvinutého za podpory grantu FRV· IS 210098, protoÏe Ïádn˘m klasick˘m postupem není moÏné sledovat dynamicky hodnotu souãinitele tepelné vodivosti u hydratující betonové smûsi. Toto mûfiidlo, které vyuÏívá principu regulárního ohfievu, umoÏÀuje dynamicky sledovat hodnotu souãinitele tepelné vodivosti hydratující pojivové smûsi, aniÏ by zpÛsob mûfiení ovlivnil prÛbûh (kinetiku) hydratace. Obr. 1 Graf závislosti nárÛstu pevnosti na ãase u hydratující betonové smûsi Fig. 1 Dependance of strength increase of the hydrating concrete mixture on time

city ãerstvé betonové smûsi (pfii pomûrném zapoãítání tepeln˘ch kapacit jednotliv˘ch komponent) se pohybuje zhruba kolem 1200 Jkg-1K-1 (podle hodnoty vodního souãinitele a druhu pouÏitého kameniva), ale tepelná kapacita suchého zhydratovaného betonu ãiní asi 1020 Jkg-1K-1, coÏ vytváfií rozdíl více jak 17 %. Vzhledem k tomu, Ïe tepelná kapacita betonu souvisí velice úzce s v˘vojem jeho vnitfiní struktury, lze pfiedpokládat, Ïe prÛbûh poklesu hodnoty tepelné kapacity bude korespondovat s prÛbûhem nárÛstu pevnosti betonu (Obr. 1 a 2). SOUâINITEL

TEPELNÉ VODIVOSTI

CEMENTOVÉ SMùSI

Bûhem hydratace cementu dochází k zásadním chemicko-mineralogick˘m zmûnám, které jsou souãasnû doprovázené zmûnou hodnoty souãinitele tepelné vodivosti λ. Z pohledu fázového sloÏení je na poãátku hydratace cementová smûs sloÏena z kapalné vody a tuh˘ch slínkov˘ch minerálÛ. Bûhem hydratace se ãást tekuté fáze odpafiuje, ãást zÛstává a ãást se navazuje do struktury kalcium hydrosilikátov˘ch minerálÛ. Vzhledem k tomu, Ïe hodnota souãinitele tepelné vodivosti jed(4)

notliv˘ch fází je odli‰ná, mûní se tak i hodnota souãinitele tepelné vodivosti betonové smûsi v závislosti na fázovém sloÏení. V˘slednou hodnotu souãinitele 42

B

Obr. 2 Graf závislosti tepelné kapacity na ãase u hydratující betonové smûsi Fig. 2 Dependance of thermal capacity of hydrating concrete mixture on time

tepelné vodivosti smûsi λ lze vystihnout vztahem (4), kde: λv – souãinitel tepelné vodivosti vody 0,6 Wm-1K-1, λs – souãinitel tepelné vodivosti tuhé fáze [Wm-1K-1], λvz – souãinitel tepelné vodivosti vzduchu 0,024 Wm-1 K-1, Vz – objemové mnoÏství vzduchu obsaÏeného v cementové smûsi [-], Vv – mnoÏství kapalné fáze, V – objem materiálového fragmentu. Z pohledu mineralogického (mikrostruktury) v‰ak dochází bûhem hydratace cementové smûsi k velmi sloÏit˘m procesÛm. Dochází k pfiechodu tekuté fáze na pevnou, k vytváfiení a pfietváfiení krystalick˘ch soustav. Tyto procesy jsou matematicky velmi nesnadno popsatelné a ovlivÀují spolu s fázov˘m sloÏením v˘slednou hodnotu souãinitele tepelné vodivosti. PrÛbûh hydratace je specifick˘ pro kaÏd˘ druh cementu a je dán pfiedev‰ím jeho chemicko-mineralogick˘m sloÏením, jemností mletí slínku, mnoÏstvím vody a dále vnûj‰ími podmínkami hydraETON

• TEC

H NOLOG I E

Mûfiení probíhá v tepelnû-izolaãním boxu, ve kterém je cementová smûs ãásteãnû izolována od vnûj‰ího prostfiedí a prÛbûh hydratace tak není ovlivnûn v˘kyvem okolní teploty. Bezprostfiednû po uloÏení cementové smûsi do mûfiícího boxu bylo spu‰tûno mûfiení fiízené automaticky v pÛlhodinov˘ch intervalech po dobu 50 hodin. V˘sledky mûfiení se automaticky ukládaly do datového souboru v poãítaãi. Laboratorní mûfiení bylo provedeno na Teplotní sonda s plo‰n˘m topidlem

Tûlo sondy se zabudovan˘mi diferenãními termoãlánky Obr. 3 Schéma sondy plo‰ného mûfiidla pro stanovení hodnoty souãinitele tepelné vodivosti stavebních materiálÛ Fig. 3 Probe schema of the surface measuring device for determination of the thermal

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

VùDA SCIENCE

AND

A V¯ZKUM RESEARCH

bûhem tohoto procesu o 77 % vy‰‰í. PrÛbûh hodnoty souãinitele tepelné vodivosti u hydratující pojivové smûsi je závisl˘ pfiedev‰ím na její vnitfiní struktufie, ale v˘sledné hodnoty souãinitele tepelné vodivosti betonu ovlivÀují také hodnoty souãinitele tepelné vodivosti jednotliv˘ch komponent, které se napfiíklad u plniva (kameniva) podle druhu kameniva mohou pohybovat v rozmezí hodnot l = 0,9 aÏ 4,2 Wm-1K-1, proto je nutné tyto závislosti pfied zapoãetím v˘poãtÛ experimentálnû namûfiit na vzorku stejného sloÏení, jako je sloÏení pfiedpokládaného konObr. 4 Graf závislosti hodnoty souãinitele tepelné vodivosti na prÛbûhu hydratace betonové smûsi o sloÏení cement : plnivo (kamenivo) – 1 : 2 Fig. 4 Dependence of the thermal conductivity coefficient on the hydration process of concrete mixture with the composition cement : filler (aggregate) – 1 : 2

fiadû zámûsí cementu CEM I 42,5 R (Radotín) a písku 0 – 4 mm s vodním souãinitelem w/z = 0,6. Prvním v fiadû vzorkÛ byla cementová pasta a postupnû byl zvy‰ován pomûr plniva k mnoÏství cementu. Vzorky byly ihned po smí‰ení uloÏeny do zku‰ebního boxu. Jako oddûlující vrstvy mûfiící sondy v mûfiícím boxu a zku‰ebního vzorku slouÏila velmi tenká Obr. 5 Graf závislosti hodnoty souãinitele tepelné vodivosti na prÛbûhu hydratace betonové smûsi o sloÏení cement : plnivo (kamenivo) – 1 : 3 Fig. 5 Dependence of the thermal conductivity value on hydration process of concrete mixture with the composition cement : filler (aggregate) – 1 : 3

polyetylénová fólie, u které bylo pfiedpokládáno, Ïe její pfiítomnost neovlivní namûfienou hodnotu souãinitele tepelné vodivosti zku‰ebního vzorku betonu. Vzorek byl zhutnûn vibrací a propichováním do stavu, kdy bylo zaruãeno, Ïe se mezi zku‰ebním vzorkem a sondou plo‰ného mûfiidla nebudou nacházet Ïádné vzduchové dutiny, které by ovlivÀovaly v˘sledky mûfiení. Fyzikální vlastnosti betonov˘ch smûsí jsou promûnné, protoÏe pfii jejich utváfiení pÛsobí fiada faktorÛ, které není moÏné dostateãnû pfiesnû formulovat (zejména kvalitu jednotliv˘ch komponent, pfiesnost dávkování sloÏek, podmínky hydratace pojiva atd.), proto vût‰ina namûfien˘ch v˘sledkÛ nese pfieváÏnû stochastické znaky. Jinak tomu není ani u závislosti hodnoty souãinitele tepelné vodivosti na ãase u hydratující betonové smûsi. Z grafÛ na obr. 4 a 5 je patrné, Ïe zmûna hodnoty souãinitele tepelné vodivosti l ãiní aÏ 25 %. Pfii srovnání s tabelovanou hodnotou 1,3 Wm-1K-1 (âSN 73 0540-3) u zhydratované betonové smûsi (prost˘ beton) bylo zji‰tûno, Ïe bûhem poãáteãní fáze hydratace pojiva je nejvy‰‰í zji‰tûná hodnota souãinitele tepelné vodivosti

Plnivo / Hornina âediã Vápenec Îula Písek (Popílek)

ρv [kgm-3]

λ [Wm-1K-1]

3200 2000 2500 1750 (1050)

4,2 1,2 3,1 0,95 (0,36)

Tab. 1 Pfiehled objemové hmotnosti a souãinitele tepelné vodivosti vybran˘ch druhÛ plniv do betonu Tab. 1 Survey of volume mass and thermal conductivity coefficients of selected filler types for concrete

strukãního betonu. NejbûÏnûji pouÏívaná kameniva jsou uvedena v tabulce 1. Pfii tepelnû-technick˘ch v˘poãtech spojen˘ch s hydrataãními procesy betonov˘ch smûsí je tedy zapotfiebí znát pomûrnû pfiesnû v‰echny vstupní tepelnû-technické veliãiny a u veliãin nestacionárních zjistit jejich pfiesné prÛbûhy pomoci laboratorního mûfiení. V souvislosti s nov˘mi v˘vojov˘mi technologiemi a technick˘mi poÏadavky na monolitické stavební konstrukce se vytváfií nové moÏnosti pfiesnûj‰í formulace prÛbûhu hydratace a tím i predikce dÛleÏit˘ch fyzikálních vlastností betonu po dlouhou dobu jeho následného uÏívání. Pfiíspûvek vznikl s podporou grantu FRV· IS 20098 a v˘zkumného zámûru CEZ J22/98:261100008. Ing. Jifií Zach Doc. Ing. RNDr. Stanislav ·Èastník, CSc. Ústav stavebních hmot a dílcÛ FAST VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno tel: 05 4114 7507 e-mail: [email protected] [email protected]

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

43

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

PLÁNOVANIE, ZDOKONAΩOVANIE A KONTROLA KVALITY BETÓNOV¯CH KON·TRUKCIÍ PLANNING, IMPROVEMENT AND QUALITY CONTROL OF CONCRETE STRUCTURES

TIBOR ëURICA Za základné faktory kvality betónov˘ch kon‰trukcií sa povaÏujú: ‰pecifikácia poÏiadaviek zákazníka a ‰tátu; obklopujúce prostredie; technické a technologické predpoklady a poÏiadavky; kvalita zhotovenia a podmienky exploatácie stavebného diela. Specification requirements from customer and state administrative, surrounding environs, technical and technological postulates and claims and conditions for utilisation of building structures are regarded as essential factors quality of concrete structures. V minulosti projektantovi staãilo v projektovej dokumentácii betónovej kon‰trukcie predpísaÈ pevnosÈ (triedu) betónu a t˘m sa vo väã‰ine prípadov povaÏovala poÏiadavka na kvalitu betónu za vyrie‰enú. V súãasnosti sa za rozhodujúce kritérium kvality betónov˘ch kon‰trukcií povaÏuje spoºahlivosÈ, tj. plnenie predpísan˘ch funkcií poãas predpokladanej alebo stanovenej Ïivotnosti. Pojem „spoºahlivosÈ“ ako jeden z faktorov kvality stavebn˘ch kon‰trukcií implicitne obsahuje aj poÏiadavku bezpeãnosti a pouÏiteºnosti stavebn˘ch kon‰trukcií a kon‰trukãn˘ch prvkov a trvanlivosÈ stavebn˘ch materiálov. Kvalita stavebn˘ch kon‰trukcií je definovaná poÏiadavkami, ktoré ‰pecifikuje ‰tát a zákazník, úrovÀou projektového návrhu a jeho zhotovením. Vo v‰etk˘ch etapách v˘stavbového procesu je implicitne prítomná kontrola a skú‰anie a to vlastná (pracovníkmi firmy) a cudzia (vykonávaná obstarávateºom alebo v jeho zastúpení zmluvn˘m partnerom a ‰tátom – ‰tátny stavebn˘ dohºad; skú‰ky zabezpeãuje akreditované skú‰obné laboratórium, ktoré môÏe byÈ ‰tátne ale aj súkromné). A N A L¯ Z A P R O B L E M A T I K Y Zo základn˘ch poÏiadaviek Smernice ã. 89/106/EHS pre stavby a stavebné v˘robky sú pre betón a betónové kon‰trukcie rozhodujúce predov‰etk˘m: mechanická odolnosÈ a stabilita, poÏiarna bezpeãnosÈ a uÏívateºská bezpeãnosÈ. 44

B

Z hºadiska ìal‰ích poÏiadaviek vhodne navrhnuté betónové kon‰trukcie zabezpeãujú aj ochranu vnútorného prostredia budov pred hlukom; betón je povaÏovan˘ za prijateºn˘ z hºadiska hygieny, zdravia a kvality Ïivotného prostredia a iba ìal‰iu poÏiadavku – tepelnú ochranu budov – nie je betón schopn˘ efektívne zabezpeãiÈ. Jednou zo základn˘ch poÏiadaviek spoºahlivosti stavebn˘ch kon‰trukcií a prvkov je ‰pecifikácia poÏiadaviek na kvalitu v naj‰ir‰om v˘zname tohoto pojmu. Základn˘m znakom kvality kaÏdého produktu je spoºahlivosÈ, tj. „pravdepodobnosÈ s akou produkt (kon‰trukcia, prvok) v urãitom procese (procese obvyklého uÏívania) vykazuje Ïiadúce a vopred definované funkcie“. Podºa IEC 50 (191) je spoºahlivosÈ entity chápaná ako súhrnn˘ termín pre popis pohotovosti a ãiniteºov, ktoré ju ovplyvÀujú: bezporuchovosÈ, udrÏiavateºnosÈ a zabezpeãenie údrÏby. Táto definícia v‰ak neobsahuje ÏivotnosÈ a bezpeãnosÈ ovplyvÀovanú kritick˘mi poruchami produktu – stavebnej kon‰trukcie. Jedn˘m zo zdrojov ch˘b a porúch betónov˘ch kon‰trukcií sú nedostatoãne definované (zákazníkom alebo projektantom) a/alebo nedostatoãne predvídané (projektantom) podmienky exploatácie stavebného diela poãas jeho Ïivotnosti a moÏné zmeny uÏívateºsk˘ch podmienok. Vo v‰eobecnosti platí, Ïe neexistuje univerzálne rie‰enie kvality betónu a betónov˘ch kon‰trukcií, ktoré by bolo vhodné pre v‰etky stavby a v‰etky podmienky exploatácie. Neexistuje betón, zloÏenie a vlastností ktorého by boli vhodné pre v‰etky kon‰trukcie a do ak˘chkoºvek podmienok uÏívania stavebného diela. Návrh zloÏenia betónovej zmesi a projekt betónovej kon‰trukcie musí byÈ vÏdy rie‰en˘ pre konkrétne prírodné obklopujúce podmienky stavby, technológiu uÏívania stavby a na presne ‰pecifikované poÏiadavky zákazníka – investora. DodrÏiavanie t˘chto zásad nie je vo v‰eobecnosti pre projektantov a technológov problémom. Problémy nastávajú v dôsledku nedostatoãnej komunikácie medzi investorom, projektantom, technológom, v˘robcom ãerstvého betónu a zhotoviteºom betónoETON

