2009 O BČANSKÉ A PRŮMYSLOVÉ STAVBY

1/2009

OBČANSKÉ

A P R Ů MY S LOV É STAV BY

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 246 030 153 e-mail: [email protected] www.svb.cz

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH 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

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbsbeton.eu

4 4 / B–

6/

ARENA ZÁHŘEB

/20

CENĚNÍ NEJLEPŠÍCH EVROPSKÝCH BETONOVÝCH STAVEB ZA ROK 2008

/16

56/

GRAFICKÝ

3 /O „ B

ETON VŽDY VYHOVÍ“

BETON

AREVNÝ SAMOZHUTNITELNÝ BETON RECEPTURA A CHARAKTERIZACE

„DOKONALOST

V BETONU“ – OCENĚNÍ UDĚLOVANÁ ANGLICKOU BETONÁŘSKOU SPOLEČNOSTÍ

26/Z

NOVUPOSTAVENÍ LE CORBUSIEROVA P AV I LO N U P O ĖM E E L E C T R O N I Q U E

Ročník: devátý Číslo: 1/2009 (vyšlo dne 16. 2. 2009) Vychází dvouměsíčně Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí

OBSAH

Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Produkce: Ing. Lucie Šimečková

ÚVODNÍK /2

Jitka Jadrníčková

TÉMA „B ETON

B AR EVNÝ VŽDY V YHOVÍ “

S TAV E B N Í

/3

KONSTRUKCE

„D OKONALOST V B ETON U “ – OC E N Ě N Í U DĚ LOVANÁ ANG LIC KOU B ETONÁŘSKOU SP OLEČ NOSTÍ /6 I TALSKÝ PROJ E KT SOC IÁLN Í HO Jana Margoldová OCENĚNÍ

BYDLE N Í

/15

N E J LE PŠÍC H EVROPSKÝC H B ETONOV ÝC H

STAVE B Z A ROK

2008

E VROPSKOU SÍTÍ ECSN /16

U DĚ LOVA N É

B ETONÁŘSKÝC H SP OLEČ NOSTÍ

A R E NA Z Á H Ř E B Berislav Medič

D E FI N IC E

/44

V Ý VO J E PEVNOSTI V TL AKU U PŘ E DPJ AT ÝC H

VA ZN Í KŮ V B ĚŽN É V ÝROB Ě

/52

Dirk Niehoff, Petr Vorel P OZNÁM KY K PRO B Í H A J ÍC Í Bohumír Voves

OPR AVĚ

K AR LOVA

MOSTU

/55

G R A FIC KÝ B ETO N Jana Margoldová

/56

P OSTŘ E HY

O C H OVÁ N Í ŽE LEZOB ETONOVÉ KO NSTR U KC E

/60

Petr Fajman

Ž E LEZOB ETONOVÉ

KONSTR U KC E V N Ě M EC KÝC H

M ĚSTEC H V ROC E

1912

/24

Z NOVU P OSTAVE N Í L E C OR B U SI E ROVA PAVI LON U P OĖM E E LECTRON IQU E ZE S VĚTOVÉ V ÝSTAV Y V B R U SE LU , 1958 R. Nijsse /26

SAN ACE

B IODEG R ADAC E B ETON U PŮ DN Í M I BAKTE R I E M I Richard Wasserbauer, Radek Zigler /66 K

PROB LE MATIC E ZVE Ř E J ŇOVÁ N Í Ú DA J Ů

O N E HODOV ÝC H U DÁLOSTEC H MOSTN ÍC H STAV E B A P OZNATKŮ PLYNOUC ÍC H Z J E J IC H ANALÝZY

/69

Lukáš Vráblík, Vladimír Křístek

AKTUALITY F OR M U LOVA N É RYC H LOVAZN É

MATE R IÁLY PRO OPR AV Y STAVE B N ÍC H KONSTR U KC Í V N E PŘ ÍZN IV ÝC H P O DM Í N K ÁC H

Václav Pumpr, Zdeněk Vávra, Jaroslav Chabr O PTI MALIZ ÁC IA

M AT E R I Á L Y Jan Gemrich

/70

ZE Z AH R A N IČ N ÍC H ČASOPISŮ

R EC E NZE /30

PR ÍSTU PU K SANÁC IAM

S E M I NÁ Ř E ,

/51, 71

/34 A TECHNOLOGIE

/40

F OTOG R A FIC KÝ B ETON NA FASÁDĚ N E MOC N IC E SV. MARIE V HAMBURKU /42

/72

KO N FE R E NC E A SYM P OZIA

FIREMNÍ

PR I E MYSE LNÝC H P O DL Á H

Peter Briatka

R EŠE RŠE

P R E Z E N TAC E

Fibertex Mott MacDonald Betosan Cement Hranice SSBK Ing. Software Dlubal VSL fib Sympozizum

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, 170 00 Praha 7 Sazba: 3P, s. r. o., Radlická 50, 150 00 Praha 5 Tisk: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5

A VÝZKUM

PŘ I P OŽ Á R U

H I S TO R I E

S PEC IÁLN Ě

R EC E PTU R A

A. López, J. M. Tobes, R. Zerbino a Bryan Barragán

VĚDA /20

–

SAMOZH UTN ITE LNÝ B ETO N

A C HAR A KTE R IZ AC E

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

/5 /19 /33 /40 - 41 /51 /55 /3. /3.

STR. OBÁLKY STR. OBÁLKY

1/2009

Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel.: 224 812 906, 604 237 681, 602 839 429 e-mail: [email protected] [email protected] Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 21 EUR (+ poštovné a balné 7,20 EUR), cena bez DPH, studentské 270,- Kč (včetně poštovného, bez DPH) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. Foto na titulní straně: Fasáda bytového domu v Helsinkách, motiv trávy Saamuli Naamaka, viz článek str. 56 foto: Anders Portman & Graphic Conctere Ltd. BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK EDITORIAL

MILÉ

ČTENÁŘKY A MILÍ ČTENÁŘI,

žiji v domnění, že konstrukční prvky z pohledového betonu se už nějaký čas stávají běžnou součástí interierů staveb. Proto mě překvapil zcela vážně míněný dotaz zaměstnance, pracujícího v právě dokončené novostavbě, kdy doděláme TU stěnu u schodiště. TA stěna je z pohledového betonu a po určitých úpravách, které kultivují její napojení na další konstrukce, si troufám říct, že je docela povedená. Proč stále řada lidí pohledový beton nepřijímá? Je to jenom zvyk a léta zažitá představa, že nové stěny či stropy musí být hladké, čisté, bílé? Domnívám se, že základ odporu k surovému betonu bude někde hlouběji. Dokud si totiž lidé budou kupovat PVC s dekorem dlažby a dlažbu s dekorem dřeva, budou nejspíš odmítat i betonové stěny. Jsem přesvědčená, že pokud někdo všeobecně dává přednost otevřenosti a pravdě, oproti nejrůznějším náhražkám a zastírání, nebude mít s pohledovým betonem problém. Při vytváření návrhu stavby je vždy důležitá základní motivace všech zúčastněných. Chci především vydělat, proslavit se, či postavit dům, který bude dobře sloužit? Tyto otázky se týkají jak investora, tak architekta i dodavatele a vzájemně se nevylučují. Špatná je pouze situace, kdy jeden motiv převálcuje ty ostatní. Původně si lidé stavěli domy, aby se schovali před zimou, měli si kde uvařit, ustájit zvířata apod. Většinou to byly jednoduché, účelné stavby, v souladu s okolím a bez ambicí odlišovat se za každou cenu. Jsem hluboce přesvědčená, že základní funkčnost, jednoduchost, respektování tektonických principů a současně zachycení pocitů s důvěrou ve vlastní intuici, vytváří určitý vnitřní řád, který je v daném prostoru vždy cítit. Dobře je to vidět např. na stavbách mostů. Když konstrukce mostu vychází, zjednodušeně řečeno, z průběhu sil, je subtilní a elegantní a ani se nemusí kdovíjak výtvarně upravovat. Naopak popření těchto principů má opačný efekt. Jistě to využil i Daniel Libeskind při navrhování Židovského muzea v Berlíně. Šikmé podlahy, stěny, stropy a neuchopitelnost prostoru vyvolávají nepříjemné pocity nejistoty, úzkosti a strachu, což návštěvníka naladí k tématu. Pobyt v betonové Věži holocaustu byl opravdu silný emocionální zážitek. Špatným příkladem prostoru, který postrádá onen vnitřní řád, bývají realizace, ze kterých peníze přímo tečou, ale jsou rozmělněny v okázalých materiálech navršených na hromadu. Výsledkem je pak zákonitě zmatek, přetížení a nečitelnost. Já vnímám architekturu jako krásné řemeslo, které se v některých případech vyšvihne do nejvyšších uměleckých sfér. Velmi si takových tvůrců i osvícených investorů vážím, protože tlačí vývoj dopředu. Navíc, i když dům vypadá spíš jako socha nebo třeba chobotnice, může výše zmíněné principy respektovat. Mám na mysli např. bionickou architekturu, která se učí od biologických struktur. Beton je materiál, který se dobře uplatní v celém spektru staveb, od pravoúhlých po organické, od nejprostších, až po luxusní. Navíc, ve „spolupráci“ s dalšími materiály, dokáže nabrat opravdu výjimečné vlastnosti. V tomto čísle se např. dočtete o použití těžkých betonů na onkologickém oddělení nemocnice St. James v Leedsu. Stejně širokou a rozmanitou škálu poskytuje beton i co se týče povrchů. Od drsného povrchu, jenž odráží bednění 2

z nehoblovaných prken, přes hladké stěny a stropy a nejrůznější kamenické úpravy, umožňuje naprosto unikátní povrchy jako je grafický beton nebo broušená a leštěná fasáda Künstmuzea ve Vadúzu. Ještě širší rozsah vlastností a povrchů betonu umožňuje prostředí paneláren, kdy se do forem vkládají nejrůznější materiály a prvky, jako např. průsvitný mramor v případě fasády obchodního domu Louis Vuitton v Tokiu. Dá se říci, že beton, na obou popsaných pólech, už snad ani není ten samý materiál. A s ohledem na kvalitu použitých surovin a technologií už opravdu téměř není… Z toho vyplývá úkol pro architekta včas sdělit, jednoznačně popsat a vysvětlit svoji představu investorovi se všemi úskalími výroby v konkrétních podmínkách, včetně finančních nákladů. Navíc je nutné mít vyjasněné představy i s dodavatelem. Pokud např. nehraje pohledový beton zásadní roli v celkovém objemu konstrukcí, nebývá generální dodavatel specialistou a výsledek je nejistý. Navíc je dodavatel většinou zvolen na základě výběrového řízení, a protože se snaží vyhrát, tlačí cenu dolů. V praxi to znamená, že je nutné co nejpřesněji vyspecifikovat požadavky už v tendrové dokumentaci, což bývá někdy těžké. Při realizaci pak zákonitě nastanou problémy, dohadování a licitace. V tuto chvíli je nejdůležitější, aby investor a autor byli v jednotě. Nepřesvědčený investor totiž, často pod tlakem peněz a času, nakonec přistoupí na nabídku, že dodavatel pokaženou stěnu „zadarmo“ omítne a vybílí. Nemám povahu ani sílu na to, abych nechala nepovedené stěny zbourat, tak mi nezbývá, než hledat nějaké kompromisní řešení. V případě TÉ stěny a jejího rozteklého napojení na navazující konstrukci, jsem zvolila pruhy z fasádní omítky různých struktur zabíhající do pohledového betonu. S výsledkem byli nakonec skoro všichni spokojeni. Další výhodou betonu totiž je, že se snese téměř s každým materiálem. Sluší mu sklo, ocel i dřevo, kámen i historické zdivo. Pokud se architektovi během návrhu i průběhu stavby podaří pochopit a skloubit základní vstupní elementy, jako je investor, jeho názory a finanční možnosti, místo stavby a její účel a v neposlední řadě faktory jako je intuice a cit, většinou se mu podaří najít i správnou a pravdivou formu. Přeji mnoho úspěchů v objevování dalších možností tohoto úžasného materiálu a v jeho propagaci. Ing. arch. Jitka Jadrníčková [email protected]


1/2009

TÉMA TOPIC

„BETON

VŽDY VYHOVÍ“ “C O N C R E T E A LWAY S F I T S T H E B I L L “

Šéfredaktor časopisu opus C Juergen Glaesle rozmlouval s rakouskými architekty Stefanem a Bernardem Marte. Juergen Glaesle meets Stefan and Bernard Marte. J. Glaesle: Mnoho projektů atelieru marte.marte je z pohledového betonu. Hraje beton nějakou roli už v úvodu projektu? B. Marte: To je různé. Býváme často považováni za „betonové stavitele”, ale my vždy říkáme: nehledáme beton, ale opakovaně ho najdeme. J. Glaesle: Protože je tím správným materiálem? B. Marte: Ano, přesně. Jen zřídka není beton ten správný materiál. J. Glaesle: Co je důvodem? B. Marte: Je to dáno mnohostrannou použitelností betonu a dle našeho názoru také jeho hmotností. Jednoduše, neexistuje žádný jiný s ním srovnatelný. J. Glaesle: Záleží také na tom, kde je stavba situovaná? Ta masivnost se přirozeně dobře hodí sem do hor. S. Marte: Já shledávám, že beton se hodí vždycky. Jednou dříve jsem měl odpovědět na otázku, kam by se nehodil. Bez přemýšlení jsem řekl: Pokud by měl objekt plavat, tak by možná nebyl nejvhodnější, ale jinak neznám žádný důvod. Naše preference jsou jasné, nikdy z nás už nebudou stavitelé ze dřeva, ačkoliv jsme již vyhráli dvě prestižní ceny za dřevěné stavby – od mezinárodních porot. Myslím, že bychom je nedostali tady ve Vorarlbergu, protože obě ty stavby vypadají, jakoby byly taky betonové. Dosáhli jsme toho s množstvím ocelových částí, takže to funguje i ve dřevě. Jednoduše nepřemýšlíme v rámci nějakých vzorů, modulů či rastrů. Nic našeho nemá nějaký rastr, ani osový systém. Pracujeme vždy relativně volně, ačkoliv pravoúhle, ne volné formy ve smyslu nějakých bublin. Jednoduše nechceme být v rámci návrhu něčím omezováni. Jestliže přízemí nemá co do činění s horním patrem, pro beton to není žadný problém. Pokud by to bylo v ocelové nebo dřevěné konstrukci, nemohli bychom si to dovolit. To už by nebylo poctivé. B. Marte: I když kombinace dřevo-beton je taky dobrá. Ve skutečnosti je každá betonová konstrukce taky dřevěná. Je krásně postavena ze dřeva, vloží se železa, zalijí se betonem a pak se dřevo odstraní. To je u betonu trochu praštěné – nejprve neuvěřitelně manuálně náročné na sestavení, aby se to nakonec zase rozebralo.

1 Obr. 1 Šéfredaktor časopisu opus C Juergen Glaesle v rozhovoru se Stefanem a Bernardem Marte Fig. 1 Opus C editor-in-chief Juergen Glaesle in conversation with Stefan a Bernard Marte Obr. 2 Státní speciální škola v Kramsachu, 2007 Fig. 2 Mariatal State special school in Kramsach, 2007 2

J. Glaesle: Bohužel, právě bednění je často problém. Někdy chcete postavit něco skulpturálního, ale jednoduše pro to není cenově dostupné bednění. S. Marte: No, někdy je to nedostupné, i když chcete postavit zcela normální rovnou stěnu ale se specifickým, konkrétním otiskem vzoru bednění. Měli jsme velké problémy prosadit to v projektu, který jsme řídili, a byli jsme nakonec rádi, když jsme tehdy našli střední cestu mezi návrhem ideální fasády a tím, co bylo technicky a rozumově uskutečnitelné, co nabízel trh a co BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

3

TÉMA TOPIC

3

bylo také dostupné pro majitele stavby. Několik let jsme se konstrukcemi bednění intenzívně zabývali a vždy se snažíme najít pro daný případ nejvhodnější řešení. Je zbytečné, aby projekt nedopadl dobře jen proto, že jsme nezvládli tohle vyřešit. Hledat správnou cestu je pro nás výzvou. J. Glaesle: Je pohledový beton důvodem vašeho úspěchu? Co si o tom myslíte? S. Marte: Přesvědčujeme téměř každého stavebníka, kterému navrhujeme pohledový beton, protože obvykle není s tímto pojetím užití betonu příliš seznámen, nebo si to představuje jako nepříliš kvalitní neomítnutou betonovou stěnu v garáži. Obvyklé klišé. Ale po nějaké době jsou právě z nich nadšení obyvatelé takových domů. Je skutečně škoda, že to netuší předem, protože vše kolem by bylo mnohem jednodušší. J.Glaesle: Jak takové přesvědčování probíhá? S. Marte: Naštěstí to nikdy netrvá příliš dlouho, protože když za námi někdo přijde, obvykle ví, co může očekávat, a pokud ne, řekneme mu to přímo. Také řekneme každému, kdo chce stavět s námi, že musí být schopen i určité míry tolerance. Ne kvůli nám nebo kvůli betonu, ale ze zásady. Jako kdekoliv jinde v životě máme i ve své tvorbě určité zásady. Když to později na staveništi vypadá, jako by byl konec světa, protože chcete shodit stěnu, která nedopadla, jak jste chtěli, a firma se brání, v tu chvíli skutečně potřebujete, aby stavebník stál za vámi a věřil vám. B. Marte: Naše zkušenost je opravdu taková, že když stojíme před dokončeným projektem, každý majitel je skutečně přesvědčen, že stavba se povedla a jeho dům je nádherný. Ale během stavby, když je hotová první stěna, stojí stavebník s nosem přilepeným na zdi a kouká, zda nenajde nějaké póry, skvrny nebo 4

trhliny, a to je potom rámus. Je to vždycky stejné. Každý říká, že to nevypadá dobře. V tu chvíli musíme být na stavbě a uklidňovat ho. Víme přesně, jak to chodí: na začátku jsou s první stěnou problémy, s druhou jsou stále ještě problémy a když je konstrukce dokončená, nejpozději když se vsazují okna, se beton díky kontrastům světla a stínů rozsvítí. To už je každý spokojen a diví se, proč byl před nedávnem tak nervózní z každého malého póru či skvrnky. J. Glaesle: Kde jsou meze, co jste ještě ochotni akceptovat u betonu? B. Marte: V případě nějakých neprobetonovaných štěrkových kapes máme už celkem dobré metody, jak to napravit. Problém je, jestliže je příčinou špatné bednění. S. Marte: Ale jestliže chceme beton, monolitický beton, tak u tohoto materiálu musíme nepřesnosti akceptovat. B. Marte: Jinak, vždycky říkáme, že máme rádi beton v každé formě. Možná dokonce máme raději betonový povrch, který není úplně dokonalý, nejvyšší kvality. Dokázali bychom žít i s horší kvalitou, snad i snadněji než s tím perfektním povrchem. Ano, jsou projekty, kde by nám horší kvalita až tak nevadila, samozřejmě v rozumné míře, ale to se špatně obhajuje. Zejména tady ve Vorarlbergu. Zde se předpokládá, že vše musí být perfektní. Samozřejmě že není, ale očekává se to. J. Glaesle: Jak byste charakterizovali váš beton? Máte nějakou filozofii? S. Marte: Já osobně mám averzi k bednicím deskám. Nemám je rád, i když jsem viděl velmi pěkné objekty s nimi postavené. Jednoduchá, banální, obyčejná betonová stěna je jedna z nejkrásnějších. Je to jako u jiných materiálů, dokážeme si předsta-


1/2009

TÉMA TOPIC

4 Obr. 3 Lázeňský dům v Rankweil, 2007 Fig. 3 Bathhouse in Rankweil, 2007 Obr. 4 Most v soutěsce Schan, Ebnit poblíž Dornbirnu, 2006 Fig. 4 Schanerloch bridge, Ebnit, Dornbirn, 2006 Obr. 5 Ředitelství společnosti S.I.E. v Lustenau, 2002 Fig. 5 S.I.E. headquarters, Lustenau, 2002

J. Glaesle: Moc děkuji za rozhovor. Literatura: [1] “Concrete always fits the bill”, opus C – Concrete Architecture & Design, 4/2008, pp. 54–56

Redakce časopisu děkuje redakci opus C – Concrete Architecture & Design (www.opusC.com) za povolení českého přetisku rozhovoru.

F IF Bo Er m R Tt e Ex X ® N -O C N PWF Ol V i nE eNr S

Formtex® CPF liner Formtex® je netkaná textilie složená z filtrační a drenážní vrstvy a slouží k odvádění přebytečné vody a vzduchu z povrchu betonu. Formtex® výrazně snižuje poměr voda/ cement v povrchové vrstvě a tak vytváří pevný a dlouhodobě odolný povrch betonu. Formtex® významně zvyšuje životnost betonových staveb především v agresivním prostředí a chrání tak vaše investice. Formtex® zlepšuje všechny parametry betonu.

bez Formtexu

J. Glaesle: Je něco, co byste si přáli pro beton, jako stavební materiál? B. Marte: Přál bych si, aby zůstal jaký je.

5

s Formtexem

vit cokoliv, a stejně zase skončíme u té stěny z obyčejného prkeného bednění bez dalších úprav, žádné pemrlování, žádné pískování, žádné vymývání. Když jdu v létě večer podél betonové stěny ve svém domě, šáhnu si na ni a vnímám, jak teplá, jemná a zároveň pevná je – to je jedinečné. B. Marte: Je pro nás důležitý i způsob výstavby. Cítíme, když betonové stěny rostou ze země, že se stávají součástí místa. Když pozorujete stavbu z monolitického betonu, která se tvoří na místě, vidíte kolik potu a úsilí je její součástí. Tíha materiálu, obtížnost jeho vytváření – to vše na stavbě vnímáte. A ten materiál se místa zmocňuje neuvěřitelně přesvědčivým způsobem. S. Marte: Často končíme u úplně normálního betonu, protože nejhezčí je v barvě, která je v místě obvyklá, a tu mu dá zase jen místní kamenivo. Jako je to u Speciální státní školy v Kramsachu, kde je beton trochu hnědší, nebo u domu ve Vídni, kde jsme používali bílý cement, ale výsledek je béžový, protože byl míchán s okrovým pískem.

Fibertex, a.s. Průmyslová 2179/20, Svitavy email: jako@fibertex.com tel.: +420 461 573 269 www.formtex.dk

Fotografie: atelier marte.marte


1/2009

5

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

„DOKONALOST V BETONU“ – OCENĚNÍ UDĚLOVANÁ ANGLICKOU BETONÁŘSKOU SPOLEČNOSTÍ

THE CONCRETE SOCIETY EXCELLENCE ON CONCRETE AWARDS Obr. 1 Exteriér střediska CFD týmu Renault F1 Fig. 1 Exterior of the Renault F1 CFD Centre Obr. 2 Prefabrikovaný stropní oblouk systému Matière Fig. 2 Precast Matière arch roof unit Obr. 3 a 4 Pohled na oblouky systému Matière během závěrečných fází montáže Fig. 3 and 4 Views of Matière arch during final stages of erection Obr. 5 Detail světlíku, pohled z vnějšku Fig. 5 Skylight detail, external view 1

V loňském listopadovém čísle svého časopisu představila anglická Betonářská společnost čtenářům stavby oceněné titulem „Dokonalost v betonu“. Tři z nich jsme vybrali a se souhlasem redakce časopisu Concrete je otiskujeme. Centrum CFD týmu Renault F1, počítačově řízený větrný tunel je špičkové podzemní zařízení, které slouží ke zdokonalení aerodynamiky aut pro sezónu 2009. Stavba byla vyhlášena výtězem kategorie „realizace betonové stavby“. Nové onkologické křídlo univerzitní nemocnice St. James v Leedsu je budova s betonovou konstrukcí za 220 mil. GBP vybavená nejmodernější skenovací, zobrazovací a léčebnou technikou. V budově stojící na svažujícím se pozemku je dvoupodlažní suterén s dvanácti komorami pro lineární urychlovače, osm nadzemních podlaží, dva spojovací tunely, a spojovací most. Obvodové nosné sloupy jsou šikmé a nosníky podepírající desku nad nákladovou rampou mají velké rozpětí. Stavba získala v kategorii „provádění betonových konstrukcí“ Certifikát dokonalosti. Jaderná elektrárna u obce Trawsfynydd byla v roce 1993 oficiálně zavřena a začala být likvidována v procesu vyřazování z provozu. Princip strategie vyřazování je ponechat v areálu elektrárny jaderný odpad vytvořený během provozu elektrárny až do chvíle, kdy bude možné jeho konečné uložení. Výstavba 6

nového účelového meziskladu středněaktivního odpadu v areálu elektrárny byla vyhodnocena jako nejvhodnější řešení. Mezisklad byl navržen pro uložení odpadu v betonových kontejnerech a barelech typu 1803 po dobu 150 let. Stavba získala čestné uznání v kategorii „inženýrské stavby“. The buildings awarded “Excellence on concrete” by the Concrete society were presented in the November issue of the journal Concrete. We have chosen and published three of them with the Concrete society agreement. The Renault F1 Team’s new computational fluid dynamics (CFD) facility is an environmentally friendly, computerised wind tunnel – a worldclass subterranean computing facility that will be used to perfect the aerodynamics of the 2009 season cars. The winner of the concrete performance category. The New Oncology Wing is located within the grounds of St James’s University Teaching Hospital, Leeds. The £220 million concrete-framed building houses state-ofthe-art scanning, imaging and treatment equipment. The technical design challenges of the building included: 12 concrete linear accelerator concrete bunkers in the two-storey basement on a sloping site; two-storey basement construction; eight storeys above ground; two link tunnels; a link bridge; perimeter load-bearing

Obr. 6 Vnitřní pohled během stavby Fig. 6 Interior view during erection

raking columns; and long-span beams supporting a plaza slab over a loading bay. The Certificate of Excellence in the concrete performance category. Trawsfynydd Nuclear Power Station ceased electricity generation in 1991 and was formally closed in 1993, when it entered decommissioning. A principle of the decommissioning strategy is to store on-site the intermediate level waste (ILW) produced during the station’s operation, until such time that a National Repository becomes available. The construction of a new purpose-built ILW store at the site was considered to be the most appropriate solution. The ILW store facility has been designed to store waste contained in concrete overpacks and ‘1803’ drums for up to 150 years. The civil engineering category – commendation. S T Ř E D I S K O C F D T Ý M U R E N A U LT F1 V ENSTONE, CHIPPING NORTON V HRABSTVÍ OXFORD Nové zařízení CFD (computational fluid dynamics – počítačová dynamika proudění) týmu Renault F1 je počítačově řízený větrný tunel šetrný k životnímu prostředí. Je to špičkové podzemní zařízení, které slouží ke zdokonalení aerodynamiky aut pro sezónu 2009. Objekt vybudovaný v areálu centrály týmu F1 v obci Enstone v pohoří Cotswolds je místem mimořádného vědec-


1/2009

STAVEBNÍ


3

kého zájmu a podléhá velmi náročným požadavkům na dispozici. Architekti z atelieru Ridge se zhostili tohoto složitého úkolu se ctí. Navrhli unikátní podzemní řešení s využitím konstrukce Matière (držitelem licence je firma ABM) tak, aby co nejvíce omezila vliv na okolní prostředí. Středisko o rozloze 65 x 17 m zahrnuje: • zařízení CFD (jde o jeden z největších superpočítačů v Evropě), • vstupní a předváděcí prostory, • přednáškovou síň pro prezentace s šedesáti místy, včetně předvádění výsledků CFD pro vlastní specialisty i odbornou veřejnost, • kancelářské prostory s pracovními stanicemi pro třicet specialistů, • obslužné prostory, hygienická zařízení,

2

4

5

6

kuchyňka, společenská místnost a vnitřní zeleň, • mezipatro zavěšené na stropní konstrukci (pro případné budoucí rozšíření). Unikátní rychlé řešení Závody Formule 1 jsou velmi konkurenční prostředí, kde úspěch závisí jak na technické dokonalosti strojů a použitých inovacích, tak na dovednostech řidičů na dráze. Technický pokrok je neúprosný a úspěch je úměrný rychlosti zavádění těchto inovací. Nová zařízení musí být postavena velmi rychle, termíny dokončení se odvíjejí od začátku nové závodní sezóny. Potřeba zprovoznit toto velmi důležité zařízení do poloviny roku 2008 výrazně omezila celkovou dobu výstavby. Slo-


1/2009

žitá povaha stavby vyžadovala ponechat značnou časovou rezervu na konec celého projektu z důvodu nutnosti instalovat a uvést do provozu superpočítač i další moderní technologické systémy. To znamenalo, že časový prostor pro samotnou stavbu se ještě více zkrátil. Architekti společnosti Ridge spolu s technickými konzultanty z firmy Scott Wilson se rozhodli pro obloukové řešení CM4 systému Matière, protože splňuje veškeré požadavky včetně potřebné rychlosti výstavby. Tunel je z jedné strany uzavřený a z druhé zakončený panoramatickou prosklenou stěnou. Plní tak nejen prostorové požadavky, ale také nabízí pozoruhodné pracovní prostředí, kde bude možné tuto špičkovou výzkumnou technologii předvádět. 7

STAVEBNÍ


Vzhled Vždy, když je při stavbě nutné splnit přísná ekologická kritéria, je nezbytné najít nějaké netradiční řešení. Navíc tým Renault F1 dobrovolně přijal étos, že žádná z jeho činností nebude mít negativní vliv na životní prostředí. Odborníci tak došli k závěru, že nejlepším řešením bude zapustit budovu do okolního terénu. Když byla budova zasypána a zapravena tak do terénu (včetně provedení hydroizolace), téměř splynula s okolím. Z výšky je skoro nepostřehnutelná a jediným výrazným prvkem je její prosklená čelní stěna. Vnitřek budovy poskytuje velmi kvalitní pracovní prostředí, které dává pocit prostoru a dramatičnosti a umožňuje výhled do okolní krajiny. Vlastnosti betonu využité v projektu Běžný stavební návrh a ověřovací procesy jsou často velmi zdlouhavé a obtížné. Celý tento proces od obecné představy po samotnou realizaci může zabrat měsíce. Pomocí systému Matière lze vytvořit nejrůznější konfigurace prefabrikovaných oblouků, čehož je dosaženo hybridním uspořádáním kleneb a bočních stěn. To umožnilo zajistit rychlé přijetí koncepčního návrhu. Dodavatel začal úzce spolupracovat s konzultační firmou. Protože používali stejné softwarové projektové nástroje, kalkulace a specifikace konstrukčních detailů mohly být ověřeny a odsouhlaseny velmi rychle. Díky ochotné spolupráci techniků z obou firem došlo k dohodě během pouhých sedmi dnů. Intenzivní dvanáctitýdenní výběrový program byl nutný pro zajištění výroby všech základních prvků pro stavbu s rozpětím 16,4 m, výškou 6,5 m a celkovou délkou 62,5 m. Konstrukce se skládá z dvaceti pěti prstenců o délce 2,5 m složených ze sedmdesáti pěti odlitých dílců vážících jednotlivě až 32 t. Stavební prvky byly dodávány na staveniště postupně a dodavatel betonové konstrukce sestavil základní kostru za pouhých šest pracovních dnů. Konstrukce byla dokončena k velké radosti firmy Ridge, hlavního dodavatele SDC, i týmu Renault F1 ještě před termínem – těsně před Vánocemi 2007. Využití tepelné kapacity prefabrikované betonové konstrukce v zapuštěném objektu navíc zajistí teplotně stabilní prostředí, které vyžaduje méně energie na chlazení a vytápění, než by vyžadovala konstrukce tradiční. 8

