2003 T ECHNOLOGIE BETONU. pf B ETON TKS JE P ÍM M NÁSTUPCEM âasopisò A

6/2003

T E C H N O LO G I E

pf 2004

BETONU

BETON TKS

JE P¤ÍM¯M NÁSTUPCEM âASOPISÒ

A

SPOLEâNOSTI

A

SVAZY

CO

SVAZ V¯ROBCÒ CEMENTU âR K Cementárnû 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

PODPORUJÍCÍ

NAJDETE V TOMTO âÍSLE

BETONY

8/ N

–

/24

(NE)BETONOVAL SARAJEVO

/52

OBRAZOVÁ P¤ÍLOHA

V BUDùJOVICKÉM

KRAJI

/28

SVAZ V¯ROBCÒ BETONU âR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./fax: 261 215 769 e-mail: [email protected] www.svb.cz

JAK

PROGRAM

32/ H

JSEM

„COOPERATIVE NORTHEASTERN UNIVERSITY V BOSTONU

ODBORN¯CH PRAXÍ

EDUCATION“ NA

/58

YDRATACE CEMENTOVÉ PASTY

A MODEL

âESKÁ BETONÁ¤SKÁ SPOLEâNOST âSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbz.cz

VOJENSK¯CH OPEVNùNÍ

OVÉ TRENDY V TECHNOLOGII

BETONU

SDRUÎENÍ PRO SANACE BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, 616 00 Brno tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180 mobil: 602 737 657 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

âASOPIS

CEMHYD3D

62/ J

UBILEJNÍ,

10. BETONÁ¤SKÉ

DNY

2003

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

Roãník: tfietí âíslo: 6/2003 (vy‰lo dne 19. 12. 2003) Vychází dvoumûsíãnû

OBSAH

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

ÚVODNÍK /2

Jan L. Vítek

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

TÉMA

VùDA

N OV É T R E N DY V T E C H N O LO G I I B E TO N U Milada Mazurová, Vladimír Vesel˘, Michal ·tevula

H Y D R ATAC E C E M E N TOV É PAST Y CEMHYD3D Vít ·milauer, Zdenûk Bittnar

/3

S TAT I K A

PROFILY

A V¯ZKUM

/32

M O ST N Í C H KO N ST R U KC Í A T E O R I E

STÁ R N U T Í

TBG METROSTAV, S . R . O .

/7

OBRAZOVÁ

P¤ÍLOHA

/8

MATERIÁLY

A TECHNOLOGIE

/36

Jaroslav Navrátil

SOFTWARE P OZ N AT KY

S LOÎ E N Í

A MODEL

Z ¤ E · E N Í S O F T WA R Ò P R O

T E C H N O LO G I I B E TO N U

/38

Alain ·tûrba A V L AST N O ST I N ù KT E R¯C H T Y P Ò

V Y S O KO H O D N OT N ¯C H A S A M OZ H U T ≈ U J Í C Í C H B E TO N Ò

Josef Luká‰, Jifií Brand‰tetr, Jindfiich Melcher, Josef Krátk˘, Marcela Karmazínová, TomበVymazal, Vlastimil Bílek P R Ò MY S LOV É

JAKOST CERTIFIKACE

•

Z AVÁ D ù N Í EN 19 92: „N AV R H OVÁ N Í /10

B E TO N OV ¯C H KO N ST R U KC Í “ D O P R A X E

–

IÁL SER1992 EN

KO N ST R U Kâ N Í Ú P R AV Y V ¯ ZT U Î E ,

Z ÁS A DY V Y ZT U ÎOVÁ N Í P RV K Ò

P O D L A H Y Z B E TO N U

V Y ZT U Î E N É H O SY N T E T I C K¯M I V L Á K N Y

/14

Teodor Bene‰ DR. ING. EMIL REICH, 19 83–1977 Milík Tich˘

NORMY •

/42

SPEKTRUM

OâÍ

V¯R

Alena Kohoutková, Jaroslav Procházka, Jitka Va‰ková

/17

M O ST Y

Z V Y S O KO H O D N OT N ¯C H B E TO N Ò

AMERICE Ale‰ Kratochvíl,Jaroslav Urban, Karel Pospí‰il

/48

J A K J S E M ( N E ) B E TO N OVA L S A R A J E V O Miroslav Havlík

/52

K O N F E R E N C I A „C E M E N TO B E TÓ N OV É 2003“ V SR Milan Hudec

/55

V SEVERNÍ

B E TO N Y

P R O KO N ST R U KC E ST Í N ù N Í Z D R O J Ò

IONIZUJÍCÍHO ZÁ¤ENÍ

/18

Leonard Hobst, Lubomír Vítek

SANACE ZPÒSOB

H O D N O C E N Í K A R B O N ATAC E STA R¯C H

B E TO N Ò

Marcela Fridrichová, Jan Novák, ·árka Zemánková

/21

PROGRAM

STAVEBNÍ

B E TO N Y V O J E N S K¯C H Leonard Hobst, Yvona Zwettlerová

Z

V

E ORI HIST

/24

ETON

/58

AKTUALITY

KRAJI

• TEC

H NOLOG I E

/28

SEMINÁ¤E,

• KONSTR

U KC E

DNY

2003 /62

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

• SANAC

Ilustrace na této stranû a na zadní stranû obálky: Mgr. A. Marcel Turic Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5 Tisk: SdruÏení MAC, spol. s r. o., U Plynárny 85, 101 00 Praha 10 Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Samcova 1, 110 00 Praha 1 www.betontks.cz Vedení vydavatelství: tel.: 222 316 173, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] Redakce, objednávky pfiedplatného a inzerce: tel./fax: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected] Roãní pfiedplatné: 480 Kã (+ po‰tovné a balné 6 x 30 = 180 Kã), cena bez DPH 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 Za pÛvodnost pfiíspûvkÛ odpovídají autofii.

J U B I L E J N Í , 10. B E TO N Á ¤ S K É Vlastimil ·rÛma

REGIONÒ

V B U D ù J OV I C K É M B

OPEVNùNÍ

„C O O P E R AT I V E N O RT H E AST E R N U N I V E R S I T Y

B O STO N U Pavel Dohnálek

KONSTRUKCE

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

V OZOV KY

O D B O R N ¯C H P R A X Í

E D U C AT I O N “ N A

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. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeãek, Ing. Petr Laube, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Pafiíková, Petr ·koda, Ing. Ervin Severa, Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., Prof. Ing. RNDr. Petr ·tûpánek, CSc., Ing. Michal ·tevula, Ing. Vladimír Vesel˘, Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Ing. Miroslav Weber, CSc.

E

/64

6/2003

Foto na titulní stranû: Strahovské betony autor: Pavla Pauknerová

1

ÚVODNÍK EDITORIAL

MILÉ

âTENÁ¤KY, VÁÎENÍ âTENÁ¤I,

ãasopis BETON TKS uzavírá tímto ãíslem jiÏ tfietí roãník své existence. Domnívám se jako zástupce jedné ze zakládajících organizací, Ïe si získal svou pozici a stal se seriózním zdrojem informací. Toto ãíslo pojednává o technologii betonu, která se stala v poslední dobû oblastí, kde je moÏné sledovat nejboufilivûj‰í rozvoj. Cementov˘ beton jiÏ zdaleka není pouze smûsí kameniva, cementu a vody, ale je materiálem podstatnû sloÏitûj‰ím. Pfiibyly jemné sloÏky s aktivním nebo pasivním pÛsobením a fiada pfiísad a pfiímûsí, které mohou beton v˘znamnû modifikovat. Vlastnosti betonu nabízejí dnes takovou variabilitu, o které se nám pfied nûkolika lety ani nezdálo. Pevnosti pfiesahující 100 MPa se staly na svûtovém poli bûÏn˘mi a u nás moÏn˘mi, i kdyÏ aplikace na sebe zatím dávají ãekat. Samozhutniteln˘ beton, kter˘ u nás je‰tû v roce 1999 budil údiv, se dnes stal jiÏ znám˘m materiálem, kter˘ umí kvalitnû vyrobit jiÏ nûkolik betonáren a v˘roben prefabrikátÛ. Lehk˘ konstrukãní beton byl pouÏit dokonce pro v˘stavbu pfiedpjat˘ch lávek, i kdyÏ donedávna byl vyuÏíván pouze v oblasti nenosn˘ch a v˘plÀov˘ch konstrukcí. Stále ãastûji se setkáváme s vodotûsn˘mi konstrukcemi (tunely, podzemní ãásti budov, atd.). Zatímco dfiíve nebylo myslitelné postavit budovu bez bariérové izolace, dnes se tzv. bílé vany navrhují stále ãastûji. Celou samostatnou skupinu betonÛ tvofií tzv. drátkobetony nebo vláknobetony. Rozpt˘lená v˘ztuÏ je stále atraktivní pro betony rÛzn˘ch kvalit. Pfies pomûrnû dlouhou dobu v˘voje betonÛ s ocelov˘mi drátky, které se nejãastûji aplikují pro podlahové konstrukce, se neustále objevuje fiada závad, a to ãasto uÏ v návrhu tûchto konstrukcí. Velk˘m problémem jsou stále objemové zmûny betonu, které jsou patrnû nejãastûj‰í pfiíãinou jejich poruch. Je v‰ak nutné pfiiznat, Ïe se o existenci objemov˘ch zmûn ví, ví se o jejich rozsahu i o dlouhé dobû, po kterou se projevují, a je tedy pouze lidskou chybou, Ïe pfiijímaná opatfiení nejsou dostateãnû úãinná. Zcela zvlá‰tní kategorií jsou betony ultra vysok˘ch pevností. Jejich jemná struktura, vyplnûná jemn˘mi prachy, napfi. mikrosilikou, a pfiítomnost velmi jemn˘ch a krátk˘ch vláken umoÏÀuje dosahovat pevností pfiesahujících 200 MPa. Samozfiejmû, Ïe mimofiádné kvality jsou vykoupeny vysokou cenou. Av‰ak pevnosti rovné témûfi pevnostem oceli a pfiitom vynikající odolnosti proti úãinkÛm prostfiedí a minimální údrÏbové náklady, dávají takov˘m betonÛm jistû dobré ‰ance pro budoucí aplikace. Zatímco z minulosti jsou známy zejména pfiedpjaté nosníky v agresivním prostfiedí, na posledním kongresu fib byly prezentovány téÏ dvû pfiedpjaté lávky a jistû nebudeme dlouho ãekat na dal‰í konstrukce. Zvy‰ování trvanlivosti je u betonov˘ch konstrukcí obecn˘m trendem. Zatímco zvy‰ování pevností umoÏÀuje zlep‰ení mechanického pÛsobení jen v omezené mífie (napfi. u vodorovn˘ch konstrukcí se zaãne pfii redukci rozmûrÛ naráÏet na problém nedostateãné tuhosti konstrukcí), mÛÏe znamenat i zv˘‰ení trvanlivosti a odolnosti proti agresivním úãinkÛm prostfiedí. Takové tvrzení nelze zobecÀovat, av‰ak pfii odborném pfiístupu lze zv˘‰ením pevnosti betonu zv˘‰it i jeho odolnost. V takov˘ch 2

B

ETON

• TEC

pfiípadech je pak minimální poÏadovaná pevnostní tfiída dÛsledkem, nikoliv nutností pfiená‰et vysoká napûtí, ale spí‰e poÏadavku na odolnost proti agresivitû prostfiedí. Beton není jen materiál, kter˘ zaji‰Èuje nosnou funkci konstrukcí. Je téÏ materiálem, kter˘ svou podstatou umoÏÀuje vysokou variabilitu v oblasti estetického pÛsobení. Kromû struktury povrchu, kterou lze libovolnû mûnit podle pouÏitého bednûní (existuje nepfieberné mnoÏství vloÏek do bednûní, které nabízejí spektrum od zcela hladkého povrchu aÏ po nejrÛznûj‰í profilované vzory), beton umoÏÀuje volbu libovoln˘ch tvarÛ, zaoblení ãi ostr˘ch hran rovn˘ch nebo zakfiiven˘ch. Setkáváme se téÏ s poÏadavky na barevn˘ povrch betonÛ. I to je dnes jiÏ moÏné a to probarvením betonu jako materiálu, nebo povrchov˘m nátûrem z rozsáhlé nabídky mnoha dodavatelÛ. K barevn˘m odstínÛm je tfieba podotknout, Ïe probarvené betony se mohou patrnû lépe hodit pro tenkostûnné obkladní prefabrikáty, zatímco nátûry, ãasto plnící téÏ funkci ochrany povrchu proti povûtrnostním vlivÛm (slané mlze nebo i proti sprayerÛm), jsou vhodnûj‰í pro masivní monolitické konstrukce. V oblasti variability povrchÛ a vyuÏívání betonov˘ch prefabrikovan˘ch obkladÛ pro budovy obytné, administrativní i prÛmyslové u nás stále existují rezervy, neboÈ nabízené moÏnosti jsou zcela minimálnû vyuÏívány. Pokud jste doãetli aÏ sem, jistû jste si opût uvûdomili, Ïe moÏnosti betonu tvofií stále se roz‰ifiující spektrum. Podmínkou vyuÏití takové nabídky je v‰ak velmi peãliv˘ návrh i v˘roba betonu. Zatímco dfiíve bylo moÏné míchat beton v jednoduch˘ch míchaãkách, nové druhy poÏadují pfiesnû dávkované kvalitní sloÏky, míchání podle odzkou‰en˘ch plánÛ, kontinuální dopravu, vylouãení neplánovan˘ch pfieru‰ení betonáÏí, stál˘ odborn˘ dohled zku‰en˘ch technologÛ a v neposlední fiadû i o‰etfiování podle technologick˘ch pfiedpisÛ. Takov˘ stav je v‰ak zcela pochopiteln˘ a je zaveden˘ ve v‰ech odvûtvích prÛmyslu. SloÏitûj‰í v˘robky vyÏadují odbornûj‰í v˘robu i obsluhu. Nové druhy betonu se stávají pro investory, architekty, projektanty, v˘robce betonu i dílcÛ, dodavatele staveb i spotfiebitele velkou v˘zvou. Je na nás, jak si s ní poradíme a zda dokáÏeme vyuÏít v‰ech nov˘ch moÏností ve prospûch jak jednotliv˘ch zúãastnûn˘ch subjektÛ, tak i celé spoleãnosti, tím Ïe zv˘‰íme kvalitu po stránce estetické, technické i ekonomické, omezíme opravy a prodlouÏíme Ïivotnost. To v‰e je moÏné dosáhnout, av‰ak je nutné opût pfiipomenout, Ïe nové druhy betonu samy o sobû jsou pouze ãástí staveb a jejich vlastnostem se musí pfiizpÛsobit celá koncepce návrhu. Jedinû vyváÏen˘ a vhodnû navrÏen˘ systém mÛÏe zdÛraznit kladné vlastnosti nov˘ch materiálÛ a vést k úspû‰n˘m cílÛm. Jako témûfi vÏdy, o kvalitû v˘sledku rozhoduje i v tomto pfiípadû nejvíce lidsk˘ ãinitel.

H NOLOG I E

Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Pfiedseda âeské betonáfiské spoleãnosti a pfiedseda âeské skupiny fib

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

TÉMA TOPIC

NOVÉ

TRENDY V TECHNOLOGII BETONU NEW TRENDS IN TECHNOLOGY OF CONCRETE

M I L A D A M A Z U R O V Á , V L A D I M Í R V E S E L¯ , MICHAL ·TEVULA Beton, dnes jeden z nejpouÏívanûj‰ích materiálÛ, je zároveÀ jedním z nejstar‰ích. Podle Plinia existovaly v Egyptû v dobû asi 3 600 let pfi. Kr. sloupy z umûlého kamene. V dobû ¤ímské fií‰e se jiÏ pouÏíval zcela bûÏnû pod oznaãením „concreto“. CaesarÛv vojensk˘ stavitel Marcus Vitruvius Pollio ve svém spise „De architectura“ pí‰e: „Existuje také jeden druh prá‰kovitého písku (pozn. puzzolán), kter˘ pfiirozen˘m zpÛsobem vytváfií podivuhodné vûci. Vyskytuje se v kraji u Bají, na území mûsteãek leÏících v okolí Vesuvu. Smíchán s pískem a vápnem a s drobn˘m kamením dodává prá‰ek pevnosti nejen stavbám vÛbec, ale dokonce s jeho pomocí tvrdnou pod vodou hráze stavûné v mofii. Zdá se, Ïe tyto vlastnosti zpÛsobuje horká pÛda a mnoho pramenÛ pod touto hornatou oblastí……“. Rychlého rozvoje kvality a pouÏití se beton doãkal v 19. století s rozvojem hydraulick˘ch pojiv. V˘znamnou kapitolou se stal Ïelezobeton (Monier, Hennebique) a v polovinû století 20. pak pfiedpjat˘ beton a transportbeton (viz ãlánek „âtyfiicet let transportbetonu v âeskoslovensku“ v ãísle 4/2003). Beton jako stavební materiál stále prochází vlastním technick˘m v˘vojem, kter˘ sleduje zejména poÏadavky na nûj kladené ze strany projektantÛ, realizátorÛ i uÏivatelÛ staveb. První impuls pro ‰iroké uplatnûní betonu, které zaãalo na poãátku 20. století, byl dán poznáním, Ïe beton je stavební materiál s dobr˘mi mechanick˘mi vlastnostmi a ‰irok˘mi moÏnostmi tvarování pfiímo na stavbû, jehoÏ pouÏití pfiiná‰í nespornû úspory pracnosti v procesu v˘stavby. ZároveÀ s plo‰n˘m roz‰ífiením tohoto staviva do‰lo k prudkému rozvoji teoretického a praktického v˘zkumu

jak pouÏívan˘ch materiálÛ, tak i betonu jako takového. S narÛstáním poznatkÛ a dlouhodob˘ch zku‰eností s uÏitím betonu se roz‰ifiovaly i dal‰í moÏnosti pro jeho modifikované pouÏití. Témûfi po celé pfiedcházející století vycházel v˘voj tohoto materiálu z roz‰ifiování spektra mechanick˘ch vlastností. Po získání dlouhodob˘ch zku‰eností s funkcí betonu v konstrukcích v ãasovém horizontu 50 aÏ 100 let, zejména po získání poznatkÛ o trvanlivosti betonu v rÛzn˘ch podmínkách klimatick˘ch a s narÛstajícími zku‰enostmi s negativními vlivy zneãi‰tûného prostfiedí, se na konci 20. století zaãíná stále více uplatÀovat poÏadavek na trvanlivost betonu v ãase. Zásadním pfielomem v pfiístupu k betonu v Evropû bylo ukonãení procesu standardizace technick˘ch poÏadavkÛ vydáním jednotného evropského normativního pfiedpisu EN 206-1. Základní filosofií tohoto pfiedpisu je zaruãit Ïivotnost betonu v konstrukci po dobu alespoÀ 50 let, tedy po dobu pfiedpokládané morální Ïivotnosti stavby, s ohledem na mechanické namáhání stavby ale i nepfiíznivé vlivy prostfiedí, kter˘m beton ve stavbû vzdoruje. To jistû povede ke zv˘‰ení bezpeãnosti staveb a z hlediska dlouhodobého i k úspofie nákladÛ souvisejících s následnou údrÏbou i pfiípadn˘mi vynucen˘mi opravami. Tento pfiístup vyÏaduje nové pfiístupy i v technologii betonu pfii navrhování receptur. Na samém poãátku návrhu je tfieba peãlivû definovat prostfiedí a podmínky, za jak˘ch bude beton do konstrukce zpracováván a za jak˘ch bude následnû fungovat. Dále je tfieba odpovûdnû volit materiály a jejich mnoÏství, které zásadnû ovlivÀují vlastnosti betonu. Do popfiedí se v souãasnosti dostává celkov˘ obsah alkálií (s ohledem na moÏnost pozdûj‰í alkalicko-kfiemiãité reakce), obsah chloridÛ (s ohledem na ochranu v˘ztuÏe), celkov˘ obsah jemn˘ch ãástic nebo cementového tmelu

Obr. 1 ¤ez vysokopevnostním betonem, TBG Metrostav, s. r. o. Fig. 1 Section of high-strength concrete, TBG Metrostav, Ltd.

Obr. 2 Struktura „jádra“ krychle z vysokopevnostního betonu po zkou‰ce pevnosti v tlaku, TBG Metrostav, s. r. o. Fig. 2 Structure of the “core” of a cube from highstrength concrete after the compression test of strength, TBG Metrostav, Ltd. Obr. 3 Beton a – bez mikrosiliky, b – s mikrosilikou, TBG BETONMIX, s. r. o. Fig. 3 Concrete: a) without microsilica, b) with microsilica, TBG BETONMIX, Ltd.

a)

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

b)

6/2003

3

TÉMA TOPIC

Obr. 4 Barevn˘ beton, TBG Metrostav, s. r. o. Fig. 4 Coloured concrete, TBG Metrostav, Ltd.

(smr‰Èování), délka zpracování a fiada dal‰ích. Pfii fie‰ení tûchto úloh narÛstá v˘znam chemick˘ch pfiísad, umoÏÀujících daleko pestfiej‰í modifikaci vlastností betonu. Dosud nejpouÏívanûj‰ím druhem plastifikátorÛ jsou plastifikátory na bázi lignosulfonátÛ (pfiírodní chemické struktury obsahující sulfonátovou a hydroxylovou skupinu). Tyto pfiísady jsou uÏívány jiÏ dlouhodobû a zaji‰Èují pomûrnû dobrou zpracovatelnost ãerstvého betonu v ãase. Jejich nev˘hodou z pohledu poÏadavku dne‰ní doby je ne pfiíli‰ velká moÏnost redukce zámûsové vody a urãité zpomalení procesu tuhnutí. Dal‰ím typem pfiísad, které jiÏ mají tradici desetiletí jsou superplastifikátory, látky vyrábûné na syntetické bázi. Základními druhy jsou formaldehyd-naftalén-sulfonáty (SNF) a formaldehyd-melaminsulfonáty (SMF). Tyto pfiísady vnesly do betonu vy‰‰í stupeÀ ztekucení, tedy moÏnost podstatnûj‰í redukce zámûsové vody bez, nebo jen s nepatrn˘m vlivem na proces tuhnutí betonu. V souãasnosti se v oblasObr. 6 Rekonstrukce kanalizace v Brnû – plnûní bednûní, realizace SUBTERRA, a. s.; SCC betony v objemu 1100 m3, TBG Betonmix, a. s. , betonáÏ po krocích 13,5 aÏ 27 m3 v únoru aÏ ãervnu 2003; technologie betonu BETOTECH, s. r. o.: pevnost betonu 46,3 +/– 2,5 MPa, objemová hmotnost 2250 +/– 30 kg/m3, konzistence 705 +/– 35 mm rozlití obráceného Abramsova kuÏele, ãas odbednûní 16 aÏ 20 hod.; stavební chemie Sika CZ, s. r. o. Fig. 6 Reconstruction of sewerage in Brno – filling of the formwork

4

B

ETON

• TEC

Obr. 5 Detail betonové smûsi ãerpané 30 m pod zem pro betonáÏ klenby ve stanici metra Kobylisy, TBG Metrostav, s. r. o. Fig. 5 Detail of concrete mix pumped into the depth of 30 m below the ground for concreting of the vault in metro station Kobylisy, TBG Metrostav, Ltd.

ti stavební chemie do betonu stále více uplatÀují superplastifikátory nové generace na bázi polykaroxylát-polyoxyetylénu (PCP), které vyvolaly zhruba pfied 15 lety revoluci v prÛmyslu v˘roby pfiísad. Stavba molekul tûchto pfiísad je zcela odli‰ná od pfiedchozích a nûkdy b˘vají oznaãovány jako „hfiebenové polymery“. Míra ztekucení ãerstvého betonu, pfiípadnû redukce zámûsové vody, je znaãnû vy‰‰í neÏ u pfiedchozích superplastifikátorÛ (SNF, SMF) a jejich uÏití umoÏÀuje v˘robu samozhutniteln˘ch a samonivelaãních smûsí. Vedlej‰ím úãinkem tûchto pfiísad mÛÏe b˘t ponûkud vy‰‰í provzdu‰Àování ãerstvého betounu a zpomalení tuhnutí. Dosud posledním krokem ve v˘voji superplastifikátorÛ jsou chemické struktury na bázi amino-fosfát-polyoxyetylénu (APP). Tyto superplastifikátory se vyznaãují zejména vysok˘m stupnûm stability konzistence. PouÏitím superplastifikátorÛ nové generace je moÏné dosáhnout velkého zlep‰ení uÏitn˘ch vlastností betonu pokud jde o sníÏení obsahu zámûsové vody a ztráty zpracovatelnosti. Trendem v dal‰ím v˘voji bude jistû minimalizace vlivu plastifikátorÛ na dobu tuhnutí, míru nebo stabilitu provzdu‰Àování Obr. 7 Kolektor v Brnû, stanovení konzistence metodou slum-flow test Fig. 7 Collector in Brno, consistency determination by the slum-flow test

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

TÉMA TOPIC

Obr. 8 Kolektor v Brnû – stabilní SCC v bednûní Fig. 8 Collector in Brno – stable SCC in formwork

Obr. 9 Kolektor v Brnû – odbednûná konstrukce Fig. 9 Collector in Brno – the structure after formwork removal

a moÏnosti jejich pouÏití pfii eliminaci sedimentace ãerstvého betonu. RovnûÏ bude tfieba fie‰it kompatibilitu pfiísad se v‰emi typy cementÛ a dal‰ími typy pfiísad. V Y S O K O P E V N O S T N Í A V Y S O K O H O D N OT N É B E T O N Y Vysokopevnostní a vysokohodnotné betony zaãaly ve svûtû vznikat jiÏ v devadesát˘ch letech a jejich rozvoj dále pokraãuje i pfies jejich vy‰‰í cenu. Princip dosaÏení vysok˘ch pevností betonu spoãívá v rovnomûrnûj‰í a hutnûj‰í struktufie betonu s minimem pórÛ a zvût‰ení podílu zhydratovaného cementu. Jako spodní hranice pro vysokopevnostní betony se povaÏuje pevnost v tlaku po 28 dnech 60 MPa. Horní hranice není urãena. V Japonsku byla postavena lávka z betonu o pevnosti 210 MPa. V Evropû jsou známé pfiíklady staveb z vysohodnotného betonu z Norska, Holandska, Dánska, Francie. PfiestoÏe v âeské republice jsou dnes tyto betony jiÏ normovány a nûkteré betonárny mají zpracovánu technologii v˘roby a dopravy vysokohodnotného transportbetonu a beton napfi. C 60/75 certifikován, není doposud projektanty tento beton navrhován a vyuÏíván. Pro vysokohodnotné betony se pouÏívají portlandské cementy v dávkách 450 aÏ 800 kg/m3, drobné tûÏené kamenivo, hrubé

drcené kamenivo o vysoké pevnosti (obr. 1 a 2), pfiímûsi a pfiísady. Nejãastûji uÏívanou pfiímûsí je mikrosilica (kfiemiãité úlety) v dávkách 20 aÏ 200 kg (obr. 3), jemnû mlet˘ vápenec, mikromletá struska, elektrárensk˘ popílek, kamenné fillery. Pro zv˘‰ení houÏevnatosti byl do nûkter˘ch betonÛ aplikován pfiídavek v˘ztuÏe ze speciálních ocelov˘ch vláken a to v dávkách aÏ 150 kg/m3. Jako pfiísady se obvykle uÏívají vysoce úãinné superplastifikátory na bázi polykarboxilátÛ. Do urãit˘ch konstrukcí byla rovnûÏ pfiidávána expanzní pfiísada omezující smr‰tûní. Nûkteré betony byly vyrobeny jako ultrajemné s maximálním zrnem kameniva 0,6 mm a s pfiídavkem ocelového prachu. Materiálové charakteristiky, technologie v˘roby, ukládání a o‰etfiování vysokopevnostních a vysokohodnotn˘ch betonÛ jsou dnes jiÏ pomûrnû dobfie prozkoumané a publikované. Vysoké pevnosti tûchto betonÛ dovolují mnohem subtilnûj‰í konstrukce a tím niωí objem betonu a sníÏení mnoÏství v˘ztuÏe. Nejefektivnûj‰í oblast vyuÏití vysokopevnostních betonÛ jsou svislé nosné prvky namáhané velkou osovou silou a mal˘m ohybov˘m momentem. Dále se pouÏívají s v˘hodou ve spfiaÏen˘ch konstrukcích. Rozvoj pouÏití vysokohodnotn˘ch betonÛ je zaznamenán ve svûtû i v mostním stavitelství, kde tento beton zaru-

Obr. 10 Silniãní obchvat âáslav-GolãÛv Jeníkov, dodávka cementÛ Holcim (âesko), a. s., ãlen koncernu Fig. 10 By-pass between âáslav and GolãÛv Jeníkov, delivery of cements Holcim (Czech Republic), JSC, member of concern

Obr. 11 Estakáda Hluboãepy-Barrandov, dodávka cementÛ Holcim (âesko), a. s., ãlen koncernu Fig. 11 Elevated road between Hluboãepy and Barrandov, delivery of cements Holcim (Czech Republic), JSC, member of concern

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

5

TÉMA TOPIC

Obr. 12 V˘robna transportbetonu z poãátku 70. let (Praha – ëáblice) Fig. 12 Mixing plant at first 70. years (Prague – ëáblice)

Obr. 13 Skládka kameniva u v˘robny transportbetonu z poãátku 70. let Fig. 13 Dump aggregate at the mixing plant at first 70. years

Obr. 14 Souãasná v˘robna transportbetonu s uskladnûním kameniva v zásobnících (Praha–Hole‰ovice, Skanska Transbeton, s. r. o.) Fig. 14 Recent mixing plant with aggregate storaged in silos

Obr. 15 Zafiízení pro recyklaci ãerstvého betonu Fig. 15 Facility for recycling of fresh concrete

ãuje nejen lep‰í trvanlivost, ale otevírá téÏ moÏnost hospodárnûj‰ích návrhÛ. Ve spojení se samozhutniteln˘m betonem, kter˘ odbourává vliv lidského faktoru na v˘slednou kvalitu a zvy‰uje rychlost betonáÏe, dochází pfies vy‰‰í finanãní nároãnost vysokohodnotného betonu k úsporám nejen pfii v˘stavbû, ale i pfii budoucí údrÏbû, neboÈ degradaãní procesy se u vysokohodnotného betonu v˘raznû zpomalují a redukují se tak finanãní prostfiedky potfiebné na opravy. V ¯ R O B A T R A N S P O R T B E T O N U A Î I V OT N Í P R O S T ¤ E D Í KaÏd˘ z nás má v Ïivé pamûti obrázky z dob „budování lep‰ích zítfikÛ“, kdy u betonáren pojíÏdûly automixy po nápravy se brodící bahnem a chÛze byla nebezpeãná i ve vysok˘ch holínkách (obr. 12 a 13). V kontrastu s touto vzpomínkou je aktuální skuteãnost. Dnes je vût‰ina betonáren moderní v˘robnou se ‰piãkov˘m Ing. Milada Mazurová TGB Metrostav, s. r. o. Rohanské nábfi. 68, 186 00 Praha 8 www.tbg-metrostav.cz

6

B

strojním vybavením, poskytující velmi kultivované pracovní prostfiedí. V˘roba betonu se musí fiídit souãasn˘mi legislativními pfiedpisy, jejichÏ znaãná ãást se vûnuje ochranû Ïivotního prostfiedí (obr. 14). Pfii v˘stavbû nov˘ch a rekonstrukcích stávajících v˘roben betonu jsou pak poÏadavky na minimální hluãnost, pra‰nost, nakládání s odpady apod., zahrnuty jiÏ ve fázi projektu. Zcela standardním vybavením v˘robny transportbetonu je zafiízení na recyklaci zbytkového betonu (obr. 15). Beton je zde rozdûlen na kamenivo a kalovou vodu, které jsou znovu pouÏity pfii v˘robû betonu. Samozfiejmou souãástí vzhledu betonáren je i úprava okolí ozelenûním a z hlediska estetického, obchodního a reklamního perfektní vhled celého strojního zafiízení. DÛraz na ekologickou stránku v˘roby betonu se odráÏí v pravidelném vyhodnocování „Ekologické betonárny“ evropsk˘m (ERMCO) i ãesk˘m (SVB âR) svazem v˘robcÛ transportbetonu. Fotografie z archívu ãlenÛ SVB âR

Ing. Vladimír Vesel˘ Betotech, s. r. o., 266 01 Beroun 660 tel.: 311 644 763, fax: 311 644 710 e-mail: [email protected]

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Ing. Michal ·tevula, PhD. Svaz v˘robcÛ betonu âR Na zámecké 9, 140 00 Praha 4 e-mail: [email protected], www.svb.cz

U KC E

• SANAC

E

6/2003

PROFILY PROFILES

TBG M ETROSTAV, S. JAN KUPEâEK Spoleãnost TBG METROSTAV, s. r. o., ãlen skupiny âeskomoravsk˘ beton, patfií k nejvût‰ím v˘robcÛm ãerstvého betonu v Praze. HISTORIE SPOLEâNOSTI V roce 1995 se spoleãnosti Metrostav, a. s., a Heidelberg Cement AG rozhodly spojit své znalosti a schopnosti v oblasti transportbetonu v praÏském regionu. ZaloÏily spoleãnost TBG METROSTAV, jejíÏ základní kapitál ãinil 60 miliónÛ Kã a ve které mûly a mají rovn˘ podíl. Metrostav vloÏil své stfiedisko Betonservis se dvûma betonárnami a Heidelberg Cement finanãní prostfiedky. Prvofiad˘m úkolem spoleãnosti byl její rozvoj, a proto v následujících letech v˘raznû investovala (cca 200 mil. Kã) do v˘stavby dvou nov˘ch a oprav star‰ích betonáren, autodomíchávaãÛ a ãerpadel na beton. Nemalé finanãní prostfiedky smûfiovaly i do rozvoje nov˘ch materiálÛ a produktÛ. V souãasnosti spoleãnost TBG METROSTAV patfií k nejlépe vybaven˘m v˘robcÛm transportbetonu. V˘sledky její ãinnosti jsou vût‰inou schovány pod plá‰ti administrativních nebo obchodních palácÛ, napfi. Myslbek, Flora, Kongresové centrum a Siemens. Jsou ale také viditelné napfi. na stavbách Zlíchovského tunelu, tunelu Mrázovka, Ïelezniãního mostu Seifertova nebo stanic metra. OBCHOD Spoleãnost TBG METROSTAV nabízí ucelenou fiadu v˘robkÛ transportbetonu. V‰echny v˘robky jsou certifikovány dle § 13

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

R. O.

zákona ã. 22/1997 Sb. o v˘robkové certifikaci. Spoleãnost má také certifikát systému jakosti podle âSN EN ISO 9001:2001. Je schopna dodávat své produkty jak podle âSN EN 206-1, tak i podle dfiívûj‰í normy âSN 73 2400. BûÏnû dodává v‰echny druhy betonÛ od B2 po C60/75, betony vodotûsné, mrazuvzdorné, odolné rozmrazovacím solím, provzdu‰nûné, síranovzdorné, drátkobetony a betony s vlákny. Vyrábí i betony probarvené ve hmotû. Speciálním produktem je samozhutniteln˘ beton, jeÏ je stále více uplatÀován. Spoleãnost dodává nepfietrÏitû 24 hodin a 360 dnÛ v roce. V¯ROBA Jak bylo uvedeno, spoleãnost v˘raznû investovala do v˘robních zafiízení. V souãasnosti provozuje v Praze tfii betonárny (Karlín, Radlice a Písnice), hodinov˘ v˘kon kaÏdé je 90 m3. V‰echny mají celoroãní provoz, zaruãující i v zimû minimální teploty smûsi 10 oC. Samozfiejmostí jsou pfiesné váhy pro dávkování jednotliv˘ch sloÏek betonu a automatick˘ fiídící systém. Pro dopravu smûsí slouÏí na‰ich dvacet ãtyfii autodomíchávaãÛ na podvozcích MAN a Tatra. T E C H N O LO G I E Díky bohat˘m zku‰enostem jsou technologové spoleãnosti schopni vytvofiit speciální receptury dle poÏadavkÛ projektantÛ a stavebních firem, plnû akceptující nûkdy i protichÛdné poÏadavky na beton. DÛkazem toho jsou napfi. betony „vysouvan˘ch tunelÛ“ metra pod Vltavou na trase IV. C ãi stanice Kobylisy. Velké zku‰enosti

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

a znalosti technologie betonu se promítly i do schopnosti prÛmyslovû vyrábût samozhutnitelné betony a vysokohodnotné betony. V souãasnosti má spoleãnost vyzkou‰enou v˘robu betonÛ o pevnosti 100 MPa. Poradenství v oblasti betonu pro zákazníky je samozfiejmostí. O S TAT N Í A K T I V I T Y Dcefiiné spoleãnosti jsou zamûfieny na v˘robu dal‰ích stavebních hmot a na poskytování sluÏeb. Ve spoleãnosti TBG PraÏské malty jsou vyrábûny mokré maltové smûsi pro zdûní a omítání (i strojní). Dal‰ím produktem je cementová pûna, pûna s polystyrenem a lité samonivelaãní anhydritové smûsi pro konstrukci podlah. Ve spojení s betony tak praÏská skupina TBG dodává v‰echny materiály pro mokré procesy na stavbû. Ve spoleãnosti TBG PraÏské betonpumpy je soustfiedûna ve‰kerá technika potfiebná pro ãerpání. Jde o mobilní pumpy o dosahu aÏ 42 m, stabilní ãerpadla betonu i speciální ãerpadla pro pûny a podlahové smûsi. âLENSTVÍ TBG METROSTAV, s. r. o., je ãlenem Svazu v˘robcÛ betonu âeské republiky a ãlenem âeské betonáfiské spoleãnosti. Podporuje i neziskové organizace, napfi. „Nadûje, klub Ïen s nádorov˘m onemocnûním“.

6/2003

Ing. Jan Kupeãek fieditel spoleãnosti TBG Metrostav, s. r. o. Rohanské nábfi. 68, 186 00 Praha 8 tel.: 222 325 716, fax: 222 324 492 www.tbg-metrostav.cz

7

NOVÉ

TRENDY V TECHNOLOGII BETONU NEW TRENDS IN TECHNOLOGY OF CONCRETE fotografie: archiv ãlenÛ SVB âR Pernerova ulice, cementová pûna jako podkladní podlahová vrstva, TBG Metrostav Perner Street, cement foam employed as the floor base layer, performed by TBG Metrostav

T Mobile, betonáÏ v kvûtnu aÏ záfií 2002, bylo pouÏito cca 8000 m3 betonu C25/30 5b, konzistence S4, do podzemních stûn a pilot, ZAPA beton T Mobile, concreting from May to September 2002, approx. 8,000 m3 of C25/30 5b concrete used, consistency S4, for the construction of underground walls and piles, conducted by ZAPA beton

Na Rybníãku, betonáÏ probíhá od fiíjna 2003, stûny a sloupy z SCC betonÛ B30 v objemu 200 m3, pouÏita pfiísada SikaViscocrete 5-800, ZAPA beton Na Rybníãku, concreting has taken place since October 2003, walls and columns from SCC concretes B30 with the volume of 200 m3 using SikaViscocrete 5-800, as an ingredient, ZAPA beton

Silniãní betony, KÁMEN Zbraslav Road concretes, KÁMEN Zbraslav

Koneãná podoba vnitfiku vysouvan˘ch tunelÛ metra pod Vltavou, TBG Metrostav Final appearance of the interior of retracted metro tunnels below the Vltava River, TBG Metrostav

Nosn˘ pilífi lávky pro cyklisty nad silnicí na Cínovec, provzdu‰nûn˘ SCC beton, BETOTECH Most pro âeskomoravsk˘ beton Load-bearing pier of the footbridge above the road to Cínovec, aerated SCC concrete, BETOTECH Most for âeskomoravsk˘ beton

Dálnice D47 – most pfies fieku Odru, betonáÏ od kvûtna 2002 do prosince 2003, cca 5000 m3 betonu C40/50 pro ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s., READYMIX âR D47 motorway – bridge across the Odra River, concreting from May 2002 to December 2003, approx. 5,000 m3 of C40/50 concrete for ODS – Transport Constructions Ostrava, JSC, READYMIX âR

Mobilní zafiízení na v˘robu mechanicky zpevnûného kameniva, ILBAU, s. r. o. Mobile equipment for the production of mechanically consolidated aggregate, ILBAU, Ltd.

Uherské Hradi‰tû – obchvat II, Estakáda SO 208 pfies âD a silnici I/55, betonáÏ od kvûtna 2002 do prosince 2004, dodávky cca 15000 m3 betonu pro Skanska DS, a. s., (v˘hradní dovoz TBM), READYMIX âR Uherské Hradi‰tû – by-pass II, SO 208 elevated road over the railway track and I/55 road, concreting from May 2002 to December 2004, delivery of approx. 15,000 m3 of concrete for Skanska DS, (exclusive import by TBM), READYMIX âR

BetonáÏ monolitick˘ch konstrukcí vrchní stavby velké haly Aréna Sazka v objemu cca 24000 m3, ukonãení betonáÏí v kvûtnu 2003, Skanska Transbeton, s. r. o. Concreting of monolithic structures of the superstructure of the large hall of Aréna Sazka with the volume of 24,000 m3, end of concreting in May 2003, Skanska Transbeton, Ltd.

BetonáÏ monolitické základové desky velké haly Aréna Sazka v objemu cca 18000 m3, zahájení betonáÏí v listopadu 2002, Skanska Transbeton, s. r. o. Concreting of the monolithic foundation slab of the large hall of Aréna Sazka with the volume of approx. 18,000 m3, commencement of concreting in November 2002, Skanska Transbeton, Ltd.

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

SLOÎENÍ

A VLASTNOSTI NùKTER¯CH TYPÒ VYSOKOHODNOTN¯CH A SAMOZHUT≈UJÍCÍCH BETONÒ COMPOSITION AND PROPERTIES OF SOME TYPES OF HIGH-PERFORMANCE AND SELFCOMPACTING CONCRETES amount of microaggregate. Dense microstructure and low porosity enhances the corrosion resistance and long-term durability, which is one of the main requirements of the produced composites.

JOSEF LUKÁ·, JI¤Í BRAND·TETR, J I N D ¤ I C H M E LC H E R , J O S E F K R ÁT K ¯, MARC E L A K AR MAZÍNOVÁ, TOMÁ· VYMAZAL, VLASTIMIL BÍLEK Práce presentuje sloÏení a nûkteré vlastnosti betonÛ a ocelobetonov˘ch konstrukãních dílcÛ vybran˘ch uÏitn˘ch vlastností optimalizovan˘ch pro dan˘ úãel. Ve vysokohodnotn˘ch betonech (high-performance concretes, HPC) i samozhutÀujících betonech (self-compacting concretes, SCC) bylo pouÏito jemnû mleté granulované vysokopecní strusky jako samostatné pfiímûsi s cílem sníÏit obsah portlandského cementu a tím souãasnû hydrataãní teplo a tvorbu mikrotrhlinek. Superplastifikátor polykarboxylátového typu umoÏnil sníÏit vodní souãinitel pod 0,35. Jako kamenivo byly pouÏity taven˘ bauxit a zejména drcen˘ ãediã, vykazující relativnû vysoké pevnosti. UÏitné vlastnosti ãerstvého i ztvrdlého betonu v˘raznû ovlivÀuje druh a obsah mikrokameniva. Hutná mikrostruktura o nízké pórovitosti ãiní kompozit odoln˘m vÛãi chemické korozi a zaji‰Èuje jeho dlouhodobou stálost, která je dnes jedním z hlavních poÏadavkÛ. The paper presents the composition and properties of some speciality types of concrete and steel-concrete structural parts possessing desired performance optimized for a given purpose. For the preparation of high-performance and self-compacting concretes, finely ground granulated blast furnace slag as a separate component was used to decrease the content of portland cement and thus the hydration heat, which consequently decreases the formation of microcracks. Polycarboxylate type of superplasticizer makes it possible to lower the water/cement ratio under 0.35. As aggregate, the fused bauxite and especially ground basalt exhibiting high strengths was used. The properties of fresh and hardened concrete are significantly influenced by the kind and 10

B

Rychle se urbanizující svût a stoupající poÏadavky na rozvoj infrastruktury klade pfied stavební prÛmysl, jako jeden z hlavních úkolÛ, pfiípravu betonÛ o dostateãnû dlouhodobé stálosti v podmínkách jejich vyuÏívání. Dfiíve byly témûfi jedin˘m kriteriem 28-denní pevnosti, coÏ není zdaleka dostaãující. Jednu z hlavních rolí hrají nejen minerální sloÏky – jejich druh a vzájemn˘ pomûr, ale i chemické modifikující pfiísady, bez kter˘ch dnes nelze pfiipravit kvalitní betony podle poÏadavkÛ uÏivatele (tailored concretes). Vysokohodnotné betony HPC [1] obsahují jako v˘znamnou reaktivní sloÏku jemné kfiemiãité úlety (mikrosiliku). PouÏit˘ superplastifikátor musí b˘t kompatibilní s pouÏit˘m cementem i ostatními sloÏkami a umoÏní sníÏit vodní souãinitel pod 0,3. V˘znamn˘ podíl na pevnostech má obsah a druh pouÏitého mikrokameniva [2], kde se vedle jiÏ osvûdãen˘ch úletÛ uplatÀují mikromlet˘ vápenec nebo kfiemen, jemn˘ elektrárensk˘ popílek, metakaolin, zeolity, Ïulov˘ ãi ãediãov˘ prach, rutil, korund event. dal‰í materiály. Nûkteré z nich (ménû reaktivní) pÛsobí pfieváÏnû jako filér, jiné uplatÀují svoje hydraulické ãi pucolanické vlastnosti a produkty jejich hydratace spoluvytváfiejí hutnou mikrostrukturu kompozitu. Není dnes problémem pfiipravit na staveni‰ti HPC betony o dvacetiosmidenních pevnostech v tlaku pfies 100 MPa [3]. Dne‰ní poÏadavky berou stále v˘raznûji do úvahy socioekonomické ukazatele zahrnující mj. omezení pl˘tvání minerálními surovinami. Místo bûÏn˘ch betonÛ o dvacetiosmidenních pevnostech okolo 30 MPa se ukazuje v˘hodnûj‰í pfiipravovat podstatnû dlouhodobû stálej‰í betony HPC nebo SCC o pevnostech 50 aÏ 80 MPa, které nevyÏadují ãasté opravy a jsou pouze o nûco málo nákladnûj‰í [3]. PouÏití kvalitního kameniva a rozpt˘lené mikrovláknité v˘ztuÏe umoÏÀuje provoznû ETON

• TEC

H NOLOG I E

pfiipravit HPC betony o pevnostech nad 240 MPa [4]. Speciálními postupy pfiipravené kompozity na bázi jemn˘ch reaktivních sloÏek (reactive powder concretes, RPC) vykazují pevnosti dokonce nad 400 MPa [3] pfiípadnû nad 600 MPa [5]. KOMPONENTY PRO V¯ROBU HPC SCC Portlandské cementy 52,5R nebo 42,5R jsou v˘hodnûj‰í s niωím obsahem trikalciumaluminátu, C3A, tedy napfi. síranovzdorn˘ cement. Lze pouÏít i struskového portlandského cementu. MnoÏství pouÏitého cementu na 1 m3 HPC se pohybuje v rozmezí 300 aÏ 700 kg. Mûrn˘ povrch b˘vá nejãastûji 350 aÏ 400 m2/kg (Blaine), jemnûji mlet˘ cement zvy‰uje riziko tvorby mikrotrhlinek. Nûkteré speciální cementy nutno pokládat spí‰e za pojivové smûsi, ponûvadÏ obsahují rÛzné dal‰í sloÏky nad limit dan˘ normami EN 197-1 (vût‰í mnoÏství jemn˘ch minerálních pfiímûsí, superplastifikátor v tuhé formû aj.). Cílem je usnadnit práci v betonárkách a vylouãit moÏnou chybu lidského faktoru. Dánsk˘ produkt Secutec je optimalizován pro v˘robu vysokopevnostních betonÛ podle pfiesnû stanoven˘ch receptur a naznaãuje nové moÏnosti pfiípravy HPC betonÛ pro speciální úãely. Jemnû mletá granulovaná vysokopecní struska (MGVS) se vyznaãuje latentní hydraulicitou a dobr˘mi pucolánov˘mi vlastnostmi. Na 1 m3 betonu se pfiidává 100 aÏ 300 kg MGVS jako samostatné sloÏky, mûrn˘ povrch je v˘hodnûj‰í pfies 400 m2/kg. Pro pfiípravu betonÛ presentovan˘ch v této práci byla pouÏita MGVS z Nové Huti Ostrava o sloÏení: 40,42 % SiO2, 6,13 % Al2O3, 12,06 % MgO, 39,3 % CaO, 0,37 % Fe2O3, 0,53 % MnO a 0,22 % SO3, o mûrném povrchu 370 m2/kg. Pfiidává-li se do betonÛ portlandsk˘ struskov˘ cement, má v nûm obsaÏená struska mûrn˘ povrch zpravidla men‰í neÏ 300 m2/kg, jelikoÏ se pfii mletí spolu s mûkãím slínkem drtí obtíÏnûji. Kfiemiãité úlety (mikrosilika), vedlej‰í A

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES produkt v˘roby ferosilicia nebo elementárního kfiemíku, obsahuje 85 aÏ 97 % amorfního SiO2. âástice pfieváÏnû o prÛmûru pod 1 mm mají mûrn˘ povrch aÏ pfies 20 000 m2/kg. Pro sníÏení sypné hmotnosti a usnadnûní transportu nûktefií v˘robci úlety kompaktují, coÏ ponûkud zhor‰uje jejich vlastnosti. Mikrosilika má kysel˘ charakter a reaguje s hydroxidem vápenat˘m vznikajícím v prÛbûhu hydratace cementu za tvorby CSH gelu a tím omezuje na minimum tvorbu krystalkÛ portlanditu, Ca(OH)2. Vy‰‰í obsah CSH gelu sniÏuje v˘raznû obsah pórÛ a vzniklá hutnûj‰í mikrostruktura zlep‰uje adhezi pojivové pasty ke kamenivu event. k v˘ztuÏi. Pro zvlá‰tû nároãné HPC se doporuãuje pfiidávat sráÏenou mikrosiliku, která má mûrn˘ povrch aÏ 400 m2/g a vyznaãuje se vysokou reaktivitou. Pfiísada kysel˘ch sloÏek (mikrosiliky, popílkÛ, metakaolinu) zabraÀuje obávané reakci alkálií s kamenivem a tvorbû v˘kvûtÛ. U betonÛ s nízk˘m vodním souãinitelem tvorba hydrataãních produktÛ pfii vodním uloÏení po zatuhnutí pfiispívá samozhutÀujícím efektem k tvorbû hutné mikrostruktury. Kfiemenná mouãka (velmi jemnû mlet˘ kfiemenn˘ písek) o prÛmûrné velikosti zrna okolo d50 = 2,5 µm se pfiidává v mnoÏství pfiibliÏnû 10 % z hmotnosti kfiemenného písku (drobného kameniva). Mikromlet˘ vápenec, CaCO3, tvofií s C3A slouãeninu 3CaO.Al2O3.CaCO3. 12H2O (tzv. karbonátov˘ komplex), která je stabilnûj‰í neÏ hydráty trikalciumaluminátu. Byl pouÏit mikromlet˘ vápenec lokality Pomezí o d50 = 3,6 µm bûÏnû uÏívan˘ jako filér do plastÛ. Kfiivky distribuce podle velikosti nûkolika jemn˘ch komponent ãástic ukazuje obrázek 1. Superplastifikátor, s v˘hodou polykarboxylátového typu (polykarboxyléter), musí b˘t kompatibilní s pouÏit˘m cementem i s dal‰ími sloÏkami ãi pfiísadami. Pfiidává se obvykle v mnoÏství 0,5 aÏ 3 % na hmotnost pojiva spolu se zámûsovou vodou, nûkdy s v˘hodou nadvakrát. Tato nová generace superplastifikátorÛ umoÏÀuje sníÏit vodní souãinitel aÏ pod 0,2 pfii obsahu such˘ch jemn˘ch komponent do 600 aÏ 800 kg/m3. V na‰em pfiípadû bylo pouÏito Glenium firmy SKW-MBT, Curych. Velmi nízk˘ vodní souãinitel je nûkdy nev˘hodn˘, pokud pozdûji není k dispozici dostateãné mnoÏství vody potfiebné k hydrataci pojiva (cementu), coÏ mÛÏe b˘t pfiíãinou objemové nestálosti kompozitu. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 1 Distribuce ãástic mikromletého vápence a kfiemene, mûfieno Fritsch Particle Sizer ‘analysette 22’ Fig. 1 Distribution particles of micronized limestone and quartz measured Fritsch Particle Sizer ‘analysette 22’