• TEC

H NOLOG I E

vej kon‰trukcie. AÏ príli‰ ãasto sa jednoducho objednáva a dodáva ãerstv˘ betón, ktor˘ je ‰pecifikovan˘ iba jedn˘m parametrom – triedou betónu, tj. normovou pevnosÈou v tlaku. V minulosti bola rozhodujúca poÏiadavka na bezpeãnosÈ betónov˘ch kon‰trukcií, ão sa v podstate zúÏilo na pevnosÈ, tj. stanovenie triedy betónu. Dnes sa preferuje komplexnej‰í pohºad zah⁄Àajúci v‰etky rozhodujúce charakteristiky betónovej kon‰trukcie, naviac so zohºadnením funkcie ãasu a podmienok exploatácie. Na trvanlivosÈ betónu majú vplyv vonkaj‰ie a vnútorné ãinitele. Vonkaj‰ie ãinitele analyzuje projektant a tieto zohºadÀuje v projektovej dokumentácií, ktorá je ‰pecifikáciou poÏiadaviek na kvalitu betónu. Úlohou technológa je navrhnúÈ také zloÏenia betónovej zmesi, ktoré ‰pecifikované poÏiadavky zabezpeãí s primeranou rezervou na prípadné zv˘‰enie budúcich poÏiadaviek zákazníka a pre nepredvídateºné udalosti. Projektanti a technológovia teda môÏu pouÏívaním vysokohodnotn˘ch betónov predæÏiÈ ÏivotnosÈ betónov˘ch kon‰trukcií (problematiku vysokohodnotn˘ch betónov podrobne analyzoval Bajza [1]). Na druhej strane treba braÈ do úvahy ekonomické kritéria. Je zrejmé, Ïe technológia vysokohodnotného betónu nie je efektívne pouÏiteºná pre beÏné betónové stavby. Ekonomickú efektívnosÈ pouÏitia vysokohodnotného betónu musí posúdiÈ investor pre konkrétne podmienky stavebného diela a s ohºadom na svoje vlastné záujmy. ÎivotnosÈ betónovej kon‰trukcie je funkciou trvanlivosti cementového kompozitu a oceºovej v˘stuÏe v závislosti od ãasu a okolia (prostredia). O Ïivotnosti vystuÏenej betónovej kon‰trukcie sa rozhoduje uÏ v ‰tádiu projektového rie‰enia. Projektant vo väzbe na ‰pecifikované poÏiadavky investora a podmienky prostredia stavby navrhne v projektovej dokumentácii vystuÏenú betónovú kon‰trukciu, ão je zároveÀ pre technológa ‰pecifikácia poÏiadaviek na kvalitu betónu. TrvanlivosÈ betónu a ÏivotnosÈ vystuÏen˘ch betónov˘ch kon‰trukcií je rozhodujúcim znakom kvality betónu. Kvalita sta-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION vebn˘ch v˘robkov je definovaná poÏiadavkami, ktoré ‰pecifikuje zákazník, ‰tát a v˘robca. Technick˘mi ‰pecifikáciami [13] sú technické normy a technické osvedãenia, ktoré sa vzÈahujú na stavebné v˘robky, na navrhovanie a projektovanie stavieb a na stavebné práce a ich obsah vychádza zo základn˘ch poÏiadaviek na stavby – Smernica ã. 89/106/EHS. Kvalitu moÏno definovaÈ ako schopnosÈ mnoÏiny (entity) vlastn˘ch charakteristík v˘robku, systému alebo procesu spæÀaÈ poÏiadavky zákazníkov a ìal‰ích zainteresovan˘ch strán. Rozhodujúcimi kritériami kvality stavebného diela sú: vysoká spoºahlivosÈ a plánovaná ÏivotnosÈ stavebn˘ch kon‰trukcií a prvkov vybavenosti stavieb, vysok˘ ‰tandard uÏívateºsk˘ch parametrov a ão najniωie náklady na jeho prevádzku a údrÏbu. Stavebná kon‰trukcia musí spæÀaÈ ‰pecifikované poÏiadavky z hºadiska spoºahlivosti, tj. na stále plnenie definovan˘ch funkcií v procese uÏívania. V pojme spoºahlivosÈ je implicitne uvedená poÏiadavka na trvanlivosÈ, bezpeãnosÈ a pouÏiteºnosÈ stavebn˘ch v˘robkov a stavebn˘ch kon‰trukcií. V dokumente [8] sa ako záver diskusie uvádza definícia: „TrvanlivosÈ je schopnosÈ v˘robku zachovávaÈ svoje kvalitatívne vlastnosti (performance) tak, aby bolo zabezpeãené, Ïe patriãne navrhnuté a postavené stavebné dielo bude spæÀaÈ základné poÏiadavky po ekonomicky primeranú dobu Ïivotnosti pod vplyvom predvídateºn˘ch ãiniteºov“. V interpretaãnom dokumente EÚ pod pojmom trvanlivosÈ (durability) je mienené stanovenie rozsahu, v ktorom tieto hodnoty nie sú prekroãené behom doby Ïivotnosti za prirodzeného procesu zmien charakteristík s vylúãením vonkaj‰ích agresívnych ãiniteºov. Miera trvanlivosti betónov˘ch kon‰trukcií je doba penetrácie agresívnych médií cez kryciu vrstvu betónu k oceºovej v˘stuÏi. O chemickej korózii betónov˘ch kon‰trukcií rozhoduje predov‰etk˘m r˘chlosÈ procesov difúzie koróznych médií do vnútra kon‰trukcie a v men‰ej miere r˘chlosÈ chemick˘ch reakcií. Na strane druhej pôsobí kvalita betónu krycej vrstvy v˘stuÏe a jej hrúbka. TrvanlivosÈ cementového kameÀa je funkciou najmä jeho pórovej ‰truktúry, ktorá závisí od veºkosti a distribúcie pórov, tj. od vodného súãiniteºa, mnoÏstva cementu, zrnitosti kameniva, miery zhutnenia, podmienok o‰etrovania atì. Mikrotrhlinky v tomto ‰tádiu vznikajú B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

v dôsledku napätí od statického a dynamického zaÈaÏenia a od koróznych pochodov oceºovej v˘stuÏe a betónu. Vonkaj‰ie externé okolie vpl˘va na vystuÏenú betónovú kon‰trukciu v dôsledku penetrácie chemick˘ch agresívnych ãiniteºov, vonkaj‰ieho zaÈaÏenia a striedav˘m zmrazovaním a rozmrazovaním. O r˘chlosti a miere penetrácie agresívnych médií do hæbky ‰truktúry betónu rozhoduje priepustnosÈ krycej vrstvy betónu, tj. pórová ‰truktúra cementového kameÀa. Objem pórov v zatvrdnutom cementovom kameni (pri rovnakej hodnote vodného súãiniteºa) závisí od druhu cementu. Cementov˘ kameÀ ako v˘sledok hydratácie cementov s vedºaj‰ími prísadami (hydraulické a puzolánové) je tvoren˘ v men‰ej miere kapilárnymi pórmi a vo väã‰om objeme ho tvoria gélové póry, ão zniÏuje presiakavosÈ krycej vrstvy betónu. Tak˘to betón lep‰ie chráni oceºovú v˘stuÏ proti korózii. Betón plní pasivaãnú ochrannú funkciu za predpokladu, Ïe betón má vysokú hutnosÈ, vysokú alkalitu prostredia (pH > 9,6) a dostatoãnú hrúbku krycej vrstvy. Pri návrhu betónovej zmesi je nevyhnutné re‰pektovaÈ aj skutoãnosti, ãi betón bude alebo nebude vystaven˘ vonkaj‰ím poveternostn˘m vplyvom, ìalej typ chemického agresívneho prostredia a relatívnej vlhkosti prostredia. Na základe t˘chto skutoãností je v norme ENV 206-1 vytvorená klasifikácia prostredí XO (nerizikové prostredie), XC (moÏnosÈ karbonatizácie betónu), XD (v‰eobecné pôsobenie chloridov˘ch ióntov), XS (pôsobenie chloridov˘ch ióntov z morskej vody), XF (mrazuvzdornosÈ) a XA (chemické agresívne látky). Na tieto vonkaj‰ie faktory preventívne reagujú normové predpisy (maximálny vodn˘ súãiniteº w/c, minimálna trieda betónu, minimálna dávka cementu, poÏadovaná trieda a druh cementu). Ako vÏdy, aj v tomto prípade normové predpisy udávajú limitné hodnoty a je úlohou projektantov a technológov tieto hodnoty znaãne vylep‰iÈ v prospech vy‰‰ej kvality betónov˘ch kon‰trukcií. Praktické skúsenosti v‰ak preukazujú, Ïe zhotovitelia nevenujú dostatoãnú pozornosÈ zabezpeãeniu navrhnutej hrúbky krycej vrstvy v˘stuÏe, ão má negatívny vplyv na trvanlivosÈ betónu a ÏivotnosÈ betónovej kon‰trukcie, ako aj na jej poÏiarnu odolnosÈ. Na trvanlivosÈ betónu majú vplyv vonkaj‰ie a vnútorné ãinitele. Vonkaj‰ie ãinitele (obklopujúce prostredie – poveter-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

ZloÏky betónovej zmesi, ZloÏenie betónovej zmesi ZhutÀovanie O‰etrovanie

B ETÓ N BK OCEª

Trieda Profil pH prostredia Krycia vrstva

EXTERNÉ O KO L I E

Korózne prostredie: – plynné – kvapalné – pevné

VlhkosÈ Kolisanie teplôt ± °C

Obr. 1 Schéma trvanlivosti vystuÏenej betónovej kon‰trukcie Fig. 1 Diagram of durability of the reinforced concrete structure

nostné vplyvy, chemické korózne látky, geologické pomery zakladania; podmienky uÏívania atì.) analyzuje projektant a tieto zohºadÀuje v projektovej dokumentácií, ktorá je ‰pecifikáciou poÏiadaviek na kvalitu betónu. Vnútorné ãinitele predstavuje inherentná kvalita betónovej kon‰trukcie (pevnosÈ, mrazuvzdornosÈ, vodotesnosÈ, plynopriepustnosÈ, hutnosÈ, pórovitosÈ a objemová hmotnosÈ betónu, pórozita cementového kameÀa, krycia vrstva oceºovej v˘stuÏe, únosnosÈ, trieda ocele, poãet a profil oceºov˘ch v˘stuÏn˘ch vloÏiek, atì.). TrvanlivosÈ vystuÏenej betónovej kon‰trukcie (Obr. 1) závisí najmä od kvality betónu (vhodná receptúra betónov˘ch zmesí do konkrétneho prostredia, rovnorodá v˘roba, spoºahlivá doprava a optimálne spracovanie a o‰etrovanie ãerstvého betónu) a jeho schopnosti zabezpeãiÈ pasivaãnú ochrannú funkciu oceºovej v˘stuÏe proti korózii z obklopujúceho agresívneho prostredia. TrvanlivosÈ betónu v˘znamne ovplyvÀuje externé okolie (chemické ãinitele, chemické korózne pochody, a fyzikálne ãinitele – odolnost proti mrazu). V˘znamn˘m faktorom korózie stavebn˘ch materiálov je vlhkosÈ. Korózia prebieha najintenzívnej‰ie pri hodnotách relatívnej vlhkosti obklopujúceho prostredia v rozmedzí od 65 do 95 %. Pri nízkej vlhkosti, a pri zaplnení pórov neagresívnou kvapalnou fázou bez prístupu vzduchu, korózne pochody nemôÏu prebiehaÈ. 45

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION PL ÁNOVAN I E

je obstarávateºovi súhlas na uÏívanie stavebného diela. Jednotlivé faktory plánovania a zabezpeãovania kvality betónov˘ch kon‰trukcií uvedené v schéme na Obr. 2 je moÏno ìalej dekomponovaÈ do vyÏadovan˘ch podrobností.

KVALIT Y

BETÓNOV¯CH KON·TRUKCIÍ

Tvorbu betónov˘ch kon‰trukcií je moÏno rozdeliÈ do ‰tyroch fáz (Obr. 2). Fázu plánovania kvality betónovej kon‰trukcie tvoria poÏiadavky zákazníka a ‰tátu, ktoré spolu s obklopujúcim prostredím tvoria technické ‰pecifikácie pre návrh betónovej kon‰trukcie. Statik musí pri navrhovaní betónovej kon‰trukcie vychádzaÈ z projektového rie‰enia stavebného objektu a musí re‰pektovaÈ nielen metódy navrhovania ale aj technické a technologické moÏnosti zhotoviteºa. Návrh betónovej kon‰trukcie tvorí ‰pecifikáciu poÏiadaviek pre technologick˘ návrh zloÏenia betónovej zmesi a pre zhotoviteºa podklad pre stavebno-technickú prípravu stavby – fáza plánovania procesov. Fáza zhotovovania betónovej kon‰trukcie obsahuje v˘robu a dopravu ãerstvého betónu a samotné zhotovenie betónovej kon‰trukcie podºa projektového návrhu a v súlade s poÏiadavkami na tvorbu a ochranu Ïivotného prostredia. Centrálna betonáreÀ má technické, technologické, organizaãné a personálne podmienky ktoré zabezpeãujú rovnorodú v˘robu ãerstvého betónu v rovnomernej kvalite na základe riadenej dokumentácie systému kvality. V˘robca má doklady o preukázaní zhody na v‰etky vyrábané betóny od triedy B15 a technologické procesy sú riadené princípom spätnej väzby na základe v˘sledkov v˘robno-kontroln˘ch skú‰ok a intern˘ch auditov systému manaÏerstva kvality. Zhotoviteº má vypracované technologické postupy, plán kvality a kontroln˘ a skú‰obn˘ plán. Vo fáze zhotovovania zákazník prostredníctvom technického dozoru a ‰tát prostredníctvom stavebného dozoru, resp. ‰tátneho stavebného dohºadu kontrolujú dodrÏiavanie podmienok stavebného povolenia, bezpeãnosÈ a ochranu zdravia, ochranu Ïivotného prostredia a kvalitatívne parametre betónov˘ch kon‰trukcií. Fáza preberania a kolaudácie pozostáva z dvoch ãastí. Po ukonãení stavebného diela objednávateº preberá stavbu od zhotoviteºa. ·tát prostredníctvom úradu Ïivotného prostredia kolauduje stavbu a udeºu-

Ú LO H A Z Á K A Z N Í K A PoÏiadavky zákazníka smerujú ku zaisteniu jeho vlastn˘ch záujmov a dot˘kajú sa najmä naprojektovanie a zhotovenie stavebného diela. V ‰tádiu projektového rie‰enia zákazník definuje svoje poÏiadavky voãi projektovej organizácii najmä v t˘chto bodoch: • termín, • finanãn˘ investiãn˘ náklad, • kvantitatívne a kvalitatívne parametre stavby t˘kajúce sa ‰tandardu, rozsahu, objemu atì. V ‰tádiu zhotovovania betónov˘ch kon‰trukcií zákazník kontroluje dodrÏiavanie svojich potrieb a poÏiadaviek voãi firme zhotoviteºa najmä v t˘chto bodoch: • dodrÏania schválen˘ch podmienok stavebného povolenia, • dodrÏania zmluvne dohodnut˘ch podmienok vrátane projektového rie‰enia stavby, termínu dokonãenia stavby, finanãn˘ch nákladov atì., • dodrÏiavanie technick˘ch a technologick˘ch postupov.