7

Prefabrikace většiny betonových prvků v továrních podmínkách zajistila jejich velmi kvalitní provedení, což se pozitivně promítá ve vzhledu dokončené budovy. Vzhledem k netradičnímu umístění objektu byl pro izolaci použit vodonepropustný systém využívající bentonitovou impregnovanou membránu. Soulad konstrukce a funkce Použitím vybraných konstrukčních prvků byly zajištěny unikátní vlastnosti, které vyhověly požadavkům a potřebám týmu Renault F1. V centrální části stropní klenby jsou umístěny kruhové výřezy tvořící světlíky, které umožňují přístup denního světla do interiéru. Střed otvoru vstupní dveří je umístěn v prosklené čelní stěně mimo podélnou osu zakřiveného tunelu,

čímž vznikl impozantní vchod do tohoto podzemního komplexu. Rovnováha nákladů a funkce Projekt i celkové využití představuje znamenitou hodnotu pro tým Renault F1. Provoz zařízení s unikátním podzemním řešením CFD se pohybuje přibližně na třetině nákladů ve srovnání s tradiční stavbou aerodynamického tunelu a spotřebovává výrazně méně energie (potřebuje o 5,5 MW méně než srovnatelný tunel s pohyblivým pásem). Navíc bylo zařízení postaveno ve velmi krátkém čase. Budoucí použití Prefabrikované segmentové oblouky se v mostních konstrukcích běžně používají v kontinentální Evropě i v Irsku a v sou-


1/2009

STAVEBNÍ


časné době se jejich použití stále více prosazuje i ve Velké Británii. Tento způsob stavby totiž dokáže významně urychlit její realizaci. Nicméně použití uvedených stavebních konstrukcí jako zelené alternativy k běžným stavbám je ve Velké Británii stále unikátní. Existují mnohá zařízení, jako jsou různé nádrže nebo energetická a vodní infrastruktura, která by mohla být umístěná pod povrchem země, což by značně prospělo životnímu prostředí. I v mnoha dalších případech by zasazení obytných budov pod povrch země bylo značným přínosem pro snížení spotřeby energie. Zdá se, že prefabrikované stavební konstrukce přinášejí praktické a rychlé řešení a novou příležitost pro stavební průmysl. Komentář poroty V rámci maximálně přísných požadavků nezbytných pro vybudování a chod úspěšného provozu F1 bylo potěšující, že klient dal přednost zachování přirozené různosti barev betonu před uniformním, nijakým vzhledem, který často vznikne po nátěru. U betonu postupně dochází k menším změnám barvy vlivem výkyvů vlhkosti. Klient tyto změny očekává a akceptuje. Byl seznámen se všemi změnami, kterými bude beton procházet během vysychání, dokud nedosáhne rovnovážného stavu. Očekávání klienta od betonové konstrukce pokud jde o náklady, časovou náročnost a vzhled byla splněna a bylo dosaženo minimálního vlivu na okolní životní prostředí. Došlo zde k netradičnímu použití konstrukčního systému běžně spojovaného s velkými stavebními díly, což se úspěšně odrazilo ve stavební koncepci. Nejpůsobivější bylo nadšení a uznání od klienta, který byl příjemně překvapen stavební kvalitou i rychlostí montáže prefabrikovaných dílců použitého systému. Vlastník Architekt Technický konzultant Dodavatel Betonová konstrukce, návrh, prefabrikáty a montáž Dodavatel hydroizolace

Tým Renault F1 Ridge Property & Construction Consultants Scott Wilson SDC ABM Bridge Systems FLI

Fotografie: obr. 1, 7 až 11 – tým Renault F1, obr. 2 až 6 – ABM Bridge Systems

11 Obr. 7 Detail světlíku, pohled zevnitř Fig. 7 Skylight detail, internal view Obr. 8 a 9 Výstavní prostor ve středisku CFD týmu Renault F1 Fig. 8 and 9 Exhibition space within the Renault F1 CFD Centre Obr. 10 a 11 Vnitřní a vnější pohled na vstupní skleněnou stěnu uzavírající středisko CFD týmu Renault F1 Fig. 10 and 11 Interior and exterior views of the glass wall closing the Renault F1 CFD Centre

9

8 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

10

9

STAVEBNÍ


Obr. 12 Nové onkologické křídlo Nemocnice St. James Fig. 12 New oncology wing at St James’s Hospital Obr. 13 Ocelová ochrana Fig. 13 Steel protection Obr. 14 Pohled seshora Fig. 14 View from above Obr. 15 Komory pro lineární urychlovače ve výstavbě Fig. 15 Linac chambers under construction Obr. 16 Magnetitový beton po uložení do bednění Fig. 16 Magnetite concrete after striking Obr. 17 Betonová konstrukce během stavby Fig. 17 Concrete frame under construction

12 13

N O V É O N K O LO G I C K É K Ř Í D LO NEMOCNICE ST. JAMES V LEEDSU Nové onkologické křídlo v areálu Univerzitní nemocnice St. James v Leedsu je budova s betonovou konstrukcí za 220 mil. GBP vybavená nejmodernější skenovací, zobrazovací a léčebnou technikou. V budově stojící na svažujícím se pozemku je dvoupodlažní suterén s dvanácti komorami pro lineární urychlovače, osm nadzemních podlaží, dva spojovací tunely, spojovací most, obvodové nosné sloupy jsou šikmé a nosníky podepírající desku nad nákladovou rampou mají velké rozpětí. Stavba získala v kategorii „provádění betonových konstrukcí“ Certifikát dokonalosti. I když by si všechny výše uvedené složité technické prvky zasluhovaly zvláštní zmínku, návrh a konstrukce dvanácti komor pro lineární urychlovače se vymykají nejen kvůli svému netradičně kombi10

novanému použití betonu jako konstrukčního materiálu ale i kvůli jeho využití jako ochrany proti záření. Lineární urychlovač je přístroj, který vysílá rentgenové paprsky a vysoce cílené a koncentrované vysokoenergetické paprsky elektronů směrem k buňkám postiženým rakovinou. Ošetření obyčejně zahrnuje krátkodobé denní expozice pacientů po dobu několika týdnů. Uvedené paprsky jsou škodlivé v případě, že jsou jim lidé vystaveni po dlouhou dobu. Zvláště velkému riziku jsou vystaveni radiologové, kteří se vždy vyskytují v blízkosti přístrojů během aktivního záření. Aby bylo omezeno množství této radiace na bezpečnou úroveň, byla použita silná betonová bariéra, která odděluje ozařovací zařízení od pacientů a personálu. Projekt dvanácti komor zpracovaný společností Faber Maunsell vznikal během dvouletého složitého iteračního procesu. V každém kole byli k diskusi přizváni všichni zainteresovaní odborníci, aby bylo zajištěno, že konečné řešení bude přijatelné pro všechny. Specifickým bodem zájmu nebyly jen konstrukční problémy spojené s architektonickým návrhem prostoru a veškerých inženýrských sítí a služeb. Byla to také otázka, jak integrovat požadavky na ochranu proti záření do řešení návrhu pracovního prostředí tak, aby obojí bylo ekonomické i bezpečné. Prostor, do kterého bylo třeba navrh-

nout složitou a náročnou dispozici specializovaného oddělení, byl omezen. Bylo jasné, že stěny a stropy postavené z normálního betonu se nebudou hodit pro navrhovanou stavbu a zajištění funkčnosti tohoto rozhodujícího oddělení; a bylo třeba hledat jiné řešení konstrukce. Výsledkem bylo použití kombinace magnetitového betonu s vysokou hustotou spolu s normálním betonem a ocelovými deskami. Příkladem iteračního procesu jednání může být rozhodnutí o použití plniva s obsahem magnetitu, což umožnilo snížit tloušťku stěn. To bylo zásadní pro splnění dispozičních požadavků v omezeném prostoru. Protože vysoký obsah železa v magnetitovém plnivu by vyvolával uvolňování neutronů, musela být dodatečně navržena doplňková ochrana. Ta byla velice drahá a vyžadovala detailní a složitou analýzu nákladů, která však byla stejně povinná na každém stupni vývoje projektu. Nejvyšším rizikem poruchy komor byl vznik a rozvoj trhlin v betonu. Trhliny se však mohly rozevřít až po dokončení během testování úniku záření. Bylo proto zásadní zvažovat technické parametry betonu velmi detailně, aby se snížilo riziko vzniku trhlin na minimum. Klíčové oblasti byly následující: • přesná specifikace betonových konstrukcí (návrh směsi, statický návrh i postup realizace),


1/2009

STAVEBNÍ

• tahová pevnost betonu, • přesné určení přísad, aby plastické smršťování bylo omezeno na minimum, • sledování průběhu teplotních gradientů během hydratace pomocí termočlánků, • návrh vyztužení betonu tak, aby se zabránilo vzniku trhlin v ranném stádiu od tepelného zatížení, smršťovnání a dotvarování, • kontrola nepropustnosti celého prostoru, • muselo být odzkoušeno, že navržený magnetitový čerstvý beton lze bez problémů a efektivně čerpat. Kde to bylo možné, byly nosné stěny komor navrženy v hlavním rastru konstrukce. V některých místech však konstrukce stropu musela přenášet zatížení ze sloupů podepírajících horních deset podlaží. Pro predikci skutečného chování byla konstrukce analyzována pomocí 3D modelu metodou konečných prvků, která se obvykle používá k analýze případného porušení podpěr mostů trhlinami. Tím bylo zajištěno, že vznik a rozvoj trhlin v betonu zůstane v únosné míře. Použití uvedených technik bylo koordinováno s poradci na ochranu proti záření. Dalším závažným problémem byla koordinace vstupů a vedení odvětrávání

tohoto vysoce exponovaného a regulovaného prostředí. Otvory a vedení klimatizace byly umístěny do zvukověizolačních příček podél vstupních chodeb. Po mnoha diskusích o celkovém návrhu a po přezkoumání proveditelnosti a nákladů vzniklo konečné řešení realizace objektu. Koncepce návrhu zahrnovala kombinaci těžkého magnetitového betonu, normálního betonu a ocelových desek. Ocelové desky byly použity na stropy komor, čímž byla významně omezena jejich tloušťka. Přísná stavební nařízení regulující výšku budov si vynutila kompenzaci tloušťky stropních konstrukcí snížením podlahy suterénu. Při konečném řešení prostoru se musely vzít v úvahu značné ekonomické i ekologické náklady dalších rozsáhlých zemních prací. Jakákoli případná obměna materiálů se pečlivě zvažovala, aby bylo dosaženo proveditelného a ekonomicky efektivního řešení. Klíčovými prvky pro konečný návrh byla maximální tloušťka betonu 2,7 m ve stěnách a 2 m ve stropech, včetně až 350 mm silných vložených ocelových desek. Ve stěnách byla použita kombinace normálního betonu (2 350 kg/m3)

14

15

16

17


1/2009


a těžkého betonu (3 700kg/m3). Konečné náklady na stavbu konstrukce každé komory byly asi dvě stě tisíc GBP. Proces navrhu komor byl sice náročný, ale naopak i velmi prospěšný. Výsledné složení betonu bylo završením úsilí mnoha stran a přímo napomůže k úspěšnému boji s jednou z největších hrozeb lidstva. Proto každý, kdo se osobně podílel na uvedeném projektu, může být právem hrdý. Stavba betonové konstrukce byla dokončena na začátku roku 2007, nové křídlo bylo otevřeno počátkem roku 2008. Komentář poroty Návrh konstrukce léčebných prostor byl složitý, protože bylo nutné vzít v úvahu mnoho faktorů: ochranu proti záření, chování konstrukce, omezení rizika vzniku trhlin, instalaci lineárních urychlovačů a zajištění služeb. Flexibilita betonu (v materiálu i tvaru) byla plně využita tak, aby konstrukce vyhověla složitým klinickým, provozním, konstrukčním a geometrickým požadavkům a náklady byly sníženy všude tam, kde to bylo možné. Na tomto případě je velmi neobvyklé použití přísad ke snížení smršťování betonu a vysoký

11

STAVEBNÍ


19

počet ošetřovacích sálů. Konstrukce složená z velmi tlustých desek a stěn obsahujících těžký beton vyžadovala i speciální složité bednění na vysoké zatížení čerstvým betonem. Kombinace špičkových betonů s malým smršťováním v největším zařízení svého druhu v Evropě si zasluhuje uznání. Vlastník Architekti Dodavatel Dodavatel betonu Betonové příměsi Dodavatel betonových konstrukcí

Catalyst Healthcare/Bovis Lend Lease Anshen and Allen Bovis Lend Lease Tarmac Grace Construction Products Heyrod Construction

Fotografie: Faber Maunsell

Obr. 18 Atrium nového onkologického křídla Fig. 18 New oncology wing atrium Obr. 19 Dokončený projekt s nainstalovaným lineárním urychlovačem Fig. 19 The finished project with Linac equipment installed

12

18

MEZISKL AD JADE R N É HO ODPADU U OBC E TR AWSF YNYDD V OB L ASTI GWYNEDD VE WALESU Jaderná elektrárna u obce Trawsfynydd přestala vyrábět energii v roce 1991. O dva roky později byla oficiálně zavřena a začala být likvidována v procesu vyřazování z provozu. Princip strategie vyřazování je ponechat v areálu elektrárny jaderný odpad vytvořený během provozu elektrárny až do chvíle, kdy bude možné jeho konečné uložení. Výstavba nového účelového meziskladu středněaktivního odpadu v areálu elektrárny byla vyhodnocena jako nejvhodnější řešení. Mezisklad byl navržen pro uložení odpadu v betonových kontejnerech a barelech typu 1803 po dobu 150 let. Stavba získala čestné uznání v kategorii „inženýrské stavby“. Nový mezisklad se nachází západně od současných chladících nádrží, uprostřed národního parku Snowdonia. Součástí stavby je i vnější ochranná vrstva, která zabezpečuje vnitřní vyztuženou stínící betonovou konstrukci před nepříznivými vlivy počasí. Vnitřní konstrukce je železobetonová stavba přibližně 95 m dlouhá, 35 m široká a 19 m vysoká, postavená na skal-

natém podloží. Vnitřní prostor tvoří čtyři oddělené části: • skladovací zóna pro betonové kontejnery, • skladovací zóna pro barely typu 1803, • prostor pro příjem a údržbu, • zóna pro přejímku a kontrolu odpadu. Na stavbu bylo použito přes 13 500 m3 betonu. Vyztužené betonové desky obsahují více než 1 000 t ocelové výztuže a leží přímo na žulovém podloží. Jejich stavba byla dokončena s dvouměsíčním předstihem oproti dohodnutému datu. Ve stěnách a stropech je dohromady 500 t ocelové výztuže a obojí bylo dokončeno v termínu. Protiradiační stěny byly betonovány ve třech vrstvách (dvě vodorovné pracovní spáry). Pod horním okrajem druhé vrstvy bylo bednění rozšířeno tak, aby současně se stěnou byl betonován 1,3 m široký jeřábový nosník pro dva 45t portálové jeřáby. Tím se předešlo dodatečnému napojování výztuže nosníku na výztuž stěny a kotvení bednění spodního líce nosníku ke stěně (obr. 21 a 22). Vnější vrstvu odolnou proti povětrnostním vlivům tvoří 6 m vysoká a 200 mm


1/2009

STAVEBNÍ

tlustá betonová zeď pokrytá welšskou břidlicí. Zbývajících 13 m tvoří konstrukční ocel pokrytá deskami z nerezavějící oceli. Materiály použité z vnější strany stavby byly vybírány tak, aby ladily s okolním prostředím. Cenová nabídka na provedení prací byla 11,5 mil. GBP. Na dalších 1,4 mil. přišly změny původního rozsahu prací zadané klientem a 1,2 mil. bylo vydáno na opatření na zmírnění vlivů výkyvů počasí a další rizika. Konečné náklady na projekt byly 14,2 mil. GBP. Návrh meziskladu musel zohlednit následující praktická kritéria: • poskytnout dostatečný prostor pro uložení odpadu na období až 150 let, • zajistit dobrou ochranu pracovníků i veřejnosti, • zamezit znehodnocování či snižování účinnosti protihavarijního pláště, • zabránit neoprávněnému přístupu k uloženému materiálu, • zabránit náhodnému nechtěnému kontaktu pracovníků s uloženým materiálem, • zabránit přístupu vody k uloženému materiálu (primární ochrana je zajištěna vnější vrstvou).

Při návrhu konstrukce je nutno počítat s výjimečnými událostmi i zatížením. Stručně je lze vyjádřit takto: • extrémní nápory větru – pravděpodobnost opakování jednou za 10 000 let, • extrémní sněhové přívaly – pravděpodobnost opakování jednou za 10 000 let, • nahodilé zatížení – vlivem pádu extrémně těžkého předmětu apod., • seismické zátížení – pravděpodobnost opakování jednou za 1 000 let. Jako nejvhodnější se ukázalo použití vyztužené betonové konstrukce, protože nejlépe odpovídala uvedeným kritériím. Její robustnost dokonale vyhovuje požadavkům na protiradiační ochranu i požadavkům na trvanlivost stavby, která má sloužit svému účelu až 150 let. Velmi důležitou roli v rozhodování sehrál i fakt, že navrhované řešení by bylo témeř bezúdržbové. Dva 45t portálové jeřáby uvnitř stavby byly instalovány až po dokončení stropu. Pro ověření, zda je navržená metoda proveditelná, byla použita digitální 3D modelovací technika. Tento postup umožnil dokončení betonářských prací ještě před termínem. Při výstavbě základové desky


a stěn byla ve velké míře používána prefabrikovaná výztuž. Výztuž byla vázána dle projektu předem. Výztužné pruty pro jednotlivé směry vyztužení základové desky byly dodávány již navázané v požadovaných odstupech a smotané v rolích, Obr. 20 Výstavba meziskladu středněaktivního jaderného odpadu u obce Trawsfynydd Fig. 20 Constructing Trawsfynydd ILW store Obr. 21 Speciální formy pro betonáž 2.vrstvy stěn Fig. 21 Special forms used for second lift wall pours

21

20


1/2009

13

STAVEBNÍ


22

23

Obr. 22 Betonáž 2. vrstvy stěn Fig. 22 A second lift wall pour Obr. 23 Odbedňování stěn Fig. 23 Stripping the wall 24

Obr. 24 Stavba stěn bez použití lešení Fig. 24 Wall construction without using scaffolding Obr. 25 Betonové kontejnery na podstavcích posazených s tolerancí 1 mm Fig. 25 Overpacks resting on plinths installed to 1mm tolerance Obr. 26 Dokončený mezisklad – jižní strana Fig. 26 Completed Trawsfynydd ILW store – southern face

25

26

14

které byly přímo na staveništi rychle rozvinuty. Výztuž stěn byla předem sestavena do „matrací“ (armokošů) 7 x 6 m, které byly do bednění usazeny pomocí jeřábu. To dovolilo stavebnímu týmu vybudovat celou betonovou konstrukci bez užití lešení a navíc zajistit realizaci celého záměru bez jediné nehody. Komentář poroty Vyborně připravený projekt si vysloužil uznání ze strany dodavatele i klienta, zejména kvůli ukázkovým výsledkům v oblasti zdraví a bezpečnosti práce (250 000 h práce bez úrazu), kterých bylo dosaženo aplikací bezpečných konstrukčních systémů a použitím nůžkových zvedacích plošin a bednění vyráběného na míru, protože bylo nutné pracovat s velmi malými přípustnými odchylkami.

Inovační kroky potřebné k zajištění vodonepropustnosti – pečlivá a průběžná kontrola uvolňování tepla během hydratace betonu z důvodu zamezení vzniku teplotních trhlin a konstrukce s velmi malými přípustnými odchylkami (±1 mm) nezbytná pro správné uložení radioaktivních materiálů – jsou dokladem toho, že jde o velmi dobře promyšlený záměr, který byl dokončen v termínu a nepřekročil rozpočet. Jedná se o vysoce funkční stavbu provedenou na základě pečlivého a vyspělého návrhu, ve kterém nebylo nic ponecháno náhodě, ani nebyly požadovány změny v kontraktu. Konečný výsledek je velmi působivý a skvěle demonstruje účelné uplatnění monolitického betonu stejně jako schopnost zajistit vysokou kvalitu a přesnost při jeho použití. Vlastník Architekt Technický konzultant Dodavatel Dodavatel betonu Dodavatel betonářských výztuží

Magnox North Lawray Architects Ove Arup & Partners Laing O‘Rourke Hanson Premix Express Reinforcement

Fotografie: Laing O’Rourke Článek je použit s laskavým svolením společnosti The Concrete Society, časopis CONCRETE, svazek 42, číslo 10, listopad 2008, str. 40 až 46, str. 48 až 49


1/2009

STAVEBNÍ

ITALSKÝ


PROJEKT SOCIÁLNÍHO BYDLENÍ

V létě loňského roku byl v zahradě výstavního paláce Trienále v Miláně představen projekt jednoduchého sociálního bydlení v řadových rodinných domcích (obr. 1 a 2). Jednotliví žadatelé si koupí se státní podporou, příp. dostanou, základní skelet domu z železobetonových panelů (obr. 3) a mohou si ho dostavět dle svých představ (obr. 4). fotografie: Jana Margoldová

Obr. 1 Úvodní panely projektu a), b), c) Obr. 2 a) b) Základní dům vystavený v zahradě paláce Trienále v Miláně Obr. 3 Skupina základních domů připravená k převzetí novými majiteli (prosinec 2004) Obr. 4 Stejné místo s individuálně „dostavěnými“domy po jeden a půl roce (červen 2006)

1b

1c

1a

2a

2b 3


4

1/2009

15

STAVEBNÍ


OCENĚNÍ NEJLEPŠÍCH EVROPSKÝCH BETONOVÝCH STAVEB ZA ROK 2008 UDĚLOVANÉ EVROPSKOU SÍTÍ BETONÁŘSKÝCH SPOLEČNOSTÍ ECSN T H E E C S N AWA R D S F O R E XC E L L E N C E I N C O N C R E T E 2008 V roce 2001 se Evropská síť betonářských společností (ECSN) rozhodla vyhlašovat každé dva roky nejlepší betonovou stavbu. Členy ECSN jsou betonářské společnosti z Rakouska, Finska, Švédska, Norska, Velké Briánie, Irska, Nizozemska, Belgie, Francie, Německa, České republiky a Itálie. První ocenění byla vyhlášena v březnu roku 2002 na rakouských Betonářských dnech ve Vídni. Ceny za rok 2008 byly zástupcům oceněných staveb předány 27. listopadu minulého roku během 15. Betonářských dnů v Hradci Králové. In 2001 the European Concrete Societies Network (ECSN) took the initiative to organize, biannually the European Concrete Award for Excellence in Concrete. The ECSN is a network of Concrete Societies from Austria, Finland, Sweden, Norway, In 2002 the first European Concrete Awards were presented during the Austrian Concrete Days in March in Vienna. The United Kingdom, Ireland, The Netherlands, Belgium, France, Germany, Czech Republic and Italy. The ECSN Awards for Excellence in concrete 2008 were announced during a special Award winning session 27. November 2008, at the occasion of the 15th Czech Concrete Days in Hradec Kralove.

bývalé dánské mateřské společnosti v Kodani. Dům s replikou originálního průčelí je postaven uprostřed budovy v Ibsenově hale, velikém otevřeném prostoru jdoucím přes pět podlaží, který je obklopen ochozy s přilehlými kancelářemi (obr. 1). Čela balkónů ze světle šedého až téměř bílého betonu tvoří pravidelně rozmístěné vodorovné pruhy obklopující celou halu. Jednotlivá podlaží spojuje působivé monolitické betonové schodiště. Betonové jehlanovité vikýře umožňují vstup přirozeného denního světla. Vzájemné spojení prostorné haly, kanceláří a historického průčelí dává místu lehký elegantní vzhled a současně vytváří dostatek soukromí v pracovních prostorech. Základní část budovy je z monolitického betonu. Podlahy v celé budově, vestavěný nábytek a schodišťová madla jsou ze světlého olejovaného dubu. Kombinace téměř bílého betonu a dřevěných povrchů dává celému interiéru velmi jemný a neobyčejný vzhled, který nutí návštěvníka, jakmile vstoupí do budovy, se zastavit a obdivovat interiér.

Ekologické aspekty použití betonu Cílem projektu bylo postavit pevnou a trvanlivou stavbu. Při jeho přípravě byl kladen velký důraz na použití materiálů šetrných k životnímu prostředí. Díky použití betonu jako hlavního stavebního materiálu na většině exponovaných míst vznikla stavba s vysokou schopností akumulace tepla sloužící jako zásobárna tepelné energie. Aby této schopnosti budovy mohlo být plně využito, byl systém větrání i chlazení pečlivě optimalizován. Umístění oken a tvar vikýřů byl navržen tak, aby přístup přímého slunečního světla byl minimální, ale přesto byl zajištěn dostatek denního světla. Stropní konstrukce má šikmý podhled, což umožňuje průnik světla hluboko do budovy. Kombinace světlých betonových povrchů a nepřímého osvětlení sluncem nakonec poskytla větší intenzitu přirozeného světla, než se očekávalo, což umožnilo snížit potřebu umělého osvětlení, a tím i spotřebu elektrické energie. Světlý pohledový beton zůstal bez dalších nátěrů, což také přispívá k zdravějšímu vnitřnímu prostředí v budově.

V Í T Ě Z K AT E G O R I E B U D O V Y – PAL ÁC GYLDE N DAL NA NÁM ĚSTÍ SEHESTEDS V OSLU, NORSKO Popis projektu Od počátku 20. století sídlí největší norské nakladatelství Gyldendal ve staré zástavbě mezi ulicí Universitetsgata a náměstím Sehesteds v centru Osla. Za průčelím z 19. století však najdeme nové, moderní ústředí. Hlavním vchodem návštěvník vejde do přízemí působícího jako část města, kde hlavní sál, kavárna i konferenční místnost přímo vyzývají k vzájemné komunikaci mezi vydavatelem a veřejností. Konferenční místnost je umístěna v tzv. Dánském domě, replice domu 16


1/2009

STAVEBNÍ

Návrh a konstrukce Jedním ze skutečně složitých úkolů byl požadavek na zachování starého zděného průčelí, zatímco ostatní vnitřní konstrukce měly být zbourány. V důsledku toho bylo vlastní staveniště pro budování složitých konstrukcí a řešení logistických problémů značně prostorově omezené. Velký rozpětím v kancelářské části odpovídá velká konstrukční výška. Bylo jí dosaženo pomocí zkosených hlavic sloupů a prostor mezi stropní deskou a podhledem byl využit na vedení odvětrání a další technické instalace. Vnitřní přiznané betonové povrchy vyžadovaly naprosto čisté a přesné povrchy bednění, homogenní betonovou směs a velmi pečlivé ukládání betonu. To vše se podařilo díky těsné spolupráci mezi architektem, stavitelem a dodavatelem betonu. Také konstrukce prefabrikovaných vikýřů rozměru 5 x 5 m byla poměrně náročná. Tvary jednotlivých vykýřů jsou různé, různé jsou i jejich časti. Vikýře byly smontovány až na místě a bezvadně do sebe zapadly. Vlastnosti betonu K výrobě betonu byl použit světlý písek, místní kamenivo a bílý portlandský cement z dánského Aalborgu. Při výrobě se vyskytly určité problémy, ale byly v rámci zvolené technologie řešitelné. Směs byla tužší než u běžného betonu a na přísady reagovala odlišně a citlivě. Kvůli obavám ze změny barvy světlého betonu nemohla betonárna během jeho výroby produkovat běžný šedý beton. Používané výrobní zařízení muselo být navíc stoprocentně čisté, takže výroba vyžadovala stálý a pečlivý dohled stavebního dozoru. Netradiční použití betonu Kombinace tepelně jímavé hmoty, výrazných elegantních tvarů a téměř bílého betonu použitého architektonicky velice příjemným způsobem činí tento projekt v norském měřítku zcela výjimečným. Složitá betonová směs a velmi přesné a komplikované bednění byl náročný úkol, jehož se všichni zúčastnění zhostili výborně. Nesmíme také opomenout zdůraznit jehlanovité vikýře, které přivádějí do prostoru dostatek světla, ale zároveň nedovolují proniknout přímému slunečnímu záření. Ze zkušeností vyplývá, že klíčem k výborným výsledkům při výrobě bílého

nebo světle šedého betonu je dobrá spolupráce mezi architekty, staviteli a dodavateli betonu. V tomto ohledu může být projekt Gyldendal vzorem, pokud jde o dialog mezi hlavními aktéry návrhu a výrobního procesu. Když se podíváme na konečný výsledek, vidíme výjimečný příklad velmi citlivého a příjemně působícího užití světlého betonu – z konstrukčního i estetického hlediska. Použití betonu pokud jde o detail i o spolupůsobení s ostatními materiály je dokonale vyrovnané a vytváří tak interiér, kde se beton projevuje zcela samozřejmě se všemi svými drobnými přirozenými nedokonalostmi. Beton je zde vyzdvihován pro své estetické kvality, což je ale vlastně jednou z „obchodních značek“ architekta Sverreho Fehna. To, že se povedlo vytvořit rovnováhu mezi konstrukční a estetickou dokonalostí betonového provedení, můžeme vidět jako ještě větší úspěch, vezmeme-li v úvahu logistické problémy a velmi omezený prostor staveniště. Včasný a konstruktivní dialog mezi architektem, stavitelem a dodavatelem betonu se pozitivně projevil v efektivnosti prací na staveništi i v celkových nákladech, aniž by se muselo přistupovat k jakémukoli kompromisu, pokud jde o architektonickou kvalitu.