100

Q3 (x)

Distribuce ãástic mikromletého vápence d50 = 3,60 µm

dQ3(x)

80 60 40

S cílem dosáhnout nûkter˘ch dal‰ích poÏadovan˘ch vlastností ãerstvé smûsi ãi ztvrdlého betonu se pfiidávají rÛzné dal‰í chemické modifikující pfiísady (provzdu‰Àovací, odpûÀovací, mrazuvzdorné, retardéry ãi urychlovaãe tuhnutí aj., [7]), které jsou na trhu pod nejrÛznûj‰ími názvy. Do HPC a SCC betonÛ a zvlá‰tû do malt se doporuãuje pfiídavek malého mnoÏství nûkter˘ch derivátÛ polysacharidÛ (napfi. hydroxypropylmethyl celulóza, hpmc), regulujících reologické vlastnosti smûsi (zpracovatelnost) a kinetiku hydratace. Kamenivo pro HPC je nutno pouÏít o vysoké pevnosti, coÏ je napfi. ãediã, Ïula nebo podstatnû draωí taven˘ bauxit. Kamenivo by mûlo mít vhodn˘ tvarov˘ index, nejlépe blízk˘ 1. Novûj‰í práce doporuãují pfiidávat kamenivo jemnûj‰ích frakcí neÏ bylo doposud obvyklé, napfi. u SCC frakce max. do 8 mm. V této práci byl pouÏit drcen˘ ãediã frakcí 0–2 a 5–8 mm (Libochovany), taven˘ bauxit stejn˘ch frakcí (âína), tûÏen˘ písek z lokalit OstroÏská Nová Ves a Hulín 0–2 mm. Mikrokamenivo mÛÏe b˘t více ãi ménû reaktivní, nûkdy pÛsobí pfieváÏnû jako filér vyplÀující prostor mezi aÏ o dva fiády hrub‰ími zrny pojiva, tak aby zÛstalo co nejménû volného prostoru. Optimální pomûr jednotliv˘ch frakcí kameniva a zejména mikrokameniva se zjistí snadno váÏením zvibrované smûsi v‰ech such˘ch komponent, tak aby mûla co nejvût‰í hmotnost. Z rÛzn˘ch druhÛ mikrokameniva byly vedle jiÏ bûÏn˘ch úletÛ laboratornû zkou‰eny mikromlet˘ vápenec a kfiemen, ãediãov˘ a granodioritov˘ prach, karbid kfiemíku nebo korund (brusiva) a jemn˘ elektrárensk˘ popílek z filtrÛ. S ohledem na cenové relace byly dále pouÏívány mikromlet˘ vápenec a kfiemen. Je nutno poznamenat, Ïe souãasné smûry v˘voje smûfiují k pfiípravû nanokompozitÛ na rÛzné bázi, coÏ je pfiibliÏuje k pfiírodním materiálÛm vynikajících fyzikálnû-mechanick˘ch vlastností. Velmi nadûjné budou nanokompozity s mikrovlákny. Vláknitá v˘ztuÏ je zcela bûÏná u biogenních materiálÛ a je pfiíãinou jejich vyni-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

20 0 0,0 0,2 0,8 1,7 2,2 2,8 3,8

5

8

12

100

Velikost ãástic [mm]

100

Q3(x)

Distribuce ãástic mikromletého kfiemene d50 = 17,83 µm

dQ3(x)

80 60 40 20 0 0,0

0,3

1,5

2,2

3

4,2

20

60

90

250

Velikost ãástic [mm]

SloÏení smûsi

[%] (hmot.) 13 aÏ 15

Hmotnost [kg/m3] 330 aÏ 400

Portlandsk˘ cement 52,5R Granulovaná vysokopecní mletá 8 aÏ 10 200 aÏ 250 struska 370 m2kg–1 (Blaine), d50 = 11,8 µm Mikrosilika < 1 µm 1 aÏ 2 25 aÏ 50 Mikromlet˘ vápenec d50 = 3,6 µm 1,2 aÏ 4 30 aÏ 100 Superplastifikátor Glenium 0,16 aÏ 0,56 4 aÏ 14 Drcen˘ ãediã Libochovany 60 aÏ 72 1500 aÏ 1800 Frakce 0–2, 5–8 mm Voda 6 aÏ 7,2 150 aÏ 180 Tab. 1 SloÏení smûsi HPC – C 90/105 Tab. 1 Mixture proportion of HPC – C 90/105

kajících vlastností, zejména pevností v tahu za ohybu i v tlaku. Byla zkou‰ena minerální i organická vlákna rÛzn˘ch rozmûrÛ, nejãastûji jako rozpt˘lená mikrovláknová v˘ztuÏ. Z materiálÛ organick˘ch

6/2003

Tab. 2 PrÛmûr rozlití betonu podle âSN EN 206-1 Tab. 2 Slump flow of concrete StupeÀ F1 F2 F3 F4 F5 F6

Slump flow [mm] ≤ 340 350 aÏ 410 420 aÏ 480 490 aÏ 550 560 aÏ 620 ≥ 630

11

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES Poãet dní Pevnost v tlaku [MPa] – krychle 150 x 150 x 150 mm 1 38,4 38,2 38,1 ∅ 38,6 7 76,1 77,3 77,2 ∅ 76,7 28 103,5 101,8 102,2 ∅ 102,5 90 115,8 115,0 116,8 ∅ 115,9 Modul pruÏnosti 51,4 GPa Lomová houÏevnatost 1,5 MPa /m1/2 Pevnost v tahu 100*100*400 mm 9,3 MPa Objemová hmotnost 2496 kg/m3 Hranolová pevnost po 28 dnech 112,8 MPa

Obr. 2 Stanovení konzistence metodou rozlití kuÏele Slump flow a metoda Funnel test Fig. 2 Slump flow and metoda Funnel test

vláken zasluhuje zvlá‰tní pozornost Kuralon (polyvinylalkohol), reagující s minerálním pojivem kovalentní vazbou za tvorby anorganicko-organick˘ch kopolymerÛ. Z minerálních vláken se pfii pfiípravû vysokopevnostních betonÛ osvûdãila zejména ocelová mikrovlákna 0,14 x 6 mm. Stále roz‰ífienûj‰í uhlíková mikrovlákna jsou pouÏívána v kompozitech na nejrÛznûj‰í bázi, pro bûÏné PC betony jsou v‰ak prozatím ekonomicky nev˘hodná. Zásadní roli hraje adheze vláken k cementové matrici. Míchání a hutnûní – vedle dnes nejpouÏívanûj‰ích horizontálních míchaãek s nucen˘m obûhem se zaãínají uplatÀovat rÛzné aktivaãní míchaãky, ãasto je v˘hodné pouÏít dvojího míchání: Nejprve se Obr. 3 Smr‰tûní a hmotnostní úbytek HPC Fig. 3 Shrinkage and loss of weight of HPC, specimens 100 x 100 x 400 mm, moist curing 1,2 Hmotnostní úbytek v %

1,0 0,8

v men‰í míchaãce pfiipraví maltovinová smûs (pasta) event. spolu s ãástí mikrokameniva, která se následnû vlije do vût‰í míchaãky obsahující zb˘vající mírnû ovlhãené kamenivo. Tento postup umoÏní sníÏit vodní souãinitel a zlep‰í homogenitu betonu. Velmi perspektivní je tzv. vysokosmykové míchání (high-shear mixing), které v˘raznû sníÏí obsah pórÛ a umoÏÀuje tak pfiípravu kompozitÛ o mimofiádn˘ch pevnostech. Stále ‰ir‰ího uplatnûní nacházejí samozhutnitelné betony, SCC, které nevyÏadují hutnûní, které by zpÛsobilo odmí‰ení sloÏek. Bezhluãn˘ zpÛsob pfiípravy SCC mimo jiné v˘hody umoÏÀuje noãní betonáÏe v obytn˘ch mûstsk˘ch ãtvrtích. E X P E R I M E N TÁ L N Í â Á S T Na základû vlastností, dostupnosti a ceny surovin bylo po fiadû pfiedbûÏn˘ch sérií experimentÛ optimalizováno sloÏení HPC a následnû i SCC betonÛ, tak aby byly dosaÏeny event. pfiekroãeny parametry tûchto typÛ betonÛ presentované v zahraniãních ãi domácích publikacích pro ãerstvé smûsi i ztvrdlé kompozity, a to i bez pouÏití tradiãní armatury ãi v˘ztuÏe rozpt˘len˘mi vlákny.

0,6 Deformace v mm/m

0,4

VLASTNOSTI âERSTVÉ SMùSI Konzistence ãerstvého betonu byla mûfiena nenormovou metodou rozlivu obráceného kuÏele 100 x 200 x 300 mm na hladké plo‰e, která je ve v˘sledcích podobná metodû rozlivu kuÏele na stfiásacím stolku podle âSN EN 12350-5 a je snadno proveditelná i v provozu pfied vlastní betonáÏí. U hust‰ích ãerstv˘ch betonÛ se pouÏívá metody sednutí kuÏele podle âSN EN 12350-2, u velmi fiídk˘ch SCC je v˘hodná metoda mûfiení doby

0,2 0,0 0

5

10

15

20

25

30

âas [den]

Pevnost v tlaku [MPa]

250 200

Normal concrete HPC RPC

150 100

Obr. 4 âasov˘ v˘voj pevnosti v tlaku bûÏného betonu, HPC a RPC smûsí Fig. 4 Time dependant compression strength of ordinary concrete C25/30, HPC and RPC

50 0 0

20

40

60

80

100

âas [den]

12

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Tab. 3 Vlastnosti HPC smûsi pfiipravené v laboratofiích Chemické a Stavební fakulty VUT v Brnû Tab. 3 Properties of HPC produced at Chemical and Civil Engineering faculty laboratories, TU Brno

prÛtoku betonu nálevkou pfiedepsan˘ch rozmûrÛ (obr. 2) event. nûkteré dal‰í dosud nenormované metody [8]. BûÏné pouÏití superplastifikátorÛ, retardérÛ ãi urychlovaãÛ v rÛzn˘ch mnoÏstvích ãiní mûfiení konzistence nezbytn˘m, pokud moÏno bezprostfiednû pfied ukládáním betonu. Vût‰ina superplastifikátorÛ vykazuje jist˘ retardaãní efekt. VLASTNOSTI ZTVRDLÉHO HPC Pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu byly stanovovány u pfiedbûÏn˘ch pokusÛ na trámeãcích 40 x 40 x 160 mm, dále na hranolech 100 x 100 x 400 mm a na krychlích o hranû 100 resp. 150 mm. Pro stanovení lomové houÏevnatosti a modulu pruÏnosti bylo pouÏito trámeãkÛ 65 x 65 x 360 mm, které byly pfied zkou‰kami nafiíznuty diamantovou pilou do jedné tfietiny v˘‰ky. Betony zrály v podmínkách vlhkého uloÏení (t = 20 °C pfii relativní vlhkosti 98 aÏ 100 %). Smr‰Èování a dotvarování Hodnoty smr‰tûní se u HPC nûkdy oãekávají vy‰‰í neÏ u bûÏn˘ch betonÛ, nicménû vzhledem ke sloÏení daného HPC mûly mûfiené objemové zmûny pfiibliÏnû stejn˘ prÛbûh jako bûÏn˘ beton s vy‰‰ím obsahem cementu. Souãasnû mûfiené zmûny hmotnosti (pfii vlhkém uloÏení trámcÛ 100 x 100 x 400 mm) jsou na obr. 3. Trvanlivost HPC. Vzhledem k hutné mikrostuktufie a velmi malému obsahu pórÛ vykazují HPC velmi dobrou vodonepropustnost, odolnost vÛãi chemické korozi ãi pÛsobení mikroorganizmÛ, které v pórovit˘ch betonech mají velmi dobré podmínky k rozmnoÏování. Oprávnûné poÏa-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

V USA byly provedeny rÛzné konstrukce (Florida Parking Garage, Chareton Bridge, Lazarus Department Store v Pittsburgu). Ocelové trubky s betonovou v˘plní jsou Obr. 7 Vzorek TR ∅ 152 x 4,5, l = 3 m, pfii zkou‰ce na vzpûr Fig. 7 Specimen TR ∅ 152 x 4,5, l = 3 m test in compress

Obr. 8 PouÏité vzorky TR ∅ 152 x 4,5 and HE 140A, l = 3 m Fig. 8 Applied specimens TR ∅ 152 x 4,5 and HE 140A, l = 3 m

O C E LO B E T O N O V É

KONSTRUKCE

1400

C 90/10

1200 1000

velmi progresivním materiálem, jehoÏ vlastnosti z rÛzn˘ch hledisek jsou stále pfiedmûtem v˘zkumu [10]. Zde je tfieba vzít v úvahu specifikum, Ïe tvrdnoucí beton v trubkách nemÛÏe uvolÀovat nekonstituãní vodu ani naopak pfiijímat vzdu‰nou vlhkost ãi oxid uhliãit˘. Nutno v‰ak uvaÏovat moÏnost posunu materiálu v trubce [11]. DISKUZE A V¯SLEDKY Hlavním cílem zkou‰ek bylo pokusit se o v˘robu HPC a SCC smûsí v âR s vyuÏitím domácích surovin. DosaÏené v˘sledky v laboratofiích fakulty chemické a stavební VUT jsou srovnatelné s parametry zkou‰ek v zahraniãí, zvlá‰tû pak v pevnostních charakteristikách. Zpracovatelnost ãerstv˘ch HPC byla v˘borná, konzistence mûfiená podle rozlivu obráceného kuÏele (slump flow) byla v parametru F5. Z ekonomického hlediska je pouÏití HPC v ãetn˘ch pfiípadech levnûj‰í pfii souãtu ve‰ker˘ch nákladÛ oproti doposud pouÏívan˘m betonÛm, Ïivotnost HPC betonÛ se oãekává aÏ dvojnásobná. Z ekologického hle-

HYBRIDNÍ

1600

F [kN]

KONSTRUKCE Z HPC, SCC A RPC Rozmanité ãetné aplikace uveden˘ch druhÛ betonÛ svûdãí o jejich mimofiádn˘ch vlastnostech a uÏiteãnosti, publikovan˘ch prací o jejich dal‰ím v˘voji a vyuÏití rychle pfiib˘vá. Pfiehled sloÏení a aplikací vysokohodnotn˘ch HPC betonÛ je podán v knize P.-C. Aitcina [1]. Jednou z prvních vût‰ích konstrukcí z RPC o pevnostech pfies 200 MPa je lávka pro pû‰í v Sherbrooke [6]. Laboratornû jsou pfiipravovány kompozity s vlákny o pevnostech 400 MPa [3] aÏ 800 MPa [5]. Nejsou jiÏ tedy utopií betony o pevnostech 1000 MPa, které budou v nûkter˘ch ohledech konkurovat ocelím. SamozhutÀující betony jsou nejv˘hodnûj‰ím materiálem pfii v˘robû prvkÛ a konstrukcí obsahujících hustou v˘ztuÏ a byly u nás velkoobjemovû pouÏity napfi. pfii v˘stavbû mostu na Zlíchovû [9].

Obr. 5 Srovnání kompozitních vzorkÛ TR ∅ 152 x 4,5 na vzpûr [10] Fig. 5 Comparison of composite specimens TR ∅ 152 x 4,5 with different types of concrete under compression [10]

800

TR 152x4,5 C 90/105 TR 152x4,5 C 25/30 TR 152x4,5

C 25/3

600 bez betonu

400 200 0

-5

5

15 f [mm]

35

1800 1600

C 90/10

1400 1200 F [kN]

davky dlouhodobé stálosti betonÛ jsou základem omezování pl˘tvání materiálem ve stavebnictví.

HE 140A C 90/10 HE 140A C 25/30 HE 140A

C 25/3

1000 800

bez betonu

600 400 200 0 -5

5

15 f [mm]

25

35

Obr. 6 Srovnání kompozitních vzorkÛ HE 140A na vzpûr [10] Fig. 6 Comparison of composite specimens HE 140A under compression [10]

diska je samozfiejmû v˘hodnûj‰í HPC, jelikoÏ spotfieba cementu klesne na polovinu a ‰etfií se kvalitní kamenivo. Na VUT v Brnû byl realizován experimentální v˘zkumn˘ program [10] s pouÏitím HPC o pevnostech pfies 110 MPa pro v˘plÀ ocelov˘ch trubek a profilÛ HEA. Pro srovnání byla zkou‰ena tûlesa bez betonu, s normálním betonem a HPC betonem, a to kompozitní tûlesa HE 140A a kompozitní dílce TR ∅ 152 x 4,5 vÏdy o délce 3000 mm z oceli 11373 doplnûné o spfiahovací trny a v˘ztuÏ 10505 (obr. 6 a 7). Z ÁV ù R Úsilí o zavádûní dlouhodobû stálej‰ích betonÛ vede k optimalizaci vysokohodnotn˘ch a samozhutÀujících betonÛ (HPC, SCC), omezuje pl˘tvání a je v˘hodné z ekologického i ekonomického hlediska. Mezi hlavní sloÏky patfií vedle portlandského cementu téÏ jemnû mletá vysokopecní struska, kfiemiãité úlety, mikrokamenivo a superplastifikátor, zaji‰Èující nízkou porozitu ztvrdlého cementového Dokonãení ãlánku na stranû 16

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

13

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

PRÒMYSLOVÉ

PODLAHY Z BETONU VYZTUÎENÉHO SYNTETICK¯MI VLÁKNY INDUSTRIAL FLOORS MADE OF SYNTHETIC FIBRE REINFORCED CONCRETE TEODOR BENE· Syntetická v˘ztuÏná vlákna do betonu. V˘sledky projektu ovûfiujícího parametry vláknobetonu s vlákny BeneSteel. Doporuãení pro návrh podlahové desky na zemním podloÏí. Synthetic fibre reinforcement for concrete. BeneSteel fibre reinforced concrete parameters validation project results. Recommendation for floor slabs on grade. Hlavní pfiedností vláknobetonu oproti prostému betonu je jeho schopnost zabránit nepfiípustnému kfiehkému lomu prvku a zajistit jeho reziduální únosnost v pfiípadû pfietíÏení. ProtoÏe vláknobetony jiÏ jsou nejãastûj‰ím materiálem pro zhotovení prÛmyslov˘ch podlah, není potfieba dále vyzdvihovat jejich nesporné technologické pfiednosti. Pro vláknobetony pouÏívané pro prÛmyslové podlahy platí doporuãení minimálního objemového procenta vyztuÏení (0,25 %), maximální pfiípustné vzdálenosti mezi vlákny s = 0,45 l a urãité úrovnû reziduální pevnosti vláknobetonu po vzniku trhlin. V ãeském stavebnictví je zatím dominantní pouÏívání ocelov˘ch vláken. Nûkterá z nich v˘‰e doporuãená kritéria splÀují pfii dávce 20 kg/m3, jiné typy, napfi. ve tvaru krátk˘ch pomaãkan˘ch páskÛ, v této dávce poskytují velmi nízkou reziduální pevnost vláknobetonu.

Pevnost v tahu minimálnû Objemová hmotnost Odolnost proti alkáliím Délka Ekvivalentní prÛmûr d Poãet kusÛ v 1 kg ·tíhlostní pomûr l/d

V posledních letech se v zahraniãí, zvlá‰tû v USA, ‰iroce uplatÀují nové typy syntetick˘ch v˘ztuÏn˘ch vláken. Bûhem uplynulého roku byla u nás realizována fiada prÛmyslov˘ch podlah z vláknobetonu se syntetick˘mi vlákny patfiícími do této nové skupiny vláken. SYNTETIC K Á

V¯ZTUÎNÁ VLÁKNA

DO BETONU

Polyolefinová vlákna BeneSteel jsou vlákna se zadan˘mi parametry, speciálnû vyvinutá pro pouÏívání v betonu. Vlákno je tvarováno tak, aby co nejlépe vyhovovalo poÏadavkÛm na snadné vmíchání, obalení se cementov˘m tmelem a zakotvení ve zralém betonu. Je podélnû i pfiíãnû profilováno, spirálovitû zakrouceno a ukonãení fiezem umoÏÀuje roz‰tûpení konce pro lep‰í zakotvení. Vlákna BeneSteel byla bûhem v˘voje ovûfiována z hlediska jejich technologiãnosti pfii v˘robû a ukládání vláknobetonu a z hlediska jejich úãinnosti ve vláknobetonu. Rychlost a rovnomûrnost vmíchávání vláken pfiím˘m vsypáváním byla ovûfiena v rÛzn˘ch typech míchaãek ve v˘robnách betonu s velmi dobr˘mi v˘sledky. ProtoÏe v‰ak bûÏná praxe preferuje vsypávání vláken do domíchávaãe pfied jeho zalitím betonovou smûsí, byl ovûfien i tento zpÛsob. Vmíchávání probíhalo bezproblémovû a prakticky u v‰ech realizací prÛmyslov˘ch podlah, které následovaly byl tento

660 MPa 0,92 g/cm3 Vynikající 55 mm 0,68 mm 54 000 ks 80

Tab. 1 Technické parametry vláken BeneSteel 80/55 Tab. 1 BeneSteel 80/55 technical data

zpÛsob pouÏit. Realizace prÛmyslov˘ch podlah potvrdily bezproblémové ukládání smûsi, velmi snadné ãerpání i na velké vzdálenosti a hutnûní vibraãními latûmi. Na povrchu ovûfiovacích podlah byly pouÏity v‰echny obvyklé metody – hlazení rotaãními hladiãkami, povrchové vsypy i pryskyfiiãné stûrky s velmi dobr˘mi v˘sledky. OVù¤ENÍ ÚâINNOSTI VLÁKEN BENESTEEL V únoru 2003 byl ukonãen projekt, jehoÏ cílem bylo ovûfiit parametry vláknobetonu s BeneSteel a vhodnost jeho pouÏití do prÛmyslov˘ch podlah. Obr. 2 Lití a vibrování vláknobetonu na plochy pro otáãení kamionÛ Fig. 2 Pouring and vibrating of fibre reinforced concrete truck parking area

Obr. 1 V˘ztuÏná vlákna BeneSteel 80/55 Fig. 1 Fibre reinforcement BeneSteel 80/55

14

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES dávkou vláken. Charakter pracovních diagramÛ vláknobetonu s BeneSteel potvrzuje, Ïe po pfiekonání napûtí na mezi pevnosti v tahu za ohybu dochází k aktivaci vláken a prÛfiez je schopen pfiená‰et znaãné reziduální napûtí. Porovnání hodnot ekvivalentní pevnosti pfii limitním prÛhybu 1/150 rozpûtí trámce ukazuje, Ïe vláknobeton s dávkou 2,3 kg/m3 vláken BeneSteel dosahuje hodnoty uvedené pro ocelové drátky se ‰tíhlostním pomûrem λ = 45 a délce 50 mm v dávce 20 kg/m3. Uvedené v˘sledky opravÀují ke konstatování, Ïe ovûfiovaná vlákna jsou schopna úãinnû zaji‰Èovat reziduální únosnost vláknobetonového prvku. Pfiipustíme-li ve vláknobetonovém prvku vznik trhlin, lze, stejnû jako je tomu u vláknobetonu s ocelov˘mi vlákny, vyuÏít pfii návrhu reziduálních pevností vláknobetonu po vzniku trhlin. V tomto pfiípadû je vhodné postupovat zpÛsobem uveden˘m v [2]. POZNÁMKY

K N ÁV R H U

VLÁKNOBETONOV¯CH PODLAHOV¯CH DESEK

Pevnostní zkou‰ky vláknobetonu Zkou‰ky pevnosti v tlaku na krychlích byly provedeny ve zku‰ební laboratofii Betotech, s. r. o., v Ostravû. Potvrdily, Ïe pro dávku vláken BeneSteel 2,3 kg/m3 dochází ke zv˘‰ení pevnosti v tlaku o cca 10 %. Zv˘‰ení pevnosti v tlaku bylo v men‰í mífie zachováno i u dávkování 4,6 kg/m3. Pfii nejvy‰‰í ovûfiované dávce 6,9 kg/m3 do‰lo k poklesu pevnosti v tlaku, coÏ potvrdilo pfiedpoklad, Ïe pfii této úrovni dávkování je nutná úprava receptury smûsi, pfiedev‰ím v granulometrii plniva a mnoÏství a typu plastifikátoru. Hlavní pfiínos vláken BeneSteel byl oãekáván ve zmûnû charakteru chování zku‰ebního trámce po vzniku ohybové trhliny. Zkou‰ky v tahu za ohybu trámcÛ ãtyfibodov˘m zatûÏováním za reÏimu konstantního nárÛstu prÛhybu trámcÛ byly provedeny v akreditované zku‰ební laboratofii Fakulty stavební âVUT v Praze. Soubor po ‰esti kusech trámcÛ vláknobetonu velkého rozmûru a získané v˘sledky zkou‰ek proveden˘ch s velkou erudicí pfiedstavují v˘znamn˘ pfiíspûvek k prohloubení znalosti o vláknobetonu u nás. V˘sledky mûfiení jsou podrobnûji uvedeny v [1]. Prokazují, Ïe vlákna BeneSteel zaji‰Èují schopnost vláknobetonu pfiená‰et reziduální napûtí zvy‰ující se se stoupající B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

V naprosté vût‰inû pfiípadÛ jak realizátor podlahy, tak pfiedev‰ím investor pfiehlíÏí, Ïe tzv. v˘poãet desky, kter˘ získal od dodavatele ocelov˘ch vláken pfiedpokládá vznik trhlin v povrchu desky. Tvrzení, Ïe trhliny vznikají pouze ve spodním povrchu desky není pravdivé. Îe trhliny vyvolané tahov˘m napûtím vznikají i u horního povrchu, ukazuje prÛbûh napûtí v desce na zemním podloÏí zatíÏené svisl˘mi dynamick˘mi úãinky vysokozdviÏného vozíku podle âSN 73 0035 vypoãten˘ metodou koneãn˘ch prvkÛ (obr. 4). Trhliny v povrchu desky naru‰ují nejen estetickou hodnotu podlahy, ale pfiede-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Diagramy vláknobetonu s BeneStee 800/55 40

2,3 kg 4,6 kg

30 Síla [kN]

Zku‰ební tûlesa byla vyrobena v akreditované zku‰ební laboratofii Betotech, s. r. o., v Ostravû. Pro zkou‰ky byla zvolena betonová smûs vyrobená podle bûÏné receptury B25 S3 dodávaná pro prÛmyslové podlahy. Vlákna byla do smûsi pfiidávána ve tfiech úrovních dávkování a to 2,3 kg/m3 (0,25 % obj.), 4,6 kg/m3 (0,5 % obj.) a 6,9 kg/m3 (0,75 % obj.). Receptura úmyslnû nebyla pro zvy‰ující se dávku vláken upravována. Nejniωí dávka vláken 2,3 kg/m3 vyhovuje v˘‰e uveden˘m poÏadavkÛm na vláknitou v˘ztuÏ pro prÛmyslové podlahy. Smûsi byly vyrobeny v provozní míchaãce o objemu 1,5 m3 a po jejich pfiepravû do laboratofie byly stanoveny hodnoty zpracovatelnosti sednutím kuÏele (Abrams), obsahu technologického vzduchu a rovnomûrnosti vyztuÏení vlákny vym˘vací zkou‰kou. Ze smûsi byly vyrobeny tfii kusy zku‰ebních krychlí o hranû 150 mm z kaÏdé receptury s vlákny a kontrolní zámûsi bez vláken. Dále byly vyrobeny trámce o rozmûru 150 x 150 x 700 mm, po ‰esti kusech ze smûsí s vlákny a tfiech kusech z kontrolní zámûsi bez vláken.

6,9 kg

20 10 0 0

1

2

3

4

5

PrÛhyb trámce [mm]

Obr. 3 Pracovní diagram vláknobetonu s vlákny BeneSteel 80/55 Fig. 3 Force-deflection diagram of BeneSteel 80/55 fibre reinforced concrete

v‰ím její uÏivatelské parametry. Vznikem trhlin dojde ve vymezené oblasti desky k poklesu její tuhosti, redistribuci napûtí a nárÛstu prÛhybÛ desky. UváÏíme-li velkou variabilitu zatûÏovacích stavÛ a pfiedev‰ím obvyklé namáhání desky pojezdem zatíÏen˘ch vysokozdviÏn˘ch vozíkÛ, ukazuje se pfii simulaci vzniku zplastizovan˘ch oblastí desky (oblastí s trhlinami) vypoãten˘ch MKP, Ïe se tyto oblasti propojují a zvût‰ují. Deska je protkána sítí trhlin, tuhost desky klesá a dochází k jejím nerovnomûrn˘m poklesÛm a pfiípadnému naru‰ení stability regálÛ. Proto také napfi. lit [3] doporuãuje provádût návrh prÛmyslov˘ch podlah jako desek na zemním podloÏí podle druhé skupiny mezních stavÛ a pfii provozních zatíÏeních podle âSN 73 0035 nepfiipustit vznik trhlin.

6/2003

Obr. 4 Tahová napûtí v horním povrchu desky na zemním podloÏí Fig. 4 Tensile strength at the upper surface of the board

15

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

16

Beton s vlákny BeneSteel má vlastnosti umoÏÀující pouÏít jej na rozdíl od prostého betonu v oh˘ban˘ch konstrukcích typu prÛmyslov˘ch podlah. Návrh podlahové desky na zemním podloÏí z vláknobetonu BeneSteel umoÏÀuje vyuÏít tahovou pevnost vláknobetonu. Jedná se o tzv. prost˘ vláknobeton [2], kter˘ je kvalitativnû jin˘m materiálem neÏ prost˘ beton. V˘sledky

ovûfiovacího projektu navíc prokázaly, Ïe pfii základní dávce vláken BeneSteel, tj. 2,3 kg/m3 a bûÏném neupraveném sloÏení betonové smûsi dochází k nárÛstu jak tlakové, tak tahové pevnosti oproti prostému betonu. Napûtí podlahové desky na jejím povrchu lze urãit pomocí v˘poãetních programÛ na bázi metody koneãn˘ch prvkÛ pfii

Literatura: [1] Bene‰ T., Vafieka B.: Vláknitá v˘ztuÏ pro prÛmyslové podlahy, Sb. konfer. Betonáfiské dny 2003, âBS, Pardubice, prosinec 2003 [2] Smûrnice pro navrhování drátkobeto-

nov˘ch konstrukcí, Krátk˘ J., Trtík K., Vodiãka J.: Drátkobetonové konstrukce, âKAIT, âBZ Praha 1999 [3] Bradáã J., Procházka J., Krátk˘ J: PrÛmyslové betonové podlahy, Stavební roãenka 1999, âSSI âKAT 1998

Dokonãení ãlánku ze strany 13

dopad tûchto vysokohodnotn˘ch dlouhodobû stálej‰ích betonÛ.

tmele a tím jeho velmi dobrou adhezi ke kamenivu a v˘ztuÏi. DosaÏené dvacetiosmi- resp. devadesátidenní pevnosti v tlaku u HPC pfiesahovaly 140 MPa. Pro v˘stavbu ocelobetonov˘ch konstrukcí byly jako v˘plÀ ocelov˘ch trubek a profilÛ HEA úspû‰nû pouÏity HPC bez vláken o pevnostech 110 aÏ 130 MPa. Je tfieba zdÛraznit socioekonomick˘ a ekologick˘

MOÎNOSTI DAL·ÍHO V ¯ VOJ E Nûkteré vybrané druhy HPC bude vhodné upravit dal‰í pfiímûsí nebo chemickou pfiísadou modifikující nûkteré poÏadované vlastnosti (konzistenci, ohnivzdornost, kyselinovzdornost aj.) pro konkrétní podmínky uloÏení. Je tfieba sledovat kompatibilnost jednotliv˘ch sloÏek smûsi a jejich vliv na smr‰tûní a tvorbu mikrotrhlinek

Literatura: [1] Aitcin, P.-C. : High-Performance Concrete. E & FN SPON, London, 1998 [2] Brand‰tetr J., LukበJ., Krátk˘ J., Hanáková Z.: Mikrokamenivo jako sloÏka betonÛ vysok˘ch uÏitn˘ch vlastností, Silika, 13 (2003), ã. 1–2, s. 40–45 [3] Aitcin P.-C.: Betony zítfika – zboÏí bûÏné spotfieby nebo speciální produkt ? Silikáty 12, ã. 5–6, s. 174–176 [4] Krátk˘ J., Brand‰tetr J., LukበJ.: Kompozity ultravysok˘ch pevností s vláknovou v˘ztuÏí, Sb. konfer. Nové stavební hmoty a v˘robky, s. 37–40, VÚSTAH Brno, 2002 [5] Richard P., Cheyrezy M.H.: Reactive powder concretes with high ductility and 200 – 800 MPa compressive strengths, ACI Spec. Publ. 144, s. 507–518, Detroit 1994 [6] Brand‰tetr J.: Betony extrémnû vysok˘ch pevností na bázi jemnozrnn˘ch reaktivních sloÏek, Minerální suroviny, 1999, ã. 1, s. 24–31

[7] Spiratos N., Jolicoeur C.: Trends in Concrete Chemical Admixtures for the 21st Century, Proc. of the Sixth CANMET-ACI Intern. Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete (Malhotra V.M., Ed.), s. 1–16, ACI spec. Publ. 195. Washington 2000 [8] Ho‰ek J., Koláfi K.: Samozhutniteln˘ beton, Beton a zdivo, 2000, ã. 2, s. 18–23 [9] Mazurová M., Marková A., Vítek J.L.: První velkoobjemová aplikace samozhutnitelného betonu v âeské republice, Beton a zdivo 2000, ã. 3, s. 2–4 [10] Melcher J., Karmazínová M.: ZatûÏovací zkou‰ky tlaãen˘ch ocelobetonov˘ch sloupÛ vyplnûn˘ch betonem vysoké pevnosti, Závûreãná zpráva, VUT Brno, 2002 [11] Parsley M. A., Yura J. A., Jirsa J. O.: Push-Out Behavior of Rectangular Concrete-Filled Steel Tubes, Composite and Hybrid Systems, s. 87–108, ACI Spec. Publ. SP-196, Farmington Hills, 2000

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

pruÏném v˘poãtu. Pfii bezpeãném a hospodárném návrhu desky jsou ve v˘poãtu uvaÏovány hodnoty pro prost˘ beton podle âSN 73 1201 a souãinitele pÛsobení vláknobetonu v souladu s [2]. Pro stavební praxi je v˘znamné rovnûÏ to, Ïe návrh je proveden podle platn˘ch norem a Smûrnice pro navrhování drátkobetonov˘ch konstrukcí. Ing. Teodor Bene‰, CSc. Sklocement Bene‰, s. r. o. Korunní 22, Ostrava tel.: 596 620 750, fax: 596 620 757 e-mail: [email protected] www.sklocement.cz

v kompozitu. Je studována moÏnost náhrady relativnû nákladn˘ch kfiemiãit˘ch úletÛ mikromlet˘m popílkem resp. metakaolinem. Pro nûkteré úãely bude v˘hodné pfiipravovat pytlované pojivové smûsi s cílem vylouãit moÏnou chybu personálu pfii pfiípravû vícesloÏkov˘ch betonÛ. SloÏení HPC pro konkrétní úãely bude moÏno optimalizovat detailnûj‰ím studiem kinetiky reakcí jednotliv˘ch sloÏek pfiíslu‰ného betonu.

Ing. Josef Lukበe-mail: [email protected], tel.: 596 127 003 Prof. Ing. Jifií Brand‰tetr, DrSc. e-mail: [email protected], tel.: 541 149 365 Ing. Josef Krátk˘ e-mail: [email protected], tel.: 541 141 111 v‰ichni: Chemická fakulta VUT v Brnû Katedra chemie materiálÛ PurkyÀova 118, Brno-Královo pole Prof. Ing. Jindfiich Melcher, DrSc. e-mail: [email protected], tel.: 549 245 212 Ing. Marcela Karmazínová, CSc. e-mail: [email protected], tel.: 541 147 310 Ing. TomበVymazal, PhD. e-mail : [email protected], tel.: 541 147 818 v‰ichni: Stavební fakulta VUT v Brnû Ústav kovov˘ch a dfievûn˘ch konstrukcí Vevefií 95, 662 37 Brno

• KONSTR

Ing. Vlastimil Bílek, PhD. e-mail: [email protected], tel.: 545 214 581 ÎPSV Uhersk˘ Ostroh

U KC E

• SANAC

E

6/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

DR. ING. EMIL REICH, 1983–1977 Rok 1952, studentská exkurze do severních âech. V autobuse docela vzadu sedí pan profesor Franti‰ek Faltus a star‰í, zavalit˘ pán, bodrého vzhledu. Vyprávûjí sobû a svému vdûãnému okolí rÛzné znaãnû nepfiístojné (nikoliv v‰ak protistátní) anekdoty. O dvû fiady pfied nimi hrajeme s kamarády bridÏ. Posloucháme anekdoty a netu‰íme, Ïe ten bodr˘ pán je nejslavnûj‰í ãesk˘ stavební podnikatel meziváleãného období, pan Dr. Ing. Emil Reich. Poslouchá a v‰e pozoruje také soudruÏka vedoucí exkurze. Za dva tfii dny se na partajním v˘boru projednává nepfiístojnost jednak onûch anekdot, jednak kapitalistické hry bridÏe. Jeden z na‰í bridÏové party byl náhodou inteligentní bol‰evik, a tak se oba body rychle zahrály do autu… Netu‰il jsem, Ïe osobnost Dr. Reicha mne bude provázet vlastnû cel˘ Ïivot. Byl v mnohém smûru jak˘msi m˘m uãitelem – jeho prostfiednictvím jsem se dozvûdûl mnoho o Ïelezobetonu, stavebním podnikání a také o jin˘ch uÏiteãn˘ch Ïivotních vûcech. Na jeden jeho v˘rok si ãasto vzpomenu: „Ví‰, já jsem to mûl u lidí vÏdycky dobr˘, já dával o korunu di‰kerece víc neÏ ty ostatní…“ Emil Reich se narodil 13. listopadu 1883 v Budyni nad Ohfií v nezámoÏné Ïidovské fiemeslnické rodinû. Jako kluk hovofiil spí‰ nûmecky neÏ ãesky, vystudoval reálku v Litomûfiicích, tehdy samozfiejmû nûmeckou – bylo to blízko Budynû, a v roce 1906 absolvoval stavební inÏen˘rství na nûmecké technice v Praze. JenomÏe to byl zcela zaryt˘ âech, jeho cel˘ Ïivot se nesl ãesk˘m a moravsk˘m prostfiedím. Zemfiel v Praze v roce 1977 – takÏe za sv˘ch 94 let nashromáÏdil obrovské mnoÏství zku‰eností v‰eho druhu. Byl to muÏ otevfien˘, mûl rád mladé lidi a mûl pfiirozenou schopnost, jak svoji zku‰enost zcela nenásilnû a nepozorovanû pfiedat inÏen˘rsk˘m elévÛm. Mohl bych napsat nûkolik stránek sv˘ch osobních vzpomínek, a inÏen˘rsko-Ïivotní memoáry Dr. Reicha by vydaly na ob‰írnou knihu. Omezíme se v‰ak jen na klíãové body jeho Ïivota. V roce 1911, tedy ve sv˘ch necel˘ch 28 letech, obhájil doktorát na nûmecké technice na základû tfií prací oti‰tûn˘ch v letech 1907 aÏ 1908, z nichÏ vynikala zejména práce o Vierendeelovû nosníku (mladá generace dnes uÏ ãasto ani neví, co to je). Jeho fie‰ení, jeÏ ocenil pfiedev‰ím autor my‰lenky, prof. Vierendeel v Belgii, bylo úspû‰né. Emil Reich je zvefiejnil jako samostatnou broÏuru, a aã to zní neuvûfiitelnû, zachránil si tím Ïivot... Pfii doktorském rigorosu ho zkou‰el prof. Melan, autor metod pro v˘poãet rámov˘ch konstrukcí, a prof. Kowalewski, proslul˘ matematik. Emil Reich nastoupil v roce 1907 nejprve u brnûnské betonáfiské firmy B. Fischmann a spol., pro niÏ pracoval v âechách a na Moravû a pozdûji v letech 1909 aÏ 1913 ve Slovinsku na mnoha inÏen˘rsk˘ch stavbách. Ta doba pro nûj byla zdrojem základního inÏen˘rského poznání (ve Slovinsku se stal navíc i znalcem vína), poznal, Ïe kouzlo na‰eho fiemesla není ve statick˘ch v˘poãtech, ale ve stavûní, organizaci a podnikání. Jeho inÏen˘rsk˘ talent neskonãil u suché teorie. Mûl v sobû náboj, kter˘ ho hnal kupfieB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

OâÍ

V¯R

du, nebál se nebezpeãí, i kdyÏ postupoval vÏdy ostraÏitû – ne vÏdy s úspûchem. V roce 1912 nastoupil jako fieditel praÏské filiálky âeskomoravské stavební spol. s r. o., kterou záhy pfiemûnil na akciovou spoleãnost a ãasem se stal jejím majoritním akcionáfiem. Byla to jedna z nejv˘znamnûj‰ích firem v âeskoslovensku, po válce byla znárodnûna pod názvem Zemstav a brzo na to se z ní stal Armabeton. Reich byl ale pfiedev‰ím inÏen˘rem, a tak se ho znárodnûní psychicky nijak v˘znamnû nedotklo, ve svém fiemesle pokraãoval. A z té doby je moje druhá vzpomínka – pracoval jsem koncem studia v Kovoprojektû v oddûlení statiky. Pravidelnû jednou za dva t˘dny do na‰ich kanceláfií pfii‰el Dr. Reich a kontroloval na‰i práci. Zastupoval realizátora projektové dokumentace, kterou jsme vytvofiili. Pro‰el kanceláfií, ‰el od isisky k isisce, podíval se na armováky a ‰alováky, mrknul do na‰ich staÈákÛ a hned na místû v‰e komentoval. Tohle Ïelezo tam nedostane‰, tyhle prostupy nemበpofiádnû olemované... Nemበtu mít tangens…? Îádné mentorování – jen pfiátelské inÏen˘rské rady star‰ího kolegy. Na jeho vizity jsme se tû‰ili, byl to záÏitek, nûco jsme se vÏdy dozvûdûli. Vãetnû nûjak˘ch vtipÛ. Myslím, Ïe jsme tenkrát ani v˘znam jeho poãínání nedovedli ocenit; teprve pozdûji jsme pozvolna pfii‰li na to, Ïe ne v‰ichni ‰éfové jsou Reichové … Pozoruhodn˘ byl vztah Dr. Reicha ke stavebním strojÛm. Hned na poãátku dvacát˘ch let mu „bylo jasno, Ïe pokrok ve stavebnictví se docílí pomocí strojnického parku“. Jezdil po v˘stavách a veletrzích, nakupoval stroje. Jakmile se dozvûdûl o novém jefiábu, vyslal nûkterého svého inÏen˘ra, aby se podíval, jak to funguje, a pokud se to zdálo b˘t dobré, dal stroj zakoupit. A jestliÏe se skuteãnû osvûdãil, objednaly se dal‰í. V˘ãet staveb, které Dr. Reich postavil, by zabral nûkolik stran. Byly to objekty pozemního a inÏen˘rského stavitelství v‰eho druhu. Od obytn˘ch domÛ po pfiehrady. Za zmínku stojí stavby koÏeluÏen, kde firma získala na poãátku své ãinnosti základní image pfiedev‰ím tím, Ïe dodávala konstrukce vãetnû „knowhow“. Dokonce i do ·védska. PouÏíval a vytvofiil mnoho zajímav˘ch betonáfisk˘ch technik, které se dnes po desítkách let náhle nabízejí jako novinky (nikoliv jako plagiáty) – napfiíklad betonové vodotûsné konstrukce pro sklepy, nevyÏadující dal‰í izolace. S profesorem Bechynû realizoval první hfiibov˘ strop v âeskoslovensku v roce 1926. Podnikatel Reich byl velice úspû‰n˘, jeho akciová spoleãnost prosperovala, ale jednou se dostal do nesnází. Pro stavbu vranovské pfiehrady na Dyji byla vypsána soutûÏ, které se âeskomoravská stavební zúãastnila. Zpracování nabídky bylo nákladné, jen projekt zafiízení staveni‰tû stál 1 mil. pfiedváleãn˘ch Kã. Do cesty se pfiipletl muÏ, kter˘ nabídl zprostfiedkování za komisionáfiskou provizi 2 %. Firma netu‰ila, Ïe ta 2 % (a ne jenom tato) ‰la z vût‰í ãásti do kapes jistého ministerského funkcionáfie; byla

• SANAC

Pokraãování na stranû 20 E

6/2003

17

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

BETONY

PRO KONSTRUKCE STÍNùNÍ ZDROJÒ IONIZUJÍCÍHO ZÁ¤ENÍ CONCRETES FOR SHIELDING STRUCTURES AGAINST IONIZING RADIATION

L E O N A R D H O B S T, LUBOM ÍR VÍTEK Beton je v˘born˘m materiálem pro ochranu pfied úãinky ionizujícího záfiení. Vlastnosti betonu lze vhodnû modifikovat podle v˘bûru pouÏitého kameniva jak proti záfiení gama, tak proti neutronovému záfiení. Concrete is an excellent material for shielding against ionizing radiation. The properties of concrete against gamma and neutron radiation can be modified according to aggregate used. Konstrukce zabezpeãující odstínûní zdrojÛ ionizujícího záfiení (stínící konstrukce) se budují z homogenních materiálÛ, o jejichÏ volbû rozhoduje úãel, pro kter˘ je zdroj záfiení instalován, dále energie záfiení zvoleného zdroje a pfiedev‰ím také lokalizace pracovi‰tû, v nûmÏ je záfiiã instalován, ve vztahu k vnûj‰ímu prostfiedí, zejména k prostorÛm urãen˘m pro pobyt a komunikaci osob. Obecnû od poãátku navrhování objektÛ pracovi‰È se zdroji ionizujícího záfiení se uplatÀuje zku‰enost, Ïe i obyãejn˘ beton pouÏit˘ jako stavivo stûn místnosti, v níÏ je záfiiã umístûn, plní v dostateãné mífie stínící funkce. Pouze u pracovi‰È se zdrojem záfiení o velkém dávkovém pfiíkonu nebo velkou energii, se pouÏívá pro stavbu tûÏk˘ beton. Ochranu stávajících konstrukcí proti úãinkÛm záfiení lze dodateãnû zesílit speciálními stínícími omítkami, vhodn˘mi pro zachycování záfiení pfiedev‰ím nízk˘ch energií. Pfii zfiizování betonov˘ch stínících konstrukcí je prioritním poÏadavkem zaruãit dosaÏení nejvût‰í moÏné objemové hmotnosti pouÏitého staviva a to pokud moÏno i bez pouÏití speciálního kameniva se zv˘‰enou objemovou hmotností (baryt, Ïelezné rudy), popfi. litinové drti.