Ú LO H A · TÁT U PoÏiadavky ‰tátu na kvalitu nosn˘ch kon‰trukcií smerujú ku zabezpeãeniu t˘chto rozhodujúcich faktorov kvality: • bezpeãnosti (spoºahlivosti, trvanlivosti a pouÏiteºnosti) kon‰trukcií, • uÏívateºskej bezpeãnosti stavby, • tvorbe a ochrane Ïivotného prostredia. Tieto poÏiadavky sú definované celou sústavou domácich a zahraniãn˘ch právnych a technick˘ch noriem a predpisov (Smernica ã. 89/106/EHS o stavebn˘ch v˘robkoch, âSN, STN, EN, EUROCODE, ISO, EIA atì.). V ‰tádiu zhotovovania betónov˘ch kon‰trukcií stavebn˘ dozor, resp. ‰tátny stavebn˘ dohºad kontroluje dodrÏiavanie svojich poÏiadaviek voãi firme zhotoviteºa najmä v t˘chto bodoch: • dodrÏania schválen˘ch podmienok stavebného povolenia, • ochranu zdravia, Ïivotov a majetku obãanov,

ZÁKAZNÍK

·TÁT

KON·TRUKâNÉ RIE·ENIE OBJEKTU

PROSTREDIE

TECHNICKÉ A TECHNOLOGICKÉ MOÎNOSTI

FÁZA PLÁNOVANIA KVALITY

·PECIFIKÁCIA POÎIADAVIEK NA BETÓNOVÚ KON·TRUKCIU

·TATICK¯ V¯POâET

NÁVRH BETÓNOVEJ KON·TRUKCIE

TECHNOLOGICKÁ PRÍPRAVA

STAVEBNO-TECHNICKÁ PRÍPRAVA

Obr. 2 Schéma tvorby betónov˘ch kon‰trukcií Fig. 2 Concrete structure production schema

46

• ochranu Ïivotného prostredia, • efektívne vyuÏitie finanãn˘ch prostriedkov.

·TÁT ZÁKAZNÍK

B

ETON

• TEC

FÁZA PLÁNOVANIA PROCESOV

ZHOTOVENIE BETÓNOVEJ KON·TRUKCIE

FÁZA ZHOTOVENIA

HODNOTENIE SPLNENIA ·PECIFIKÁCIÍ

FÁZA PREBERANIA A KOLAUDÁCIE

H NOLOG I E

• KONSTR

BETÓNOVÁ KON·TRUKCIA

U KC E

• SANAC

E

1/2002

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION V ‰tádiu zhotovovania betónov˘ch kon‰trukcií zákazník kontroluje kvalitu zhotovovania betónov˘ch kon‰trukcií metódou skú‰ok technicky v˘znamn˘ch vlastností betónu a betónov˘ch kon‰trukcií. Ak nemá vlastné skú‰obné laboratórium, môÏe si takúto sluÏbu objednaÈ u akreditovaného ‰tátneho alebo súkromného skú‰obného laboratória. Vo fáze plánovania aj vo fáze zhotovovania si musia projektant aj zhotoviteº uvedomiÈ zmenu filozofie náhºadu na kvalitu. PoÏiadavky ‰tátu (technické ‰pecifikácie) aj poÏiadavky zákazníka sa musia akceptovaÈ ako poÏiadavky minimálne, ktoré dokáÏe splniÈ kaÏd˘. Úspech na trhu má ten, kto zabezpeãí poÏiadavky na kvalitu na vy‰‰ej úrovni, v krat‰ích termínoch a za primeran˘ch finanãn˘ch nákladov. PROSTREDIE Obklopujúce prostredie (prírodné geografické a umelé) je dôleÏit˘m faktorom kvality stavebného diela. V betónovom staviteºstve sa prostredie rozdeºuje na prostredie poãas zhotovovania betónovej kon‰trukcie a prostredie exploatácie stavby. Geografické Do prírodného geografického prostredia sa zaraìujú tieto zloÏky: • geologické podloÏie (základové pomery únosnosti a miera agresivity kontaktnej zóny, agresivita a tlak spodnej vody), • vietor, • sneh, • ovzdu‰ie (teplota, vlhkosÈ, agresivita). Geologické prostredie musí re‰pektovaÈ projektant, technológ musí re‰pektovaÈ atmosférické prostredie poãas zhotovovania betónovej kon‰trukcie a navrhovaÈ nevyhnutné opatrenia pre betonárske práce v zimnom a letnom období. Umelé Ku zloÏkám umelého materiálového prostredia sa zaraìujú najmä dôsledky uÏívateºsk˘ch technológií na stavebné kon‰trukcie, ktoré sú v rôznych typoch stavieb rozliãného charakteru a rozdielnej kvalitatívnej a kvantitatívnej úrovne. Predov‰etk˘m ide o ãinitele: • fyzikálne – najmä dynamické vplyvy strojov a zariadení na stavebné kon‰trukcie (chvenie, vibrácie, obrus, otæk), vlhkosÈ a teplota a dynamické vlhkostno-teplotné zmeny, • chemické agresívne vplyvy (pevné, B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

kvapalné a plynné korózne prostredie) ako dôsledok v˘robno-technologick˘ch procesov a ìal‰ích uÏívateºsk˘ch parametrov, • biologické korozívne ãinitele – plesne a huby. V prípade vytvorenia vhodn˘ch tepelno-vlhkostn˘ch podmienok sa pri nízkej v˘mene vzduchu môÏu na povrchoch kon‰trukcií usádzaÈ tieto korózne ãinitele. N AV R H O VA N I E Návrh betónovej kon‰trukcie obsahuje dva aspekty: statick˘ (nie je predmetom tohoto príspevku) a technologick˘. Statik musí pri statickom v˘poãte re‰pektovaÈ niektoré aspekty technológie zhotovovania betónovej kon‰trukcie, ktor˘ch v‰ak nie je veºa a nerobia statikom väã‰ie problémy. Technológ pri návrhu betónov˘ch zmesí musí re‰pektovaÈ rozhodnutia statika ako napr.: rozmery kon‰trukcie, veºkosÈ v˘stuÏn˘ch oceºov˘ch vloÏiek, hustotu armovania a jeho poÏiadavky na odolnosÈ betónu proti konkrétnemu agresívnemu médiu, poÏiadavky na koneãnú normovú pevnosÈ, oddebÀovaciu, resp. odformovaciu pevnosÈ, mrazuvzdornosÈ, vodotesnosÈ a objemovú hmotnosÈ betónu. Táto problematika v‰ak presahuje rámec tohoto príspevku. V˘sledná kvalita betónov˘ch kon‰trukcií je súhrnn˘m v˘sledkom ich statického, kon‰trukãného a technologického návrhu, v˘roby ãerstvého betónu a zhotovenia kon‰trukcie, ktor˘ spæÀa ‰pecifikované poÏiadavky ‰tátu, zákazníka a re‰pektuje obklopujúce prostredie. ZodpovednosÈ za kvalitu v˘roby ãerstvého betónu závisí od zmluvn˘ch podmienok medzi v˘robcom a zákazníkom. V˘roba ãerstvého betónu v centrálnej betonárke musí byÈ zabezpeãovaná tak, aby kvalita ãerstvého betónu a zatvrdnutého betónu spæÀala ‰pecifikované technické a technologické parametre v rovnomernej hladine a pri optimálnych ekonomick˘ch nákladoch. Príspevok bol vypracovan˘ v rámci rie‰enia projektu VEGA ã. 1/5001/98 InÏinierske metódy riadenia kvality v stavebníctve.

• KONSTR

Doc. Ing. Tibor ëurica, CSc. Stavebná fakulta TU v Ko‰iciach Vysoko‰kolská 4, 042 00 Ko‰ice tel./fax: +421 55 622 5447 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

1/2002

Literatúra: [1] Bajza A.: Vysokohodnotn˘ betón, V˘roba betónu ’99, Vysoké Tatry, Stavebná fakulta TU Ko‰ice, 1999, s. 77 – 82 [2] ëurica T.: Zabezpeãovanie kvality v˘roby ãerstvého betónu, Konferencia „Betón – súãasnosÈ a perspektívy“, ·trbské Pleso, 1997 [3] ëurica T.: Riadenie kvality pri v˘robe betónu, V˘roba betónu ’99, Vysoké Tatry, Stavebná fakulta TU Ko‰ice, 1999, s. 27 – 32 [4] ëurica T.: Quality and Reliability in Building Industry, Proceedings International Scientific Conference: „Quality and Reliability in Building Industry“, ISBN 80-7099-436-3, Levoãa, 1999, p. 9 – 16 [5] ëurica T.: Zabezpeãovanie kvality v˘roby ãerstvého betónu, V˘roba betónu ’97, Vysoké Tatry, Stavebná fakulta TU Ko‰ice, 1997, s. 59 – 64 [6] Sliwinski J.: Beton zwykly, projektowanie i podstawowe wlaÊciwoÊci, Polski Cement, Kraków, 1999 [7] STN ENV 206-1: 2001 (73 24 03) Betón – âasÈ 1: ·pecifikacia, vlastnosti, v˘roba a zhoda [8] Assessment of Working Life of Products PT 3–Durability, Final Draft March 1997 [9] STN 73 2400 Zhotovovanie a kontrola betónov˘ch kon‰trukcií (1/89); zmena a – 1/88; zmena b – 10/89; zmena c – 4/91; zmena 4 – 11/92 [10] STN ISO 9690 Klasifikácia podmienok agresívneho prostredia pôsobiaceho na betón a Ïelezobetónové kon‰trukcie [11] STN 73 1215 Betónové kon‰trukcie. Klasifikácia agresívnych prostredí [12] STN EN ISO 9001: 2000 (01 0320) Systémy manaÏérstva kvality, PoÏiadavky [13] Zákon NR SR ã. 90/1998 o stavebn˘ch v˘robkoch v znení neskor‰ích predpisov

47

SPEKTRUM SPECTRUM

SUBSTANCE.CZ – INFORMAâNÍ SYSTÉM NA O UDRÎITELNÉ V¯STAVBù SUBSTANCE.CZ – INFORMATION SYSTEM

INTERNETU

ON SUSTAINABLE CONSTRUCTION ON THE INTERNET P E T R H Á J E K , PAV E L H O V O R K A Internetové stránky UdrÏitelná v˘stavba /Sustainable Construction (www.substance.cz) vznikly v rámci první fáze programu MPO âR „Pozemní stavby a udrÏiteln˘ rozvoj“, dílãí úkol SUBSTANCE (SUstainable Building – System and Technology Approach to New Construction for Environment). Cílem informaãního systému „UdrÏitelná v˘stavba/ Sustainable Construction“ je poskytnutí informaãní platformy pro zaji‰Èování v˘mûny informací o uplatÀování principÛ trvale udrÏitelného rozvoje v oblasti stavebnictví. Internet pages Sustainable Construction (www.substance.cz) were made within the first stage of the programme of the Ministry of Industry and Trade of the Czech Republic named Ground Structures and Sustainable Development, partial task SUBSTANCE (Sustainable Building – System and Technology Approach to New Construction for Environment). The objective of the information system Sustainable Construction is to provide information platform for an exchange of information on implementation of principles of sustainable development in construction. KONCEPCE,

OBSAH A ZAMù¤ENÍ

I N F OR MAâ N ÍHO SYSTÉ M U

Jádro informací poskytovan˘ch informaãním systémem se úzce váÏe na proble-

48

B

matiku udrÏitelné v˘stavby se zamûfiením na v˘stavbu pozemních staveb, které v celkovém objemu stavebnictví pfiedstavují rozhodující podíl. ¤ada poskytovan˘ch informací má v‰ak obecnûj‰í charakter a dot˘ká se tak problematiky celého stavebního prÛmyslu, pfiípadnû i dal‰ích souvisejících sektorÛ spoleãnosti. Poskytované informace lze rozdûlit do následujících skupin: • informace o pfiipravovan˘ch a probíhajících akcích (konference, sympozia, semináfie, projekty, v˘zkum) v oblasti udrÏitelného stavûní – sekce „Akce“ a „Programy a projekty“; • informace o legislativních opatfieních a krocích realizovan˘ch v âR a EU t˘kajících se zaji‰Èování podmínek udrÏitelného rozvoje a o souvisejících mezinárodních smûrnicích a normách – sekce „Legislativa“; • kontakty na instituce a projekty, jejichÏ ãinnost souvisí s problematikou udrÏitelné v˘stavby – sekce „Instituce a kontakty“; • informace o datech a technick˘ch nástrojích potfiebn˘ch pro návrh, realizaci, environmentální hodnocení a optimalizaci staveb s ohledem na kritéria udrÏitelného rozvoje a pfiíklady komplexního posouzení nûkter˘ch typick˘ch stavebních konstrukcí z hlediska jejich vlivu na Ïivotní prostfiedí – sekce „Technické informace“; • informace o moÏnostech studia na vysok˘ch ‰kolách a dal‰ího vzdûlávání v oblastech souvisejících s problematikou udrÏitelné v˘stavby – sekce „Vzdûlávání“; • informace o publikacích t˘kajících se problematiky udrÏitelné v˘stavby a principÛ trvale udrÏitelného rozvoje – sekce „Knihovna“. Základním principem koncepce bylo vytvofiit informaãní strukturu, která bude jednoduchá a pfiehledná a která bude umoÏÀovat rychl˘ pfiístup k potfiebn˘m informacím, a zároveÀ snadnou a rychlou aktualizaci. Cílem nebylo pouze usnadnit nalezení pfiíslu‰n˘ch informací v rámci celosvûtové internetové sítû, ale pfiedev‰ím prostfiednictvím vlastních anotací, re‰er‰í, komentáfiÛ a dal‰ích dokumentÛ zpfiístupÀovat klíãové aspekty pfiedkládan˘ch informací pro uÏivatele v ãeském ETON

• TEC

H NOLOG I E

prostfiedí. Cílem je, aby informace byly zajímavé nejenom pro odborníky, ktefií se jiÏ uvedenou problematikou zab˘vají, ale i pro co nej‰ir‰í odbornou i laickou vefiejnost. Proto byla volena víceúrovÀová struktura informací a pomocí mapy stránek je umoÏnûn pfiístup odkudkoliv do v‰ech úrovní stránek. Grafická forma byla volena co nejjednodu‰‰í, tak aby byla pfiehledná a pro uÏivatele pohodlná, a zároveÀ aby v dÛsledku nepotfiebn˘ch grafick˘ch efektÛ nedocházelo ke zdrÏování pfienosu a zobrazení jednotliv˘ch stránek na uÏivatelském poãítaãi. Je obecnû známé, Ïe podstatnou bariérou ve vyuÏívání urãit˘ch informaãních serverÛ je pomalost odezvy serveru na poÏadavek uÏivatele systému. Fyzicky jsou stránky umístûny na serveru Stavební fakulty âVUT Praha, která také zaji‰Èuje technickou podporu. ZÁKLADNÍ TYPY POSKYTOVAN¯CH INFORMACÍ Informace poskytované v informaãním systému jsou uspofiádány v nûkolika systémov˘ch úrovních. V zásadû jde o dvû skupiny informací: 1. Informace interní – vypracované redakcí serveru a spolupracujícími odborníky a dal‰ími pfiispûvateli. Jde pfiedev‰ím o anotace, re‰er‰e, komentáfie, informace o prÛbûhu a v˘sledcích akcí, informace o dostupn˘ch datech a publikacích (v˘zkumné zprávy, ãlánky, pfiíspûvky na konferencích, knihy aj.) t˘kající se udrÏitelné v˘stavby. 2. Informace externí - zprostfiedkované – poskytnuté prostfiednictvím odkazÛ na jiné internetové stránky. V rámci externích informací jsou formou odkazÛ napojeny i jiné zahraniãní servery s obdobnou problematikou a prostfiednictvím jejich informaãní struktury lze získat dal‰í ‰ir‰í spektrum informací. Vût‰ina odkazÛ na interní i externí zprostfiedkované informace je doplnûna o krátkou anotaci, seznamující se základním charakterem informace. Vybrané ãeské publikace jsou z pfieváÏné ãásti poskytovány v pdf souborech s moÏností jejich vyti‰tûní.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SPEKTRUM SPECTRUM