Č E S T N É U Z N Á N Í V K AT E G O R I I BUDOVY – VODOJEM U OBCE S I L LO G U E P O B L Í Ž I R S K É H O DUBLINU Nedávno dokončený vodojem u obce Sillogue je nejvýraznějším prvkem celého projektu zaměřeného na zlepšení zásobování pitnou vodou na severním okraji Dublinu. Stávající obslužnost těchto rychle se rozvíjejících oblastí už byla nedostatečná. Vodárenské zařízení stojí v bezprostřední blízkosti dálnice M50 a letiště ležícího severně od Dublinu. Hlavními charakteristickými prvky nové zásobárny vody tvořené 39 m vysokou vodárenskou věží o obsahu 5 mil. l (obr. 2), pozemním zásobníkem s obsahem 30 mil. l a čerpací stanicí jsou vyztužené betonové konstrukce (obr. 3). Umístění v blízkosti dál-

3

Zúčastněné společnosti Vlastník Architekt

Gyldendal ASA Architekt Sverre Fehn AS Strøm Gundersen AS, Dodavatel betonu Egil Lundhaug, Trond Dihle Hotové betonové Unicon AS směsi Bílý cement Aalborg Portland Prefabrikované Con-form AS betonové vikýře Projektová příprava Rambøll Norge AS Dokončení listopad 2007 Obr. 1 „Dánský dům“ s kopií původního průčelí uprostřed Ibsenovy haly, Gyldendal House, Oslo Fig. 1 “Danish house“ with a replica of original facade in the Ibsen Hall, Gyldendal House, Oslo Obr. 2 Vodárenská věž v Sillogue, Dublin, Irsko Fig. 2 Sillogue water storage tower, Dublin, Ireland Obr. 3 Pozemní zásobník vody a čerpací stanice Fig. 3 Ground level water reservoir and pumping station


1/2009

2

17

STAVEBNÍ


nice a dublinského letiště znamenalo, že obě stavby, věž i čerpací stanice, budou veřejnosti stále na očích. Věž je vysoká a nápadná stavba, a proto bylo velmi důležité vytvořit takový návrh, který by byl elegantní a zároveň i konstrukčně efektivní. To se architektonické firmě Michael Collins and Associates a konzultantům McCarthy Hyder Consultant podařilo tím, že použili tvar rotačního jednodílného hyperboloidu a jeho plochu zvýraznili svislým drážkováním. Nový vodojem, ačkoli byl primárně navržen jako ryze funkční stavba, upoutává pozornost jako působivé dílo městského sochařství tyčící se na dublinském obzoru. Věž je v noci osvětlena, čímž je ještě zvýrazněn celkový efekt této unikátní konstrukce. Při stavbě vodojemu bylo zpracováno velké množství monolitického betonu a bylo nutno se vypořádat s výztuží složitých tvarů ve velkých výškách. Vysoké kvality konečné úpravy bylo dosaženo použitím komplikovaného zakřiveného bednění. Dodavatel stavby zajistil splnění všech náročných konstrukčních úkolů projektu jednak tím, že zavedl přísný kontrolní systém kvality pro dodávky betonu a řemeslných prací a také tím, že používal na míru vyrobené bednění dodávané rakouskou firmou Rund-Stahl-Bau. Úzká spolupráce mezi konzultantem, dodavatelem a firmou RSB zajistila dosažení vysokého stupně kvality konečného provedení betonu. Vnitřní i vnější bednění nádrže bylo navrženo jako dvě nezávislé a samonosné jednotky. Protože se tak zatížení nesené bedněním přímo přenášelo do již ztvrdlého betonu hlavního tělesa vodojemu, zanikla potřeba podpůrného lešení. Bezpečnost byla prvořadým zájmem

4

18

během celé stavby zejména v situacích, kdy práce probíhaly ve výškách. Díky výborné vzájemné spolupráci všech zúčastněných nedošlo k žádné vážnější nehodě. Projekt byl financován dublinskou radou spolu s fingalským okresním úřadem, odborem životního prostředí a kulturního dědictví a místní správou v rámci Státního plánu rozvoje. Technické parametry vodojemu Parametry

Věž

Objem [m3] Celková výška [m] Vnitřní výška [m] Půdorysné rozměry [m] Objem betonu [m3] Ocelová výztuž [t] Plocha bednění [m2]

5 000 39

4 950 580 6 300

Podzemní zásobník 30 000 6 92 x 66 5 600 770 12 200

Zúčastněné společnosti: Investoři

Rada města Dublin, krajský úřad Fingal, Odbor kulturního dědictví a místní správa Michael Collins Associates John Cradock Ltd. Rund-Stahl-Bau

Architekti Hlavní dodavatel Dodavatel bednění Dodavatel betonu Roadstone

Č E S T N É U Z N Á N Í V K AT E G O R I I BUDOVY – HOLANDSKÝ INSTITUT

Podzemní bloky od sebe odděluje hluboký „kaňon“ (obr. 5) a nadzemní bloky naopak dlouhé a vysoké atrium se stupňovitým, kaskádovitým stropem. Díky vzájemně kolmému uspořádání atria a „kaňonu“ mají návštěvníci i uživatelé každého bloku přímý vizuální kontakt se všemi ostatními částmi budovy. Všechny čtyři strany budovy zakrývá stejná skleněná fasáda zařící mnoha barvami, takže zvenčí působí všechny bloky jednotně (obr. 4). V budově je 10 000 m2 skladových prostor a archivů, 6 000 m2 kanceláří, 850 m2 veřejného prostoru a plochu 6 300 m2 zabírá museum. Pro všechny části budovy je navržen střídmý konstrukční systém. Beton je použit nejen jako hlavní konstrukční materiál, v některých místech má i estetickou funkci. Vznikla tak komplexní konstrukce, která splňuje všechny nároky na pevnost a tuhost a je v souladu i s požadavky klienta a architektů. Stavba byla slavnostně otevřena nizozemskou královnou Beatrix v prosinci 2006. Muzeum Muzeum je složeno z jednotlivých velkých prostorů v ohromném prázdném krabicovém objektu – atriu. Počet podpěr

OBRAZU A ZVUKU

Obr. 4 Barevná krabice skleněných fasád institutu Fig. 4 Coloured box of glass facades

Nová budova Institutu obrazu a zvuku v nizozemském Hilversumu je složena ze čtyř bloků. Dva z nich (polovina objemu budovy) jsou nad úrovní terénu, pět podlaží, a dva pod ním, také pět podlaží. Suterény dosahují hloubky až 10 m pod hladinu spodní vody.

Obr. 5 „Kaňon” mezi suterenními sklady a archivem v Holandském institutu zvuku a obrazu, nizozemské Hilversum Fig. 5 Canyon separating undergroud depots and archives in the Dutch institute for sound and vision, Hilversum, The Netherlands


1/2009

v této „krabici“ omezilo přání architekta na volný prostor atria – zcela bez sloupů. Stropní konstrukce muzea tvoří hlavní prefabrikované předpjaté nosníky v osové vzdálenosti 2,4 m na rozpětí až 23,4 m. Prefabrikované stropní desky uložené na nosnících jsou dobrým příkladem vysoce integrovaného návrhu. Ve volném prostoru mezi nosníky jsou umístěna veškerá elektrická vedení a rozvody TZB. Navzdory velikému rozpětí tak bylo možné snížit světlou výšku jednotlivých podlaží muzea. Stropní konstrukce byla navržena tak, aby během stavby nebyly potřeba žádné dočasné podpěry. Kvůli „kaňonu“ a atriu je průměrná délka nosníků 18 m. Střecha budovy je sestavena z TT nosníků s rozpětím 18 m. Nosníky podpírá ocelová konstrukce na okraji betonového jádra a ocelový vazník o rozpětí 54 m. Vysoké a poměrně tenké fasádní stěny jsou z monolitického betonu. Jedině tak bylo možné vytvořit vysoký stěnový konzolový nosník s vyložením 14,8 m. Průčelí jsou podepírána velmi tenkými sloupy ve tvaru V ze silně vyztuženého betonu. Na všechny jmenované prvky byl použit samozhutnitelný beton třídy C52/65. Z monolitického betonu je také vysoký konzolový nosník s vyložením 7,2 m z betonového jádra. Konstrukce se chová jako Vierendeelův nosník. Na něm je v 54 m širokém volném atrium, zavěšeno od střechy jako obrácená kaskáda, muzeum. I tyto konstrukce vyžadovaly použití samozhutnitelného betonu. Kanceláře Spodní líc stropů v kancelářích není zakryt podhledy, takže beton mohl být zapojen do regulace vnitřní teploty. V betonové stropní konstrukci je vloženo potrubí, které je naplněno proudící vodou. Kolísání vnitřní teploty je tímto systémem minimalizováno. Pohledový beton na spodním líci stropních konstrukcí vyžadoval splnění vysokých požadavků na kvalitu a přesnost betonových povrchů. Sklady a archiv Pro zajištění dostatečné rychlosti výstavby jsou stěny skladů a archivů tvořeny dvěma prefabrikovanými betonovými deskami umístěnými ve vzdálenosti přibližně 150 mm, ty sloužily jako ztracené bednění. Do prostoru mezi nimi byla vložena výztuž a zalita betonem. Stavební jáma V místě stavby je pískové podloží propouštějící vodu. Žádná z vodorovných vrstev podloží tedy nemohla sloužit jako zábrana proti spodní vodě. Objekt je založen na kotvené základové desce z hydroizolačního betonu schopné odolat vztlaku vody v 10 m pod hladinou spodní vody. Po obvodu stavby je postavena těsnící bentonitová stěna opřená o betonovou desku a ukotvená zemními kotvami. Uvnitř této jednoduché betonové kostky je postavena vlastní stavba, jejíž betonová konstrukce chrání cenné archívy před nežádoucími účinky vody.

síla zkušenosti Mott MacDonald Ltd. je jedna z nejvĚtších svĚtových multi-disciplinárních projektovĚ inženýrských konzultaþních spoleþností Mott MacDonald Praha, s.r.o. je þeská poboþka mezinárodní spoleþnosti Mott MacDonald Ltd. Naše organizace poskytuje služby v mnoha oblastech inženýrského poradenství a projektového managementu. Jedná se o poradenské služby, zpracování studií ekonomického hodnocení, zpracování a posuzování všech stupŁŢ projektové dokumentace, Őízení a supervize projektŢ. Tyto þinnosti zajišŘujeme v tĚchto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodáŐství Životní prostŐedí Geodetické práce GraӾcké aplikace Inženýring a konzultaþní þinnost Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. JiŐí Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 www.mottmac.com, e-mail: [email protected]

Článek o stavbách oceněných v kategorii Inženýrské konstrukce zařadíme do 4. čísla časopisu. Jana Margoldová

Literatura: [1] Materiály ECSN „European Concrete Award 2008“

19

STAVEBNÍ


ARENA ZÁHŘEB ARENA ZAGREB B E R I S L AV M E D I Č Aréna Záhřeb je multifunkční městská hala o ploše 90 340 m2. Je umístěna v jihozápadní části chorvatského Záhřebu poblíž jednoho z hlavních vjezdů do města, naproti oblíbené rekreační oblasti a sportovnímu centru Jarun. Arena Záhřeb, jež se stala jedním ze symbolů

města na jedné z jeho hlavních os, nabízí obyvatelům širokou paletu různých sportovních, kulturních i společenských akcí. Skořepinový tvar konstrukce vychází z logiky konstrukce, která zastřešuje vnitřní prostor pomocí obloukových sloupů. Arena Zagreb is multifunctonal hall with the footprint of 90340 m2. It is located in the southwestern part of Zagreb,

Croatia, at one of the main city entrances. Also it lays opposite of popular Zagreb recreation and sports center Jarun. Arena Zagreb became a new city emblem in one of its main axes, offering to the citizens a large palette of amusement events. The shell shape is following the structure logic – it partly covers the inner space with curved columns.

1 2

20


1/2009

STAVEBNÍ

Základním prvkem konstrukce haly je předpjatý prefabrikovaný betonový sloup vysoký až 39 m. Osmdesát šest sloupů osazených po obvodu haly určuje její vnější tvar a nese fasádu, tribuny a zavěšenou střechu. Sloupy jsou vysoké od 26,5 do 38,8 m. Rozpětí střechy je 104 m. Funkční uspořádání, tvar prvků a konstrukce jsou zřejmé z příčného řezu, zavěšená ocelová konstrukce střechy, předpjaté prefabrikované železobetonové sloupy, monolitické tribuny a vstupní plošina. POPIS

KONSTRUKCE

Monolitická železobetonová konstrukce suterénu a tribun V suterénu pod tribunami i plochou haly se nacházejí garáže o ploše zhruba 30 000 m2 (kapacita 817 osobních aut). Garáže leží na bezesparé základové desce. Plocha betonovaná na jeden pracovní záběr byla dána výrobní kapacitou betonárny (až do 1 000 m3 za den). Při betonáži desky byly v desce vynechány zhruba 1 m široké smršťovací pruhy, které byly zabetonovány později. Tento postup umožnil nerušený průběh smršťování a dotvarování základové desky v počátečních fázích tuhnutí a tvrdnutí betonu. Protože byla suterénní konstrukce bez dilatací, bylo snažší i rychlejší (a jednodušeji kontrolovatelné) zajiš-

tění hydroizolace celé spodní stavby, což bylo pro výstavbu důležité, neboť v místě je vysoká hladina spodní vody. Nad garážemi je pět podlaží monolitické betonové konstrukce haly. Staticky je to prostorový rám s průvlaky (rozpětí až 10 m) a deskami (tloušťky 240 mm). Všech osmdesát šest hlavních sloupů je ukotveno v úrovni +5,0, tj. v úrovni hlavního pěšího vstupu do haly. Po zmonolitnění sloupové konstrukce v místech osazení a v místech, kde jsou vzepřeny o nosníky prostorového rámu, vznikla jedna velká spojitá konstrukce. Na monolitickou část konstrukce byl použit beton C30/37. Prefabrikované železobetonové sloupy Staticky působí sloupy jako zakřivené konzoly svislé délky až 15 m, zatížené na horním konci vodorovnou silou 2 000 kN. Eliptické oblouky sloupů dosahují délky až 39 m, většího rozměru průřezu 8,5 m a váhy 220 t. Uvedené charakteristiky sloupů byly důvodem k následujícímu způsobu jejich výroby. Sloupy byly vyráběny na staveništi ve vodorovné poloze ve speciálně připraveném bednění z betonu C50/60. Pro umožnění včasného odbednění byly sloupy částečně předpjaty (30% silou). Po konečném odbednění byly sloupy přemístěny na speciální stojany a všech dvanáct kabelů bylo plně předepnuto


(1 200 kN v každém kabelu) a zainjektováno. Tím byly sloupy připraveny k vyzvednutí do svislé polohy a pomocí jeřábu (jeřáb o únosnosti 500 t s dosahem ramene 70 m – k přemístění všech sloupů stačil pouze jeden jeřáb) přeneseny na své místo a ukotveny. Sloupy byly osazovány na předem připravené kotevní desky (desky Halfen, spodní část sloupu měla zabetonovanou odpovídající botičku) a dočasně podepřeny (do zmonolitnění s konstrukcí). Zmonolitnění slou-

3a

3b

Obr. 1 Pohled na Arénu Záhřeb přes jezero Jarun, říjen 2008 Fig. 1 General view of Arena Zagreb from Lake Jarun, October 2008 Obr. 2 Řez konstrukcí haly Fig. 2 Cross section Obr. 3 Ohybový moment a odpovídající pružná deformace a), b) Fig. 3 Bending moment and elastic deformation for appropriate combination a), b) Obr. 4 a) Základna pro výrobu sloupů, b) odbedňování sloupů Fig. 4 a) Base for production of columns, b) columns in formwork

4a

4b

5a

5b

Obr. 5 a) Kotevní deska sloupu, b) botička na sloupu s předpínacími kabely, kotvami Halfen a kotvami pro přenos smykových sil) Fig. 5 Bottom of column in production process (cabels, Halfen anchors, anchors for shear force transmitting) BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

21

STAVEBNÍ


pů s prostorovou rámovou konstrukcí zajistilo nezbytnou vodorovnou tuhost celé konstrukce včetně sloupů, která je v oblasti s poměrně vysokou předpokládanou seismickou aktivitou (IX, počítané zrychlení základů 0,27g) důležitá. Zavěšená ocelová konstrukce střechy Na horní konce sloupů byla předem upevněna zařízení pro uchycení nosných kabelů střechy. Střešní konstrukce byla zavěšena na vodorovné kotevní kabely průměru 66 mm, únosnosti 2 636 kN a délky 103,7 m a šikmé kabely průmě-

6 7b

7a

ru 34 mm. Zavěšená střecha je vyrobena z ocelových profilů HEB 450 v hlavním i vedlejším směru. Protože dominantním účinkem zatížení větrem je u zaobleného tvaru střechy sání, byly pod konstrukci v podélném směru zavěšeny další příhradové konstrukce za účelem její dynamické stabilizace zejména při nesymetrickém zatížení. K zajištění multifunkčnosti haly Arena Záhřeb bylo třeba na střešní konstrukci do vhodných míst zavěsit audio/video techniku a osvětlovací zařízení. Celková váha těchto prvků zde činí 100 t. Průhyb konstrukce od návrhového zatížení (který zahrnuje i pružnou deformaci vrcholů sloupů) je ve vrcholu střechy roven 330 mm. Konce ocelových příhradových nosníků v hlavním směru jsou podepřeny elastomerovými ložisky. Střešní konstrukce tak jakoby pluje nad halou, a přitom je bráněno negativním účinkům sání na konstrukci. Návrh stavby

8a

8d

8b

UPI 2M (Nenad Borgudan, Architektonický Berislav Medić, Alan Leo Pleština, návrh Tamara Stantić Brčić) Statika objektu Berislav Medić Goran Janjuš, Andrej Marković, Spolupráce Hrvoje Mihal Berislav Medič UPI-2M Krajinska 10, 10 000 Zagreb Croatia e-mail: [email protected] www.upi-2m.hr

Obr. 6 Sloupy na stojanech Fig. 6 Columns in “stand”

8c

Obr. 7 a) Zvedání sloupu do svislé polohy, b) přenášení sloupu jeřábem ve svislé poloze Fig. 7 Verticalization and column transfer Obr. 8 a) Osazování sloupu na kotevní desku, b) osazení botičky sloupu na kotevní šrouby a jejich zajištění matkami, c) horní konce sloupů, d) dočasná stabilizace sloupu Fig. 8 Embedding of column on pre-built anchors and detail of temporary stabilisation

22


1/2009

STAVEBNÍ


10a 10b

9b

9a Obr. 9 Zmonolitňování konstrukce a), b) Fig. 9 Process of monolithisation Obr. 10 Natahování a zavěšování nosných kabelů střešní konstrukce v září 2008 Fig. 10 Roof structure in construction process from September 2008 Obr. 11 Detail uchycení kabelu na vrcholu sloupu, a) detail vrstev kabelu, b) kabel v řezu Fig. 11 Details of cabel and reception point on the top of the column

Obr. 12 Nesymetrická deformace zatížené zavěšené konstrukce Fig. 12 Asymmetric deformation in case of load on suspended structure Obr. 13 Detail elastomerového ložiska Fig. 13 Detail of elastomeric bearing Obr. 14 Aréna Záhřeb v září 2008 Fig. 14 Arena Zagreb, September 2008 Obr. 15 Dokončená Aréna Záhřeb v prosinci 2008 Fig. 15 Arena Zagreb, December 2008

11a

11b

12

14 15

13a

13b


1/2009

23

HISTORIE HISTORY

ŽELEZOBETONOVÉ V ROCE 1912

KONSTRUKCE V NĚMECKÝCH MĚSTECH

Časopis Beton und Eisen v 2. a ve 4. čísle svého 11. ročníku, který vycházel v roce 1912, otiskl velmi zajímavé články o nových konstrukcích postavených ze železobetonu ve Frankfurtu nad Mohanem a ve Štrasburgu. Společnost pro stavbu divadla ve Frankfurtu nad Mohanem se rozhodla postavit nový kulturní stánek ze „železového betonu“, protože měl lepší vlastnosti z hlediska požární bezpečnosti než ostatní v té době běžně používané stavební materiály. Autorovi projektu stavby také dovolil vyložit konzoly lóží 2,3 m a balkónů

až 4,8 m bez sloupových podpor, které by vadily divákům v parteru v pohledu na jeviště. Beton u. Eisen, 1912, Heft II., Seite 41–44

První církevní stavbou ve Štrasburgu, kde byl ve velké míře použit „železový beton“ byla přestavba původního kostela Sv. Magdalény. Z betonu byly postaveny sloupy podpírající klenbu hlavní lodi, vlastní klenba široká 13,5 m a dlouhá 41,32 m, plochý strop nad křídly příčné lodi a eliptická klenba chóru tloušťky 0,08 m s kratší osou 11 m a delší 15,5 m dlouhou. Klenba hlavní lodi silná jen 0,06 m je po 6,05 m (na osu sloupů) vyztužena příčnými žebry širokými 0,4 m a vystupujícími 0,6 m nad její vnější povrch. V kolmém směru jsou mezi příčná žebra vložena v každé sekci čtyři podélná žebra. Mezi třetí a čtvrtou řadou sloupů je celá klenba napříč přerušena dilatační spárou. Obtížnou otázkou bylo napojení výztuže příčných lunet s eliptickou klenbou na výztuž hlavní válcové klenby. Prostorové křivky průniku elipsy válcem byly nakonec vyztuženy tak, že vytvořily skrytá žebra. Postavení bednění a uložení výztuže jednoho dílu mezi dvěma příčnými žebry včetně obou lunet bylo hotovo vždy za tři dny, křížení kleneb hlavní a příčné lodi za dva dny, eliptická klenba

1 4 Obr. 1 Řez budovou divadla s vyznačenými betonovými stropy Obr. 2 Výstavba konstrukce 1. balkónu, ukládání výztuže do tvarovaného bednění Obr. 3 Výkres výztuže v návrhu konstrukce a) 1. balkónu, b) lóže 2

3a

24

Obr. 4 Pohled do hlediště dokončeného divadla

3b BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

HISTORIE HISTORY

1a

1b

chóru zabrala tesařům a železářům jeden a půl týdne a uložení betonu na ni trvalo čtyři dny. Článek končí konstatováním, že úspěšně zvládnutá stavba kostela je dobrým vysvědčením pro beton jako stavební materiál.

Obr. 1 Řez stavbou a) podélný, b) příčný Obr. 2 Podpůrná konstrukce s ramenáty pro stavbu bednění hlavní lodi kostela Obr. 3 Bednění hlavní lodi s uloženou výztuží Obr. 4 Bednění eliptické kupole chóru s uloženou výztuží

Beton u. Eisen, 1912, Heft IV., Seite 79–82


Obr. 5 Betonová klenba hlavní lodi kostela

2

3

4

5

1/2009

25

HISTORIE HISTORY

ZNOVUPOSTAVENÍ LE CORBUSIEROVA ELECTRONIQUE ZE SVĚTOVÉ VÝSTAVY

PAV I LO N U P O ĖM E V BRUSELU, 1958 R E B U I L D I N G L E C O R B U S I E R ’S W O R L D E X H I B I T I O N PAV I L I O N ; T H E P O ĖM E E L E C T R O N I Q U E I N B R U S S E L S , 1958 R. NIJSSE Le Corbusierova mytická stavba navržená pro Světovou výstavu 1958 v Bruselu byla první stavbou kombinující světlo a zvukovou show s architekturou. Byla zbořena po výstavě, ale přání postavit tento Pavilon znovu stále žije. V roce 2006 byla vypracována studie, jak byl Pavilon postaven a jak by mohl být mnohem efektivněji postaven v současnosti. The mythical building Le Corbusier has designed for the 1958 World Exhibition in Brussels was the first building to combine a light and sound show with Architecture. It was demolished after the Exhibition but the wish to rebuild this Pavilion is vivid. In 2006 a study was made how the Pavilion was built and how it could be done more efficient in our times.

1

H I S T O R I E P AV I LO N U P O ĖM E ELECTRONIQUE Vše začalo přáním společnosti Philips, předvést působivou prezentaci při příležitosti Světové výstavy v Bruselu v roce 1958. Umělecký ředitel Philipsu pan L. C. Kallf, který se stal odpovědným za tento projekt, se rozhodl oslovit nejslavnějšího architekta té doby pana Le Corbusiera z Paříže. Tento muž viděl své pověření jako šanci vytvořit to, co bylo v Německu známé pod názvem “Gesamt Kunstwerk”. Umělecké dílo přitahující všechny smysly. Za asistence Iannise Xenakise navrhl Obr. 1 Le Corbusier (muž v klobouku) na návštěvě pavilonu Poėme Electronique v roce 1958 Fig.1 Le Corbusier (the man with the hat) visits the pavilion Poėme Electronique in 1958 Obr. 2 Obrazy promítané uvnitř Fig. 2 Images projected inside the pavilion

2

26

3

Obr. 3 Laboratoře společností Varėse a Philips tvořící hudbu Fig. 3 Varėse at the Philips laboratory making the music BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

HISTORIE HISTORY

budovu založenou na hře světel, obrazů a zvuků a zainteresoval do návrhu i skladatele moderní hudby Edgarda Varėse (obr. 2 a 3). Le Corbusier navrhnul tvar určený sérií hyperparaboloidových skořepin umístěných navzájem proti sobě jako zeď a střecha (obr. 4). Byla připravena studie, mezi jinými i společností Eiffel a Technickou univerzitou v Delftu, jak postavit tuto neobvyklou stavbu. Jak šel čas, potřeba mít dodavatele stavby (a vědět, kolik bude stavba stát...) vedla k vyjednávání s belgickou společností Strabed, reprezentovanou jejím hlavním inženýrem panem H. C. Duysterem. Ten rozhodl postavit budovu velice přímou, ale komplikovanou metodou. V dílně, na hromadách písku zpevněného do požadovaného tvaru byly vyrobeny panely pro stavbu (obr. 5). Tímto způsobem bylo vytvořeno přibližně dva tisíce prefabrikovaných prvků. Velká pracnost této metody byla vyvážena levnou pracovní silou. Tloušťka betonových prvků byla pouze 50 mm! Spojujícím prvkem průniku dvou hyperparaboloidových ploch byla betonová trubka o průměru 400 mm. Prvky byly transportovány na místo stavby a na ocelové konstrukci sestave-

ny do správného tvaru (obr. 6). Prostřednictvím ocelových kabelů (uvnitř a vně) byly prvky společně sepnuty, aby vytvořily monolitickou skořepinu. Později byl beton pomalován stříbrnou barvou a v interiérech byl zavěšen azbestocementový podhled.

Práce začaly v červenci 1957 a byly dokončeny v červnu 1958 jeden měsíc po otevření Světové výstavy 2. května, ale nebyli jediní, kteří měli zpoždění. Pavilon Poėme Electronique měl obrovský úspěch. Přestože ultra moderní hudba a umění vedly k několika znechuceným

Obr. 4 Architektovy skicy objasňující konstrukci pavilonu Fig. 4 Sketches of the architect explaining the structure of the pavilion Obr. 5 Osazování betonových panelů na hromady stmeleného písku Fig. 5 Casting the concrete panels of the pavilion on cemented sand hills Obr. 6 Montáž pavilonu na ocelovém lešení Fig. 6 Assembling the pavilion on a steel scaffolding

6


5 1/2009

27

HISTORIE HISTORY

9a

7 Obr. 7 Počítačový model pavilonu Fig. 7 FEM computer model of the pavilon Obr. 8 Výpočtové deformace a napětí Fig. 8 Deformations and stress levels calculated by the computer

9b 9c

8a

8b

28

Obr. 9 Alternativy detailu styku dvou hyperparaboloidových ploch: a) monolitická betonová skořepina, b) prefabrikovaná betonová skořepina, c) ocelové rámy pokryté stříkaným betonem Fig. 9 Detail of the place where two hyppar planes met: a) cast on site concrete shells, b) prefabricated concrete shells, c) steel frame to be covered by shotcrete BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2009

HISTORIE HISTORY

reakcím veřejnosti, podívaná přilákala k návštěvě Pavilonu okolo 300 000 lidí. Dalo by se říct, že to byla první stavba na světě, která spojovala architekturu, hudbu a obrazy do celkového prožitku. Ve skutečnosti videoklipy, které nyní vidíme v televizi, mají předchůdce v Poėme Electronique. Po skončení výstavy bylo rozhodnuto Pavilon zbourat, a přestože bylo několik pokusů o jeho záchranu, 30. ledna 1959 ve 14 h byl za použití dynamitu odstřelen. Od té doby začala stavba vést mytický život v knihách a publikacích jako ikona moderní architektury. MOŽNOSTI

Z N O V U P O S TAV E N Í

PAV I LO N U

V roce 2004 přišla iniciativa znovu postavit Le Corbusierův Pavilon v Eindhovenu, protože toto město je od roku 1900 hlavním sídlem společnosti Philips Industries. Holandský architekt Wessel de Jonge a společnost ABT jako konstrukční kancelář byli zplnomocněni hledat možnosti znovupostavení Pavilonu v Eindhovenu se zohledněním nákladů. První studie byly o původní stavbě Pavilonu. S pomocí archivů, v současnosti roztroušených po celém světě, jsme byli schopni rekonstruovat způsob, jak byl postaven. Zamýšlený tvar Pavilonu byl poté studován a počítán, aby mohla být navržena metoda, kterou by pavilon mohl být v současnosti postaven mnohem efektivněji. V této fázi byl sestaven i jeho počítačový model (obr. 7). Za zmínku stojí, že před padesáti lety pro tuto tak komplikovanou konstrukci stačil pouze ruční výpočet a zkušební model. Dle výsledků současných výpočtů bylo napětí v betonové skořepině v některých místech velmi vysoké, obzvláště tam, kde střecha byla více méně rovná (obr. 8). Ve skutečnosti bylo i v průběhu výstavy zaznamenáno, že tato část měla tendenci se deformovat a docházelo k vážnému prosakování vlhkosti v interiéru budovy. Proto bylo rozhodnuto, že beton nemůže být tloušťky 50 mm, jak tomu bylo u původní konstrukce, ale že bude nutná tloušťka 100 mm. Nyní, když jsme znali napětí a deformace konstrukce, byli jsme schopni přemýšlet o metodách znovupostavení Pavilonu ekonomičtější cestou, protože původní stavební postupy byly náročné na pracovní síly.

Samozřejmě to vše bylo děláno s ohledem na architektonický vzhled budovy. Po rozboru byly vybrány tři způsoby, kterými by mohl být Pavilon znovu postaven. Alternativa 1: Monolitická betonová skořepina Požadavek na vytvoření monolitické skořepiny tvaru hyperbolického paraboloidu by vedl k nutnosti vyrobit zdvojenou sadu bednících prvků. Je zřejmé, že konstrukce dvou vrstev bednění je nákladná a je pouze dočasná. Později stejně musí všechna zatížení přenést pouze beton. Požadovaná tloušťka železobetonu pro tuto alternativu je 100 mm. Hrany/rohy z monolitických betonových trub o průměru 400 mm jsou navrženy proto, aby byl zachován stejný vzhled jako u původního Pavilonu (obr. 9a). Alternativa 2: Prefabrikované betonové skořepiny Jednotlivé prvky hyperparaboloidových skořepin, ze kterých je Pavilon složen, by mohly být vyrobeny jako prefabrikované betonové prvky. Pro svou velikost by musely být vyrobeny v horizontální poloze na zemi. Znovu byla zvážena možnost postavit zpevněné hromady písku požadovaného tvaru, ale dřevěná zakřivená plocha se ukázala mnohem vhodnější. Prefabrikované skořepiny by byly na místě zvednuty a takzvanou metodou „wet node“ by beton byl spojen s betonovými troubami, které by již byly umístěny ve správných pozicích. Rozměry prvků se nelišily od těch monolitických z alternativy 1 (obr. 9b). Alternativa 3: Ocelové rámy pokryté stříkaným betonem Při této stavební metodě by byly vytvořeny ocelové rámy umístěním ocelových trub o průměru 300 mm do správných poloh sledujících linie originálního pavilonu Poėme Electronique. Mezi ocelové trouby by byly vloženy HE nosníky umístěné dle tvaru požadovaného hyperbolického paraboloidu. Hyperbolický paraboloid je určen dvojicí křížících se přímek, je tedy poměrně jednoduché ho vytvořit z přímých HE nosníků. Na ocelové nosníky by bylo uloženo ocelové pletivo, na které by byl nastříkán beton tloušťky 50 mm. Je zajímavé zmínit, že inženýři ze společnosti, která stavěla Eiffelovu věž, již v padesátých letech předložili návrh


1/2009

pro Pavilon, kde byla použita ocel a stříkaný beton (obr. 9c). Pro všechny tři možnosti, jak znovu postavit pavilon Poėme Electronique, byly spočítány současné stavební náklady: metoda z roku 1958, malé předepjaté 5,4 mil. EUR, prefabrikované prvky 4,2 mil. EUR, monolitický beton, dvojité bednění prefabrikované panely, lité do bednění na zemi 4,8 mil. EUR, na stavbě 3,1 mil. EUR, ocelový hyperparabolický rám, stříkaný beton (ceny z května 2006, zahrnují kompletní stavbu bez interiéru).