Mimofiádná pozornost se musí vûnovat tomu, aby byla vylouãena moÏnost vzniku dutin, nehomogenních shlukÛ, neÏádoucí pórovitosti a jin˘ch závad. V‰echny tyto závady v konstrukci stûn a stropÛ pracovi‰È se zdroji záfiení by pfiedstavovaly v˘razné znehodnocení ochrany vnûj‰ího prostfiedí proti úãinkÛm ionizujícího záfiení. Jejich dodateãné odstraÀování je mimofiádnû obtíÏné, a proto je nutné prÛbûÏnû a nekompromisnû kontrolovat dodrÏování pfiedepsaného sloÏení betonové smûsi a dohlíÏet na dodrÏování nutn˘ch technologick˘ch postupÛ, zejména pfii ukládání a hutnûní betonové smûsi. S T Í N ù N Í Z O BY â E J N É H O B E T O N U Optimálního v˘sledku lze dosáhnout, je-li stínící konstrukce záfiiãe projektována v dostateãném ãasovém pfiedstihu pfied zahájením stavby a je-li zavãasu urãen dodavatel betonové smûsi pro stínící konstrukce. V tomto pfiípadû je moÏné pfiedem vyhodnotit stínící parametry vyrábûného betonu, stanovit smûrodatnou odchylku objemové hmotnosti a navrhnout optimální rozmûry stínící konstrukce z obyãejného betonu. Není-li moÏno prÛmûrnou objemovou hmotnost betonu z místních zdrojÛ kameniva stanovit pfiedem, lze ji pro úãely v˘poãtu odhadnout. V tomto pfiípadû v‰ak pfii volbû vstupních parametrÛ ãasto dochází k nepfiesnostem, které mohou do znaãné míry ovlivnit kvalitu stínících kon-

strukcí, resp. zv˘‰it investiãní náklady stavby, aby byly nutné poÏadavky na zabezpeãení radiaãní ochrany dodrÏeny. Smûrodatná odchylka objemové hmotnosti betonové smûsi je závislá na více ãinitelích, nejvíce na stejnorodosti kameniva pouÏitého pfii v˘robû betonové smûsi a na technickém vybavení betonárny, která musí garantovat maximální homogenitu betonové smûsi. Z porovnání celé fiady betonáren vychází hodnota smûrodatné odchylky betonov˘ch smûsí s = 20 aÏ 25 kg/m3. Zaruãená objemová hmotnost je proto u standardních betonÛ uvaÏována prÛmûrnou objemovou hmotností sníÏenou o 30 aÏ 40 kg/m3. Pfii prÛmûrné objemové hmotnosti zatvrdlého betonu ρ0 = 2300 kg/m3 je do v˘poãtu dosazována zaruãená hodnota objemové hmotnosti betonu ρg = 2260 aÏ 2270 kg/m3. Pfii urãování objemové hmotnosti ãerstvé betonové smûsi je v‰ak nutno odeãíst je‰tû cca 40 kg/m3 hmoty vody, která není vyuÏita pro hydrataãní proces a z betonu se odpafií. STÍNÍCÍ

KONSTRUKCE Z TùÎKÉHO

BETONU

Nelze vylouãit, Ïe v nûkter˘ch pfiípadech bude vhodnûj‰í volit pro stavbu stínících konstrukcí, anebo alespoÀ jejich vybran˘ch ãástí, betonovou smûs s roz‰ífienou objemovou hmotností, vykazující vût‰í ochrannou úãinnost proti záfiení. Jedná se

Obr. 1 Schéma stínící konstrukce lineárního urychlovaãe s vyznaãením míst pouÏití obyãejného a tûÏkého betonu Fig. 1 The diagram of the shielding enclosure for the linear accelerator with the marking of ordinary and heavy concrete spots

18

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES pfiedev‰ím o ty ãásti konstrukce, na které bûhem provozu dopadá primární svazek záfiení (obr. 1). Tyto ãásti konstrukce by pfii zachování stejného stupnû bezpeãnosti byly ve vztahu k ostatním ãástem konstrukce nepfiimûfienû rozmûrné. Zvlá‰È úãelné v‰ak je tûÏké betony navrhovat pfii rekonstrukãních pracích, zejména pfii realizaci vestaveb, u kter˘ch je moÏnost volby tlou‰Èky stûny limitována stávajícím dispoziãním fie‰ením. Podstatou tûÏkého betonu je, Ïe jako sloÏka pro jeho v˘robu se pouÏívá kamenivo o vysoké specifické hmotnosti. Nejãastûji to b˘vá drcen˘ baryt, mohou to v‰ak i b˘t i rÛzné Ïelezné rudy nebo doplÀkovû litinová drÈ, popfi. sekané kousky Ïeleza (obr. 2). Objemová hmotnost tûÏkého betonu závisí na mnoÏství tûÏk˘ch látek v kamenivu a musí b˘t pro kaÏdé nalezi‰tû peãlivû stanovena zvlá‰È. DRUHY TùÎK¯CH BETONÒ Druh a sloÏení tûÏk˘ch betonÛ se volí v závislosti na poÏadované objemové hmotnosti a podle zdrojÛ tûÏkého kameniva, které jsou pro stavbu stínící konstrukce nejblíÏe k dispozici. Podle druhu pouÏitého tûÏkého kameniva rozeznáváme: Barytov˘ beton Jako kamenivo se pouÏívá barytu (tûÏivec) BaSO4, kter˘ je v kamenivu obsaÏen v rÛzné koncentraci. Koncentrace BaSO4 u kvalitního barytu dosahuje 75 %.. V souãasné dobû jsou nalezi‰tû bohatá na koncentrovan˘ BaSO4 ve stfiední Evropû pomûrnû vyãerpána. Baryt tfiídûn˘ podle poÏadavkÛ odbûratele tûÏí v RudÀanech u Spi‰ské Nové Vsi (Slovenská republika). Beton zhotoven˘ z barytu s velkou koncentrací BaSO4 mÛÏe mít prÛmûrnou objemovou hmotnost ρ aÏ 3500 kg/m3. Samotn˘ barytov˘ beton je vhodn˘ pro stínûní rentgenov˘ch pracovi‰È s rentgeny do energie 500 kV, pro vy‰‰í energie záfiení se smûs barytového betonu doplÀuje litinovou drtí pro zv˘‰ení objemové hmotnosti. Limonitov˘ beton Limonit, hnûdel – má nahnûdlou barvu, je smûs oxidÛ a hydroxidÛ Ïelezit˘ch (Fe2O3 .n H2O). Jednou z jeho hlavních sloÏek je goethit. Limonit je koneãn˘m produktem zvûtrávání Ïelezn˘ch rud. Obsah Ïeleza kolísá od 35 do 40 hmotnostních %. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Beton zhotoven˘ z limonitu dosahuje objemové hmotnosti 3000 kg/m3. Nalezi‰tû limonitu jsou ve Slovenském rudohofií a v Lotrinsku na Kerãském poloostrovû a ve ·panûlsku. Hematitov˘ beton Hematit (krevel) je oxid Ïelezit˘ (Fe2O3), cihlovû ãervené barvy. Je to vydatná Ïelezná ruda, obsahující aÏ 70 hmotnostních % Ïeleza. Beton zhotoven˘ z hematitu dosahuje objemové hmotnosti aÏ 3500 kg/m3. Nalezi‰tû hematitu u nás jsou Horní Blatná a Hradi‰tû u Kadanû, Mí‰ek pod Brdy a Ejpovice. Ve svûtû jsou rozsáhlá nalezi‰tû v Brazílii, Krivém Rogu na Ukrajinû a v USA. Magnetitov˘ beton Magnetit (magnetovec) je oxid ÏeleznatoÏelezit˘ (Fe3O4), je ãerné barvy. Je to nejbohat‰í Ïelezná ruda (obsahuje aÏ 72 % Ïeleza). Jeho hustota je aÏ 5200 kg/m3. Beton zhotoven˘ z magnetitu dosahuje objemové hmotnosti 3400 aÏ 4000 kg/m3. Nalezi‰tû magnetitu u nás jsou ve Vlastûjovicích nad Sázavou, v Male‰ovû u Kutné Hory a v Pfiíseãnici v Kru‰n˘ch horách. Ve svûtû jsou v˘znamná nalezi‰tû Itabira v Brazílii, Dielette ve Francii a Kirunowara ve ·védsku. Ilmenitov˘ beton Ilmenit je oxid Ïeleznotitaniãit˘ (FeO.TiO2) – titanová ruda, vytváfií ãerné tabulky. Je o 12 aÏ 15 % lehãí neÏli jiné Ïelezné rudy. Beton zhotoven˘ z ilmenitu dosahuje objemovou hmotnost 3500 kg/m3. K v˘znamn˘m nalezi‰tím patfií Egersund v Norsku a Miass na Urale. Ferofosforov˘ beton Ferofosfor (smûs FeP, Fe2P), vzniká jako vedlej‰í produkt pfii v˘robû fosforu. Vzhledem ke své vysoké objemové hmotnosti lze dosáhnout objemové hmotnosti betonu aÏ 4800 kg/m3. Îelezo-portlandsk˘ velmi tûÏk˘ beton Kamenivo tohoto betonu je nahrazeno litinovou drtí nebo sekan˘m Ïelezem. Sekané Ïelezo mÛÏe b˘t i vedlej‰ím produktem pfii v˘robû ‰roubÛ, fitinkÛ a jin˘ch v˘robkÛ ze Ïeleza. Tento beton se v‰ak vyrábí velmi tûÏko a tûÏko se zpracovává. Îelezo-portlandské betony dosahují objemové hmotnosti aÏ 6000 kg/m3.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 2 BetonáÏ primárního stínûní lineárního urychlovaãe barytomagnetitov˘m betonem o objemové hmotnosti ρ = 2950 kg/m3 Fig. 2 Concreting of the linear accelerator primary shielding with baryte-magnetite concrete with a density of ρ = 2 950 kg/m3

Uranov˘ beton Ochuzen˘ uran (DU – depleted uranium) se nachází ve velkém mnoÏství jako odpadní materiál ve státech, které se zab˘vají v˘robou obohaceného paliva pro jaderné elektrárny. Jednou z moÏností jeho vyuÏití je pouÏít vhodnû upraveného oxidu uranu jako kameniva do betonu. Toto kamenivo se vyrábí v USA pod názvem DUAGG a má objemovou hmotnost 8800 kg/m3. Z nûj vyroben˘ beton má název DUCRETE a dosahuje objemové hmotnosti 6400 kg/m3. Tento beton je v USA urãen pro v˘robu kontejnerÛ pro uskladnûní vyhofielého paliva a vysoce radioaktivních odpadÛ v úloÏi‰tích. STÍNùNÍ

NEUTRONOV¯CH

A KOM B I NOVAN¯C H ZDROJ Ò ZÁ¤ENÍ

Kromû zdrojÛ záfiení gama se stále ãastûji jak v prÛmyslu, tak ve zdravotnictví vyskytují poÏadavky na stínûní buì jen neutronového záfiení (napfi. vyuÏívání kalifornia Cf 252 v brachyoterapii) anebo na kombinaci neutronového záfiení a záfiení gama. Vyhovující stínící materiál proto musí obsahovat jak prvky s nízk˘m atomov˘m ãíslem Z pro odstínûní neutronového záfiení, tak prvky s vysok˘m Z pro odstínûní primárního záfiení gama ze zdroje a sekundárního záfiení a ze záchy-

6/2003

19

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES tu neutronÛ. Proti tomuto kombinovanému záfiení se jeví jako vhodn˘ stínící materiál modifikovan˘ beton, specifického sloÏení. Nejznámûj‰í betony pro odstínûní neutronového záfiení jsou betony serpentinitové a boritové.

úãinky proti neutronovému záfiení jsou v‰ak podstatnû lep‰í neÏ u klasického betonu. Proti kombinovan˘m zdrojÛm záfiení lze serpentinitov˘ beton upravit pfiidáním tûÏk˘ch frakcí kameniva nebo litinovou drtí.

Serpentinitov˘ beton Serpentinitové horniny obsahují azbest (3MgO.2SiO2.2H2O), kter˘ je schopen dlouhodobû uchovávat svoji krystalizaãní vodu aÏ do teploty 450 oC. Jako kamenivo lze v‰ak pouÏít pouze takov˘ serpentinit, kter˘ tvofií krátká vlákna. Kvalitní azbest s dlouh˘mi vlákny nelze pro úãely stínûní pouÏívat, protoÏe neumoÏÀuje kvalitní zpracování betonu. Serpentinitové kamenivo se pouÏívá v pfiípadech, kdy se pfiedpokládá vnitfiní teplota betonu vy‰‰í neÏ 95 oC, coÏ se vyskytuje pfiedev‰ím u jadern˘ch reaktorÛ. V˘hodnost aplikace serpentinitového betonu pro stínûní pfied neutronov˘m záfiením je dána tûmito charakteristikami: • velk˘m obsahem vázané vody • odolností proti vysok˘m teplotám Objemová hmotnost serpentinového betonu je 2100 kg/m3, tedy men‰í neÏ u klasického betonu, a proto i jeho stínící úãinky proti záfiení gama jsou niωí. Stínící

Boritov˘ beton Beton z tûÏkého kameniva a kameniva s obsahem vodíku zeslabuje záfiení gama a rychlé neutrony. Je v‰ak nutno je‰tû dosáhnout záchytu tepeln˘ch neutronÛ bez následného vzniku vysokoenergetického sekundárního záfiení gama. K tomu je nutno do betonu pfiidat prvky, které mají velk˘ absorpãní prÛfiez pro tepelné neutrony s následnou emisí pouze nízkoenergetického záfiení gama. Vyhovujícím prvkem je izotop B 10, kter˘ je obsaÏen v horninách, anebo se pfiidává jako umûlá pfiísada (je ho obsaÏeno 19 % v pfiírodním bóru). Bór mÛÏe b˘t pfiidáván do obyãejného a tûÏkého betonu rÛzn˘mi zpÛsoby. Nejlépe je pfiidávat bór ve formû písku o velikosti zrna 0,5 aÏ 2,5 mm. Doporuãuje se podíl 0,9 aÏ 1 % bóru vztaÏeno na hmotu betonu. S ohledem na stínící úãinky není zvy‰ování obsahu bóru nad 1,5 % efektivní, navíc narÛstají problémy s tuhnutím betonu.

Pokraãování ze strany 17

z toho tzv. aféra ministersk˘ch komisafiÛ. Dr. Reich byl zatãen, vûznûn nûjak˘ ãas v Brnû a posléze propu‰tûn do psychiatrického léãení. Ne, Dr. Reich ov‰em blázen nebyl. Úfiady mûly zájem, aby se vûc sprovodila ze svûta suchou cestou bez velkého procesu, neboÈ v aféfie byly i sebevraÏdy… Byla pfiece jen trochu jiná doba… Dr. Reich nebyl jen inÏen˘rem a podnikatelem. Mûl rád pestr˘ Ïivot, snaÏil se ho uÏívat na plno. LyÏoval, tanãil, pokud mu to ãas dovolil, cestoval. A mûl velice rád matematiku, takÏe si v˘ukou v kru‰n˘ch dobách Protektorátu pfiivydûlával. Mnoho vykonal pro ãeské stavební inÏen˘rství – byl zakladatelem âeského betonáfiského spolku, v jehoÏ tradicích pokraãuje na‰e âeská betonáfiská spoleãnost, podporoval KloknerÛv ústav od jeho zaloÏení. Vychoval mnoho betonáfisk˘ch odborníkÛ, ktefií pozdûji pÛsobili na vysok˘ch ‰kolách. 26. fiíjna 1941 byl Dr. Reich odvleãen do ghetta v LodÏi. V transportu bylo pfiesnû 1000 ÎidÛ. Reich ghetto pfieÏil: zachránila ho ta broÏurka o Vierendeelovû nosníku. Îidovsk˘ vedoucí stavebního podniku v ghettu byl polsk˘ inÏen˘r, kter˘ si vzpomnûl, Ïe v jejich technickém prÛvodci „Stefan Brela“ je Emil Reich citován jako autor metody fie‰ení Vierendeelova nosníku, která také byla v tom prÛvodci doporuãena. „Se‰ ty ten Reich, co vyfie‰il ten vierendelák?“ – „Jo? Tak dobr˘, bude‰ tamhle dûlat tvárnice...“ A kdyÏ byl Dr. Reich v roce 1942 obeslán do transportu smrti, onen Polák ho vyreklamoval, Ïe Reicha nezbytnû potfiebují… 20

B

ETON

• TEC

Z ÁV ù R Volba materiálÛ pro stínící konstrukce má zásadní vliv na bezpeãnost stínících konstrukcí a v˘znamnû ovlivÀuje ekonomiku celé stavby. Obecnû je moÏné doporuãit jako nejvhodnûj‰í stínící materiál obyãejn˘ beton, kter˘ plní funkci nosnou, ale zároveÀ i funkci stínící. Pfii rekonstrukci, modernizaci a vestavbû ozafioven do stávajících objektÛ je v‰ak vhodnûj‰í pouÏívat tûÏk˘ beton, i kdyÏ jeho v˘roba je technologicky nároãnûj‰í a v˘raznû draωí. Pfied jeho pouÏitím je v‰ak vÏdy nutno vypracovat ekonomickou rozvahu, která by objem konstrukcí z tûÏkého betonu patfiiãnû odÛvodnila a v nejvût‰í moÏné mífie omezila. Pfiíspûvek vznikl za podpory v˘zkumného zámûru MSM 261100007 Fakulty stavební VUT v Brnû. Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. tel.: 541 147 836, e-mail: [email protected] Ing. Lubomír Vítek tel.: 541 147 825, e-mail: [email protected] oba: Ústav stavebního zku‰ebnictví FAST VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno

Tehdy se je‰tû netu‰ilo nebo se spí‰e nechtûlo tu‰it, jak ty transporty konãí. Vrátil se do Prahy „bez známek infekãního onemocnûní a beze v‰í“ 18. ãervna 1945. Z onoho transportu se doÏilo osvobození jen 63 osob… Vzpomínky na Emila Reicha by vydaly na nûkolik ãísel ãasopisu. A tak krátké pfiipomenutí této v˘znamné postavy ãeského betonáfiského inÏen˘rství a podnikatelství uzavfieme nûkolika my‰lenkami, které pan doktor pfiedával sv˘m synÛm, vnukÛm a v‰em, ktefií se od nûj nûco chtûli nauãit: Hloup˘ není ten, kter˘ neví, ale ten, kter˘ se neptá. Pravda je jen jedna, proto je pro pamûÈ pohodlná. LÏí je nekoneãnû mnoho, kdo jich uÏívá, musí trénovat pamûÈ. Zvûdavost je vitamin úspû‰né práce. Má‰-li nejmen‰í podezfiení [o nekalém poãínání obchodního partnera], tak ruce pryã! Nakonec je‰tû jednu poznámku: Bez velké nadsázky mohu Emila Reicha nazvat BaÈou ãesk˘ch betonáfiÛ. Oba ti muÏi mûli mnoho spoleãn˘ch rysÛ. Podnikatelského ducha vysoké úrovnû, oddanost práci a strojÛm, vztah ke spolupracovníkÛm, touhu pfiedávat znalosti… V jednom se ale pfiece jen li‰ili: BaÈa, aã ‰vec, dovedl navrhnout Ïelezobetonov˘ trám. Reich neumûl spravit boty…

H NOLOG I E

Milík Tich˘

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SANACE REHABILITATION

ZPÒSOB

HODNOCENÍ KARBONATACE STAR¯CH BETONÒ A METHOD OF ASSESSMENT OF CARBONIZATION OF OLD CONCRETES

MARC E L A FR I DR IC HOVÁ, JAN NOVÁK, ·ÁR K A ZE MÁN KOVÁ V pfiíspûvku je pfiedkládán doplnûk pro vyhodnocení karbonataãního procesu, vhodn˘ zvlá‰tû pro pfiípad star˘ch betonÛ. V˘poãet odvozeného faktoru zvratu FZ lze uskuteãnit témûfi vÏdy. Nelze jej pouÏít, pokud byl analyzovan˘ beton vyroben s vápencov˘m kamenivem. This paper presents an update on assessment of the carbonization process, particularly suited to old concretes. The calculation of the derived inversion factor FZ can be performed under almost any conditions. However, it cannot be employed if the analyzed concrete was produced using limestone aggregate. Pfii posudcích karbonataãního procesu betonÛ se lze setkat se situací, kdy prokazatelnû velmi staré betony, jejichÏ reáln˘ stav odpovídá pokroãilé karbonataci, vykazují pfii rutinním zpÛsobu vyhodnocení chemicko-mineralogick˘ch anal˘z sporné anebo dokonce pfiíli‰ optimistické závûry. Tato disproporce pak samozfiejmû vyvolává znaãné rozpaky ve vztahu k hodnovûrnosti dosaÏen˘ch v˘sledkÛ ãi schopnostem pfiíslu‰né laboratofie. Vzhledem k tûmto skuteãnostem bylo navrÏeno doplnûní zpÛsobu vyhodnocení karbonataãního procesu, a to zvlá‰tû u betonÛ vyroben˘ch do poloviny minulého století. RUTINNÍ

ZPÒSOB HODNOCENÍ

K A R B O N ATA C E S TA R ¯ C H B E T O N Ò

Pfiím˘m podnûtem pro zpfiesnûní zpÛsobu hodnocení karbonatace velmi star˘ch betonÛ byl dvoulet˘ prÛzkum a sledování stavu nosn˘ch konstrukcí objektu tovární haly v silnû prÛmyslové oblasti, vznikl˘ch kolem r. 1918, kter˘ mûl rozhodnout o moÏné sanaci ãi demolici. Prostory objektu nevykazovaly nadmûrnou vlhkost, v halách nebyla provozována v˘roba, která by byla potenciální pfiíãinou chemic-

Etapa I. II. III. IV.

StupeÀ karbonatace [%]. < 55 55 – 73 73 – 85 > 85

StupeÀ pfiemûny [-]. > 0,5 0,5 – 0,4 0,4 – 0,8 > 0,8

ké koroze. Zatímco nedestruktivními i destruktivními zku‰ebními postupy urãen˘ stav indikoval pokroãilou degradaci betonÛ, bylo hodnocení provedené na základû chemicko-mineralogick˘ch anal˘z relativnû pfiíznivé, neboÈ jednoznaãnû vylouãilo chemickou korozi a pfii rutinním zpÛsobu hodnocení signalizovalo spí‰e poãáteãní stav karbonatace. Situace je v dal‰ím demonstrována na dvou fiadách vzorkÛ betonÛ z této konstrukce, z nichÏ první pfiedstavovala povrch a druhá jádro betonov˘ch prvkÛ v textu znaãen˘ch „povrch prvku“ 01 aÏ 04 a „jádro prvku“ 05 aÏ 08. Pfii hodnocení stavu karbonatace betonÛ bylo pouÏito jedné z obvykl˘ch metod, a to postupu podle Matou‰ka[4], která pracuje se ãtyfimi hodnoticími kritérii: • stupeÀ karbonatace, kter˘ je pomûrem mezi CaO pfiipadajícím na uhliãitan vápenat˘ a celkov˘m obsahem CaO ve vzorku vyjádfien˘m v procentech • stupeÀ pfiemûny, kter˘ je dán pomûrem hrubozrnné a jemnozrnné formy uhliãitanu vápenatého stanoven˘m termickou anal˘zou • modifikaãní podoba uhliãitanu vápenatého • pH v˘luhu, podle nichÏ zatfiiìuje stav zkou‰eného vzorku do ãtyfi moÏn˘ch etap karbonatace (tab.1).

pH v˘luhu > 10,8 10,8 – 9,6 9,6 – 8,0 < 8,0

Modifikace uhliãitanu vápenatého kalcit kalcit, vaterit aragonit, kalcit kalcit, aragonit

Oznaãení etapy poãáteãní pokroãilá nebezpeãná ztráta soudrÏnosti

Tab. 1 Etapy karbonatace Tab. 1 Carbonization stages

Bylo analyzováno pojivo vyseparované z betonÛ. Jeho mineralogické sloÏení bylo urãeno RTG-difrakãní anal˘zou a termickou anal˘zou, stanovení obsahu CaO parciální chemickou anal˘zou a pH v˘luhu pH-metrem. Pro zpfiesnûní identifikace bylo orientaãnû podrobeno RTG-difrakãní anal˘ze téÏ kamenivo zbylé po separaci pojiva s tím, Ïe obsahovalo pfieváÏnû Ïivce, pyroxeny a kfiemen. Vyhodnocením termogravimetrické anal˘zy byl kvantifiko-

Povrch prvku 01 Surface of the sample 01

Obr. 1 Termogramy vzorkÛ Fig. 1 Thermographs of the samples Povrch prvku 01 Surface of the sample 01

C–S–H

Jádro prvku 07 Kern of the sample 07

C–S–H

CaCo3

DTA

CaCo3

DTA

T

T

TG

TG

Jádro prvku 07 Kern of the sample 07

Obr. 2 Rentgenogramy vzorkÛ, KK – karbonátov˘ komplex, V – vaterit, R – kfiemen, K – kalcit, Z – Ïivce, P – pyroxen Fig. 2 Radiographs of the samples B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

21

SANACE REHABILITATION ván uhliãitan vápenat˘ a na nûj pfiipadající CaOCaCO3, dále byl stanoven obsah kalciumhydrosilikátov˘ch fází, vyjádfien˘ch prÛmûrn˘m vzorcem afwillitu C3S2H3, a na nûj pfiipadající obsah CaOC-S-H. Pro ilustraci je typick˘ prÛbûh rentgenogramÛ a termogramÛ vzorkÛ typu „povrch prvku“ a „jádro prvku“ uveden na obr. 1 a 2. Kvantifikaci termogravimetrické anal˘zy, chemickou anal˘zou stanoven˘ celkov˘ obsah CaO, pH v˘luhu a stupeÀ karbonatace uvádí tab. 2. Lze shrnout, Ïe pojivá fáze zkou‰en˘ch vzorkÛ se skládala z kalciumhydrosilikátÛ a uhliãitanu vápenatého, kter˘ se vyskytoval vÏdy v modifikaãní podobû kalcitu, vzniklého pfiemûnou pÛvodního hydroxidu vápenatého. Vedle toho byl uhliãitan vápenat˘ u vzorkÛ fiady „povrch prvku“ identifikován i v podobû vateritu, pfiípadnû téÏ aragonitu, které signalizují nastartování procesu postupného rozkladu a následné karbonatace kalciumhydrosilikátov˘ch fází. Dva z analyzovan˘ch vzorkÛ dále obsahovaly i karbonátov˘ komplex, C3A.CaCO3.10H2O, kter˘ je projevem procesu karbonatace kalciumhydroaluminátov˘ch fází. Jak je patrné závûry vypl˘vající z hodnoticích kritérií nejsou jednoznaãné(tab. 2). Zatímco i nejvy‰‰í zji‰tûn˘ stupeÀ karbonatace, 54 % u vzorku „povrch prvku“ 01, pfiedstavuje teprve poãáteãní karbonataci oznaãovanou jako I. etapa, svûdãí pfiítomnost vateritu pfiinejmen‰ím o stavu pokroãilé karbonatace, tj. II. etapû, a pH, které nikdy nenabylo vy‰‰í hodnoty neÏ 9, dokonce indikuje III. etapu karbonatace, oznaãovanou jako nebezpeãná. ROZPORNÉ

ku 1918, mûly vzhledem k souãasnému portlandskému cementu zcela jiné pomûrné zastoupení slínkov˘ch minerálÛ, pro které se ãíselné vymezení hodnoticích kritérií stává zcela nepfiesn˘m. Podíl minerálu alitu, jehoÏ obsah se u dne‰ních cementÛ pohybuje kolem 60 %, ãinil ve slíncích do první poloviny 30. let minulého století jen asi 33 %. Naopak belit, jehoÏ souãasné cementy obsahují pouze kolem 20 %, byl v tehdej‰ích slíncích zastoupen asi 40 %. Pozdûji, mezi léty 1926 aÏ 1933 a rokem 1950, obsah alitu stoupnul asi na 50 % a obsah belitu poklesl asi na 25 % [1]. Rozdíl v pomûrném zastoupení tûchto kalciumsilikátÛ se následnû promítá i do pomûrného zastoupení jejich hydrataãních zplodin, neboÈ pfii hydrataci alitu i belitu sice dochází k tvorbû stejn˘ch hydrataãních produktÛ, av‰ak vedlej‰ího z nich, hydroxidu vápenatého, je v pfiípadû alitu trojnásobnû více, rovnice (1) a (2) 2C3S + 6 H2O = = C3S2H3 + 3 Ca(OH)2

(1)

2C2S + 4 H2O = = C3S2H3 + Ca(OH)2

(2)

Z toho plyne, Ïe i podíl uhliãitanu vápenatého, vzniklého karbonatací hydroxidu vápenatého, bude u star˘ch cementÛ adekvátnû niωí. Uvedené skuteãnosti negativnû ovlivÀují interpretaci v˘sledkÛ dle bûÏnû vymezen˘ch hodnoticích kritérií. StupeÀ karbonatace, kter˘ v dÛsledku toho, Ïe pfiedstavuje pomûr mezi CaO z uhliãitanu vápenatého a celkov˘m obsahem CaO, bude pro velmi staré betony vykazovat vÏdy pomûrnû nízké hodnoty. Dal‰í pouÏívané kritérium, stanovení pH, je z dÛvodu odli‰né mineralogie souãasn˘ch a dfiívûj‰ích slínkÛ pro posouzení stavu karbonatace star˘ch betonÛ rovnûÏ nespolehlivé. Jde o to, Ïe hydratací vzniklého Ca(OH)2, jako látky pfiímo urãující

HODNOCENÍ

A D O P L ≈ U J Í C Í U K A Z AT E L E

Vysvûtlení uveden˘ch rozdílÛ spoãívá v tom, Ïe cementy, vypalované v dobû vzniku analyzovan˘ch betonÛ, tj. kolem ro-

Tab. 2 Chemicko-mineralogické a karbonataãní charakteristiky vzorkÛ Tab. 2 Chemical, mineralogical and carbonization characteristics of the samples

22

Oznaãení vzorku

CaCO3

Povrch prvku 01 Povrch prvku 02 Povrch prvku 03 Povrch prvku 04 Jádro prvku 05 Jádro prvku 06 Jádro prvku 07 Jádro prvku 08

18,6 17,3 14,5 14,3 18,0 12,7 7,7 11,4

CaOCaCO3 [%] 10,4 9,7 8,1 8,0 10,2 7,2 4,3 6,4

C3S2H3 [%] 18,9 21,6 20,4 16,5 20,6 24,1 33,4 25,2 B

CaOC3S2H3 [%] 9,3 10,6 10,0 8,1 10,6 11,8 16,4 12,4

ETON

SCaOchem StupeÀ karbon. [%] [%] 19,3 54 20,5 47 18,4 44 17,6 45 20,8 49 18,9 38 20,6 21 18,1 35

• TEC

H NOLOG I E

pH [%] 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 9 9 9

hodnotu pH, bylo v dfiívûj‰ích cementech v˘raznû ménû, a tudíÏ pfii bûÏné expozici za normálních klimatick˘ch pomûrÛ do‰lo k jeho ãasnûj‰í pfiemûnû na uhliãitan vápenat˘ za souãasného rychlej‰ího sníÏení hodnoty pH neÏ u dne‰ních cementÛ. Lze fiíci, Ïe i pfii pomûrnû nízk˘ch hodnotách pH nemusejí b˘t staré betony postiÏeny pokroãil˘mi stádii karbonatace. Vyjádfiení hodnoticího kritéria, oznaãovaného jako stupeÀ pfiemûny, b˘vá ãasto problematické i u souãasn˘ch betonÛ, neboÈ na záznamu termogravimetrické anal˘zy, podle které se urãuje, nemusí b˘t pfiechod mezi obûma modifikacemi dostateãnû ostr˘. Jedin˘m hodnoticím kritériem, které není ovlivnûno odli‰n˘m sloÏením dfiívûj‰ích slínkÛ, je pfiítomnost uhliãitanu vápenatého v rÛzn˘ch modifikaãních podobách. Z verbálního popisu jednotliv˘ch etap totiÏ plyne, Ïe v I. etapû karbonatace je jedinou modifikací kalcit. Pro II. etapu je charakteristické, Ïe vedle kalcitu vzorky obsahují vaterit jako dÛsledek nastartovaného rozkladu kalciumhydrosilikátÛ, event. i aragonit, ale velice málo, spí‰e jako dÛsledek rozkladu kalciumhydroaluminátÛ. III. etapa je indikována pfiítomností aragonitu a kalcitu, jiÏ za souãasné absence vateritu. Ve IV. etapû vzorky obsahují kalcit a aragonit jako v pfiedchozí, ale kalcitu by mûlo b˘t více. Podle tohoto kritéria lze tedy demonstraãní vzorky zaãlenit tak, Ïe v‰echny z fiady „povrch prvku“ a vzorek 05 fiady „jádro prvku“ spadají do II. etapy karbonatace, oznaãované jako pokroãilá, kdeÏto v‰echny ostatní do I. etapy karbonatace, oznaãované jako poãáteãní. Postup vyhodnocení byl proto nejprve upraven vyjádfiením faktoru k pfiepoãtu stupnû karbonatace Fk, kter˘ zohlednil rozdílné fázové sloÏení dfiíve vypalovan˘ch cementÛ. Za tím úãelem se vy‰lo ze slovního v˘kladu rozdílÛ mezi první a druhou etapou karbonatace, ze kterého lze dedukovat, Ïe konec I. etapy nastane v okamÏiku, kdy se ve‰ker˘ portlandit, vznikl˘ hydratací cementu, pfiemûní na kalcit. V souladu s tímto pfiedpokladem lze vyjádfiit teoretickou hodnotu, v˘znamovû se blíÏící hraniãním 55 % stupnû karbonatace, která pfiedstavuje pomûr mezi CaO, pfiipadajícím na CaCO3 pfii úplné karbonataci hydrataãním procesem vzniklého portlanditu a celkov˘m CaO obsaÏen˘m v alitu a belitu. Pro rÛzná historická období a za pfiedpokladu pomûrného zastoupení obou kalciumsilikátÛ

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SANACE REHABILITATION uvádûného v literatufie pak tato veliãina, budiÏ SKI-II, nabude hodnot: do poloviny tfiicát˘ch let – SKI-II = 37 %, od poloviny tfiicát˘ch let do roku 1945 – SKI-II = 42 % a po roce 1945 – SKI-II = 45 %. Pomûr hodnot SKI-II vyjádfien˘ch pro souãasné období a pro období dfiívûj‰í pak nab˘vá v˘znamu faktoru Fk, kter˘m lze pfiepoãíst stupeÀ karbonatace star˘ch betonÛ na souãasné podmínky: do poloviny tfiicát˘ch let – Fk = 1,22 a od poloviny tfiicát˘ch let do roku 1945 – Fk = 1,07. U demonstraãních vzorkÛ nabude takto korigovan˘ stupeÀ karbonatace pro v‰echny z fiady „povrch prvku“ a pro vzorek 05 fiady „jádro prvku“ hodnot od 53 do 65 %, kter˘mi jiÏ spadají na rozhraní I. a II. etapy, ãi pfiímo do II. etapy karbonatace. Jako dal‰í krok pro pfiesnûj‰í hodnocení karbonatace star˘ch betonÛ bylo dále vyvinuto nové doplÀující kritérium, oznaãené jako „faktor zvratu“ FZ. Tímto ãíslem se rozumí pomûr mezi CaO, které pfiipadá na uhliãitan vápenat˘ a CaO pfiipadajícím na afwillit, jenÏ je hlavním pfiedstavitelem skupiny kalciumhydrosilikátÛ. Obû vstupní hodnoty se získají kvantifikací termogravimetrické anal˘zy. Ve shodû s v˘‰e uvádûn˘mi kritérii lze touto veliãinou vymezit hranici mezi I. a II. etapou karbonatace okamÏikem, kdy zkarbonatuje právû v‰echen portlandit, kter˘ byl pÛvodnû ve vzorku obsaÏen. Dal‰í hodnoty tohoto kritéria byly navrÏeny tak, aby se co nejvíce pfiidrÏely tradiãní klasifikace. Proto pro konec II. etapy byl navrÏen okamÏik, kdy dojde k rozkladu 30 % kalciumhydrosilikátov˘ch fází a pro konec III. etapy okamÏik, kdy rozklad postihne 45 % kalciumhydrosilikátov˘ch fází. Pfiíslu‰né teoreticky odvozené hodnoty této veliãiny pak pro rÛzná historická období uvádí tab. 3. Podle tohoto kritéria se nacházejí dva z demonstraãních vzorkÛ fiady „jádro prvku“ ve stádiu I. etapy karbonatace, vzoTab. 4 Faktor zvratu FZ demonstraãních vzorkÛ Tab. 4 Inversion factor FZ of the demonstration samples Oznaãení vzorku Povrch prvku 01 Povrch prvku 02 Povrch prvku 03 Povrch prvku 04 Jádro prvku 05 Jádro prvku 06 Jádro prvku 07 Jádro prvku 08 B

ETON

• TEC

Faktor zvratu 1,12 0,91 0,81 0,98 0,96 0,61 0,26 0,52

H NOLOG I E

Etapa karbonatace 30. let I. II. III. IV.

rek fiady „jádro prvku 06“ je na rozhraní mezi I. a II. etapou a vzorek fiady „jádro prvku“ 05 ve II. etapû karbonatace. Vzorky fiady „povrch prvku“ lze zafiadit do II. etapy karbonatace, pfiiãemÏ vzorek „povrch prvku“ 01 se nachází jiÏ témûfi na pomezí mezi II. a III. etapou, viz tab. 4. Provedenou úpravou, spoãívající v korekci hodnot stupnû sycení, v zavedení nového kritéria – faktor zvratu, v zanedbání kritéria stupnû pfiemûny a potlaãení v˘znamu hodnoty pH, se podafiilo sjednotit hodnocení a kategorizovat karbonataci demonstraãních vzorkÛ. Lze konstatovat, Ïe fiada vzorkÛ „jádro prvku“ vykazuje vût‰inu znakÛ charakteristick˘ch pro rozhraní mezi I. a II. etapou karbonatace a fiada „povrch prvku“ pro druhou etapu karbonatace, pfiiãemÏ toto hodnocení je v souladu s v˘sledky nedestruktivních i destruktivních zku‰ebních metod. Z ÁV ù R V pfiíspûvku je pfiedkládán doplnûk pro vyhodnocení karbonataãního procesu, vhodn˘ zvlá‰tû pro pfiípad star˘ch betonÛ. V˘poãet odvozeného faktoru zvratu FZ lze uskuteãnit témûfi vÏdy. Situace, kdy jej nelze pouÏít, nastane tehdy, pokud byl analyzovan˘ beton vyroben s vápencov˘m kamenivem, potom ov‰em nelze pouÏít ani tradiãních zpÛsobÛ hodnocení karbonatace. Pokud tuto alternativu vylouãíme, mohlo by dále dojít k tomu, Ïe kamenivo obsahuje vysok˘ podíl jílovin, jejichÏ první endotermická reakce zkreslí kvantifikaci afwillitu. Aby se tento negativní vliv co nejvíce omezil a v˘sledky rozborÛ byly co nejpfiesnûj‰í, doporuãuje se zkou‰en˘ beton separovat a anal˘zám podrobit pouze získan˘ prachov˘ podíl, zahrnující pfieváÏnû pojivou fázi. V této souvislosti je tfieba zdÛraznit, Ïe jak vyvinuté kritérium faktor zvratu, tak i tradiãní hodnoticí kritérium stupeÀ karbonatace jsou veliãiny vztaÏné, a tudíÏ nezávislé na tom, do jaké míry vzorek betonu byl ãi nebyl zbaven kameniva. MÛÏe dojít i k tomu, Ïe analyzovan˘ beton je silnû postiÏen dal‰ím korozivním dûjem, napfi. síranovou korozí. Vznikající korozivní soli, obdobnû jako jílové minerály, vykazují v prÛbûhu termogravimetrické anal˘zy dehydrataãní efekt ve stejné teplotní oblasti jako C-S-H fáze, a pokud není k dispozici doplÀující chemická anal˘za, je jejich kvantifikace prakticky nemoÏná. Pro kontrolu správnosti vyhodnocení termogravimetricky urãen˘ch dat je vhodné porovnat v˘sledek stanovení celkového CaO

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Faktor zvratu pro dané období v˘roby cementu do 1. pol. pol. 30. let po roce aÏ 1945 1945 <0,60 <0,70 <0,80 0,60– 1,25 0,705 – 1,45 0,80– 1,60 1,25– 1,90 1,45– 2,15 1,60-.2,30 >1,90 >2,15 >2,30

Tab. 3 Pfiiãlenûní hodnot faktoru zvratu FZ k etapám karbonatace volnû dle Matou‰ka pro jednotlivá historická období v˘roby cementu Tab. 3 Assignment of the values of inversion factor FZ to carbonization stages by Matou‰ek for individual historical periods of cement production Literatura: [1] Bárta R.: Chemie a technologie cementu, Nakladatelství âeskoslovenské akademie vûd, Praha 1961, p. 43 [2] Biczók I.: Betonkorrosion – Betonschutz, nakl. Maìarské AV, Budape‰È, 1960 [3] ·auman Z.: Carbonisation of porous concrete and its main binding components, Cement and Concrete research 1, 197, s. 654-662 [4] Matou‰ek M., Drochytka R.: Atmosférická koroze betonÛ, IKAS Praha, 1998 [5] Emmons P.H., Drochytka R., Jefiábek Z.: Sanace betonu v ilustracích, CERM ak. nakl. Brno, 1999

pomocí chemické anal˘zy a pomocí v˘poãtu z ãáry termogravimetrické. Oba v˘sledky by mûly b˘t pfiibliÏnû stejné. Lze konstatovat, Ïe korekcí stupnû karbonatace faktorem Fk pfiíslu‰n˘m danému historickému období a zavedením faktoru zvratu Fz se podafiilo propojit jednotlivá hodnoticí kritéria a snad i pfiispût k pfiesnûj‰ímu vyhodnocení stavu karbonatace. Tento pfiíspûvek byl vytvofien s podporou VVZ CEZ MSM 261100008.

6/2003

Doc. Ing. Marcela Fridrichová, CSc. tel.: 541 147 506 e-mail: [email protected] Ing. Jan Novák e-mail: [email protected] Ing. ·árka Zemánková e-mail: [email protected] v‰ichni: ÚTHD FAST VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno

23

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES

OR I T S I H

BETONY

VOJENSK¯CH OPEVNùNÍ MILITARY FORTIFICATION CONCRETES

L E O N A R D H O B S T, Y VONA ZWET TLE ROVÁ Îelezobeton se stal nejv˘znamnûj‰ím stavivem pro zesílení star˘ch a v˘stavbu nov˘ch vojensk˘ch opevnûní od konce 19. století do 2. svûtové války. Pfiíspûvek se zab˘vá problematikou technologie v˘roby betonu ãeskoslovenského opevnûní v letech 1936 aÏ 1938. Reinforced concrete has become the most significant building material for reinforcing the old military fortifications and for building the new military fortresses from the end of the 19th century until the World War Two. The contribution deals with the problems of concrete production technology of the Czechoslovak fortification from 1936 to 1938. Rozvoj prÛmyslu na konci 19. století ovlivnil v‰echny oblasti lidské ãinnosti. PrÛmyslové vynálezy, jako v celé historii lidstva, byly vyuÏity a ovlivnily v˘voj pfiedev‰ím v oblasti vojenství. Zvlá‰È v˘znamnû tento rozvoj pfiispûl ke zdokonalení dûlostfieleck˘ch zbraní. Bylo zavedeno zadní nabíjení, které umoÏÀovalo zv˘‰ení rychlosti stfielby. Vnitfiní povrch hlavní dûl byl upraven dráÏkováním, coÏ umoÏnilo pouÏívat podlouhl˘ch stfiel stabilizovan˘ch rotací (zv˘‰ila se hmotnost stfiel, dostfiel a pfiesnost stfielby). Dále byl objeven úãinnûj‰í bezd˘mn˘ prach, kter˘ stfielám udûloval vy‰‰í úsÈovou rychlost a tím zvût‰ení dostfielu. Konstrukce dûl byla doplnûna

brzdovratn˘m zafiízením (zákluzem), jímÏ se zv˘‰ila stabilita dûl pfii v˘stfielu a v dÛsledku toho rychlost a pfiesnost stfielby. Pro konstrukci hlavní zaãala b˘t pouÏívána vysoce legovaná ocel, namísto do té doby pouÏívaného dûlového bronzu. VyuÏitím nov˘ch brisantních v˘bu‰nin (pyroxilin, melinit), které tvofiily náplÀ dûlové stfiely, bylo dosaÏeno desetkrát aÏ dvanáctkrát vût‰ího bofiivého úãinku ve srovnání s náplní ãerného stfielného prachu. Popsan˘ v˘voj dûlostfielectva na konci 19. století zaskoãil tvÛrce opevnûní, u kter˘ch byl aÏ do roku 1885 jako hlavní stavivo pouÏíván kámen a cihla a na doplnûní také zemní násypy. Ukázalo se, Ïe dosud bûÏná konstrukce ciheln˘ch stropÛ pevností o tlou‰Èce 1,5 m, pfiekrytá vrstvou zeminy o tlou‰Èce 2,5 m, mÛÏe b˘t lehce proraÏena novû vyvinut˘m granátem ráÏe 210 mm, naplnûn˘m 19 kg pyroxilinu. V¯ZNAM

B

BudovatelÛm pevností proto vyvstal úkol získat, popfi. vyvinout nov˘ houÏevnat˘ a dostateãnû pevn˘ stavební materiál, kter˘ by odolával zniãujícím úãinkÛm modernizovaného dûlostfielectva. K tomuto úãelu byl jako nejvhodnûj‰í odzkou‰en novû ve stavebnictví zavádûn˘ „umûl˘ kámen“ – beton, resp. Ïelezobeton, doplnûn˘ pancífiem, vyrábûn˘m z legovan˘ch ocelí. Tyto nové materiály se postupnû uplatnily ve fortifikaãním stavitelství v rÛzn˘ch kombinacích. S rekonstrukcí star˘ch pevnostních staveb a se stavbu nov˘ch pevností zaãíná koncem 19. století pfiedev‰ím Francie, která se nemohla zbavit hofikosti poráÏky ve stfietu s Nûmeckem z roku 1870. Staré pevnosti (v okolí Verdunu) byly zesilovány vrstvami betonu o tlou‰Èce 1,5 aÏ 2 m a novû budované objekty mûly betonové stropy tlou‰Èky 2,5 m. Vojen‰tí teoretici pfii stavbû nov˘ch objektÛ a pfii rekonstrukci star˘ch objektÛ pfiedpokládali, Ïe ráÏe dûlostfielectva dosáhne v budoucí moÏné válce max. 270 aÏ 280 mm.

ETON

Velká válka (1.svûtová válka) následnû v‰ak zkou‰kami „in natura“ vojenské teoretiky nepfiíjemnû pfiekvapila. V Rakousko–Uhersku vyvinuly ·kodovy závody velmi úãinn˘ moÏdífi vz. 11, ráÏe 305 mm (obr. 1), kter˘ byl schopen stfielami o hmotnosti 380 kg, zasahovat cíle do vzdálenosti 10 km. Mohutnûj‰í na poãátku války byl pouze nûmeck˘ moÏdífi, znám˘ jako „Tlustá Berta“ o ráÏi 420 mm (hmotnost stfiely byla 810 kg). Prvé nasazení moÏdífiÛ ze ·kodovky se uskuteãnilo ihned na zaãátku války na západní frontû, kam si jejich pomoc vyÏádalo nûmecké velení. âtyfii baterie po dvou dûlech byly nasazeny nejdfiíve proti belgick˘m (bojov˘ kfiest prodûlaly pfii dob˘vání pevností v okolí Lutychu), pozdûji proti francouzsk˘m pevnostem, které neodolaly jejich úãinku. Dûla tûchto ráÏí, pouÏitá k obléhání, byla tehdy pfiíãinou kapitulace nejmocnûj‰ích fortifikaãních komplexÛ svûta.

B E T O N U P R O S TÁ L Á

OPEVNùNÍ

Obr. 1 TûÏk˘ moÏdífi ·koda 305 mm M11, pfiipraven˘ k palbû Fig. 1 The ·koda 305 mm M11 heavy mortar, ready to fire

24

E

• TEC

H NOLOG I E

V Y U Î I T Í B E T O N U N A F R O N TÁC H 1. SVùTOVÉ VÁLKY Za 1. svûtové války, kdy se zaãal uplatÀovat do té doby neznám˘ zpÛsob poziãního, zákopového boje, se první opevÀovací zafiízení zákopÛ, budovaná ze dfieva a zemin zaãala nahrazovat spolehlivûj‰ími polními opevnûními z betonu. Poãet betonov˘ch krytÛ rychle vzrÛstal, zejména na západní frontû, kde napfi. nûmecká armáda spotfiebovala v roce 1917 asi 180 000 t cementu. Na povûstné Siegfriedovû linii spotfiebovali Nûmci 17 500 t cementu a 2 000 t armatury [1]. Stavba betonov˘ch opevnûní za války mûla ov‰em ráz improvizace, protoÏe v pfiedváleãné dobû nebylo pfiedpokládáno, Ïe by kdy mûlo dojít ke stavbám polních opevnûní z betonu, a proto Ïádná armáda nemûla pfiedpisy na zfiízení tûchto polních staveb. Jejich stavbu fiídili nejãastûji záloÏní dÛstojníci – stavební inÏen˘fii [2], ktefií získali zku‰enosti s v˘stavbou betonov˘ch staveb v civilním Ïivotû. Podle konstrukce byly polní opevÀovací stavby dvojího druhu: monolitické a zdûné (z tvárnic). Monolitické stavby jsou beze spar a je v nich vyuÏito v‰ech pfiedností betonu, zvlá‰tû pevnosti v tlaku a tuhosti. Betonové stavby z prefabrikátÛ nemají v˘hody staveb monolitick˘ch, i kdyÏ se

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

STAVEBNÍ

pro jejich spojení pouÏívá cementová malta a jsou konstruovány tak, aby mûly co nejvût‰í tuhost. Stavûly se jen v˘jimeãnû, kdyÏ nebylo moÏno stavût stavby monolitické, buì pro pfiíli‰nou blízkost nepfiítele nebo pro nedostatek odborníkÛ (betonáfiÛ) ãi materiálu na místû stavby, pfiípadnû kdyÏ stavba mûla b˘ti provedena ve velmi krátké dobû, napfi. v zimû. ZHODNOCENÍ

ZKU·ENOSTÍ

A M E Z I VÁ L E â N Á V ¯ S TAV B A OPEVNùNÍ V EVROPù Po 1. svûtové válce byla na základû získan˘ch zku‰eností zdokonalena konstrukce a technologie objektÛ stálého opevnûní a obnovena dÛvûra k nûmu. Pfiitom do‰lo k neb˘valému vyuÏití betonu. Francie byla prvním státem, kter˘ si zajistil hranice betonov˘mi pevnostmi, a po ní stavûjí i jiné státy podobná opevnûní. V‰echna jsou z betonu Ïelezového nebo prostého a jen tam, kde vadí velké tlou‰Èky, se pouÏívá ocelov˘ pancífi. Francie téÏ podrobnû analyzovala úãinky dûlostfielby na betony opevnûní: • Úãinek zásahu granátem na povrch betonové konstrukce se projevuje vytvofiením nálevky, zpÛsobené kinetickou energii dopadající stfiely a následnou explozí. Bylo zji‰tûno, Ïe zbytky rozru‰eného betonu, které vyplÀují nálevku (u stropních konstrukcí), podstatnû sniÏují úãinek následného zásahu do téhoÏ místa. Souãasnû v‰ak bylo konstatováno, Ïe armatura Ïelezobetonu, vytrÏená pfii v˘buchu, poru‰uje okolní beton, coÏ mnohé odborníky vedlo k názoru, Ïe pro opevnûní by mûl b˘t pouÏíván pouze prost˘ beton. • Úãinek v˘buchu granátu zpÛsobuje trhliny a pnutí v betonu a tím vznik „odpryskÛ“ na protilehlé stranû bodu dopadu. • Dochází i k v˘raznému pÛsobení ohybového momentu na konstrukci, zpÛsobeném dopadem a v˘buchem granátu. • Ukázal se negativní vliv násypu na betonovou konstrukci opevnûní. Stfiela zemním násypem proniká a vybuchuje aÏ na povrchu konstrukce opevnûní. Násyp pfiitom vytváfií „ucpávku“, která zvy‰uje niãiv˘ úãinek exploze. Na základû tûchto zji‰tûní, byly ve Francii v roce 1929 stanoveny ãtyfii stupnû odolnosti objektÛ opevnûní, které byly na objektech stanovovány podle pfiedpokládaného moÏného postfielování objektu dûly rÛzné ráÏe:

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

1. stupeÀ odolnosti – odolává ráÏi dûl 160 mm, tlou‰Èka stûny 1,75 m, tlou‰Èka stropÛ 1,5 m. 2. stupeÀ odolnosti – odolává ráÏi dûl 240 mm, tlou‰Èka stûny 2,25 m, tlou‰Èka stropÛ 2,0 m. 3. stupeÀ odolnosti – odolává ráÏi dûl 300 mm, tlou‰Èka stûny 2,75 m, tlou‰Èka stropÛ 2,5 m. 4. stupeÀ odolnosti – odolává ráÏi dûl 420 mm, tlou‰Èka stûny 3,50 m, tlou‰Èka stropÛ 3,5 m. Podle uveden˘ch stupÀÛ odolnosti byly stavûny pevnosti Maginotovy linie a modifikovanû byly pfiebrány pfii budování opevnûní v âSR. B U DOVÁN Í

â E S K O S LO V E N S K É H O

OPEVNùNÍ

V druhé polovinû tfiicát˘ch let byla âeskoslovenská republika ohroÏena expanzní politikou fa‰istického Nûmecka. Vzhledem k tvaru svého území a k malému poãtu obyvatelstva, jeÏ byla schopna zmobilizovat na svoji obranu, do‰lo vedení ãeskoslovenské armády k názoru vytvofiit na sv˘ch hranicích stálé opevnûní. âeskoslovenská vojenská doktrína, velice ovlivnûná francouzskou defenzivní koncepcí obrany, pfiistoupila v roce 1933 k zahájení prÛzkumn˘ch a pfiípravn˘ch prací na v˘stavbu opevnûní. Základní podklady k v˘stavbû opevnûní získali ãeskosloven‰tí vojen‰tí odborníci ve Francii. Postupem ãasu byl v‰ak pevnostní systém ãesk˘ch objektÛ fie‰en samostatnû se zavádûním moderních obrann˘ch a zafiizovacích prvkÛ (napfi. splachovacích záchodÛ a sprch) a stal se tak jedním z nejlépe vybaven˘ch v Evropû. Pro stavby mohutn˘ch pohraniãních opevnûní, jejichÏ v˘stavba byla rozvrÏena na léta 1936 aÏ 1952, byl vybrán jako hlavní konstrukãní materiál (stejnû jako ve Francii) Ïelezobeton ve spojení s pancéfiovou ocelí stfiílen, kopulí, zvonÛ a dûlostfieleck˘ch v˘suvn˘ch vûÏí urãen˘ch pro vedení stfielby a pro pozorování. Pro v˘robu betonu byly nejdfiíve odzkou‰eny betony, navrhované podle francouzské receptury. Francouzské pfiedpisy pro v˘stavbu opevnûní pfiedepisovaly pouÏití „suché“ (tuhé) betonové smûsi. Tato technologie v‰ak vyÏadovala nákladné a obzvlá‰tû peãlivé zpracování betonové smûsi. Tûmto nákladÛm a vynaloÏené práci neodpovídala docílená pevnost betonu a betonové objekty vykazovaly nestejnomûrnou pevnost. Experimen-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

KONSTRUKCE STRUCTURES

tálnû dosahovala pevnost betonu v tlaku ve smûru pûchování 410 kg/cm2 a v kolmém smûru na pûchování jen pouh˘ch 260 kg/cm2 (v ãlánku je pouÏita s ohledem na citaci norem, v tehdej‰í dobû uÏívaná terminologie a jednotka pevnosti v tlaku kg/cm2, pro pfievod na souãasnû platné jednotky platí 10 kg/cm2 = 1 MPa). Tyto neuspokojivé zkou‰ky „francouzské“ technologie v˘roby betonu podnítily vynikající ãeskoslovenské stavební odborníky, Prof. Bechynûho, Dr. Hacara, Prof. Kloknera a Prof. Kallaunera, k práci na v˘voji vlastní technologie v˘roby a zpracování pevnostního betonu a k peãliv˘m zkou‰kám základních materiálÛ pro stavbu. Na tomto základû pfiijalo ¤editelství opevÀovacích prací (¤OP), povûfiené v˘stavbou opevnûní, rozhodnutí o pouÏití vlastní technologie v˘roby betonu pro v˘stavbu ãeskoslovenského opevnûní. Zku‰ební v˘sledky – sady zku‰ebních kostek – vykazovaly pevnost v tlaku v rozmezí od 650 do 680 kg/cm2. PoÏadovaná pevnost betonu byla zpoãátku v˘stavby opevnûní stanovena podle âSN 1093-1935 na hodnotu 400 kg/cm2. Postupnû v‰ak byla pfiedepsaná hodnota pevnosti betonu v tlaku zv˘‰ena na 450 kg/cm2. RECEPTURA

PEVNOSTNÍHO

BETONU

Dle vojenského pfiedpisu (V˘nos ã.j. 4245/taj. hl. ‰t. ¤OP-36) mûlo b˘t v betonové smûsi minimální mnoÏství písku. V zásadû byly doporuãeny dvû receptury a to pro kamenivo oblázkové (fiíãní) a kamenivo oblázkové a drcené. • Kamenné souãástky oblázkové (pÛvodní oznaãení) písek 0-10 mm 390 l ‰tûrk oblázkov˘ 20-40 mm 300 l ‰tûrk oblázkov˘ 40-60 mm 600 l cement 400 kg voda 100 l • Kamenné souãástky oblázkové a drcené (pÛvodní oznaãení) písek 0-10 m 440 l ‰tûrk oblázkov˘ 20-40 mm 300 l ‰tûrk drcen˘ 40-60 mm 600 l cement 400 kg voda 100 l V obou recepturách se uvaÏovalo s tím, Ïe kamenivo je nasyceno vodou, pomûr ‰tûrku o zrnech 20–40 mm ke ‰tûrku o zrnech 40–60 mm byl volen 1:2. KaÏdá stavební firma mûla podle lokalit

6/2003

25

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES prací, byl tento drcen a pouÏíván pfiímo na staveni‰ti.