Systém obsahuje tfii úrovnû skupin informací reprezentovan˘ch mapou stránek - stromem (kmen: UdrÏitelná v˘stavba) s vûtvemi ve tfiech úrovních. Celá struktura první úrovnû a dal‰í dvû úrovnû ve formû rozbalovací stromové struktury jsou znázornûny na domovské stránce a na dal‰ích stránkách první interní úrovnû v pravé ãásti obrazovky. Z ÁV ù R – A P O K R Aâ O VÁ N Í Stránky jsou provozovány v ãeském a anglickém jazyce. Vzhledem k souãasnû vznikajícím obdobn˘m aktivitám i v jin˘ch státech a v rámci mezinárodních organizací lze pfiedpokládat napojení tohoto informaãního serveru do celosvûtové sítû orientované na pfiedávání informací o udrÏitelné v˘stavbû s ohledem na zaji‰tûní poÏadavkÛ trvale udrÏitelného rozvoje spoleãnosti. Vzhledem k neustálému a rychlému

HISTORICKÉ

ETON

• TEC

Systém byl vybudován v rámci úkolÛ HS 104301 a HS 108301 financovan˘ch MPO âR. Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 4459, fax: 02 3333 9897 e-mail: [email protected]

BETONOVÉ VODOJEMY

Stranou zájmu autorÛ zÛstaly v tomto ãísle ãasopisu, zamûfieném na betonové vodohospodáfiské stavby, vodojemy. Siluety vodárensk˘ch vûÏí oÏivovaly panoráma ãesk˘ch mûst uÏ ve stfiedovûku. Vefiejné ka‰ny a stojany - crky stávaly na kaÏdém volnû pfiístupném prostranství i v nádvofiích mû‰Èansk˘ch domÛ a ‰lechtick˘ch palácÛ. Stavba betonov˘ch vodojemÛ zaãala u nás pfiekvapivû brzy [1]. Roku 1881 budovaly vodovod na pitnou vodu Karlovy Vary. Pût nov˘ch vodojemÛ bylo na návrh vrchního inÏen˘ra F. Cuntze opatfieno betonovou klenbou. Na pfiání mûstské rady postavil Cuntz, zfiejmû pfied uskuteãnûním stavby, pokusn˘ betonov˘ oblouk stejného rozpûtí i tvaru jako u plánované klenby, pouze s men‰í tlou‰Èkou v závûrku i patkách a provedl na nûm zatûÏovací zkou‰ky. V roce 1882 byl v karlovarské vodovodní síti postaven i mal˘ celobetonov˘ vodojem. Roku 1885 byla dána do provozu podolská vodárna na parní pohon, toho ãasu nejvût‰í v âechách, pfiivádûjící vodu z filtraãních studní i do dodnes slouÏícího dvojdílného vodojemu v Sokolské tfiídû. Pfii kolaudaci roku 1883 mûl vodojem velmi váÏné závaB

v˘voji nelze poskytovan˘ soubor informací povaÏovat za ucelen˘ a kompletní. Jde o v˘bûr dostupn˘ch informací v daném ãase a místû. Autofii uvítají jakékoliv pfiíspûvky, podnûty pro upfiesnûní, doplnûní a/nebo zkvalitnûní obsahu informaãního serveru. Vítané jsou pfiedev‰ím aktuální informace o praktickém uplatÀování principÛ udrÏitelné v˘stavby ve v˘voji, v˘zkumu, hodnocení a realizaci v˘stavby v âeské republice, ale i v zahraniãí. E-mailové kontakty na zpracovatele stránek jsou uvedeny v sekci „Kontakty“. Na pfiípravû, v˘voji a obsahové náplni informaãního serveru se podílela skupina pracovníkÛ FSv âVUT: Doc. Ing. P. Hájek, CSc. (vedoucí úkolu), Ing. P. Hovorka (externí spolupráce – technické zpracování stránek), Ing. J. âervenka, PhDr. S. Kasíková, Ing. M. Pavlíková, CSc., Doc. Ing. J. Tywoniak, CSc., a Ing. E. Zezulová.

H NOLOG I E

dy „zvlá‰tû na betonu a dlaÏbû, která tvofií dno vodojemu“, takÏe po sporu se stavitelem jej obec opravovala ve vlastní reÏii. Dal‰í zprávy o betonov˘ch vodojemech máme aÏ z období o 10 let mlad‰ího a pfied koncem století stavûla betonové vodojemy jiÏ fiada na‰ich mûst, napfi. Îatec, Tû‰ín, Duchcov, Most, Ústí nad Labem a dal‰í. Podzemní vodojem v Radiãevsi z roku 1894 je dodnes souãástí Ïatecké vodovodní sítû. Pracovníci Severoãesk˘ch vodovodÛ a kanalizací povaÏují tento dvoudíln˘ vodojem, s klenbami malého rozpûtí podepfien˘mi fiadami sloupÛ, za celobetonov˘. Vodojem je (mimo cihelnou nadzemní ãást) v bezvadném stavu a údajnû nebyl nikdy opravován. Okolo pfielomu století zaãala éra trámov˘ch Ïelezobetonov˘ch vodojemÛ Celou fiadu vodovodních staveb tohoto typu se nepodafiilo pfiesnû vroãit. Je to napfi. vodojem v Litomûfiicích na 1300 m3 vody nebo vûÏov˘ rezervoár pro briketárnu v Ervûnicích. Velk˘ trámov˘ Ïelezobetonov˘ vodojem byl postaven v prÛbûhu roku 1902 v Chomutovû. První v literatufie zmiÀovanou prací

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

tohoto typu „ãeské“ projekce je reservoár v Pfierovû o obsahu 1000 m3 z roku 1903, kter˘ navrhl K. Herzán. Také okruh praÏsk˘ch betonáfisk˘ch firem po pfielomu století pfiistoupil ke stavbû trámov˘ch vodojemÛ. Betonové vodojemy pfiesvûdãivû ukázaly pfiednosti nového konstrukãního materiálu a napomohly jeho dal‰ímu roz‰ífiení. V ãasopise rakouského inÏen˘rského spolku bylo v té dobû uvefiejnûno sdûlení, v jehoÏ úvodu autor podot˘ká: „pfii vysok˘ch souãasn˘ch cenách cihel v severních âechách, kde je naopak skoro v‰ude moÏno tûÏit kvalitní kamenivo, stává se beton ideálním stavebním materiálem“. Je moÏné, Ïe vodojemÛm bude vûnována pozornost v ãísle zamûfieném na sanace betonov˘ch konstrukcí, neboÈ mnohé z nich si jistû sanaci ãi celou rekonstrukci zaslouÏí. jm [1] Saidlerová I., Dohnálek J.: Dûjiny betonového stavitelství v ãesk˘ch zemích do konce 19. století, IC âKAIT, Praha 1999, ISBN 80-86364-01-1; pouÏito ve zkráceném znûní

49

SPEKTRUM SPECTRUM

CENY BRITSKÉ

BETONÁ¤SKÉ SPOLEâNOSTI ZA ROK THE CONCRETE SOCIETY AWARDS 2001

Obr. 1

2001

na“ chránící vnûj‰í pfiistav byly z ãásti pouÏity prefabrikované prvky. ProtoÏe stavba stojí v silnû agresivním prostfiedí se slanou mofiskou vodou, která bûhem nûkter˘ch zim stfiídavû namrzá a taje na vnûj‰ích plochách stavby, byly vyuÏity v‰echny moÏnosti ochrany betonové konstrukce k zamezení vzniku trhlin a pfiípadné minimalizaci jejich dopadu, tzn. speciální receptura na betonovou smûs, rozdûlení a umístûní v˘ztuÏe tak, aby se zamezilo rozevírání trhlin, potahovaná v˘ztuÏ atd. V t˘mu, kter˘ vytváfiel návrh a zaji‰Èoval realizaci, byli zastoupeni jak inÏen˘fii specialisté, tak architekti, ekologové ãi odborníci na modelování proudûní a pohybÛ

KaÏd˘ rok vybírá Britská betonáfiská spoleãnost nejlep‰í betonové stavby postavené v uplynulém období. V roce 2001 se mezi ocenûné zafiadila i vodohospodáfiská stavba. Jedná se o protipovodÀovou bariéru chránící ústí fiek Taff a Ely do Cardiffské zátoky v jiÏním Walesu. Celá stavba je 1100 m dlouhá (Obr. 1). Její jiÏní betonová ãást, 300 m dlouhá,

Obr. 2

vody, Ïivotní prostfiedí nebo trávení volného ãasu. Návrh i realizace plnû respektovaly poÏadavky investora stavby, mûstskou radu v Cardiffu. V˘sledek se dostavil v podobû vysokého ocenûní porotou: stavba sv˘m komplexním pojetím a celkov˘m uspofiádáním v‰ech ãástí v˘raznû pfiispívá k celkové regeneraci Cardiffského zálivu, zejména oblasti star˘ch dokÛ. jm

Obr. 3

sestává ze 3 zdymadel pro lodû se zvedacími mosty zaji‰Èujícími pfiístup do zátoky; 5 stavidel, které umoÏÀují pronikání slané vody do ústí fiek a regulaci v˘‰ky hladiny vody v zátoce; rybí cesty; vnûj‰ího pfiístavu pro malé lodû a umûlého ostrova, na kterém je umístûno fiídicí centrum a portálov˘ jefiáb pro údrÏbu zdymadel (Obr. 2 aÏ 5). Zbytek bariéry tvofií sypaná hráz. Do objektÛ bylo uloÏeno 135 tisíc m3 monolitického betonu, pouze na „rame-

Obr. 4

50

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Obr. 5

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SPEKTRUM SPECTRUM

BETÓNOVÉ

P R I E H R A DY N A S LOV E N S K U : STAT I C KO - KO N ·T R U Kâ N É , U R BAN ISTIC KO-ARC H ITE KTON IC KÉ A E KOLOG IC KÉ Z AU J ÍMAVOSTI CONCRETE DAMS IN SLOVAKIA: STRUCTURAL, URBANISTIC, ARCHITECTURAL AND ECOLOGICAL BACKGROUND M I C H A L L U K Áâ , J A N A P O H A N I â OVÁ Betón v podmienkach priehradného staviteºstva na Slovensku nepatrí k dominantn˘m stavebn˘m materiálom. Napriek tomu vyskytujú sa tu gravitaãné betónové priehrady z prostého (nearmovaného) betónu a doskové ãlenené Ïelezobetónové (tenkostenné) priehrady. The concrete does not belong to dominant construction materials in the specific conditions of Slovak dam construction. Despite this fact, one can find here concrete gravity dams build from plain concrete, as well as Ambursen type dams (thin-walled concrete slabs). Najviac zastúpen˘m materiálom v priehradnom staviteºstve na Slovensku je miestny – zemina a kameÀ. V súvislosti s t˘m sa najãastej‰ie vyskytujú zemné a kamenité – sypané priehrady. Je to vyvolané predov‰etk˘m tak˘mi prírodn˘mi determinantami, ktoré sú rozhodujúce pre voºbu typu priehrady, ak˘mi sú komplikované inÏiniersko-geologické pomery prevaÏnej väã‰iny priehradn˘ch lokalít u nás. Z hºadiska v˘znamu (miestny, regionálny), veku a v˘‰ky rozdeºujeme vo v‰eobecnosti priehrady na Slovensku do troch skupín: • priehrady historické (v poãte ~50), tvoriace Bansko-‰tiavnickú vodohospodársku sústavu (zapísané na zoznam Tab. 1 Základné parametre betónov˘ch priehrad Tab. 1 Basic parameters of concrete dams

â.

Názov

Tok

1 2 3 4 5

Orava – ústie Palcmanská Ma‰a Vlãia Dolina Nosice RuÏín II

Orava Hnilec potok Váh Hornád

6 7

Motyãky Doln˘ Jelenec

Starohorsk˘ potok Jeleneck˘ potok

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Svetového kultúrneho dediãstva UNESCO), • priehrady MVN (v poãte > 200), nízke priehrady, tvoriace nádrÏe lokálneho v˘znamu, • priehrady v registri Medzinárodnej priehradnej komisie ICOLD (v poãte 50), spravidla s regionálnym a nadregionálnym v˘znamom. Zatiaº ão prvé dve skupiny – s v˘nimkou priehrad Motyãky, Doln˘ Jelenec – tvoria v˘luãne zemné priehrady, tretia (najv˘znamnej‰ia z nich) je zastúpená aj betónov˘mi gravitaãn˘mi priehradami (v poãte 5), resp. haÈov˘mi, ãi zmie‰an˘mi (v poãte 9) – zemn˘mi a betónov˘mi. Napriek malej poãetnosti sú niektoré betónové priehrady zaujímavé nielen z kon‰trukãného, ako aj architektonickourbanistického, ãi ekologicko-spoloãenského hºadiska. TYPOLÓGIA BETÓNOV¯CH PRIEHRAD Hoci ‰kála betónov˘ch priehrad je vo v‰eobecnosti ‰ir‰ia, v podmienkach slovensk˘ch priehradn˘ch lokalít sú zastúpené v zásade 3 typologické skupiny: • priehrady gravitaãné (údolné, haÈové), • priehrady ãlenené, doskové (tieÏ oznaãované ako typu Ambursen), • zmie‰ané, zemno-betónové. Typick˘m predstaviteºom jednoduchej masívnej gravitaãnej priehrady sú priehrady energetickej vysokotlakej sústavy Palcmanská Ma‰a–Vlãia Dolina. V Tabuºke 1 uvádzame základné parametre gravitaãn˘ch betónov˘ch a ãlenen˘ch priehrad. Z priehrad, uveden˘ch v tabuºke, sú tri typicky masívne-gravitaãné priehrady (P.