V červnu 2007 se v Eidhovenu uskutečnila konference, na které byly objednateli a veřejnosti představeny výsledky studie. Po prezentaci následovala panelová diskuze. Na zájmy architekta dohlíželi zástupci Le Corbusierovy nadace. Znovupostavení bylo v podstatě povoleno za podmínky, že skořepina a vzhled budovy zůstanou nezměněné, a to jak v interiéru, tak i v exteriéru. Klient se v současné době zaměřil na shánění finanční podpory. Doufejme tedy, že za několik let budeme moci znovu zažít to, co tisíce lidí během Světové výstavy v Bruselu v roce 1958. Literatura: [1] Treiber M.: Space calculated in seconds , 1996, Princeton University Press, Princeton (USA) [2] Hulst A.: Make it new: Le Poéme Electronique, Stichting Alice, Eindhoven (NL)

Prof. ir. R. Nijsse ABT Technická Univerzita v Delftu Nizozemsko

Příspěvek poprvé zazněl na mezinárodním fib symposiu 2008 v Amsterodamu “Tailor Made Concrete Structures: New Solutions For Our Society”. Pozn. redakce: zajímavé záběry z Pavilonu můžete shlédnout na následujících internetových adresách: http://www.monexpo58.be/ taxonomy/term/170/275 http://www.youtube.com/ watch?v=0YlBmx3VulY http://www.youtube.com/watch?v=QBQsym_ G82Q

29

SANACE R E H A B I L I TAT I O N

SPECIÁLNĚ

F O R M U LOVA N É RYC H LOVA Z N É M AT E R I Á LY PRO OPRAVY STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ V NEPŘÍZNIVÝCH PODMÍNKÁCH S P E C I A L LY F O R M U L AT E D FAST - B I N D I N G M AT E R I L AS F O R REPAIRS OF BUILDING STRUCTURES IN UNFAVOURABLE CONDITIONS V ÁC L AV P U M P R , Z D E N Ě K V ÁV R A , J A R O S L AV C H A B R Rozhodujícím kritériem pro volbu materiálu a technologického postupu při opravě betonových konstrukcí je často rychlost provedení opravy a doba, za kterou může být konstrukce opět provozně zatížena. Sanační materiály na bázi klasických rychlovazných cementů mají dlouhou dobu tuhnutí a tvrdnutí, zatížitelnost vodou v řádu hodin a mechanickým zatížením v řádu dnů. Snaha řešit problém urychlovači nevedla k žádanému cíli. Vývoj „rychlých“ sanačních materiálů proto užívá pojiv na bázi směsí čistých slínkových minerálů portlandského typu, které jsou jednoznačně definovány chemickým i fázovým složením a umožňují za využití chemických aditiv nastavit požadovanou dobu tuhnutí relativně přesně. V článku je popsáno i použití uvedeného sanačního materiálu pro opravu stoky P v Praze. Tab. 1 Fyzikální a mechanické parametry „rychlé“ sanační malty pro opravy betonu a železobetonu [1] Tab. 1 Physical and mechanical parameters of “fast” reconstruction mortar for repairs of concrete and reinforced concrete [1] Fyzikální a mechanické parametry Barva Sypná hmotnost [kg/m3] Pevnost v tahu za ohybu [MPa]

Pevnost v tlaku [MPa]

6h 24 h 14 d 28 d 6h 24 h 14 d 28 d

Statický E-modul [GPa] Koeficient teplotní roztažnosti [K-1] Mrazuvzdornost Odolnost proti CHRL dle ČSN 73 1326 metoda A Přídržnost k podkladu [MPa]

30

Hodnota nestandardní šedá 1600 ± 40 > 2,5 >6 > 8,5 > 10,5 > 10 > 27 > 55 > 58 max. 28 11 ± 0,5.10-6 > T100 > 75 > 1,5

The speed of the repair and the period after which the service load may be applied on the structure again have become major criteria for the choice of the material and technological procedure during the repairs of concrete structures. Reconstruction materials on the basis of classic fast-binding cement have a long setting and hardening time, their water loadability is in the order of hours, and their mechanical loadability in the order of days. The effort to solve the problem by means of accelerating agents has not led to the required goal. Therefore, the development of „fast“ reconstruction materials makes use of binders on the basis of pure clinker minerals of portland type, which are clearly defined by their chemical and phase composition, and make it possible to use chemical additives and set the required setting time relatively exactly. The article also describes the employment of this reconstruction material for the repair of the sewer P in Prague. Při opravách a sanacích betonových a železobetonových konstrukcí bývá velmi často rozhodujícím kritériem pro volbu materiálu a technologický postup rychlost opravy. Jinými slovy řečeno rozhoduje to, za jak dlouho po dokončení reprofilace či převrstvení je možné opravené plochy vystavit působení vody či jiných provozních médií, resp. za jak dlouho je možné mechanické zatížení opravených povrchů. Typickými příklady jsou podlahové konstrukce ve skladech, výrobnách, jímky, úkapové kanálky v průmyslových provozech a v neposlední řadě mezi konstrukce, které není obvykle možné vyřadit z provozu na delší dobu patří i kanalizační a vodovodní objekty. Nejrozšířenější sanační materiály na bázi klasických rychlovazných portlandských cementů mají přes veškerý pokrok ve formulaci hmot obvykle nepřijatelně dlouhou dobu tuhnutí a tvrdnutí, zatížitelnost vodou obvykle bývá v řádu hodin, mechanickému zatížení mohou být obvykle vystaveny v řádu dnů.

Snaha řešit tento problém různými urychlovači, zvyšováním jemnosti mletí apod. nevedla bohužel k žádoucím výsledkům z řady důvodů. Sem patří především nežádoucí dopady na pevnosti hmot v pozdějších stádiích, nežádoucí dopady na objemové chování, korozní ohrožení výztuže a v neposlední řadě je závažnou komplikací vysoká citlivost většiny použitelných urychlovačů na odchylky v chemickém či mineralogickém složení portlandských cementů. Snaha řešit tento problém používáním jiné pojivové báze vedla k pokusům používat bezsádrovcové cementy, hořečnato-fosfátové cementy, hlinitanové cementy či jiné typy materiálů. Největšího uplatnění, právě díky rychlosti vytvrzení a možnosti zatížit opravené plochy záhy po dokončení, doznaly hmoty na bázi organických pryskyřic, zejména na bázi pryskyřic epoxidových. Jejich širšímu uplatnění ovšem brání vedle cenových důvodů především omezená kompatibilita fyzikálně-mechanických vlastností s betonem (odlišná teplotní roztažnost, teplotní závislost řady parametrů aj.). Posledním vývojovým trendem při formulaci „rychlých“ sanačních materiálů je využívání pojiv na bázi směsí čistých (tj. chemicky a mineralogicky jednoznačných) slínkových minerálů portlandského typu. Je všeobecně známo, že klasický portlandských cement obsahuje velmi pestrou směs slínkových minerálů, různé sklené fáze a tzv. tuhé mezifázové roztoky, které reagují s vodou různou rychlostí. Celá reagující soustava u portlandského cementu je neobyčejně složitá a u průmyslově vyráběných slínků resp. cementů jsou naše možnosti regulovat rychlost tuhnutí a tvrdnutí velmi omezené, jak již bylo řečeno výše. Oproti tomu směs syntetických slínkových minerálů, které jsou jednoznačně definovány jak chemickým složením, tak složením fázovým, umožňuje za využití chemických aditiv nastavit požadovanou dobu tuhnutí (dobu zpracovatelnosti) relativně velmi přesně. V tomto ohledu se tyto materiály na bázi syntetických cementů


1/2009

SANACE R E H A B I L I TAT I O N Obr. 1 Mechanické vlastnosti trámečků 40 x 40 x 160 mm vystavených působení síranů Fig. 1 Mechanical characteristics of balks 40 x 40 x 160 mm exposed to the effect of sulphates Obr. 2 Dilatometrické změny těles 40 x 40 x 160 mm vystavených působení síranů Fig. 2 Dilatometric changes of bodies 40 x 40 x 160 mm exposed to the effect of sulphates

chovají obdobně jako epoxidové pryskyřice. To samé platí i pro rychlost zpevňování, kterou lze přesně regulovat a jejíž závislost na většině vnějších faktorů s výjimkou teploty je prakticky nevýznamná. Přitom si tyto materiály zachovávají většinu výhod sanačních hmot na bázi portlandského cementu, především naprostou kompatibilitu s betonem a to jak ve smyslu chemickém, tak fyzikálně-mechanickém. Širší dostupnost těchto pojiv vedla k postupnému komerčnímu rozšíření rychlovazných sanačních materiálů i na českém trhu. Bývají obvykle dodávány jako jednosložkové hmoty, které se k vlastnímu zpracování smíchají pouze s předepsaným množstvím vody. Typické vlastnosti ukazuje tab. 1. Hmoty obvykle vynikají velmi krátkou dobou tuhnutí a následným rychlým zpevňováním. Zpracovatelnost směsi při 20 °C je 10 až 15 min od smíchání s vodou, poté směs počíná tuhnout a následuje rychlé zpevňování. Po 6 h jsou opravené plochy zatížitelné lehkým či středně těžkým provozem. Materiály se proto uplatňují především v oblasti oprav nášlapných vrstev, schodů, manipulačních a skladových ploch apod. Vhodné jsou k podlévání či fixaci kanalizačních poklopů a všude tam, kde se uplatní rychlost zpevňování, konečné vysoké pevnosti i další význačné parametry obou materiálů. Významnou oblastí, kde nacházejí tyto rychlovazné typy materiálů uplatnění, je oblast zesilování konstrukcí pomocí kompozitních materiálů systému [2]. Zde se těchto materiálů využívá pro tmelení podkladu a vyrovnání geometrických nepřesností zesilovaných prvků. Další z významných oblastí uplatnění, je oblast oprav kanalizačních a vodovodních sítí. Zde, kromě odpovídajících technologických vlastností a mechanických pevností, hraje významnou roli i otázka chemické resp. korozní odolnosti, a to zejména odolnosti vůči síranům.

bZOY

bOV

%

"

$

#

"

&

!

$

"

d]RO

!

!

>Sd\]abdbOVchO]VgPcI;>OK

1

!$

!

>Sd\]abdbZOYcI;>OK

$ "

[UZ

[UZ

!$[UZ

" $ &

!$R\×

2

L A B O R AT O R N Í

"!R\×

OVĚ ŘOVÁN Í SÍ R ANOVÉ

ODOLNOSTI

Ověření korozní odolnosti vůči síranové korozi, a tím i praktické využitelnosti komerčně nabízeného materiálu Monokrete rapid bylo s ohledem na možnou expozici v oblasti oprav kanalizací předmětem detailních laboratorních zkoušek. Jedná se o vysoce ztekucený materiál určený pro opravy vodorovných ploch, zálivky, podlévání rámů aj. Korozní testy probíhaly standardním postupem, který zahrnoval měření změn objemové hmotnosti těles, délkových změn a mechanických pevností u zkušebních trámečků 40 x 40 x 160 mm. Zkušební tělesa byla vystavena stacionárnímu působení dvou úrovní koncentrace síranových iontů a to roztoku obsahujícímu 2000 mg SO42- a 36 000 mg SO42-. Expozice zkušebních těles probíhala za normální laboratorní teploty po dobu šesti měsíců. Srovnávací tělesa byla paralelně uložena v pitné vodě. Dilatometrická měření byla prováděna v dotykovém stojánku za pomoci „hodinek“ s přesností odečtu ±0,001 mm, objemová hmotnost a mechanické pevnosti byly stanoveny postupem dle ČSN 72 2449, resp. 72 2450. Vybrané výsledky měření jsou zpracovány jednak tabelárně (tab. 1 a2), jednak graficky (obr. 1 a 2).


1/2009

$R\×

!R\×

Z výsledků měření vyplývá, že zjištěné délkové změny jsou u vzorků vystavených síranovému prostředí po 6 měsících expozice srovnatelné, popř. nižší než u vzorků srovnávacích. Obdobné výsledky poskytují měření mechanických pevností. Tlakové pevnosti zkušebních těles jsou prakticky identické u srovnávacích i exponovaných těles, u pevností tahových dochází po 6 měsících k určitému nárůstu pevnosti v tahu za ohybu u těles uložených v extrémně vysoké koncentraci síranových iontů. Měření korozní odolnosti komerčně dostupného produktu Monocrete¨rapid prokázalo vcelku jednoznačně, že rychlovazné sanační materiály na bázi pojiv ze syntetických slínkových minerálů vykazují velmi vysokou odolnost vůči působení síranových iontů. Důvodem této odolnosti může být především nízký obsah kalciumaluminátových fází v použitém pojivu, tedy té složky, která u klasických portlandských cementů je zodpovědná za tvorbu ettringitu, následné rozpínání provázené poklesem pevností a následně úplným rozpadem zkušebních těles. Z tohoto pohledu lze říci, že se jedná o materiály vhodné pro použití v náročném prostředí chemického průmyslu a obecně všude tam, kde se může zvýšená síranová odolnost uplatnit. Současná 31


3a

4a

3b

Obr. 3 Stoka před opravou s masivními průsaky a, b) Fig. 3 Sewer prior to the repair with massive seepage a), b)

4b

Obr. 4 Stoka po opravě a, b) Fig. 4 Sewer after the repair a), b

stavební výroba se neobejde bez progresivních materiálů, o oblasti oprav a sanací to platí dvojnásob. Rozvoj této oblasti je bez využívání produktů tzv. stavební chemie nemyslitelný. Použití syntetických slínkových minerálů jako pojiva vhodného pro oblast sanací v náročných korozních podmínkách je toho dobrým příkladem. H AVA R I J N Í O P R AVA S T O K Y P Mezi konstrukce se zvýšeným korozním namáháním, kde je vysoká odolnost vůči síranům standardně vyžadována, patří kanalizační sítě. Použití tradičních sanačních hmot a postupů naráží často na technologické problémy. Příkladem může být dále popsaná havarijní oprava stoky P v Praze. Při budování rozpletu výjezdu z tunelu Mrázovka v Praze 5 došlopři ražbě v důsledku kolizní nivelity budovaného 32

tunelu k poškození vnějších vrstev páteřní stoky P. Přestože byl dotčený úsek stoky P již v rámci výstavby dopravního tunelu izolován vůči vodě i staticky zajištěn, začaly se v daném úseku krátce po dokončení a zprovoznění tunelu pro dopravu objevovat poruchy. Provedené opravy a především těsnění stoky pomocí cementojílových injektáží v oblasti poškození nebyly bohužel úspěšné. Opakující se masivní průsaky vedly k postupnému vymývání betonu obezdívky stoky a ohrožení její statické stability (obr. 3a, b). Bylo proto rozhodnuto havarijní situaci řešit, a to jednak ve smyslu utěsnění (hydroizolace) opláštění páteřní stoky, jednak ve smyslu statického zajištění především horních partií stoky, které jsou v kontaktu s tunelem a jsou vystaveny dynamickému zatížení. Prioritním cílem bylo především utěsnění stoky vůči zatékání agresivních spodních vod. Návrh sanačního zásahu předpokládal utěsnění speciální injektážní hmotou Injektostop 2003 XPB s přísadou Xypex Admix C-1000, lokální utěsnění masivních průsaků materiálem Xypex Patch`n Plug a následné celoplošné tenkovrst-

vé převrstvení mikrobetonem kotveným mechanicky na výztužnou ocelovou síťku Armobet 40/40/2. Provedením havarijní opravy byla pověřena firma Pragis, a. s., div. Podzemní stavby, která obdobným způsobem úspěšně realizovala již několik obdobných oprav. V průběhu vlastní realizace opravy se ukázalo, že primární utěsnění injektáží za rubem obezdívky stoky je v oblasti bezprostředního kontaktu stoky s dopravním tunelem problematické a riskantní. Především bylo nezbytné předejít poškození hydroizolačního souvrství mezi stokou a revizními kanály, které probíhají pod vlastním dopravním tunelem a jsou v přímém kontaktu se stokou. V důsledku toho nebylo zcela průchodné vrtáním vytvořit injektážní otvory, do nichž by bylo možno fixovat injektážní jehly a následně provést injektáž. Bylo proto rozhodnuto v daném úseku pouze povrchově osazením drenážních trubiček lokálně svést masivní průsaky spodních vod a daná místa těsnit výše uvedeným rychlovazným materiálem Xypex Patch`n Plug. Přestože byl zvolený postup relativně úspěšný, propustnost železobetonového ostění stoky byla zřejmě v důsled-


1/2009

SANACE R E H A B I L I TAT I O N ku dlouhodobého vymývání vazných složek betonu natolik vysoká, že docházelo k plošnému prosakování ostěním a vyplavování aplikovaných vrstev nanášeného mikrobetonu. Jeho zpevňování probíhalo i s ohledem na snížené teploty ve vnitřním prostoru stoky tak pomalu, že došlo k vymytí pojiva a následnému rozplavení materiálu ve velkých plochách dříve, než mohl začít materiál reálně tvrdnout. V duchu tradiční a dlouhodobé spolupráce s realizátorem byla firma Betosan požádána o doporučení vhodného alternativního materiálového řešení daného problému. Jako přijatelné se jevilo použití v úvodu uvedené sanační rychlovazné hmoty Monocrete TH rapid aplikované zednickým postupem na připravenou ocelovou síťku. S ohledem na propustnost ostění bylo však nezbytné zajistit trvale, resp. dlouhodobě nepropustnost souvrství vůči vodě. S přihlédnutím k dlouhodobě pozitivním zkušenostem s hydroizolačními materiály uvedené firmy s obsahem krystalizačních přísad Xypex bylo rozhodnuto urychleně průkazními zkouškami ověřit možnost dopování rychlovazných materiálů přísadou Xypex Admix C-1000. Zkoušky se orientovaly především na ověření, zda přísada neovlivní dobu zpracovatelnosti, tuhnutí, tvrdnutí a pochopitelně krátkodobé i konečné pevnosti materiálu. Současně byl prověřován vliv přísady na vodotěsnost rychlovazné kompozice a její korozní odolnost.

Laboratorní i provozní zkoušky prokázaly zcela jednoznačně, že rozhodující parametry rychlovazného materiálu jsou krystalizační přísadou nedotčeny. Z hlediska nepropustnosti, která byla ověřována přes tzv. koeficient filtrace, se ukázala být použitá krystalizační přísada účinná. Zjištěná hodnota koeficientu filtrace dosahovala hodnot nižších než 2,5.10-12 ms-1. REALIZACE OPRAVY A ZÁVĚR Oprava realizovaná následně v plném rozsahu hydroizolačním rychletvrdnoucím materiálem komerčního označení Monocrete XP TH rapid prokázala technologickou schůdnost tohoto postupu. Zpracovatelnost materiálu (tzv. otevřená doba) se při teplotách panujících uvnitř stoky pohybovala na úrovni 15 až 20 min., tedy na době dostatečné k řádné homogenizaci sanačního materiálu s vodou a k následnému zednickému nanesení na připravený podklad. Současně rychlost tuhnutí byla taková, že nedocházelo k rozplavování materiálu. Podařilo se tak beze zbytku splnit primární cíl opravy, tj. celoplošně havarijně postižený úsek utěsnit vůči nežádoucím průsakům. Následně prováděné kontroly a revize opraveného úseku potvrdily, že použitá hydroizolační malta plní své poslání a v místě opravy je stoka P bez jakýchkoliv průsaků (obr. 4a, b). Současně lze říci, že popisovaný průběh opravy potvrdil známou skutečnost, že v oblasti sanací je naprosto nezbyt-


1/2009

ná úzká spolupráce mezi všemi zainteresovanými subjekty, tj. mezi projektantem, zhotovitelem, dodavatelem materiálů a v neposlední řadě i investorem. Opravy mohou být vždy provázeny neočekávanými komplikacemi, velmi často je nezbytné navržené materiály či technologii opravy přizpůsobit konkrétním podmínkám, protože jedině takto lze splnit a zajistit očekávaný výsledek i dlouhodobou trvanlivost opravy. Literatura: [1] Firemní materiály firmy BETOSAN, s. r. o. [2] Dohnálek P.: Kompozitní tkaniny od firmy BETOSAN® pro zesilování konstrukcí, Stavebnictví a interiér, Vol.14, No.4, 2006, str.12–14

Ing. Václav Pumpr, CSc e-mail: [email protected] Ing. Zdeněk Vávra e-mail: [email protected] oba: BETOSAN, s. r. o. Na Dolinách 28, 147 00 Praha 4 tel: 241 431 212, Ing. Jaroslav Chabr PRAGIS, a. s., div. Podzemní stavby U Elektry, 190 00 Praha 9–Hloubětín e-mail: [email protected]

33


OPTIMALIZÁCIA

PRÍSTUPU K SANÁCIAM PRIEMYSELNÝCH

PODLÁH OPTIMIZING OF THE APPROACH TO INDUSTRIAL FLOORS RECONSTRUCTIONS P E T E R B R I AT K A Článok pojednáva o typických alebo najčastejšie sa vyskytujúcich poruchách podláh, ktoré nútia investorov k ich sanácii. Vypracované metodické kroky prístupu k sanáciam predstavujú určitý návod objasňujúci základné zásady v takom všeobecne náročnom procese, akým je sanácia. This paper deals with typical or most frequently occurred floor failures which make investors approach a reconstruction. There are worked out principle points of a proper approach to abovementioned reconstructions. These points represent certain guidance clarifying fundamental principles in such a difficult procedure as reconstruction generally is. Pod pojmom priemyselná podlaha si väčšina z nás predstaví podlahovú konštrukciu v továrenskej alebo skladovej hale. Táto predstava nie je zlá, no určite je neúplná. Priemyselné podlahy totiž zahŕňajú všetky veľkoplošné podlahy, či už v priemyselných alebo občianskych stavbách, a teda zásadne sa rozširuje súbor typických skladieb podlahy, množina faktorov pôsobiacich na jej životnosť, množina kritérií posudzovania možnosti ďalšieho užívania podlahy a požiadaviek na realizáciu prípadnej sanácie. Čo sa materiálového zloženia týka, prakticky vždy sa jedná o betónovú nosnú

1

34

konštrukciu rôzne vystuženú s rôznymi povrchovými úpravami alebo nášľapnými vrstvami. Z hľadiska zásad návrhu (pôsobenia), realizácie, ošetrovania a údržby je vhodné podlahy rozdeliť nasledovne: • podlaha na teréne – na zhutnenom a upravenom podloží (najmä priemyselné haly), • podlaha na stropnej konštrukcii – (najmä poschodia priemyselných hál a občianske stavby), • podlaha v interiéry – zvyčajne chránené voči vplyvom vonkajšieho prostredia (obr. 1), • podlaha v exteriéry – vystavená korozívnym účinkom vonkajšieho prostredia (najmä parkoviská, prístupové komunikácie (obr. 2), nekryté zhromaždiská a nástupištia). Zatriedenie podlahy do uvedených kategórií relatívne bezpečne vymedzuje schému zaťaženia konštrukcie a predpokladanú agresívnosť prostredia, čo je základom pre úspešnú a efektívnu sanáciu. V nasledovných bodoch sú popísané metodické kroky návrhu sanácie priemyselnej podlahy s vysvetlením dôvodov a dôsledkov každého kroku vrátane zvyčajných chýb, s ktorými sa v praxi môžeme stretnúť. IDE NTI FI K ÁC IA

PROBLÉMU

torej z úžitkových vlastností definovaných v projektovej príprave stavby. Tento stav môže nastať z viacerých príčin. Môže uplynúť návrhová životnosť konštrukcie, konštrukcia môže morálne zastarať, môže dôjsť k adaptácii objektu a potrebe dodržať zmenenú legislatívu a s ňou súvisiace bezpečnostné predpisy, alebo môže konštrukcia degradovať vplyvom užívania alebo podcenenia návrhu, či nekvalitnej realizácie. Investor by preto mal jasne identifikovať charakter podlahy, jej vek, rozsah a spôsob užívania, definovať dôvod nevyhovujúceho stavu podlahy s predbežným odhadom rozsahu poruchy a obrátiť sa na organizáciu alebo odborníka v danej problematike (ďalej len organizácia). V prípade, že sa na základe odbornej konzultácie dospeje k predbežnému záveru nekvality návrhu alebo zhotovenia konštrukcie a súčasne konštrukcia ešte podlieha záruke, odporučí sa investorovi zvolať jednanie s predpokladane zodpovednou stranou, kde sa všetky strany dohodnú na ďalšom postupe resp. vizuálnej obhliadke podlahy priamo v objekte. Obr. 1 Priemyselná podlaha vo výrobnej hale Obr. 1 Industrial floor in manufacturing hall

I N V E S T O R O M A L E B O U Ž Í V AT E Ľ O M

Prvým krokom k sanácii akejkoľvek konštrukcie, teda aj podlahy, je stanovisko investora, že konštrukcia nevyhovuje niek-

Obr. 2 Prístupová komunikácia k priemyselnej stavbe Obr. 2 Entry road to the factory

2


1/2009

SANACE R E H A B I L I TAT I O N Ak sa jedná o vadu konštrukcie podliehajúcej záruke, je na predbežnom vinníkovi, aby akceptoval alebo zamietol (predpokladaná zaujatosť) investorom oslovenú organizáciu. VIZUÁLNA

O B H L I A D K A S TAV U

PODLAHY

Aj tu platí staré známe: „...lepšie raz vidieť ako stokrát počuť“. Preto sa v dohodnutom termíne zídu všetky zainteresované strany priamo na mieste, aby sa spoločne dohodli na ďalšom postupe sanácie. Výhodné je, aby sa obhliadka uskutočnila za plnej prevádzky objektu, čo pri odhaľovaní príčin poruchy umožní zohľadniť skutočné zaťaženia a agresívne vplyvy prevádzky, ktoré by mohli byť pri štúdiu projektovej dokumentácie opomenuté. Výstupom obhliadky bude charakteristika najzávažnejších porúch (vrátane fotodokumentácie) a prípadných súvisiacich porúch, ktoré je možné očakávať v budúcnosti. Poznatky získané z obhliadky budú využité v celom ďalšom postupe návrhu sanácie. OBOZNÁMENIE

SA S PROJEKTOVOU

D O K U M E N TÁC I O U

Oboznámenie sa s projektovou dokumentáciou obnáša štúdium rozsiahleho množstva dokumentov súvisiacich so stavbou. Nejedná sa len o samotné výkresy a technické správy, ale aj dokumenty súvisiace s projektovou prípravou stavby (najmä geologický a hydrogeologický prieskum) o stavebný denník, preberacie protokoly, protokoly o vykonaných skúškach, certifikáty a technické listy zabudovaných materiálov a prípadne digitálne záznamy priebehu realizácie a správy hydrometeorologického ústavu o zaznamenaných teplotách a počasí v období výstavby. Jednou z dôležitých častí je štúdium uzavretých obchodných zmlúv a technických noriem platných v dobe realizácie, na ktoré sa odvoláva projektové riešenie, a posúdenie dodržania ich požiadaviek. Tento odstavec však nie je nutné dodržať, ak nie je úlohou organizácie jednoznačne určiť vinníka poruchy. PREDBEŽNÉ

URČENIE PRÍČINY

PORUCHY

Organizácia na základe predchádzajúcich bodov, súčasného stavu technického poznania problematiky a praxou nado-

budnutých skúseností určí užší okruh možných príčin poruchy. Je potrebné si uvedomiť, že porucha často býva výsledkom pôsobenia viacerých činiteľov. Určené predbežné príčiny je však zvyčajne potrebné overiť skúškami buď priamo in situ alebo v laboratóriách na vzorkách odobratých z podlahy, čo je už ale predmetom diagnostiky podlahy. DIAG NOSTI K A

PODLAHY SO

ZAMERANÍM NA URČENÉ PRÍČINY PORUCHY

V rámci diagnostiky podlahy je primárnym krokom určiť množstvo a polohu skúšobných miest alebo odberu vzoriek tak, aby poskytovali hodnoverný obraz o vlastnostiach podlahy po celej ploche dotknutého objektu, resp. jeho časti s rovnakým zaťažením, rovnakou projektovanou skladbou podlahy alebo iným spoločným menovateľom, ktorý je však nutné stanoviť jedine individuálnym odborným posúdením. Raster musí predstavovať reprezentatívnu vzorku podlahy a niektoré skúšobné postupy podľa technických noriem majú predpísanú hustotu rastra. Postup diagnostiky predstavujú dve hlavné línie. Prvou, presnejšou a bezpečnejšou je odber vzoriek a ich následné laboratórne skúšanie a vyhodnocovanie výsledkov. Druhú líniu reprezentujú skúšky nedeštruktívne, u ktorých sú skúmané vlastnosti vyhodnocované nepriamo prostredníctvom iného parametra, čím sa stávajú menej presnými. Uvedený postup je ale značne všeobecný a nedáva investorom veľakrát potrebný prehľad o zložitosti riešenia sanácií ako takých. V nasledovných podbodoch je uvedené základné rozdelenie najzávažnejších porúch podláh spolu s vlastnosťami, ktoré by v daných prípadoch mali byť overené za účelom dosiahnutia úspešnej sanácie. Trhliny Trhliny akejkoľvek šírky sú rozhodujúcim faktorom v znižovaní životnosti konštrukcie. Trhliny v cementových kompozitoch je možné rozdeliť do dvoch skupín [6]. • Statické trhliny vznikajú vplyvom stáleho alebo náhodilého statického alebo dynamického zaťaženia, prípadne vplyvom nedostatočnej úpravy podložia. Statické trhliny je možné identifikovať podľa charakteristického tvaru (orientovaného smeru) pre určité zaťaženia a šírkou meniacou sa so vzdialenosťou