Obr. 3 Protokol o zkou‰ce kostek firmy Skorkovsk˘ – je dosaÏena hodnota pevnosti betonu aÏ 603 kg/cm2 Fig. 3 The protocol on the cube test of the Skorkovsk˘ Company–a value of concrete strength of up to 603 kg/cm2 has been reached

Obr. 2 Zápis o v˘robû sady kostek – firma Skorkovsk˘ Fig. 2 The record on the cube set production – the Skorkovsk˘ Company

opevnûní uzavfielo s koncernem „âs. prÛmyslu stavebních hmot“ dohodu o odbûru speciálního druhu cementu „A“ – urãeného jen pro vojenskou správu, jehoÏ cena byla stanovena na 12,- Kã/q, coÏ podstatnû sníÏilo ceny za v˘stavbu objektÛ opevnûní. Stavební firmy mohly odebírat základní suroviny na území âSR z rÛzn˘ch lokalit. Písek o zrnitosti 0–10 mm dodávaly napfi. pískovny v Ra‰ovicích u T˘ni‰tû nad Orlicí, fiíãní písky byly tûÏeny z Labe u Kolína a Zábofií, u T˘nce nad Vltavou, dal‰í u Opavice pod Opavou, písníku Smolkov a dal‰ích míst. Drcené ‰tûrky (kamenivo o velikosti I (20–40 mm) a velikosti II (40–60 mm) byly dodávány z lomÛ v podhÛfií Orlick˘ch hor, pfiedev‰ím z Lomu Litice – Ïula, Lomu Pastviny – diorit (téÏ z Lomu Babí u Trutnova – melafyr). Pokud byl vhodn˘ kámen v místû

zdrojÛ ‰tûrkopískÛ a drcen˘ch ‰tûrkÛ svoji specifickou recepturu odsouhlasenou prÛkazní zkou‰kou. V˘sledné receptury se mezi sebou li‰í v max. mífie 10 % a to jen v mnoÏství ‰tûrkovin. Obsah vody v cementu byl pak u v‰ech firem stejn˘. V tab. 1 je pro názornost ukázána receptura ‰esti firem, podílejících se na v˘stavbû opevnûní. StûÏejní sloÏkou betonové smûsi byl speciální cement, oznaãen˘ „A“, kter˘ byl vyvinut˘ opût ve spolupráci s pfiedními ãeskoslovensk˘mi stavebními odborníky na âVUT Praha. Vyznaãoval se prodlouÏenou poãáteãní dobu tuhnutí tak, aby se získala dostateãnû dlouhá doba na uloÏení a zpracování betonové smûsi (1 aÏ 2 hodiny). ¤OP pro sníÏení nákladÛ na v˘stavbu

Tab. 1 Vybrané receptury betonÛ pro ãeskoslovenské opevnûní Tab. 1 Vybrané receptury betonÛ pro ãeskoslovenské opevnûní Stavební firma SloÏky betonu písek 0–10 mm [ l ] ‰tûrk I 20–40 mm [ l ] ‰tûrk II 40–60 mm [ l ] drÈ 2–10 mm [ l ] voda [ l ] cement – druh „A“ [kg]

26

Filip

Lanna

Friã

Skorkovsk˘

460 280 560 – 100 400

430 300 600 – 100 400

440 300 590 – 110 400

440 300 600 – 100 400

B

ETON

• TEC

Litická, a. s. 447 272 544 – 100 400

H NOLOG I E

InÏesta, a. s. 338 328 656 128 100 400

P R Ò B ù H V ¯ S TAV BY V˘stavba ãeskoslovenského opevnûní probíhala organizovanû a na tehdej‰í dobu velmi rychle. Prvním pfiedpokladem pro stavbu opevnûní bylo vybudování dokonalé sítû komunikací mezi jednotliv˘mi staveni‰ti objektÛ. Konstrukce vozovek byla sice jen ‰tûtová, ale umoÏÀovala dopravovat na staveni‰tû nejen stavební materiál, ale i tûÏké ocelolitinové zvony a mûla slouÏit i pro budoucí zásobování objektÛ stfielivem. Tyto komunikace slouÏí mnohde provozu dodnes. Napfi. staveni‰tû pro v˘stavbu objektu tûÏkého opevnûní muselo b˘t plánováno tak, aby v˘roba betonové smûsi mohla probíhat nepfietrÏitû po celou dobu betonáÏe. Zejména musela b˘t zfiízena skládka pro cca 1700 m3 kameniva a 500 aÏ 600 t cementu. Na staveni‰ti muselo b˘t 5 míchaãek po 500 l a dva dieselelektrické agregáty pro v˘robu elektrické energie (bylo uvaÏováno se záloÏním zdrojem). Cement byl na stavbu dodáván v˘hradnû v papírov˘ch pytlích po 50 kg a voda byla u kaÏdé míchaãky odmûfiována kalibrovanou sklenûnou odmûrkou. Pro hutnûní betonu byly pouÏívány pneumatické pûchy a elektrické pfiíloÏné vibrátory. BetonáÏ probíhala nepfietrÏitû po pfiedepsan˘ch vrstvách. Pro objekty tûÏkého opevnûní o objemu 1 700 m3 betonu byla dosahována rychlost betonáÏe aÏ 300 m3 za den (ve tfiech smûnách) a tak se betonáÏ tûchto objektÛ mohla uskuteãnit bûhem jednoho t˘dne (od pondûlí do soboty). I pfies pouÏívání speciálního cementu, docházelo u masivních konstrukcí po druhém dni betonáÏe ke zvy‰ování teploty vlivem hydrataãního tepla. Betony byly ochlazovány neustál˘m kropením bednûní jak po dobu betonáÏe, tak min. 1 t˘den po skonãení betonáÏe (ve vnitfiních uzavfien˘ch prostorách se vlivem uvolÀovaného tepla vytváfiela hustá pára, která sniÏovala viditelnost i pfii elektrickém osvûtlení). K O N T R O L A K VA L I T Y V ¯ S TAV BY Bûhem betonáÏe opevnûní byly odebírány vzorky betonové smûsi a byly normov˘m zpÛsobem zhotovovány sady tfií zku‰ebních kostek 20/20/20 cm (âSN 1093–1935). Po zatvrdnutí byly sady kostek posílány do Kloknerova zku‰ebního a v˘zkumného ústavu do Prahy, kde

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 4 Zápis o v˘robû sady kostek – firma Kruli‰ Fig. 4 The record on the cube set production – the Kruli‰ Company

Obr. 5 Protokol o zkou‰ce kostek firmy Kruli‰ – pouze ve dvou pfiípadech je dosaÏena hodnota pevnosti betonu 450 kg/cm2, zbytek (12 pfiípadÛ) nevyhovuje Fig. 5 The protocol on the cube test of the Kruli‰ Company– only in two cases the prescribed concrete strength value of 450 kg/cm2 has been reached; and in the other cases (i.e.12 tests) the value has not been reached

byla zji‰Èována jejich krychelná pevnost. Ta mnohdy pfiekraãovala pfiedepsanou krychelnou pevnost 450 kg/cm2 o 50 aÏ 150 kg/cm2 (obr. 2 a 3). Stávalo se v‰ak také, Ïe zku‰ební kostky nûkter˘ch firem této pevnosti nedosahovaly (obr.4 a 5). Za nedodrÏení pfiedepsané krychelné pevnosti betonu byla firma postihována sráÏkou z vyplacené ceny za zhotoven˘ beton a to o 0,5 % za kaÏd˘ 1 kg/cm2 pod hranici 450 kg/cm2. Pro názornost lze uvést pfiíklad, kdy prÛmûrná pevnost sady zku‰ebních kostek dosahovala pouze 430 kg/cm2 (tato je doloÏena písemn˘m dokladem Kloknerova zku‰ebního a v˘zkumného ústavu âVUT). Rozdíl pevností pod stanovenou normou [kg/cm2] [kg/cm2] [kg/cm2] 450 430 20 kg/cm2 3 Oferovaná cena betonu 180,- Kã/m V˘poãet: sráÏky 20 x 0,05 x 180,- Kã/m3 = 18,-Kã/m3 PoÏadovaná pevnost

Skuteãná pevnost

doplácela ménû spolehlivou ochranou posádka pevnostního objektu. Z ÁV ù R âeskoslovenské opevnûní, byÈ mu nebylo dopfiáno plnit svÛj úãel, bylo skvûl˘m inÏen˘rsk˘m dílem, do kterého byly vloÏeny nové poznatky na‰ich inÏen˘rÛ a spolehlivost a odbornost na‰ich dûlníkÛ a technikÛ. I kdyÏ opevnûní nebylo dostavûno (bylo proinvestováno pouze 25 % z pfiedpokládané ãástky 10 mld. Kã), pfiesto bûhem dvou let bylo postaveno témûfi deset tisíc objektÛ lehkého opevnûní (fiopíkÛ) a dvû stû ‰edesát pût samostatn˘ch a tvrzov˘ch objektÛ tûÏkého opevnûní. Na v˘stavbu opevnûní bylo vyrobeno témûfi 1 mil. m3 vysoce jakostního pevnostního betonu.

Stavby opevnûní se na mnoha místech dochovaly dodnes (obr.6). S odstupem více neÏ ‰edesáti pûti let se mÛÏeme pfiesvûdãit jak stavební materiál se znám˘mi jakostními parametry, zachovávan˘mi bûhem v˘stavby, odolává pÛsobení vlivu poãasí, zmûnám teplot a pfiedev‰ím ãasu. Pfiíspûvek vznikl za podpory v˘zkumného zámûru MSM 261100007 Fakulty stavební VUT v Brnû. Pfii psaní ãlánku byly pouÏity rozsáhlé materiály z archivu Spolku pfiátel ãs. opevnûní Brno.

Obr. 6 Vchodov˘ objekt do tvrze „Bouda“ – souãasn˘ stav Fig. 6 The entrance to the "Bouda" fortress– contemporary situation

Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. Ústav stavebního zku‰ebnictví tel.: 541 147 836, e-mail: [email protected] Yvona Zwettlerová, studentka 5.roã., obor M diplomantka na Ústavu stavebního zku‰ebnictví oba: FAST VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno

Stavební firma by obdrÏela za nekvalitní beton ãástku jen 162,- Kã/m3. Takto byly stavební firmy postihovány za nekvalitnû provedenou betonáÏ, na kterou by pak Literatura: [1] V˘znam betonu pro opevÀovací stavby, Vojensk˘ svût ã.3/1935, VI. roãník, str. 105-107 [2] Hobst L.: âesk˘ dÛstojník na frontách monarchie – váleãn˘ deník, vydavatelství a nakladatelství Spolku pfiátel ãs. opevnûní, Brno, 2003

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

27

Z

REGIONÒ FROM THE REGIONS

V BUDùJOVICKÉM

KRAJI IN BUDùJOVICE REGION

Tábor

Písek Strakonice

Kraj pfiedstavuje geograficky pomûrnû uzavfien˘ celek, jehoÏ jádro tvofií jihoãeská kotlina. Na jihozápadû je obklopena ·umavou, na severozápadû v˘bûÏky Brd, na severu Stfiedoãeskou Ïulovou vrchovinou, na v˘chodû âeskomoravskou vrchovinou a na jihov˘chodû Novohradsk˘mi horami. V Jihoãeské kotlinû se rozkládají dvû pánve, âeskobudûjovická a TfieboÀská. V kraji o rozloze 10 055 km2 rozdûleném na sedm okresÛ Ïije v 623 obcích celkem 626 867 obyvatel. Nejvût‰ím mûstem jsou âeské Budûjovice s témûfi 100 tisíci obyvateli, následuje Tábor a Písek, JindfiichÛv Hradec, Strakonice, âesk˘ Krumlov a Prachatice. V období let 1654 aÏ 1751 byly dne‰ní jiÏní âechy rozdûleny na dva kraje, BechyÀsk˘ (se sídlem v Bechyni) a PrácheÀsk˘ (se sídlem v Písku). Rozdûlení na tyto dva kraje bylo na základû tzv. berní ruly a vycházelo ze stfiedovûkého rozdûlení území âech. Budûjovice a Tábor patfiily do kraje BechyÀského, ale napfiíklad Hluboká a Prachatice jiÏ do PrácheÀského. Kraje zahrnovaly celé území dne‰ního Budûjovického kraje a vût‰iny Pelhfiimovska. Souãástí PrácheÀského kraje byly také HoraÏìovice a Su‰ice a témûfi celá ·umava (dnes PlzeÀsk˘ kraj, dfiíve Západoãesk˘ kraj). V˘chodní okraj oblasti respektoval historickou zemskou hranici âech a Moravy. Poprvé se objevuje Budûjovick˘ kraj se Obr. 1 Komunikaãní Eurokoridor Sever-Jih Fig. 1 Communication Eurocorridor NorthSouth

28

B

sídlem v Budûjovicích âesk˘ch v letech 1751 aÏ 1849. JiÏní âechy byly rozãlenûny na tfii kraje: PrácheÀsk˘ (Písek), Budûjovick˘ a Táborsk˘ (Tábor). Mezi nû bylo rozdûleno území dvou pfiede‰l˘ch, tzv. velk˘ch, krajÛ.

Volyně Týn nad Vltavou Nová Včelnice

Vimperk Zliv

Prachatice

KOM U N I K Aâ N Í E U ROKOR I DOR SEVER-JIH Za pfiíãinu málo rozvinutého podnikatelského klimatu a zanedbané infrastruktury byla dle proveden˘ch anal˘z oznaãena periferní poloha regionu zpÛsobená blízkostí hranice se státy západní Evropy, která díky historickému v˘voji znamenala kromû „umûlého vylidnûní“ pfiedev‰ím omezení investic do regionu. Se stejn˘m problémem se pot˘kají v‰echny regiony leÏící na pfiedûlové hranici. Mnohdy vyspûlé regiony s vynikajícími podmínkami pro rozvoj podnikání ãi cestovního ruchu se díky politické moci staly periferií, pfiedstavující „konec svûta“. Tato situace pfiitom nepostihla jen regiony na „v˘chodní“ stranû hranice, ale i regiony v sousedních ãlensk˘ch státech EU. My‰lenka vy‰‰í efektivity realizovan˘ch investic vloÏen˘ch do obnovy infrastruktury a odstranûní mnohdy limitující periferní polohy byla poãátkem vzniku projektu Komunikaãní Eurokoridor Sever Jih (ECNS). Cílem projektu se stalo vytvofiení uskupení regionÛ jako prostfiedku pro spolupráci souãasn˘ch i kandidátsk˘ch zemí v „Europrostoru“ od oblasti Baltského a Severního mofie po Jadran, ve kterém spoluvytváfiejí „Eurokoridor“ jako nejkrat‰í pfiirozenou osu centrálním prostorem Evropy propojující sever a jih kontinentu (obr. 1). Obnovení komunikace mezi regiony pfii fie‰ení spoleãn˘ch problémÛ a prioritních investic, jejichÏ dopad pfiesahuje hranice regionÛ, pozitivnû ovlivÀuje i regiony sousedící, zv˘‰uje efektivitu realizovan˘ch investic do obnovy a budování infrastruktury, odstraÀuje limitující periferní polohu nûkter˘ch území provázáním priorit regionÛ v celek a hledáním pozitivních multiplikaãních a synergick˘ch efektÛ. Cíle projektu podpofií i plánovan˘ IV. Ïelezniãní koridor procházející ze stfiedních âech pfies âeské Budûjovice smûrem na jih do Rakouska. ETON

• TEC

H NOLOG I E

Kardašova Řečice

Hluboká nad Vltavou

České Budějovice

Jindřichův Hradec

Lišov Třeboň

Slavonice Chlum u Třeboně

Borovany Trhové Sviny

Dačice

Nová Bystřice

Ledenice

Český Krumlov

Studená

Suchdol nad Lužnicí

Nové Hrady

České Velenice

P R E S TA J I Î N Í C H â E C H Cena PRESTA (název vznikl spojením slov – prestiÏní stavba) je udûlována stavbám realizovan˘m na území jihoãeského regionu. Oblastní poboãka âSSI za spolupráce s âKA, âKAIT a SPS uspofiádaly dva roãníky soutûÏe. Motivem k jejímu pofiádání je potfieba zviditelnûní úrovnû v˘stavby, jak ze strany investorÛ, tak projektantÛ a stavebních organizací. Akce ukazuje v˘voj souãasné stavafiské scény, dobré v˘sledky práce architektÛ, projektantÛ a stavebníkÛ vefiejnosti a stala se v˘znamnou propagací kvalitní v˘stavby v jiÏních âechách. Pfiehlídka PRESTA 2000-2002 se konala pod zá‰titou hejtmana Jihoãeského kraje RNDr. Jana Zahradníka a byla finanãnû podpofiena Krajsk˘m úfiadem Jihoãeského kraje. Dále uvádíme v˘bûr z ocenûn˘ch staveb minul˘ch roãníkÛ. Gymnáziu Písek – dostavba V kategorii Obãanské a prÛmyslové stavby (novostavby) porota udûlila titul PRESTA dostavbû tûlov˘chovn˘ch a uãebních prostor Gymnázia Písek (obr. 2) za slohovû ãist˘ soudob˘ architektonick˘ v˘raz v˘znamovû pfiesahující rámec regionu., za citlivé zaãlenûní tvarovû v˘razné novostavby do prostfiedí mûstského vnitrobloku, vtipnou kombinaci hmot a pfiírodních povrchÛ materiálÛ, nápadit˘ architektonick˘ Obr. 2 Dostavba gymnázia v Písku Fig. 2 Completion of the secondary school building in the town of Písek

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

Z FROM

detail a jeho kvalitní fiemeslné zpracování. Projektant: FACT v. o. s., Ing. arch. V. Krajíc, Ing. arch. L. Monhart; stavebník: Gymnázium Písek; zhotovitel: Koãí, a. s., Písek Panelové sídli‰tû Nad LuÏnicí Minulá doba opomíjela údrÏbu, dÛraz byl kladen na extenzivní rozvoj. Pfiíkladem tohoto pfiístupu jsou mnohá sídli‰tû. V roce 1995 bylo zapoãata regenerace sídli‰tû Nad LuÏnicí (obr. 3), nejvût‰ího sídli‰tû v Tábofie s hustotou osídlení aÏ 350 obyv./ha. Do sídli‰tû z betonov˘ch panelov˘ch domÛ se podafiilo vnést zeleÀ, rekonstruovat, dobudovat a obnovovat dûtská a sportovní hfii‰tû, zrekonstruovat chodníky, vybudovat parkovací dÛm, polyfunkãní peãovatelsk˘ dÛm pro star‰í obãany a mladé rodiny s dûtmi, zapoãala v˘stavba atletického areálu... Potvrdilo se, Ïe pravidelná údrÏba jednotliv˘ch ploch a obnova zdemolovan˘ch prvkÛ mûstského mobiliáfie vedou k sounáleÏitosti obãanÛ s prostorem a k omezení vandalismu [1]. Drobná architektura oÏivuje prostor

Obr. 3 Panelové sídli‰tû Nad LuÏnicí, Tábor Fig. 3 Housing estate with prefab concrete panel buildings "Nad LuÏnicí", Tábor

O celkové atmosféfie ve mûstû nerozhoduje pouze vzhled „velk˘ch“ budov a objektÛ, ale i drobná architektÛra, která doplÀuje celkov˘ dojem. V Prachaticích je vûnována patfiiãná pozornost mûstskému mobiliáfii (laviãky, pítka, informaãní sloupky...), i dal‰ím prvkÛm. Mûsto poãátkem 90. let vybudovalo pfiíjemné posezení s fontánkou Olbrama Zoubka a sochou Otto Herberta Hajeka pfiipomínající obûti totalitních reÏimÛ. Trojci umûleck˘ch dûl v tomto prostoru uzavírají nejvût‰í sluneãní hodiny ve stfiední Evropû (obr. 4). Betonové hodiny byly realizované uÏ na poãátku 70. let; v roce 2001 byly rekonstruovány a vãlenûny do nové úpravy bezprostfiedního okolí. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 4 Prvky drobné mûstské architektury, Prachatice Fig. 4 Elements of small urban architecture, Prachatice

Oprava hydrostatického jezu HuberLutz na Vltavû v Louãovicích Tzv. Nov˘ jez, unikátní vodní dílo, jiÏ jediné svého druhu v Evropû, byl postaven ve 30. letech 20. století. Jez Huber-Lutzova typu pÛvodnû vzdouval vodu do náhonu, kter˘ pfiivádûl vodu do elektrárny pod âertov˘mi proudy a v dobû plavby dfieva slouÏil i pro tento úãel. Ztratil v‰ak svÛj v˘znam po vybudování vodního díla Lipno, kdy byla ve‰kerá voda z pfiehrady vedena pfies podzemní elektrárnu a tunelem do VD Lipno II-Vy‰‰í Brod. Koryto Vltavy bylo v tomto úseku syceno pouze vodou z mezipovodí, elektrárna pod âertov˘mi proudy byla vyfiazena z provozu a jez nebyl udrÏován. Zavedením vy‰‰ího sanaãního prÛtoku vznikly podmínky pro rekonstrukci jezu (obr. 5), která byla provedena na základû

REGIONÒ REGIONS

pozÛstatkÛ pÛvodní dokumentace. Povodí Vltavy sv˘m rozhodnutím o obnovení funkãnosti tohoto díla (byla rovnûÏ osazena turbína malé vodní elektrárny s v˘konem cca 300000 kWh roãnû) vyzdvihlo jeho historick˘ a krajinotvorn˘ v˘znam. Návrh sanace vycházel z dÛkladného prÛzkumu stávajícího stavu a obecn˘ch zásad sanace betonov˘ch a Ïelezobetonov˘ch konstrukcí. Odstranûní naru‰en˘ch povrchov˘ch vrstev aÏ na zdrav˘ podklad bylo provedeno ruãnû s následn˘m oãi‰tûním konstrukce vodním paprskem s tlakem 90 MPa. Pro o‰etfiení v˘ztuÏe byly na základû posouzení zbytkov˘ch vlhkostí podkladních vrstev vybrány pouze cementové materiály. Pro konzervaci v˘ztuÏe byl navrÏen materiál, kter˘ pfii dvojnásobném nátûru vytváfií dostateãnou tlou‰Èku ochrany zamezující pfiístupu kyslíku, resp. vlhkosti nezbytné k vytvofiení elektrolytu, a vytváfií vysoce zásadité prostfiedí, které zaji‰Èuje její pasivaci. Po nanesení sanaãních malt a obnovení krycí vrstvy v˘ztuÏe/reprofilaci byly zaãi‰tûny a vyrovnány povrchové vrstvy a provedeny ochranné nátûry. Stavebník, projektant, zhotovitel: Povodí Vltavy, s. p., závod Horní Vltava â. Budûjovice. DÛm s peãovatelskou sluÏbou v âesk˘ch Budûjovicích

Obr. 5 Nov˘ jez na Vltavû v Louãovicích Fig. 5 New weir on the Vltava River in Louãovice

• KONSTR

THE

Obr. 6 DÛm s peãovatelskou sluÏbou, âeské Budûjovice Fig. 6 Community care service house, âeské Budûjovice

Nov˘ dÛm s peãovatelskou sluÏbou byl realizován na základû vítûzného návrhu z roku 1997 na roz‰ífiení stávajícího objektu z osmdesát˘ch let. V nesourodém sídli‰tním prostfiedí z ‰edesát˘ch aÏ devadeU KC E

• SANAC

E

6/2003

29

Z

REGIONÒ FROM THE REGIONS

sát˘ch let pÛsobí ãtyfipodlaÏní budova na pÛdorysu polygonální elipsy jako solitér. kter˘ svou hmotou formuje prostor pfiilehlé ulice. Na v˘chodní stranû vzniká mezi stávajícím a nov˘m peãovatelsk˘m domem parkov˘ prostor s mÛstkem spojujícím oba objekty s kaplí. Konstrukãní systém je kombinovan˘ – stûnov˘ se Ïelezobetonov˘mi sloupy, stropy tvofií filigránové Ïelezobetonové desky. Stûny kaple tvofií pfiiznan˘ Ïelezobetonov˘ monolit. ZaloÏení objektu je na pilotách. Obvodov˘ plá‰È je vyzdívan˘ s tepelnou izolací a obkladem z cementovláknit˘ch desek (obr. 6). Prostory spoleãn˘ch teras a hlavního vstupu jsou obloÏeny dfievem. Autofii: ABM architekti, Praha; investor: Mûsto âeské Budûjovice; dodavatel: âeskobudûjovické pozemní stavby, s. r. o. Bytov˘ dÛm se startovními byty v Tfieboni

Obr. 7 Bytov˘ dÛm, TfieboÀ Fig. 7 Block of flats, TfieboÀ

Startovní byty jsou urãeny pro specifické potfieby sociální skupiny mlad˘ch rodin s mal˘mi dûtmi. Drobné mûfiítko malého mûsta, okolních staveb a jejich ãlenûní urãuje ráz nového objektu, kter˘ svou

hmotou vytváfií plynul˘ pfiechod mezi men‰í pÛvodní zástavbou a nov˘mi bytov˘mi jednotkami. Pro zachování daného mûfiítka jsou fasády domu rozãlenûny drobn˘mi prvky (fiímsy, nadokenní konzoly, balkony, pavlaãe atd.) pfieváÏnû z pohledového betonu. I ve vnitfiních spoleãn˘ch komunikaãních prostorách (chodbách a schodi‰tích) je ãasto pouÏit pohledov˘ beton (obr. 7). Autofii: S.H.S. Architekti, Praha; investor: Mûsto TfieboÀ; dodavatel: Stavcent, a. s., JindfiichÛv Hradec REZERVNÍ P¤ÍVOD Z NÁDRÎE ¤ Í M O V N A Ú P R AV N U V O DY P L AV Dne 14. listopadu 2003 probûhlo slavnostní zakonãení projektu Jihoãeského vodárenského svazu Rezervní pfiívod z nádrÏe ¤ímov na úpravnu vody Plav. Projekt v celkové hodnotû 37 010 894 Kã z 85 % (31 459 260 Kã) financovala Evropská unie z programu ISPA. Dodavatelem stavby byl HOCHTIEF VSB, a. s., implementaãní agenturou byl Státní fond Ïivotního prostfiedí [3] (obr. 9). Vodárenská nádrÏ ¤ímov na fiece Mal‰i s úpravnou vody Plav zaji‰Èuje dodávky vody pro rozsáhlou oblast JiÏních âech s témûfi 400 000 obyvateli. Pfii povodni v srpnu roku 2002 do‰lo pfii vypou‰tûní nadkritického mnoÏství vody z pfiehrady [2] k po‰kození bfiehu fieky Mal‰e (obr. 8) a také potrubí, které pfiivádí surovou vodu do 8,3 km vzdálené úpravny vody Plav. Voda poniãila i most pfies fieku Mal‰i, po kterém je potrubí vrchem pfievádûno pfies vodní tok. RovnûÏ toto potrubí DN 1400 bylo po‰kozeno a jeho uloÏení bylo ze statického hlediska riskantní. Projekt odstranil nejkritiãtûj‰í ãlánek v zásobování vodou pfiiloÏením rezervního potrubí o profilu DN 1000 mm k po‰kozenému v délce 870 m. Rezervní potrubí bylo uloÏeno v zabezpeãeném terénu cca 10 m od bfiehu fieky. Pro dvû potrubí DN 1000 mm byl proveden nov˘ pfiechod fieky Mal‰e dlouh˘ cca 300 m se shybkami délky cca 50 m. Tím byl odstranûn rizikov˘ pfiechod mostu. V˘stavba rezervního pfiívodu nezajistila jen obnovu poniãeného pfiívodního fiadu a odstranûní následkÛ povodní, ale nov˘ projekt znamená pfiedev‰ím lep‰í zabezpeãení vodárenské soustavy jiÏních âech Obr. 9 Slavnostní ukonãení stavby Fig. 9 Festive completion of the building project

30

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 8 Po‰kozen˘ pfiívod do úpravny vody Plav Fig. 8 Damaged inlet in the water treatment plant, Plav Literatura: [1] Regenerace prostoru – JiÏní âechy, ABF 2002 [2] Kuãera R., BroÏa V.: Úãinky mimofiádné povodnû v srpnu 2002 na vodní díla v povodí Vltavy, Beton TKS 1/2003, str. 10-13 [3] Tisková zpráva Hochtief, a. s.

a její pfiípravu na krizové situace. Obyvatelé kraje se nebudou muset obávat pfieru‰ení dodávek vody i v takov˘ch situacích, jakou byla loÀská srpnová povodeÀ. Z témûfi miliardov˘ch ‰kod, které loÀské záplavy zpÛsobily na mostech a komunikacích v majetku Jihoãeského kraje, se dosud podafiilo odstranit zhruba tfietinu. Loni kraj do bezprostfiedních opatfiení investoval na sto miliónÛ korun. Letos byly zahájeny práce na 21 ze 34 strÏen˘ch mostÛ, devût z nich bude je‰tû letos dokonãeno. Zámûrem zÛstává odstranit v‰echny povodÀové ‰kody (na mostech a komunikacích) do roku 2005.

• KONSTR

pfiipravila redakce

U KC E

• SANAC

E

6/2003

VùDA SCIENCE

AND

PROF. ING. VLADIMÍR K¤ÍSTEK, DRSC. – 65 Profesor Vladimír Kfiístek, DrSc., v˘znamn˘ a svûtovû znám˘ odborník betonového stavitelství a stavební mechaniky se letos na podzim doÏil 65 let. Narodil se v polovinû fiíjna roku 1938 v Praze. Jeho odborná kariéra zaãala studiem na PrÛmyslové ‰kole stavební v Praze. Stavební fakultu âVUT absolvoval s ãerven˘m diplomem v roce 1962. Bûhem studia na âVUT se vûnoval vûdecké práci, publikoval v odborn˘ch ãasopisech a svÛj talent projevoval jiÏ na studentsk˘ch vûdeck˘ch konferencích. V této dobû téÏ vznikla jím vytvofiená a dosud pouÏívaná relaxaãní metoda fie‰ení vlivu dotvarování a smr‰Èování betonu na konstrukcích mûnících statick˘ systém bûhem v˘stavby (metoda byla napfi. pokladem pro program TM18). Ve tfiiceti letech, kdy mûl jiÏ vydánu jednu knihu a fiadu publikací v ãesk˘ch i zahraniãních odborn˘ch ãasopisech, se Vladimír Kfiístek habilitoval a byl jmenován docentem. Vysokého ocenûní jeho práce se mu dostalo vyzváním k pfiednesení jedné z hlavních pfiedná‰ek na VI. celosvûtovém kongresu FIP v roce 1970. Zafiadil se tak mezi svûtové prominentní osobnosti v oboru betonov˘ch konstrukcí. Toto vystoupení a mnoho dal‰ích publikací, zejména z oblasti tenkostûnn˘ch konstrukcí, mu vyneslo fiadu pozvání na v˘znamné zahraniãní university. Na praÏské technice úspû‰nû obhájil, ve vûku 36 let, doktorskou disertaãní práci na téma „Teorie v˘poãtu komÛrkov˘ch nosníkÛ“ a získal vûdeckou hodnost doktora vûd. V 39 letech byl jmenován vedoucím vûdeck˘m pracovníkem a v roce 1987 byl jmenován profesorem na âVUT. Za vynikající vûdecké v˘sledky v oblasti teoretické anal˘zy komorov˘ch mostÛ a v oblasti dotvarování betonu získal, aãkoli byl vÏdy nestraník, dvakrát státní cenu. Souãasnû s vûdeckov˘zkumnou ãinností se vûnoval pedagogické práci a byl ‰kolitelem mnoha aspirantÛ a doktorandÛ. Po zmûnû politick˘ch pomûrÛ v roce 1989 byl zvolen vedoucím katedry betonov˘ch konstrukcí a mostÛ – tuto funkci zastává do souãasnosti. Zanedlouho po té se stal také prodûkanem pro vûdu a v˘zkum. Je dlouhodob˘m ãlenem vûdecké rady fakulty a pÛsobil téÏ jako ãlen vûdecké rady âVUT. Více neÏ deset let stál v ãele komise pro obhajoby doktorsk˘ch disertaãních prací v oboru Teorie a konstrukce inÏen˘rsk˘ch staveb. Nyní je pfiedsedou Oborové rady doktorského studia na Stavební fakultû âVUT. Profesoru Kfiístkovi se dostalo fiady uznání a poct – dvakrát byl vyznamenán Medailí Ministerstva ‰kolství mládeÏe a tûlov˘chovy. V roce 1993, po zaloÏení Grantové agentury âeské republiky, byl jmenován prvním pfiedsedou Oborové komise technick˘ch vûd a tuto funkci vykonával dva roky. Od té doby zastával v Grantové agentufie fiadu v˘znamn˘ch funkcí. âtyfii roky byl ãlenem Akreditaãní komise jmenované vládou âR. Je autorizovan˘m inÏen˘rem pro obor Mosty a inÏen˘rské konstrukce a od roku 2002 viceprezidentem âeského svazu stavebních inÏen˘rÛ. Je ãlenem nûkolika mezinárodních vûdeck˘ch spoleãností – napfi. senior member RILEM. Je zakládajícím ãlenem InÏen˘rské akademie âeské republiky a pfiedsedou její sekce pro stavebnictví a architekturu. V roce 1991 byla zaloÏena spoleãnost Kfiístek, Trãka a spol., s. r. o., zamûfiená na projektování staveb. ¤ada v˘znamn˘ch projektÛ byla realizována zejména v Praze. Hlavní zásluhy profesora Kfiístka jsou v‰ak v oblasti jeho odborné B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

A V¯ZKUM RESEARCH

LET

ãinnosti. Svûtové uznání si získal v nûkolika oborech, kde mûl pfiíleÏitost ovlivnit navrhování konstrukcí ve smyslu zv˘‰ení jejich spolehlivosti. Rozpracoval problematiku tenkostûnn˘ch konstrukcí, zejména komorov˘ch nosníkÛ – teorie kroucení komorov˘ch nosníkÛ s promûnn˘m deformovateln˘m prÛfiezem a rozsáhlé rozpracování teorie lomenic. Zejména tento v˘poãetní a návrhov˘ postup doznal velmi ‰irokého praktického uplatnûní a v sedmdesát˘ch létech témûfi nebylo mostu, pro jehoÏ v˘poãet by teorie lomenic nebyla pouÏita. Oblast dotvarování a smr‰Èování betonu byla zejména v dobû poãátku rozvoje v˘poãetní techniky velmi obtíÏnû fie‰itelná. Vladimír Kfiístek se zamûfiil zejména na anal˘zu konstrukcí mûnících statick˘ systém bûhem v˘stavby. Do této oblasti náleÏí jím navrÏená relaxaãní metoda a z poslední doby studie diferenãního smr‰Èování a dotvarování. Mezi dal‰í obory, kde dosáhl svûtové úrovnû patfií problematika ochabnutí smykem v mostních konstrukcích, problematika ãasového nárÛstu prÛhybÛ komorov˘ch mostÛ z pfiedpjatého betonu, stabilitní problémy fie‰ené v dlouhodobé spolupráci s ÚTAM AV âR (Prof. Ing. M. ·kaloud, DrSc.), dále stabilita ‰tíhl˘ch pilífiÛ nebo pÛsobení spfiaÏen˘ch konstrukcí. Bûhem své aktivní ãinnosti napsal profesor Kfiístek dvanáct knih a více neÏ ãtyfii sta odborn˘ch ãlánkÛ, z nichÏ znaãná ãást byla uvefiejnûna v zahraniãních prestiÏních ãasopisech. Byl zván k pfiedná‰kám na v˘znaãné zahraniãní university, kde byl ãinn˘ i pedagogicky. Za své pfiínosy v oblasti betonu a betonov˘ch konstrukcí byl jmenován ãestn˘m ãlenem âeské betonáfiské spoleãnosti. Bûhem svého dlouholetého pÛsobení na Stavební fakultû âVUT vychoval fiadu aspirantÛ a doktorandÛ. VÏdy na‰el ãas na spolupráci s mlad‰ími kolegy, ktefií ãasto vyuÏívají jeho ochoty k odborn˘m diskusím i v dobû, kdy jiÏ dávno ukonãili své disertaãní práce. Pro profesora Kfiístka je typick˘ velmi pfiátelsk˘ vztah k lidem, ktefií se snaÏí vykonat kus dobré práce a pfiispût tak k rozvoji spoleãného díla. V takov˘ch pfiípadech je vÏdy pfiipraven pomoci radou, spoluprací nebo zprostfiedkováním pomoci tak, aby byla vûc efektivnû vyfie‰ena. Po celou dobu svého pÛsobení na Stavební fakultû se profesor Kfiístek zab˘val téÏ fie‰ením problémÛ inÏen˘rské praxe, zejména v oblasti mostních konstrukcí. Formou konzultací, expertiz a posudkÛ fie‰il závaÏné praktické problémy, kde se vÏdy snaÏil nalézt fie‰ení, které by bylo technicky optimální, proveditelné a ekonomické. Velmi úzce úspû‰nû spolupracuje s fiadou v˘znamn˘ch, zvlá‰tû mostních, inÏen˘rÛ. Profesor Kfiístek se bûhem svého pÛsobení na Stavební fakultû âVUT stal jedním z nejuznávanûj‰ích odborníkÛ na poli vûdeckém, inÏen˘rském i na poli pedagogickém. Jeho zdrav˘ inÏen˘rsk˘ názor mu umoÏÀuje velkorys˘ pohled na souãasné problémy technického, vûdeckého i pedagogického v˘voje na vysok˘ch ‰kolách. Pfiejeme mu do dal‰ích let mnoho zdraví a spokojenosti, aby se mu dafiilo pracovat na zajímav˘ch projektech a aby mu je‰tû dlouho vydrÏel jeho pfiátelsk˘ pfiístup zejména k aktivním inÏen˘rÛm, studentÛm i doktorandÛm.

• SANAC

Jan L. Vítek

E

6/2003

31

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

CEMENTOVÉ PASTY A MODEL CEMHYD3D HYDR ATION OF C E M E NT PASTE AN D MODE L C E M HYD3D

HYDRATACE

VÍT ·MILAUER, ZDENùK BITTNAR Celulární automata v kombinaci se základními chemick˘mi rovnicemi jsou základem 3D modelu hydratace portlandského cementu. Mikrostruktura cementové pasty zahrnuje zmûny bûhem tvrdnutí. Chování modelu je demonstrováno na praktick˘ch pfiíkladech. Cellular automata in combination with basic chemical reactions are the background of 3D portland cement hydration model. Microstructure of cement paste is transformed during hardening. Model performance is demonstrated on practical examples. Hydratace cementové pasty je proces reakce s vodou, ve kterém se uplatÀují

chemické, fyzikální i mechanické jevy. Pokud by se uvaÏovala vût‰ina znám˘ch mechanismÛ, vlastní model by se stal sloÏit˘m s mnoha neznám˘mi parametry. Navíc modelování hydratace, které by zachytilo chování látek od nanoúrovnû aÏ po velikost kameniva je daleko za moÏnostmi dne‰ních poãítaãÛ. Lze buì zanedbat minoritní pochody, které jsou za urãit˘ch podmínek stálé, nebo pouÏít model na jedné úrovni, kter˘ explicitnû uvaÏuje zmûny na úrovni niωí. Modely známé z historie spadají do dvou kategorií: teorie ochranné obálky rozli‰ující morfologické formy C-S-H a teorie opoÏdûné nukleace vycházející z osmotick˘ch tlakÛ. PouÏití modelÛ je omezeno právû uvaÏovan˘mi pfiedpoklady. Mnoho autorÛ soudí, Ïe pro modelování

hydratace jsou klíãové 4 faktory: zastoupení slínkov˘ch minerálÛ v cementu, kfiivka zrnitosti cementu, vodní souãinitel (wcr) a teplota. Vlhkost prostfiedí, pfiísady a alkálie rovnûÏ zasahují do procesu hydratace. Bûhem posledních ãtrnácti let byl vyvíjen model CEMHYD3D pro prostorovou simulaci hydratace cementov˘ch materiálÛ v NIST [4]. Na poãátku byla zkoumána suspenze C3S ve vodním roztoku a porovnávána s 2D digitálními obrazy získan˘ch simulací. Vznikl pfiedpoklad, Ïe produkty hydratace vznikají na kontaktu cementu s vodou, difundují a nukleují v pórech roztoku. Rozpou‰tûní, transport a chemické reakce probíhají na souboru dostateãnû mal˘ch objemov˘ch jednotek. Tím jsou zde voxely (volume elements) pfiedstavující chemickou látku homogenizovanou na úroveÀ 1 µm3. Model je postaven na 4 fázích: slínkové minerály, C-S-H gel, hydroxid vápenat˘ a porozita. Dal‰í fáze v modelu nehrají bûhem hydratace podstatnou roli. V‰echny jevy fiídí celulární automata, coÏ jsou obecnû algoritmy, které operují na diskrétním prostoru a ãase. Zkoumáním hydratace dal‰ích slínkov˘ch minerálÛ byl model roz‰ífien aÏ na úroveÀ portlandsk˘ch a smûsn˘ch cementÛ, dále byl doplnûn o rovinu kameniva pfiedstavující kontaktní zónu na styku s cementovou pastou. Pro reálné aplikace se pfiedpokládá, Ïe písek a kamenivo v betonu ovlivÀují pouze pevnost, nikoli kinetiku hydratace a tvrdnutí závisí na hydrataci samotné cementové pasty. Základní schéma modelu je na obr. 1. Vstupem je rekonstruovaná prostorová mikrostruktura cementové pasty (obr. 7), na které celulární automata fiídí konverzi chemick˘ch látek. Nad úrovní 1 µm lze zkoumat jevy dané prostorov˘m stavem mikrostruktury a jejím vznikem: stupeÀ hydratace, uvolnûné hydrataãní teplo, difuzivitu, perkolaci atd. Prostfiedí bûhem o‰etfiování cementové pasty je uvaÏováno vodounasycené nebo uzavfiené. Ztrátu Obr. 1 Schéma modelu CEMHYD3D Fig. 1 CEMHYD3D flowing chart Obr. 2 Chemické reakce a nukleace Fig. 2 Chemical reaction and nucleation

32

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

VùDA SCIENCE

vody do okolního prostfiedí lze definovat explicitnû. VYTVO¤ENÍ

P O â ÁT E â N Í

M I KROSTR U KTU RY

Poãáteãní mikrostruktura ovlivÀuje zásadním zpÛsobem v˘sledky modelu a pro zachycení transportních procesÛ musí b˘t trojrozmûrná. Prostorov˘ obraz mikrostruktury je extrapolací dvojrozmûrn˘ch snímkÛ získan˘ch na fiezech cementÛ. Elektronov˘m mikroskopem SEM lze získat velikost a rozmístûní zrnek cementu na fiezu, pfiibliÏnû se takto dá urãit i kfiivka zrnitosti cementov˘ch zrn. Stejn˘ fiez je také analyzován roentgenem a digitalizací obrazu se urãí rozloÏení nejménû 4 základních fází cementu: C2S, C3S, C3A a C4AF. Pfiekrytím obou obrazÛ dojde k rekonstrukci fiezu vãetnû fází. Pro zji‰tûní pravdûpodobnosti vzdálenosti v˘skytu fází je obraz kvantifikován pomocí autokorelaãní funkce. Pfii rekonstrukci obrazu se místo opravdov˘ch tvarÛ zrnek zjednodu‰enû uvaÏují digitální koule s distribucí dle kfiivky zrnitosti cementu. Trojrozmûrn˘ obraz se vytvofií pfiekrytím monofázového obrazu koulí a autokorelaãní funkce. Na vût‰ích zrnkách cementu lze vidût slinutí fází. Do poãáteãního obrazu lze dále vloÏit 3 formy hydrátÛ sádrovce, siliku, inertní materiál nebo rovinu kameniva. Pfiedpokládá se, Ïe na poãátku je porozita mezi pevn˘mi fázemi vyplnûna vodou. Mnohé studie ukazují vliv shluknutí ãástic cementu na zpomalen˘ prÛbûh hydratace a vysvûtlují tak fyzikálnû úãinek plastifikátorÛ. C E L U L Á R N Í A U T O M ATA Celulární automata jsou obecnû algoritmy, které operují na diskrétním prostoru a ãase. Zde v kombinaci s pravdûpodobností urãují pravidla rozpou‰tûní, nukleace, difúze a pohybu voxelÛ. Voxely representují celkem 38 chemick˘ch látek, které se vyskytují bûhem hydratace. Celulární automata splÀují implementované chemické reakce cementu (obr. 2). S v˘hodou se dají pouÏít na modelování komplexních dûjÛ, kde podmínky jsou dle Coveneye a Highfielda [1] dvû: nevratnost ãasové osy a nelineární chování. V pfiípadû cementu je to napfiíklad nevratnost hydratace, uvolÀování tepla nebo vliv teploty. Pfiedpokládá se, Ïe komplexita je zpÛsobená jednoduchostí na niωí úrovni, makroskopická neuspofiádanost hydrata-

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

ce má pfiíãinu v jednoduchém chování na mikroúrovni. Na poãátku hydratace jsou zv˘raznûny v‰echny voxely, které jsou v kontaktu s porozitou naplnûnou vodou. Tyto voxely mohou b˘t s urãitou pravdûpodobností rozpu‰tûny, nebo jsou nerozpustné, napfi. ettringit se zaãne rozpou‰tût aÏ po vymizení voln˘ch síranÛ (obr. 3). Pravdûpodobnost rozpou‰tûní slínkov˘ch minerálÛ je dle teorie ochranné obálky funkcí mnoÏství C-S-H gelÛ. Parametry tûchto funkcí byly získány studiem hydratací ãist˘ch slínkov˘ch minerálÛ a v ‰irokém rozmezí cementÛ se ukazují b˘t konstantami. Slínové minerály, které se rozpustí, se mohou v kaÏdém ãasovém cyklu náhodnû pohybovat ve vodním prostfiedí o jeden krok – 1 µm. Dle okolních voxelÛ a pravdûpodobnosti nukleace mohou reagovat s vodou, nebo cestovat jako rozpu‰tûná látka ve vodû a reagovat s dal‰ími látkami (obr. 2 a 3). Pfii pfiemûnû voxelÛ je zachovávana stochiometrie implementovan˘ch reakcí, mÛÏe vzniknou jeden ãi více rozpu‰tûn˘ch voxelÛ, které mohou dále nukleovat. S velmi malou pravdûpodobností je umoÏnûn i transport C-S-H gelÛ. Pro mapování cyklÛ na ãas se ukázala vhodná parabolická závislost dle teorie Knudsena [3], která dobfie popisuje difúzní procesy v pozdûj‰ím stadiu hydratace. STUPE≈

H Y D R ATA C E A P E V N O S T

M AT E R I Á L U

StupeÀ hydratace α je dle definice pomûr zreagovaného cementu k poãáteãnímu. Se stupnûm hydratace souvisí dal‰í makroskopické hodnoty jako pevnost materiálu, mnoÏství uvolnûného tepla, obsah hydroxidu vápenatého nebo mnoÏství C-S-H gelu. Pro pfiedpovûì pevnosti v závislosti na stupni hydratace existuje nûkolik témûfi lineárních vztahÛ (Powers, Fagerlund, Nielsen). Fagerlund [2] vychází z teorie, Ïe pevnost materiálu je nepfiímo úmûrná porozitû, tzn. úmûrná stupni hydratace. Pro cementové pasty uvádí empirick˘ vztah kritického stupnû hydratace, kterému odpovídá nulová pevnost:

αCR = 0,4 wcr + 0,06 .

kde fmax je pevnost materiálu pfii kompletní hydrataci a závisí na vnûj‰ích podmínkách. Cementové pasty s nízk˘m vodním souãinitelem nikdy celé nezhydratují, protoÏe je omezen prostor pro tvorbu produktÛ. Obsahují rezervu ve formû nezhydratovaného materiálu, kter˘ se mÛÏe pfii pfiístupu vody opût úãastnit hydratace. Pro maximální stupeÀ hydratace pfii dostatku vody lze pouÏít empirick˘ vztah s omezením:

α max =

• KONSTR

U KC E

• SANAC

(3)

Tab. 1 Hodnoty experimentu a simulace Tab. 1 Model and experimental values

(2)

E

w CR ≤1. 0 , 36

VLIV VODNÍHO SOUâINITELE Pro simulaci vlivu vodního souãinitele byl vybrán CEM I 42,5 R Prachovice [6]. Pro zaji‰tûní zpracovatelnosti byl k cementov˘m pastám o vodních souãinitelích 0,2 aÏ 0,5 pfiidán superplastifikátor 0,4 % hm. Pfii o‰etfiování mûly krychle o hranû 20 mm dostatek vlhkosti, teplota okolí byla 20 °C. Na krychlích byla mûfiena pevnost v tlaku po 24 hodinách a 28 dnech. Pro poãítaãovou simulaci byla pouÏita jako vzorek cementové pasty reprezentativní krychle o hranû 50 µm. Autokorelaãní funkce a ostatní neznámé hodnoty cementu byly pfievzaty z podobného ce-

(1)

α − α CR 1 − α CR ,

A V¯ZKUM RESEARCH

Obr. 3 Celulární automata Fig. 3 Cellular automata

Pevnost materiálu f se pfiedpokládá lineárnû závislá na stupni hydratace α: f = fmax

AND

6/2003

wcr f24 h [MPa] f28 dní [MPa] αCR (1) αCR αmax (3) α24 h α28 dní

0,20 46,5 100 0,14 0,144 0,55 0,30 0,48

0,30 24,5 77 0,18 0,186 0,83 0,34 0,67

0,50 4,5 38 0,26 0,263 1,00 0,33 0,83

33

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

voda plyn C 3S C 2S C 3A C 4AF sádrovec silika

CH C-S-H (silika) C-S-H C 3AH 6 ettringit monosulfát FH 3

Obr. 6 Legenda barev Fig. 6 Legend of colors Obr. 4 StupeÀ hydratace Fig. 4 Degree of hydration

svému velkému povrchu odpovûdná právû za nárÛst poãáteãních pevností. Po pfiibliÏnû 20 hodinách se projeví úãinek omezeného prostoru pro tvorbu produktÛ a hydratace je nejvíce zpomalena právû u pasty 0,2. StupeÀ hydratace je u pasty 0,5 dále nejvy‰‰í, ale velká vzdálenost ãástic cementu zpÛsobuje její malou pevnost. Na obr. 6 je legenda pouÏit˘ch barev pro chemické fáze, obr. 7 ukazuje pohled na poãáteãní mikrostrukturu pasty 0,2. Horní povrch krychle past 0,2 a 0,5 po 24 hodinách hydratace je na obr. 8 a 9. Porovnáním tûchto mikrostruktur je zfiejmá rozdílná pevnost past, která je dÛsledkem rÛzné pórovitosti.