Ma‰a, Vlãia Dolina a RuÏín II) so ‰tíhlostn˘m pomerom b/h 0,75 aÏ 0,8. Priehrada Palcmanská Ma‰a na Hnilci (Obr. 1) vytvára akumulaãnú nádrÏ vysokotlakej VE vo Vlãej Doline (Obr. 2) s vyrovnávacou nádrÏou. VE má in‰talované dve Francisove – vysokotlaké turbíny (H = 243 aÏ 277 m). Privádzaã tvorí najprv tlaková ‰tôlÀa s ϕ 2,12 (9 m3s-1), potom oceºové potrubie. Roãná v˘roba VE je 23 GWh pri in‰talovanom v˘kone 22,75 MW. Z hºadiska kvality i obsahu cementu (na m3 hotového betónu) je moÏné rozlí‰iÈ dva druhy priehradového betónu, a to: obalov˘ (znaãky B 300 kg cementu/m3 betónu) a jadrov˘ (znaãky B 225 kg cementu/m3 betónu). ZhutÀovanie oboch sa dialo ponorn˘mi-hru‰kov˘mi, ãi príloÏn˘mi vibrátormi. Priehrada Palcmanská Ma‰a dotvára, spolu s vodnou nádrÏou, malebnosÈ doliny Slovenského raja. Podobne jednoduch˘, ako profil t˘chto priehrad, je profil poslednej z doteraz realizovan˘ch gravitaãn˘ch priehrad, RuÏín II na Hornáde, ktor˘ má v‰ak ‰tíhlej‰í, dvakrát zalomen˘ vzdu‰n˘ líc.

Vysvetlivky k tabuºke: Vc, Vz – celkov˘ a zásobn˘ objem nádrÏí [106 m3], úãel: E - hydroenergetika, P - priemysel, Z - závlahy, Qmin - zaistenie min. prietokov v toku; Hmax/Ho[m] max. v˘‰ka priehrady a v˘‰ka vzdutia; L[m] - dºÏka v korune; K[103 m3] kubatúra priehradového betónu; Geológia: F - fly‰ (pieskovce, bridlice, ílovce), D - dolomity, V - vápence, G - granity, Db - diabázy, P - paleogén, N - neogén, A - alúvium

Gravitaãné betónové priehrady NádrÏ Rok dokonãenia Vz Úãel Hmax / H0 Vc 1953 345 298 E, P, Z, O 41 / 27,4 1956 11,1 10,3 E, Qmin 31 / 21,5 1956 0,17 0,16 E, Qmin 25 / 16 1958 36 24 E, Qmin 33 / 15 1972 3,7 2,5 E, Qmin 27 / 15 Doskové (typu Ambursen) ãlenené priehrady 1925 0,06 0,04 E, Qmin 7,5 / 7 1925 0,03 0,03 E, Qmin 11,7 / 5,8

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

L 291 209 137 472 140

Priehrada L/H 9,5 9,5 8,1 23,8 9,5

K 270 62 26 347 53

F Db G F G

170 74

54,2 24,3

0,25 0,15

V, D V, D

Geológia

51

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 1 Pohºad na priehradu a akumulaãnú nádrÏ Palcmanská Ma‰a Fig. 1 View of the dam and detention reservoir of Palcmanská Ma‰a

P R I E H R A D A O R AVA Originálne rie‰ená priehrada (Obr. 3) bola vybudovaná v rokoch 1941 aÏ 1953 v morfologicky v˘hodnom priehradnom profile, tesne pod sútokom Bielej a âiernej Oravy. Jej príprava má bohatú históriu, siahajúcu do prvej polovice 19. storoãí. V rokoch 1830 aÏ 1933 bolo vypracovan˘ch 9 ‰túdií rôznych kon‰trukãn˘ch typov s v˘‰kou priehrady 16 aÏ 54 m pri objeme nádrÏe 86 aÏ 850 mil. m3, a to od murovanej po betónovú gravitaãnú (masívnu, pilierovú). Spoloãn˘m znakom t˘chto historick˘ch ‰túdií bolo, Ïe si v‰ímali predov‰etk˘m v˘hodnej morfológie priehradného profilu a podceÀovali komplikované inÏinierskogeologické pomery. AÏ podrobn˘ prieskum, od zaãiatku 40. rokov, ukázal, Ïe skalné podloÏie je tvorené nevhodn˘mi fly‰oidn˘mi horninami, aké predstavuje paleogén vonkaj‰ích Karpát. DoplÀujúci prieskum ukázal, Ïe v profile sa nachádzajú lavice pieskovcov, mocnosti 0,3 aÏ 3 m, a ílovce od niekoºko cm do niekoºk˘ch dm. V údolnej nive boli zistené lavice pieskovca s polohami bridlíc (s nízkym trením). Nepriazniv˘ je tieÏ fakt, Ïe toto vrstevnaté fly‰ové podloÏie má aj nevhodn˘ sklon vrstiev (po vode), ão zhor‰uje stabilitu priehrady v základovej ‰káre. Pre elimináciu t˘chto nepriazniv˘ch skutoãností, ktoré sú naviac zv˘‰ené troma v˘razn˘mi zlomami, i s prihliadnutím na zníÏenie sadania poloskalného podloÏia (najmä ílovcov a bridlíc), bol realizovan˘ návrh gravitaãnej-vyºahãenej priehrady s v˘razn˘mi sklonmi oboch lícov. Ich úãinná základová ‰kára (z hºadiska stability voãi u‰myknutiu) je zväã‰ená horizontál52

B

nym predbloãkom, na ktor˘ pôsobí plnou hodnotou zloÏka vodného tlaku, ktor˘ pôsobí v prospech tiaÏe priehrady. Tento efekt by nebol tak˘ úãinn˘, keby injekãná clona, redukujúca nepriazniv˘ úãinok vztlaku v základovej ‰káre, bola realizovaná z úrovne návodnej päty vyºahãeného bloku. Preto bola tesniaca injekãná clona predsunutá na návodnú stranu horizontálneho predbloãka. T˘m sa v˘razne zníÏil úãinok vztlaku na celú ‰káru, ãím sa zv˘‰ila stabilita voãi u‰myknutiu a zníÏila napätosÈ v základovej ‰káre. Takéto zabezpeãenie stability podloÏia je originálne nielen v podmienkach Slovenska, resp. âeskoslovenska, ale i v rámci priehradného staviteºstva Európy. Dva funkãné priepadové bloky so spodn˘mi v˘pustami, zaujímavo rie‰ené po stránke kon‰trukãnej aj architektonickej, sú situované v údolnej nive. Priepady sú

ETON

• TEC

H NOLOG I E

hradené segmentami a priepadová plocha vo tvare „lyÏiarskeho mostíka“ je podoprená v dolnej ãasti strojovÀou uzáveru spodného v˘pustu (segmenty). To spolu s rozráÏaãmi spôsobí prevzdu‰enie prepadového lúãa, následné niωie hydraulické zaÈaÏenie spoloãného v˘varu (priepadu a v˘pustu) a pôsobí elegantne aj po stránke architektonickej. Podobn˘ efekt, vhodné architektonické zakomponovanie do okolitej krajiny, vyvoláva aj podpriehradová VE. Budova VE nadväzuje na tradície a vysokú úroveÀ medzivojnovej funkcionalistickej architektúry na Slovensku. Z kompoziãného hºadiska ju tvoria dve vzájomne do seba prenikajúce hranoly, ktoré ãistotou svojho exteriérového v˘razu, pravideln˘m rastrom otvorov, hladk˘m prevedením fasád, vytvárajú harmonick˘ celok s vlastn˘m telesom priehrady. Gravitaãná vyºahãená priehrada má celkovú v˘‰ku 41 m a vytvára akumulaãnú nádrÏ pre úãely hydroenergetiky, priemyslu, závlah (na dolnom Váhu) a ochrany pred povodÀami. Nezanedbateln˘ je aj jej vplyv ekologick˘. Pohotov˘ objem 15 aÏ 20 mil. m3 slúÏi na minimalizáciu rizík ekologick˘ch havárií na Orave a Váhu. NádrÏ, jej vodná plocha, podmienila rozvoj turistického ruchu, rekreáciu na vode a pri Obr. 2 Elektrárensk˘ blok priehrady vo Vlãej Doline Fig. 2 Power plant block of the dam in Vlãí Dolina

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SPEKTRUM SPECTRUM

vode, ãasto v kombinácii s lyÏiarskymi moÏnosÈami v pohorí neìalek˘ch Roháãov. V súvislosti s realizáciou VD je potrebné poukázaÈ aj na vzÈah tohto inÏinierskeho diela a krajiny. Krajinn˘ obraz vo v‰eobecnosti môÏeme chápaÈ aj ako historick˘ dokument v˘voja vzÈahu ãlovek a príroda. Súãasn˘ krajinn˘ obraz Oravy pre‰iel premenami, ktoré v sebe nesú odkaz mnoh˘ch generácií, ktoré ho svojou ãinnosÈou postupne formovali, kultivovali. Realizácia takého veºkého inÏinierskeho diela, ak˘m Oravská vodná nádrÏ nesporne je, si vyÏiadala aj mnohé vyvolané investície, mnohokrát i negatívneho charakteru, napr. presídlenie obyvateºov zátopovej oblasti, resp. zánik historick˘ch ‰truktúr osídlenia. V tejto súvislosti je moÏné oceniÈ prístup k ochrane kultúrneho dediãstva regiónu pri prevádzke VD. Vìaka tomu vznikol v zátope Oravskej nádrÏe Slanick˘ ostrov, dnes naz˘van˘ aj „Ostrov umenia“. LeÏí v miestach dnes zatopenej obce Slanica, ktorá zanikla v r.1952. Na jeho vyv˘‰enine sa nachádza barokov˘ kostol postaven˘ v rokoch 1766 aÏ 1769. V súãasnosti sa v Àom nachádza Múzeum sakrálnej architektúry Hornej Oravy so stálou expozíciou tradiãnej slovenskej plastiky a maºby na skle. PRIEHRADA NOSICE Druhou kon‰trukãne aj ekologicky zaujímavou gravitaãnou betónovou priehradou je priehrada energetického VD Nosice, vybudovaná na Váhu, 205 km od jeho ústia do Dunaja. Jej kon‰trukãné rie‰enie rozhodujúcou mierou determinovali komplikované inÏiniersko-geologické a hydrogeologické pomery a veºká ‰trkonosnosÈ Váhu. InÏiniersko-geologické pomery sú fly‰, zastúpen˘ slienit˘mi ílovcami, zlepencami a pieskovcami, prestúpen˘ poãetn˘mi v˘znamnej‰ími poruchami a v˘vermi minerálnej vody. Priehrada je rozãlenená na niekoºko ãastí: normálne bloky (obe: ºavé a pravé krídlo i stredná ãasÈ), v˘pustné zariadenie: priepady (hradené klapkami) a otvory spodn˘ch v˘pustov (na celú ‰írku blokov hradené segmentami) a priehradová VE. Celková dºÏka priehrady je 471,10 m (34 blokov) a v˘‰ka 33 m. Pri zakladaní v˘pustn˘ch zariadení priehrady v údolnej nive bol narazen˘ prameÀ minerálnej vody agresívnej na betóny, ão ovplyvnilo spôsob úpravy jej základovej ‰káry. Agresívnemu pôsobeniu B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

vody na betón zamedzuje ãadiãová dlaÏba, uloÏená do asfaltu. Zaujímavo sú rie‰ené tzv. funkãné bloky, kde sú situované korunové priepady, hradené klapkami a otvory spodného v˘pustu (hradené na celú dºÏku polí segmentami). Toto rie‰enie si vyÏiadala veºká ‰trkonosnosÈ Váhu a z toho plynúce riziko zaná‰ania nádrÏe a následná strata disponibilného objemu. Funkãné bloky sú znaãne vyºahãené, pripomínajúce tvar profilu ‰vajãiarskej hate Verbois na Rhone. To znamenalo znaãné zníÏenie tiaÏe funkãn˘ch blokov a zv˘‰enie rizika poru‰enia ich stability voãi u‰myknu-

urbanistického obrazu. V˘stavba si vyÏiadala mnohé vyvolané investície – napr. prekládku dvojkoºajnej Ïeleznice PúchovPov. Bystrica, ‰tátnej cesty NimnicaOrlové, ãi presídlenie obcí Okrut, Nosice a Milochov. V˘skytu v˘datného minerálneho prameÀa bola prispôsobená aj koncepcia VD. Chemick˘ a balneologick˘ rozbor minerálneho prameÀa ukázal, Ïe voda s vysok˘m obsahom voºného a viazaného CO2 má lieãivé vlastnosti. To viedlo k my‰lienke a následnej realizácii vybudovania kúpeºov Nimnica na brehu nádrÏe, v˘raznému

Obr. 3 Pohºad na priehradu Orava s podpriehradovou vodnou elektrárÀou Fig. 3 View of the Orava Dam with the downstream water power plant

urbanizaãnému poãinu. B˘valé ubytovne pre robotníkov boli adaptované na lieãebné stredisko. Slohovo ÈaÏko identifikovateºná architektúra pôvodn˘ch budov lieãební v‰ak zaostáva za predstavami o modernom architektonickom v˘raze. Je to ‰koda, pretoÏe práve ideálne spojenie fenoménu vody, okolitého reliéfu a krásnej prírody dáva predpoklady pre vytvorenie harmonického architektonického diela, ktoré je v symbióze s prírodn˘m prostredím. Iste to bol momentálny nedostatok finanãn˘ch zdrojov, ktor˘ limitoval architektonickú úroveÀ objektov. ZároveÀ je to moÏná v˘zva pre architektonické dotvorenie ìal‰ími generáciami. âiastoãne sa táto v˘zva naplnila v˘stavbou dvoch lieãebn˘ch pavilónov s balneoterapiou na prelome 80. a 90. rokov, ktoré slohov˘m v˘razom reprezentujú modernistické tendencie. Voda má v sebe veºa podôb. MôÏeme v nej nájsÈ moment pokojnej hladiny, prúdiacej vody, ãi vyvierajúcej, tryskajúcej, alebo bublajúcej. Práve vodné dielo Nosice

tiu. Z toho dôvodu bola v˘razne zazubená základová ‰kára (zaktivizovanie odporu na veºkej ploche) a zv˘‰enie stability rozpern˘m klinom. Zvlá‰tnosÈou je väã‰ia kapacita otvorov spodn˘ch v˘pustov ako bezpeãnostn˘ch prepadov, a to z dôvodov prepú‰Èania splavenín a t˘m zamedzenia zaná‰ania. NáleÏitá pozornosÈ bola venovaná uÏ vtedy (aspoÀ zo strany projektanta) environmentálnym problémom, o ãom svedãí zabudované rybie zdvihadlo (z dolnej do hornej vody). Sklon vzdu‰ného líca je strm˘-skosen˘ a v prospech tiaÏe bloku pôsobi spätn˘ zásyp na vzdu‰nom líci priehrady. Aj pri budovaní VD Nosice do‰lo k zásahu do pôvodného krajinársko-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

53

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 4 Pohºad na priehradu Doln˘ Jelenec návodná strana Fig. 4 View of Doln˘ Jelenec Dam water face

VE Staré Hory pracuje v rozmedzí spádov 79 aÏ 83 m pri hltnosti dvoch Francisov˘ch turbín 2 x 0,6 m3s-1. In‰talovan˘ v˘kon je 420 aÏ 480 W. Odpad od VE v dºÏke 185 m je zaústen˘ do Starohorského potoka. Toto, dnes uÏ historické hydroenergetické dielo, moderné z ãasového hºadiska (na svoju dobu), je dosiaº funkãné a organicky, bez ru‰iv˘ch vplyvov, zaãlenené do krajiny.