1/2009

od pôsobiska zaťaženia. V prípade výskytu takýchto trhlín treba posúdiť zaťaženie konštrukcie a citlivo zvážiť, či sa s daným zaťažením malo počítať pri projektovej príprave. Statické trhliny však môžu vznikať aj pôsobením vibrácií technologických zariadení, ktoré nie sú dostatočne eliminované pružnými materiálmi. Analýzu vplyvu namontovanej technológie na vznik a rozvoj trhlín je vhodné vykonať meraním amplitúd a prevádzkových tvarov kmitania podlahy pri danej prevádzke. • Nestatické trhliny sú dané samotnými vlastnosťami materiálu a bohužiaľ je nevyhnutné predpokladať ich vznik v každom betóne. Takéto trhliny bývajú ovplyvnené veľkým množstvom faktorov. Medzi ne patria receptúra betónu, podmienky a technológie realizácie a ošetrovania konštrukcie, percento vystuženia prierezu a v neposlednom rade priľnavosť k podkladu [2]. Prejavovať sa môžu sieťou jemných trhliniek (obr. 3), ktorých šírka a vzdialenosť sú dané najmä vodným súčiniteľom, intenzitou odparovania vody a spomínanou priľnavosťou k podkladu – jedná sa o zmrašťovacie trhliny (vznik v prvých cca. 8 h). Druhým typickým prejavom sú priame (cca. 70 mm hlboké) takzvané kontrakčné trhliny (obr. 4), ktoré sú výsledkom nevhodne zvolených kontrakčných škár alebo nevhodným načasovaním ich realizácie (po cca. 12 hodine veku betónu). Spôsobené sú hlavne teplotným a vlhkostným gradientom medzi jadrom betónu a jeho povrchom (obr. 5). Tretiu podskupinu tvoria expanzné trhliny (obr. 6), ktoré sa prejavujú až po dlhšom čase (rádovo roky). Spôsobené sú alkalicko-kremičitou reakciou alebo síranovou koróziou (expanzné jadrá), či pôsobením vlhkosti a mrazu spolu s koróziou výstuže (kopírujú polohu výstuže). Poslednou podskupinou sú trhliny spôsobené absenciou alebo nedostatočnou dilatáciou konštrukcie od zvislých prvkov (obr. 7). Takto vyhotovený detail môže za pôsobenia dynamických účinkov alebo teplotných zmien vyvolať diagonálne trhliny alebo až drvenie betónu. Z hľadiska miesta vzniku trhlín je možné trhliny rozdeliť do piatich hlavných skupín. • Odlomené rohy (obr. 8 vľavo) vznikajú v dôsledku nadmernej straty vody betónu v začiatkoch jeho tvrdnutia. Týmto dôjde k nadvihnutiu hrán kontrakčných celkov (tzv. curling). Následkom zaťaženia 35


3

4

5

6 Obr. 3 Sieť jemných trhliniek so vzdialenosťou závislou od hrúbky dosky (zľava 25; 50 a 75 mm) [2] Obr. 3 Fine cracks pattern with the distance dependent on the slab thickness (from the left 25; 50 and 75 mm) [2] Obr. 4 Kontrakčné trhliny súbežné s kontrakčnými škárami [5] Obr. 4 Shortening cracks paralell to shortening joints [5]

7 8

Obr. 5 Teplotný a vlhkostný gradient medzi jadrom a povrchom betónu [2] a [5] Obr. 5 Thermal and moisture gradient between the core of concrete and its surface [2] and [5] Obr. 6 Expanzné trhliny Obr. 6 Expansion cracks Obr. 7 Nedostatočná dilatácia od vertikálnych prvkov a základov strojných zariadení Obr. 7 Insufficient dilatation from the vertical constructions and machinery footings Obr. 8 Odlomený roh (vľavo curling; vpravo kĺbová trhlina) [5] Obr. 8 Corner snapped off (on the left – curling; on the right joint crack) [5]

9

36


1/2009

SANACE R E H A B I L I TAT I O N rohov mladého betónu (často iba hmotnosťou pracovníka) je odlomenie rohu dosky. Odlomené rohy dosiek však môžu vzniknúť aj pri nedodržaní minimálneho uhla zovretého dvomi škárami (určeného podľa spôsobu vystuženia), kedy sa vytvorí tzv. kĺbová trhlina (obr. 8 vpravo). • Trhliny súbežné s rezanými kontrakčnými škárami (vo vzdialenosti do cca. 1 m) sú spôsobené neskorým prerezaním týchto škár. • Trhliny na styku dvoch rôznych betónov (obr. 9) sa prejavujú po relatívne dlhšej dobe zaťažovania a ich pôvod treba hľadať v prerušení betonáže na dobu zvyčajne dlhšiu ako približne 45 min. Tento druh trhlín sa časom prejavuje ako vylamovanie až drobenie betónu. • Trhliny v jednom poli od škáry v druhom poli (obr. 10) vznikajú ak sa kontrakčné škáry betónovaných pásov nepretínajú v jednom mieste a styk tých-

liny a jej okolia (cca. 1 m), čím sa získa presný obraz o skladbe podlahy v mieste a oblasti poruchy a mechanické vlastnosti konštrukcie podlahy. Aktivitu trhliny je možné stanoviť použitím tenzometrickej metódy zisťovania deformácie alebo použitím deformmetrov pri súčasnom zaťažovaní konštrukcie skutočným prevádzkovým zaťažením alebo vhodne zvoleným zaťažením podľa návrhu organizácie. Dôležitým faktorom v diagnostike trhliny je jej hĺbka, ktorá sa stanovuje zo zainjektovaného jadrového vývrtu alebo aj ultrazvukovou impulznou metódou. Poruchy v tesnej blízkosti pracovných, dilatačných alebo kontrakčných škár Jedná sa o poruchy súvisiace prevažne s horizontálnymi pohybmi dosiek podlahy, no ak je podlaha zaťažená prevádzkou dopravných prostriedkov, netreba vylučovať ani vertikálne pohyby. Ku nezried-

Obr. 9 Trhliny na styku dvoch rôznych betónov Obr. 9 Cracks at two different concretes interface

11

Obr. 10 Trhliny v jednom poli od škáry v druhom poli [5] Obr. 10 Cracks inside one slab caused by the joint in the adjacent field [5]

12

zácii podláh je aj vytvorenie užšej dilatačnej škáry podlahy, ako je dilatačná škára objektu, čo vedie k drveniu podlahy v jej okolí (obr. 12). Ak sa vyskytnú poruchy uvedeného charakteru, je vhodné zistiť teplotu, pri akej bola uvedená časť podlahy betónovaná. Zmeraním aktuálnej teploty prostredia a šírky dilatačnej škáry a jednoduchým výpočtom podľa teplotnej rozťažnosti sa určí, či bola vhodne zvolená šírka dilatačných škár. Ak bude výsledok vyhovujúci, pristúpi sa k zisteniu pružných vlastností dilatačnej vložky. Jednou z príčin porúch v okolí škár podlahy môže byť nevhodne vyriešený alebo vyhotovený detail prepojenia susedných dosiek pomocou klznej výstuže. Ak nebolo s prepojením dosiek uvažované, môže dôjsť k nadmernej deformácii okraja dosky (obr. 13). Ak bolo s klznou výstužou uvažované, ale počas

Obr. 11 Zdvihnutie podlahy alebo jej drvenie [5] Obr. 11 Floor uplifting or it’s crushing [5] Obr. 12 Užšia dilatačná škára podlahy ako objektu [5] Obr. 12 Narrower dilatation joint of the floor than main structural dilatation [5] Obr. 13 Priehyby dosiek pri prejazde kolesa [5] Obr. 13 Slabs’ deflections in the time of vehicle wheel passing [5]

13

to pásov nebol dostatočne odseparovaný. Jeden pás pri svojej kontrakcii v škáre vyvodí trhlinu v susednom páse, trhlina sa stáva aktívnou a počas prevádzky podlahy môže vyústiť až do trhliny cez celú šírku betónovaného pásu. V prípade trhlín je v prvom rade potrebné posúdiť, o aký typ trhliny sa jedná a či je možné predpokladať ďalší rozvoj trhliny (jej aktivitu). Na tieto účely je vhodné odobrať jadrové vývrty priemeru 100 až 150 mm priamo z miesta trh-

kavým poruchám dochádza z absencie, nedostatočnej šírky dilatačnej alebo kontrakčnej škáry alebo nevhodne zvoleného materiálu jej výplne. Poruchy sú charakteristické zdvihnutím podlahy a (alebo) jej drvením (obr. 11). V prípade kontrakčných škár môže byť mylne označená za príčinu poruchy nadmerná tvrdosť dilatačnej vložky, no príčina poruchy môže spočívať v rehydratácii zbytkov betónu, ktorý zostal v škáre po jej neodbornom rezaní. Častym omylom v reali-


1/2009

realizácie nebola správne zabezpečená možnosť jej posunu v jednej doske (osadenie v púzdre), môžu sa vyskytnúť trhliny paralelné s uvažovanou škárou. Poruchy izolačnej schopnosti podlahy voči kvapalinám Kvapaliny sa považujú za činiteľ, ktorý za určitých (bežných) podmienok spôsobuje degradáciu konštrukcie, a preto je v každej stavbe riešená jej hydroizolácia proti prenikaniu kvapalín z exteri37


éru do konštrukcie. Hovoríme-li o priemyselných podlahách, často sú pri ich prevádzke prítomné látky ohrozujúce kvalitu životného prostredia. Ak podlaha môže prísť do styku s takýmito látkami, je potrebné, aby spĺňala aj kritérium zabránenia ich prieniku do podložia stavby. Za týmto účelom môže byť navrhnutá jednotná hydroizolácia odolávajúca aj pôsobeniu nebezpečných a často agresívnych látok. Druhým variantom je návrh zvlášť hydroizolácie a izolačnej vrstvy proti prieniku nebezpečných látok (často riešená formou nášľapnej vrstvy z taveného čadiča alebo epoxidového náteru). Základnými predpokladmi pre správne fungovanie izolačných vrstiev je celistvosť vrstiev, s ktorými je spojená. Ak však dôjde k poruche podlahovej dosky vo forme trhliny, je možné predpokladať neprimerané zaťažovanie izolačnej vrstvy vedúce k jej porušeniu. Obzvlášť ak sa jedná o hlbokú aktivnu trhlinu. Overenie stavu izolácie sa ďalej venuje len hydroizoláciám, pretože nefunkčnosť izolácie proti prieniku nebezpečných látok je možné stanoviť príslušným chemickým rozborom odobratej vzorky podlahy. Pri odbere jadrových vývrtov z miesta trhliny sa vizuálne posúdi jej celistvosť. V závislosti od skladby podlahy, druhu hydroizolácie a jej súdržnosti s inými vrstvami je možné vykonať odtrhové skúšky, ktorých výsledkom bude definovanie skutočného namáhania tejto vrstvy a predpoklad jej ďalšej funkčnosti alebo nefunkčnosti. Funkčné a estetické poruchy nášľapnej vrstvy Nášľapná vrstva priemyselnej podlahy musí spĺňať základné požiadavky na prevádzku podlahy, ako sú zväčša: prídržnosť k podkladu, rovinnosť, bezprašnosť, umývateľnosť, obrusovzdornosť, protišmykovosť, prípadne odolnosť voči chemickým látkam. Z hľadiska materiálovej bázy, technológie zhotovenia, či jej hrúbky rozoznávame mnoho druhov nášľapných vrstiev. Podstatnou skutočnosťou je, že hrúbka (a teda aj tuhosť) nášľapnej vrstvy je neporovnateľne nižšia oproti hrúbke betónovej dosky, čoho dôsledkom je prenos poruch nosnej vrstvy do nášľapnej. Poruchy nášľapnej vrstvy môžeme rozdeliť do dvoch veľkých skupín. Funkčné poruchy sú indikované nesplnením jednej alebo viacerých požiada38

viek, ktoré sú na podlahu kladené už počas projektovej prípravy stavby. Väčšinou sa prejavujú odseparovaním (delaminovaním) nášľapnej vrstvy, šírením trhlín z podkladu, tvorbou tzv. pľuzgierov alebo stratou rovinnosti. Prídržnosť nášľapnej vrstvy sa overuje odtrhovými skúškami návrtov podlahy. Rovinnosť podlahy sa overuje jednoduchým meraním pomocou ciachovaného klina zasúvaného medzi dvojmetrovú latu a podlahu v mieste jej lokálnej nerovnosti. Obrusovzdornosť je, pre priemyselné podlahy s prevádzkou dopravných prostriedkov, výhodné hodnotiť triedami RWA (Rolling Wheel Abrasion) udávajúcimi množstvo obrúseného materiálu v cm3. Samostatnou funkčnou poruchou nášľapnej vrstvy je jej dilatovanie, ktoré jednoznačne musí rešpektovať dilatačné a kontrakčné škáry v nosnej vrstve. Estetické poruchy sú vždy naviazané na funkčné poruchy nášľapnej vrstvy alebo poruchy ktorejkoľvek vrstvy podlahy. Ich posudzovanie je do veľkej miery subjektívne, preto je možné jedine porovnávaním s určitým nepísaným štandardom, ktorý býva často predmetom dohadov. Keď zvážime uvedené najzávažnejšie poruchy nutne dospejeme k záveru, že nosná vrstva podlahy – teda betónová doska (rôzne vystužená) je hlavnou determinujúcou vrstvou, ktorej správanie radikálne ovplyvňuje zvyšné vrstvy podlahy. Z tohto hľadiska je často príčinou vzniku všetkých porúch podlahy a jej návrhu, príprave podkladu, zhotoveniu a údržbe by mala byť venovaná náležitá pozornosť. DEFINITÍVNE

URČENIE PRÍČINY

PORUCHY

Porovnaním výsledkov diagnostiky podlahy s projektovou dokumentáciou a príslušnými dokumentmi je možné určiť, či príčina poruchy spočíva v projektovej príprave, realizácii alebo prevádzke podlahy a ak je to potrebné, tak aj vinníka a mieru zavinenia. DE FI NOVAN I E

P O Ž I A D AV I E K

INVESTORA

Požiadavky investora predstavujú skupinu parametrov, ktoré sú pri návrhu variantov a technológie sanácie rozhodujúce. Ak majú byť návrhy sanácie čo najvhodnejšie z hľadiska veľkého množstva požiadaviek je výhodné, aby investor organizá-

cii zadefinoval aj „váhy“ jednotlivých kritérií. V zásade je možné požiadavky rozdeliť do troch skupín. • Požiadavky na priebeh sanácie sú zamerané na minimalizovanie finančných strát investora z titulu prerušenia prevádzky. Jedná sa hlavne o nasledovné: možnosť prerušenia prevádzky (nie vždy je to možné), doba trvania sanácie, technologické obmedzenia z dôvodu nutnosti zachovania určitých existujúcich vrstiev a samozrejme cena. Z týchto podmienok si organizácia vytvorí obraz o tom, aké technológie je možné navrhnúť tak, aby boli požiadavky splnené a zohladní ich realizačnom projekte sanácie. • Požiadavky na výsledné parametre podlahy po vykonaní sanácie sú jednoznačne definované parametre podlahy, ktoré musia byť splnené. Nároky investora na podlahu v tejto oblasti bývajú často investorom osvojené požiadavky orgánov štátnej správy týkajúce sa prevažne ochrany zdravia a životného prostredia a požiarnej odolnosti. Najčastejšie sa môžeme stretnúť s nasledovnými: nosnosť, odolnosť voči dynamickému zaťaženiu, odolnosť voči agresívnemu prostrediu, izolačná schopnosť voči nebezpečným látkam, bezpečnosť v prípade požiaru (trieda reakcie na oheň) rovinnosť, protišmykovosť, umývateľnosť a vzhľad. V niektorých prípadoch sa môžeme dokonca stretnúť s požiadavkami na dekontamináciu vrstiev podlahy, ktoré musia zostať pôvodné. Uvedené požiadavky sú podkladom organizácie pre vyhodnocovanie návrhových variantov sanácie. • Obchodné požiadavky týkajúce sa sanácie priamo vymedzujú podmienky spolupráce investora s príslušnou organizáciou pri riadení projektu a sú predmetom ich obchodnej zmluvy. N ÁV R H

VAR IANTOV R I EŠE N IA

SANÁC I E

Návrh riešenia sanácie je komplikovaný proces, ktorý musí zohľadňovať príčiny poruchy a požiadavky investora tak, aby boli dosiahnuté požadované parametre a sanácia bola efektívna. Už aj tak zložitý proces je v tomto kroku sťažený o výber vhodných a cenovo prijateľných materiálov so zaručenou „znášanlivosťou“ – čo znamená, že navrhované materiály musia spolupôsobiť a vlastnosti jedného materiálu nesmú zhoršovať vlastnosti iného. Návrh sanácie by mal vždy pozostávať z návrhu viacerých variantov, pričom


1/2009

SANACE R E H A B I L I TAT I O N ich množstvo do značnej miery závisí od množstva spolupôsobiacich príčin poruchy (porúch) a požiadaviek investora. Množstvo navrhovaných variantov by malo byť medzi investorom a organizáciou dohodnuté formou dodatku k ich obchodnej zmluve ihneď po definitívnom určení príčin poruchy a presnej špecifikácii požiadaviek investorom. OVERENIE

VHODNOSTI

N AV R H O VA N Ý C H VA R I A N T O V

Ak si uvedomíme rozmanitosť stavebných materiálov dostupných na trhu, všetky ich modifikácie spolu s rôznymi možnosťami ich aplikácie a prípadného ošetrovania, je viac než jasné, že niektoré návrhy nemusia v skutočnosti fungovať tak, ako sa predpokladalo. S ohľadom na tento fakt sa doporučuje vykonať overenie navrhovaných variantov formou laboratórnych skúšok. Rozsah skúšok a skúšaných vlastností je zrejmý opäť z príčin poruchy a požiadaviek investora, pričom sa však zohľadňuje aj prípadné netradičné navrhované použitie niektorých materiálov. Všeobecný zoznam skúšok nie je možné stanoviť, keďže vieme, že každá stavba je jedinečná a každý investor má vlastné nároky a požiadavky na sanáciu i výslednú podlahu. Princíp výberu skúšok ako aj prípravy skúšobných telies na overenie účinnosti sanácie spočíva v overení spôsobov fungovania navrhovaných materiálov v danej skladbe, technológie realizácie a možného vplyvu prostredia. Je treba mať na pamäti, že ak podmienky na stavbe sa zásadne odlišujú od laboratórnych podmienok – mali by byť vykonané aj skúšky na vzorkách zhotovených a ošetrovaných pri týchto (nepriaznivejších) podmienkach. Výstupom overenia vhodnosti navrhovaných variantov bude vyradenie z ďalšieho spracovania tých variantov, u ktorých sa nepreukážu dostatočné sledované parametre výslednej podlahy. Prípadne môžu byť tieto varianty korigované a následne opäť overené. VÝBER

OPTI MÁLN E HO VAR IANTU

SANÁC I E

Výber optimálneho variantu sanácie je možné vykonať pomocou rôznych metód multikriteriálneho rozhodovania. Pre potreby bežnej praxe je ale vhodné vyhodnocovať varianty na základe klasického váhového hodnotenia jednotlivých investorom stanovených kritérií.

Výsledný optimálny variant môže v závislosti od priorít investora predstavovať ktorýkoľvek z vyhovujúcich variantov. Organizácia by pri označení ktoréhokoľvek z variantov mala investorovi jednoznačne objasniť, ako k výsledkom dospela a upozorniť ho na riziká spojené s realizáciou variantu vybraného na základe ním definovaných podmienok. Ak investor vybraný variant odsúhlasí, organizácia pristúpi k vypracovaniu realizačného projektu sanácie. VYPR ACOVAN I E

R EALIZ AČ N É HO

PROJ E KTU SANÁC I E

Akokoľvek dobre projektovo vypracované riešenie sanácie s presne špecifikovanými materiálmi, overením ich účinnosti a dosahovaných parametrov býva často znehodnotené obyčajným „ľudským faktorom“. Vzhľadom na to, že sanácie sú vo všeobecnosti omnoho náročnejšie na dodržanie presných receptúr, technologických postupov a podmienok prostredia ako nová výstavba, je viac ako potrebné spomínaný „ľudský faktor“ odstrániť alebo aspoň eliminovať. Na čo môže poslúžit realizačný projekt sanácie zohľadňujúci požiadavky investora na prevádzku objektu počas sanácie. Realizačný projekt by mal obsahovať technologickú prípravu stavby s presným definovaním pracovných postupov, zodpovedností, či sledovania kvalitatívnych parametrov v čase. Pre tieto účely sa javí vhodnou forma technologického predpisu. Súčasťou tohoto dokumentu sú ako príslušné výkresy súčasného stavu, navrhovaného riešenia a zariadenia staveniska (vykonávania stavby) s vyznačenými obmedzeniami či už realizácie alebo prevádzky objektu, tak aj textová časť vo forme správ a postupov k jednotlivým bodom. Technologický predpis presne špecifikuje kontrolný a skúšobný plán, ktorého dodržanie je jedným z krokov k zaisteniu funkčnosti, efektívnosti a kvality sanácie. Významnú úlohu zohráva aj časové plánovanie realizácie sanácie a zásobovania surovinami. Význam časového plánovania sa zvyšuje úmerne s požiadavkami investora na prevádzku objektu počas jeho sanácie. N ÁV R H

Literatúra: [1] Briatka P.: Návrh rekonštrukcie priemyselných podláh vystavených nízkemu prevádzkovému zaťaženiu, Zborník Juniorstav 2008, VUT Brno, 2008 [2] Carlswärd J.: Shrinkage cracking of steel fibre reinforced self compacting concrete overlays, Luleå University of Technology, 2006 [3] Hela R., Klablena P., Krátký J., Procházka J., Štěpánek P., Vácha J.: Betonové průmyslové podlahy. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2006 [4] Makýš O., Makýš P.: Stavenisková prevádzka, Zariadenie staveniska, vydavateľstvo STU, Bratislava, 2003 [5] Svoboda P., Doležal J.: Průmyslové podlahy a podlahy v objektech pozemních staveb, Jaga, Praha, 2007

rovanie správania sa konštrukcií. Ak budeme vychádzať z tohto jednoduchého a najmä lacného princípu prehlbovania technického poznania, môžeme zodpovedne tvrdiť, že aplikácia obdobného prístupu v praxi môže výrazne prispieť ku zvyšovaniu kvality priemyselných podláh za súčasného znižovania nákladov na ich návrh, realizáciu a prípadnú sanáciu. Z uvedeného vyplýva odporúčanie pre organizácie navrhnúť ako súčasť sanácie aj sledovanie kvality a účinnosti sanácie po jej dokončení. Pre tieto účely je vhodné v projektovej dokumentácii navrhnúť časový plán sledovania a sledované parametre konštrukcie spolu s metodikou skúšok. Taktiež je možné použiť získané informácie pri riešení obdobných projektov v budúcnosti napr. vo forme empiricky stanovených koeficientov spresňujúcich teoretické výpočtové hodnoty vo fáze projektovej prípravy sanácie. Z ÁV E R Dodržanie uvedených metodických krokov a zodpovedný prístup k sanácii podlahy alebo ktorejkoľvek konštrukcie je základným predpokladom jej úspešnej realizácie a spokojnosti investora.

SLE DOVAN IA KVALIT Y

A ÚČ I N NOSTI SANÁC I E P O J E J R EALIZ ÁC I I

Jednou z možností získavania vedomostí a zvyšovania úrovne poznania je pozo-


1/2009

Ing. Peter Briatka TSÚS, n. o., Bratislava e-mail: [email protected]

39

STAVEBNÍ


VÁŽENÍ

ČTENÁŘI A PŘÁTELÉ CEMENTU A BETONU,

v roce 2009 zaměříme naši pozornost na hodnocení výroby a užití cementu více než kdy jindy z energetického, a tím současně i environmentálního pohledu. S jistotou lze říci, že za oběma pohledy je vždy skryt i pohled cenový. Ekologickým hitem současnosti je snižování emisí skleníkových plynů, a proto se rovněž pokusíme podívat, jaké jsou možnosti výrobců, ale i zpracovatelů cementu tyto emise opravdu efektivně snižovat. Světová výroba a spotřeba cementu vzrostla z cca 590 mil. t v roce 1970 na 2 350 mil. t v roce 2005 a produkce v roce 2007 je odhadována na 2 600 mil. t, tedy nárůst mezi roky 1970 a 2007 je více než 4,4násobný. Mezi roky 1990 a 2007 je nárůst spotřeby cementu více než 2,24násobný. Největší část tohoto nárůstu je v rozvojových zemích, z toho zejména Čína vykazuje od roku 1990 cca 76% nárůst na současnou produkci 1 440 mil. t. Čína je skutečně současný největší výrobce cementu s více než 50% podílem na celosvětovém trhu. Za povšimnutí stojí, že spotřeba v Číně v komoditě cement je dnes cca 2,5krát vyšší než na celé zeměkouli za rok 1970. Pro srovnání, např. Indie, jako druhá v pořadí světových výrobců cementu představuje pouze asi 6 % světové produkce. Celá EU 27 odhadem vyrobila v roce 2007 asi 270 mil. t cementu, tedy přibližně 10 % světové výroby a spotřeby. Při výrobě cementu, jak jsme si detailně popsali v roce 2008, existují dva základní typy výrobních procesů. Výroba cemen40

tu, ale vlastně cementového slínku, je buď „mokrým“ nebo „suchým“ způsobem, což závisí na obsahu vody v surovinové směsi na výpal. Mokrý proces sice dovoluje snazší řízení chemizmu a může být vhodnější v případě, že jsou využívány výrazně vlhké složky surovinové směsi, nicméně představuje obrovskou spotřebu energie na prosté vysušení vody ze surovinové směsi. Výroba tímto způsobem byla v Česku ukončena v roce 1995, v Evropě však stále ještě cca 20 % výroby slínku vychází z mokrého (či jen částečně modifikovaného) způsoby výroby. Dnešní moderní suchý způsob výroby je palivově mnohem efektivnější. Teoretické termodynamické minimum k dosažení endotermické reakce je cca 1,8 GJ/t slínku, reálné procesy lze odhadovat od cca 3 GJ/t. Nejvyšší účinnosti dosahují suché procesy v rotační peci, s více stupňovým výměníkem a předkalcinátorem, nicméně v nejvyšších konstrukčních variantách, vysoce investičně náročné a s již malými mezistupňovými rozdíly. Jejich uplatnění lze očekávat v dalších desetiletích. Literatura: [1] Cembureau, 2009 [2] FLSmidth, 2006


1/2009

STAVEBNÍ

Tab. 1 Spotřeba tepla na výpal slínku v rozdílných pecních systémech

Typ procesu Vertikální šachtové pece Mokrý proces Dlouhý suchý proces Suchý proces – s 1 stupňovým cyklónovým výměníkem – s 2 stupňovým cyklónovým výměníkem – s 4 stupňovým cyklónovým výměníkem – s 4 stupňovým cyklónovým výměníkem a předkalcinátorem – s 5 stupňovým cyklónovým výměníkem a předkalcinátorem – s 6 stupňovým cyklónovým výměníkem a předkalcinátorem

Tepelná spotřeba [GJ/t slínku] ~5 5,9 až 6,7 4,6 4,2 3,8 3,3 3,1 3 až 3,1 2,9

Ing. Jan Gemrich Svaz výrobců cementu ČR



PETER ZUMTHOR PŘEVZ AL „C Í S A Ř S K O U K O R U N U “ PRO ARCHITEKTY Švýcarský architekt Peter Zumthor převzal v říjnu loňského roku v Tokiu z rukou japonského císaře a jeho manželky ocenění Praemium imperiale, které je také nazýváno „Nobelovou cenou za umění“. Ocenění je udíleno v několika kategoriích – malířství, sochařství, architektura a divadlo/film. Porota ocenila pětašedesátiletého Petera Zumthora, autora staveb Kaple bratra Klause ve Wachensdorfu, muzea umění Kolumba v Kolíně nad Rýnem, termálních lázních ve Vals, kaple svatého Benedikta v Sumvitg a řady dalších, jako „opravdu výjimečného architekta“, který vždy chtěl „vytvářet něco, co má hodnotu jak společenskou, tak i kulturní“. Zumthor ve své tvorbě rád pracoval s betonem a jeho drsné, režné povrchy nechával přiznané, nezakryté.

1/2009

41

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGY

FOTOGRAFICKÝ BETON NA FASÁDĚ NEMOCNICE SV. MARIE V HAMBURKU PHOTOCONCRETE AT THE MARIENKRANKENHAUS (ST . M A RY ’S H O S P I TA L ) I N H A M B U R G Nemocnice Sv. Marie je jedna z nejstarších a také nejuznávanějších nemocnic v Hamburku. Fasádu nové přístavby ke stávající budově tvoří železobetonové panely žlutavé barvy s grafickou úpravou povrchu známou pod označením – fotografický beton. Vhodný motiv k zobrazení se našel rychle – vzhledem k patronce nemocnice by to měl být obrázek Madony. Jeho technická realizace však vyžadovala pořádnou dávku znalostí, zkušeností a zručnosti. The Marienkrankenhaus is one of the oldest and most renowned hospitals in the city of Hamburg. As part of the extension to the building, a façade was created which was built with yellow dyed photoconcrete panels. The motif

1

42

for this was quickly found – to match the Marienkrankenhaus it ought to be a picture of the Madonna. The technical realisation, however, required a great deal more skill and know-how. Nemocnice Sv. Marie v Hamburku má již 140letou tradici. Jejich dvanáct specializovaných oddělení ošetří každý rok přes padesát tisíc pacientů. Nemocnice dává přednost holistickému zbůsobu léčby (tzv. celostní medicína, pozn. red.) a s tím souvisí i současné rozšiřování nemocnice o nové mezioborové oddělení zaměřené na naléhavé případy a operační centrum. Projek rozšíření zpracovával architektonický atelier Henke + Partner. Fasádu navrhli architekti v sytých tep-

lých barvách v kontrastu k jednotvárnosti, bezvýraznosti a „šedi”, časté u tohoto typu staveb. Protože byl zájem, aby se na fasádě přiměřeným způsobem odrazilo církevní zaměření nemocnice, bylo rozhodnuto zobrazit nějaký křesťanský motiv a výběr po krátké době celkem přirozeně padnul na obraz Madonna di Tempi z roku 1507 od velkého italského renesančního malíře a stavitele Rafaella Sanzio (1483 až 1520). Otázka motivu byla tedy odpovězena, zůstavala však otevřená otázka, jak přenést obraz na fasádu? Ve stejné době se firma specializovaná na fasády zabývala vývojem technologie realizace fotografického betonu. Už na jedné z prvních schůzek s architekty byl představen koncept přenosu moti-


1/2009

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y vu Madony na část fasády nové přístavby nemocnice. Od té doby se vývojové práce zaměřily na opakované hledání a vylepšování povrchové kvality fotografického betonu. Bylo třeba dosáhnout takových hodnot, aby bylo zaručeno, že výsledná kvalita zůstane zachována i při několikanásobném opakování technologie přenosu motivu na povrch betonu. V tomto případě měl být stejný motiv opakován 17krát, a přitom pozorovatel bude mít možnost přímého vizuálního porovnání jednotlivých kopií. Fotografické folie používané v této technologii byly do té doby potiskovány v mnohem hrubším rastru než vyžadoval tento jemný motiv. Bylo třeba najít možnosti, jak odstupňovaně zjemnit (zmenšit) jednotlivé body v rastru. Mnohokrát opakované zkoušky s různými chemickými látkami zpožďujícími tvrdnutí betonu se prolínaly s hledáním optimální velikosti a barvy zrn kameniva, pomocí kterého získává výsledný obrázek žádaný kontrast, ostrost zobrazení ale i jas barev. Vývoj byl náročný na čas

i peníze, neboť pouze na reálných vzorcích betonových panelů ve skutečné velikosti bylo možno posoudit, zda nový postup, použitá přísada nebo navrhovaná změna skutečně přinese očekávané zlepšení výsledného povrchu. Po téměř ročním vývoji mohl výrobce fasádních panelů zaručit, že je schopen zahájit opakovanou výrobu panelů s povrchem z fotografického betonu v konstantní kvalitě, která vyjadřuje základní rysy reprodukovaného obrazu. Počáteční obavy, že obraz bude svým několikerým opakováním na fasádě příliš vtíravý až nevkusný, se naštěstí nepotvrdily. Fasáda nepřipadá okolojdoucím nijak křiklavá, ale naopak přiměřeně a příjemně zdrženlivá. Mnozí se zastaví a se zájmem si prohlížejí její detaily.