Obr. 5 Nárust pevnosti Fig. 5 Strenght evolution

mentu z databáze NIST [4], kfiivka zrnitosti byla odhadnuta z mûrného povrchu. Propojením namûfien˘ch pevností a simulace byl extrapolací získán kritick˘ stupeÀ hydratace αCR, kter˘ dobfie souhlasí s empirick˘m vztahem (1), tab. 1. Podobnû stupeÀ hydratace po 28 dnech se asymptoticky blíÏí k hodnotû αmax z rovnice (3). StupeÀ hydratace a nárÛst pevnosti v závislosti na ãase je na obr. 4 a 5. Pasta 0,2 obsahuje nejvíce mal˘ch zrnek cementu a to se projeví vy‰‰ím stupnûm hydratace na poãátku. Malá zrnka cementu jsou díky Obr. 8 wcr = 0,2, 24 h, α = 0,3 Obr. 9 wcr = 0,5, 24 h, α = 0,33

Obr. 7 Poãáteãní mikrostruktura 50 x 50 x 50 µm, wcr = 0,2 Fig. 7 Initial microstructure

ÚâINEK SILIKY Pro vysokohodnotné betony se kromû superplastifikátoru pouÏívá silika. Její reakce je v modelu implementována jako reakce s hydroxidem vápenat˘m, kdy vzniká C-S-H gel, ov‰em jiné stochiometrie neÏ pfii hydrataci slínkov˘ch minerálÛ. Silika je do poãáteãní mikrostruktury pfiidána jako 1 µm3 voxely, tzn. má okamÏitou pfiipravenost k reakci. Vliv na stupeÀ hydratace je mal˘, protoÏe ovlivnûny jsou aÏ druhotnû reakce hydroxidu vápenatého, kter˘ vzniká hydratací silikátové fáze. Zatímco úãinek siliky v cementov˘ch pastách má mal˘ efekt na pevnost, v cementov˘ch maltách a betonu v˘znamnû pfiispívá ke zlep‰ení kompaktnosti pfii rozhraní kameniva. Pfiíãinou je omezení zv˘‰ené porozity cementov˘ch zrn u styku s kamenivem a umoÏnûní reakcí na pfiilehl˘ch stranách ke kamenivu. Porovnání probûhlo na dvou cementov˘ch pastách ze stejného cementu CEM I [6] s rovinou kameniva ve vodounasyceném prostfiedí pfii 20 °C. První pasta má wcr = 0,3, druhá pasta má zámûnu 5 % hm. za siliku, wcr = 0,32. Pasta 0,32 bude hydratovat pomaleji, protoÏe se vytvofií více C-S-H gelu ze siliky. Na obr. 10 a 11 je stav mikrostruktury po 48 hodinách hydratace, obsah hydroxidu vápenatého je o polovinu vy‰‰í v pastû bez siliky a tento pomûr se dále v ãase v˘raznû nemûní. Po 2 dnech chemicky zreagovala dle simulace necelá polovina obsahu siliky.

Obr. 10 wcr = 0,30, 48 h, α = 0,44 Obr. 11 Silika 5 %, wcr = 0,32, 48 h, α = 0,42

34

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

VùDA SCIENCE

U V O L N ù N É T E P LO A P E R K O L AC E Teplota bûhem hydratace mÛÏe mít zcela libovoln˘ prÛbûh, extrémy jsou izotermální a adiabatick˘ prÛbûh. Lze zjistit, kolik reakãního tepla je uvolnûno v kaÏdém ãasovém kroku a o kolik se betonová smûs zahfieje. Úãinek teploty na stupeÀ hydratace je patrn˘ zejména na poãátku, kdy hydrataãní pochody mají nejvût‰í kinetiku reakce. Pro pozdûj‰í období, kdy zaãíná rozhodovat voln˘ prostor pro hydrataãní produkty pfiechází reakce na difúzní procesy. Teplota T dále ovlivÀuje stochiometrii C-S-H gelÛ, kde s rostoucí teplotou klesá jejich molární objem, je tak zohlednûna zmûna na niωí úrovni neÏ 1 µm. Pro zmûnu kinetiky v‰ech reakcí vzhledem k referenãní teplotû Tref = 298,1 K je pouÏita Arrheniova rovnice ve tvaru:  E  1 1  krate = exp− a  −   R  T Tref  

(4)

Minerál C3S C2S C3A C4AF sádrovec Tab. 2 SloÏení cementu Tab. 2 Cement composition

12. První v˘znamné teplo je uvolnûno bûhem nûkolika minut ihned pfii rozpou‰tûní cementu, dal‰í po indukãní periodû. Kalorimetrie slouÏila pro pfiesnûj‰í nastavení délky indukãní periody, která ãinila 3,5 h. Bez této kalibrace vzniká v modelu posun periody u mlad˘ch past, vliv této chyby se ov‰em v prÛbûhu tvrdnutí zmen‰uje. V poãáteãní mikrostruktufie jsou pevné fáze oddûleny porozitou s vodou a reprezentativní krychle není spojena pevn˘mi fázemi z jedné strany na protûj‰í. Pfii hydrataci dojde v urãitém okamÏiku k propojení pevn˘ch fází ve 3 smûrech a tato zmûna topologie je oznaãena jako perkolaãní práh. Perkolace, neboli propojenost, má vliv na transport látek a na reologické vlastnosti, poãátek tuhnutí nastává obecnû pfii zformování skeletu v rozmezí stupnû hydratace 0,02 aÏ 0,08. Po kalibraci modelu s uváÏením indukãní periody je prÛbûh perkolace a Vicatovy zkou‰ky relativnû na obr. 13. Poãátek tuhnutí nastává pfiibliÏnû pfii 50 % perkolace, stupeÀ hydratace je v tomto okamÏiku 0,028. Po 10 hodinách hydratace jsou jiÏ témûfi v‰echny hydrataãní produkty vzájemnû propojeny. Z ÁV ù R Na nûkolika pfiíkladech bylo demonstrováno pouÏití modelu hydratace cementové

Literatura: [1] Coveney P., Highfield R.: Mezi chaosem a fiádem. Mladá fronta, Praha 2003. [2] Fagerlund G.: Relations between the strength and degree of hydration on porosity of cement paste, cement mortar and concrete, Seminar on hydration of cement, Kopenhagen, 1987 [3] Knudsen T.: The dispersion model for hydration of portland cement I. general concept. Cement and Concrete Research 14, 1984

[4] NIST, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA, http: //ciks.cbt.nist.gov/ [5] Princigallo A. et al.: Early development of properties in a cement paste: A numerical and experimental study. Cement and Concrete Research, July 2003 [6] Slameãka T., ·kvára F.: The effect of water ratio on microstructure and composition of the hydration products of portland cement pastes. Ceramics-Silikáty 46 (4) 152–158, 2002

ETON

• TEC

H NOLOG I E

A V¯ZKUM RESEARCH

Obj. % 58,5 19 9,1 8,3 5,1

Aktivaãní energie Ea se pro CEM I pohybuje okolo hodnoty 40 kJ/mol, R = 8,3144 Jmol–1K–1. Portlandsk˘ cement CEMI 52,5 R [5] s mûrn˘m povrchem Blaine 530 m2/kg byl pouÏit pro v˘poãet uvolÀování hydrataãního tepla. Slínkové minerály cementu dle v˘poãtu Bogua a po pfievedení na objemové zastoupení jsou v tab. 2. K pastû s vodním souãinitelem 0,37 byl pfiidán plastifikátor a dále silika 5 % hm. cementu. Uvolnûné teplo bylo mûfieno izotermální kalorimetrií pfii 20 °C, ze sloÏení cementu bylo spoãteno potenciální uvolnûné teplo pfii celkové hydrataci Qpot = 535 J/g. Uvolnûné teplo vztaÏené na g cementu, které bylo mûfieno kalorimetrem, dobfie odpovídá vypoãtenému teplu, obr.

B

AND

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 12 Izotermální kalorimetrie Fig. 12 Isothermal calorimetry

Obr. 13 Vicatova zkou‰ka Fig. 13 Vicat penetration test

pasty v praxi. Mezi pfiednosti patfií komplexní modelování hydrataãních dûjÛ pfii zachování jednoduchosti a malém mnoÏství neznám˘ch parametrÛ. Zdrojov˘ kód je pro nekomerãní úãely volnû k dispozici [4]. CEMHYD3D je základem virtuální cementové a betonové laboratofie dostupné na adrese http://ciks.cbt.nist.gov/vcctl. V˘zkum byl ãásteãnû podporován M·MT v rámci v˘zkumného zámûru MSM 210000003 a GAâR v rámci projektu 106/02/1321.

6/2003

Ing. Vít ·milauer FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 355 417 e-mail: [email protected] Prof. Ing. Zdenûk Bittnar, DrSc. FSv âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.:224 353 869, fax: 224 310 775 e-mail: [email protected]

35

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

STATIKA

MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ A TEORIE STÁRNUTÍ ST R U C T U R A L A N A LY S I S O F B R I D G E S A N D R AT E - O F CREEP THEORY J A R O S L AV N AV R ÁT I L Pfiíspûvek pfiipomíná nûkteré problematické vlastnosti modelÛ stárnutí, smr‰Èování a dotvarování betonu podle âSN 73 6207, které jsou doposud pouÏívány v kaÏdodenní praxi. Some questionable features of the models for ageing, shrinkage, and creep of concrete according to âSN 73 6207 are reminded in the paper. The models are still used in everyday practice. Moderní stavební konstrukce ãasto prochází bûhem v˘stavby rÛzn˘mi statick˘mi systémy, jsou tvofieny kombinací hybridních systémÛ z oceli, prefabrikovaného a monolitického betonu, pfiiãemÏ hlavní nosné prvky jsou pouÏívány jako podpÛrn˘ systém pro pozdûji budované ãásti prÛfiezu ãi konstrukce. Proto je velmi dÛleÏité pouÏít pro statickou anal˘zu konstrukce správné hodnoty modulu pruÏnosti, stárnutí betonu, jeho dotvarování a smr‰Èování [6], [11]. Jak dokazuje fiada pfiíkladÛ z praxe, podcenûní tûchto charakteristik vede k nadmûrn˘m prÛhybÛm kon-

strukce v montáÏních i provozních stavech, poruchám dilataãních spár a redistribuci napûtí v prÛfiezu i konstrukci. V rámci své pedagogické i znalecké ãinnosti i jako pracovník zodpovûdn˘ za v˘voj software pro anal˘zu betonov˘ch konstrukcí firmy SCIA se v‰ak ãasto setkávám s kolegy, ktefií vûdomû ãi nevûdomû ignorují tyto skuteãnosti. âást z nich pouÏívá dávno pfiekonané teorie s bezelstnou nevûdomostí, ostatní za‰tiÈují ustanoveními âSN 73 6207 [4] pohodlné pouÏívání zabûhnut˘ch metod a nástrojÛ. Nechci v tomto pfiíspûvku napadat zdrav˘ konzervatizmus mostních inÏen˘rÛ a sám nevidím dobr˘ dÛvod k opu‰tûní osvûdãen˘ch metod a nástrojÛ. Domnívám se v‰ak, Ïe je tfieba respektovat nesporn˘ v˘voj v této oblasti, kter˘ prokázal chyby v dfiíve doporuãovan˘ch a pouÏívan˘ch postupech a teoriích. PfiestoÏe vûfiím, Ïe dále uvedené skuteãnosti jsou velké ãásti inÏen˘rÛ známy, rozhodl jsem se na konkrétních jednoduch˘ch pfiíkladech ukázat, k jak fatálním chybám mÛÏe „dÛsledn˘m“ uplatnûním nûkter˘ch ustanovení [4] dojít. VLIV

[%]

1

2

3

4

V rámci studie vlivu v˘stavby a pfiedpûtí na spojité postupnû budované mosty [8] byl sledován vliv modulu pruÏnosti a stárnutí betonu na prÛhyby pfii v˘stavbû konstrukce. Byl fie‰en velmi ‰tíhl˘ nosník dvoukomorového prÛfiezu, jehoÏ prÛfiez byl betonován ve dvou etapách. Po 7 dnech od betonáÏe spodní ãástí prÛfiezu byla dobetonována spfiaÏená horní deska. Byl sledován prÛhyb pfievislého konce konstrukce v montáÏním stavu, kdy byl odskruÏen prost˘ nosník o rozpûtí 42 m s pfievisl˘mi konci délky 10 m. Úloha byla fie‰ena v pûti variantách, které se li‰ily pouze velikostí uvaÏovaného modulu pruÏnosti, pfiípadnû stárnutím. Modul pruÏnosti byl uvaÏován: 1. podle EC2 [10], E28 = 31,5 GPa se stárnutím standardnû definovan˘m dle [10], 2. podle âSN 73 6207 [4], Ekonst = 36 GPa, bez stárnutí (âSN 73 6207 neu-

5

250 200 150 100 50 0

po odskruÏení

po 14 dnech

Promûnné pfietvofiení *E6

–400 B3 CEB 90 CEB 78 âSN 01 âSN 07

–300 –200 –100

VE LI KOST SM R·ËOVÁN Í B ETON U Rozdíly mezi jednotliv˘mi teoriemi smr‰Èování a dotvarování betonu byly jiÏ popsány v mnoha uãebnicích a byla provedena fiada seriózních studií. V tomto pfiíspûvku se omezíme na citaci nûkter˘ch v˘sledkÛ studie [7]. Na obr. 2 je srovnání smr‰Èování betonu vypoãtené podle doporuãení [1], [2], [9], [3] a [4]. Jsou vyneseny hodnoty funkce smr‰Èování za pfiedpokladu o‰etfiování betonu po dobu tfií dnÛ. Jak je zfiejmé z grafÛ na obrázku, prÛbûh smr‰Èování v ãase i jeho koneãná hodnota vypoãtená podle [4] jsou v˘raznû odli‰né od ostatních modernûj‰ích teorií. D OT VA R O VÁ N Í

BETONU

A H I S T O R I E Z AT Í Î E N Í

Obr. 2 Srovnání smr‰Èování betonu Fig. 2 Comparison of shrinkage of concrete

0 1

36

MODULU PRUÎNOSTI

A S TÁ R N U T Í B E T O N U

Obr. 1 Srovnání prÛhybÛ pfievislého konce Fig. 1 Comparison of deflection of cantilever

vádí Ïádn˘ vztah pro zmûnu modulu pruÏnosti vlivem stárnutí betonu), 3. podle âSN 73 6207 [4] se zadan˘m stárnutím prostfiednictvím programu Nexis [5] tak, aby byl vypoãten˘ modul pruÏnosti po 28 dnech E28 = 36 GPa a aby bylo po 7 dnech dosaÏeno 80 % pevnosti dle poÏadavku [4], 4. podle âSN 73 6207 [4] se zadan˘m stárnutím prostfiednictvím programu Nexis [5] tak, aby vypoãten˘ modul pruÏnosti po 28 dnech odpovídal hodnotû podle [10] E28 = 31,5 GPa a aby bylo po 7 dnech dosaÏeno 80 % pevnosti dle poÏadavku [4], 5. podle EC2 [10] se zadan˘m stárnutím prostfiednictvím programu Nexis [5] tak, aby vypoãten˘ modul pruÏnosti po 28 dnech odpovídal hodnotû podle EC 2 E28 = 31,5 GPa a aby bylo po 7 dnech dosaÏeno 80 % pevnosti dle poÏadavku [4]. Pokud v obr. 1 vyneseme ve sloupcovém grafu prÛhyb vypoãten˘ standardním zpÛsobem podle âSN 73 6207 [4] jako 100 % a v˘sledky ostatních v˘poãtÛ v odpovídajícím pomûru, získáme velmi zajímavé srovnání. Je zfiejmé, Ïe model dle âSN 73 6207 se v˘raznû li‰í od pfiesnûj‰ího modelu EC2 [10]. âísla sloupcÛ v obr. 1 odpovídají v˘‰e uvedenému ãíslování pûti variant fie‰ení.

10 100 1000 10000 Stáfií betonu od betonáÏe [dny]

100000

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obecnû známá je i neschopnost teorie stárnutí pouÏité v [4] zohlednit rozdílnou historii zatíÏení betonu pfii v˘poãtu dotva-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

VùDA SCIENCE

ROZDÍLNÉ

SM R·ËOVÁN Í

A D OT VA R O VÁ N Í S P ¤ A Î E N ¯ C H âÁSTÍ PRÒ¤EZU

Z podstaty smr‰Èování a dotvarování betonu je zfiejmé, Ïe ‰tíhlej‰í prvky vysychají, a tedy smr‰Èují a dotvarují rychleji neÏ prvky masivní. V‰echny moderní teorie tento jev ve vût‰í ãi men‰í mífie zohledÀují [1], [2], [3], [9], [10]. BohuÏel âSN 73 6207 [4] tuto moÏnost nedává. Pro ukázku v˘znamnosti tohoto vlivu byly v [8] provedeny srovnávací v˘poãty, ve kter˘ch byla v˘‰e popsaná mostní konstrukce fie‰ena jako konstrukce s celistv˘m prÛfiezem, dále jako spfiaÏená konstrukce (samostatnû modelována základní ãást prÛfiezu a spfiaÏená deska) bez o‰etfiování Obr. 3 Prvek s rozdílnou historií zatíÏení Fig. 3 Element with different stress history

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

pfiírustek dotvarování [%]

Obr. 4 PfiírÛstek dotvarování od ãasu zatíÏení t1 Fig. 4 Increment of creep strain from time of loading t1

betonu a jako spfiaÏená konstrukce s fiádnû o‰etfiovan˘m betonem (po dobu 10 dnÛ od betonáÏe). Na Obr. 5 je obdobnû jako v pfiedchozím pfiípadû sledován prÛhyb pfievislého konce konstrukce. Z grafu opût vypl˘vají fatální rozdíly prÛhybÛ v montáÏním stavu 14 dnÛ po odskruÏení vypl˘vající z rozdílného smr‰Èování a dotvarování betonu obou ãástí prÛfiezu. Z ÁV ù R V pfiíspûvku byly na pfiíkladech ukázány nûkteré nedostatky v modelech smr‰Èování, dotvarování a stárnutí betonu a v hodnotách modulÛ pruÏnosti doporuãovan˘ch v âSN 73 6207 [4]. Srovnání s modernûj‰ími a pfiesnûj‰ími pfiedpisy ukazují mnohdy fatální chyby, které se mohou neblaze projevit pfii návrhu konstrukce citlivé na tyto jevy. Cílem ãlánku není napadat normotvÛrce doposud platné normy pro navrhování mostních konstrukcí [4]. Podle mého názoru mÛÏe norma dále poskytovat projektantÛm základ ãi rámec pro bezpeãn˘ návrh konstrukce. âlánek má b˘t spí‰e apelem na praktické inÏen˘ry, ktefií by mûli o v˘‰e uveden˘ch nedostatcích nejen vûdût, ale mûli by je zohlednit pfii návrhu a anal˘ze konstrukcí napfiíklad prove-

U KC E

• SANAC

E

2P_P EC2 2P_P CSN 07

80 60 40 20

3

27 ãas zatíÏení [roky]

270

spfiaÏen˘ prÛfiez, neo‰etfiovan˘

spfiaÏen˘ prÛfiez, deska neo‰etfiovaná

200 150 50 0

celistv˘ prÛfiez

Obr. 5 Relativní prÛhyb pfievislého konce Fig. 5 Relative deflection of cantilever

dením paralelního v˘poãtu pomocí nûkterého z pfiesnûj‰ích modelÛ. Tato práce vznikla za podpory projektu MSM 261100007.

Literatura: [1] BaÏant Z. P., Baweja S.: Creep and Shrinkage Prediction Model for Analysis and Design of Concrete Structures – Model B3, RILEM Rec., Mater. Struct., 28 (1995), 357–365 [2] CEB-FIP Model Code 1990, Final Draft 1991, BULLETIN No 203, CEB, Lausane, 1990 [3] âSN 73 21201 Navrhování betonov˘ch konstrukcí, Vydavatelství ÚNM Praha, 1981 [4] âSN 73 6207 Navrhování mostních konstrukcí z pfiedpjatého betonu, âesk˘ normalizaãní institut, 1993. [5] Fáze v˘stavby, pfiedpínací kabely, TDA. Sys. prog. pro projektování prutov˘ch a stûnodeskov˘ch konstrukcí – manuál programu, SCIA CZ, 2001 [6] Navrátil J.: âasovû závislá anal˘za rámov˘ch konstrukcí, Stavebnick˘ ãasopis, 7 (40), 429–451, 1992

• KONSTR

100

P_2P EC2 P_2P CSN 07

250 relativní prÛhyb [%]

rování. Ke zhodnocení velikosti chyby nám poslouÏí jednoduch˘ srovnávací pfiíklad tlaãeného elementu z obr. 3. V horní ãásti obrázku jsou naznaãeny dva typy zatíÏení normálov˘mi silami, které mají rozdílnou historii (síly jsou vneseny postupnû v ãasech t0 a t1), pfiiãemÏ od ãasu t1 je celková hodnota síly u obou typÛ zatíÏení totoÏná. Obû úlohy byly fie‰eny podle [4] a [10]. Ze srovnání v obr. 4 vypl˘vá: • v˘poãtem podle [4] nelze správnû postihnout dotvarování prvkÛ s rozdílnou historií zatíÏení, neboÈ pfiírÛstky dotvarování od ãasu zatíÏení t1 jsou pro obû historie zatíÏení stejné, • rozdíly pfiírÛstkÛ dotvarování od ãasu zatíÏení t1 dosahují pfii v˘poãtu podle [10] je‰tû po 270 letech hodnotu témûfi 10 %, • absolutní velikost pfiírÛstkÛ dotvarování podle [4] je ve srovnání s [10] v˘raznû niωí. K tomuto bodu je tfieba poznamenat, Ïe kromû správné volby reologického modelu je pro zohlednûní vlivu historie zatíÏení betonu dÛleÏitá i pouÏitá metoda v˘poãtu dotvarování. Z tohoto hlediska jsou vhodné numerické metody zaloÏené na ãasové diskretizaci [5], [6], na rozdíl od pfiibliÏn˘ch metod vyuÏívajících afinitu dotvarování.

A V¯ZKUM RESEARCH

AND

6/2003

Doc. Ing. Jaroslav Navrátil, CSc. ÚBZK, VUT v Brnû Vevefií 95, 662 37 Brno e-mail: [email protected]

[7] Navrátil J.: Studie reologick˘ch modelÛ pro beton, Stavební obzor, 1/1998, str. 12–16, 1998 [8] Navrátil J., Novák R.: Studie vlivu v˘stavby a pfiedpûtí na spojité postupnû budované mosty, Sb. pfiísp. ”Statika mostÛ 2002”, mez. ãeskoslovensk˘ odb. sem., Brno, SCIA CZ & âKAIT, 2002, str. 19–31 [9] Practical design of reinforced and prestressed concrete structures based on the CEB-FIP Model Code MC78, Thomas Telford Ltd, London, 1984 [10] prEN 1992 (Final draft), Eurocode 2: Design of Concrete Structures, European Standard, ECS, Brussel, 2001 [11] Strásk˘ J., Navrátil J., Susk˘ S.: Applications of Time-Dependent Analysis in the Design of Hybrid Bridge Structures, PCI Journal, vol. 46 no. 4, 56–74, 2001

37

SOFTWARE SOFTWARE

POZNATKY

Z ¤E·ENÍ SOFTWARÒ PRO TECHNOLOGII

BETONU EXPERIENCE GAINED FROM THE DESIGN OF SOFTWARE FOR TECHNOLOGY OF CONCRETE ALAIN ·TùRBA V prÛbûhu prací na softwarov˘ch programech (viz napfi. www.unibet.cz) bylo tfieba zpfiesnit a propojit nûkteré dosud pouÏívané vztahy a postupy potfiebné pro fie‰ení úloh technologie betonu. Pro rozsáhlost problematiky jsou uvedeny jen hlavní zásady pfiístupu k fie‰ení, vynechány jsou napfi. otázky vlivu teploty a zcela speciálních betonÛ. As part of work on computer software (see e.g. www.unibet.cz), it was necessary to make some relations and earlier employed procedures needed for the solution of tasks of concrete technology more accurate and interconnect them. Due to the complexity of this issue, only the main principles of solution approaches are presented. The impact of temperature and special concretes, for example, are left out. Na podkladech pro budoucí softwarové fie‰ení úloh technologie betonu v zásadû pracovali jiÏ na‰i pfiedkové, zahraniãní i domácí. Málokde najdeme tak rozsáhl˘ pramen dílãích vztahÛ jako v dílech S. Bechynûho, jejichÏ seznam je uveden v ãísle 4/2003 na‰eho betonáfiského ãasopisu Beton TKS. Ve 2. díle Technologie betonu je popsáno podrobnû patnáct návrhÛ betonu urãité pevnosti a zpracovatelnosti, mezi nimi i ãeské „¤e‰ení ÚSHK“. Uveden˘ jednoduch˘ JirsákÛv [1] postup se odli‰oval od jin˘ch tím, Ïe vycházel jen z „uÏitn˘ch“ parametrÛ bez prostfiednictví vodního souãinitele; pro jeho vazbu na novou metodu hodnocení zpracovatelnosti (stupnû MJ pouÏitelné pro v‰echny konzistence) se v‰ak pfiíli‰ neroz‰ífiil. Dal‰í etapu ãinnosti zapoãal v âeskoslovensku hlavnû J. Stork [2], tentokrát jiÏ vyslovenû s cílem navrhovat betonové smûsi pomocí „samoãinn˘ch poãítaãÛ“. S podobn˘m cílem dále pracovali napfi. K. Sychra [3], A. ·tûrba [4] a hlavnû prof. J. ¤íha (pro mnoÏství publikací neuvádûn Ïádn˘ pramen). Byly tak zpfiesnûny mnohé potfiebné vztahy, v˘‰e uvedeného koneãného cíle se v‰ak v praxi nedosáhlo, pravdûpodobnû i z následujících dÛvodÛ: 38

B

• zábûhová fáze v˘poãetní techniky, praktická neexistence osobních poãítaãÛ a z toho vypl˘vající administrativní komplikace (nûkdy i nutnost spolupráce s s jin˘mi podniky); • malá hromadnost vyuÏití; jednotlivé betonárny (stavby, prefy) nebyly hromadnû fiízeny; • mal˘ sortiment betonÛ spolu s velmi mal˘m vyuÏíváním pfiísad a pfiímûsí; • pfievládající nedostateãné vybavení betonáren (fiízení, málo sil na cement a pfiímûsi); • vysoká variabilita vlastností sloÏek, úãelnost individuálního pfiístupu; • nejednotnost a zmûny pfiedmûtov˘ch (beton, sloÏky) i zku‰ebních norem, z toho vypl˘vající nemoÏnost vyuÏívání dfiívûj‰ích domácích i zahraniãních zku‰eností; • nedostateãn˘ tlak na minimalizaci materiálov˘ch nákladÛ, pro kter˘ nedo‰lo k vyuÏívání zpracovávan˘ch optimalizaãních studií. Poznatky z poãítaãové podpory technologie betonu, které budou uvedeny v následujících kapitolách, byly autorem a jeho spolupracovníky Alexandrem Doktorem a Tomá‰em ·tûrbou získány a vyuÏity díky podpofie p. Jifiího Pavlici, souãasného generálního fieditele a. s. ZAPA beton. Vycházel z nutnosti vyuÏít poãítaãovou podporu jako podmínku úspû‰ného roz‰ifiování a vybavování v˘roben transportbetonu v âesku a na Slovensku (v˘roãní zpráva spoleãnosti ZAPA beton za rok 2002 uvádí poãet betonáren 72). Po úvodních jednoduch˘ch aplikacích s vyuÏitím dal‰ích podkladÛ, napfi. [5], a programÛ FoxPro a Excel je v uvedené spoleãnosti od roku 1997 zdokonalován a vyuÏíván podnikov˘ program Multibet. Díky uvedené ãinnosti byla usnadnûna tvorba v˘poãetního a technologického programu Unibet (www.unibet.cz), zpracovaného v roce 2001. Tento program se jiÏ orientoval na poÏadavky nové normy âSN EN 206-1 (s doplÀujícím vyuÏitím zahraniãních norem i pfiedpisÛ a obecn˘ch technologick˘ch pravidel). Na rozdíl od dfiívûj‰ího fie‰ení byl program orientován i na ‰ir‰í okruh technikÛ, vãetnû proETON

• TEC

H NOLOG I E

jektantÛ a specifikátorÛ. Cílem bylo pomáhat fie‰itelÛm jak pfii konkrétní práci, tak i k rychlému zaÏití nové normy a k prohloubení znalostí v technologii betonu. Souãástí fie‰ení je proto i anal˘za hlavních parametrÛ vyfie‰ené receptury ve vztahu ke specifikovan˘m poÏadavkÛm, k poÏadavkÛm norem i jin˘m nárokÛm a doporuãením. S cílem umoÏnit dostateãnû rychlé fie‰ení vût‰ího poãtu receptur lze vyuÏít systému duplikací a úprav. Program je postupnû doplÀován, od roku 2003 lze pfii fie‰ení a pro v˘stupy (tabulky, grafy) pouÏít i angliãtinu. Následující kapitoly nemohou obsáhnout celé fie‰ení. Jsou proto zamûfieny na nûkteré poznatky, které umoÏÀují kromû zpfiesnûní návrhov˘ch postupÛ i zúÏení sortimentu betonÛ ve vztahu ke v‰em poÏadavkÛm na ãerstv˘ i ztvrdl˘ beton. VyuÏívaná softwarová fie‰ení sice umoÏÀují rychlé fie‰ení mnoha set receptur (vãetnû materiálov˘ch variant s cílem vybrat napfi. fie‰ení s minimálními materiálov˘mi náklady), pfiesto je zúÏení sortimentu velmi Ïádoucí. Vedle ryze administrativního hlediska je dÛvodem hlavnû omezení nárokÛ na zkou‰ky potfiebné pro efektivní fiízení v˘roby a pro kontrolu shody. ZúÏení sortimentu dále mÛÏe pfiispût k roz‰ífiení podílu „prÛbûÏné v˘roby“, zde pfiípadnû i ve spojitosti s v hodnocením souborÛ betonu, viz téÏ [6]. DÛvodem pro zjednodu‰ení je i nutná stfiízlivost ve vztahu k pfiesnosti teoretickoexperimentálního fie‰ení: podklady jsou vÏdy zatíÏeny urãitou variabilitou, charakterizovanou i u dobr˘ch betonáren smûrodatnou odchylkou pevnosti v tlaku kolem 3 MPa. VLIV

P O Î A D AV K Ò N A Z R N I T O S T

K AM E N IVA

V dobû vysok˘ch nárokÛ na intenzitu zhutÀování mohla b˘t závaÏnost zrnitosti kameniva právem opomíjena, samozfiejmû za pfiedpokladu, Ïe beton nebyl ãerpán. V souãasnosti se v‰ak dostáváme do stavu, kter˘ byl v dobû zpracování BechyÀov˘ch knih o technologii betonu. Tento odkaz je dÛleÏit˘ i proto, Ïe ve vztahu k reologick˘m vlastnostem ãerstvého betonu

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SOFTWARE SOFTWARE

nerozhoduje zrnitost kameniva, ale zrnitost v‰ech pevn˘ch sloÏek betonu (viz popsané postupy dle Bolomeye, Fauryho, Caquota, Dutrona i dal‰ích). Ve v˘‰e zmínûn˘ch poãítaãov˘ch programech je proto vÏdy automaticky fie‰ena i zrnitost v‰ech pevn˘ch sloÏek a hodnotí se i zrnitostní rozloÏení objemÛ v‰ech sloÏek. Pro zjednodu‰ení a hlavnû pro úãelnou návaznost na souãasné zahraniãní normy omezí se dal‰í pojednání pouze na zrnitost kameniva. Mezi základními i doplÀujícími poÏadavky na specifikaci typového betonu a ve vztahu k nárokÛm na ãerstv˘ beton je v âSN EN 206-1 uvádûna jen konzisten-

ce. Pro návrh sloÏení betonu jsou v‰ak dÛleÏité i nároky uvedené v tab. 1, sestavené s cílem minimalizovat vliv soubûhu nárokÛ na ãerstv˘ a ztvrdl˘ beton na sortiment vyrábûn˘ch betonÛ. Z uvedené tab. 1, doplnûné pfiehledem konzistencí v tab. 2 a ilustrací zrnitostí na obr. 1, je zfiejmé, Ïe pro kaÏdé Dmax vystaãíme s následujícími ãtyfimi zrnitostmi: AAB pro vût‰inu betonÛ, na které nejsou kladeny zvlá‰tní poÏadavky ABB pro ãerpatelné, vodotûsné, pohledové a provzdu‰nûné AAAB pro velmi tuhé ãerstvé betony, které budou velmi intenzivnû zhutÀovány, tûchto pfiípadech pfiichází

Tab. 1 Závislost zrnitosti na poÏadovan˘ch vlastnostech ãerstvého a ztvrdlého betonu Tab. 1 Dependence of grading on the required properties of fresh and hardened concrete Kfiivky zrnitosti +)

Nároky na ztvrdl˘ beton

vodotûsnost pohledovost provzdu‰nûní ostatní

Nároky na ãerstv˘ beton (na pfiepravu a ukládku) Ïádné tekuté ãerpasoudrÏnost velmi zvlá‰tní konzistence telnost a tekutost **) intenzivní nároky zhutnûní x BBB ABB xx ABB ABB x AAB BBB AAAB,U

Vysvûtlivky: +) Viz obr. 1 a následující pfiíklady ABB Oblast mezi mezními kfiivkami A a B v blízkosti meze oznaãené vícekrát BBB Oblast kolem mezní kfiivky B AAAB,U Oblast co nejblíÏe nad mezí A, pfiípadnû pfietrÏitá zrnitost *) „Pod oznaãením „tekut˘“ jsou zahrnuty konzistence S4 aÏ S5 a F4 aÏ F6, viz tab. 2“ **) Mimofiádné nároky, napfi. pro betonování pod vodou, pro vrtané piloty a pod. x Kombinace nárokÛ nepfiipadá zpravidla v úvahu, jinak BBB xx Nepfiípustná kombinace Poznámky k barevnému pojednání: Zrnitosti ABB a BBB lze zpravidla slouãit do zrnitosti ABB V urãit˘ch podmínkách lze pro velmi intenzivní zhutnûní pouÏít zrnitost AAB Tab. 2 Specifikace konzistencí Tab. 2 Specification of consistencies Klasifikace podle EN 206-1 *), dle sednutí

rozlití

S1 S2 S3 S4 S5

F1 F2 F3 F4 F5 F6 ***)

zhutnitelnosti C0 C1 C2 C3

Smûrn˘ popis (Nûmecko, Rakousko) velmi tuhá tuhá plastická mûkká velmi mûkká tekutá velmi tekutá

Poznámky

„tekuté konzistence“ **)

Souhrnné ãíselné oznaãení 0 1 2 3 4 5 6 ***)

Poznámky: *) Klasifikace dle Vebe není uvedeno pro nemoÏnost zafiazení do skupin **) Pfii tekut˘ch konzistencích se zpravidla vyuÏívá superplastifikaãní pfiísada (v˘jimky u vrtan˘ch pilot a podzemních stûn) ***) Samozhutnitelné betony patfii formálnû pod F6, vûcnû je nutné splnit dal‰í poÏadavky B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

v úvahu místo zrnitosti AAAB i pfietrÏitá zrnitost U BBB pro betonování pod vodou a pro podobné pfiípady, kdy musí b˘t ãerstv˘ beton soudrÏn˘ a velmi tekut˘ doporuãuje rakouská norma [7] uvedenou zrnitost v blízkosti mezní ãáry B. Norma [7] je pouÏita jako základ pro ilustrace pro její novost (2002) a hlavnû pak proto, Ïe na rozdíl od podobného fie‰ení v nûmecké normû DIN 1045-2 obsahuje rakouská norma i nároky na Dmax 22, 11 a 4 mm. Zrnitosti ABB a BBB pfiitom vyÏadují pro stejnou konzistenci (napfi. F4) témûfi stejn˘ obsah vody (rozdíl smûrnû do 5 l/m3) a tím i málo rozdílné obsahy cementu. Proto lze uvedené dvû zrnitosti nahradit dostateãnû drobnozrnnou zrnitostí ABB (formálnû pfiesnûji ABBB), charakterizovanou kfiivkou nezasahující v˘znamnû do dolní poloviny oblasti mezi kfiivkami A a B (obr. 1) a nezasahující pfiíli‰ do pouÏitelné oblasti mezi ãarami B a C. Pro úãelnost uvedeného slouãení zmínûné poãítaãové programy nefie‰í automaticky zrnitost BBB (je v‰ak umoÏnûna snadná individuální realizace). Pfiípadnû moÏné dal‰í slouãení zrnitostí AAB a AAAB (viz barevné vyznaãení v tab. 1) lze v programech realizovat vypu‰tûním jedné z nich. DoplÀující poznámky k zrnitosti betonu: • V pojednáních o technologii betonu jsou nûkdy specifikovány poÏadavky na pfiebytek pojivové ka‰e a na pfiebytek maltové sloÏky betonu (objem bez objemu zrn hrubého kameniva). Není v‰ak charakterizován jejich vztah k uÏitn˘m vlastnostem. S vûdomím nepfiesnosti kaÏdé generalizace je moÏné následující rozli‰ení: – na pfiebytku pojivové ka‰e (proti stavu s nejtûsnûj‰ím dotykem zrn kameniva) je závislá konzistence betonu, proto nelze pfii zadané konzistenci pfiebytek pojivové ka‰e dále ovlivÀovat; – vlastnosti ãerstvého a ztvrdlého betonu uvedené v tab. 1 lze ovlivÀovat volbou kfiivky zrnitosti kameniva a tím souãasnû i pfiebytkem maltové sloÏky betonu, v mnoha pfiípadech i nezávisle na konzistenci. • Spolu se souãasnou „rehabilitací“ kfiivek zrnitosti pfiichází v úvahu i pouÏívání dfiíve tak roz‰ífieného modulu zrnitosti.

6/2003

39

SOFTWARE SOFTWARE 100 90 80

Oznaãení pásem C - D pouze tfiídy <= C12/15 B - C pouÏitelná oblast A - B vhodná oblast nad U pfietrÏitá zrnitost

Propady [% objemu]

70 60 50 40

D C BBB B ABB AAB A-U A U

30 20 10 0 0,06 0,13 0,25

0,5

1

2

4

8

11

16

22

31

Obr. 1 Meze kfiivek zrnitosti pro Dmax = 22 mm a pfiíklady kfiivek zrnitosti pro poÏadované vlastnosti betonu dle tab. 1 Fig. 1 Limits of grading curves for Dmax = 22 mm and examples of grading curves for the required properties of concrete by Table 1

Jedním ãíslem nelze vyjádfiit celou problematiku zrnitosti, stojí v‰ak za zmínku trvalé vyuÏívání tohoto modulu v Nûmecku [8] a to pod ponûkud matoucím (s ohledem na normativnû zavádûnou koncepci k-hodnoty) oznaãením „kWert“. Zajímavá je i tûsnost regresního vztahu mezi uveden˘m modulem a charakteristikou specifického povrchu zrn kameniva nad 0,125 mm. VODOPOJIVOV¯

SOUâINITEL JAKO

CHARAKTERISTIKA âERSTVÉHO BETONU

Spolu s nárÛstem vyuÏívání pfiímûsí a se zavádûním koncepce jejich hodnocení khodnotou je pfiekvapivé, Ïe tento pojem je v EN 206-1 vyjadfiován pouze vzorcem „voda/(cement + k x pfiímûs)“. Dále budou uvedeny pfiíklady vyuÏívání tohoto souãinitele ve funkci charakteristiky vlastností ãerstvého betonu, jako napfi. konzistence a odluãování vody. (Pro soustfieìování vody pod zrny hrubého kameniva odluãování vody ovlivÀuje velmi nepfiíznivû i vlastnosti ztvrdlého betonu jako vodotûsnost, pohledovost, trvanlivost a ãásteãnû i pevnost. Pro prÛbûh odluãování v dobû do ztuhnutí a tvrdnutí betonu nebude jeho vliv rozvádûn v následující kapitole t˘kající se ztvrdlého betonu.) Cementové ka‰e a injektáÏní malty Vodopojivov˘ souãinitel charakterizuje jednoznaãnû a bezprostfiednû jen pojivové ka‰e, tedy i „injektáÏní maltu pro pfied40

B

pínací kabely [9]. Proto budou nejdfiíve uvedeny nûkteré poznatky t˘kající se této sloÏky malt a betonÛ. Jednoduché a instruktivní závûry lze odvodit pfiedev‰ím ze závaÏné práce I. N. Achverdova [10]. Tento autor vychází pfiedev‰ím z vodního souãinitele normové cementové ka‰e (vodonároãnosti cementu) pouÏívané pro zkou‰ky tuhnutí. Podle nepublikovan˘ch prací provádûn˘ch P. Riegrem z a. s. ZAPA beton na popílkocementov˘ch smûsích lze v‰ak usuzovat na moÏnost obdobného vyuÏívání i pro hodnocení pojiv obsahujících cement a pfiímûsi. Mez pfiípustného odluãování 2 % objemu ka‰e, uvedená v normû pro injektáÏní malty [9] odpovídá podle Achverdova pfiibliÏnû 1,5 násobku vodonároãnosti, pfii obvyklé vodonároãnosti ãesk˘ch cementÛ 0,28 je tedy kritick˘ vodní souãinitel cementové ka‰e wck = 0,42; tato hodnota je velmi blízká mezi 0,44, která je pfiedepsána uvedenou normou pro injektáÏní malty. K vysokému a lineárnímu rÛstu odluãování vody dochází smûrnû od 1,75 násobku zmínûné vodonároãnosti, u bûÏn˘ch cementÛ tedy od vodního souãinitele 0,49. Dal‰ími ilustrativními hodnotami jsou 1,65 násobek vodonároãnosti pro smûrné urãení horní meze tixotropie (téÏ meze velmi snadného zhutÀování) a 0,88 pro dolní mez tixotropie (pfii niωím vodním souãiniteli dochází pfii bûÏném zhutÀování k rÛstu objemu smûsi). Pfii pouÏívání stabilizaãních nebo jin˘ch pfiísad uvedená ilustrace samozfiejmû neplatí, zvlá‰tû pak, kdyÏ se nebere v úvahu téÏ vliv pfiísady na normovû zkou‰enou vodonároãnost, ukázan˘ následujícím pfiíkladem: Pfii pouÏití pfiísady Cementol Zeta Super byla zji‰tûna vodonároãnost 23,8 %, tedy 0,71 násobek vodonároãnosti samotného cementu. Podle pfiedchozích informativních postupÛ dosáhne se velmi snadného zhutnûní pfii vodním souãiniteli 1,65 x 0,238, tedy kolem vyhovující hodnoty 0,39. Malty a betony U malt a betonÛ je tfieba uvedené smûrné hodnocení doplnit odhadem vlivu adsorpce vody na povrchu kameniva. V zájmu ilustrativnosti bude v dal‰ím uveden jen velmi hrub˘ postup, kter˘ platí pfiibliÏnû jen v oboru bûÏn˘ch betonÛ. Objem adsorbované vody Vads je odhadován vztahem Vads [dm3/m3] = A / M (1), ETON

• TEC

H NOLOG I E

kde jsou A souãinitel závisl˘ na vlastnostech povrchu kameniva, jeho smûrná hodnota je 110; M modul zrnitosti odhadovan˘ podle nûmeck˘ch pravidel podle propadÛ devíti síty 0,25 aÏ 63 mm (u betonu s max. zrnem 16 mm je tento modul kolem 4,1). Po dosazení uveden˘ch smûrn˘ch hodnot vychází Vads = 110 / 4,1 = 27 dm3/m3. (Tato hodnota se neli‰í pfiíli‰ od hodnot odvozen˘ch z regresních vztahÛ hodnotících pevnost betonu podle cementového souãinitele, ve kterém se od obsahu vody odeãítá kromû vody nasáklé do kameniva i voda adsorbovaná na povrchu kameniva.) Pomocí Vads lze pfiepoãítat v˘‰e uvedené mezní hodnoty vodního souãinitele wck, platné pro cementové ka‰e na mezní hodnoty w vztahující se k betonu: w = wck + Vads / (C wck )

(2), 3

kde C je obsah cementu [kg/m ]. Pro dfiíve uvedenou mezní hodnotu vodního souãinitele cementové ka‰e wck = 0,42 dostáváme pro beton s obsahem cementu C = 350 kg/m3 a s modulem zrnitosti kameniva 4,1 kritick˘ vodní souãinitel w = 0,42 + 27 / (350 x 0,42) = 0,60. Lze povaÏovat za náhodu, Ïe tato hodnota se pfiesnû shoduje s hodnotou pfiedepsanou nûmeckou a rakouskou normou pro vodotûsné tenkostûnné betony (pro masivní betony s tlou‰Èkou nad 0,4 m se pfiipou‰tí vodní souãinitel do 0,70). POZNÁMKY

K E K - H O D N OTÁ M P R O

V¯POâET VODOPOJIVOVÉHO SOUâINITELE

Pro hodnocení ztvrdl˘ch betonÛ s obsahem pfiímûsí (popílku a kfiemiãitého úletu) se v souhlasu s EN 206-1 pouÏívá koncepce k-hodnoty. Rakouská norma [7] uvádí i k-hodnotu pro vysokopecní strusku (0,80 za pfiedpokladu, Ïe index pro 28 denní pevnost vy‰el alespoÀ 0,80, tedy vût‰í neÏ mez 0,75 platná pro popílek). Pro hodnocení vlastností ãerstv˘ch betonÛ znaãná ãást podkladÛ chybí. Proto následuje struãn˘ pfiíspûvek s cílem shrnout nároky na fie‰ení a podat nûkteré námûty. Betonování pod vodou: V nûmecké normû DIN 1045-2 je pro tento pfiípad a pro popílek stanovena k-hodnota 0,70. âerpání: Ve vztahu k ãerpatelnosti se v‰echna jemná zrna pfiímûsí (smûrnû

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SOFTWARE SOFTWARE

VODOPOJIVOV¯

SOUâINITEL JAKO

CHARAKTERISTIKA ZTVRDLÉHO BETONU

Upraven˘ Féret-BolomeyÛv vztah Z více neÏ stovky vzorcÛ pro v˘poãet pevnosti betonu v tlaku f [MPa] je nejvíce pouÏíván Féret-BolomeyÛv vztah, kter˘ lze zobecnit a zpfiesnit následujícím vzorcem [4]: f = a (1/wp – b)

(3),

kde je a konstanta vyjadfiující vliv normalizované pevnosti cementu (pojiva), 1/wp reciproká hodnota vodopojivového souãinitele. S cílem vyjádfiit zji‰tûn˘ nepfiízniv˘ vlivu nadbytku pojivové ka‰e na pevnost betonu je uveden˘ vodopojivov˘ souãinitel upraven na tvar wp = (V – c) / (C + k P)

(4), 3

kde je V úãinn˘ obsah vody [dm /m3], c souãinitel [4] vyjadfiující vliv vody adsorbované na povrchu kameniva, C obsah B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

cementu, k hodnota pro vyjádfiení vlivu pfiímûsi a P obsah pfiímûsi [kg/m3]. Odchylky od rovnice (3) Oblast II. Závislost (3) platí pomûrnû pfiesnû v oblasti II (obr. 2), která bude dále specifikována údaji o oblastech I a III. V bûÏn˘ch pfiípadech je konstanta c blízká hodnotû 0,5 (pÛvodní hodnota Féret-Bolomeyova vztahu). V softwarov˘ch fie‰eních je hodnota c zpfiesÀována s cílem vyjádfiit vlastnosti kameniva, cementu a provzdu‰nûní. Pfii pouÏití hrubého drceného kameniva s vû‰í mezerovitostí se konstanta c zvût‰uje k hodnotû 0,7. Naopak pfii hladkém tûÏeném kamenivu a pfii provzdu‰nûní je c < 0,5. Souãasnû se zmûnou konstanty c je upravována i konstanta a. Tím lze modelovat i ovûfienou skuteãnost, Ïe Literatura: [1] Jirsák M.: SloÏky a skladba dobrého betonu, SNTL Praha, 1957 [2] Stork J.: Teória skladby betónovém smesi, Bratislava 1964, téÏ závûreãné zprávy SAV-USTARCH z r. 1964 a TZÚS Bratislava „Ovûfiení navrhování betónov˘ch smûsí pomocí samoãinn˘ch poãítaãÛ, 1967 [3] Sychra K.: Optimalizace sloÏení smûsí pro betonové prefabrikáty, VÚPS Praha, 1971 [4] ·tûrba A.: Technickoekonomická optimalizace sloÏení betonové smûsi, Informaãní zpravodaj VÚM, 2/1971, s.17-23 [5] Coppola L., Collepardi M.: Computerised mix design for ready mixed concrete, XIth European ready mixed concrete congress, Istanbul, 1995. [6] âSN P 73 1309 PouÏití koncepce souboru betonÛ pfii fiízení v˘roby a kontrole shody betonu, bfiezen 2002 [7] ÖNORM B 4710-1 Beton, Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformitätnachweis (Regeln zur Umsetzung der ÖNORM EN 206-1, 2002) [8] Beton nach Mass, Dyckerhoff AG, Wiesbaden, 2002 [9] âSN EN 447 InjektáÏní malta pro pfiepínací kabely- PoÏadavky na bûÏnou maltu,1998 [10] Achverdov I. N.: Vysokoproãnyj beton, Moskva 1961

• KONSTR

Pevnost betonu v tlaku [MPa]

do 0,25 mm) uplatÀují pfiedev‰ím sv˘m objemem, ãásteãnû i tvarem a vlivem zrnitosti na mezerovitost smûsi. Proto napfi. pfiídavek popílku s objemovou hmotností zrna kolem 2250 kg/m3 ovlivní ãerpatelnost betonu pravdûpodobnû více, neÏ stejn˘ hmotnostní pfiídavek cementu s objemovou hmotností zrna 3100 kg/m3. Vodotûsnost: Ve vztahu k vlastnostem betonu vysokého stáfií platí pfiibliÏnû totéÏ, co pro ãerpání. ProtoÏe pfiímûsi (napfi. popílek) zpravidla zpomalují rychlost hydratace, je pravdûpodobné, Ïe pfii stáfií betonu dvacet osm dní by pfii v˘‰e uvedeném zápoãtu popílku byl zji‰tûn u popílkového betonu vût‰í prÛnik neÏ u betonu bez pfiímûsi. V pfiípadech, kdy se nevyÏaduje vodotûsnost v krat‰í dobû neÏ po cca devadesáti dnech, bylo by proto vhodné provádût zkou‰ky prÛniku napfi. po devadesáti dnech tvrdnutí ve vlhku nebo ve vodû. Pak by se popílek pravdûpodobnû osvûdãil i pfii v˘‰e uvedeném hodnocení v závislosti na objemu jemn˘ch zrn, tedy s uvaÏovanou k-hodnotou kolem 3100 / 2250 = 1,38. Obsah vody [dm3/m3] u betonÛ s vy‰‰ím obsahem pojiva: V tomto pfiípadû lze vliv vodonároãnost pojiva odhadnout za pouÏití smû‰ovacího pravidla z vodonároãnosti cementu a z vodonároãnosti pfiímûsí – viz poznámka v následující kapitole.