a kúpele Nimnica by mohli za ideálnych podmienok e‰te v˘raznej‰ie dokumentovaÈ vzÈah a spolupôsobenie dvoch fenoménov, ak˘mi sú - „voda a architektúra“. â L E N E N É P R I E H R A DY M OT Y â K Y A DOLN¯ JELENEC âlenené priehrady Motyãky na Starohorskom potoku a Doln˘ Jelenec na Jeleneckom potoku (Obr. 4) tvoria prepojenú sústavu vodn˘ch diel v dvoch stupÀoch. Predstavujú prvú vysokotlakú deriváciu, ktorá vyuÏíva akumulovanú vodu vo VE Doln˘ Jelenec (Hmax = 108,5 m) a VE Staré Hory (Hmax = 83 m). Pôvodne plánovan˘ 3. stupeÀ nebol realizovan˘. Táto sústava vodn˘ch diel je zaujímavá najmä z dvoch hºadísk: • kon‰trukciou priehrady – obe sú ºahké doskové ãlenené priehrady, typu Ambursen, ktoré boli módne v 20. rokoch minulého storoãia (realizácia 1923 aÏ 1925); • spôsobom vyuÏitia vody v elektrárni Doln˘ Jelenec, ktorá vyúsÈuje do rovnomennej vyrovnávacej nádrÏe. PRIEHRADA MOTYâKY Má pôdorys v tvare parabolického oblúka. Návodn˘ líc tvorí Ïelezobetónová doska, hrúbky 0,20 aÏ 0,36 m, uloÏená na piliere so zamurovan˘m vzdu‰n˘m lícom kamenn˘m murivom. Priestor medzi oboma lícmi je vyplnen˘ zásypom. Priehrada má parametre Hmax/H0 = 7,5/7 m a L = 170 m. Objekty sú rie‰ené originálne – prepad tvoria dve Ïelezobetónové násosky (jediné na Slovensku, ba moÏno aj v b˘valom âeskoslovensku) s kapacitou dvakrát 54

B

14 m3s-1. Dve potrubia spodného v˘-pustu majú celkovú kapacitu 6 m3s-1. Spoloãn˘ v˘var má tieÏ zaujímav˘ podkovovit˘ tvar. Odbern˘ objekt tlakového privádzaãa k VE Doln˘ Jelenec je v ºavo-strannom zaviazaní. Privádzaã tvorí tlaková ‰tôlÀa v tvare podkovy, dºÏky 1233 m so sklonom 0,8 %, so Ïelezobetónovou obmurovkou. VE Doln˘ Jelenec má tri turbíny, z toho dve Francisove (z r. 1925), s horizontálnou osou, so spádom 101,7 aÏ 108,5 m, hltnosÈou 0,45 aÏ 0,85 m3s-1. V r. 1939, resp. 1948, boli doplnené treÈou reverzibilnou turbínou. VE Doln˘ Jelenec je citlivo zakomponovaná do údolia DolnoJeleneckého potoka, do ktorého vyúsÈuje aj odpad z nej.

Betónové priehrady sú v podmienkach slovensk˘ch priehradn˘ch lokalít poãetne málo zastúpené, najmä zásluhou komplikovan˘ch geologick˘ch pomerov. V mnoh˘ch prípadoch sú v‰ak originálne kon‰trukãne rie‰ené, citlivo architektonicky zakomponované do krajiny a spºÀajú aj poÏiadavky environmentálne.

PRIEHRADA DOLN¯ JELENEC Na rozdiel od Motyãiek má priamu os doskovej ãlenenej priehrady. Îelezobetónová doska je voºne uloÏená i priebeÏne votknutá do pilierov. Má kon‰tantnú hrúbku 0,15 m a vzdu‰n˘ líc nekryt˘, ão spôsobilo (vìaka drsn˘m klimatick˘m vplyvom) znaãnú koróziu betónu. V 90. rokoch bola realizovaná ich kompletná sanácia armovan˘m torkretom. Parametre priehrady Hmax/H0 = 11,65 / 5,8 m a L = 74 m. Na jej pravej strane je vtokov˘ objekt do tlakového privádzaãa, ktor˘ má celkovú dºÏku 3105 m. Z toho prevaÏnú ãasÈ tvorí Ïelezobetónové potrubie (dºÏky 2437 m) a v piatich úsekoch (o dºÏke 755 m) ‰tôlÀa, vylámaná v skale. PozdºÏny sklon privádzaãa je 1,4 %. Pred VE je predsunutá vyrovnávacia komora. Profil ‰tôlní je podkovit˘ 1,7/1,5 m a potrubie 1,3 m. ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

LITERATÚRA [1] Abaffy D., Lukáã M., Lí‰ka M., Matulík J.: Vodné diela na Slovensku, Príroda, Bratislava 1979 [2] Abaffy D., Lukáã M.: Priehrady a nádrÏe na Slovensku, Dams and Reservoirs in Slovakia, ALFA, Bratislava 1991 [3] Abaffy D., Lukáã M., Li‰ka M.: Dams in Slovakia, Bratislava 1995 [4] Holbík J.: Vodné dielo Nosice, SVTL, Bratislava 1965 [5] Jambor A., Lukáã M., Peter P.: 30 rokov prevádzky VD Orava [6] Kol.: Súpis pamiatok na Slovensku, Zväzok II. a III. Obzor, Bratislava 1968 [7] Patera A., Satrapa L.: Betónové pfiehrady u nás a ve svûte, Betón, roã. 2, 1991/1, s. 21-26 [8] Putrová E.: Voda znamená Ïivot, ASB, roã. IV., ã. 3/99, s. 13-14 Prof. Ing. Michal Lukáã, PhD. Katedra geotechniky, Stavebná fakulta STU Radlinského 11, 813 68 Bratislava tel.: +421 2 5927 4293 Ing. arch. Jana Pohaniãová Katedra dejín architektúry a umenia, FA STU Nám. Slobody 19, 812 45 Bratislava tel.: +421 2 5727 6358 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SPEKTRUM SPECTRUM

V¯STAVBA

BETONOV¯CH P¤EHRAD VE ·PANùLSKU CONSTRUCTION OF CONCRETE DAMS IN SPAIN VOJTùCH BROÎA Po roce 1970 patfiilo ·panûlsko k nejv˘znamnûj‰ím producentÛm betonu v celosvûtovém mûfiítku. K tomuto stavu rozhodujícím zpÛsobem pfiispívala rozvinutá pfiehradní v˘stavba, orientovaná pfieváÏnû na betonové pfiehradní typy. After 1970, Spain became one of major concrete producers worldwide. A highly developed dam construction industry contributed to this fact significantly. It was mainly focused on concrete dams. V˘znamn˘ hospodáfisk˘ rozvoj zemû po mnohaletém útlumu v dÛsledku mezinárodní izolace frankistického reÏimu kladl velké nároky na zdroje vody a energie. S ohledem na pfiírodní pomûry El Atazar na fiece Lozoya, rok v˘stavby 1972, v˘‰ka 134 m, klenbová pfiehrada (podloÏí sanováno systémem kotev), objem nádrÏe 426 . 106 m3 El Atazar on the Lozoya River, year of construction: 1972, height: 134 m arch dam (subsoil with an added system of anchors), reservoir capacity: 426 . 106 m3

Pyrenejského poloostrova kaÏd˘ poÏadavek na tyto zdroje si vynucoval v˘stavbu umûl˘ch vodních nádrÏí, aÈ jiÏ se jednalo o pitnou vodu, vodu pro závlahy ãi hydroenergetické vyuÏití. Jistou v˘hodou pfiitom bylo vcelku fiídké osídlení údolí vodních tokÛ, vût‰inou bez hospodáfiského vyuÏití. Z celkového poãtu 1187 pfiehrad, které ·panûlé zafiadili do svûtového soupisu ICOLD (Mezinárodní pfiehradní komise) v roce 1998, je 859 betonov˘ch popfi. zdûn˘ch. Tyto poãty fiadí ·panûlsko na ãtvrté místo ve svûtû, za USA, Indii a âínu. Pfiitom tempo v˘stavby bylo po dlouhá léta mimofiádnû intenzivní; ve vrcholném

Almendra na fiece Tormes, rok v˘stavby 1970 v˘‰ka 202 m, klenbová pfiehrada s navazujícími betonov˘mi hrázemi rÛzné konstrukce, objem nádrÏe 2 648 . 106 m3 Almendra on the Tormes River, year of construction: 1970, height: 202 m, arch dam with following concrete dams of varying structures, reservoir capacity: 2 648 . 106 m3 B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

55

SPEKTRUM SPECTRUM

jedni z prvních vybudovali i pfiehradu technologií tvrdého násypu (hardfill). S ohledem na pfiíznivé morfologické a geologické podmínky se ãasto pouÏil klenbov˘ pfiehradní typ (60 pfiehrad), pfiiãemÏ právû klenbové pfiehrady patfií k nejvy‰‰ím (Almendra 202 m, Canelles 150 m, Beznar 139 m. Susqueda 135 m, atd.). V statistickém pfiehledu v‰ak pfievaÏují pfiehrady do 50 m v˘‰ky (v‰ech typÛ). Pilífiová pfiehrada José Maria de Oriol (Alcántara II) o v˘‰ce 135 m na fiece Tajo

Itoiz na fiece Irati, ve stavbû, v˘‰ka 128 m, gravitaãní pfiehrada, objem nádrÏe 418 . 106 m3 Itoiz on the Irati River, under construction, height: 128 m, gravity dam, reservoir capacity: 418 . 106 m3

období byla kaÏd˘ mûsíc uvádûna do provozu v prÛmûru dvû v˘znamná vodní díla. Na rozdíl od vût‰iny evropsk˘ch i svûtov˘ch státÛ (s v˘jimkou âíny, Turecka a nûkter˘ch dal‰ích), nedo‰lo ve ·panûlsku k podstatnému útlumu novû budovan˘ch objektÛ, jak ukazuje tabulka: Období 1950–1959 1960–1969 1970–1979 1980–1989 1990–1999

Poãet vybudovan˘ch pfiehrad 159 211 195 186 139

Z hlediska úãelÛ je na prvním místû v˘stavba pfiehrad pro závlahy (603 dûl), následuje zásobování vodou (492) a vyuÏití vodní energie (381). Mezi betonov˘mi pfiehradními typy dominují gravitaãní. Tato orientace je v posledních desetiletích posilována rozvojem technologie válcovaného betonu, inspirující se zejména angloamerick˘mi trendy. Pfiitom sami ‰panûl‰tí odborníci pfiispûli sv˘m vkladem, napfi. v˘zkumem hydratace masivního betonu s velk˘m obsahem pucolánu (popílku) a také vlastními technologick˘mi inovacemi. Jako

Iznájar na fiece Genil, rok v˘stavby 1969, v˘‰ka 122 m, gravitaãní pfiehrada, objem nádrÏe 978,34 . 106 m3 Iznájar on the Genil River, year of construction: 1969, height: 122 m, gravity dam, reservoir capacity: 978,34 . 106 m3

56

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

SPEKTRUM SPECTRUM

Valdecanas na fiece Tajo, rok v˘stavby 1964, v˘‰ka 98 m, klenbová pfiehrada s pravobfieÏní, skalní opûrou stabilizovanou systémem kotev, objem nádrÏe 1446 . 106 m3 Valdecanas on the Tajo River, year of construction: 1964, height: 98 m, arch dam with a right-bank rock support stabilized with a system of anchors, reservoir capacity: 1446 . 106 m3

pfii hranicích s Portugalskem rovnûÏ prokazuje vysokou úroveÀ pfiehradní v˘stavby ve ·panûlsku, stejnû jako uplatnûní rozmanit˘ch konstrukãních principÛ pfii projektování manipulaãních objektÛ vodních dûl. Po skonãení 2. svûtové války se ve ·panûlsku ãasto uplatnili zahraniãní odborníci, zejména z Francie a Portugalska. V krátké dobû v‰ak vyrostla kvalitní domácí odborná generace. Dnes se podílí na ãetn˘ch zahraniãních projektech, pfieváÏnû v zemích latinské Ameriky. Obdobnû jako jinde ve svûtû i ve ·panûlsku sílí tlaky rÛzn˘ch ekologick˘ch

Belesar na fiece Mino, rok v˘stavby 1963 v˘‰ka 129 m, klenbová pfiehrada objem nádrÏe 645,56 . 106 m3 Belesar on the Mino River, year of construction: 1963, height: 129 m arch dam, reservoir capacity: 645.56 . 106 m3

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

iniciativ proti budování nov˘ch vodních dûl. Díky relativnû vysoké váÏnosti, které se tyto objekty tû‰í u laické vefiejnosti, snahám o ‰irokou publicitu jejich pfiínosÛ vãetnû environmentálních a soustavnému úsilí o minimalizaci negativních dopadÛ v˘stavby pfiehrad na prostfiedí se zatím dafií tûmto tlakÛm odolávat. V˘stavba pfiehrad na území ·panûlska má slavnou historii. Dodnes je moÏno shlédnout nûkterou z pfiehrad z fiímské doby, konkrétnû z prvního století n. l. známou Proseprinu ãi Cornalbo. Ve 14. aÏ

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

16. století byly vybudovány na svou dobu mimofiádnû v˘znamné stavby, napfi. Almansa (1364), Albuera de Castellar (1500), Tibi (1594), Elche (1640) popfi. dal‰í . Do roku 1900 se uvádí 52 vybudovan˘ch pfiehrad, v roce 1950 jiÏ 259 pfiehrad.