Fotografie: glaeslephoto cologne Redakce časopisu děkuje redakci opus C – Concrete Architecture & Design (www.opusC. com) za povolení českého přetisku článku.

Literatura: [1] Madonna Tempi, opus C – Concrete Architecture & Design, 4/2008, pp. 46–47

Obr. 1 Madonna di Tempi na povrchu betonu Fig. 1 Madonna di Tempi on the concrete surface Obr. 2 Fasáda nové přístavby Nemocnice Sv. Marie v Hamburku Fig. 2 The facade of the new extension of the St. Mary’s Hospital in Hamburg Obr. 3 Detail, kontrastní obrázek – fotografie je vytvořen na povrchu betonu aplikací zpožďovače tvrdnutí po jednotlivých pixlech originální fotografie (předlohy) Fig. 3 A photographic contrast picture is created on the concrete surface by means of the pixel-by-pixel application of the curing retarder


1/2009

43

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

BAREVNÝ

SAMOZHUTNITELNÝ BETON – RECEPTURA A CHARAKTERIZACE COLOUR SELF-COMPACTING COCNCRETE – MIX DESIGN AND CHARACTERISATION A. LÓPEZ, J. M. TOBES, R. ZE R B I NO A B. BAR R AGÁN Článek se zabývá vlivem pigmentů na vlastnosti čerstvého betonu a charakter povrchu barveného samozhutnitelného betonu (coloured self-compacting concrete C-SCC). Použitá metoda pro návrh receptur je založena na složení malty a v práci jsou popsány případy záměsí malty a betonu s různými typy a velikostmi dávek pigmentů (žluť, červeň a čerň na bázi oxidů železa a uhelná čerň). Barva povrchu byla charakterizována u vzorků malty a SCC měřením hodnot trojbarevné souřadnice L*, a* a b* v chromatickém prostoru CIELab. Navíc jsou uvedeny i příklady povrchu vzorků malty a SCC odlitých ve formách z různých typů materiálu. This work presents the effect of pigments on fresh properties and surface characteristics of coloured self-compacting concrete (C-SCC). A mortar-based mix design method is applied and cases of mortar and concrete mixtures incorporating different types and dosages of pigments (iron oxides yellow, red and black, and black carbon) are included. Surface colour was characterised on mortar and SCC specimens through measures of tristimulus values L*, a* and b*, represented in the chromatic space CIELab. In addition, surface finish examples from mortar and SCC specimens cast on moulds made of different types of materialas, are presented.

ný popis vjemu mnoha staveb z betonu. Použití barveného betonu představuje jednu z cest vedoucích k lepšímu přijímání betonových staveb a příklady využití moderních betonů z nedávné minulosti to potvrzují. Za zmínku stojí stavba e-Tower v São Paulo v Brazílii, kde vysokohodnotný červený beton ve sloupech dosáhl pevnosti v tlaku 125 MPa [1], pilíře mostu Ritto v Japonsku jsou odlité z béžového samozhutnitelného betonu [2] a Kitakyushu River Walk, kde je u pěti staveb z betonu elegantní barevné schéma kombinováno s nápaditými nepravidelnými tvary [3]. Obr. 1 představuje budovu kanceláří, která se staví v Barceloně, u níž jsou prefabrikované panely fasády vyrobeny z barveného betonu vyztuženého skelnými vlákny. Příklady prefabrikovaných uličních prvků z barveného betonu jsou na obr. 2. Na druhou stranu je třeba říci, že hrubý

vzhled betonových staveb je často ospravedlněn praktickými možnostmi realizace. V tomto smyslu však může samozhutnitelný beton (SCC) posloužit jako katalyzátor pro výrobu lehčích a esteticky atraktivnějších staveb. SCC je bez pochyby nejvýznamnějším výsledkem vývoje technologie betonu za poslední desetiletí: tekutý beton, který je schopen bez zhutňování prostoupit výztuží, obalit ji a vyplnit formu, aniž by se rozměšoval. K technickým, environmentálním a esteObr. 1 Pohled na fasádu z barveného betonu vyztuženého skelnými vlákny na Campus Audiovisual v Barceloně, architekt: David Chipperfield Fig. 1 Views of the colour glass fibre reinforced concrete facades of the Campus Audiovisual in Barcelona (Architect: David Chipperfield) 1

Pokrok v technologii betonu za poslední století přinesl komplexní pochopení chování tohoto materiálu po stránce chemické, fyzikální, mechanické a strukturální. Díky tomuto pokroku si beton našel využití v nejnáročnějších a nejneobyčejnějších konstrukcích, u kterých jsou hranice dosažitelné formovatelnosti limitovány pouze představivostí. Estetická hlediska jsou však u nejpoužívanějšího konstrukčního materiálu na světě zpravidla druhořadá a většinová společnost často tento materiál vnímá jen jako šedou, špinavou, těžkou a monotónní „věc“ – což je celkem přes44


1/2009


2a Obr. 2 Uliční prvky z barveného betonu, výrobce a) Escofet, b) Mago (Badalos, Španělsko) Fig. 2 Colour concrete street elements; produced by a) Escofet, b) Mago (Badalona, Spain)

Obr. 3 Pohled na fasády z barveného SCC v City of Justice v Barceloně, architekt: David Chipperfield Fig. 3 Views of the colour SCC facades of the City of Justice of Barcelona. (Architect: David Chipperfield)

2b

tickým výhodám SCC patří i lepší produktivita, snazší realizovatelnost prvků se složitou geometrií, odstranění vibrační fáze (významné snížení hlučnosti) a zlepšení pracovního a životního prostředí, ekonomiky času a pracnosti staveb, zvýšení životnosti forem a možnost využití lehčích forem/bednění, zvýšení trvanlivosti, lepší povrch a celkové zvýšení kvality staveb obecně. SCC se nyní v Evropě využívá ve značné míře v prefabrikaci. Jeho využití v oblasti transportbetonu ukládaného na stavbě

3a


je podle současných statistik v počátcích [4]. Podíl na trhu však v posledních letech značně vzrůstá. Uvážíme-li vlastní parametry SCC, je jeho vývoj výjimečnou alternativou pro nové aplikace barveného betonu, např. v případě náročných architektonických požadavků. Příkladem aplikace barveného samozhutnitelného betonu (C-SCC) je Justice City ve španělské Barceloně (obr. 3). Konstrukční beton použitý na fasády osmi budov je C-SCC v barvách červená, žlutá, oranžová, hnědá, černá a bílá [5].

3b

5/2008

45



Obr. 4 Zařízení na zkoušky malty minislump flow a V-funnel Fig. 4 Mini-slump flow and V-funnel apparatus for mortars

![[

%[[

4a

O

4b

Obr. 11 Taipei 101 Tower Fig. 11 Taipei 101 Tower

"

! @[

Γ[

&

# ! !# " "# # ## Ac^S`TZcWRWTWQO\bSIK

5

Obr. 12 Dancing Tower od Zahy Hadid @ v Dubai Fig. 12 Dancing Tower from Zaha HadidG in Dubai

$ "

Q

5

P

Obr. # ! !#Sail" "# Bay #od## 13 The @ Marina Petera Ac^S`TZcWRWTWQO\bSIK

Prana v Singapuru R 13 The Sail @ Marina Bay from Peter Fig. Pran in Singapore

"

5

@[

Γ[

!

& Obr. 14 Burj Dubai, a) celkový pohled, 10 b) ustupující fasáda $ Fig. 14 Burj Dubai, a) general view, 10 "

b) tapered form

Obr. 5 Hodnoty Γm a Rm ze zkoušek mini slump-flow a V-funnel ve srovnání s dávkou superplastifikátoru v maltě s pigmenty, a) červeň – R, b) žluť – Y, oxidy železa, c) čerň na bázi oxidů železa – B a d) uhelná čerň – CB, G – malta bez pigmentů Fig. 5 Γm and Rm values from mini slumpflow and V-funnel tests versus superplasticiser dosage in mortars with pigments; a) red – R, b) yellow – Y, iron oxides; c) black iron oxide – B, and d) carbon black – CB, G – the mortars with no pigments Obr. 6 Rozlití kužele(slump flow) a povrch C-SCC s pigmenty Y, R, CB a B po odlití do PVC trubek a ocelových hranolů Fig. 6 Slump-flow and surface aspect in PVC tubes and steel prisms for C-SCC with pigments Y, R, CB and B Obr. 7 Systém CIELAB Fig. 7 CIELAB System Obr. 8 Barevné parametry měřené na betonech a maltách Fig. 8 Colour parameters measured on concretes and mortars Tab. 1 C-SCC Tab. 1 C-SCC

0

#

!# "# ## $# Ac^S`TZcWRWTWQO\bSIK

Obsah přísad – malta C-SCC [%] 0,4 G 0,4 Y 0,4 R 0,65 CB 0,35 B Série Cy My Cr Mr Ccb Mcb Cb Mb

46

Cement [kg/m3]

330

Pigment Žluť Červeň Uhelná čerň Čerň

Obsah přísad Obsah hrubého – beton kameniva [%] [%] 0,4 30 0,4 30 0,45 31 0,65 27 0,35 30 L* 65 67 49 47 31 29 45 50

Tab. 2 Barevné parametry měřené v betonech (C) a maltách (M) Tab. 2 Colour parameters measured in concretes (C) and mortars (M)

# !# "# ## $# %# Ac^S`TZcWRWTWQO\bSIK

%#

a* 5 7 23 26 1 <0,5 <0,5 <0,5

Df [mm]

t50 [s]

TV [s]

Dj [mm]

Df – Dj [mm]

625 690 630 695 660

3,5 4 3,8 2,8 4

8,9 14,7 14,5 14,7 12,6

615 690 615 690 655

10 0 15 5 5

b* 22 27 11 14 -1 -1 <0,5 <0,5

C* 22 28 25 30 1 1 1 1

h* 78 76 25 27 298 299 203 153

ΔE* 5,7 4,7 2 5

Aby SCC měl dostatečnou schopnost vyplňování, musí být vysoce tekutý a zároveň musí být mírně viskózní, aby se zabránilo segregaci hrubého kameniva. Zcela logický je předpoklad, že vlastnosti ztvrdlého betonu staveb z SCC budou záviset na charakteristikách materiálu v čerstvém stavu. Různost typů a poměrů jednotlivých složek, na níž je SCC obzvlášť citlivý, má proto vliv na konečnou kvalitu betonových prvků. Barvicí přísady do betonu ovlivní charakteristiku záměsi v čerstvém stavu. Výzkum malt provedený v [6] prokázal snížení zpracovatelnosti při použití žlutých nebo červených pigmentů, ne však v případě pigmentu černého. Reologický výzkum [7] prokázal zvýšení koheze při použití čer-


1/2009

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y veného, žlutého a černého pigmentu na bázi oxidů železa. Díky pigmentům je však možné snížit obsah příměsí [8]. Distribuce pigmentu ve směsi je lepší díky příznačné tekutosti SCC, čímž se zlepší i barevná homogenita [9], přesto je důležité pečlivě zvolit typ bednění (texturu) a odformovací prostředek. Pokud jde o materiál formy/bednění, lepší jednotnosti barev lze dosáhnout s nepropustným bedněním, menšího výskytu bublinek se savými povrchy forem. Výskyt bublinek se snižuje s klesajícím objemem písku a zejména hrubších částic, avšak nízký obsah písku může způsobit větší barevnou variabilitu [10, 11]. Různé typy a kolísání složení cementu mohou taktéž ovlivnit výslednou barvu betonu, stejně jako jemné kamenivo a přísady. Superplastifikátory zvyšují homogenitu v důsledku lepší disperze cementu a pigmentových částic, avšak lignin-sulfonátové plastifikátory mohou způsobit ztmavnutí materiálu a tvorbu výkvětů [12]. Určujícími faktory jsou ošetřování a podmínky expozice, obecně dosáhneme světlejších barev při kratší době ošetřování [11]. N ÁV R H

@]hZWbYcÐSZS

=Pd]R]dth\O

B`cPYOh>D1

=QSZ]d{VÒ\]Zg

@

G

10

BARVENÉHO

SAMOZHUTNITELNÉHO BETONU

0

6

L* L* White -b*

+a*

+a* -b*

L*: light/darck -b*/+b*: greener/redder -a*/+a*: bluer/yellower

C* +b* h*

-b*

-a*

-a*

L*

L* Black

7 8

35 25 15 5 -5 -5

5

15 25 35 Parameter a*


1/2009

45

CY MY CR MR CCB MCB CB MB

80 Lightness L*

45 Parameter b*

Z množství barev do betonu jsou nejvíce užívány syntetické pigmenty; požadavky na ně kladené jsou detailně popsány v normách a doporučeních [13 až 17]. Velikost částic pigmentu je srovnatelná s velikostí zrn cementu a má vliv na viskozitu pasty a potřebné množství vody nebo superplastifikátoru. Těchto jevů lze u kvalitní receptury využít a dosáhnout vyšší míry koheze. Metodologie navrhování SCC založená na složení malty se ukázala jako adekvátní i pro C-SCC [18]. Úpravy maltové fáze směřují k dosažení takových charakteristik matrice, které jsou zárukou samozhutnitelnosti. Další výhodou je možnost odhadu požadované dávky superplastifikátoru, kompatibility mezi komponenty (včetně pigmentů) a časového intervalu zpracovatelnosti (během něhož je zachována samozhutnitelnost, což je kritický údaj pro transport a ukládání). Lze vyhodnotit i konečnou barvu ve ztvrdlém stavu, stupeň disperze pigmentu, intenzitu barvy a hlediska týkající se povrchu. Metoda návrhu optimalizuje maltovou fázi za použití zkoušek mini slump-flow (rozlití kužele určené pro malty) a V-funnel (V-trychtýř), (obr. 4). Na základě série po sobě jdoucích měření se zvyšující se

70 60 50 40 30 20 0

10

20 30 40 Saturation C*

50

47



ÈSRÝ

A4( %[[

sobí jednoduše tak, aby objem pórů byl co nejmenší. Při takovéto kombinaci lze použít největší možné množství hrubého kameniva při zachování požadovaných vlastností, jako je nezbytná tekutost, prostupnost a odolnost proti rozměšování. ZKUŠENOSTI

S BARVENÝM

SAMOZHUTNITELNÝM BETONEM

Šedý (G) cement byl kombinován s vápencovým plnivem a různými pigmenty: žlutým (Y), červeným (R) a černým (B) na bázi oxidů železa a uhelnou černí (CB), v míře 3; 5,4; 5 a 3 % hmotnosti cementu. Díky superplastifikátoru na bázi polykarboxylátů bylo dosaženo malt s poměrem voda : cement : plnivo : písek 0,5 : 1 : 0,8 : 2,35 a různou dávkou pigmentů. Objem pasty byl udržován na konstantní hodnotě 56 %. Dávka superplastifikátoru se měnila u každé série tak, aby bylo dosaženo odpovídajících hodnot Rm a Γm. Na obr. 5 jsou znázorněny typické křivky Rm a Γm ve vztahu k obsahu superplastifikátoru, z nichž lze získat obsah přísady, pokud uvážíme změnu sklonu křiv-

A{`WS[OZb ÈSRÝ ÐZcbW ÈSRÝ"ÐZcbW

A4( $[[

A4( ##[[

ÈSRÝ$ÐZcbW

A4( "$[[

=QSZ

@]hZWbYcÐSZSAZc[^TZ]e

dávkou superplastifikátoru jsou vypočítány hodnoty relative flow area Γm (relativní oblasti toku) a relative flow time Rm (relativní doby výtoku) jako Rm = 10/FT a Γm =(SF/100)2 – 1, kde FT je flow time (doba výtoku) zkoušky mini V-funnel (mini V-trychtýř) [s] a SF je mini slump-flow (rozlití kužele) [mm]. Jak je patrné z obr. 4, jsou tato zařízení jednoduchá, ekonomická a snadno se obsluhují. Při volbě vhodnější dávky přísad se berou v úvahu hodnoty SF a FT společně s hodnotami naměřenými v předcházejících případech s materiály podobného typu, vizuální aspekt malty (tendence k rozměšování) a doba zpracovatelnosti, a to tak, aby se zabránilo takové kombinaci materiálů, která by vedla k významné ztrátě tekutosti v prvních minutách. Hodnoty malty, které vedou k dosažení SCC, taktéž závisí na uvažovaných materiálech . Jakmile dosáhneme tekuté a kohezivní maltové matrice, je posledním krokem upravení proporce hrubého kameniva. Jsou-li k dispozici různé frakce hrubého kameniva, obvykle se poměr přizpů-

:1Vnä%! "&

:1Vnä% !!%&

:1Vnä%!&%%

:1Vnä%$&"

:1Vnä$&%&

:1Vnä$# #%%

:1Vnä$%!%&

:1Vnä%!#%#

:1Vnä% &

:1Vnä% &%&

:1Vnä%! %$

AYZ]

2ÂSd]

:1Vnä%"$%&

9

48

ky, vizuální aspekt a dobu zpracovatelnosti. V některých případech pigmenty nezpůsobují žádné důležité změny v reologii, v jiných případech však pozorujeme významné odchylky viskozity a potřeby superplastifikátoru, např. při použití uhelné černi (CB2). Na stejném obrázku jsou zobrazeny i výsledky série vzorků s pigmentem CB1 a menším objemem pasty (49 %). Je patrné, že bylo dosaženo hodnot vhodné tekutosti. V tomto případě jsou poměry voda : cement : plnivo : písek 0,5 : 1 : 0,36 : 2,71. C-SCC byly připraveny z těchto malt. V tab. 1 jsou uvedeny mísicí poměry a vlastnosti v čerstvém stavu: slumpflow Df (rozlití kužele) a spread T50 (doba, za kterou beton dosáhne rozlití 50 mm), čas naměřený při zkoušce V-funnel TV (V-trychtýř), slump-flow s J-ring – DJ (rozlití kužele v kombinaci s J-Ringem) a rozdíl Df – DJ jako reference blokování. C-SCC jsou označeny podle barev. V tabulce lze porovnat dávku superplastifikátoru použitého pouze v maltě a konečnou dávku použitou v SCC. Poměry míšení u všech SCC byly voda : cement : plnivo : písek 0,5 : 1 : 0,8 : 2,34 s mírnou úpravou podílu štěrku. Bylo potvrzeno, že dávka přísady určená při testech malty byla vhodná pro SCC s výjimkou pigmentu Y, kde byl obsah přísady zvýšen o 0,05 %. Rozměšování nebylo pozorováno, všechny SCC měly index vizuální stability VSI = 0 [22]. Obr. 6 znázorňuje beton po zkoušce slump-flow (rozlití kužele) a povrch ztvrdlého SCC odlitého do 1 m dlouhé trubky z PVC a kovového hranolu. SCC-B vykazoval akumulaci pigmentu v povrchových bublinkách, což bylo pozorováno už na úrovni malty. Hodnoty Df u C-SCC byly stejné nebo mírně vyšší než hodnoty SCC bez pigmentů, avšak za současného vzrůstu hodnoty TV. Tento výsledek poukazuje na nárůst viskozity vytvářené pigmenty, který byl pozorován již při předchozích zkoumáních malty. Obr. 9 Malty připravené z šedého cementu s různými obsahy žlutého pigmentu i bez něj, rozlití kužele (Slump-flow) a textura povrchu vzorků odlitých ve formách z oceli, dřeva a skla Fig. 9 Mortars prepared with grey cement with and without different contents of yellow pigment; slump-flow and surface textures of specimens cast in steel, wood and glass moulds


1/2009

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y Zajímavým aspektem C-SCC je hodnocení barvy a výzkumy malty jsou v tomto ohledu velmi přínosné. Studie zahrnují pozorování počáteční sytosti, světlosti a jasu při použití různých textur forem/ bednění i vliv zrání a změny způsobené environmentálními vlivy. Barva byla hodnocena pomocí kolorimetru, měření byla provedena na každém C-SCC a odpovídajících maltách. Metodologie je založena na systému CIELAB který je tvořen prostorovou reprezentací, v níž je barva tvořena třemi proměnnými; jas L* (chromatické koordináty a*, b* nebo L*), barevný tón h* a sytost C*. Obr. 7 znázorňuje jednoduché schéma s ortogonální osou a*–b* v horizontální rovině a L* v ose vertikální. Představovaná barva je specifikována v legendě po straně. L* indikuje rozptyl mezi bílou

(horní strana), šedou (střed sféry) a černou (spodní strana). Schéma na pravé straně ukazuje význam parametrů L*, h* a C*. C* umožňuje hodnotit stupeň čistoty barvy a je znázorněn vektorem ze středu do příslušného bodu barvy v rovině a*–b*. Tento parametr může mít stejný počet pozic jako kvadrantů a je definován hodnotou úhlu barevného tónu (h*). Poslední parametr umožňuje vyhodnotit, zda barva kolísá mezi červenou, žlutou, zelenou a modrou s hodnotou 0°, 90°, 180° a 270° v uvedeném pořadí, nebo hodnotami ležící mezi nimi [22]. V tab. 2 jsou souhrnně uvedeny střední hodnoty parametrů L*, a*, b*, C* a h*, určených na vzorcích betonu (C) a malty (M) ze strany vzorku přiléhající k formě (ocelová forma). Tatáž tabulka uvádí i celkový rozdíl barvy (ΔE*) [23,

24] mezi betonem a odpovídající maltou. Tento parametr umožňuje vyhodnotit, zda jsou odchylky pozorovatelné pouhým okem. Bylo pozorováno, že hodnoty L*, a*, b*, C* a h* jsou stejného řádu, avšak přestože E* nepřekračuje hodnotu 6 (velmi nápadné), je pozorovatelná pouhým okem. Na obr. 8 lze porovnat hodnoty b* v závislosti na a* (vlevo) u malt (prázdné symboly) a betonů (plné symboly) a umístění chromatických koordinátů L* v závislosti na C*. U malt i u betonů je umístění jednotlivých bodů ve stejných zónách, takže je pravděpodobně možné odhadnout barvu C-SCC na základě hodnocení barvy malty. Malty vykazují mírný nárůst hodnoty C*, zatímco L* zůstává neměnné. Zdá se, že pigment CB vytváří tmavší barvy než pigment B, což bylo

Literatura: [1] Helene P. and Hartmann C.: HPCC in Brazilian Office Tower, Concrete International – ACI, Vol. 25, N° 12, pp. 64–68, 2003 [2] Nakajima Y., Nakazono A. and Mori S.: High Strength Self-Compacting Colored Concrete for Ritto Bridge Substructure, Proc. fib Congress 2002, pp. 137–146 [3] Maeda Annual report 2003. http://www.maeda.co.jp/english/ maeda2003.pdf [4] European Ready Mixed Concrete Organisation. Industry Statistics 2006, http://www.ermco.eu [5] García Dávila F., Sempere Vera M., Álvarez A. and Ainchil J.: Coloured Self- Compacting Concrete for the Justice City of Barcelona (Ciudad de la Justicia de Barcelona hormigón autocompactante coloreado), Proc. ‘1st Spanish Congress on Self- Compacting Concrete’, Valencia, Spain, pp. 681689, 2008. in Spanish [6] Lee H., Lee J., and Yu M.: Influence of Inorganic Pigments on the Fluidity of Cement Mortars, Cement and Concrete Research, Vol. 35, N° 4, pp. 703–710, 2005 [7] López A., Tobes J. M., Torrijos M. C., Barragán B., Giaccio G. and Zerbino R.: Effect of pigments on the rheological properties of mortars for selfcompacting concrete, 5th Int. RILEM Symp. on SCC, Ghent, Belgium, Vol. 1, pp. 309–314, 2007

[8] Collepardi M. and Passuelo A.: The best SCC: stable, durable and colourable, IV Int. ACI/CANMET Conf. on quality of concrete structures and recent advances in concrete materials and testing – Furnas Centrais Elétricas S. A. Goiânia, Brazil, 2005 [9] European Project Group 2005, The European Guidelines for Self-Compacting Concrete Specification, Production and Use, http://www.efnarc.org/pdf/ SCCGuidelinesMay2005.pdf [10] Gómez Fernández J.: Estructura de concreto aparente, Simposio Int. sobre concretos especiais Universidade Estaudal Vale do Acaraù, Sobral, Brazil, 22 p, 2002 [11] Mindess S., Franis Young J., and Darwin D.: Concrete, 2nd-ed. Edited by Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, USA. ISBN 0-13-064632-6, 629 p, 2003 [12] Coelho F. d C.: Variación del color y textura superficial de hormigones vistos, con adición de pigmentos inorgánicos, sometidos a distintos estados de exposición ambiental, Doctoral Thesis, Universidad Politèctnica de Madrid, 248 p, 2000 [13] EN 12878:2005 (E). Pigments for the colouring of building materials based on cement and/or lime-Specifications and methods of test [14] ASTM C979 -05 Standard Specification for Pigments for Integrally Colored Concrete

[15] BS 1014:1975 Specification for pigments for Portland cement and Portland cement products [16] DIN 53 237 Testing of pigments; pigments for colouration of building materials based on cement or lime [17] ACI 212.3R-91. Chemical Admixtures for Concrete, ACI Com 212, Chapter 6: Miscellaneous admixtures, p 25 [18] Tobes J. M., López A., Barragán B., Giaccio G. and Zerbino R.: Effect of sand particle size distribution on fluidity and passing ability of highly flowable mortars’, 5th Int. RILEM Symp. on SCC, Ghent, Belgium, Vol. 1, pp. 163–168, 2007 [19] EFNARC, Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, 2002, http://www.efnarc.org/pdf/ SandGforSCC.PDF [20] Yahia A., Tanimura M. and Shimoyama Y.: Rheological properties of highly flowable mortar containing limestone filler – effect of powder content and W/C ratio, Cement and Concrete Research, 35, pp. 532–539, 2005 [21] Brouwers, H. J. H. and Radix H. J.: Self Compacting Concrete: Theoretical and experimental study, Cement and Concrete Research, 35, pp. 2116– 2136, 2005 [22] ASTM Designation: C 1611/C 1611M – 2005. Standard Test Method for Slump Flow of Self-Consolidating Concrete


1/2009

49



pozorováno u čerstvých záměsí a bylo potvrzeno i měřením barevnosti. Za účelem zkoumání účinku materiálu formy a odformovacího činidla byly vytvořeny prvky ve tvaru U se stěnami z materiálů různých textur (ocel, dřevo a sklo). Povrchy z oceli byly předem ošetřeny odformovacím prostředkem na bázi oleje a dřevěné povrchy odformovacím prostředkem na vodní bázi. Tato činidla kromě jiných účinků zabraňují vytváření bublinek na povrchu. Studie byla provedena s maltami s šedým cementem (G) a kombinací 2, 4 a 6 % žlutého pigmentu (procenta hmotnosti cementu). Z obr. 9 je patrný pokles Df s obsahem pigmentu a změna barvy, stejně jako homogenita, zrnitost a jasnost barev v závislosti na typu materiálu. Pokud jde o kolorimetrické parametry, bylo dosaženo hodnot L* vyšších než 65 a hodnoty h* se pohybovaly mezi 75 a 80°. Zajímavý je i vliv obsahu pigmentu na hodnotu nasycení: hodnota C* se pohybovala kolem 7 jednotek v šedé maltě a dosahovala 38 jednotek při přidání 6% pigmentu. Vzorek nevykazoval povrchové bublinky ani jiné typy defektů, což nasvědčuje dobré funkci odformovacího činidla. Z ÁV Ě R V článku jsou uvedeny příklady použití metody návrhu receptury založené na vlastnostech malty pro barvený samozhutnitelný beton. Metoda vychází z dosažení požadovaných vlastností

malty a umožňuje odhad požadovaného množství superplastifikátoru, optimalizaci obsahu pasty s ohledem na jemné frakce písku a pigmenty (popř. jiné typy jemných podílů). Na úrovni malty lze tak vyhodnotit kompatibilitu mezi jednotlivými komponenty, interval zpracovatelnosti směsi, účinky ve vztahu k disperzi pigmentu, vlivu textury formy, odformovacího prostředku a barevných charakteristik. Pokud jsou použity pigmenty, může být nezbytné zvýšení dávky superplastifikátoru, aby bylo dosaženo stejné míry koheze a tekutosti, jako u prostého SCC. Pigmenty však mohou zároveň zvýšit viskozitu betonu při stejné hodnotě slumpflow (rozlití kužele). Tohoto faktu můžeme u vhodných receptur využít a získat záměsi s vyšší odolností proti rozměšování a vyšší robustností (menší citlivostí na malé změny mísicích poměrů jednotlivých materiálů). Homogenní povrch vysoké kvality byl pozorován u vzorků z barvených malt a SCC při použití všech materiálů forem: PVC, ocel, dřevo i sklo. Odformovací činidla na olejové a vodní bázi použitá na ocelových a dřevěných površích do značné míry zabránila tvorbě povrchových bublin. Bylo pozorováno, že kolorimetrické testy na úrovni malty umožňují odhadnout barevné parametry u výsledného betonu. Barvený samozhutnitelný beton tvoří velmi atraktivní alternativu již dostatečně flexibilnímu tradičnímu barvenému betonu pro náročné architektonické záměry

zejména při vyšší složitosti tvarů a barev. Tímto se novému a slibnému materiálu otevírá další pole působnosti. Autoři děkují za financování ze strany CONICET, CIC-LEMIT, španělskému ministerstvu pro vzdělávání a vědu (granty PSS 1-2005, PSE-380000-2007-1: “HABITAT 2030”; BIA2006-15471-C02-01) a programu Alßan, (Program Evropské unie pro stipendia vysoké úrovně pro latinskou Ameriku, stipendium N° E04E047473AR). Autoři děkují společnostem Cementos Avellaneda S.A., Cementos Cerro Blanco S. A, SIKA Argentina S.A., BASF S.A., WR GRACE Argentina S.A. a Meranol S.A., za laskavé dodání materiálu k provedení experimentálního výzkumu a výrobci dlaždic J.N. Blančino. A. López CONICET, GINTEMAC, NTU – Regional Córdoba, Argentina Juan M. Tobes, R. Zerbino e-mail: [email protected] všichni tři: CONICET, LEMIT, NU of La Plata, Argentina Bryan E. Barragán e-mail: [email protected] Dept. of Construction Engineering TU of Catalonia, Barcelona, Spain Překlad článku prošel terminologickou korekturou. Zkrácená verze textu byla otištěna ve samostatné příloze časopisu v roce 2008.