70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0 -10 -15

Obvykl˘ prÛbûh Pfiímka Féret-Bolomey MoÏn˘ prÛbûh 1 MoÏn˘ prÛbûh 2

ST III

OBLA I

TI

TI

AS

L OB b

S LA

OB

Cement. souãinitel (reciproká hodnota vodopojivového souãinitele) [1]

Obr. 2 Závislost pevnosti betonu v tlaku na cementovém souãiniteli a na dal‰ích faktorech Fig. 2 Dependence of the strength of concrete in compression on the cement coefficient and other factors

hladké tûÏené kamenivo ovlivÀuje pfiíznivû pevnost v oblasti niωích obsahÛ cementu a naopak drcené hrubé kamenivo v oblasti vy‰‰ích obsahÛ cementu. Hodnota c je závislá i na rychlosti tvrdnutí cementu, tedy i na pomûru poãáteãní pevnosti (zpravidla ve stáfií dvou dnÛ) k normalizované pevnosti (dvacet osm dní). Uveden˘ vliv lze vysvûtlit tím, Ïe pfii urãitém cementu konstanta c klesá se stáfiím betonu; pro v˘poãet jednodenních pevností jednodenní pevnost vyhovuje u bûÏn˘ch cementÛ hodnota blízká 1,0. Oblast I. Tato oblast platí smûrnû pro vodopojivové souãinitele nad 0,6. OvlivÀuje ji hlavnû odluãování vody a proto i obsah pfiímûsí a velmi jemn˘ch zrn kameniva (do 0,063 aÏ 0,125 mm). Proto lze v této oblasti pouÏívat i drcené drobné kamenivo, hlavnû pfii nedostatku technicky a ekonomicky vhodn˘ch pfiímûsí. Betony bez pfiímûsí mají relativnû (ve vztahu k cementovému souãiniteli) men‰í pevnost. Pfiíznivû se v této oblasti projevují velmi tuhé konzistence, proto i intenzivní zhutnûní. Na rozdíl od oblastí II a III se v této oblasti neuplatÀují nebo málo uplatÀují plastifikaãní pfiísady. Oblast III. V oblasti III je obsah pojivové ka‰e vût‰í neÏ je tfieba k vyplnûní mezerovitosti smûsi kameniva. U bûÏn˘ch betonÛ s Dmax 22 mm je obsah cementu nad cca 330 kg/m3 a vodopojivov˘ souãinitel je zpravidla men‰í neÏ 0,55. Konzistenci ovlivÀuje hlavnû viskozita pojivové ka‰e. Na rozdíl od oblastí I a II se v této oblasti proto uplatÀuje i vodonároãnost pojiva. Od zaãátku oblasti III je

Dokonãení ãlánku na stranû 54 U KC E

• SANAC

E

6/2003

41

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

ZAVÁDùNÍ EN 1992: „NAVRHOVÁNÍ BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ“ DO PRAXE – KONSTRUKâNÍ ÚPRAVY V¯ZTUÎE,

IÁL SER1992 EN

ZÁSADY VYZTUÎOVÁNÍ PRVKÒ I N T R O D U C T I O N O F E N 19 92-1-1 T O P R A C T I C E – DETAILING OF REINFORCEMENT, DETAILING OF MEMBERS ALE NA KOHOUTKOVÁ, J A R O S L AV P R O C H Á Z K A , J ITK A VA·KOVÁ Pfiíspûvek, dal‰í pokraãování ãástí uvefiejnûn˘ch v pfiedchozích ãíslech ãasopisu [8], [13], [15], [26], je vûnován problematice konstrukãních zásad – kotvení a stykování v˘ztuÏe a konstrukãním úpravám vyztuÏování prvkÛ (desky, trámy, sloupy, stûny). This paper follows the introductory parts published in the previous numbers of this journal [8], [13], [15], [26]. In this paper attention is drawn on detailing – anchorage of reinforcement, laps and mechanical couplers and detailing of members (slabs, beams, columns, walls). K OT V E N Í V ¯ Z T U Î E Zásady pro kotvení v˘ztuÏe podle [4] platí pro betonáfiskou i pfiedpínací v˘ztuÏ pfii pÛsobení statického zatíÏení. Neplatí pro

fbd = 2,25 η1 η2 fctd ,

∅

Ibd

a) Základní kotevní délka Ibd mûfiená podél stfiednice ≥ 5∅

(155)

Obr. 39 Definice podmínek soudrÏnosti Fig. 39 Description of bond conditions b)

∅

smûr betonáÏe

h

α

h ≤ 250 mm

a), b) Dobré podmínky soudrÏnosti pro v‰echny pruty

α ≥ 150°

α

45° ≤ α ≤ 90°

∅ Ibd

Ibd

c) Ekvivalentní kotevní délka Ibd pro polokruhov˘ hák ∅t ≥ 0,6∅

c)

d)

d) Ekvivalentní kotevní délka Ibd pro smyãku

h

≥ 300

h

≥ 5∅ h > 250 mm

∅ Ibd

h > 600 mm

c), d) ·patné podmínky soudrÏnosti pro pruty ve vy‰rafované ãásti; dobré podmínky soudrÏnosti pro pruty mimo vy‰rafovanou ãást

e) Pfiíãnû pfiivafien˘ prut

42

(154)

Ibd

b) Ekvivalentní kotevní délka Ibd pro pravoúhl˘ hák

∅ σ sd ⋅ 4 fbd ,

kde σsd je návrhové namáhání prutu v mezním stavu v místû, odkud se mûfií kotvení; hodnoty fbd se stanoví na základû vztahu (154). Pro ohnuté pruty se základní kotevní délka a návrhová kotevní délka mûfií podél stfiednice prutu (obr. 38a). U svafiovan˘ch sítí se zdvojen˘mi vloÏkami se

a)

90° ≤ α ≤ 150° α

l b, rqd =

kde fctd je návrhová pevnost betonu v tahu, která by nemûla pfiesahovat hodnotu pro C60, pokud se neovûfií, Ïe prÛmûrná hodnota pevnosti v soudrÏnosti pfiesahuje tuto mez; η1 je koeficient, zohledÀující kvalitu podmínek soudrÏnosti a polohu prutu bûhem betonáÏe podle obr. 39: η1

Obr. 38 Úpravy kotvení pro pruty, které nejsou pfiímé Fig. 38 Methods of anchorage other then by a straight bar

≥ 5∅

= 1,0 pro „dobré“ podmínky, η1 = 0,7 pro ostatní pfiípady; η2 je koeficient zohledÀující prÛmûr prutu ∅: η2 = 1,0 pro ∅ ≤ 32 mm, η2 = (132 – ∅) /100 pro ∅ > 32 mm. Základní kotevní délka závisí na typu oceli a vlastnostech prutu z hlediska soudrÏnosti. Základní poÏadovaná kotevní délka lb,rqd nutná k zachycení síly Asfyd v prutu za pfiedpokladu, Ïe napûtí v soudrÏnosti je podél této kotevní délky konstantní a rovná se fbd, se vypoãte podle vztahu (155):

dynamicky zatíÏené konstrukce, úãinky seizmicity, vibrací a nárazÛ, pro konstrukce namáhané na únavu a pro beton z lehkého kameniva. Zásady nemusí b˘t dostateãné pro v˘ztuÏné pruty se speciálními nátûry, epoxidov˘mi nebo zinkov˘mi povlaky. Pro pruty velk˘ch prÛmûrÛ platí dal‰í pravidla. Kotvení podélné v˘ztuÏe musí zajistit bezpeãné pfienesení sil z v˘ztuÏe do betonu a zabránit vzniku podéln˘ch trhlin nebo odlupování betonu. Podle potfieby je nutno pfiidat pfiíãnou v˘ztuÏ. Na obr. 38 jsou uvedeny úpravy kotvení. Délka pfiímého úseku u háku podle EN je 5∅, podle âSN postaãilo jen 3∅. K v˘poãtu kotevních délek je potfieba znát návrhovou hodnotu mezního napûtí v soudrÏnosti fbd. Urãuje se pro Ïebírkovou v˘ztuÏ podle vztahu (154):

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

5∅

≥ 50 mm

≥ 0,3 Io

10∅

≥ 70 mm

≥ 10 mm

≥ 10 mm

1,4∅

≥2∅ ≥ 20 mm ≤ 50 mm

≥ 0,7 ∅

Io

Fs

≤ 50 mm ≤4∅

Fs

≥2∅ ≥ 20 mm

a

Fs

Fs

Fs

a)

∅

∅

b)

c)

∅

Obr. 40 Kotvení tfimínkÛ Fig. 40 Anchorage of links

za prÛmûr ∅ do vztahu (155) dosazuje náhradní prÛfiez ∅n = ∅ √2. Návrhová kotevní délka je dána vztahem (156): lbd = α1 α2 α3 α4 α5 lb,rqd ≥ lb,min , (156) kde α1, α2, α3, α4, α5 jsou souãinitele, jejichÏ hodnoty (v rozmezí 0,7 aÏ 1,0) se urãují podle tabulky v normû a vyjadfiují: α1 vliv tvaru prutu (pro tlaãené a rovné taÏené pruty α1 = 1, pro ostatní za pfiedpokladu dostateãné tlou‰Èky betonu krycí vrstvy α1 = 0,7); α2 vliv velikosti krycí vrstvy betonu a mezer mezi pruty; α3 vliv pfiíãné v˘ztuÏe; α4 vliv pfiíãnû pfiivafiené v˘ztuÏe; α5 vliv tlaku kolmého na plochu ‰tûpení podél návrhové kotevní délky. Musí zároveÀ platit, Ïe souãin α2 α3 α5 ≥ 0,7. Hodnota lb,rqd se urãí podle vztahu (154) a lb,min je minimální kotevní délka: pro kotvení v oblastech tahu lb,min > max (0,3 lb,rqd; 10∅; 100 mm), pro tlaãené pruty lb,min > max (0,6 lb,rqd; 10∅; 100 mm). Kotvení pfiíãnû pfiivafien˘mi pruty se povaÏuje za doplÀkové. Mûla by b˘t prokázána odpovídající kvalita svarového spoje pfiipojeného prutu (prÛmûru ∅t 14 aÏ 32 mm). Kotevní kapacitu jednoho prutu pfiíãnû pfiivafieného urãí NP, pfiípadnû lze uÏít doporuãené hodnoty vypoãtené podle vztahu v normû [4], kter˘ vyjadfiuje zejména závislost na návrhové smykové pevnosti svaru. Kotvení tfimínkÛ a smykové v˘ztuÏe ∑ Ast/2

d)

ST YKOVÁN Í V ¯ZTUÎE Stykování betonáfiské v˘ztuÏe musí zajistit pfienesení sil. Síly mezi stykovan˘mi pruty mohou b˘t pfieneseny pfiesahem prutÛ, svafiováním nebo mechanick˘mi spojkami. UÏití pfiesahÛ je nejãastûj‰ím zpÛsobem stykování v˘ztuÏe, podle [4] mÛÏe b˘t provedeno pfiesahem pfiím˘ch prutÛ nebo prutÛ s pravoúhl˘mi ãi polokruhov˘mi háky. Stykování pfiesahy má b˘t provedeno tak, aby pfienesení sil z jednoho do druhého prutu bylo spolehlivé, nedocházelo k od‰tûpování betonu v okolí styku ani ke vzniku podéln˘ch trhlin ovlivÀujících chování konstrukce. Styky pfiesahem mají b˘t vystfiídány a nemají b˘t v oblastech max. namáhání. V prÛfiezu mají b˘t umístûny symetricky. Uspofiádání má vyhovovat obr. 41. Pokud jsou stykované pruty v jedné vrstvû a jsou splnûna v˘‰e uvedená kriteria, je moÏno stykovat 100 % taÏen˘ch prutÛ, pro pruty ve více vrstvách má b˘t podíl stykovan˘ch prutÛ sníÏen na 50 %. Návrhová délka pfiesahu se vypoãte podle vztahu (157), kde lb,rqd se vypoãte podle vztahu (155), l0,min > max (0,3α6 lb,rqd; 15∅ ; 200 mm), α1, α2, α3, α5 se urãí jako u vztahu (156) s urãit˘m upfiesnûním pro stanovení α3, α6 = (ρ1/25)0,5 ≤ 1,5, kde ρ1 je procento v˘ztuÏe styko∑ Ast/2

∑ Ast/2

≤ 150 mm

≤ 150 mm Fs

Fs

Fs

Fs

4∅

Io/3 Io/3

a) stykování tahové v˘ztuÏe

ETON

• TEC

Obr. 41 Uspofiádání pfiesahÛ Fig. 41 Adjacent laps Tab. 11*) Hodnoty souãinitele α6 (mezilehlé hodnoty se stanoví interpolací) Tab. 11 Values of the coefficient α6 (intermediate values may be determined by interpolation) *) âíslování tabulek navazuje na pfiedchozí díly. V [4] mûly b˘t tabulky ãíslovány Tab. 7 aÏ 10.

Procento stykované v˘ztuÏe α6

< 25 %

33 %

50 %

> 50 %

1,0

1,15

1,4

1,5

l 0 = α1α 2 α 3 α 5 α 6 l b, rqd

As , req As , prov

≥ l 0,min

(157)

vané pfiesahem v oblasti 0,65 l0 od osy pfiesahu (v obou smûrech), hodnoty α6 viz Tab. 11. Pfiíãná v˘ztuÏ v oblasti stykování pfiesahem je nutná k zachycení pfiíãn˘ch tahov˘ch sil. Pokud prÛmûr stykované v˘ztuÏe ∅ < 20 mm nebo je v prÛfiezu stykováno ménû neÏ 20 % v˘ztuÏe, je moÏné ponechat pouze bûÏnou pfiíãnou v˘ztuÏ bez dal‰ího ovûfiení. Pfii stykování v˘ztuÏe profilu ∅ ≥ 20 mm má b˘t navrÏena pfiíãná v˘ztuÏ kolmá na stykované pruty a umístûna mezi nû a povrchem betonu. Má platit: ΣAst ≥ 1,0 As ,

(158)

kde ΣAst je souãet ploch v‰ech vûtví pfiíãné v˘ztuÏe rovnobûÏn˘ch s rovinou stykované v˘ztuÏe; As je plocha jednoho stykovaného prutu. Pokud je stykováno najednou víc neÏ 50 % v˘ztuÏe a vzdálenost a <10∅, (a viz obr. 41) má b˘t pfiíãná v˘ztuÏ ve formû tfimínkÛ nebo prutÛ tvaru U kotven˘ch uvnitfi prÛfiezu. Umístûní pfiíãné v˘ztuÏe podle obr. 42. Norma [4] uvádí pravidla pro pfiesahy

Io

Io

B

Fs

∅

se v bûÏn˘ch pfiípadech zaji‰Èuje polokruhov˘mi nebo pravoúhl˘mi háky nebo pfiíãnû pfiivafienou v˘ztuÏí podle obr. 40. Uvnitfi háku musí b˘t umístûn v˘ztuÏn˘ prut.

Io/3 ∑ Ast/2

Io/3

∅

H NOLOG I E

Obr. 42 Umístûní pfiíãné v˘ztuÏe v oblasti stykování pfiesahem Fig. 42 Transfers reinforcement for lapped splices

4∅

b) stykování tlakové v˘ztuÏe

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

43

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

Fs

Obr. 43 Stykování sítí – pfiesahy nosné v˘ztuÏe Fig. 43 Lapping of welded fabric – laps of the main reinforcement

Fs Io

a) stykování v jedné rovinû

(As/s)prov je skuteãná mûrná plocha nosn˘ch v˘ztuÏn˘ch prutÛ sítû. Styky musí b˘t vystfiídány ve vzdálenostech ≥ 1,3 l0 (l0 podle vztahu (157)). Pfiídavná pfiíãná v˘ztuÏ není nutná. Pomocná a rozdûlovací v˘ztuÏ mÛÏe b˘t stykována 100 % v jednom prÛfiezu. Délka pfiesahu je pro dráty φ ≤ 6 minimálnû 150 mm a zároveÀ min. 1 rozteã, pro φ ≤ 6 < φ ≤ 8,5 minimálnû 250 mm a 2 rozteãe, pro φ ≤ 8,5 < φ ≤ 12 minimálnû 350 mm a 2 rozteãe.

Fs Io

b) stykování ve dvou rovinách

sítí ze Ïebírkov˘ch drátÛ, hladkou v˘ztuÏ neuvaÏuje. U pfiesahÛ nosné v˘ztuÏe je tfieba rozli‰ovat provedení – zpÛsob kladení stykovan˘ch sítí – viz obr. 43. Pro stykování v jedné rovinû (obr. 43a) platí stejná pravidla jako pro stykování jednotliv˘ch prutÛ pfiesahem. Pfii stanovení l0 podle vztahu (157) se uvaÏuje vÏdy α3 = 1,0. Platí vztah pro α6 a Tab. 11. Pfii namáhání na únavu má b˘t uÏito stykování v jedné rovinû. Pfii stykování ve dvou rovinách (obr. 43b) má b˘t návrh proveden tak, aby napûtí ve v˘ztuÏi v mezním stavu únosnosti nebylo vût‰í neÏ 80 % návrhové pevnosti. Pokud není poÏadavek splnûn, má se pfii v˘poãtu momentu únosnosti stanovit úãinná v˘‰ka z polohy v˘ztuÏe vzdálenûj‰í od taÏeného okraje. Kromû toho je tfieba zv˘‰it o 25 % plochu v˘ztuÏe nutnou z hlediska omezení ‰ífiky trhlin. V jednom prÛfiezu je moÏno stykovat: – 100 % v˘ztuÏe, pokud (As/s)prov ≤ 1200 mm2/m, – max. 60 % v˘ztuÏe, pokud (As/s)prov >1200 mm2/m.

DOPL≈UJÍCÍ PRÒMùRÒ

Za pruty s velk˘m prÛmûrem se povaÏují v˘ztuÏné pruty o prÛmûru zpravidla vût‰ím neÏ 32 mm. Velikost rozhodujícího prÛmûru urãuje NP. PouÏijí-li se takové pruty, je nutno omezit ‰ífiku trhlin buì pouÏitím povrchové v˘ztuÏe nebo prokázat ‰ífiku trhlin v˘poãtem. Pfii velk˘ch prÛmûrech prutÛ vznikají vût‰í ‰tûpné síly a v˘raznûj‰í je také hmoÏdinkov˘ efekt. Tyto pruty by mûly b˘t kotveny pomocí mechanického kotevního zafiízení. JestliÏe jsou kotveny jako pfiímé pruty, je nutno je opatfiit tfimínky, které ovinou oblast kotvení. Pruty velk˘ch prÛmûrÛ by se nemûly stykovat pfiesahem. V˘jimku tvofií prvky s minimálním rozmûrem pfiíãného fiezu vût‰ím neÏ 1 m nebo pfiípady, kde napûtí nepfiesahuje 80 % návrhové mezní pevnosti v MSÚ. JestliÏe nepÛsobí na podélnou v˘ztuÏ pfiíãn˘ tlak, je nutné v oblasti jejího kotvení umístit dal‰í pfiíãnou v˘ztuÏ (navíc ke tfimínkÛm smykové v˘-

Obr. 44 Základní konstrukãní prvky – oznaãení: deska, trám, sloup, stûna Fig. 44 Basic structural members – notation: slab, beam, column, wall

c) sloup

r.v. – ∅t

r.v. – ∅t

∅ h C

AS St I

ac b=1m

podélná v˘ztuÏ

∅ ∅st

C

Ss

Ct

44

b

∅St AS ∅ as

∑ As

rozdûlovací v˘ztuÏ

d h

C b = bt

∅ Ss

Ct

C podélná nosná v˘ztuÏ

B

ETON

S K U P I N O V É V LO Î K Y Pfii navrhování uvaÏujeme stfied skupinové vloÏky v tûÏi‰ti skupiny (svazku) prutÛ. Ekvivalentní prÛfiez náhradního prutu se podle normy [4] stanoví podle vztahu (159): ∅ n = ∅ nb ≤ 55mm

(159)

Evropská norma omezuje poãet prutÛ ve skupinû, nb ≤ 4 pro svislé tlaãené pruty a pruty v oblasti stykování pfiesahem, nb ≤ 3 v ostatních pfiípadech. Dále stanoví doplÀující pravidla pro kotvení a stykování skupinov˘ch vloÏek, rozli‰uje pruty s náhradním prÛfiezem ∅n ≤ 32 mm a ∅n > 32 mm. KONSTRUKâNÍ PRVKY Pfii navrhování prvkÛ a konstrukcí nestaãí pouze ovûfiit splnûní mezních stavÛ únosnosti a pouÏitelnosti podle poÏadavkÛ uveden˘ch v normû [4], ale je nutno splnit i konstrukãní zásady pfiedepsané normou v závislosti na pouÏitém návrhovém modelu. Je nutné si uvûdomit, Ïe splnûním konstrukãních poÏadavkÛ zaji‰Èujeme spolehlivost v tûch oblastech, které pfiímo neovûfiujeme v˘poãtem. Jedná se vût‰inou o takové pfiípady namáhání, kde v˘poãet by byl neúmûrnû a zbyteãnû sloÏit˘ vzhledem k dosaÏenému v˘sledku, popfi. o pfiípady, kde zatím je‰tû není dostatek teoretick˘ch a vstupních údajÛ pro v˘poãet (napfi. v oblasti trvanlivosti). Je pravda, Ïe v nûkter˘ch pfiípadech dávají konstrukãní poÏadavky v˘sledky na konzervativní stranû, a to vzhledem k tomu, Ïe tyto poÏadavky musí pokr˘vat celou ‰kálu rÛzn˘ch vstupních veliãin, dal‰ím jejich upfiesÀováním by bylo jejich pouÏití Obr. 45 Umístûní tahové v˘ztuÏe v pfiírubách T prÛfiezu Fig. 45 Placing of tension reinforcement in flanged cross-section

∑ As

∅st h

∅St

∅st ∅

St

C

b) trám St

d) stûna

b=1m

a) deska

P R AV I D L A P R O

PRUTY V¯ZTUÎE VELK¯CH

ztuÏe). Norma uvádí pravidla pro návrh této doplÀkové v˘ztuÏe.

beff As

∅t

ht

Ct

beff1

bw

beff2

h

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION sloÏité. Proto v nûkter˘ch pfiípadech norma uvádí základní v˘chozí poÏadavek a dále ustanovení „pokud se nevy‰etfiuje pfiesnûji, pak …“ DÛleÏité jsou poÏadavky t˘kající se minimální plochy v˘ztuÏe. Minimální v˘ztuÏ musí jednak vylouãit kfiehk˘ lom, jednak zajistit, Ïe nedojde k rozevfiení trhlin nad pfiípustnou ‰ífiku. Prvky, nebo jejich ãásti, nesplÀující poÏadavky na minimální plochu v˘ztuÏe, je tfieba povaÏovat za nevyztuÏené. Pfiehled základních konstrukãních prvkÛ s oznaãením je uveden na obr. 44 a konstrukãní poÏadavky v tab. 12. Oproti ENV 1992-1-1 do‰lo v tûchto ustanoveních k fiadû upfiesnûní a zmûn. Napfi. ustanovení t˘kající se minimální ohybové v˘ztuÏe má reáln˘ fyzikální podklad, je obdobné ustanovení v âSN 73 1201. Hodnoty v tab. 12 jsou doporuãené a mohou b˘t pozmûnûny v NP EN 1992-1-1. TR ÁMY Uspofiádání v˘ztuÏe U monolitick˘ch konstrukcí, i kdyÏ bylo ve v˘poãtu pfiedpokládáno jejich prosté uloÏení, by mûly b˘t prÛfiezy u podpor vyztuÏeny na ohybov˘ moment vznikající z jejich ãásteãného upnutí tak, aby pfienesly nejménû β1 násobek ohybového momentu v poli (doporuãuje se volit β1 = 0,15), pfiiãemÏ tato v˘ztuÏ by mûla splÀovat podmínku minimálního stupnû vyztuÏení (viz tab. 12). Nad stfiedními podporami spojit˘ch trámÛ T prÛfiezu by mûla b˘t tahová v˘ztuÏ rozmístûna i na spolupÛsobící ‰ífice beff; (viz obr. 45). Tlaková v˘ztuÏ uvaÏovaná ve v˘poãtu musí b˘t ovinuta tfimínky v maximálních vzdálenostech 15∅ tlaãen˘ch prutÛ. Ukonãení podélné tahové v˘ztuÏe v poli Tahová v˘ztuÏ v oh˘ban˘ch prvcích má b˘t uspofiádána tak, aby odolávala obálce tahov˘ch sil Fs stanovené i s pfiihlédnutím k úãinku posouvajících sil (‰ikm˘ch trhlin), tedy Fs = (MEd / z + NEd) + ∆Fst ,

(160)

kde ∆Fst je zvût‰ení tahové síly s pfiihlédnutím k úãinku posouvajících sil; tahová síla ∆Fst se stanoví ze vztahu ∆Fst = 0,5 VEd αl / z ;

(161)

MEd, NEd a VEd jsou návrhové hodnoty ohybového momentu, normálové a poB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

souvající síly; z je rameno vnitfiních sil; αl je vodorovn˘ posun ãáry (MEd / z + NEd) viz obr. 46; vzdálenost al je uvaÏována: – u prvkÛ se smykovou v˘ztuÏí al = 0,5 (cot θ – cot α) / z ,

Ibd

Ibd Ibd

(162)

a1 Ftd

– u prvkÛ bez smykové v˘ztuÏe al = d. (163) Úãinek tahové síly ∆Fst lze vyjádfiit vodorovn˘m posunutím ãáry (MEd / z + NEd) o vzdálenost al, jak je znázornûno na obr. 46. TaÏené pruty lze ukonãit ve vzdálenosti rovné nejménû jejich návrhové kotevní délce lbd od místa jejich plného vyuÏití, pfiiãemÏ konec prutu musí b˘t nejménû ve vzdálenosti 10∅, minimálnû v‰ak 100 mm od místa poãátku jejich pÛsobení; místo jejich plného pÛsobení a zaãátku pÛsobení leÏí v místech, kde prouÏek pfiedstavující únosnost prutu protíná obálku tahov˘ch sil Fs. Obrazec únosnosti tahov˘ch sil prutÛ FRs nesmí vytínat obálku tahov˘ch sil Fs, pfiiãemÏ lze pfiedpokládat, Ïe na kotevní délce se síla v prutu mûní lineárnû od místa plné únosnosti aÏ po nulu na konci kotevní délky (viz obr. 46). Podle v˘‰e uvedeného, obrazec únosnosti tahov˘ch sil vloÏek FRs vytvofií nad podporou jak˘si „stromeãek“, kter˘ lze pfievést na plynul˘ rovnoploch˘ obrazec. Ukonãení dolní v˘ztuÏe v podporách PrÛfiezová plocha dolní v˘ztuÏe v krajních podporách s mal˘m nebo nulov˘m vetknutím musí b˘t nejménû β2 násobek prÛfiezové plochy v˘ztuÏe v poli (doporuãuje se volit β2 = 0,25). V krajní podpofie musí b˘t zakotvena tahová síla stanovená s pfiihlédnutím k obrazci tahov˘ch sil (viz obr. 46). Tuto sílu lze téÏ stanovit ze vztahu FE = VEd al / z + NEd

(164)

kde NEd je normálová síla, která se pfiiãte (tah) nebo odeãte (tlak) od tahové síly, z je rameno vnitfiních sil, al se stanoví podle vztahÛ (162), (163). Návrhová kotevní délka lbd se stanoví s pfiihlédnutím k této síle; u pfiím˘ch podpor (obr. 47a) lze pfiihlédnout k pfiíznivému pÛsobení pfiíãn˘ch tlakÛ. Kotevní délka se mûfií od zaãátku kontaktu trámu s podporou. PrÛfiezová plocha dolní v˘ztuÏe ve stfiedních podporách musí b˘t nejménû β2 násobek prÛfiezové plochy v˘ztuÏe v poli (doporuãuje se volit β2 = 0,25).

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

≥10∅ I ≥100mm bd ≥10∅ ≥100mm

≥10∅ ≥100mm

Ibd

Obálka tahov˘ch sil MEd/z + NEd

Ibd

Obálka pÛsobících tahov˘ch sil Fs

Ibd ≥10∅ ≥100mm

Obálka únosnosti tahov˘ch sil FRs

Obr. 46 Pfiíklad ukonãení tahov˘ch podéln˘ch vloÏek Fig. 46 Illustration of the curtailment of longitudinal reinforcement

Kotevní délka nesmí b˘t men‰í neÏ je 10∅, ani ne men‰í neÏ je vnitfiní prÛmûr trnu kolem kterého se oh˘bá prut (u hákÛ nebo ohybÛ prutu o prÛmûru alespoÀ 16 mm), nebo dvojnásobek prÛmûru trnu (v ostatních pfiípadech) – viz obr. 48a. V˘ztuÏ potfiebná pro zachycení pfiípadn˘ch kladn˘ch momentÛ (napfi. pfii sednutí podpory, pfii v˘buchu apod.) mûla by b˘t specifikována ve smlouvû. V tomto pfiípadû musí b˘t zaji‰tûna spojitost dolní v˘ztuÏe, coÏ lze dosáhnout „pfiesahov˘mi“ pruty – viz obr. 48 b), nebo c). Smyková v˘ztuÏ Smyková v˘ztuÏ mÛÏe svírat se stfiednicí konstrukãního prvku úhel mezi 45°a 90°. Smyková v˘ztuÏ mÛÏe b˘t tvofiena: – tfimínky obepínajícími podélnou tahovou v˘ztuÏ a tlaãenou oblast – viz obr. 49; – ohybov˘mi pruty; – v˘ztuÏn˘mi ko‰i, mfiíÏovinami apod., které neobepínají podélnou v˘ztuÏ, ale jsou fiádnû kotveny v tlaãené a taÏené oblasti prvku. Tfimínky musí b˘t úãinnû zakotveny. Stykování vûtví tfimínkové v˘ztuÏe pfiesahem v blízkosti povrchu stûny prÛfiezu je dovolené, pokud tfimínek nezachycuje úãinky kroucení. Tfimínky musí zachycovat nejménû β3 násobek plochy potfiebné smykové v˘ztuÏe; doporuãuje se volit β = 0,5. StupeÀ smykového vyztuÏení ρw je dán vztahem ρw = Asw / (s bw sinα) ≥ ρw,min (165)

6/2003

45

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

a)

b)

pfiíãná vzdálenost vûtví v fiadách tfimínkové v˘ztuÏe nesmí pfiesáhnout st,max; doporuãená hodnota st,max se stanoví ze vztahu

Ibd

st,max = 0,75 d ≤ 600 mm,

Ibd

kde d je úãinná v˘‰ka trámu a α je úhel, kter˘ svírá smyková v˘ztuÏ se stfiednicí prvku.

b

Obr. 47 Kotvení dolní v˘ztuÏe v krajní podpofie – a) pfiímá podpora, b) nepfiímá podpora Fig. 47 Anchorage of bottom reinforcement at end supports – a) direct support, b) indirect support

kde Asw je plocha smykové v˘ztuÏe v rozsahu délky s; s je vzdálenost smykové v˘ztuÏe mûfiená ve stfiednici prvku; bw je ‰ífika stojiny prvku a α je úhel, kter˘ svírá smyková v˘ztuÏ se stfiednicí prvku. Doporuãená hodnota minimálního stupnû vyztuÏení ρw,min se stanoví ze vztahu

ρw,min = (0,08 √ fck) / fyk ,

(166)

kde fck i fyk se dosazuje v MPa. Maximální podélná vzdálenost s mezi smykov˘mi v˘ztuÏn˘mi sestavami (tfimínky) nesmí pfiesáhnout sl,max; doporuãená hodnota sl,max se stanoví ze vztahu sl,max = 0,75 d ( 1 + cotα),

(167)

vzdálenost ohybÛ nesmí pfiesáhnout sb,max; doporuãená hodnota sb,max se stanoví ze vztahu sb,max = 0,6 d (1 + cotα ),

(169)

(168)

Obr. 48 Kotvení v˘ztuÏe ve stfiední podpofie Fig. 48 Anchorage at intermediate supports

V˘ztuÏ pro zachycení úãinkÛ kroucení Tfimínky pro zachycení úãinkÛ kroucení mají b˘t uzavfiené, kotvené pfiesahem nebo koncov˘mi háky podle obr. 50 a mají svírat úhel 90°se stfiednicí prvku. Podélná vzdálenost tfimínkÛ pro zachycení úãinkÛ kroucení nemá pfiekroãit hodnotu u/8, kde u je vnûj‰í obvod prÛfiezu. Podélné vloÏky mají b˘t uspofiádány tak, aby v kaÏdém rohu prÛfiezu byla alespoÀ jedna vloÏka; ostatní vloÏky se rozdûlí pravidelnû podél vnitfiního obvodu tfimínkÛ v osov˘ch vzdálenostech nepfiesahujících 350 mm. Povrchová v˘ztuÏ V nûkter˘ch pfiípadech je nutné navrhnout povrchovou v˘ztuÏ buì pro omezení trhlin nebo pro zaji‰tûní potfiebné odolnosti proti od‰tûpování krycí vrstvy betonu u vloÏek s ∅ > 32 mm nebo u skupinové v˘ztuÏe s ∅n > 32 mm. Povrchová v˘ztuÏ mÛÏe b˘t tvofiena sítí, popfi. vloÏkami malého prÛmûru; ukládá se vnû tfimínkÛ – viz obr. 51. PrÛfiezová plocha povrchové v˘ztuÏe As,surf nesmí b˘t men‰í neÏ As,surfmin ve smûru rovnobûÏném a kolmém k tahové v˘ztuÏi trámu. Doporuãená hodnota As,surfmin = 0,01 Act,ext, kde Act,ext je plocha taÏeného betoIbd

Ibd dm I ≥ 10 ∅

∅

∅ I ≥ 10 ∅

I ≥ dm

a)

b)

MASIVNÍ DESKY Masivní desky jsou desky nosné v jednom smûru a desky kfiíÏem vyztuÏené, jejichÏ pÛdorysné rozmûry b a leff nejsou men‰í neÏ pûti násobek tlou‰Èky desky h. Zásady uvedené pro ukonãení v˘ztuÏe v poli, krajních a stfiedních podporách uvedené u trámÛ, platí i pro desky. Uspofiádání v˘ztuÏe v blízkosti podpor, v rozích a v okraji desky U prostû podepfien˘ch desek musí b˘t polovina navrÏené v˘ztuÏe pro prÛfiez v poli dovedena do podpory a zde fiádnû zakotvena (obdobnû jako u trámÛ). Pokud je deska po okraji ãásteãnû upnuta, ale není toto uvaÏováno ve v˘poãtu, mûla by zde b˘t navrÏena horní v˘ztuÏ, která pfienese 25 % ohybového momentu v pfiilehlém poli. Tato v˘ztuÏ musí od podpory zasahovat nejménû na 0,2 násobek délky do pfiilehlého pole. Pokud dochází k nadzvedávání rohÛ desky, je tfieba navrhnout vhodnou v˘ztuÏ pro zachycení kroutících momentÛ. Podél voln˘ch okrajÛ desky je tfieba navrhnout podélnou a pfiíãnou v˘ztuÏ, jak je znázornûno na obr 52. BûÏnû navrÏená v˘ztuÏ v desce mÛÏe b˘t pouÏita jako okrajová. Smyková v˘ztuÏ Smykovou v˘ztuÏ lze navrhovat do desek

c)

Obr. 49 Pfiíklady tfimínkové v˘ztuÏe Fig. 49 Examples of shear reinforcement

nu vnû tfimínkÛ. Pokud je krycí vrstva betonu vût‰í neÏ 70 mm, má b˘t pouÏita povrchová v˘ztuÏ o prÛfiezové plo‰e 0,005 Act,ext v kaÏdém smûru. Krycí vrstva povrchové v˘ztuÏe musí b˘t nejménû rovna minimální hodnotû krycí vrstvy v˘ztuÏe cmin. Podélné pruty povrchové v˘ztuÏe mohou b˘t zapoãteny do podélné ohybové v˘ztuÏe a pfiíãné pruty do smykové v˘ztuÏe za pfiedpokladu, Ïe splÀují podmínky pro uspofiádání a kotvení obou typÛ v˘ztuÏí.

Obr. 50 Pfiíklady tvarÛ tfimínkÛ zachycujících úãinky kroucení –a)doporuãené tvary, (Pozn.: U a2) má b˘t celá pfiesahová délka podél horního okraje) Fig. 50 Examples of shapes for torsion links – a) recommended shapes, (Note: For a2) should have a full lap length along the top)

nebo

A 46

vnitfiní tfimínky

B

a1)

obepínající tfimínky

B

ETON

• TEC

a2)

H NOLOG I E

a3)

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION Obr. 51 Pfiíklad povrchové v˘ztuÏe – x je vzdálenost neutrální osy od horního okraje v MSÚ Fig. 51 Example of surface reinforcement – x is the depth of neutral axis at ULS

As, surf ≥ 0,01 Act, ext Act, ext

x

(d - x) ≤ 600 mm

smykové v˘ztuÏe nesmí pfiesáhnout 1,5 d, kde d je úãinná tlou‰Èka desky a α úhel sklonu smykové v˘ztuÏe. Tento pfiíspûvek byl vypracován za podpory VZ MSM 210000001.

As, surf st ≤ 150 mm

st ≤ 150 mm

Obr. 52 Uspofiádání v˘ztuÏe desky ve volném okraji Fig. 52 Edge reinforcement for a slab

h ≥ 2h

smax = 0,75 d (1 + cot α ),

tlou‰Èky minimálnû 200 mm. Pro smykovou v˘ztuÏ platí zásady uvedené u trámÛ, pokud není dále uvedeno jinak. U desek, kde je VEd≤ 0,33 VRd,max, mÛÏe b˘t smyková v˘ztuÏ tvofiena buì ohyby nebo smykov˘mi v˘ztuÏn˘mi sestavami (spony, tfimínky). Maximální podélná vzdálenost mezi smykov˘mi v˘ztuÏn˘mi sestavami je dána vztahem

Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. tel.: 224 354 633; fax: 233 335 797 e-mail: [email protected]

(170)

Ing. Alena Kohoutková, CSc. tel.: 224 353 740, fax: 233 335 797 e-mail: [email protected]

maximální podélná vzdálenost ohybÛ nesmí pfiesáhnout d, pfiíãná vzdálenost Literatura: [26] Zavádûní EN 1992: „Navrhování betonov˘ch konstrukcí“ do praxe – Mezní stavy pouÏitelnosti; in Beton TKS, roãník 3, ã. 5/2003, str. 51–57

Ing. Jitka Va‰ková, CSc. tel.: 224 354 636, fax: 233 335 797 e-mail: [email protected] v‰ichni: âVUT FSv, Katedra betonov˘ch konstrukcí a mostÛ Thákurova 7, 166 29 Praha 6

Tab. 12 PoÏadavky na max. a min. plochu v˘ztuÏe, max. a min. vzdálenosti a jmenovité prÛmûry vloÏek konstrukãních prvkÛ podle obr. 44 Tab. 12 Requirements on the max. and min. area of the reinforcement, max. and. min. spacing and diameters of bars of structural members in Fig. 44

Podélná nosná v˘ztuÏ ∅

Pfiíãná v˘ztuÏ

Parametr (obr. 44) prÛfiezová plocha v˘ztuÏe As ≥ As,min; As ≤ As,max maximální osová vzdálenost prutÛ as,max minimální poãet prutÛ minimální svûtlost mezi pruty jmenovit˘ prÛmûr ∅st vzdálenost ss

Rozdûlovací v˘ztuÏ (vodorovná u stûn)

minimální prÛfiezová plocha (Ash,min u kaÏdého povrchu) maximální vzdálenost st,max prÛmûr ∅t

Poznámky:

B

ETON

Desky Trámy Sloupy As,min1) 2) = 0,26 fctm bt d / fyk ≥ 0,0013 bt d As,min = 0,1 NEd / fyd ≥ 0,002 Ac As,max = 0,04 Ac3) Asv,max = 0,04 Ac3) as,max = 3 h ≤ 400 mm – – as,max4) = 2 h ≤ 250 mm (1000/ as,max) ∅ / m – 4∅8 – min. v kaÏdém rohu ∅8 max. z hodnot: ∅, dg + 5 mm; 20 mm; dg – maximální prÛmûr zrn kameniva ∅st ≥ 6 mm (5 mm svafi. síÈ) – viz tfimínky ss5) ≤ 20 ∅ text na str. 46 ≤b ≤ 400 mm 0,2 As st,max =3,5 h ≤ 400 mm st,max4)=3,5 h ≤ 400 mm –

–

–

Stûny Asv,min = 0,002 Ac As,max = 0,04 Ac 3) as,max=3 h ≤ 400 mm (1000/ as,max) / m Pfiíãná v˘ztuÏ jen pfii pfii As ≥ 0,02Ac; ∅st a ss stejnû jako u sloupÛ6) Ash,min ≥ 0,25 As; Ash,min ≥ 0,001 Ac st,max = 400 mm –

fctm – prÛmûrná pevnost betonu v tahu; bt – prÛmûrná ‰ífika taÏené oblasti betonu, u T prÛfiezu bt = bw ; d – úãinná v˘‰ka prÛfiezu ; fyk – charakteristická mez kluzu v˘ztuÏe; Ac – prÛfiezová plocha betonu ; h – tlou‰Èka desky 1) Pro prvky, u nichÏ lze pfiipustit kfiehké poru‰ení, lze uvaÏovat As,min = 1,2 Asd, kde Asd je návrhová prÛfiezová plocha stanovená v MSÚ. 2) U pfiedpjat˘ch prvkÛ s nesoudrÏnou nebo vnûj‰í pfiedpínací v˘ztuÏí je tfieba ovûfiit, Ïe ohybová únosnost je vût‰í neÏ odpovídá 1,15 násobku ohybového momentu pfii vzniku trhlin. 3) Mimo styk pfiesahem. 4) Platí pro oblasti, kde mÛÏe pÛsobit osamûlé bfiemeno. 5) Maximální vzdálenost se sníÏí na 0,6 násobek: – v prÛfiezech umístûn˘ch nad a pod trámem nebo deskou na délce rovné vût‰ímu rozmûru prÛfiezu sloupu, – v oblasti stykÛ pfiesahem, pokud jsou stykované pruty ∅ > 14 mm. 6) Pokud je v‰ak svislá v˘ztuÏ umístûna nejblíÏe povrchu stûny, je tfieba provést pfiíãnou v˘ztuÏ ve tvaru spon, a to min. 4 spony /m2. • TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

47

SPEKTRUM SPECTRUM

MOSTY

Z VYSOKOHODNOTN¯CH BETONÒ V SEVERNÍ AMERICE A L E · K R AT O C H V Í L , J A R O S L AV U R B A N , KAREL POSPÍ·IL

mostních objektÛ z HPC na celém území Spojen˘ch státÛ americk˘ch [1].

âlánek popisuje v˘voj aplikací vysokohodnotn˘ch betonÛ (HPC) u staveb dopravní infrastruktury na severoamerickém kontinentu. Poukazuje na v˘hody pouÏití HPC v konkrétních konstrukãních fie‰eních se zfietelem na ekonomickou efektivitu realizovan˘ch staveb.