1/2002

Prof. Ing. Vojtûch BroÏa, DrSc. Katedra hydrotechniky, FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 02 2435 3879, 02 2435 4616 fax: 02 2435 5408

57

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

BETONÁ¤SKÉ

DNY 2001 CZECH CONCRETE DAYS 2001 CTI BOR â E J PA, VL ASTI M I L ·R Ò MA Na sklonku listopadu loÀského roku se v Pardubicích konal 9. roãník konference Betonáfiské dny a 1. roãník v˘stavy BETON. Setkání se zúãastnilo na 600 odborníkÛ a více neÏ 60 vystavujících firem. Vzhledem k velkému zájmu odborníkÛ i vystavovatelÛ organizátofii rozdûlili program do tfií dnÛ. Úãastníci Betonáfisk˘ch dnÛ si vyslechli více neÏ 70 pfiedná‰ek na‰ich i zahraniãních odborníkÛ. Program probíhal poprvé paralelnû ve dvou sálech. In late November last year, the Town of Pardubice hosted the 9th year of the conference and exhibition Concrete Days. Some 600 professionals and more than 60 exhibiting firms took part in the meeting. Viewing the great interest of experts and exhibitors, the organizers divided the programme into three days. Concrete Days participants could hear more than 70 lectures given by Czech and international specialists. A special programme ran simultaneously in two lecture halls. První den Betonáfisk˘ch dnÛ byl vûnován semináfii Automatizace projektování betonov˘ch konstrukcí. V rámci tfií blokÛ zaznûlo 9 odborn˘ch pfiedná‰ek na téma moderní betonáfisk˘ software dostupn˘ v âR a vyuÏití informaãních technologií pfii projektování betonov˘ch konstrukcí. Semináfie se zúãastnilo 120 odborníkÛ. Dal‰í dva dny probíhala vlastní konference Betonáfiské dny 2001. Betonáfiské dny 2001 zahájil pfiedseda âBS âSSI Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Mimo jiné pfiipomnûl, Ïe Betonáfiské dny 2001 mají nûkolik nov˘ch prvkÛ, pfiedev‰ím pokud jde o roz‰ífiení v˘stavy a doplnûní odborného semináfie. Zmûny byly vedené snahou pfiiblíÏit Betonáfiské dny co nejvíce úrovni obvyklé napfiíklad v sousedním Nûmecku, ãi v Holandsku. Pfiedseda âBS âSSI poté upozornil na nûkterá klíãová témata, která jsou dnes stfiedem zájmu mnoh˘ch odborníkÛ. Jedná se nejen o nové trendy a pokroky v technologii betonu, ale i o problematiku trvale udrÏitelného rozvoje a navrhování betonov˘ch konstrukcí se zfietelem k environmentálním hlediskÛm. Snahou Betonáfisk˘ch dnÛ 2001 bylo ukázat, co pfiinesl první rok nového tisíciletí v oblasti betonu. Slavnostního zahájení se zúãastnila fiada v˘znamn˘ch hostÛ, mezi kter˘mi byl napfiíklad prezident âSSI Doc. Ing. Miloslav Pavlík, CSc., prezident SdruÏení pro sanace betonov˘ch kon-

strukcí âR Ing. Zdenûk Jefiábek, CSc., a v˘konn˘ fieditel partnerské betonáfiské spoleãnosti ze SRN Dr.-Ing. Hans-Ulrich Litzner. V dal‰í ãásti programu byla ocenûna práce nejv˘znamnûj‰ích osobností v oboru betonu a betonového stavitelství nejen u nás, ale i v zahraniãní. Titul âestn˘ ãlen âBS získali Ing. Josef Juránek, Prof. Ing. Josef ¤íha, dr.hc., Ing. Vladimír Tvrzník, CSc. a Dr.-Ing. Hans-Ulrich Litzner, v˘konn˘ fieditel nûmecké betonáfiské spoleãnosti, kter˘ aktivnû pracuje v ECSN a fib. Tradiãní souãástí Betonáfisk˘ch dnÛ je i vyhla‰ování v˘sledkÛ soutûÏe o vynikající betonovou konstrukci, tentokrát z let 1999 aÏ 2000. V kategorii Mosty byl udûlen jeden titul a dvû ãestná uznání. Ocenûní Vynikající betonová konstrukce získala Lávka pro pû‰í pfies silnici I/27 v Lounech. âestné uznání získala stavba Rekonstrukce ulice U trati v Plzni - obloukov˘ most a estakáda. Dal‰í ocenûní získal Most pfies fieku MÏi v Tachovû. V kategorii InÏen˘rské konstrukce bylo udûleno jedno ãestné uznání, a to stavbû Retenãní pfiehráÏka Hlinky u T˘na nad Vltavou. V kategorii Budovy byl udûlen jeden titul Vynikající betonová konstrukce a jedno ãestné uznání. Ocenûní Vynikající betonová konstrukce získalo Kryté parkovi‰tû Zábavního centra âern˘ Most v Praze 9, âestné uznání pak pfiístavba supermarketu TESCO v Olomouci. Prezident âSSI Doc. Ing. Miloslav Pavlík, CSc., upozornil na nûkteré hlavní body v ãinnosti âSSI. Patfií sem zejména rozvíjení ãinnosti odborn˘ch spoleãností. V˘znamné místo v tomto procesu zaujímají právû odborné a dal‰í aktivity âBS âSSI. V dal‰í ãásti svého vystoupení pfiipomnûl nûkteré nové impulzy pro ãeské stavebnictví jako indikátoru hospodáfiského v˘voje âR a zdÛraznil, Ïe âeská republika je dnes pro mnohé zahraniãní investory seriozním partnerem. Po slavnostním zahájení odstartoval odborn˘ program, kter˘ probíhal paralelnû ve dvou sálech. V samostatném pfiedná‰kovém bloku vystoupili v˘znaãní zahraniãní odborníci. Hans Ulrich Litzner se ve svém pfiíspûvku vûnoval nov˘m evropsk˘m normám pro beton. K. R. Wilson z Velké Británie se ve své pfiedná‰ce vûnoval rekonstrukci dálniãního mostu pfies udolí Medway. Steinar Helland z Norska hovofiil o vyuÏití nov˘ch druhÛ betonÛ. S velk˘m zájmem úãastníkÛ konference se setkala také pfiedná‰ka Virtuální zku‰ebna betonov˘ch konstrukcí Ing. Jana âervenky PhD. Jedná se o souãást mezinárodního projektu, podporovaného Evropskou unií. Neodmyslitelnou souãástí Betonáfisk˘ch dnÛ jsou i spoleãenská setkání. Premiérová úvodní recepce se konala v rekonstruovan˘ch prostorách zámku v Pardubicích a setkala se s velk˘m ohlasem. Druh˘ spoleãensk˘ veãer probûhl jiÏ tradiãnû v hotelu Labe. Jubilejní, 10. Betonáfiské dny probûhnou opût v Pardubicích od 26. do 28. listopadu 2002. Pfiedseda âBS âSSI, Doc. Vítek, pfiedává ocenûní âestn˘ ãlen âBS Ing. Vladimíru Tvrzníkovi, CSc. The Chairman of the Czech Concrete Society, Mr. Jan Vítek, presents Mr. Vladimír Tvrzník an award of the Honorary Member of the Czech Concrete Society

58

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

AKTUALITY TOPICAL

PROF. ING. TOMÁ· VANùK, DRSC., V lednu 2002 se doÏil sedmdesáti let Prof. Ing. TomበVanûk, DrSc., nepfiehlédnutelná osobnost na‰eho betonového stavitelství. Dlouholet˘ pedagog Stavební fakulty âVUT se narodil 17. ledna 1932 v Chodovû u DomaÏlic. Po studiích na âVUT dlouhodobû pÛsobí na katedfie betonov˘ch konstrukcí a mostÛ stavební fakulty âVUT a jeho aktivita s pfiib˘vajícími lety spí‰e narÛstá. Jeho pedagogické i vûdecké dílo je obdivuhodné. Pfiedná‰í pfiedmût betonové konstrukce a rekonstrukce betonov˘ch a zdûn˘ch staveb, vede diplomanty, ‰kolí doktorandy, je aktivním soudním znalcem a souãasnû i velk˘m popularizátorem beto- nového stavitelství. V 60. letech se jako jeden z prvních zaãal zab˘vat vyuÏitím drátkobetonu. Zejména v‰ak navrhoval a zkou‰el nové styky montovan˘ch konstrukcí, zab˘val se zesilováním Ïelezobetonov˘ch prvkÛ lepenou a volnou v˘ztuÏí. Je autorem velmi oblíbené knihy Rekonstrukce staveb, která vy‰la ve dvou vydáních jiÏ nákladem 10 500 v˘tiskÛ. Je autorem nebo spoluautorem 8 skript a 150 ãlánkÛ v ãasopisech a sbornících. V˘jimeãná je jeho ãinnost znalecká a expertizní. Je autorem více neÏ 450 znaleck˘ch posudkÛ a více neÏ 300

KONFERENCE KONFERENCE

A V¯STAVY V

A V ¯ S TAV Y V

âR

T EC H N O LO G I E , P R OVÁ D ù N Í A KO N T R O L A B ETO N OV ¯C H KO N ST R U KC Í (Pokroky v technologii betonu) Konference • SloÏky betonové smûsi • Nové smûry v navrhování betonové smûsi • Nové druhy betonu a novinky v jeho technologii • Aplikace chemie v betonu • O‰etfiování, povrchová úprava a trvanlivost betonu • Fyzikálnû mechanické vlastnosti betonu • Nové normy v oboru technologie betonu Termín a místo konání: 20. a 21. bfiezna 2002, Praha Kontakt: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel. 02 2231 6173, 02 2231 6195, fax: 02 2231 1261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz S A N AC E 20 0 2 XII. mezinárodní sympozium • Stavební prÛzkum, diagnostika, projektování • Vady a poruchy betonov˘ch konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací • Sanace a zesilování betonov˘ch konstrukcí – metody – technologické postupy – pfiíklady • Sanace konstrukcí montovan˘ch objektÛ B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

SUBJECTS

SEDMDESÁTNÍKEM

odborn˘ch expertiz. V minul˘ch desetiletích se podílel na fie‰ení celé fiady unikátních problémÛ souvisejících s haváriemi nejrÛznûj‰ích betonov˘ch konstrukcí. Jeho ãinorodost, v˘konnost a odborná erudice jsou v‰ak znásobeny jeho v˘jimeãnou schopností oslovit nejen posluchaãe, ale i publikum na odborn˘ch konferencích neotfiel˘m humorn˘m v˘kladem, kter˘ zÛstane v pamûti mnohem déle, neÏ jiná, formálnû tfieba i propracovanûj‰í vystoupení. Dosavadní pÛsobení pana profesora VaÀka jasnû ukazuje, Ïe ãlovûk se nestane uznávan˘m odborníkem pouze na základû odborn˘ch znalostí a pracovitosti. Je tfieba mít pochopení a cit pro lidi, ktefií vytváfiejí ãasto za neobyãejnû sloÏit˘ch podmínek stavební díla a dopou‰tûjí se pfiitom i omylÛ. Pan profesor Vanûk dokáÏe vÏdy najít technicky prÛchodné vtipné fie‰ení i tûch nejsloÏitûj‰ích rekonstrukãních problémÛ. Díky tomu se stal opravdu klasikem v oboru sanací a rekonstrukcí a my v‰ichni, ktefií jsme mûli a máme moÏnost se s ním st˘kat jako Ïáci a spolupracovníci, mu pfiejeme do dal‰ích let hodnû elánu, bystrého postfiehu a humoru. Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc.

âR

A V ZAHRANIâÍ

• Nové materiály v technologii sanace • Technické a ekologické aspekty sanací betonov˘ch konstrukcí Termín a místo konání: 16. – 17. 5. 2002, Brno, Rotunda pavilonu A, Brnûnské v˘stavi‰tû Kontakt: Ing. Hana Némethová, SSBK, Kfiídlovická 78/80, 603 00 Brno tel: 05 4324 8190, fax: 05 4157 2425, GSM: 0602 737 657, e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz R OA DWA R E 20 0 2 8. mezinárodní silniãní veletrh Termín a místo konání: 28. – 30. 5. 2002, PrÛmyslov˘ palác - pravé kfiídlo, V˘stavi‰tû Praha, dennû od 10 do 18 hodin Kontakt: Agentura Viaco, Za vokovickou vozovnou 19, 161 00 Praha, tel.: 02 2056 1452, 02 2056 1454, fax: 02 2056 1456, e-mail: [email protected], www.roadware.cz VÁ P N O , C E M E N T, E KO LO G I E Semináfi Termín a místo konání: 3. – 5. 6. 2002, Lísek u Bystfiice pod Pern‰tejnem Kontakt: V˘zkumn˘ ústav maltovin Praha, s.r.o., Na Cikánce 2, 153 00 Praha 5 - Radotín tel.: 02 5791 1775, tel./fax: 02 5791 1800 e-mail: [email protected], www. vumo.cz • SANAC

E

1/2002

➨ 59

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

KONFERENCE ➨

A V¯STAVY V

N O N -T R A D I T I O N A L C E M E N T & CO N C R ET E Mezinárodní sympozium • Clinker-free concrete • Expansive concrete • Clinkers with special phase composition • Concrete with mineral and chemical admixtures • High performance concrete • Damage and fracture of the concrete • Quality control of the concrete Termín a místo konání: 11. – 13. 6. 2002, Brno, Czech Republic Kontakt: Dr. Vlastimil Bílek, UVAR-Servis, a.s., ·umavská 33, 602 00 Brno, fax: 05 4121 1444 e-mail: [email protected], www.stm.fce.vutbr.cz/ symposium2002 ZAHRANIâNÍ

K O N F E R E N C E A V ¯ S TAV Y

I N D U ST R I A L ST R U C T U R E S Konference WTA • Conservation • Change of use • Refurbishment Termín a místo konání: 6. – 9. 3. 2002, Braunschweig, SRN Kontakt: WTA Conferences, tel.: +49 89 5786 9727, fax: +49 89 5786 9729, e-mail: [email protected] Ö ST E R R E I C H I SC H E R B ETO N TAG 20 0 2 Mezinárodní konference a odborná v˘stava Termín a místo konání: 14. – 15. bfiezna 2002, VídeÀ, Austria, Centrum Vienna Kontakt: ÖVBB, Karlsgasse 5, A-1040 Vienna, tel: +431 504 1595, fax: +431 504 1596, e-mail: [email protected], www.concrete-austria.com Úãast z âR zaji‰Èuje: SSBK, Kfiídlovická 78/80, 603 00 Brno, tel: 05 4324 8190, fax: 05 4157 2425, GSM: 0602 737 657, e-mail: [email protected], www.concrete-austria.com CO N C R ET E F O R A S U STA I N A B L E AG R I C U LT U R E 4. mezinárodní sympozium • Innovative concrete structures for agriculture, horticulture and animal husbandry • Durability and quality aspects of concrete in agriculture • Concrete in relation to general animal welfare and energy savings • Concrete for water management and environmental protection Termín a místo konání: 21. – 24. 4. 2002, Ghent, Belgie Kontakt: Mangel Laboratory of Concrete Research, Technologiepark Zwijnaarde 9, B-9052 Ghent, tel: +32 9 264 5518, fax: +32 9 264 5845, e-mail: [email protected], www.clo.fgov.be/symposium 60

B

ETON

• TEC

âR

A V ZAHRANIâÍ

WCC M S W O R L D CO N F E R E N C E O N CO N C R ET E M AT E R I A L S A N D ST R U C T U R E S Mezinárodní konference Termín a místo konání: 14. – 16. 5. 2002, Kuala Lumpur, Malajsie Kontakt: WCCMS2002 Conference Secretariat, Faculty of Civil Engineering, MARA University of Technology, 40450 Shah Alam, Selangor, MALAYSIA, tel.: +603 551 638 77, fax: +603 551 923 94, e-mail: [email protected], www.itm.edu.my/WCCMS X V I I I . SY M P OZ I U M O N N O R D I C CO N C R ET E RESEARCH Mezinárodní sympozium • Nordic research on concrete Termín a místo konání: 12. – 14. 6. 2002, LO-Skolen, Helsingør, Dánsko Kontakt: Danih Technological Institute, Concrete Centre, Postbox 141, DK-2630 Taastrup fax: +45 7220 2373, e-mail: [email protected] U T I L I Z ATO N O F H I G H ST R E N GT H / H I G H P E R F O R M A N C E CO N C R ET E 6. mezinárodní sympozium • State-of-the-art and potentials for further developments in HSC/HPC • Design Methods and Criteria, Research, Codes, Specifications, Construction • HSC, HPC, Ultra HSC, HSLWAC, Concrete Mix Design, Durability, Design Life Termín a místo konání: 16. – 20. 6. 2002, Lipsko, SRN Kontakt: Mrs. M. Hoepfner, University of Leipzig, Marschnerstrasse 31, D-04109 Leipzig, Germany, tel.: +49 341 9733 800, fax: +49 341 9733 809, e-mail: [email protected], www.HPC2002.de F I F T H I N T E R N AT I O N A L CO N F E R E N C E O N S PAC E ST R U C T U R E S Mezinárodní konference • Analysis, Design and Construction of Space Structures • Domes, Towers, Grids, Foldable Structures, Membrane Structures • All Types of Structural Materials Including Concrete and Composite Termín a místo konání: 19. – 21. 8. 2002, Guilford, UK Kontakt: Dr. P Disney, Dept. of Civil Engineering, University of Surrey, Guilford, Surrey GU2 7XH, UK, tel.: +44 1483 689 251, fax: +44 1483 450 984 www.surrey.ac.uk/CivEng/research/ssrc/index.htm A DVA N C E S I N ST R U C T U R A L E N G I N E E R I N G A N D M EC H A N I C S ( A S E M ’ 0 2 ) Druhá mezinárodní konference • Emerging Technologies in Structural Engineeringand Mechanics • Analysis, Design, Materials