VUT v Praze Fakulta stavební Katedra betonov ch a zd n ch konstrukcí

5. mezinárodní konference

Fibre Concrete 2009

17. – 18. 9. 2009 Masarykova kolej Praha

Pokyny pro autory: 1. 4. 2009 – zaslání anotace p ísp vku 17. 6. 2009 – zaslání plného zn ní p ísp vku

http://concrete.fsv.cvut.cz/fc2009 50


1/2009


PUBLIKACE SAMOZHUTNITELNÝ

BETON V ČESKÉM VYDÁNÍ

V závěru roku 2008 vydala Česká betonářská společnost ČSSI prostřednictvím ČBS Servis, s. r. o., významnou publikaci Samozhutnitelný beton. Kniha je českým překladem anglického originálu Self-Compacting Concrete, vydaného britským nakladatelstvím Whittles Publishing v polovině roku 2008. Po dohodě s autory i nakladatelstvím anglického originálu je rozšířena o další partie. Čtveřici autorů Geert De Schutter, Peter J. M. Bartos, Peter Domone a John Gibbs doplnil Rudolf Hela, odborný garant jejího českého vydání, který je spolu s Michalou Hubertovou, autorem rozšíření knihy. Odborné korektury českého textu se ujal Petr Bartoš. SCC představuje významný vývojový krok v technologii betonu se značným dopadem na stavební praxi. Byl vyvinut v Japonsku, významné aplikace se realizovaly od počátku 90. let 20. století a v současnoti má pevné místo ve stavebním průmyslu celosvětově i v České republice – zajímavá použití SCC v ČR jsou jedním z rozšíření původního textu. Kniha poskytne informace čtenářům, kteří dosud nemají s SCC a jeho praktickým použitím zkušenosti. Je ovšem určena i čtenářům s aplikací SCC již obeznámeným. Ti ocení informace o reologii, hydrataci a mikrostruktuře, které ovlivňují technické vlastnosti a trvanlivost SCC. I informace o výběru složek, klíčových charakteristikách, metodách zkoušení, mísících poměrech, procesu stavby, technických vlastnostech, výrobě a kont-

role konformity SCC jsou užitečné. Čtenář najde praktické rady ohledně výběru, specifikace SCC a klíčových vlastností vhodných pro dané aplikace. Kniha předpokládá, že čtenář má určité zkušenosti s tradičním vibrovaným betonem a znalosti klasické technologie betonu. Mnoha kapitolám lze porozumět bez podrobné znalosti pojivových materiálů a jsou přístupné všem, od praktiků ze staveb až po postgraduální studenty, které zajímá moderní technologie betonu. Ostatní kapitoly vyžadují hlubší znalosti, např. kapitoly o hydrataci, aspektech mikrostruktury Geert De Schutter Peter J. M. Bartos a trvanlivosti. „Odbornější“ části čtenář může Peter Domone John Gibbs „obejít“, aniž by tím ztratil pochopení a celRudolf Hela kový přehled. Na rozdíl od mnohých „směrnic“ pro SCC popisuje kniha chování SCC v čerstvém i zatvrdlém stavu. Je vysvětleno, proč tomu tak je, je-li to známo. Díky kombinaci praktického návodu, fundamentálních principů a vysvětlení je kniha vhodná pro širokou odbornou veřejnost. Účelem publikace je prohloubit teoretické i praktické znalosti technologie betonu a usnadnit další vývoj a používání SCC s využitím mnoha výhod moderní technologie. Zájemci o knihu se mohou obrátit na sekretariát ČBS a kancelář ČBS Servis, nejlépe prostřednictvím webových stránek www.cbsbeton.eu. Publikace bude prodávána na akcích ČBS/ČBS Servis a v síti prodejen ČSSI a ČKAIT.

Samozhutnitelný beton

Stavební průzkum, diagnostika, projektování, monitoring. Sanace a zesilování betonových konstrukcí - metody - technologické postupy - příklady. Statická spolehlivost objektů a aplikace principů trvale udržitelného rozvoje. Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací. Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí. Progresivní materiály a technologie pro sanace betonu.

51



DEFINICE

VÝVOJE PEVNOSTI V TLAKU U PŘEDPJATÝCH VAZNÍKŮ V BĚŽNÉ VÝROBĚ THE DEFINITION OF THE PROGRESSION OF STRENGHT IN THE PRESSURE AT THE PRETENSIONED BEAMS IN THE ORDINARY PRODUCTION DIRK NIEHOFF, PETR VOREL Jednou ze současných tendencí v oblasti betonových technologií jsou stále se zvyšující hranice výsledných pevností betonů. V prefabrikaci hraje mnohem důležitější roli náběh, resp. nárůst potřebných pevností, zejména v případě předem předpjatých technologií a konečná pevnost je tzv. na druhé koleji. Článek hovoří o jedné z moderních metod měření nárůstu pevností u betonových dílců s velice přesnými výsledky. There is a current tendency for increasing limits of the final strenght of concrete in the area of the concrete technology. However, the increasing, resp. growth of the required strenght plays more important role than the final strenght in the area of prefabrication, especially in case of the prestressed technology. This article is concerning about a modern method of the strenght growth measuring of the concrete elements with highly accurate results. Kromě běžně vyztužených sloupů, vazníků, schodišť a stěn patří do nabídky chebské výrobny betonových prefabrikátů také předpjaté vazníky. Předpjaté vazníky z betonu pevnostní třídy C45/55 jsou zde vyráběny z Dornburského cementu CEM I 42,5 R-ft-. Pro dosažení požadovaných parametrů předpjatých prvků je důležité, aby byl kromě zajištění vysoké povrchové kvality také dodržen stanovený výrobní cyklus. Tzn. že musí být zajištěna minimální pevnost betonu v tlaku po 16 hodinách > 40 MPa nezávisle na tom, zda se vyrábí v létě nebo v zimě. Takto je možné vyrábět na předpínacím zařízení v jednodenním rytmu. Odpovědní technologové betonu výrobní společnosti dostali za úkol prověřit vhodnost užívané receptury betonu vzhledem k uvedenému zadání. Pro dosažení reálných výsledků bylo třeba odzkoušet navržený technologický postup v rámci běžné výroby přímo na stavebním dílci a ověřit, že nedojde ke zpoždění ve výrobě předpjatého vazníku. 52

P Ř Í S T R O J O V É V Y B AV E N Í Pro nový postup měření byly navrženy měřicí přístroje umožňující snímat a zaznamenávat sledovaná data přímo na stavebním dílci. Odpadají tak nepřesnosti v měření spojená s klasickou metodou měření hodnot na zkušební krychli. Např. je velice obtížné přenést beze ztrát vývoj vlastního tepla masivního betonového dílce na zkušební krychli. Pevnost v tlaku zjištěná na zkušební krychli odpovídá z tohoto důvodu pouze zřídka reálné pevnosti v tlaku daného stavebního dílce. Tento rozdíl je zjevný zejména při nízkém stáří betonu (do dvou dnů), tedy v době, kdy je znalost přesné pevnosti betonu v tlaku důležitá z hlediska dodržení synchronizační doby ve výrobě prefabrikátů. Ultrazvukové měřidlo Consonic 60 Zde použitý postup vychází z měření doby průběhu podélné ultrazvukové vlny stanoveným úsekem měření. Úsek měření je nastaven přímo na sondě a jeho délka je dána především mechanickými okolnostmi v místě umístění sondy. V měřícím úseku sondy se nesmí vyskytovat žádná výztuž, proto se pohyblivé části sondy, které určují velikost měřícího úseku nastaví tak, aby nedocházelo ke kolizi s výztuží. Sonda je na měřeném prvku umístěna do míst, kde je měřená veličina určující z hlediska statiky prvku, tzn. v blízkosti nosné výztuže nebo míst pro vnesení předpětí. Pevnost betonu v tlaku zkoumaného prvku je určena z naměřené rychlosti šíření ultrazvuku a z použité receptury betonu. Touto patentovanou metodou jsou na základě objemového výpočtu betonu zjištěny objemové podíly kameniva a cementového kamene. Rychlost ultrazvuku se přitom rozkládá na odpovídající podíly komponent a takto se určí příslušný podíl, který připadá na cementový kámen. Rychlost šíření ultrazvuku v cementovém kameni je možné dále přepočíst na tlakovou pevnost cementového kamene a z ní opět na pevnost betonu v tlaku. (Uvedené závislosti a vztahy jsou součástí softwaro-

vého vybavení měřícího přístroje.) Jelikož do výpočtu vstupují hodnoty určité receptury betonu, odpovídají zjištěné pevnosti v tlaku pouze příslušné receptuře. Popsaný intergrovaný postup výpočtu nevyžaduje žádná přípravná laboratorní zkoumání. Pro uvedená meření bylo použito ultrazvukové měřidlo „Consonic 60“ firmy Geotron Elektronik (obr. 1). Jedná se o přenosný měřící a vyhodnocovací systém s integrovaným PC a GSM-modemem k dálkovému ovládání a přenosu dat. Rozlišují se dvě měřící metody: • metoda v „režimu čerstvého betonu“ – ponorná sonda je vložena do čerstvého betonu a zůstává tam až do konce měření. Měření probíhá kontinuálně v tvrdnoucím betonu. • metoda v „režimu ztvrdlého betonu“ – je zkoumán již ztvrdlý beton. Jako oscilátory jsou používány univerzální zkušební hlavy s frekvencemi od 30 do 250 kHz. Měření čerstvého betonu je prováděno přímo na stavebním dílci, přičemž je k zjištění rychlosti ultrazvuku používán měřící můstek (měřící sonda). Ponorná sonda se skládá z pevné vysílací a posuvné přijímací části s intergrovaným měřidlem teploty. Dostupný rozsah nastavitelný na sondě, tzv. měřicí cesta, je 150 až 300 mm. Rozsah může být volně zvolen a přizpůsoben geometrickým podmínkám stavebního dílce. Hloubka ponoru činí 100 mm, ponorné části jsou kónického tvaru, aby je bylo možné po skončení měření z dílce opět vyjmout (obr. 2 a 3). Po spuštění probíhá měření automaticky v intervalech jedné až patnácti minut. Intervaly měření jsou nastaveny v úvodu měření v závislosti na době, po kterou chceme průběhy nárůstů pevnosti sledovat. Protože přístroj umožňuje uložit až 2400 měření, je pro požadovanou dobu sledování např. 40 h interval měření nastaven na 1 min. Výsledek je zobrazen bezprostředně po ukončení dílčího měření. Okamžitá pevnost v tlaku může být zobrazena v reálném čase graficky, nebo ve formě tabulky (obr. 4).


1/2009

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y Probíhající měření může být sledováno prostřednictvím dálkového přenosu dat a aktuální stav pevnosti v tlaku zjišťován, aniž by byla na místě potřebná stálá přítomnost personálu. Pouze na spuštění a ukončení měření je nutná obsluha přístroje a ponorné sondy. Po dosažení 25% očekávané konečné pevnosti (28 dnů) je možné prostřednictvím prognostické funkce stanovit další průběh vývoje pevnosti. K tomuto kroku jsou potřebné údaje o normové pevnosti cementu a o dalším očekávaném teplotním průběhu v betonu (příklad laboratorního uložení: T = konst. = 20 °C). Pro tento výpočet si přístroj po celou dobu měření v předepsaných intervalech průběžně zaznamenával naměřené hodnoty teploty betonu. Dosažení určité pevnosti v tlaku, teploty nebo ultrazvukové rychlosti může být signalizováno „výstražnou“ funkcí, např. blikáním diod na ponorné sondě a na měřícím přístroji. Použitým přístrojem, který je v této verzi navržen jako čtyřkanálový, lze současně získávat hodnoty až ze čtyř měřících míst. Měřící body mohou být od přístroje vzdáleny max 15 m (vzhledem k délce kabelů). Klimatizační skříň T2000 Problematika výroby zkušebních kostek a přenášení vlastního tepla ze stavebního dílu na ně, byla vyřešena konstrukcí mobilní klimatizační skříně o dvou komorách. V obou komorách mohou být teploty měněny nezávisle na sobě dle údajů naměřených teplotními senzory v betonovém dílu (obr. 5). Po vyjmutí střední dělící stěny může být velká komora využita jako jeden celek. Klimatizační skříň aktivně reguluje teplotu dle teploty zkoumaného dílu, přičemž není možné ochlazování níž než

na úroveň teploty okolního vzduchu. Teplota dílů nesmí klesnout pod teplotu okolí, proto je aktivní ochlazování dílu nepřípustné. Instalovaný ohřev a cirkulace vzduchu uvnitř skříně jsou pro daný účel postačující. Ř E Š E N Í Ú LO H Y Daný úkol byl rozšířen o otázku, zda dochází k rozdílům ve vývoji pevnosti v tlaku v prvku v závislosti na geometrii vazníků a bednění. Předpokládalo se, že v okamžiku vnesení předpětí do prvku jsou na horním a dolním pasu rozdílné pevnosti v tlaku. Důležité bylo dokázat, že v oblasti upínacích lan, tedy na spodním pasu průřezu prvku bylo dosaženo potřebné pevnosti betonu v tlaku (40 MPa po 16 h). Bylo zvoleno následující uspořádání měřicích přístrojů: • Osazení ponorné sondy na horní pás (obr. 3) • Kombinace přístrojů Consonic 60 a T2000, ve skříni bylo umístěno zkušební těleso s ponornou sondou a ultrazvukovým měřidlem (obr. 6 a 7) a na klimatizační skříň byla vedena teplota spodního pasu.

Výhodou kombinace obou přístrojů, Consonic 60 a T2000, je možnost sledování vývoje pevnosti u každého libovolného bodu dílu. Je pouze nutné umístit na měřeném místě termický kabel (průměr cca. 4 až 5 mm). Klimatizační skříň a ultrazvukový měřič mohou tedy být umístěny v odstupu několika metrů od prvku.

2

Obr. 1 Měřící zařízení Consonic 60 Fig. 1 Instrumentation Consonic 60 Obr. 2 Kompletní ponorná sonda Fig. 2 Completed submersible well

3

Obr. 3 Zabudovaná ponorná sonda Fig. 3 Built-in submersible well Obr. 4 Zobrazení výsledků probíhajícího měření Fig. 4 Displacement of the recorded results Obr. 5 Klimatizační skříň T2000 bez krytu se zkušebními tělesy Fig. 5 Air-conditioner box T2000 without cover with specimens


4

5 1/2009

53

M AT E R I Á LY


M AT E R I A L S

6

7 TQXOY]Tb`SQS^bcÒ'%# ;ÂS\h#O$! $

BXOY]Tb ##

45 BS^Z]bO\OV]ÂS

#

>Sd\]abdbZOYc\OV]ÂS

40

BS^Z]bOR]ZS

>Sd\]abdbZOYcR]ZS 35

"#

30 TQI;>OK

BI1K

" !#

25 20

! 15 #

10

5

#

0

8

!

"

#

$

%

&

'

!

AbtÂPSb]\cIVK

Zkoušky se konaly 15. a 16. března 2006. Při plnění vazníkové formy betonem byla naplněna a utěsněna také forma na zkušební těleso. Poté byly vloženy do nosníku i zkušebního tělesa ponorné sondy a bylo spuštěno ultrazvukové měření, které bylo po 17 h ukončeno a bednění bylo otevřeno. VÝSLEDKY Zkoušky potvrdily domněnku o rozdílném vývoji pevností betonu v tlaku v různých místech sledovaného prvku. V grafech na obr. 8 a 9 jsou vyneseny výsledky měření teplot a pevností betonu v tlaku. Vývoj teplot vykazuje rozdíly mezi sledovaným „horním“ a „spodním“ bodem. Horní bod více podléhal teplotním vlivům v hale než spodní bod (obr. 8). Teplotní průběh „dole“ byl zjišťován přímo na upínacím dílu předpínacího zařízení. Předpínací lana odvádějí teplotu ven (chladící můstek). Z tohoto důvodu stoupá křivka mírněji než v horním měřeném bodu. Pokles teploty „nahoře“ po 13 h je možné odůvodnit otevřením halových vrat. Teplota horní části je tedy ovlivněna teplotou v hale. 54

"

#

$

%

!

"

9

Rozdílný teplotní vývoj v prvku (obr. 8) vede k rozdílnému vývoji pevnosti v tlaku. Požadovaná pevnost v tlaku 40 MPa v místech následně namáhaných vnesením předpětí byla dosažena po 16 h. Je zřejmé, že beton takové kvality, který má v daném čase dosáhnout požadovanou pevnost, by měl být stále pod dohledem technologa. Pro zamezení časových a kvalitativních problémů je důležité zajistit přesné dodržování vlastností čerstvého betonu. Z ÁV Ě R Provedené zkoušky prokázaly, že použitá receptura betonu odpovídá daným požadavkům. Požadované pevnosti betonu v tlaku pro vnesení předpětí u vazníků byly dosaženy ve stanoveném časovém rámci. Je také patrné, že v rámci prvku dochází k rozdílnému vývoji pevností v tlaku. Pokles teploty ve výrobní hale vždy působí na prvky v ní uskladněné. Díky využití moderní měřící techniky je možné zlepšovat kvalitu vyráběných dílců. Optimalizace betonových receptur za účelem časových a materiálových úspor je možná bez rizika, jelikož aktuál-

#

$

%

&

'

!

"

#

$

%

AbtÂPSb]\cIVK

Obr. 6 a 7 Ultrazvuková zkuš. tělesa v klimatizační skříni (příklady) Fig. 6 and 7 Ultrasonic specimens in the air-conditioner case (examples) Obr. 8 Průběh teploty v horním a spodním sledovaném bodě zkoušeného prvku Fig. 8 Temperature curves in the top and bottom monitoring points of the specimen Obr. 9 Průběh pevnosti betonu v tlaku Fig. 9 Curve of the compress strenght of concrete

ní pevnost betonu v tlaku je možné zjistit online přímo na prvku. Na základě statistického zpracování výsledků měření je možné vyhodnotit a nastavit optimální teploty ve výrobních halách tak, aby byla minimalizována spotřeba energie na jejich vytápění. Dipl.-Ing. Dirk Niehoff Dornburger Zement GmbH Ing. Petr Vorel jr. PREFA-BETON Cheb, spol. s r. o. mob.: 602 425 720 e-mail: [email protected]


1/2009


K PROBÍHAJÍCÍ OPRAVĚ

MOSTU

ní památkou, by zřejmě nebyl přijatelný památkáři i veřejností. Dalšímu průniku srážkové vody a solí do konstrukce mostu je nutné zabránit řádným provedením účinné hydroizolace uložené na betonové vrstvě pečlivě vyspádované k chrličům. Z ÁV Ě R Probíhající oprava Karlova mostu vychází ze získaných a průběžně objevovaných poznatků, zejména o vlivu vody a solí dosud proniklých do konstrukce mostu, a zaměřuje se na zajištění spolehlivé hydroizolace, která by takovému průniku zabránila. Vzhledem k tomu, že dojde k obdobným opravám stavebních památek, je nutné v předstihu zajistit dodávky arkozy a černého vápna. Literatura: [1] Zprávy spolku architektů a inženýrů v Království českém, r. 1892 [2] Soukup J.: Mosty klenuté, 1900 [3] Technický obzor, r. 1905 [4] Oprava Karlova mostu, 2004

Prof. Ing. Bohumír Voves, DrSc. Pod Fialkou 7, 150 00 Praha 5 tel.: 257 216 282

RSTAB RFEM Program pro výpočet rovinných i prostorových prutových konstrukcí

Řada přídavných modulů Rozsáhlá knihovna profilů Snadné intuitivní ovládání 6 500 zákazníků ve světě Nová verze v českém jazyce Zákaznické služby v Praze

Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28,120 00 Praha 2 Ing. Software

Dlubal

B E T O N • T E C H N O L O G I E • K O N S T R U K C E • S A NInzerce A C E96.5x132 1 zrcadlo / 2 0(Beton 0 91

Tel.: +420 222 518 568 Fax: +420 222 519 218 E-mail: [email protected]

1

Program pro výpočet konstrukcí metodou konečných prvků

Statika, která Vás bude bavit ...

V nedávné době proběhly práce na zajištění stability pilířů Karlova mostu ohrožených podemíláním základů říční vodou. Nyní probíhající práce jsou zaměřeny hlavně na nosné zdivo, výplňové zdivo a hydroizolaci. Rozhodování o opravě jsou ztíženy tím, že z šestnácti polí mostu, postavených v letech 1357 až 1402, byla zachována tři pole a ostatní pole byla po poškození v letech 1432 až 1890 opravována různým způsobem. Nosné zdivo klenby a parapetu včetně zábradlí sestává z kamenných kvádrů zděných na maltu. Při provádění i opravách zdiva do roku 1892 byly užívány kvádry z arkozy z oblasti Kamenných Žehrovic. Při opravě v letech 1966 až 1975 byly některé kvádry z arkozy nahrazeny pískovcem. Arkoza obsahující křemen a živec, je pevnější a vůči korozi odolnější než pískovec. Rozdíl odolnosti arkozy a pískovce je patrný např. u chrámu sv. Víta, kde Parléř použil arkozu před více než šesti sty lety a Hilbert použil pískovec před sto lety. Na arkoze nejsou patrné stopy koroze kamene vlivem povětrnosti, u pískovce ano. Protože lomy na arkozu byly v první polovině minulého století zrušeny a otevření nového lomu brání odpor místních obyvatel, byl při probíhající opravě užit nejvhodnější dostupný pískovec. Čerstvě opracovaný kámen se zatím barevně liší od zabudovaných kamenů, které jsou dlouhodobě vystaveny povětrnosti. Dříve byla užívána malta z hydraulického černého vápna vyráběného v Praze-Podolí. Toto vápno bylo u nás i v zahraničí zavedeno pro výstavbu konstrukcí vystavených působení vody a agresivních činitelů. Po zrušení jeho výroby na konci devatenáctého století byla užívána cementová malta. Při probíhající opravě bylo zjištěno, že pod úrovní dlažby byly některé kvádry zábradlí poškozeny působením vody a solí a je nutné je nahradit novými kvádry. Rozebrání zábradlí bylo ztíženo tím, že při opravě v letech 1965 až 1975 byla místo malty z černého vápna užita cementová malta, která svou pevností znemožňovala rozpojování zdiva bez poškození kvádrů. Proto se uvažuje o dovozu černého vápna. Pro zachování starobylého vzhledu mostu by bylo vhodné nahrazování kvádrů v zábradlí omezit, nebude-li to z důvodu nosnosti nutné. Zdivo vyplňující prostor nad klenbou je z neuspořádané lomové bělohorské opuky prolévané maltou z černého vápna. Zdivo je natolik pevné, že při opravě v roce 1892 muselo být odstřelováno dynamitem [1], zdivo proto spolehlivě přenáší zatížení ke klenbě. Při výstavbě mostu byla hydroizolace zajištěna jílovou vrstvou. Ta ale před rokem 1880 selhala a mostem začala pronikat srážková voda. Proto bylo výplňové zdivo po celém povrchu pokryto vrstvou z prostého betonu, která měla zabránit průniku vody ke klenbě [2]. K průniku vody ale dále docházelo. Nezabránila mu ani vrstva prostého betonu pod dlažbou pojížděnou Křižíkovou tramvají [3]. Při opravě v letech 1966 až 1975 položená hydroizolace z živičných pásů Sklobit zcela zklamala, a to zejména pro chybný pracovní postup [4]. Její selhání způsobilo u zdiva zvýšení vlhkosti a výskyt solí. Neprojevilo se ale takovým poklesem pevnosti zdiva, které by snižovalo řádnou nosnou funkci a trvanlivost mostu. Úvahy o odstranění vody a solí, které pronikly do Karlova mostu pro uvedené selhávání hydroizolace, jsou nereálné, protože by vyžadovaly odbourání všech částí mostu nad klenbami. Takový zásah do mostu, který je národní kultur-

KARLOVA

www.dlubal.cz

BOHUMÍR VOVES

Demoverze zdarma ke stažení

POZNÁMKY

55

15.7.2008 7:47:00


GRAFICKÝ


BETON

Grafický beton je nová technologie úpravy betonových povrchů vhodná zejména pro prefabrikovanou technologii výstavby. Technologický postup byl vyvinut finskými architekty a je chráněn patentem. Technologie je založena na stejném principu jako známé a rozšířené vymývané betony. Nezhydratovaná cementová pasta ovlivněná zpožďovačem tvrdnutí betonu je však po odformování vymývána pouze z těch částí betonových povrchů, na které se ve formě přitisknul vzorek předem nanesený na speciální folii, která byla vložena na dno formy. Vzor na povrchu betonu vzniká kontrastem hladkých ploch a ploch s vymytou povrchovou vrstvou. Hloubka ovlivnění cementové pasty je tak do 2 mm

podle koncentrace použitého zpožďovače tvrdnutí. Pro výrobu betonových prvků se používá normální nebo samozhutnitelný beton. V případě použití normálního betonu s hrubším kamenivem, je možné pro povrchovou vrstvu použít směs s jemnějším kamenivem požadovaného barevného odstínu a dále formu doplnit běžně používanou směsí. Nová technologie dává architektům široké možnosti výtvarného ztvárnění betonových stěn i podlahových desek. Zajímavé výsledky lze dosáhnout s kontrastně zbarveným kamenivem k barvě cementové pasty, ale i z kombinace „tón v tónu“ pouze z rozdílného odrazu světelných paprsků od hladkého a drsného povrchu.

Vzory lze vytvářet z velkých ploch, pravidelných pruhů různé šířky nebo z bodů. Bodová technologie odpovídá rastrovému tisku, takže pomocí různě velkých bodů můžeme na stěně získat stínovaný obrázek, jakoby černobílou fotografii. Aby obrázek na stěně skutečně zřetelně vystoupil, je třeba dobře rozmyslet, jak velké mají být jednotlivé body rastru a v jakém rozestupu, a to zejména s ohledem na vzdálenost pozorovatele. Jana Margoldová

Literatura: [1] Materiály společnosti Graphic Concrete Ltd, Helsinky, www.graphicconcrete.com

1a

1b

1c

1d

1e

1f

56


1/2009

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y 2a

2d

Obr. 1 Ukázky ze vzorníku Graphic concreteTM Obr. 2 Projekt obytného souboru v Helsinkách nedaleko Arabianranty, B&M Architects, motiv trávy od Saamuli Naamanka na fasádních betonových stěnách, a) vizualizace projektu, b) c) d) pohledy na hotovou fasádu, e) detail fasády 2c

2e BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

2b 1/2009

57



3a Obr. 3 Projekt kancelářské budovy v Kumotie, a) fasáda ve výstavbě, b) hotové fasádní panely připravené k převozu na stavbu, c) detail povrchu panelu fotografie: 2 a až e Anders Portman & Graphic Concrete Ltd, 4 a až f Heikkinen-Komonen Architects & Graphic Concrete Ltd

3b 3c

58


1/2009


4a 4d

4c 4e

Obr. 4 Projekt provinčního archívu v Hameenlinne, a) vizualizace objektu, 2500 m2 fasády bez oken pokryté betonovými panely s povrchovou úpravou „Graphic Concrete“, b) hotové fasádní panely připravené k převozu na stavbu, c, d) fasáda ve výstavbě, e, f) detaily fasády

4f BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

4b 1/2009

59

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

POSTŘEHY

O CHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE PŘI POŽÁRU REMARKS OF BEHAVIOUR CONCRETE STRUCTURE UNDER FIRE PETR FAJMAN Chování konstrukce při požáru je v současné době velmi diskutované téma. Celkové požární hodnocení konstrukce však závisí na více faktorech, především pak na typu materiálu a konstrukčním systému. Z tohoto důvodu je velmi poučné zjišťovat, co se stalo a k jakým událostem došlo při reálném požáru budovy. Behaviour of concrete structure under fire is highly discussed topic in present days. Complex structure assessment depends on several factors – mainly on the type of material and structural system of the building. Therefore, it is very instructive to investigate what happened real fire of the building. Požární odolnost konstrukce je s nástupem nových materiálů velmi diskutované téma. Chování samotných stavebních materiálů je zkoumáno při různých pokusech [2, 3, 4], ale požární hodnocení budovy závisí i na její vybavenosti a konstrukčním systému [1]. Při navrhování na účinky požáru postupujeme podle Eurokodu ve dvou fázích. Nejdříve stanovíme zatížení dle EN 1991-1-2 a poté charakteristiky jednotlivých materiálů dle příslušných norem – např. pro beton [5, 6] platí EN 1992-1-2. V normách jsou shr-

nuty poznatky a zkušenosti s požáry různých objektů, proto je zajímavé sledovat na reálné budově, kde došlo k požáru, co se stalo s konstrukcí a jak je to s její další únosností. Během léta přibývá požárů zemědělských plodin, a to jak z důvodu špatného skladování, tak úmyslným zapálením. V létě 2008 vypukl požár v seníku Agrostavu Jaroměř. S největší pravděpodobností byl požár založen úmyslně. V uvedeném objektu bylo uskladněno seno. K samovznícení dojít nemohlo, protože seno bylo v rolích a vnitřní prostor byl řádně odvětráván. Velikost požáru a rozsah zničení konstrukce překvapila majitele i zasahující hasiče, protože takovou destrukci železobetonového skeletu nepředpokládali. POPIS KONSTRUKCE Seník byl postaven na počátku devadesátých let jako železobetonový skelet (obr. 1). Nosnými prvky byly železobetonové sloupy, na kterých byly navěšeny betonové dutinové panely. V horní části měly sloupy konzoly, na kterých byla uložena jeřábová dráha. Sloup měl průřez 400 × 600 mm s vyztužením na okrajích 2∅ 24 a 2∅ 18 a uprostřed 1∅ 18 mm se smykovou výztuží z třmínků po 250 mm. Střešní konstrukce byla lehká, částečně ocelová s dřevěnými 1

Obr. 1 Schématický řez a půdorys seníku Fig. 1 Section and ground plan of hayloft 2a

Obr. 2 a) pád střechy od odklonu podpor, b) zničená konstrukce Fig. 2 a) downfall of roof due to the support declination, b) damaged structur

2b

60


1/2009

VĚDA SCIENCE

vazníky s krytinou z hliníkových plechů. Na boku seníku byla přístavba z železobetonových sloupů, které nesly ocelovou konstrukci boudy opláštěnou plechy s jeřábem. Zbytek konstrukce je vyobrazen na obr. 2. POPIS POŠKOZENÍ KONSTRUKCE Požár byl nahlášen 6. září 2008 ve večerních hodinách. Podle zasahujících hasičů byla teplota vyšší než 600 °C. Maxima byla odhadnuta na 700 až 800 °C při jejich trvání dvě hodiny. Požárem byly nejvíce zasaženy krajní části objektu – řada 2 až 5 a 9 až 12, kde bylo uskladněno seno. Střední část – trakty 6 až 9 – sloužila k manipulaci se senem. Zásah hasičů se omezil hlavně na ochranu okolních objektů a ochlazování vnějšího povrchu konstrukce skladu. Teploty stěn a průběh teplot požáru nebyly exaktně měřeny, ale teplota vnějšího povrchu byla dle odhadu kolem 100 °C. Po pádu střechy došlo ke snížení teploty – jde o pokles při otevření prostoru. Podobný efekt byl sledován i při požáru budovy Windsdor v Madridu [1], kde při odstranění obvodových konstrukcí došlo ke snížení z 1 000 na 600 °C. V článku [1] lze nalézt závislost teploty na velikosti hořícího prostoru. Během požáru došlo k následujícím událostem. Deformace haly Lehká vazníková dřevěná konstrukce krovu byla tvořena z menších průřezů, které intenzivně hořely až došlo k roztavení střešní krytiny. Vlivem velkého žáru došlo k ohřátí vnitřních ploch konstrukce. To mělo za následek roztažení konstrukce a odklonění sloupů (obr. 3). Po ochlazení se konstrukce téměř vrátila

AND

A VÝZKUM RESEARCH

do původního stavu. Zůstatkový naměřený odklon směrem ven je 10 mm na 2000 mm, to znamená 50 mm na celou výšku. Výpočet vodorovného posunu konce sloupu od zatížení teplotou od požáru Pro deformaci v bodě x máme jednoduchý vztah ; g f B 2 − B6 ϕ f = + α . 37 V V našem případě uvažujeme, že příčné zatížení konstrukce je malé a přibližně platí My(x) = 0. Pro příčný posun nosníku platí podle principu virtuálních posunutí (PVP) Z

Z

c Z = ∫ ; f ϕ fRf = ∫ f

B2 − B6 Z B2 − B6 α Rf = α , (1) V V

— kde M (x) = 1x je moment v bodě x od jednotkové síly působící na konci konzoly. Při odhadované průměrné teplotě požáru po výšce 400 °C, pro průřez 600 × 400 mm uvažujeme pak hodnotu teploty vnitřního povrchu TD = 420 °C a teplotu vnějšího povrchu TH = 20 °C. Pro délku sloupu 10 m a koeficient teplotní roztažnosti betonu α = 0,000012 (α s rostoucí teplotou ještě mírně roste – pro 750 °C je α = 0,000014) vyjde c=

" − = " [ . $

Velké deformace stěn potvrzují i výpovědi svědků události, kteří

Obr. 1 Schématický řez a půdorys seníku Fig. 1 Section and ground plan of hayloft Obr. 2 a) pád střechy od odklonu podpor, b) zničená konstrukce Fig. 2 a) downfall of roof due to support declination, b) damaged structure Obr. 3 Deformace konstrukce Fig. 3 Deformation of structure Obr. 4 Trhliny na vnější straně sloupu Fig. 4 Cracks on outer side of column Obr. 5 Trhliny ve sloupech, a) na vnějším a b) na vnitřním líci Fig. 5 Cracks in columns, a) on outer, b) inner surface

3

4

5a BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

5b 1/2009

61

VĚDA


6

8 9

7

H×abObY]dt^Sd\]abIK

'

aWZWYtb]d{

&

dt^S\Q]d{

% $ # " !