OBJEKTÒ

U P L AT N ù N Í H P C

Dle údajÛ AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) byla na konci minulého století ve Spojen˘ch státech americk˘ch témûfi jedna tfietina z celkového poãtu 582 tisíc mostÛ spravovan˘ch FHWA konstrukãnû nebo funkãnû nedostaãujících. PfiestoÏe tyto mosty nebyly v havarijním stavu, narÛstající tlak dopravní intenzity i zátûÏe signalizoval nezbytnost provedení nákladn˘ch oprav, resp. realizaci zcela nov˘ch konstrukcí s odpovídajícím fie‰ením jejich únosnosti i ‰ífikového uspofiádání. Podle stejného pramene vynakládají dálniãní organizace v USA kaÏd˘m rokem zhruba 3,2 miliardy USD na rekonstrukci a údrÏbu mostních objektÛ. Proto investofii zcela pfiirozenû poÏadují konstrukce lépe vzdorující úãinkÛm prostfiedí a zatíÏení od dopravy, s dlouhou, aÏ stoletou Ïivotností, a staví projektanty i zhotovitele pfied úkol navrhnout a realizovat tato díla ekonomicky, s pozdûj‰ími minimálními náklady na jejich údrÏbu [2]. V rámci v˘vojov˘ch programÛ bylo do konce roku 1998 realizováno v USA s vyuÏitím HPC devût mostÛ a závûrem roku 2001 bylo ve tfiiceti státech USA v provozu jiÏ na padesát mostních objektÛ vybudovan˘ch z vysokohodnotného betonu. Spoleãná pfiedstava FHWA a AASHTO je, aby v kaÏdém státû USA byl s podporou vûdy a v˘zkumu zhotoven nejménû

JiÏ poãátkem osmdesát˘ch let minulého století poukázal americk˘ v˘zkumn˘ program SHRP (Strategic Highway Research Program) na vysokohodnotné betony (High-Performance Concrete, HPC) jako na jednu z klíãov˘ch technologií, která v budoucnu umoÏní dal‰í kvalitativní posun pfii realizaci staveb dopravní infrastruktury. Program financovan˘ z federálních prostfiedkÛ prostfiednictvím FHWA (Federal Highway Administration) vycházel z tehdej‰ích zku‰eností s aplikacemi tohoto materiálu v pozemním stavitelství a poãítal mimo jiné s masivním uplatnûním vysokohodnotn˘ch betonÛ pfii v˘stavbû mostních objektÛ. Tento strategick˘ cíl zaãal b˘t naplÀován v poslední dekádû dvacátého století, kdy FHWA ve spolupráci s TEA-21 (Transportation Equity Act for the 21st Century) zahájily pod hlaviãkou programu IBRC (The Innovative Bridge Research and Construction) financování v˘stavby fiady Tab. 1 Stupnû HPC dle tfiídûní FHWA a nûkteré jeho vlastnosti Vlastnosti Mrazuvzdornost [%] (relativní dynamick˘ modul pruÏnosti po 300 cyklech) Odolnost proti solím (vizuální ohodnocení povrchu po 50 cyklech) Obrusuvzdornost (hloubka opotfiebení) [mm] Chloridová propustnost [C] Pevnost v tlaku [MPa] Modul pruÏnosti [GPa] Smr‰tûní [promile*103] Dotvarování [promile*103] / tlak

48

U MOSTNÍCH

Zku‰ební metoda AASHTO T 161 ASTM C 666 Proc.A

jeden most z HPC [2]. Konkrétní navrhované aplikace pfiitom zahrnují mostní desky, prefabrikované nosníky, vnitfiní podpûry a opûry i pfiímo pojíÏdûné mostovky. Vût‰inu informací o praktick˘ch aplikacích vysokohodnotn˘ch betonÛ pfii v˘stavbû mostÛ v USA, které jsou publikovány v tomto ãlánku, shromáÏdil kolektiv autorÛ díky spolupráci Centra dopravního v˘zkumu s jiÏ zmínûn˘m FHWA a nûkter˘mi dal‰ími organizacemi zab˘vajícími se v USA problematikou v˘stavby a údrÏby dopravní infrastruktury [3]. P O Î A D AV K Y

NA

HPC

PRO MOSTNÍ OBJEKTY

V˘stupy programu SHRP definují vysokohodnotn˘ beton urãen˘ pro mostní objekty jako materiál s maximálním vodním souãinitelem 0,35 a faktorem trvanlivosti 80 % (dle ASTM C 666, zku‰ební metoda A). Podle poÏadavku na minimální pevnost v tlaku dûlí SHRP vysokohodnotné betony dále na Very Early Strength (VES), s minimální pevností v tlaku 21 MPa dosaÏenou do ãtyfi hodin po uloÏení betonové smûsi, High Early Strength (HES), s minimální pevností 34 MPa do dvaceti ãtyfi hodin a na Very High Strength (VHS) s minimální pevností 69 MPa do dvaceti osmi dnÛ po uloÏení betonové smûsi. ACI (American Concrete Institute) definuje potom HPC jako beton snadno zpracovateln˘, s rychl˘m nárÛstem poãáteãních pevností, vysokou odolností, objemovou stálostí a dlouhou trvanlivostí v agresivním prostfiedí. Tfiídûní vysokohodnotStupeÀ

1

2

60 aÏ 80

více neÏ 80

ASTM C 672

4,5

2,3

0,1

ASTM C 944 AASHTO T 277 ASTM C 1202 AASHTO T 2 ASTM C 39 ASTM C 469 ASTM C 157 ASTM C 512

1 aÏ 2

0,5 aÏ 1

ménû neÏ 0,5

2000 aÏ 3000

800 aÏ 2000

ménû neÏ 800

41 aÏ 55

55 aÏ 69

69 aÏ 97

více neÏ 97

28 aÏ 40 600 aÏ 800 60 aÏ 75 / MPa

40 aÏ 50 400 aÏ 600 45 aÏ 60 / MPa

více neÏ 50 ménû neÏ 400 30 aÏ 45 / MPa

ménû neÏ 30 / MPa

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

3

U KC E

• SANAC

4

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 1 Konstrukãní fie‰ení mostu San Angelo, Texas

n˘ch betonÛ dle dokumentÛ FHWA je uvedeno v tab. 1 [4]. ZKU·ENOSTI S PRAKTICKOU APLI K AC Í H P C V USA I kdyÏ je v souãasné dobû ve Spojen˘ch státech vybudována z HPC fiada mostních objektÛ nejrÛznûj‰ích konstrukãních systémÛ, zÛstává nejbûÏnûj‰ím typem mostní konstrukce tvofiená prefabrikovan˘mi nosníky, které jsou spfiaÏeny monolitickou Ïelezobetonovou deskou. Jsou v‰ak postaveny i mosty, kde byl HPC uÏit od základÛ aÏ ke svodidlÛm. Lídr v zaãátcích HPC v USA, stát Virginia, má pfies sto mostÛ z HPC buì jiÏ postaveno, ve v˘stavbû nebo v projektové fázi. Mimo jiné plánuje také v nejbliωí dobû realizovat deskov˘ most z LWAC (Light Weight Aggregate Concrete) a jeden most vyuÏívající HPC modifikovan˘ vlákny [1]. Pfiíkladem konstrukce vyuÏívající prefabrikované nosníky spfiaÏené deskou mÛÏe b˘t most na jehoÏ realizaci se podílel i uznávan˘ americk˘ odborník Celik Ozyildyrim z VTRC (Virginia Transport Research Council). Jedná se o jednu z prvních staveb tohoto druhu na území USA, k jejíÏ v˘stavbû byl pouÏit vysokohodnotn˘ beton. Most nahradil nevyhovující stavbu Tab. 2 Mosty z prefabrikovan˘ch HPC nosníkÛ Poloha mostu Bow River, Alberta (Can) Oldman River, Alberta (Can) Tom Music, Washington (USA) SR 840, Tennessee (USA) San Angelo, Texas (USA) B

ETON

Délka [m]

Typ nosníku

64,3 m

NU 2800

57,6 m

NU 2800

51,2 m

Deck BT-65

47,5 m

BT-72

46,6 m

AASHTO IV

• TEC

H NOLOG I E

z roku 1932 ve mûstû Richlands, stát Virginia. Objekt byl uveden do provozu koncem roku 1997 a fie‰í dopravu na Virginia Avenue pfies Clinch River. Tento most s volnou ‰ífikou 13 metrÛ a se dvûma poli o rozpûtí 22,6 metru dobfie demonstruje v˘hody pouÏití HPC oproti klasickému betonu. Zv˘‰ení návrhové pevnosti nosníkÛ na 69 MPa umoÏnilo zredukovat jejich poãet ze sedmi na pouh˘ch pût. Byly pouÏity nosníky AASHTO III, pfiiãemÏ kaÏd˘ obsahoval tfiicet pfiedpínacích lan o prÛmûru 15 mm, ‰estnáct pfiím˘ch a ãtrnáct zakfiiven˘ch. SpfiaÏená deska tlou‰Èky 216 mm byla provedena z betonu o návrhové pevnosti 41 MPa. Cena jednoho m2 pÛdorysné plochy nosné konstrukce se díky pouÏití HPC sníÏila z pÛvodních 743 dolarÛ na 657 dolarÛ [5]. Dal‰ím reprezentantem podobného typu mostní konstrukce vybudované s vyuÏitím HPC je most u San Angela v Texasu. Konstrukce je tvofiena osmi poli o celkové délce 292 m. Pro první aÏ páté pole byly pouÏity typizované nosníky AASHTO IV v délkách 39,9 m aÏ 47,9 m s konstrukãní v˘‰kou 1372 mm. (Pfiedpínací síla byla pfiená‰ena opût lany o prÛmûru 15 mm.) Návrhová pevnost pouÏitého HPC ãinila 96,5 MPa. Deskov˘ systém tvofií prefabrikovaná deska tlou‰Èky 89 mm a na ní proveden˘ monolit tlou‰Èky 102 mm (obr. 1). Most byl dokonãen v lednu 1998 [6]. Pfiednosti uÏití HPC u tohoto typu mostní konstrukce jsou zcela zfiejmé ze schématu na obr. 2 [1]. HPC umoÏÀuje redukci poãtu nosníkÛ v pfiíãném fiezu, vypu‰tûní vnitfiních podpor spodní stavby, ze‰tíhlení konstrukce nebo zv˘‰ení rozpûtí nosníkÛ. Statické vyuÏití vysok˘ch pevností HPC umoÏÀuje rovnûÏ sníÏit vlastní hmotnost konstrukce navrÏením subtilnûj‰ích prÛfiezÛ, coÏ má kromû v˘hod prostorov˘ch a estetick˘ch i nezanedbateln˘ efekt ekonomick˘. Ve spojení s úspornûj‰ím fie‰ením spodní stavby a zv˘‰enou Ïivotností konstrukce je tak HPC nespornû materiálem budoucnosti.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 2 Porovnání pfiíãn˘ch fiezÛ mostní konstrukce (klasick˘ beton x HPC)

V této souvislosti stojí za zmínku teoretická studie pfiedpjatého nosníku NU 1800 z HPC zpracovaná t˘mem odborníkÛ alja‰ské univerzity, která pfiedpokládá délku prostého nosníku 76 aÏ 91 m pfii hmotnosti 100 aÏ 118 t [6]. Toto staticky mimofiádnû odváÏné fie‰ení je umoÏnûno vyuÏitím pevností HPC a vhodnû navrÏen˘m pfiedpûtím prÛfiezu. Dokladem pfiedcházejících tvrzení je i v˘voj v oblasti prefabrikovan˘ch mostních nosníkÛ, a to nejen v USA, ale i v sousední Kanadû. Tab. 2 uvádí nûkteré pfiíklady mostÛ, jejichÏ hlavním nosn˘m prvkem jsou prefabrikované nosníky vyrobené z vysokohodnotn˘ch betonÛ. PouÏití HPC vedlo v tûchto pfiípadech k zásadní redukci poãtu podpor v podélném smûru a tím k v˘znamn˘m úsporám ekonomick˘m. Napfiíklad pouÏití HPC na Bow River Bridge (Alberta, Kanada) sníÏilo, ve srovnání s pÛvodnû uvaÏovan˘m fie‰ením pfiemostûní ocelov˘mi nosníky, náklady na v˘stavbu mostu z 10,5 miliónu na 9,6 miliónÛ kanadsk˘ch dolarÛ [1]. Z K R ÁC E N Í D O BY V ¯ S TAV BY

V souãasné dobû se vysokohodnotné betony vyuÏívají na severoamerickém kontinentû rovnûÏ jako prostfiedek k v˘znamnému zkrácení termínÛ v˘stavby mostních objektÛ a k jejich rychlému uvedení do provozu. Zde se s v˘hodou vyuÏívá vysok˘ch poãáteãních pevností HPC, zejména v pfiípadech, kdy je jako mikroplnivo v betonov˘ch smûsích pouÏito kfiemiãit˘ch úletÛ (mikrosiliky). Pátého ledna roku 2002 do‰lo ve státû Alabama (USA) k havárii cisterny pfieváÏející pohonné hmoty. Vozidlo narazilo do podpûry mostu na silnici I-65 v Birminghamu. Konstrukce mostu nárazu odolala, ale následn˘ tepeln˘ efekt poÏáru, kter˘ zufiil po nûkolik hodin, po‰kodil pÛvodní ocelovou konstrukci mostu tak, Ïe vykazo-

6/2003

49

SPEKTRUM SPECTRUM pafiovány a po osmnácti hodinách dosahovaly pevnosti pouÏitého HPC v nosnících hodnot kolem 50 MPa [1].

50 %

44% 40 %

30 %

25%

20 %

17% 11%

10 %

3% 0% 0–7 dnÛ

0–14 dnÛ

14–28 dnÛ

>28 dnÛ

>6 mûsícÛ

Obr. 3 Vyhodnocení poãátku vzniku trhlin po ukonãení o‰etfiování betonu (celkov˘ poãet trhlin je 100 %)

vala prÛhyb 2,44 m. Situace vyÏadovala rychlé fie‰ení, protoÏe most leÏí na v˘znamné a dopravnû vysoce zatíÏené komunikaci (pfies most pfiejíÏdí dennû okolo sto tisíc vozidel). Ze zvaÏovan˘ch alternativ byl nakonec realizován návrh mostní konstrukce z HPC o tfiech polích s rozpûtími 22,9; 42,7 a 22,9 m. Vlastní stavba nového mostu byla zahájena 21. ledna 2002 a doba v˘stavby byla smlouvou o dílo stanovena na devadesát dní. PÛvodní návrh mostu poãítal ve stfiedním poli s patnácti nosníky AASHTO typu IV v˘‰ky 1,6 m. Po jednáních s projektantem bylo nakonec uÏito ve stfiedním poli patnáct kusÛ modifikovan˘ch nosníkÛ BT-54 a v krajních polích osm kusÛ standardních nosníkÛ BT-54, které mûli v okamÏiku vnesení pfiedpûtí pevnost 48 MPa. Oãekávané dotvarování a smr‰Èování konstrukce vyÏadovalo pfii realizaci stavby citliv˘ pfiístup od v‰ech úãastníkÛ v˘stavby. Dodavatel dokázal v‰echny nosníky vyrobit za rekordních patnáct dní. SpfiaÏená 185 mm tlustá deska byla betonována v pûti ãástech a po ãtnácti dnech dosahovala pevnost 28 MPa. 27. února 2002, tj. padesát dva dní po ne‰Èastné dopravní nehodû a pouh˘ch tfiicet sedm dní od zahájení prací, byl nov˘ most pfiedán do uÏívání. Zhotovitel tak obdrÏel nabídkovou prémii, která ãinila 25 tis. americk˘ch dolarÛ za kaÏd˘ den zkrácení v˘stavby. Celkem tedy úctyhodn˘ch 1 325 000 dolarÛ [1]. V extrémních pfiípadech je moÏno dosáhnout zkrácení doby v˘stavby konstrukcí vyuÏívajících HPC i dal‰ími technologick˘mi opatfieními. Napfiíklad pro most s osmnácti poli o celkové délce 811 m, ve státû Ohio nad údolím Cuyhahoga River Valley, byly modifikované nosníky AASHTO pro50

B

Pfiímo pojíÏdûné mostovky a mostovkové desky z HPC Znaãná ãást mostÛ ve Spojen˘ch státech americk˘ch je budována s pfiímo pojíÏdûn˘mi cementobetonov˘mi mostovkami nebo mostovkov˘mi deskami [3]. Toto fie‰ení je uplatÀováno bez ohledu na to, jde-li o silnici niωí ãi vy‰‰í tfiídy nebo o dálnici, a to dokonce i v pfiípadech, kdy je vozovka na komunikaci pfied a za mostem asfaltová. Pfiímo pojíÏdûné mostovkové desky jsou z konstrukãního hlediska navrhovány jako kfiíÏem vyztuÏené. VyztuÏení desky b˘vá provedeno pfii horním i dolním povrchu a v˘ztuÏ je zpravidla chránûna proti korozi speciálními opatfieními (napfi. povlakování). Souãasn˘ trend v USA je betonovat pfiímo pojíÏdûné mostovkové desky beze spár, a to i u dlouh˘ch spojit˘ch mostních konstrukcí [3]. Pfiíkladem vyuÏití HPC pro pfiímo pojíÏdûnou deskovou mostovku mÛÏe b˘t most Wacker Drive v Chicagu (Illinois), pfies kter˘ dennû pfiejede více neÏ 160 tisíc vozidel. Cílem uÏití HPC bylo v tomto pfiípadû vytvofiení odolné a trvanlivé konstrukce souãasnû se zv˘‰ením prÛjezdné v˘‰ky pod mostem. Aplikace HPC umoÏnila sníÏit tlou‰Èku desky ze 610 na 380 mm (pfii max. rozpûtí pole cca 14 m). Deska byla jak pfiíãnû, tak podélnû pfiedepnuta. Ochrana v˘ztuÏe byla zaji‰tûna epoxidov˘m nátûrem. Povrch pfiímo pojíÏdûné cementobetonové mostovky je modifikován speciálním latexov˘m nátûrem. ¤e‰ení umoÏnilo zv˘‰it volnou v˘‰ku pod mostem o 305 mm [7].

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Pfii vyuÏití HPC jako materiálu pro pfiímo pojíÏdûné mostovky a mostovkové desky nab˘vají zásadního v˘znamu otázky trvanlivosti pouÏitého betonu. Problémy mohou zpÛsobit relativnû velké objemové zmûny HPC v ãasném stadiu po uloÏení betonové smûsi do bednûní (tzv. autogenní smr‰tûní) a s tím spojená vy‰‰í pravdûpodobnost v˘skytu smr‰Èovacích trhlin. Dal‰ím kritick˘m parametrem s ohledem na moÏnost vyuÏití HPC pro pfiímo pojíÏdûné mostovky nebo mostovkové desky je odpor materiálu proti vnikání chloridov˘ch iontÛ (zimní údrÏba). Pfiíkladem negativního vlivu smr‰tûní HPC na uÏitné vlastnosti stavebního díla a nezbytnosti peãlivého o‰etfiování HPC betonÛ uloÏen˘ch v tomto typu konstrukce, mÛÏe b˘t pfiípad ze státu Idaho. Ochrana pfiímo pojíÏdûné desky proti úniku vlhkosti z povrchov˘ch vrstev pouÏitého HPC (vlhãená „geotextilie“) byla provedena cca 45 minut po ukonãení betonáÏe. Po nûkolika dnech vykazovaly desky trhliny takového rozsahu, Ïe odborníci Idaho Transportation Department (ITD) zvaÏovali moÏnost úplného vylouãení kfiemiãit˘ch úletÛ ze seznamu pfiímûsí vhodn˘ch do HPC urãen˘ch pro pfiímo pojíÏdûné desky. Pfii dal‰í aplikaci srovnatelné betonové smûsi bylo o‰etfiování betonu vlhkou tkaninou zahájeno v rozmezí 10–15 minut po ukonãení betonáÏe. V tomto pfiípadû povrch konstrukce nevykazoval témûfi Ïádné poru‰ení [1]. V této souvislosti zpracoval zajímavou studii The New York State Department of Transportation (NYSDOT). Na 36 mostovObr. 4 Coronado Bridge, San Diego, Kalifornie, USA

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

kov˘ch deskách nahodile vybran˘ch na celém území státu New York byl sledován v˘voj smr‰Èovacích trhlin (obr. 3) [8]. Dokumentace poruch byla zahájena vÏdy ihned po ukonãení o‰etfiování konstrukce vlhãením (desky byly kropeny ãtrnáct dnÛ) a probíhala po dobu jednoho roku. M O S T N Í K O N S T R U K C E Z LW AC Jak bylo uvedeno, je LWAC materiál, kter˘ vychází z technologie HPC. Plnivem jsou v‰ak u takto oznaãovan˘ch betonÛ lehká kameniva, a to jak pfiirozeného, tak umûlého pÛvodu. Niωí objemová hmotnost tûchto betonÛ zaji‰Èuje dosaÏení pfiíznivûj‰ího pomûru mezi vlastní tíhou konstrukce a zatíÏením nahodil˘m. Tato skuteãnost dovoluje projektantÛm, zejména u mostÛ velk˘ch rozpûtí, navrhovat odváÏné a elegantní stavby, které by je‰tû nedávno byly pouhou utopií. Ty nejsmûlej‰í stavby z LWAC je moÏné spatfiit v seversk˘ch zemích starého kontinentu, ale také v severní Americe byla vybudována fiada staveb, jejichÏ realizaci umoÏnilo vyuÏití vlastností tohoto materiálu. Architektonicky pfiízniv˘m dojmem pÛsobí napfi. American River Bridge v Kalifornii. Mostní konstrukce tvofiená dvûma nábûhovan˘mi komorov˘mi dodateãnû pfiedpínan˘mi nosníky z LWAC spoãívá na podporách zaloÏen˘ch na vrtan˘ch pilotách. Tento most o celkové délce 690 m pfiekraãuje sv˘mi tfiemi poli o rozpûtí 100 m a koncov˘m polem o rozpûtí 55 m jezero Natoma. Nad pfiilehl˘m Negro Bar State Park pokraãuje potom dal‰ími pûti poli o rozpûtí 58 m. Tato pole jsou tvofiena komorov˘mi nosníky jiÏ bez nábûhÛ. ·ífika desky pfiechází od 33,6 do 41,2 m. Nad jezerem je most opatfien architektonicky zdafiil˘mi prefabrikovan˘mi a dodateãnû pfiedpínan˘mi oblouky z LWAC. Most je vybaven seismick˘mi loÏisky. Na State Highway ã. 75 pfies San Diego Bay v Kalifornii se nachází Coronado Bridge (obr. 4). I kdyÏ byl tento 61 m vysok˘ most uveden do provozu jiÏ v roce 1969, mÛÏe b˘t smûle fiazen mezi konstrukce vyuÏívající LWAC. Nosnou konstrukci tohoto mostu tvofií tfii sta sedm prefabrikovan˘ch, pfiedpjat˘ch nosníkÛ vyroben˘ch z lehãeného betonu. Dvû stû ‰est nosníkÛ je vysok˘ch 1,68 m a ãtyfiicet jeden má v˘‰ku 2,26 m. Nosníky byly vyrábûny 100 mil od staveni‰tû v Santa Fe Springs. PrÛmûrná délka niωích nosníkÛ se pohybuje v rozmezí 29 aÏ 35,7 m, vy‰‰í nosníky jsou 46 m dlouhé s horní pfiírubou B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 5 Studie fie‰ení tubusového mostu

200 mm silnou. Nosníky byly v prÛbûhu v˘roby propafiovány a velmi peãlivû byly sledovány jejich objemové zmûny i hodnoty modulÛ pruÏnosti. 3 407 m dlouh˘ most obsahuje 4 587 m3 betonu v pfiedpjat˘ch nosnících a i pfies své stáfií je stále v dobrém technickém stavu. V souãasné dobû slouÏí most FHWA pro sledování dlouhodob˘ch zmûn v chování konstrukcí vyroben˘ch z tohoto materiálu [9]. A JAKÁ JE BUDOUCNOST? V pfiedstavách americk˘ch architektÛ se rodí nové smûlé projekty. Na obr. 5 je návrh prostorového fie‰ení tubusového mostu nazvaného „dálnice budoucnosti“, kde horní ãást tubusu slouÏí automobilové dopravû, spodní pak mÛÏe b˘t vyuÏita komerãnû nebo mÛÏe sv˘m fie‰ením poskytnout prostor kolejové pfiepravû. Realizace tohoto odváÏného projektu není samozfiejmû myslitelná bez vyuÏití moÏností poskytovan˘ch HPC a LWAC. V drsn˘ch podmínkách Alja‰ky byl navrÏen tubusov˘ most s vyuÏitím HPC projekãní kanceláfií T. Y. Linn International pro Truss Alaska Bridge z Prudhoe Bay do Valdez [6]. V˘zkumné laboratofie postupnû nacházejí dal‰í moÏnosti zv˘‰ení kvalitativních parametrÛ vysokohodnotn˘ch betonÛ. V˘sledkem jejich práce jsou napfi. UHPC (Ultra High Perfomance Concrete). S vyuÏitím tûchto materiálÛ se poãítá pfii sanacích betonov˘ch konstrukcí, pro aplikaci na obrusné vrstvy vozovek i jako ochrann˘ch vrstev extrémnû zatíÏen˘ch podlah apod. V experimentálním stadiu je ovûfiování chování UHPC ve vysoce agresivním prostfiedí kanalizaãních stok a v prostfiedí primárních okruhÛ atomov˘ch elektráren [6]. V laboratorních podmínkách byly pfii experimentálních zkou‰kách UHPC dosaÏeny pevnosti pohybující se aÏ v rozmezí 700 aÏ 800 MPa [5]! Pfiíkladem materiálu typu UHPC je RPC (Reactive Powder Concrete) s pevnostní fiadou 170 aÏ 230 MPa v tlaku a 30 aÏ 50 MPa v tahu za ohybu. RPC je charakteristick˘ kromû speciální skladby komponentÛ i obsahem organick˘ch nebo ocelov˘ch vláken, jejichÏ pfiítomnost ve smûsi zaji‰Èuje mimofiádnû pfiíznivé tahové vlastnosti v˘sledného kompozitu, pfiiãemÏ smr‰tûní a dotvarování tohoto materiálu je prakticky nulové [1]. Je proto reálné pfiedpokládat, Ïe se na americkém kontinentû objeví v blízké bu-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

doucnosti dal‰í mostní konstrukce vyuÏívající pfiednosti nov˘ch technologií betonového stavitelství.

6/2003

Ing. Ale‰ Kratochvíl e-mail: [email protected] Ing. Jaroslav Urban e-mail: [email protected] Ing. Karel Pospí‰il, Ph.D. e-mail: [email protected] v‰ichni: Centrum dopravního v˘zkumu Lí‰eÀská 33a, 636 00 Brno fax: 549429343, www.cdv.cz

Literatura: [1] FHWA/NCBC: HPC Bridge Views, issue 1-27 [2] www.leadstates.tamu.edu [3] Pospí‰il K.: Zpráva o pracovní cestû na studijní pobyt ve Federal Highway Administration, Virginia Transportation Research Council a Tennessee Department of Transportation, uskuteãnûn˘ v USA v ãervnu 2001. Brno, Centrum dopravního v˘zkumu, 2001 [4] Goodspeed Ch. H., Vanikar S., Cook R. A.: High-Performance Concrete Defined for Higway Structures, Committee Special Report No.4, US Department of Transport (Publication No. FHWA-SA-98-082), 7/1998 [5] Ozyildirim C., Gomez J. P.: Highpeformance concrete in a bridge in Richlands, Virginia, 9/1999, Carlottesville, Virginia, VTRC 00-R6 [6] PCI/FHWA/FIB: International Symposium on High Performance Concrete, záfií 2000, Orlando – Florida, The economical solution for durable bridges and transportation structures [7] www.lusas.com [8] Fifth International Bridge Engineering Conference, NAP, Washington, D.C., duben 2000, Tampa, Florida [9] www.escsi.org

51

SPEKTRUM SPECTRUM

JAK

JSEM

(NE)BETONOVAL SARAJEVO

M I R O S L AV H AV L Í K Sarajevo – mûsto, kter˘m procházela historie, pfieváÏnû spojená s válkou a utrpením mnoha lidí. Je to ale také mûsto, kde fiadu nepfiíjemn˘ch událostí naru‰ila událost spí‰e pfiíjemná a v˘znamná – Zimní olympijské hry 1984. Slavnost jistû mnohokrát popisovaná v rÛzn˘ch superlativech. Nemûl jsem moÏnost nav‰tívit Sarajevo pfii nádhern˘ch ZOH, dostal jsem ji aÏ s odstupem po mnoha letech. To jsem jiÏ shodou rÛzn˘ch okolností nemohl b˘t povaÏován za aktivního sportovce a také má cesta po olympijsk˘ch sportovi‰tích mûla spí‰e prozaick˘ charakter: zajímaly mû stavby jako takové, jejich stav a vybavení. Pfii té pfiíleÏitosti jsem „udûlil“ olympijsk˘m hrám a mûstu samému dal‰í superlativ, dal‰í pfiívlastek: Olympiáda betonu. To, co vyrostlo ve spí‰e historickém mûstû kdesi na okraji Evropy (a v pfiekrásn˘ch horách v jeho okolí), to bylo obdivuhodné. Ani zdaleka jsem v té dobû netu‰il, jak budu nucen – v návaznosti na „bûh ãasu“ a „sled událostí“ pfiehodnotit svÛj názor. Mé náv‰tûvy i ãinnosti v této oblasti rychle skonãily, byl jsem odsunut do role vzdáleného statisty. Válka. HrÛzostra‰ná, utrpení a niãení nesoucí válka. Byla to doba, kdy masivní beton olympijsk˘ch staveb slouÏil lidem Obr. 2 Ruiny Ïelezobetonového objektu v Sarajevû

52

B

jako ochrana a jiné olympijské stavby v okolních horách jin˘m lidem jako vojenská základna. A kdyÏ byli donuceni základny opustit, trhavinami je zniãili. A nejen je. Zniãili takfika v‰e, co mohli. Horské samoty, vesnice, mûstské ãásti, továrny, ‰koly, knihovnu a dal‰í a dal‰í. To byla olympiáda hrÛzy a zniãeného betonu (obr. 1 a 2). Má první náv‰tûva Bosny po „váleãn˘ch událostech“ byla plná rozporÛ. Na jedné stranû beton ve stavu jak jsem ho znal pouze z pfiíleÏitostn˘ch demolic, zde ov‰em v nepfiedstavitelném mnoÏství. Na druhé stranû to byla pfiíleÏitost, sice momentálnû je‰tû vzdálená, jak ten zniãen˘, beztvar˘ materiál nahradit betonem nov˘m, betonem v patfiiãném tvaru a funkci. HrÛzy války skonãily, skonãila i Federativní republika Jugoslávie. Jsem zpût, tentokrát jiÏ v Republice Bosna a Hercegovina. Jsem v Sarajevu, Tuzle, Mostaru (obr. 3) ... Kam se podívám, vidím demolici. Ale také vidím „mixery“ (obr. 4). Pfiestárlé, vyslouÏilé Tatry s mal˘mi „bubínky“, ale i zánovní „osmiãky“ a „devítky“, nûkteré je‰tû s pÛvodními nápisy ... Hledám místo pro stavbu betonárny a ‰pióním u konkurence. Situace jako u mixérÛ – malé „kafeml˘nky“ neznámého, a nûkdy i ãeskoslovenského pÛvodu, spí‰e ménûfrakãní, ale nacházím i zánovní dvoutisícovku, která snad je‰tû „vãera“ míchala nûkde u Mnichova. Kontroluji kamenivo, v pofiádku. Dokonce mám k nahlédnutí i nûjaké sudy s plastifikátorem neznámého pÛvodu a nezaruãen˘ch úãinkÛ. Neriskuji. Objednávám si sice u nich beton, ale podle receptury zákazníka. BetonáÏ tfii dny, na kaÏd˘ den 600 m3. Musím mít nûkolik dní strpení,

ETON

• TEC

H NOLOG I E

plní obdobnou zakázku pro jiného zákazníka!! Nevadí, mezitím se pfiipraví stavba a dovezou pfiísady z Prahy ... Vy‰lo to, betonuje se. Dávkujeme ruãnû, na stavbû, vãetnû drátkÛ – rozpt˘lené armatury. Dokonce i pumpa – snad z minulého století – neprotestuje a pracuje. Na to, Ïe receptura je stfielená od boku a na pofiádné odzkou‰ení nebyl ãas, to vychází aÏ pfiíli‰ dobfie. Nejhor‰í bylo pfiesvûdãit spolupracovníky, Ïe voda není ten nejlep‰í plastifikátor! Následn˘ vstup do bosenského stavebnictví mohl b˘t povaÏován za „zlat˘ hfiebíãek“ programu – prvních 70 km dálnice Budape‰È-Ploãe, úsek Sarajevo-Zenica. Realizaãní firma, jedna z nejlep‰ích místních, je po válce oslabena a ráda pfiijímá pomoc, se kterou pfiicházím: pfiední ãesko-moravskou firmu (dnes zahraniãní), perfektnû vybavenou, prokazatelnû zku‰enou ve v˘stavbû dálnic, s nejlep‰ími referencemi... Rozhodnutí padlo takfika okamÏitû: Bosenská firma konstrukce, ãesko-moravská vozovku. Na mû zbyla jen technologie v‰ech betonÛ a podkladních vrstev. Vzniklá situace mezi zúãastnûn˘mi stavbafii byla samozfiejmû do urãité míry euforická – a to natolik, Ïe problematika osoby investora se v daném okamÏiku odsunula do pozadí. Investorem byla jistá západoevropská firma mající urãité zku‰enosti jak s pomocí ãesk˘ch politikÛ získat lukrativní zakázku na pfiestavbu dopravního centra na okraji Prahy. Tady jim ale nikdo nepomohl. A kdyÏ vzápûtí bosenská vláda vyhlásila „stop“ privatizaci Obr. 1 Objekt zniãeného tiskového stfiediska pod horou Bela‰nica

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 4 „Horská“ míchaãka Obr. 3 Ruiny bytového domu v Mostaru

ãeskou cestou na balkánsk˘ zpÛsob a ke slovu pfii‰la kriminálka a antikorupãní opatfiení, skonãila doãasnû zakázka a tím i zcela nezavinûnû na‰e úãast. Nejen Sarajevo je Bosna, a tak vyráÏím pfies devatery hory a doly na sever k Tuzle. Asistuji pfii stavbû nafukovací tenisové haly a pfii stavbû tentokrát betonové prefabrikované víceúãelové haly s upfiednostnûním házené. A v panelárnû je k fie‰ení technologie – míchaãka jako obvykle kafeml˘nek, kamenivo okolní smûs. Perfektní cement domácí provincie, plastifikátor voda. Sortiment od dlouhorozmûrov˘ch nosníkÛ (obr. 5) pfies velkoplo‰né, Ïebrované stûnové desky aÏ po biÏuterii z betonu, co zbude. Pracuje se na dvû smûny, nová hala a míchaãka je ve v˘stavbû. PoÏadavky na beton – to jsou poÏadavky na vysokopevnostní, samozhutnitelné a okamÏitû vytvrditelné betony, pokud moÏno bez cementu, v ménû vhodn˘ch podmínkách, na archaickém zafiízení a bez technologické disciplíny. Îádná laObr. 5 Obnovená v˘roba prefabrikátÛ, nûkteré nosníky byly dlouhé aÏ 28 m

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

boratofi, nakládám tedy cement a kamenivo s pískem do osobáku. Zkou‰ky budou v Praze. Doufám, protoÏe pro celníky je to velmi zajímav˘ pfiípad pa‰ování relativnû bezcenn˘ch nerostn˘ch surovin. Mé pÛsobení v této lokalitû ale brzy konãí – panelárna s takovou denní v˘robou a perspektivou v˘robu zdvojnásobit je pfiíli‰ atraktivní objekt, aby jej nechali na‰i západní sousedé bez pov‰imnutí. Jsem „vy‰típán“ spoleãensk˘m tahem, mohu se pouze revanÏovat omezením m˘ch dal‰ích kontaktÛ pro jejich pÛsobení. Vracím se opût do metropole, do Sarajeva. JiÏ pfied ãasem jsem byl kontaktován otázkou: Co s dvojãaty? Pfied vstupem do historické ãásti Sarajeva vyrostla dominanta Sarajeva nového, dva dvacetipatrové vûÏáky ze skla a betonu. Za války to byl víc neÏ snadn˘ cíl pro kanon˘ry umístûné v okolních kopcích a oba domy dostaly nespoãet zásahÛ ze zbraní v‰ech moÏn˘ch kalibrÛ. Navzdory zásahÛm a poÏárÛm zÛstaly stát a stojí dodnes. Otázka „co s dvojãaty“ nebyla pravdûpodobnû ani my‰lena váÏnû a já jsem také odpovûdûl spí‰e ze setrvaãnosti: Jsou dvû moÏnosti, první – zbourat a druhá – opravit. MÛÏete dát kvalitní beton, ocelové v˘-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

ztuhy, laminát. Tím zatíÏíte konstrukci, pfietíÏíte základovou spáru a spadne to samo. Pokud nechcete, aby to spadlo, musíte v‰e zbyteãnû tûÏké, beztoho vût‰inou po‰kozené (dlaÏby, obklady, sklenûné pancéfiové desky a pod.), vybourat a nahradit je lehk˘mi materiály (dfievo, plasty, pûnobeton.....). Tím se vyrovná váhov˘ nárÛst a mÛÏete doufat, Ïe to nespadne. Dost dlouho se nic nedûlo a osobnû jsem na toto téma zapomnûl. Ale objevil se investor a co jsem si nadrobil ... VyztuÏení naru‰en˘ch stropních desek karbonov˘mi lamelami ke mnû nedo‰lo – nabídka byla pfiíli‰ nízká. Konkurence to umûla stejnou technologií, pfii pouÏití toho samého materiálu mnohem, mnohem dráÏ... Za to jsem obdrÏel „vyrovnávací podlahové vrstvy“ s vyuÏitím pûnobetonu. To pfii ve‰keré snaze konkurence nezvládla, ani za vy‰‰í cenu. Nedokázala ani pfiedloÏit vzorky, a tak se nedalo nic dûlat, spadlo to na mû. Nûjaké potíÏe sice nastaly – zadávací parametry se nûkolikrát mûnily, Obr. 6 Sarajevské „dvojãe“ bûhem rekonstrukce

6/2003

53

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 7 Pokládka pûnobetonu

nûkolikrát jsem pfiedkládal poÏadované vzorky. Nakonec jsem se zapfiísahal na magnetofonového beduína (kaÏdé ráno stra‰nû jeãí ze v‰ech minaretÛ), Ïe pûnobeton o hmotnosti 500 kg/m3 a pevnosti 20 MPa neumím vyrobit. Kupodivu jsem o tom pfiesvûdãil i amerického zástupce kuvaitského investora a ten souhlasil s kompromisem: spodní vyrovnávací vrstva cca 80 aÏ 120 mm z pûnobetonu 500 kg/m3, horní nárazová vrstva 30 mm z Liaporbetonu 1500 kg/m3. Tak bylo koneãnû domluveno, a tak se i stalo. Místní cement 52,5 R, ke stanovenému úkolu perfektní, pûnotvorné pfiísady od WOERMANN Bohemia: pûnidlo FOAM GA 285 a stabilizátor Woerlith 61, Liapor z Vintífiova (z toho byla mezinárodní zápletka, rakousk˘ Liapor v balkánském prodeji je draωí neÏ dovezen˘ z Vintífiova). Generátor na v˘robu pûny, míchaãka a betonpumpa z Prahy jako spoluzavazadlo.

Dokonãení ãlánku ze strany 41

dal‰í rÛst obsahu cementu spojen s neÏádoucím rÛstem obsahu vody. Zv˘‰en˘ objem pojivové ka‰e nepfiíznivû ovlivÀuje objemové zmûny. Ze v‰ech uveden˘ch dÛvodÛ se v oblasti III v˘znamnû uplatÀují plastifikaãní pfiísady. Pfiímûsi se v oblasti III uplatÀují pfiíznivû jen tehdy, kdyÏ jsou doprovázeny úãinn˘mi plastifikaãními pfiísadami (hyperplastifikátory) nebo kdyÏ je beton velmi intenzivnû zhutÀován. Na rozdíl od ostatních oblastí se pro uvedené pfiíãiny vyznaãuje oblast III i tím,

54

B

V˘roba „in situ“ na stavbû, postupnû na kaÏdém patfie (obr. 5 aÏ 7). Ideální poãasí, pracovi‰tû chránûno pfied pfiím˘m sluncem. Realizaãní pracovníci místní, pfieváÏnû ‰ikovní a pracovití, po zácviku naprosto samostatní, odvedli dobrou práci. Z poãátku se s náv‰tûvníky 20. patra (v˘tah byl nekompromisnû pouze nákladní) otevfiela Bela‰nica, úãast byla mezikontinentální, dokonce i amerikánec byl spokojen. Nedílnou souãástí mé denní asistence u betonáÏe byla i veãerní úãast na recepcích a spoleãensk˘ch setkáních, mimo jiné i s pfiíslu‰níky SFOR, a nezbytn˘m ãivabãiãím. MÛj vstup byl realizován v pfiímé spolupráci s místní, sarajevskou firmou, pod její zá‰titou a s její úãastí. Pole pÛsobnosti v této oblasti je velmi ‰iroké a rozsáhlé a stále je‰tû perspektivní, ale i pfies masivní protikorupãní kampaÀ je stále cítit velmi siln˘ vliv ãeské cesty privatizace, umocnûn˘ místním koloritem, a ne vÏdy je vstup do zakázky podpofien nejv˘hodnûj‰í technologií a nejniωími náklady.

Obr. 8 Dokonãená vrstva

Prostoru pro vyuÏití nov˘ch technologií jak pfii sanacích po‰kozen˘ch objektÛ, tak pfii v˘stavbû nov˘ch je dostatek. ·anci mají ale spí‰e silní investofii nebo ten, kdo je na investory napojen (a to já nejsem). Ale údajnû bylo sly‰et z nûjakého minaretu, Ïe se pfiipravuje zahájení rekonstrukce druhého „dvojãete“... Ke mnû se to ale prozatím nedoneslo ... Je‰tû dÛleÏité upozornûní: Pivo si vozím radûji svoje, ale v nejhor‰ím pfiípadû se dá pít i sarajevské. Mleté jehnûcí nemusím mít kaÏd˘ den tfiikrát. Prohibice na pití i jídlo se dodrÏuje v˘hradnû ve vymezené ãásti historického Sarajeva, ale i tak nedoporuãuji jezdit do Bosny v dobû „ramadanu“. Ing. Miroslav Havlík Konstantinova 1474, 149 00 Praha 4 tel.: 603 288 562, tel./fax: 272 912 548 e-mail: [email protected]

Ïe se sniÏuje v˘hodnost nejhrub‰ích frakcí kameniva. Pfiíãinou této skuteãnosti je i omezení koncentrací napûtí vypl˘vající z rozdílnosti modulÛ pruÏnosti malty a hrubého kameniva. Z uveden˘ch dÛvodÛ se mohou dobfie uplatnit i betony s Dmax 16 mm, event. i 8 mm; uvedené platí za pfiedpokladu pouÏití ãistého a pevného kameniva.

vázanost pfii respektování oborÛ jejich platnosti, s dodrÏením v‰ech poÏadavkÛ, a podmínek materiálové základny. Tím jsou znovu potvrzeny pfiíãiny, pro které se dfiíve (v dobû bez osobních poãítaãÛ a uÏivatelsky pfiíjemn˘ch programÛ) nevÏily v˘poãetní postupy, proã se dfiíve tak málo uplatnila tvÛrãí ãinnost na‰ich i zahraniãních pfiedchÛdcÛ.

Z ÁV ù R Uvedené poznámky zdaleka nemohou vystihnout celou problematiku sloÏení betonu. Pro vyjádfiení v‰ech nastínûn˘ch vlivÛ je tfieba pouÏít sloÏitûj‰í vztahy a hlavnû je tfieba zajistit jejich vzájemnou pro-

Ing. Alain ·tûrba L.C.M. Loudin a spol., v. o. s. Hrade‰ínská 41, 110 00 Praha 10 tel.: 266 314 854, fax: 272 733 437 e-mail: [email protected]

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

KONFERENCIA „CEMENTOBETÓNOVÉ

VOZOVKY

2003“

V

SR

MILAN HUDEC Cementobetónové (CB) kryty vozoviek patria vzhºadom na svoje vynikajúce vlastnosti a dlhodobú ekonomickú v˘hodnosÈ medzi najprogresívnej‰í spôsob v˘stavby diaºnic a r˘chlostn˘ch komunikáciií v súãasnosti. Tradícia v˘stavby cementobetónov˘ch vozoviek sa datuje od zaãiatku minulého storoãia. Do súãasnosti bola v˘stavba CB vozoviek realizovaná viacer˘mi spôsobmi i technológiami, ktoré neustále zvy‰ovali uÏitkové vlastnosti. Teraj‰ie technológie zhotovovania cementobetónov˘ch krytov úplne odstránili verejnosÈou i odborníkmi vyt˘kané nedostatky CB vozoviek zhotoven˘mi v minulosti. SÚâASNOSË A PE RSPE KTÍVA V súãasnosti tvoria CB vozovky v Slovenskej republike len 0,6 % z celkovej cestnej sieti. Vo vyspel˘ch krajinách ako sú SRN je to 31 %. USA 34 % a napr. Belgicko aÏ 41 %. Trend v˘stavby diaºnic a r˘chlostn˘ch komunikácií napr. v Rakúsku alebo v âeskej republike je stavaÈ takmer v˘luãne vozovky s cementobetónov˘m krytom. Slovensko má dostatok prírodn˘ch surovín a v˘robn˘ch kapacít na zabezpeãenie v˘stavby, av‰ak stále zotrváva spôsob v˘stavby Ïiviãnou technoló-

giou. Prvou, po veºmi dlhej dobe realizovanou dopravnou stavbou s CB krytom je vozovka v tuneli Branisko (tento spôsob bol prijat˘ z hºadiska zv˘‰enia bezpeãnosti v tuneli). V pláne je realizovaÈ CB kryty v ìal‰ích tuneloch (âadca, Sitiny, Vi‰Àové), ale v‰etky ostatné pripravované dopravné stavby sú v‰ak projektované s asfaltov˘m krytom. Predstava pre SR Predpokladaná celková úspora finanãn˘ch nákladov (zriaìovacie náklady a náklady na opravy a údrÏbu poãas 30-tich rokov prevádzky) pri technológii CB krytov tzv. LIFE-CYCLE-COSTING: Za predpokladu: • v˘stavby cca 1 177 km diaºnic a r˘ch-

Tab. 1 Plánovaná diaºniãná sieÈ v SR Oznaãení Úsek dálnice D1 Bratislava-Trenãín-Îilina-Poprad-Ko‰ice-Michalovce-‰t.hr.SR/UA D2 ‰t.hr.âR/SR-Kúty-Bratislava-‰t.hr.SR/MR D3 Hriãovské Podhradie-Kysucké Nové Mesto-âadca-‰t.hr.SR/Poºsko D4 ‰t.hr.SR/Rakúsko- Bratislava (Jarovce) Spolu Z celkovej plánovanej dæÏky diaºniãnej siete zostáva vybudovaÈ pribliÏne 400 km.

Délka [km] 513 80 59 3 655

Tab. 2 Plánovaná sieÈ r˘chlostn˘ch komunikácií Oznaãení Úsek komunikace R1 Trnava-Nitra-Îarnovica-Îiar n. Hr.-Zvolen-Banská Bystrica R2 ‰t.hr.âR/SR-Trenãín-Prievidza-Îiar n. Hr.-Luãenec-RoÏÀava-Ko‰ice R3 ‰t.hr.MR/SR-·ahy-Zvolen-Martin-Kraºovany-Dol. Kubín-‰t.hr.SR/Poºsko R4 ‰t.hr.MR/SR-MilhosÈ-Ko‰ice-Pre‰ov-Svidník-Vy‰. Komárnik-‰t.hr.SR/Poºsko R5 ‰t.hr.âR/SR-Svrãinovec R6 ‰t.hr.âR/SR-Lysá p. Makytou-Púchov Spolu Z celkovej plánovanej dæÏky r˘chlostn˘ch komunikácií zostáva vybudovaÈ pribliÏne 777 km. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

Délka [km] 161 349 234 108 3 19 874

E

Obr. 1 Plánované a pouÏívané diaºnice a r˘chlostné komunikácie v SR

lostn˘ch komunikácií s pouÏitím v˘luãne CB krytu • uvaÏovanou úsporou cca 550 Sk/m2 poãas 30-tich rokoch prevádzky (vychádzajúc z vyhodnotenia porovnania CB vozovky a asfaltovej vozovky, vykonaného ¤SD Brno) • opravy vozoviek diaºnic a r˘chlostn˘ch komunikácií v priemernej ‰írke 15 bm, ão predstavuje pri 1km rozsah opráv a údrÏby o ploche 15 000 m2 je moÏné vyãísliÈ na 1 km úsporu: 15 000 m2 x 550 Sk/m2 = 8 250 000 Sk a na 1 190 km úsporu: 8 250 000 Sk x 1 190 km = 9,817 mld Sk v priebehu sledovaného obdobia prevádzky (30 rokov). Fiktívne úspory v prípade existujúcej diaºniãnej siete a siete r˘chlostn˘ch komunikácií s CB krytmi pri 230 km diaºníc v prevádzke, 230 x 8 250 000 Sk = 1,898 mld. Sk a 85 km r˘chlostn˘ch komunikácií 85 x 8 250 000 Sk = 0,701 mld. Sk v priebehu sledovaného obdobia prevádzky (30 rokov). Na presadenie novej technológie v˘stavby ciest a pouÏitie betónu ako alternatívy asfaltu zorganizoval Zväz v˘robcov cementu a vápna Slovenskej republiky odbornú konferenciu „Cementobetónové vozovky 2003“. Záujem o konferenciu s medzinárodnou úãasÈou na túto tému, ktorá sa konala v októbri v bratislavskom hoteli Forum bol veºk˘. Veì o predná‰ky odborníkov z âeskej republiky, Francúzska, Nemecka a Rakúska prejavilo záujem dvesto záujemcov z radov projektantov, stavbárov, správcov cestn˘ch sietí, zástup-

6/2003

55

SPEKTRUM SPECTRUM cov verejnej správy i dopravy z celého Slovenska. Ich záujem o modernú technológiu, inovaãnú techniku v˘stavby nov˘ch dopravn˘ch trás, ale tieÏ ich ekonomického zhodnotenia i prínos jazdného komfortu podãiarkol aj potrebu hºadania rie‰ení opráv a rekon‰trukcií jestvujúcej cestnej siete (kaÏdoroãne pribúda v SR na cestách I. triedy jedno percento a na III. triedy aÏ tri percenta nevyhovujúcich vozoviek.). Prezident Zväzu v˘robcov cementa a vápna Mario Grassl je presvedãen˘, Ïe vy‰‰ou informovanosÈou investorov, projektantov, ‰tátnych in‰titúcií i verejnosti sa na Slovensku bude uvaÏovaÈ o nich nie ako o vzdialenej alternatíve, ale ako o realite, ktorá jednoznaãne patrí na diaºnice, r˘chlostné komunikácie a v‰ade tam, kde má vozovka vysoké zaÈaÏenie. Strategické rozhodnutie pre pouÏitie cementobetónov˘ch vozoviek alebo asfaltového povrchu vozovky je na rezorte dopravy. Je potrebné sa rozhodnúÈ, ãi je dôleÏitej‰ia r˘chlosÈ v˘stavby, kvalita, alebo ak˘ je medzi t˘mito ukazovateºmi vzÈah, zdôraznil na stretnutí s novinármi pred konferenciou zástupca Slovenskej správy ciest Peter Gandl. Podºa ‰tátneho tajomníka Ministerstva dopravy, spojov a telekomunikácií SR Jána Kotuºu, na rozhodovacie procesy budú maÈ vplyv aj dodávatelia, ich schopnosÈ investovaÈ do technológie, strojov a odborná pripravenosÈ. Úãastníci konferencie preto s veºk˘m zaujatím oãakávali predná‰ku Marie Birnbaumovej z ¤editelství silnic a dálnic âR, kde majú s inovaãnou technológiou cementobetónov˘ch krytov vozoviek uÏ viacroãné skúsenosti. Na‰i susedia pracujú s vyuÏitím nov˘ch technológií na niektor˘ch veºmi zaÈaÏovan˘ch úsekoch diaºníc a r˘chlostn˘ch komunikácií uÏ od roku 1995. V âeskej republike sa pouÏili cementobetónové povrchy pri v˘stavbe ‰iestich úsekov diaºníc a r˘chlostn˘ch komunikácií a osvedãili sa aj na letiskách a na obchvatoch miest. Hlavnou v˘hodou cementobetónov˘ch krytov je ich vysoká odolnosÈ a z dlhodobého hºadiska nízke náklady na údrÏbu pri zachovaní podobn˘ch uÏívateºsk˘ch vlastností ako má asfalt. Pritom sa na nich netvoria koºaje a rolety a bezpeãnej‰ie sú i pri daÏdi, majú veºmi dobré proti‰mykové vlastnosti. Bez opráv by mali vydrÏaÈ 35 rokov, podãiarkla vo svojej predná‰ke M. Birnbaumová. V tuneloch pritom u‰et56

B

ria cementobetónové kryty svojim svetl˘ch povrchom aÏ tretinu elektrickej energie na osvetlenie. Aj hluãnosÈ, ktorá je na star˘ch úsekoch diaºníc predmetom kritiky cestujúcej verejnosti, je pri zaistení rovnosti v ‰kárach ( zabudovanie kotiev a t⁄Àov do prieãnych i pozdæÏnych ‰kár) a úprave povrchov vleãenou jutou porovnateºná s asfaltov˘m povrchom. Akustické merania hluãnosti povrchov zhotoven˘ch viacer˘mi technológiami ukázali porovnateºnosÈ hladiny hluku CB krytov realizovan˘ch vy‰‰iespomenutou technológiou a asfaltov˘mi povrchmi v rozsahu do 1,1 dB. Nev˘hodou sú niekedy vy‰‰ie zriaìovacie náklady. Dlhodob˘m sledovaním – 28 a 23 rokov – dvoch dvojíc stavieb (s betónov˘m a asfaltov˘m krytom) sa v‰ak zistilo, Ïe ak sa sledujú nadobúdacie a prevádzkové náklady spolu, cementobetónové kryty po uvedenej dobe tvorili v prvom prípade len 59,3 % z nákladov na asfaltov˘ kryt a v druhom prípade len 35,1 % z nákladov na asfaltov˘ kryt. Tento fakt pri rozhodovaní, keìÏe sa posudzovali vÏdy iba nadobúdacie náklady, bol doteraz dlhodobo investormi i správcami komunikácií ignorovan˘. Na konferencii odznela aj téma najnov‰ích trendov a v˘voja cementobetónov˘ch vozoviek v Rakúsku a Nemecku. Veºa otázok do vlastn˘ch radov vyslala odborná predná‰ka prof. Ing. Ivana Gschwendta, DrSc., zo Stavebnej fakulty Slovenskej technickej univerzity a praxou prezentované skúsenosti Ludovica Baroina o tenk˘ch a veºmi tenk˘ch cementobetónov˘ch krytoch vo Francúzsku. Najväã‰ie vyuÏitie majú pri obnove asfaltov˘ch vozoviek v mestách a prímestsk˘ch komunikáciach s vysokou dopravnou záÈaÏou, priãom obnova cesty a jej opätovné zaradenie do prevádzky je realizované v priebehu 12 aÏ 24 hodín. Nahrádzajú vyfrézovanú asfaltovú vrstvu hrubú 7 aÏ 10 cm. S t˘mto rie‰ením súvisí celkom nov˘ postup rezania ‰kár, ale aj pouÏívanie zmesí cementového betónu s rozpt˘lenou (nekovovou) v˘stuÏou. Prínosom boli aj skúsenosti, ktoré prezentovali zahraniãní predná‰atelia z hºadiska strojného a technologického vybavenia. PripravenosÈ stavebn˘ch spoloãností v oblasti v˘stavby cementobetónov˘ch krytov vozoviek potvrdili aj zástupcovia Doprastavu, a. s., a Skanska DS, a. s. V tejto súvislosti Franti‰ek Klepetko, ãlen predstavenstva Doprastavu zdôraznil, Ïe ETON

• TEC

H NOLOG I E

ch˘bajúca vybavenosÈ slovensk˘ch stavebn˘ch spoloãností betónov˘mi fini‰ermi na prípadnú realizáciu cementobetónov˘ch krytov diaºníc a r˘chlostn˘ch komunikácií nie je váÏnou prekáÏkou, keìÏe nie je problém prenájmu tak˘chto zariadení alebo zadania realizácie krytu vozovky subdodávateºovi. Podstatné je v‰ak, aby investor stanovil program pre ich stavbu v ucelen˘ch úsekoch. Takáto zmena by na doprave najzaÈaÏenej‰ích úsekoch dopravn˘ch koridorov prispela k zlep‰eniu stavu na‰ej cestej siete a pôsobila by kladne na presun financií z opráv na novú v˘stavbu. Ako vyplynulo z v˘sledkov ankety , ktorú pripravili organizátori konferencie, úãastníci ocenili odbornosÈ vystúpení, Ïivú miestami polemickú panelovú diskusiu. Väã‰ina z nich vyjadrila potrebu intenzívne pokraãovaÈ v presadzovaní my‰lienky cementobetónov˘ch povrchov na v‰etk˘ch úrovniach, komplexne informovaÈ vládu o v˘hodách CBV, vyuÏívaÈ moÏnosti kohézneho fondu a ‰trukt. fondov EÚ, spracovaÈ stretégiu rozvoja cestnej a diaºniãnej siete vrátane opráv v horizonte 20-tich rokov aj z pohºadu domácich surovín, zaãaÈ s prv˘m projektom uÏ v súãasnosti a neodkladaÈ ho. Ocenili i fakt, Ïe sa v kongresovej sále stretli a vymenili si názory v‰etci, ão sa podieºajú na stavebno-dopravnom procese – investori, projektanti, v˘robcovia kameniva a cementu, stavbári, správcovia i uÏívatelia cestnej siete. V˘sledky konferencie, v praxi potvrdené úspory jednej tretiny celkov˘ch nákladov pri v˘stavbe cementobetónov˘ch vozoviek oproti asfaltov˘m, vrátane 30 roãnej garancie sú ekonomick˘m faktom. Inak povedané, ak vyuÏijeme túto metódu, v priebehu 30 rokov si u‰etríme na v˘stavbu nového úseku diaºníc alebo r˘chlostn˘ch komunikácií v rozsahu dne‰n˘ch roãn˘ch v˘davkov na ich v˘stavbu. „Pevné argumenty, k tomu ochota a pripravenosÈ v˘robcov a stavbárov, projektantov budovaÈ takéto cesty, ma utvrdzujú v tom, Ïe aj na Slovensku je moÏná zmena vo vládnej koncepcii v˘stavby ciest a priestor dostanú aj nové technológie“, zdôraznil Mario Grassl, prezident ZVCV SR na záver konferencie. „Som presvedãen˘, Ïe zväz Àou pripravil dobr˘ ‰tart v˘stavby mostu poznania, v˘meny informácií a skúseností medzi vedou, v˘robou i verejnou správou, tak ako sme si to predsavzali v európskej vízii ná‰ho programu.“

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Z ÁV E R Technologick˘m v˘vojom cemementobetónové vozovky dospeli do ‰tádia, Ïe sa uÏívateºsk˘m komfortom plne vyrovnajú asfaltov˘m vozovkám, dokonca svojimi viacer˘mi kvalitatívnymi vlastnosÈami predãia vozovky asfaltové. Celkové náklady na v˘stavbu cementobetónov˘ch krytov vozoviek (zriaìovacie náklady a opravy a údrÏba) sú podstatne niωie ako u netuh˘ch asfaltov˘ch vozo-

ÎIVOTNÍ

JUBILEUM

viek, kde ja pravidelná obnova v cca 5 aÏ 7 roãn˘ch cykloch technologickou nevyhnutnosÈou. Slovensko v˘razn˘m spôsobom zaostáva v aplikácii cementobetónov˘ch krytov vozoviek za priemerom v zahraniãí. Tento stav pri dne‰nej intenzite dopravy silne prispieva k zhor‰ujúcemu sa stavu na‰ich dopravn˘ch komunikácií. Je nanajv˘‰ Ïiadúce, aby sa aj u nás, najmä pri realizácii nov˘ch dopravn˘ch

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Ing. Milan Hudec Holcim, a. s. Bratislava

ING. VLADIMÍRA TVRZNÍKA, CSC.