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

AKTUALITY TOPICAL

Termín a místo konání: 21. – 23. 8. 2002, Pusan Convention Center, Pusan, Korea Kontakt: Techno-Press, P.O. Box 33, Yusong, Taejon 305-600, Korea, fax: +82 42 869 8450, e-mail: [email protected] W I N D + ST R U C T U R E S ( AWA S @ 0 2 ) Druhé mezinárodní sympozium • Emerging Technologies in Wind and Structures • Interactions, Loads, Modeling • Structural Behaviour, Damage Assessment Termín a místo konání: 21. – 23. 8. 2002, Pusan Convention Center, Pusan, Korea Kontakt: Techno-Press, P.O. Box 33, Yusong, Taejon 305-600, Korea, fax: +82 42 869 8450, e-mail: [email protected] 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. – 6. 9. 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] 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. – 11. 9. 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 TOWARDS A BETTER BUILT ENVIRONMENT – INNOVATION, SUSTAINABILITY, INFORMATION TECHNOLOGY ( IABSE symposium) • Transportation structures • Resource industry structures • Structures for energy production and recovery • Lifetime cost assessment and life extension Termín a místo konání: 11. – 13. 9. 2002, Melbourne, Australia Kontakt: Symposium Secretariat, IABSE 2002 Symposium, Melbourne, ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich, Switzerland fax: +41 1 633 1241 www.iabse.eth.ch/conferences/melbourne/ 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 První kongres fib 2002 • Innovative Structures, Advanced Design and Construction, Seismic Design B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

SUBJECTS

• Development of New Materials, Composite Structures, HPC, Recycling • Durability, Safety, Management, Monitoring Termín a místo konání: 13. – 19. 10. 2002, Osaka, Japonsko Kontakt: Japan Prestressed Concrete Engineering Association, 4-6 Tsukudo-cho, Shinjuku-ku, Tokyo 162-0821, Japan, tel.: +81 3 3260 2521, fax: +81 3 3235 3370 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. – 22.11. 2002, Budape‰È, Maìarsko Kontakt: „Bond in Concrete“ Conference Secretariat, Budapest University of Technology and Economics, Müegyetem rkp. 3. H-1111 Budapest, Maìarsko, fax: +36 1 4653 3450 e-mail: [email protected], www.eat.bme.hu/bond ( 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. – 17. 4. 2003, Amsterdam, Nizozemí Kontakt: WTC2003 c/o Congress Secretariat VOR, PO Box 411, 2800 AK Gouda, Nizozemí tel.: +31 182 539 233, fax: +31 182 537 510 e-mail: [email protected], www.wtc2003.nl INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CONCRETE ROADS 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. – 30. 4. 2003, Istanbul, Turecko Kontakt: CEMBUREAU, Rue d@Arlon, 55, B-1040 Brussels, Belgie, tel.: +32 2 234 1011, fax: +32 2 230 4720 e-mail: [email protected] 3 RD INTERNATIONAL SEMINAR ON SOIL MECHANICS AND GEOTECHNICAL 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 Kontakt: Technical Affairs Standards 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

• SANAC

E

1/2002

61

FIREMNÍ

PREZENTACE ADVERTISEMENTS

MURFOR®–

PREFABRIKOVANÁ V¯ZTUÎ ZDIVA FACTORY MADE REINFORCEMENT OF MASONRY MAREK RUSZ Murfor® je prefabrikovanou v˘ztuÏí, která se umísÈuje do vodorovn˘ch spár zdiva (Obr. 1). Jeho jedineãn˘ tvar a kvalita zvy‰ují pevnost zdiva nejenom v tlaku a v tahu za ohybu, ale zvy‰ují i tuhost konstrukce jako celku. Prefabrikovaná v˘ztuÏ Murfor® je plochou pfiíhradovinou, která sestává ze dvou rovnobûÏn˘ch prutÛ spolu spojen˘ch pfiivafien˘m prÛbûÏn˘m diagonálním prutem. Uplatnûní Murforu® je ‰iroké: slouÏí k dovyztuÏování zdí v místech, ve kter˘ch mohou s velkou pravdûpodobností vznikat trhliny, slouÏí ke spojování vnûj‰ího a vnitfiního obvodového zdiva, je fie‰ením pro realizaci vyztuÏeného zdiva a v poslední fiadû umoÏÀuje i rÛzné architektonické aplikace. ® Murfor jako v˘ztuÏ pro zdivo byl pfiedstaven na evropském trhu pfied více neÏ 30 lety. Bûhem tohoto období byl zdokonalován a vyvíjen v Belgii. Murfor® se vyrábí v rÛzn˘ch ‰ífikách a povrchov˘ch úpravách podle druhu zdiva a prostfiedí, ve kterém má b˘t pouÏit˘. Rozli‰ujeme dva základní typy v závislosti na tlou‰Èce spár zdiva – pro zdivo s maltov˘mi spárami – typ RND a pro zdivo s tenk˘mi loÏn˘mi spárami – ploch˘ typ EFS (Obr. 2). U typÛ RND je prÛmûr podélného prutu buì 5 anebo 4 mm, diagonálního prutu 3,75 mm, u typu EFS/Z je prÛfiez obdélníkov˘ 8 x 1,05 mm. Tlou‰Èka diagonálního prutu nepfiekraãuje tlou‰Èku podélného prutu. Podélné pruty jsou r˘hované a tím zaruãují lep‰í soudrÏnost s maltou. V˘ztuÏ je vyrobena z oceli, v souladu s britskou normou, s minimální pevností 550 MPa a minimální smluvní mezí kluzu 550 MPa. Smyková pevnost svarÛ je vût‰í neÏ 2500 N. Celková délka je 3,05 m.

Zdûné konstrukce a prvky jsou vystaveny vlivu vnûj‰ího prostfiedí. V závislosti na tfiídû agresivity prostfiedí je Murfor® dodáván ve tfiech provedeních: • Z – Ïárovû zinkovan˘, pro zdivo v suchému prostfiedí, s nánosem zinku min 70 g/m2; • E – s epoxidov˘m povrchem – pro zdivo vystavenné korozivnímu prostfiedí; • S – nerezové provedení – pro agresivní prostfiedí. Kromû povrchové úpravy je Murfor® sekundárnû chránûn maltou, která zaruãuje i pfienos napûtí ze zdiva do oceli. Murfor Zcela jedineãn˘ na Murforu je jiÏ zmíÀovan˘ diagonální prut. Ten plní hned nûkolik funkcí: • zlep‰uje soudrÏnost v˘ztuÏe zejména v místech vytvofien˘ch styãníkÛ, BEKAERT

Murfor ® EFS/Z pro zdivo s tenk˘mi loÏn˘mi spárami Murfor ® RND/Z RND/E RND/S pro zdivo s maltov˘mi spárami Obr. 2 Dva typy Murforu Fig. 2 Two types of Murfor ® Îelezo

Z = Ïárovû zinkovan˘

Zinek

Nános zinku min. 70 gr/m2; pro zdivo vystavené suchému prostfiedí Zinek

Îelezo

E = s epoxidov˘m povrchem

Epoxy

Epoxidov˘ povrch min. 80 µ na standardním pozinkovaném drátu – poskytuje lep‰í ochranu. Nerez ocel

S = nerez ocel Pro zdivo vystavené vlhkosti nebo agresivnímu prostfiedí Obr. 1 Jednoduché pouÏití Murforu Fig. 1 Simple usage of Murfor ®

62

Obr. 3 RÛzné povrchové úpravy Murforu Fig. 3 Various modifications of Murfor ® surface B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2002

FIREMNÍ

PREZENTACE ADVERTISEMENTS

• umoÏÀuje snadné stykování a po jednoduché úpravû provedení napfi. rohÛ, • zaruãuje rovnobûÏnost podéln˘ch prutÛ a tím i rovnomûrné krytí v˘ztuÏe, • umoÏÀuje jednoduchou manipulaci na staveni‰ti, • podílí se na pfienosu zatíÏení a tím na spolupÛsobení obou podéln˘ch prutÛ. 3

4 5 6 7

2 1

8 9

b

B

A

a

Poãet spár, které musí b˘t vyztuÏeny v zónû Tlou‰Èka stûny Více neÏ 105 mm 110 – 140 mm 150 – 200 mm Délka V˘‰ka Délka V˘‰ka Délka V˘‰ka stûny 2,5 m 3 m stûny 2,5 m 3 m stûny 2,5 m 3 m 4 3 3 4 4 5 4 5 6 5 3 3 5 5 6 5 6 7 6 3 4 6 6 7 6 8 8 7 4 4 7 6 8 7 9 11 Obr. 6 Pfiíãky vystavené deformaci Fig. 6 Partition walls subjected to deformation

10 Obr. 5 Fig. 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

11

Homogennû vyztuÏen˘ dÛm Homogenously reinforced house Dlouhá stûna Spojení stûn ·títy Pozední vûnce Dutinové stûny – spojení zdiva Koncentrace napûtí u dvefiních a okenních otvorÛ V˘‰kové zmûny v konstrukci Neprovázané zdivo Realizace pfiekladu pomocí Murforu ® a doplÀkov˘ch závûsÛ Zemní tlaky – sklepní stûna Riziko nerovnomûrného sedání

Praktické pouÏití Murforu je velmi jednoduché. Na vrstvu zdiva se umístí tenká vrstva malty, poté, za pfiedpokladu dodrÏení minimálního krytí zpravidla doprostfied tlou‰Èky stûny v˘ztuÏ Murfor® a nakonec dal‰í vrstva malty a fiada zdiva. Úãelem pouÏití Murforu je eliminace trhlin. Kromû toho, Ïe trhliny poru‰ují stabilitu konstrukce jako celku, mají i vliv na fiadu dal‰ích jevÛ, jak˘mi jsou: sníÏení teplotní a akustické izolace objektu a sniÏování mechanick˘ch vlastností zdûné konstrukce. Podle pfiíãiny vzniku mÛÏeme trhliny rozdûlit do 3 skupin: mechanické - ohybové nebo smykové napûtí pfiekroãí pevnost zdiva v tahu za ohybu nebo ve smyku – pfiekroãení mezního stavu únosnosti, fyzikální jevy – trhliny vzniklé rozdílem teplot a vlhkostí, jiné – k ním patfií rozdílné sedání, koncentrace napûtí, rozdílné deformace základov˘ch desek, pfiekroãení prÛhybu podpor, dynamická zatíÏení aj. Ve v‰ech tûchto pfiípadech lze pouÏít Murfor®. Na jednoduchém pfiíkladû rodinného domku si ukáÏeme ‰iroké pouÏití Murforu (Obr. 5). Úãinné pouÏití Murforu zaruãuje zdivo bez trhlin. Pro zákazníka to znamená, Ïe zdivo bude chránûno proti stálému, viditelnému po‰kození a stavitel je zpro‰tûn rizika a nákladÛ spojen˘ch se sanací. Murfor® je dodateãnou zárukou pro architekta, zákazníka a dodavatele. Murfor® je fie‰ením prevence proti trhlinám v místech, kde je mÛÏeme oãekávat; je fie‰ením spojování vnûj‰ího B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Poãet spár urãen˘ch k vyztuÏení Murforem na v˘‰ku 1 metr Tlou‰Èka stûny 190 – 200 mm Tlou‰Èka stûny nad 200 mm Vzdálenost Tlak vûtru [KN/m2] Vzdálenost Tlak vûtru [KN/m2] mezi sloupci 0,50 0,75 1,00 mezi sloupci 0,50 0,75 1,00 3m 5 5 5 3m 4 4 4 4m 5 5 – 4m 4 5 5 5m 5 – – 5m 4,5 6 – 6m 6 – – 6m 6 6 – Obr. 7 Stûna zatíÏená pfiíãn˘m vodorovn˘m zatíÏením Fig. 7 Wall subjected to lateral load

a vnitfiního obvodového zdiva a je také fie‰ením realizace vyztuÏeného zdiva. Prosím, obraÈte se na nás, rádi Vám poskytneme dal‰í informace. âBS ve spolupráci s firmou Bekaert a s Kloknerov˘m ústavem âVUT v Praze pofiádají 25. bfiezna 2002 v Praze a 26. bfiezna 2002 v Brnû ‰kolení Navrhování Murforem vyztuÏeného zdiva dle Eurokódu 6. Ve stejném termínu bude vydána i pfiíruãka „Murfor® – VyztuÏené zdivo – Pfiíruãka pro navrhování dle Eurokódu 6”.

• SANAC

Ing. Marek Rusz BEKAERT – ÎDB BUILDING PRODUCTS, s. r. o. 735 72 Petrovice u Karviné 595 tel.: 069 639 2106, fax: 069 639 2127 www.bekaert.com/building

E

1/2002

63

KONEâNÁ POZVÁNKA

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI

Konference

TECHNOLOGIE, PROVÁDùNÍ A KONTROLA BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ 2002 (POKROKY V TECHNOLOGII BETONU)

Spoleãnost sponzorující konferenci v roce 2002

20. a 21. bfiezna 2002 Praha, Masarykova kolej âVUT

HLAVNÍ TEMATICKÉ OKRUHY KONFERENCE V ROCE 2002 • SloÏky betonu, nové pfiísady a pfiímûsi • SloÏení, pÛsobení a zkou‰ení ãerstvého betonu

• Vláknobetony • Zaji‰tûní jakosti

P¤ÍPRAVN¯ V¯BOR KONFERENCE Ing. Zdeno Bruthans Ing. Jan Tich˘, CSc. Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc. Ing. Rudolf Hela, CSc., pfiedseda Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., místopfiedseda

Ing. Vladimír Tomis Ing. Vladimír Vesel˘ Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Ing. Jifií Vla‰imsk˘

Jedná se o dodateãné zafiazení této konference do projektu celoÏivotního vzdûlávání autorizovan˘ch inÏen˘rÛ a technikÛ – ãlenÛ âKAIT. S vysokou prevdûpodobností pfiidûlí akreditaãní komise âKAIT této konferenci 4 body. O absolvování konference bude úãastníkÛm na poÏádání vystaveno potvrzení.

INFORMACE A P¤IHLÁ·KY: Sekretariát 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

S VA Z

V ¯ R O B C Ò C E M E N T U A VÁ P N A

S VA Z

V ¯ROBC Ò B ETON U

âESKÁ

âR

B ETONÁ¤SK Á SP OLEâ NOST

SDRUÎENÍ

â E C H , M O R AV Y

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

ISSN 1213-3116 02

9 771213 311009

A

SLEZSK A