Jubilant se narodil v listopadu 1923 v Domaslovicích u âeského Dubu. Doba okupace se podepsala na Ïivotû jeho rodiny, která byla vystûhována z pohraniãí, a proto na vysokou ‰kolu, fakultu inÏen˘rského stavitelství âVUT, pfiichází aÏ v roce 1947. Po jejím ukonãení s vyznamenáním v roce 1952, je po krátké projekãní praxi pfiijat ke studiu vûdecké aspirantury u profesora Bechynû, které bylo základem jejich celoÏivotního pfiátelství. Tématem jeho disertaãní práce byly betonové obloukové mosty, které úspû‰nû uplatnil následnû v praxi. Jako projektant Dopravoprojektu v Praze navrhl Ing. Tvrzník obloukov˘ most pfies Vltavu ve Zbraslavi o rozpûtí 86 m, postaven˘ podle jeho patentu bez skruÏe technologií samonosné svafiované v˘ztuÏe v letech 1961 aÏ 1964. O deset let pozdûji byl podobnou technologií, opût dle jeho návrhu, postaven most pfies Ohfii u Lokte s rozpûtím 126 m. Tato technologie byla uplatnûna i pfii soutûÏi na pfiemostûní nuselského údolí na poãátku 60. let, kdy návrh jubilanta postoupil do druhého kola a byl ocenûn odmûnou. Kromû technologie samonosné svafiované v˘ztuÏe, kterou uplatnil i pfii návrhu pfiemostûní Vltavy u Roztok pro zavû‰enou konstrukci, byl téÏ iniciátorem v˘stavby mostÛ z pfiedpjatého betonu na v˘suvné skruÏi. Konkrétnû mostu ve Hvûzdonicích na dálnici D1 z poãátku 70. let, kdy pÛsobil ve funkci fieditele Pragoprojektu, projektového, inÏen˘rského a konzultaãního ústavu pro silniãní a mostní stavby v Praze. Byl jeho zakladatelem, získal pro nûj spolupracovníky, sídlo v Praze 4 Na Ry‰ánce i pozemky pro v˘stavbu fiadov˘ch domkÛ pro zájemce z fiad zamûstnancÛ. Druhou, neménû úspû‰nou oblastí jubilanta, je jeho ãinnost v zahraniãí. V roce 1964 byl pfiijat v konkurzu na mostního inÏen˘ra Generálního fieditelství silnic a mostÛ (SORB) v Bagdádu, kde setrval do roku 1968. Toto období lze charakterizovat velk˘m pracovním nasazením jubilanta, kter˘ vyprojektoval, dozoroval

B

stavieb a postupne aj obnovách, aplikovali tuhé cementobetónové kryty vozoviek, ktoré sú v celkovom hodnotení veºmi efektívnymi vozovkami s dlhou ÏivotnosÈou. Prispelo by to v˘razn˘m spôsobom k zlep‰eniu stavu na‰ej dopravnej siete.

• KONSTR

U KC E

a dovedl do realizace fiadu mostních projektÛ, ale souãasnû vytvofiil obraz prvotfiídního ãeského stavebního inÏen˘ra v Iráku. Toto v‰e se zúroãilo pfii jeho druhém, témûfi sedmiletém pobytu v Bagdádu, tehdy jiÏ jako hlavního zahraniãního experta SORBu, kdy poãet ãesk˘ch inÏen˘rÛ pod jeho vedením dosáhl aÏ ‰edesáti, pfii v˘stavbû nového mezinárodního leti‰tû. Z fiady dal‰ích zahraniãních aktivit jubilanta je nutné zmínit úãast v mezinárodním t˘mu expertÛ pro posouzení dopravní sítû na celém africkém kontinentu na pfielomu let 1968 a 69. Pozdûji se zasadil o úãast Pragoprojektu na projektu Transsaharské dálnice, resp. supervize v˘znamn˘ch mostních staveb v S˘rii a v dal‰ích zemích. Jubilant vÏdy byl a stále je aktivním úãastníkem odborn˘ch konferencí, kongresÛ a autorem celé fiady ãlánkÛ a pojednání, ve kter˘ch se kriticky dot˘ká problémÛ souãasného mostního stavitelství. Pfies svÛj dÛchodov˘ vûk spolupracuje s praÏskou kanceláfií projektové a konzultaãní firmy Mott MacDonald jako poradce pro mosty. Zde se podílel na kritickém zhodnocení pÛvodní koncepce v˘stavby 80 km dálnice D 47 a na pfiípravû a zpracování podkladÛ pro novou koncepci postupu opravy Karlova mostu v Praze. Za celoÏivotní práci a aktivitu ve své inÏen˘rské i manaÏerské ãinnosti se jubilantovi dostalo fiady ocenûní jak v zahraniãí, zlatá medaile prezidenta SORBu, a nûkter˘ch v˘znamn˘ch svûtov˘ch stavebních firem, tak u nás. V roce 1999 obdrÏel mimofiádné uznání Ministerstva dopravy a spojÛ âR a v roce 2001 ãestné ãlenství âeské betonáfiské spoleãnosti âSSI. Jménem v‰ech dfiívûj‰ích i dne‰ních spolupracovníkÛ a v‰ech pfiátel pfiejeme Vladimíru Tvrzníkovi dal‰í léta plná aktivní ãinnosti a Ïivotní pohody.

• SANAC

Ing. Karel Dahinter, CSc.

E

6/2003

57

SPEKTRUM SPECTRUM

PROGRAM ODBORN¯CH PRAXÍ „COOPERATIVE EDUCATION“ NA NORTHEASTERN UNIVERSITY V BOSTONU PAV E L D O H N Á L E K Nedílnou souãástí studia na Northeastern University v Bostonu je odborná praxe zvaná „cooperative education“. Tato praxe je na rozdíl od ostatních univerzit organizována pfiímo jednotliv˘mi fakultami a to pro v‰echny studenty. Za tímto úãelem fakulty a katedry zamûstnávají pracovníky specializované na zaji‰Èování pracovních pozic pro studenty na praxi. Praxe se ve studijním programu stfiídají v tfií nebo ‰estimûsíãních cyklech s klasick˘mi ‰kolními semestry od druhého roãníku studia a pfiedstavují aÏ osmnáct mûsícÛ z pûtileObr. 1 SGH Boston, vstup

Obr. 2 SGH Boston, technická kanceláfi

58

tého bakaláfiského programu. Pracovní pozici pro praxi si student vybírá z databáze firem spolupracujících s Northeastern University, která byla vybudována bûhem trvání tohoto programu. Student poté za‰le svÛj Ïivotopis alespoÀ tfiem firmám z oblasti jeho studia, které mu nejlépe vyhovují vzhledem k jeho karierním cílÛm. Firmy pak v pfiípadû svého zájmu studenta pozvou na pohovor a po úspû‰ném porovnání s dal‰ími uchazeãi mu nabídnou pracovní pozici. Pro studenta jsou dÛleÏité jeho vyjednávací schopnosti, protoÏe plat i pracovní podmínky závisí pouze na dohodû mezi zamûstnavatelem a studentem. Northeastern se tím odli‰uje od jin˘ch univerzit, kde jsou praxe vût-

Obr. 3 Pohled ze vstupní haly SGH Boston do testovací laboratofie

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

‰inou neplacené a mají pevnû stanovené pracovní podmínky. Hlavní v˘hodou tohoto programu je ale rozsáhlost databáze zamûstnavatelÛ a jejich kvalita, neboÈ student má ‰anci pracovat pro nejlep‰í firmy v daném oboru. Je také bûÏné, Ïe firma, spokojená se studentem pfii jeho praxi, mu nabídne po ukonãení studia zamûstnání. Díky popsanému programu praxí jsem mûl pfiíleÏitost pracovat u renomované inÏen˘rsko-konzultaãní firmy Simpson, Gumpertz & Heger (dále jen SGH). Spoleãnost SGH byla zaloÏena v roce 1956 tfiemi stejnojmenn˘mi profesory z Massachusetts Institute of Technology. V souãasné dobû má SGH více neÏ 210 zamûstnancÛ na pracovi‰tích v Bostonu (obr. 1), San Francisku a Washingtonu D.C. Spoleãnost se zab˘vá projektováním, prÛzkumy, návrhy oprav konstrukcí v‰ech druhÛ a v neposlední fiadû také testy a v˘vojem stavebních materiálÛ a systémÛ. Vedle uveden˘ch ãinností se SGH velmi aktivnû podílí na v˘voji standartÛ pro American Society for Testing and Materials (ASTM), American Concrete Institute (ACI), Precast Concrete Institute (PCI), American Concrete Pipe Association (ACPA) a dal‰í. PR ÁC E DIVIZÍ SG H Spoleãnost je ãlenûna do tfiech divizí „Building structures“, „Building Technology“ a „Mechanics and Infrastructure“ které doplÀuje testovací a experimentální laboratofi (obr. 2 a 3). Divize „Building Structures“ se zab˘vá nejen celkov˘mi návrhy novostaveb, ale má i rozsáhlé zku‰enosti s návrhy oprav a sanací betonov˘ch a ostatních typÛ konstrukcí. Divize si získala vûhlas také vy‰etfiováním kolapsÛ konstrukcí, díky ãemuÏ byl spoleãník SGH Donald O. Dusenberry jako jeden z dvanácti inÏen˘rÛ American Society of Civil Engineers pfiizván k vy‰etfiování kolapsu ãásti Ïelezobetonového skeletu budovy Pentagonu po teroristickém útoku 11. záfií 2001. Divize SGH „Building Technology“ provádí v˘zkum a testování stavebních systémÛ a materiálÛ, pfiedev‰ím z hlediska jejich spolehlivosti a efektivity v jednotliv˘ch

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 4 Terasa Tobin Hall, University of Massachusetts Amherst, po celkové rekonstrukci

aplikacích. Ze stavebních materiálÛ má SGH nejvût‰í zku‰enosti pfiedev‰ím se stfie‰ními systémy, hydroizolacemi a systémy prefabrikovan˘ch exterierov˘ch zdí.. Divize „Mechanics and Infrastructure“ se zamûfiuje pfiedev‰ím na návrhy, v˘zkum a testy zafiízení jako jsou radarové a rádiové telescopy, optické systémy observatofií a specialní vybavení laboratofií a elektráren. Pro tyto projekty SGH v hojné mífie vyuÏívá metodu koneãn˘ch prvkÛ k hodnocení statické a dynamické odezvy objektÛ. Tato divize se také zab˘vá návrhy a opravami dálkov˘ch potrubí, skladovacích tankÛ, tunelÛ a mostÛ, stejnû jako vûtrnou anal˘zou objektÛ, k ãemuÏ vyuÏívá svého vûtrného tunelu. Laboratofi SGH, která se nachází pfiímo v budovû Bostonské kanceláfie SGH, zahrnuje laboratofi konstrukcí, materiálovou laboratofi, petrografickou laboratofi a zmiÀovan˘ vûtrn˘ tunel. Hlavní náplní práce laboratofie je testování stavebních systémÛ a materiálÛ jak standardními, tak experimentálními metodami pro projekty, na kter˘ch pracují ostatní divize spoleãnosti. Laboratofi je plnû vybavená nejmodernûj‰í technikou pro laboratorní testy i pro prÛzkumy. Mezi hlavní vybavení patfií tfii univerzalní testovací stroje s kapacitou 130 aÏ 2650 kN. P ¤ Í K L A DY P R O J E K T Ò S G H SGH pracuje na nejrÛznûj‰ích projektech ve v‰ech oblastech stavebnictví, kter˘ch mÛÏe b˘t aÏ tisíc najednou. Nejãastûj‰ími souãasn˘mi projekty SGH v oblasti betonu a Ïelezobetonu jsou pfiedev‰ím prÛzkumy, návrhy sanací, rozpoãtování, zpracování projektové dokumentace a stavební dozor. Za tento typ projektu mÛÏeme jmenovat napfi. budovu Tobin Hall na University of Massachussetts (obr. 4), kde SGH provedla prÛzkum netûsnících a neadekvátnû vyprojektovan˘ch hydroizolací betonové terasy a navrhla kompletnû jejich nov˘ systém i nové pochozí vrstvy. âast˘m typem projektÛ SGH jsou prÛzkumy a návrhy oprav parkovacích garáÏí. Napfi. v osmnáct let staré parkovací garáÏi Mission Park v Bostonu s 1500 stáními SGH provedla prÛzkum a pfiipravila dlouhodobou finanãní rozvahu pro opravy této konstrukce. Zajímav˘m pfiíkladem práce SGH je prÛB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 5 Pohled na hyperbolicko parabolickou konstrukci stfiechy Miami Marine Stadium

zkum stfiechy nad tribunou Miami Marine Stadium na Floridû (obr. 5). Monolitická betonová hyperbolicko-parabolická skofiepina byla po jednom z hurikánÛ postiÏena v˘skytem mnoha trhlin. SGH byla povolána posoudit strukturální integritu stavby pfiedev‰ím s ohledem na bezpeãnost jejího dal‰ího vyuÏívání. V˘znamnou souãástí práce SGH jsou v˘‰kové budovy, napfi. budova padesát ãtyfii pater vysokého hotelu v Atlantû postaveného v roce 1983 (obr. 6). SGH zde provedla prÛzkum nefunkãních hydroizolací a korodujícího betonu balkonÛ tvofien˘ch jak monolitick˘mi, tak prefabrikovan˘mi prvky. Po prÛzkumu asi na 15 % Obr. 6 Celkov˘ pohled na fasádu hotelu v Atlantû

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

59

SPEKTRUM SPECTRUM exteriéru stavby spoleãnost navrhla a experimentálnû odzkou‰ela postup sanace a pfiipravila pro ni projektovou dokumentaci. SHRNUTÍ Bûhem mé vlastní praxe u SGH jsem mûl pfiíleÏitost pracovat na mnoha rozliãn˘ch projektech spoleãnosti, a to jak pfii práci v technické kanceláfii, tak pfii práci ve zku‰ební laboratofii. Pracoval jsem napfi. na soudním sporu o finanãní ocenûní víceprací na projektu rekonstrukce historick˘ch residenãních budov v Bostonu, kde jsem mûl na starosti organizaci dat a dokumentÛ k projektu. Po jeho skonãení jsem by pfieveden do zku‰ební laboratofie, která v té dobû byla plnû vytíÏena testováním dfievo-cementové stfie‰ní krytiny. Krytina byla pfiedmûtem rozsáhlého soudního sporu na západním pobfieÏí USA a i díky SGH skonãil tento spor mimosoudním vyrovnáním, které pfiineslo finanãní od‰kodnûní pro stavebníky postiÏené problémy s krytinou. Pfii práci v SGH byla pro mne pfiekvapivá nejen rÛznorodost a rozsah projektÛ spoleãnosti, ale pfiedev‰ím kvalita pracov-

níkÛ, z nichÏ velká ãást je nositeli titulu Ph.D. a má za sebou dlouholetou praxi v oboru. Vzdûlání je celkovû velkou prioritou v SGH, kde na technická místa jsou pfiijímáni pouze ti nejlep‰í absoloventi z okruhu nûkolika pfiedních americk˘ch vysok˘ch ‰kol. Lze fiíci, Ïe v této spoleãnosti je titul Ph.D. pro postup na fiídící pozice témûfi nutností. Z tohoto vysokého standartu technického personálu SGH vypl˘vá skuteãnû profesionální pfiístup ke v‰em projektÛm, které b˘vají provádûny ve velmi omezeném ãase daném jejich ãast˘m „nehodov˘m charakterem“. InÏen˘fii SGH jsou ãasovû velmi vytíÏeni. Pracovní doba se reálnû pohybuje mezi deseti aÏ dvanácti hodinami dennû nûkdy vãetnû víkendÛ. Samozfiejmostí vypl˘vající z kvality a vytíÏení pracovníkÛ je vysoké finanãní ohodnocení, kter˘m SGH pfiitahuje a udrÏuje ty nejlep‰í inÏen˘ry. Zajímavostí je, Ïe vût‰ina pracovníkÛ je placena od hodiny, bez pfiíplatkÛ za pfiesãasy a bez pevnû stanoveného základního platu. Celkovû lze fiíci, Ïe praxe u spoleãnosti SGH byla pro mne jedineãnou odbornou i osobní zku‰eností, umoÏnûnou programem odborn˘ch praxí „cooperative edu-

cation“, kter˘ je velk˘m dlouhodob˘m úspûchem Northeastern University. Právû tato univerzita byla pro rok 2003 vyhlá‰ena t˘deníkem U.S. News & World Report univerzitou s nejlep‰ím programem tohoto typu v USA. DÛleÏitûj‰í je ale vysok˘ praktick˘ pfiínos programu a kvalitních firem jako je SGH pro studenty. Ti nejen získají odbornou praxi u nejlep‰ích spoleãností v oboru, ale zároveÀ neocenitelné osobní kontakty na potencionální zamûstnavatele po ukonãení studia a v neposlední fiadû velmi vítané finanãní ohodnocení. Na druhé stranû spoleãnosti v tomto programu, napfi. SGH, mají tímto zpÛsobem moÏnost vyzkou‰et mnoho studentÛ a potencionálních zamûstnancÛ a získat kvalifikovanou, motivovanou, ale pfiitom levnou a operativní pracovní sílu.

Pavel Dohnálek (student stavebního inÏen˘rství) University Boston, Northeastern [email protected] 1-617-922-7028 #16 2031 Commonwealth Avenue Brighton, Massachusetts, 02135 U.S.A.

âeské vysoké uãení technické, KloknerÛv ústav, ·olínova 7, 166 08 Praha 6 a SdruÏení pro sanace betonov˘ch konstrukcí Vás zvou v roce 2004, v lednu a v únoru, na tradiãní vzdûlávací kurzy

PROVÁDùNÍ A KONTROLA SANACÍ BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ Cena kurzu: 5355,- Kã – vãetnû DPH, studijních textÛ a stravování 26. aÏ 30. ledna 2004, 16. aÏ 20. února 2004

PROVÁDùNÍ A KONTROLA SANACÍ BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ II Cena kurzu: 5355,- Kã – vãetnû DPH, studijních textÛ a stravování 9. aÏ 13. února 2004

VADY A PORUCHY BETONOV¯CH STAVEB – POUâENÍ Z CHYB Cena kurzu: 3340,- Kã – vãetnû DPH, studijních textÛ a stravování 19. aÏ 21. ledna 2004, 2. aÏ 4. února 2004 Informace a pfiihlá‰ky: Tel./fax: 224 353 840, 224 353 546, 602 324 116 e-mail: [email protected], www.dohnalek.org

60

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

AKTUALITY TOPICAL

NOVÁ

RUBRIKA

„PRACOVNÍ

MÍSTA

Redakce, v souladu s rozhodnutím redakãní rady, vychází vstfiíc zájmu ãtenáfiÛ a pfiipravuje zafiazení rubriky „Pracovní místa –

–

NABÍDKA A POPTÁVKA“

nabídka a poptávka“, tak jako je tomu v fiadû jin˘ch odborn˘ch ãasopisÛ. Poprvé bude nová rubrika zafiazena v 1. ãísle v roce 2004, které vyjde v polovinû února. Uvefiejnûní Va‰í nabídky ãi poptávky voln˘ch pracovních míst v kterémkoli z prvních tfiech ãísel ãasopisu BETON TKS v roce 2004 bude zdarma. Redakãní uzávûrka pro pfiíjem nabídek/poptávek do 1. ãísla je 15. ledna. (Uzávûrky dal‰ích ãíslel budou vÏdy v polovinû lichého mûsíce.) Rezervujte si místo pro svou nabídku/poptávku jiÏ teì! Rubrika bude zafiazena v rozsahu max. dvou tiskov˘ch stran. Formát: vizitka, tj. 90 x 55 mm (‰ x v), tisk v barvû, text a grafická úprava nejsou pfiedepsány (viz ukázky). Podklady pfiijímá redakce elektronicky ve formátech DOC, RTF, CRD, JPG.

TÉMATA âíslo

5/2004 6/2004 pfiíloha 4. roãníku

DÒM“

Ve ãtvrtek 6. listopadu 2003 se v prostorách âeské komory architektÛ (Josefská 34/6, Praha 1) uskuteãnil workshop k architektonické a konstrukãní soutûÏi na rodinn˘ dÛm s pouÏitím monolitického betonu nebo betonov˘ch stavebnicov˘ch systémÛ, kterou vyhlásily âeská komora architektÛ, Svaz v˘robcÛ cementu âR a V˘zkumn˘ ústav maltovin Praha, s. r. o., pod názvem „Betonov˘ dÛm“. Jednací sál byl zcela zaplnûn zájemci o soutûÏ, zástupci vyhla‰ovatelÛ soutûÏe, ãleny poroty a pfiizvan˘mi hosty. Úvodní slovo pronesl Ing. Jan Gemrich, v˘konn˘ tajemník Svazu v˘robcÛ cementu âR. Pfiedstavil pfiítomn˘m Svaz v˘robcÛ cementu âR a seznámil je s aktivitami odborn˘ch pracovních komisí. S pfiedná‰kami vystoupili: • Ing. arch. Jan ·típek, pfiedseda âKA – Beton ve formû vybrolisovan˘ch tvárnic systému KB-Blok ve v˘stavbû rodinn˘ch a bytov˘ch domÛ

âÍSEL

4.

ROâNÍKU

Hlavní téma

1/2004 2/2004 3/2004 4/2004

WORKSHOP „BETONOV¯

SUBJECTS

Pozemní stavby Tunely a podzemní konstrukce Sanace Vozovky a mosty Beton v hybridních a netradiãních konstrukcích PrÛmyslové stavby a podlahy Beton v architektufie

Uzávûrka rukopisÛ 31. 12. 2003 10. 02. 2004 10. 04. 2004 10. 06. 2004

únor 2004 duben 2004 ãerven 2004 srpen 2004

10. 08. 2004

fiíjen 2004

10. 10. 2004 10. 6. 2004

prosinec 2004 3. aÏ 4. ãtvrtletí 2004

Vyjde

• Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc. – V˘voj betonu v ãesk˘ch zemích od 19. stol. do souãasnosti • Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc. – Beton, jak ho skoro neznáme Poté následovala diskuze, ve které zástupci vyhla‰ovatelÛ a ãleBetonov˘ dÛm“ odpovídali na dotazy archinové poroty soutûÏe „B tektÛ, ktefií zvaÏují úãast v soutûÏi. Ve‰keré podrobnosti o vyhlá‰ení a podmínkách soutûÏe najdete na: www.vumo.cz, pfiihlá‰ky a dal‰í informace na: [email protected]

Aktuální informace o pfiipravovan˘ch akcích pofiádan˘ch âBS najdete vÏdy na www.cbz.cz. V nové pfiehledné úpravû ‰etfií Vበãas. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

61

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

JUBILEJNÍ, 10. BETONÁ¤SKÉ

Jmenování Doc. Ing. Vladislava Hrdou‰ka, CSc., ãestn˘m ãlenem âBS

Ve dnech 3. a 4. prosince 2003 hostil pardubick˘ DÛm hudby a jeho koncertní sály uÏ podesáté vrcholné setkání pfiedstavitelÛ betonového stavebnictví âeské republiky. Tentokrát se sjelo do Pardubic uÏ pfies 700 odborníkÛ. Vedle projektantÛ, pracovníkÛ stavebních firem, dovozcÛ a producentÛ v˘robkÛ pro beton, vûdeck˘ch a pedagogick˘ch pracovníkÛ technick˘ch univerzit, se na Betonáfisk˘ch dnech sjel dosud nevídan˘ poãet pracovníkÛ státní správy, investorské sféry a managementu velk˘ch stavebních firem. Zá‰titu pfievzali hned dva ministfii – ministr pro místní rozvoj Ing. Pavel Nûmec a ministr prÛmyslu a obchodu Ing. Milan Urban, dále prezident Svazu podnikatelÛ ve stavebnictví Doc. Ing. Milan Veverka, CSc., a hejtmanství Pardubického kraje, zastoupené ãlenem rady Bc. Miloslavem Macelou. Pozvání âBS pfiijalo 25 ãestn˘ch hostÛ, z toho 9 zahraniãních, pfiedstavitelé státních orgánÛ, magistrátu mûsta Pardubice, hejtmanství Pardubického kraje, odborn˘ch a profesních svazÛ, dûkani a prodûkani stavebních fakult, generální fieditelé nejvût‰ích stavebních firem a fieditelé a pfiedsedové pûti zahraniãních betonáfisk˘ch spoleãností – Maìarské, Nûmecké, Nizozemské, Rakouské a Slovenské. Bûhem slavnostního zahájení byli poprvé vyhlá‰eni vítûzové novû zavedené soutûÏe – SoutûÏe o vynikající diplomové práce v oboru betonu a betonov˘ch konstrukcí. Prvními vítûzi se stali Ing. Zbynûk Hora (absolvent FSv âVUT v Praze) v kategorii Teorie betonov˘ch konstrukcí, Ing. Petr MaÀásek (FAST V·B-TU Ostrava)

DNY

2003

v kategorii InÏen˘rské konstrukce a Ing. Martin Zadûlák (FAST VUT v Brnû) v kategorii Technologie betonu. Celkem se prvního roãníku zúãastnilo 14 prací. Slavnostnû byla vyhlá‰ena i vítûzná díla v obou kategoriích 4. roãníku SoutûÏe o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2001 a 2002. Celkem se soutûÏe zúãastnilo rekordních 20 návrhÛ. V kategorii Budovy získaly ãestná uznání Budova hlavní správy âEZ, a. s. (projektant: di5 architekti inÏen˘fii, s. r. o., dodavatel: HOCHTIEF VSB, a. s., investor: AB Michle, s. r. o.) a Nové posluchárny Západoãeské univerzity v Plzni (projektant: Bohemiaplan, s. r. o., dodavatel: VCES, a. s., investor: Západoãeská univerzita v Plzni). Titul Vynikající konstrukce získala v kategorii Budovy realizace KOC Nov˘ Smíchov v Praze (projektanti: PPP, s. r. o., NOVÁK & PARTNER, s. r. o., dodavatelé: SKANSKA CZ, a. s., VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o., investofii: DELCIS S.A., CARREFOUR âR). V kategorii InÏen˘rské stavby byla udûlena také dvû ãestná uznání. Získaly je Estakáda ¤epy–Ruzynû na praÏském silniãním okruhu (projektant: Pontex, spol. s r. o., dodavatelé: SMP CONSTRUCTION, a. s., MAX BÖGL & JOSEF KR¯SL, k. s., investor: ¤SD âR, závod Praha) a Dlouhá lávka pfies Vltavu v âesk˘ch Budûjovicích (projektant: VPÚ DECO PRAHA, a. s., dodavatelé: JHP, a. s., Lias Vintífiov, Lehk˘ stavební materiál, k. s., investor: Magistrát mûsta âeské Budûjovice). Titul Vynikající betonová konstrukce v kategorii InÏen˘rská stavby vyhrála Lávka u zdymadla v Podûbradech (projektant: Pontex, spol. s r. o., dodavatel: JHP, a. s., investor: Mûsto Podûbrady). Ke v‰em soutûÏním realizacím se vrátíme samostatn˘mi ãlánky v pfií‰tích ãíslech ãasopisu. Byli vyhlá‰eni ãtyfii noví ãestní ãlenové âeské betonáfiské spoleãnosti âSSI. Stali se jimi Prof. Ing. Bfietislav Tepl˘, CSc., Doc. Ing. Vladislav Hrdou‰ek, CSc., Ing. Ivan Sitafi, CSc., a Ir. Dick Stoelhorst, v˘konn˘ fieditel Nizozemské betonáfiské spoleãnosti a stávající pfiedseda ECSN.

RNDr. Ladislav Miko, Ph.D., námûstek ministra Ïivotního prostfiedí Pofiadatelé konference a jejich hosté

V˘stava Beton 2003

Z projevÛ ãestn˘ch hostÛ zaujali pfiedev‰ím námûstek ministra Ïivotního prostfiedí RNDr. Ladislav Miko, Ph.D., kter˘ vyzdvihl potfiebnost dialogu a komunikace mezi ochránci Ïivotního prostfiedí a státními i místními orgány pfiipravujícími v˘stavbu dopravních tahÛ nebo velk˘ch prÛmyslov˘ch objektÛ. S uznáním se zmínil o oblasti environmentálního navrhování betonov˘ch konstrukcí a ocenil snahu âBS organizovat konferenãní a vzdûlávací 62

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

AKTUALITY TOPICAL

akce právû v této oblasti. Projevy fieditelÛ zahraniãních betonáfisk˘ch spoleãností se nesly v duchu uznání podílu âBS na projektech Evropské sítû betonáfisk˘ch spoleãností a oãekávání je‰tû intenzivnûj‰í spolupráce v souvislosti se vstupem âR do Evropské unie. Dûkani praÏské stavební fakulty, Prof. Ing. Zdenûk Bittnar, DrSc., a brnûnské stavební fakulty, Prof. RNDr. Ing. Petr ·tûpánek, CSc., vyzdvihli tûsnou vazbu stavebních fakult na ãinnost âBS a start oceÀování nejlep‰ích diplomích prací s tím, Ïe by bylo Ïádoucí roz‰ífiit tuto soutûÏ i o práce doktorandské. Pfiedstavitelé SdruÏení pro sanace betonov˘ch konstrukcí a Svazu v˘robcÛ âR se jasnû vyslovili pro dal‰í sblíÏení aktivit jejich asociací a âBS, a to i ve vazbû na novou strukturu v˘boru âBS, kde byly pro tuto konvergenci vytvofieny personální pfiedpoklady. V zahraniãní sekci zaznûly tfii vynikající pfiíspûvky. Prof. P. J. M. Bartos z univerzity v Paisly, Skotsko, mûl zásadní pfiedná‰ku o prÛniku nanotechnologií do navrhování betonu a Dr. Steen Rostam z Dánska, pfiedseda fib Committee 5 Structural service life aspects stejnû zásadní pfiedná‰ku o koncepãních v˘chodiscích pfiipravovaného betonového „fib Model Code 2006“ aplikovan˘ch na zaji‰tûní trvanlivosti a Ïivotnosti betonov˘ch mostÛ. Trojici doplnil jeden z ãeln˘ch pfiedstavitelÛ francouzské ‰koly konstrukãního betonu, pan M. Jean-Paul Teyssandier ze spoleãnosti VINCI, pfiedná‰kou o pfiemostûní Rion–Antirion v ¤ecku , jehoÏ supervizí je v souãasnosti povûfien˘.

Dr. Steen Rostam, Dánsko, a Prof. Ing. Vladimír Kfiístek, DrSc.

Odborn˘ program Betonáfisk˘ch dnÛ probíhal paralelnû ve dvou sálech a tû‰il se velkému zájmu úãastníkÛ aÏ do pozdních hodin ãtvrteãního podveãera. Jedna ze sekcí byla vûnována panelové diskuzi o zavádûní základní evropské betonáfiské normy EN 206-1 do praxe âR. V prÛbûhu místy vypjaté diskuze se jasnû odkryla nûkterá slabá místa stávajícího postupu pfievoZ jednání v˘roãní schÛze âBS

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Ir. Dick Stoelhorst

U KC E

M. Jean-Paul Teyssandier a Ing. Milan Kaln˘

du evropsk˘ch stavebních norem a zpracovávání národních pfiíloh k tûmto normám a byla konstatována nutnost v mnohém stávající praxi zmûnit. Dvoudenní sled pfiedná‰ek v obou sálech byl doprovázen i sekcí posterÛ, jichÏ bylo tentokrát vystavenou uÏ 18, a v˘stavou BETON 2003, v rámci níÏ se prezentovalo rÛzn˘mi formami celkem 56 firem. Tradiãnímu Spoleãenskému veãeru v Hotelu Labe, kterého se letos zúãastnilo pfies 450 osob, pfiedcházel tentokrát 2. prosince 2003 Slavnostní veãer ve V˘chodoãeském divadle Pardubice. V komponovaném programu zaznûl koncert Pavla Bobka a vzpomínkové pásmo Ing. Pavla âíÏka, pfiedsedy âBS v letech 1994 aÏ 1999, k deseti letÛm ãinnosti âBS. Veãer uvedl „staronov˘“ pfiedseda âBS Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc. a hejtman Pardubického kraje Ing. Roman Línek. O historii budovy divadla poutavû pohovofiil Ing. akad. arch. ¤epa. Vlastním Betonáfisk˘m dnÛm pfiedcházela v˘roãní schÛze âBS. Pfii ní probûhly volby pfiedsedy a ãlenÛ v˘boru âBS na pfií‰tí ãtyfii roky a byl pfiijat novelizovan˘ Organizaãní fiád âBS. Kromû znovuzvolení Doc. Vítka do funkce pfiedsedy âBS do‰lo pfiedev‰ím k roz‰ífiení v˘boru o zástupce dvou nov˘ch odborn˘ch sekcí – Sanace a Prefabrikace, a tím k dal‰ímu posílení integrující role âeské betonáfiské spoleãnosti âSSI v segmentu betonu a betonov˘ch konstrukcí stavebního trhu âeské republiky. Po organizaãní stránce 10. Betonáfiské dny 2003 znovu provûfiily meze moÏností tradiãního prostfiedí v Pardubicích. Akce pfii svém dne‰ním rozsahu vyprodává ve‰kerou ubytovací kapacitu mûsta, sály Domu hudby jsou pfieplnûny, na hranû únosného nahu‰tûní jsou dostupné v˘stavní prostory a ve ‰vech praskají i propojené restauraãní prostory pfii spoleãenském veãeru. Pfiípadnou zmûnu místa konání bude ale âeská betonáfiská spoleãnost velmi peãlivû zvaÏovat. Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc.

Spoleãn˘ stánek âBS a BETON TKS

• KONSTR

SUBJECTS

• SANAC

E

6/2003

Panelová diskuze k âSN EN 206-1

63

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁ¤E, SEMINÁ¤E,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

âR

J U N I O R STAV 20 0 4 6. odborná konference doktorského studia s mezinárodní úãastí Termín a místo konání: 4. a 5. února 2004, Fakulta stavební VUT v Brnû, Vevefií 95, Brno Kontakt: [email protected], dále viz BETON TKS 5/2003 B ETO N OV É P O DZ E M N Í A Z Á K L A D OV É KO N ST R U KC E – mezinárodní konference Termín a místo konání: 25. února 2004, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz T EC H N O LO G I E B ETO N U 20 0 4 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 6. a 7. dubna 2004, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz B ETO N OV É KO N ST R U KC E V E X T R É M N Í C H P O D M Í N K ÁC H – semináfi Termín a místo konání: 14. záfií 2004, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz ZAHRANIâNÍ

R EO LO G I C K É M E R A N I A N A Z M E S I AC H M I N E R Á L N YC H STAV E B N ¯C H H M OT Kolloquium a workshop Termín a místo konání: 10. a 11. bfiezna 2004, Fachhochschule Regensburg, Prüfeningerstrasse 58, Nûmecko Kontakt: Fachhochschule Regensburg, Prüfeningerstrasse 58, 94049 Regensburg, Nûmecko, e-mail: [email protected]

F R AC T U R E M EC H A N I C S O F CO N C R ET E A N D CO N C R ET E ST R U C T U R E S F R A M CO S - 5 5. mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. aÏ 15. dubna 2004, Vail, Colorado, USA e-mail: [email protected], [email protected], [email protected], www.ust.hk/framcos5, dále viz BETON TKS 3/2003

C I B W O R L D B U I L D I N G CO N G R E S S Termín a místo konání: 2. aÏ 7. kvûtna 2004, Toronto, Ontario, Kanada e-mail: [email protected], www.cib2004.ca dále viz BETON TKS 3/2003

ETON

• TEC

S E M C 20 0 4 – ST R U C T U R A L E N G I N E E R I N G , M EC H A N I C S A N D CO M P U TAT I O N 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 5. aÏ 7. ãervence 2004, Kapské Mûsto, Jihoafrická republika e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 4/2003

M ET R O P O L I TA N H A B I T S A N D I N F R A ST R U C T U R E – IABSE symposium Termín a místo konání: 22. aÏ 24. záfií 2004, ·anghaj, âína e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 4/2003 I A B M A S 20 0 4 – CO N F E R E N C E O N B R I D G E M A I N T E N A N C E , S A F ET Y A N D M A N AG E M E N T 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 19. aÏ 22. fiíjna 2004, Kyoto, Japonsko e-mail: [email protected] dále viz BETON TKS 3/2003 R O L E O F ST R U C T U R A L E N G I N E E R S TOWA R D S R E D U C T I O N O F P OV E RT Y IABSE konference Termín a místo konání: 19. aÏ 22. 2. 2005, New Delhi, Indie e-mail: [email protected], www.iabse.org dále viz BETON TKS 5/2003

CO N C R ET E ST R U C T U R E S : T H E C H A L L E N G E O F C R E AT I V I T Y fib symposium Termín a místo konání: 26. aÏ 28. dubna 2004 , Avignon, Francie e-mail: [email protected] dále viz BETON TKS 5/2003

B

CO N S EC 0 4 – CO N C R ET E U N D E R S E V E R E CO N D I T I O N S – E N V I R O N M E N T A N D LOA D I N G 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 20. aÏ 23. ãervna 2004, Seoul, Korea e-mail: [email protected], http://conlab.snu.ac.kr dále viz BETON TKS 3/2003

U LT R A H I G H P E R F O R M A N C E CO N C R ET E mezinárodní symposium Termín a místo konání: 13. aÏ 15. záfií 2004, Kassel, SRN e-mail: [email protected], http://www.uni-kassel.de/uhpc2004/, dále viz BETON TKS 5/2003

Ö ST E R R E I C H I SC H E R B ETO N TAG 20 0 4 Mezinárodní konference a v˘stava Termín a místo konání: 18. a 19. bfiezna 2004, VídeÀ, Rakousko Kontakt: ÖVBB, Karlsgasse 5, A-1040 Vienna, fax: +431 504 1596, e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

64

5 T H I N T E R N AT I O N A L E P H D SY M P O S I U M I N C I V I L ENGINEERING Termín a místo konání: 17. aÏ 19. ãervna 2004, TU Delft, Nizozemí e-mail: [email protected], www.phdce5.nl dále viz BETON TKS 5/2003

CO M P O S I T E CO N ST R U C T I O N I N ST E E L A N D CO N C R ET E V 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 18. aÏ 23. ãervence 2004 , Mpumalanga, Jihoafrická republika e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 3/2003

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

H E A D I N G F O R CO N C R ET E SO L U T I O N Congress ERMCO • the world of concrete • concrete contribution to sustainable development • from design to execucution • improved concrete solutions and innovating production

• promoting concrete solutions Termín a místo konání: 16. aÏ 18. ãervna 2004, Finlandia Hall, Helsinky, Finsko Kontakt: Congreszon Ltd, Italahdenkatu 22 A, FIN-00210 Helsinki, Finland, fax: +358 958 409 555, e-mail: [email protected]

K E E P CO N C R ET E AT T R AC T I V E fib symposium • attractiveness of concrete structures • innovative materials and technologies for concrete structures • modelling of structural concrete • sustainable concrete structures and prefabrication • fire design of concrete structures Termín a místo konání: 22. aÏ 25. kvûtna 2005, Budape‰È, Maìarsko Kontakt: „Keep Concrete Attractive“, Symposium Secretariat, Hungarian Group of fib, c/o Budapest TU, DCMEG H-1111 Budapest, Müegyetem rkp. 3, tel.: +361 463 4068, fax: +361 463 3450, fimsympbudapest@eik,bme.hu, www.eat.bme.hu/fibsymp2005

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

6/2003

ODBORNÉ ZAMù¤ENÍ A CÍL ·KOLENÍ V prÛbûhu let 2002 a 2003 byla Divizí dopravní cesty âesk˘ch drah, s. o., pfiipravena a vydána zásadní novelizace Kapitoly 17 (Beton pro konstrukce) a Kapitoly 18 (Betonové mosty a konstrukce) Technick˘ch kvalitativních podmínek staveb âesk˘ch drah. Novelizovaná znûní obou tûchto kapitol t˘kajících se novû budovan˘ch betonov˘ch konstrukcí pro Ïelezniãní dopravu pfiiná‰ejí tentokrát fiadu zcela nov˘ch poÏadavkÛ a podmínek. Je to dáno nutností reagovat textem TKP na soubor evropsk˘ch norem navrhování, provádûní, údrÏby a správy betonov˘ch konstrukcí, které se zapracovávají do systému ãesk˘ch norem, i na dal‰í související podmínky provázející vstup âeské republiky na otevfien˘ stavební trh Evropské unie a její propojenou dopravní infrastrukturu.

POZVÁNKA

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI www.cbz.cz ve spolupráci s

âesk˘mi drahami, s. o., Divizí dopravní cesty, o. z.

âeské dráhy, s. o., se proto rozhodly uspofiádat ve spolupráci s âeskou betonáfiskou spoleãností âSSI (âBS) jednodenní ‰kolení zamûfiené na v˘klad poÏadavkÛ kapitol 17 a 18 TKP âD. ·kolení, které je urãeno projektantÛm, stavebním firmám, v˘robcÛm betonov˘ch dílcÛ a v˘robkÛ pro beton, i pracovníkÛm správy a údrÏby betonov˘ch konstrukcí na Ïeleznicích, se zamûfií hlavnû na novinky v poÏadavcích a jejich odchylky vÛãi pfiedcházejícím verzím TKP a také na jejich zpfiesnûní oproti platn˘m âSN. DÛraz bude poloÏen nejen na záleÏitosti v˘roby betonu a betonáÏe, ale i na související problematiku: geometrickou pfiesnost konstrukcí, certifikaci a zaji‰tûní kvality, prÛkazní a kontrolní zkou‰ky apod.

·kolení

TKP âD – KAPITOLY 17 A 18 TECHNICKÉ KVALITATIVNÍ PODMÍNKY STAVEB âESK¯CH DRAH,

KAPITOLA 17: BETON PRO KONSTRUKCE KAPITOLA 18: BETONOVÉ MOSTY A KONSTRUKCE

Organizátofii ‰kolení vûfií, Ïe si jeho úãastníci neodnesou jen informace o souboru technick˘ch poÏadavkÛ âesk˘ch drah, ale Ïe si v diskuzích, kter˘m bude dán na ‰kolení velk˘ ãasov˘ prostor, ujasní také v˘znam a dosah nov˘ch ustanovení. P¤ÍPRAVN¯ V¯BOR Ing. Jifií BroÏovsk˘, CSc. Ing. Blanka Karbanová Ing. Bohuslav Steãínsk˘ Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc.

Doc. Ing. Vladislav Hrdou‰ek, CSc. Doc. Ing. Jifií Krátk˘, CSc. Ing. Roman ·afáfi

KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DAL·Í INFORMACE Pro podrobné informace o konání ‰kolení, jeho odborné náplni a moÏnostech firemní prezentace se obracejte na: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected], www.cbz.cz

N

CE K A Í ŽŠ I L B J E

ČBS

P¤EDBùÎNÁ POZVÁNKA A V¯ZVA K P¤IHLÁ·ENÍ P¤IHLÁ·KY

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI www.cbz.cz

Konference

BETON V PODZEMNÍCH A ZÁKLADOV¯CH KONSTRUKCÍCH

E V ROC

2004

26. ledna 2004 Praha, Masarykova kolej âVUT

ODBORNÉ ZAMù¤ENÍ A CÍL KONFERENCE Beton je nejpouÏívanûj‰ím stavebním materiálem pro základové konstrukce v‰ech druhÛ staveb a zároveÀ masivnû pouÏívan˘m materiálem v‰ech typÛ podzemních staveb, které se zakládáním navíc ãasto souvisejí. Specifické fyzikální a chemické prostfiedí základové pÛdy a horninového masivu, jejich interakce s betonem, mnoÏství nejistot a tomu odpovídající návrhové, konstrukãní a provádûcí postupy – to v‰e vytváfií zajímav˘ a nároãn˘ obor pouÏití betonov˘ch konstrukcí, kter˘ se v posledních letech technologicky rychle rozvíjí a zefektivÀuje. âeská betonáfiská spoleãnost âSSI (âBS) se proto rozhodla vûnovat souãasnému stavu a v˘hledÛm aplikace konstrukãního betonu v zakládání a podzemních stavbách samostatnou konferenci. Na rozdíl od tuneláfisk˘ch konferencí a akcí vûnovan˘ch geologickému navrhování se zamûfiuje na beton. Jednotlivé pfiedná‰ky budou vûnovány jak teorii a speciálním aspektÛm navrhování, tak i nov˘m materiálÛm, technologick˘m postupÛm a zajímav˘m zpÛsobÛm provádûní. Na pfiíkladech realizovan˘ch staveb budou ukázány pfiedev‰ím komplexní moÏnosti betonu vãetnû zaji‰tûní jeho trvanlivosti a zajímavého vzhledu. Program konference bude sestaven kromû nûkolika vyzvan˘ch referátÛ z pfiíspûvkÛ odborníkÛ, ktefií se základov˘m a podzemním konstrukcím vûnují. Hlavní tematické okruhy: • Plo‰né základové konstrukce • Piloty a jejich interakce se základovou deskou • Betonové konstrukce tunelÛ a kolektorÛ • Bílé vany • Navrhování podle Eurocode 7

P¤ÍPRAVN¯ V¯BOR Ing. Michal Grambliãka Ing. Jifií Mühl Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc.

Doc. Ing. Jan Masopust, CSc. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

KONTAKT PRO ZASLÁNÍ ANOTACÍ A DAL·Í INFORMACE

25. února 2004 Praha, Masarykova kolej âVUT

Pro podrobné informace o konání konference, její odborné náplni a moÏnostech firemní prezentace se obracejte na: Sekretariát âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 Tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261 E-mail: [email protected], www.cbz.cz

S VA Z

V¯ROBCÒ CEMENTU

S VA Z

V ¯ROBC Ò B ETON U

âESKÁ

âR

âR

B ETONÁ¤SK Á SP OLEâ NOST

SDRUÎENÍ

âSSI

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