!

"

#

$

%

&

'

bS^Z]bOI1K

10

jev přirovnávali k nafouknutí haly. Jen v rozích byl posun menší vlivem prostorového působení konstrukce. Zpočátku byly stěny v horní části drženy střešními vazníky. V důsledku kotvení vazníků k objektu v nich od odklánění sloupů vznikaly hned od počátku velké vodorovné tahové síly. Ty měly za následek posunutí a vytržení obvodových betonových nosníků, což významně přispělo k pozdějšímu pádu střechy (obr. 3). Nosníky byly popadány po celé délce haly buď na jedné nebo na druhé straně. Maximální sílu F (reakce vazníku) můžeme určit z podmínky posunu v horním bodě ul = 0. Z PVP dostaneme závislost mezi silou a posunem (2). Z

cZ =

∫

; f ; f Rf = 37

Z

∫

!

4 ⋅Z 4f f Rf = 37 !37

.,

(2)

— kde M(x) = Fx, M (x) = 1x jsou momenty od síly F, resp. jednotkové síly působící na konci konzoly. Podmínku nulového posunu na volném konci po sečtení rovnic (1) a (2) zapíšeme následovně: 62

!37B2 − B6 4 Z ! Z B2 − B6 − α ⇒ 4 =α . (3) !37 V ZV ! ! PV " ⋅ $ = = % [ " Po dosazení za 7 g = cZ = =

(moment setrvačnosti průřezu sloupu) a za E = 26 000 MPa (modul pružnost betonu) dostaneme 4 =α

!37B2 − B6 !⋅ $ ⋅ % ⋅" = ZV ⋅ ⋅ $

=

" I;
" IY
Jedná se o velkou vodorovnou sílu, která působí na jeden sloup – pro porovnání je např. výslednice charakteristického zatížení větrem rovna 19 kN a normálová síla ve sloupu od stálého zatížení (vlastní tíha + tíha obvodových panelů + nosník + část střechy) rovna 236 kN. Dále došlo ke zdeformování jeřábové dráhy a k vytvoření šikmých trhlin v některých betonových konzolách. Z dvaceti dvou


1/2009

VĚDA SCIENCE

11a

11b

nosníků byly pouze dva nezdeformované (nad vstupy). Zbylé byly zkroucené, prohnuté nebo vybočené. Vznik trhlin v betonu Vznik trhlin v betonu souvisí s natočením průřezu a jeho vyztužením. Při teplotě oceli nad 250 °C dochází k jejímu zplastizování a vzniku nevratných deformací. Vzhledem k tomu, že ocel v tomto stavu není schopna přenášet zatížení, musel v době požáru přenášet veškeré zatížení beton. Ocel se pouze protahovala a plastizovala. Při zpětném ochlazování však v oceli zůstávaly nevratné deformace, které kladly odpor návratu konstrukce do původního stavu. Tento jev způsobil, že se v betonu, který má podstatně menší únosnost v tahu než v tlaku, vytvořily trhliny. Ve sloupech bez zabráněného vodorovného posunu vznikly trhliny na vnitřní straně (obr. 3, 5b a 6). U sloupů se zabráněným vodorovným posunem (obr. 2 síla F) však vznikly trhliny i na vnější straně (obr. 5a a 6). To bylo způsobeno změnou jejich statického působení a odlišnou deformací (srovnej obr. 3 a 4). Šířka trhlin se pohybovala od 0,1 do 1 mm. Při výpočtu maximální velikosti momentu M, který vznikne ve vetknutí od zabránění posunu ve vrcholu, vyjdeme z vypočtené síly F. ; = 4 f ⇒ ;Z = % = % ;<[ Pokud bychom uvažovali plně plastický stav, moment způsobí teoretické napětí

σ [Of =

"; PV

=

" ⋅ %! " ⋅ $

= $! ;>O

Mezní tahové napětí v betonu je závislé na třídě betonu, např. pro BIV (C40) je σ = 4,6 MPa. Z uvedeného vyplývá, že vznik trhlin byl nevyhnutelný. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

AND

A VÝZKUM RESEARCH

11c Obr. 6 Vznik trhlin od nerovnoměrného oteplení Fig. 6 Cracks development due to non-uniform temperature distribution Obr. 7 Označení pozic vrtů Fig. 7 Identification of specimens Obr. 8 Vzorky vrtů 1 až 4 Fig. 8 Speciments 1–4 Obr. 9 Vzorek z nosníku Fig. 9 Specimen of the beam Obr. 10 Snížení pevnosti betonu v tlaku v závislosti na teplotě dle EN Fig. 10 Concrete compression strength decrease due to temperature increasing according to EN Obr. 11 a) Odprýskaná krycí betonová vrstva, b) pórovitý povrch zasaženého betonu a c) zkroucená kotevní lišta Fig. 11 a) Spalling of concrete cover layer, b) porous surface of hit concrete and c) twisted anchor wire Tab. 1 Naměřené hodnoty pevností betonu v tlaku Tab. 1 Measured value of concrete compresion strength Název

Označení

Srovnávací vrty Vrt 1 Vrt 2 Vrt 3 Vrt 4

A6/7_1 A6/7_2 sloup d9 sloup a10 sloup a4 sloup d4

Střední část Pevnost Ztráta pevnosti [MPa] [%] 49,7 0 50,1 0 22,2 55,5 21 58 12,4 75 17,1 66

Krajní části Pevnost Ztráta pevnosti [MPa] [%] 26,9 46 27,3 45,5 12,6 74 12,4 75 – 100 11,6 77

Tab. 2 Zatřídění sloupů dle intervalů pevnosti betonu v tlaku Tab. 2 Designation of columns according to compresion strength Napětí [MPa]

≤ 20

28 až 35

36 až 44

≥ 45

a3, a4, a9, a10, a11, a12

a5

d3, d4, d9, d10, d11, d12

d13

a2, a13 b13 c13 d2, d5, d6

a0, a1, a6, a7, a8 b0, b1 c0, c1 d0, d1, d7, d8

Sloupy

1/2009

63

VĚDA


13

14

12

Ve skutečnosti došlo k tahovému porušení betonu se vznikem trhlin a přerozdělení napětí. Tyto jevy by bylo možné podrobněji zkoumat například metodami lomové mechaniky. Prohlídka vývrtů ukázala, že poškozené sloupy byly popraskané i uvnitř systémem trhlin ve vodorovné i svislé rovině. Stejné poruchy se objevily i při požáru budovy Windsdor v Madridu [1], kde byly trhliny ve sloupech v obou směrech. Degradace betonu ohřátím Pro určení míry poškození betonu byly provedeny zkoušky pevnosti v tlaku zasažených sloupů. Dále bylo nutné zjistit i původní nepoškozenou pevnost. K tomu byl vybrán nosník, který se nacházel pod střechou v manipulační zóně, kde přímo nehořelo a byl vystaven žáru jen z jedné strany. Beton nosníku i vrtů byl vizuálně zhodnocen a bylo konstatováno, že je kompaktní a nepoškozený. Byly odebrány čtyři vrty v poškozených sloupech (obr. 8) a dva vrty v nosníku (obr. 9). Z každého vrtu ve sloupech, pokud to šlo, byly zhotoveny dva vzorky. Z každého vrtu v nosníku byly udělány také dva vzorky, jeden na straně požáru a druhý na opačné straně. Vrty byly provedeny přenosnou vrtací technikou s vývr64

15

tem ∅ 75 mm, umístění vrtů v půdoryse a na sloupu je vykresleno v obr. 7. Popis vzorků: • vrt 1 (sloup d9) – po obou stranách byla vrstva rozpadlého betonu do hloubky 60 mm. Střední vrstva betonu je také poškozena – materiál je mezerovitý oproti srovnávacímu vzorku. • vrt 2 (sloup a10) – beton je po obou stranách poškozen. • vrt 3 (sloup a4) – beton je po obou stranách poškozen. Ve střední části vrtu je beton porušen svislou trhlinou. • vrt 4 (sloup d4) – na jedné straně je beton poškozen. Srovnávací vrty (nosník a56)– vizuálně jsou vzorky betonu bez poškození, struktura materiálu je kompaktní (obr. 9). Vzorky byly před zkoušením rozříznuty a okraje byly zarovnány. Zkoušky se prováděly na lisu s řízeným přírůstkem posunutí v laboratoři Fakulty stavební ČVUT. Výsledky zkoušek V tabulce 1 je procentuální ztráta pevnosti vztažena k průměru hodnot pevností srovnávacích vrtů v nepoškozené části (49,9 MPa). Výsledky zkoušek potvrdily značné snížení pevnosti betonu.


1/2009

VĚDA SCIENCE

Literatura: [1] Calavera Jose and col.: Fire in Windsdor building, Madrid, In NIT 2-05, www.intemac.es [2] Kallerová P. a Wald F.: Požární zkouška na experimentálním objektu v Mokrsku, ČVUT v Praze, srpen 2008, ISBN 978-8001-04146-8 [3] Wald F., Simões da Silva L., Moore D. B., Lennon T., Chladná M., Santiago A., Beneš M. and Borges L.: Experimental behaviour of a steel structure under natural fire, Fire Safety Journal 2006, Volume 41, Issue 7, pp. 509–522 [4] Procházka J., Langer, J.: Zkoušky požární odolnosti betonových prvků a konstrukcí, In: Sborník semináře Betonové konstrukce v extrémních podmínkách, ČBS ČSSI – Praha 13. září 2004, s. 21–33, ISBN 80-9033501-0-0 [5] Procházka J.: Zavádění EN 1992-1-2 „Navrhování betonových konstrukcí Část 1-2: Navrhování na účinky požáru“ do praxe – Úvod, materiálové charakteristiky; Ověření požární odolnosti pomocí tabulkových hodnot In: Beton TKS 3/2005, s. 49–62 [6] Procházka J., Tožičková L.: Zavádění „EN 1992-1-2 „Navrhování betonových konstrukcí Část 1-2: Navrhování na účinky požáru“ do praxe – Zjednodušené metody navrhování, In: Beton TKS, 1/2006, str. 44–48, ISSN 213–3116 [7] Procházka J., Štefan R.: Rozložení teplot v betonových prvcích vystavených požáru, In: Stavební obzor 2/2008, roč. 17, ISSN 1210-4027, str. 33–39

Obr. 12 Porušené rošty Fig. 12 Damaged floor Obr. 13 Označení poškození betonu u sloupů Fig. 13 Ranking of concrete damage of columns Obr. 14 Označení poškození betonu u obvodových panelů Fig. 14 Ranking of concrete damage of circuit panels Obr. 15 Označení poškození betonu roštů Fig. 15 Ranking of damaged concrete floor panels

Zajímavostí je, že v rámci jednoho prvku je rozdíl v pevnosti až 46 % . Jedná se o závislost na vystavení povrchu žáru – beton u povrchu směrem k požáru měl poloviční pevnost, než na opačné straně [7]. Některé vzorky ze sloupů byly na povrchu vystaveném přímému žáru až do hloubky 80 mm rozpadlé. Proto se dělaly zkoušky hlavně na středních částech vrtů, a pokud to šlo, tak i na méně rozpadlém povrchu. Naměřené výsledky na sloupech ukazují na 55 až 66% ztrátu pevnosti. Jeden vrt byl navíc porušen trhlinami i ve střední části, kde ztráta pevnosti byla 75 %. Použijeme-li normový graf z obr. 10 pro závislost okamžité ztráty pevnosti betonu na teplotě, tak porovnáním naměřených pevností, můžeme konstatovat, že teplota dosahovala hodnot 800 °C a poškození betonu můžeme kvalifikovat jako trvalé. Z grafu vyplývá, že poškození betonu je závislé na teplotě, kterou prošel. Např. při požáru budovy Windsdor v Madridu [1] byl naměřen úbytek pevnosti od 15 do 80 % na sloupech tloušťky 500 mm. Vlivem požáru se také snížila objemová hmotnost o 5 až 7 %. To ukazuje na významné odpaření vody z betonu. Porušení vrchní betonové vrstvy je zachyceno na fotografiích na obr. 11. K tomuto jevu dochází vlivem rychlého odpařoBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

AND

A VÝZKUM RESEARCH

vání vody v betonu (volné i chemicky vázané). Z provedených vrtů bylo zřejmé, že poškození dosahovalo do hloubky 40 až 80 mm (obr. 8). Porušení povrchu vrtů sloužilo ke kalibraci Schmidtova kladívka, kterým se zkoušely zbylé sloupy. Ztráta pevnosti pak byla v korelaci s orientačními hodnotami napětí naměřených Schmidtovým kladívkem. Sloupy zatříděné do intervalů pevnosti jsou vypsány v tab. 2 a vykresleny na obr. 13. Obvodové panely prošly obdobným procesem jako sloupy. Od nerovnoměrného oteplení se zdeformovaly a zároveň se snížila pevnost betonu. Deformace panelů vyvolala pokroucení ocelových kotvících lišt, což bylo důsledkem rozdílné teplotní deformace (rozdílné dosažené teploty) panelů, lišty a sloupu (obr. 11c). Výskyt poškozených panelů odpovídá výskytu poškození sloupů (obr. 14). Poškození podlahových roštů bylo menší než poškození sloupů a stěn. V obr. 12 jsou patrné trhliny u horního ohřívaného povrchu. Za normálního provozu jsou horní vlákna uprostřed prostého nosníku tlačená, tudíž zde není navrhována tahová výztuž. Od nerovnoměrného oteplení však došlo k vzedmutí roštu směrem nahoru a vzniku velkých tahových napětí u horního povrchu. Zároveň zde také došlo k redukci pevnosti betonu. Místa poškození roštů jsou vykreslena v obr. 15. Mimo zónu požáru je poškozený jeden rošt, na který spadl nosník a prorazil ho. Z ÁV Ě RY Vystavení konstrukce vysokému žáru vede k různým destruktivním procesům a změnám statického působení. Z tohoto hlediska jsou nejdůležitějšími změnami – přídavné namáhání teplotou a změna vlastností materiálu. V popisovaném případě byl první proces charakterizován velkým deformačním zatížením, které mělo za následek pád části konstrukce. Druhý proces vedl k výraznému snížení pevnosti betonu, k nevratným změnám ve struktuře materiálu a ke vzniku trhlin širokých 0,1 až 1 mm. Pevnost zasažených prvků byla snížena v závislosti na vzdálenosti od epicentra požáru. Na sledovaných sloupech byl úbytek pevnosti pozorován v celém průřezu a pohyboval se od 50 do 80 %. Nosníky a obvodové panely byly zasaženy téměř do poloviny své tloušťky. Hlavní destrukce proběhla během dvou hodin, což byla doba trvání maximální teploty 800 °C. Vzhledem ke stavu betonu a konstrukce bylo doporučeno halu zbourat. Jedině základová konstrukce byla téměř nepoškozena a při opatrném bourání horní stavby by šla využít pro novou konstrukci. Recyklace zbytků betonu by byla možná pouze do nenosných konstrukcí. Výsledky uvedené v příspěvku byly získány za podpory výzkumného záměru MSM 6840770001 a informacím od HZS v Jaroměři. Text článklu byl posouzen odborným lektorem. Doc. Ing. Petr Fajman, CSc. Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, Praha 6 tel.: 224 354 477 e-mail: [email protected]

1/2009

65

VĚDA


BIODEGRADACE

BETONU PŮDNÍMI BAKTERIEMI CONCRETE BIODEGRADATION BY SOIL BACTERIA RICHARD WASSERBAUER, RADEK ZIGLER Beton je z biologického hlediska považován za velmi rezistentní materiál, jehož odolnost mohou ve specifických případech narušit pouze thionové bakterie. V poslední době se však ukazuje, že korozní působení těchto mikroorganizmů se, s výjimkou kanalizačních kolektorů, přeceňovala, a že zvláště atmosférickou korozi urychluje řada běžných půdních mikrobů. Tyto mikroorganizmy byly dosud považovány za členy specifického mikrobního společenství a jejich degradační aktivita vůči betonu nebyla brána v úvahu. Včasná a rychlá diagnostika jejich přítomnosti může proto zabránit větším škodám. From the biological point of view concrete is regarded as a very resistant material whose resistance can be impaired by thione bacteria only under specific conditions. However, it became evident recently that the corrosive effect of these microorganisms, with the exception of canalization collectors, was overestimated and that the atmospheric corrosion, above all, is accelerated by a number of common soil microbes. Up to the present time, these microorganisms have been regarded as members of a specific microbial community and their degradation activity affecting the concrete has not been taken into consideration. Therefore, diagnosticating their presence quickly and in time can prevent more serious damages. Porušení betonové konstrukce, ke které dochází při její interakci s okolním prostředím, je vždy výslednicí působení řady fyzikálně-chemických, případně biologických korozních vlivů. Účinky těchto vlivů se vzájemně zesilují či zeslabují a jejich intenzita je závislá na délce trvání a podmínkách působení. Biologická koroze betonu je vlastně specifickým druhem chemické koroze, iniciované živými organizmy [1]. Při degradaci a rozrušování betonových skruží kanalizačních kolektorů a betonu přehradních nádrží hrají významnou roli sirné bakterie. Korozivně aktivní je zejména Dithiobacillus thiooxidans, který snižuje pH betonu až na 2 až 3. Úroveň pH ovšem nekoreluje vždy se stupněm 66

korozního znehodnocení, protože některé pufrovací systémy betonu mohou pH udržovat na neutrální úrovni. Zdrojem S2+ a tedy i H2S jsou pro thionové bakterie aminokyseliny obsahující síru (cystein a methionin), které se tvoří při mikrobním rozkladu bílkovin v kanalizační síti. Po pětileté expozici může dojít v kanalizační síti k rozrušení betonu až do hloubky 30 mm [2, 3]. V poslední době se však ukazuje, že korozní aktivita sirných bakterií se u betonových konstrukcí (nikoliv u kanalizačních kolektorů) spíše přeceňovala. Korozní změny jsou zřejmě ovlivněny především přímou transformací oxidu siřičitého na H2SO4 a nikoliv výlučně korozní aktivitou sirných bakterií. Thionové bakterie jsou však i nadále nacházeny na betonových objektech, ale ve společenstvu řady dalších mikrobů (bakterie desulfurikační, denitrifikační, nitrifikační a amonizační), ve kterém většinou nehrají dominantní roli [4]. Zároveň je zřejmé, že půdní mikroorganizmy, zvláště Bacillus mucilaginosus mohou vrůstat do pórů betonového kamene a měnit jejich strukturu [5], případně destruovat některé minerály. Mikroorganizmy jsou schopny růstu v pórech betonu o průměru větším než 30 μm, a to i při pH 11,5 až 12,5 a vytvářet zde celou řadu minerálů obsahujících Ca2+, což musí mít vliv na stabilitu betonového kamene. Při analýzách mikroflóry betonových konstrukcí se stále častěji objevují zmínky o významné degradační aktivitě mikromycet (plísní). Dominantní postavení při biokorozi betonu hrají mikroskopické vláknité houby (mikromycety), a to především zástupci rodů Cladosporium, Alternaria, Aspergillus, Penicillium a Trichoderma. Jedná se tedy o běžné epifytní či půdní mikromycety, které jsou schopny růst na nepatrných částečkách prachu a špíny, rychle kolonizovat porézní povrch betonu a produkovat organické kyseliny. Ty jsou následně převáděny do Ca komplexů, což znamená, že volné kyseliny nejsou analyticky detekovány [6]. Mikrobní procesy probíhají na vlhkém a zestárlém betonovém kameni (pH pod 8) velice rychle. V našem příspěvku jsme se proto pokusili pomocí jednodu-

ché přístrojové techniky a bez přesného určení agresivní mikroflóry vyjádřit rychlé mikrobní procesy, které vedou k povrchové korozi betonu a ve svých důsledcích mají během času hluboký dopad na stabilitu betonového kamene. E X P E R I M E N TÁ L N Í

VÝZKUM

Materiál a metody Pro zkoušky byly použity vzorky betonu z Portlandského cementu třída pevnosti 25 MPa o rozměru 50 x 50 x 60 mm vyřezané z opravovaných mostních oblouků. Stárnutí vzorků betonu (snížení pH výluhu betonu na 8) bylo provedeno trojnásobnou expozicí vzorků betonu v autoklávu při teplotě 120 °C vždy po dobu 2 h. Jako zkušební prostředí jsme použili bezuhlíkatou minerální půdu o následujícím složení: KH2PO4 0,1 g, K2HPO4 0,1 g, MgSO4 0,3 g, (NH4)2SO4 0,5 g, FeSO4 stopy, destilovaná voda 1000 ml, pH 7,5 upraveno 0,1N KOH. Půdní výluh pro zaočkování zkušebního media byl připraven z lehké zahradní země (drnovka a listovka v poměru 1 : 1)

Obr.1 Fig. 1.

Koncentrace vápníku Ca2+ a vodivost [mS] kultivačního media se vzorky betonu první až devátý den kultivace The concentration of calcium Ca2+ and the conductivity [mS] of the cultivation medium with concrete samples within the first to ninth days of cultivation period

Obr. 2 Průběh transportu vody do kontrolních a exponovaných betonových vzorků v čase Fig. 2. The development of reaction of both reference and exposed samples to the water transport in time Obr. 3 Koncentrace půdních bakterii v mediu (C ml-1) a průběh pH v mediu se vzorky betonu v závislosti na čase Fig. 3. The concentration of soil bacteria in the medium (Cml-1) and the pH behaviour in the medium with concrete samples being immersed therein in time dependence Obr. 4 Tvorba pěny na povrchu minerálního media třetí den kultivace Fig. 4. The foam formation on the mineral medium surface on the third day of cultivation


1/2009

VĚDA SCIENCE

obohacené kompostovou zemí v poměru 1 : 5, vlhkost půdy 40 %, pH půdního extraktu 5,8. 1 g upravené země byl přelit 100 ml destilované vody. Po rozmícháni a odsazení byla suspenze přefiltrována přes skleněný filtrační kelímek s fritou, velikost 2 až 3. Vždy 100 ml media bylo zaočkováno 1 ml půdního výluhu. Zkušební a kontrolní vzorky o rozměru 50 x 50 x 60 mm byly umístěny do dvou litrových plastových nádob a zcela ponořeny do inokulovaného zkušebního media. Současně bylo do media přidáno 0,02 % glukosy a 0,005 % peptonu jako startér růstu půdních mikroorganizmů. Sterilita kontrolní sestavy byla udržována přídavkem Ajatinu. Každodenní přídavek glukosy imitoval snadno přístupný zdroj uhlíku. Kultivace proběhla v termostatu při teplotě 27 ± 2 °C během 10 dnů. Koncentrace Ca2+ v kultivačním mediu byla stanovena na fotokolorimetru Spektroquant SQ 300 (Merck), reakcí na glyoxal-bis (2-hydroxyanil). Změny pH byly stanoveny pH metrem HI 9017 HANNA (USA). Vodivost media v čase byla sledována konduktometrem OK 102-1 Radelkis (Maďarsko), celkový počet mikroorganizmů byl stanoven na fotokolorimetru Microelisa Reader (Dynatech Lab. INC), rychlost sorpce vody do exponova-

Diskuse výsledků Na povrchu betonu zkorodovaného v základových konstrukcích či v atmosférických podmínkách se vždy nachází velké množství heterotrofních bakterií a plísní, které vytváří typické společenstvo [4]. Doménou chemoorganotrofních půdních bakterií je kyselinová koroze, známá jak v chemických provozech, tak i v zemědělství. Ve vlhkých betonových konstrukcích se setkáváme především s kyselinou octovou, mravenčí, propionovou, citronovou, glukonovou, šťavelovou a řadou dalších kyselin trikarbonového cyklu, které mikroorganizmy vytváří během svého života. Protože kyseliny reagují především s Ca(OH)2 a posléze i s hydrosilikáty a hydroalumináty Ca za vzniku vápenných solí, je zřej-

d] RW d] a b

$

"

&

$

&

"

$

Y ]\b`]Z\ dh ]`Y g

6 IK

&

d]RWd]abI[AK

1O I[UZ[SRWOK

"

dt ^\ Y

A VÝZKUM RESEARCH

mé, že rychlost koroze betonu bude záviset zejména na rozpustnosti těchto Ca solí a na chování vrstvy vzniklých korozních produktů. Koroze postupuje tím rychleji, čím jsou vznikající reakční produkty rozpustnější a čím rychleji jsou při kondenzaci vodní páry nebo deštěm vymývány z hmoty betonu. V naších výsledcích byl zřejmý prudký vzestup Ca2+ v mediu, zvláště během prvních tří dnů kultivace, provázený postupným zvyšováním konduktivity (obr. 1). Současně se také zvyšovala produkce CO2, což se mj. projevilo postupným poklesem pH (až na 4,9) a intenzivní tvorbou pěny na povrchu kultivačního media (obr. 4). Masivní vznik CO2 lze snadno odvodit z metabolických drah pro aerobní bakterie. Pokud použijeme globální schéma pro bakterielní buňku, vidíme, že z bílkovin, polysacharidů a lipidů (základních organických složek biologického znečištění) vznikají aminokyseliny, cukry (hexózy a pentózy) a mastné kyseliny. Ty jsou přes Krebsův cyklus trikarbonových kyselin metabolisovány na NH3, H2O a CO2. Produkci CO2 lze také odvodit z metabolické dráhy pro aerobní respiraci, která je obecná pro bakterie, rostliny i živočichy. Vzniklý CO2 napadá hydratační produkty cementu a neutralizuje Ca(OH)2 v povr-

ných vzorků betonu byla stanovena vážkově na vahách PCN 128/00 Schoeller Instruments. Orientační analýza mikrobních metabolitů proběhla za pomocí tenkovrstvé chromatografie na silikagelu, soustava butanol, kyselina octová voda 9 : 1 : 1 (aminokyseliny), 4 : 1 : 5 (organické kyseliny), detekce aminokyselin 0,25% ninhydrinem v acetonu, detekce organických kyselin 0,075% bromkresolovou zelení a 0,025% bromkresolovou modří v ethanolu.

"

AND

S f ^]\]dO \{dh ]`Y g & $ "

"

1

!

# R\gYcZbWdOQS

%

&

" $ & a]`^x\YÂWdYgµxOaI[W\K

3

$ & 3

# POYbS`WS

"

$ 3

^6

!

^6

POYbS`WSI1[ZK

2 3

%

" 3 3

3

'

3

!

# R\gYcZbWdOQS

%

'


4 1/2009

67

VĚDA


chové vrstvičce betonu za vzniku uhličitanu vápenatého [8]. Ca(OH)2 + CO2 + H2O → CaCO3 . 2H2O Takto vznikající CaCO3 krystalizuje v nestabilních modifikacích lateritu (aragonitu), které se přeměňují na stabilní kalcit, při čemž dochází ke značným objemovým změnám a k částečnému zaplnění povrchových pórů betonu. To dobře souhlasí s názorem [9], který uvádí jako nejvýznamnější mikrobní metabolity HCO3-, H2CO3, CO3-. Také my jsme mikroskopicky pozorovali na povrchu pokusných vzorků místy jemné krystalické novotvary CaCO3 spolu s amorfním gelem kyseliny křemičité. Zaplnění pórů betonu CaCO3 mělo za následek zpomalení transportu vody do betonu (obr. 2) a v pozdější fázi kultivace i růst větších krystalů kalcitu a aragonitu. V další fázi kultivace došlo k výrazným změnám (obr. 3). Produkce CO2 téměř ustala, na povrchu kultivačního media se začaly objevovat mikromycety (plísně). Došlo k pozvolnému poklesu koncentrace bakterií (fáze odumírání), pH media se zotavilo na hodnotu 6,5. Pozorovaný průběh je typický pro mikrobní půdní populaci, která zpočátku začíná růstem bakterií a fáze mikromycet se v mediu plně objevuje až po šesti až deseti dnech. Úloha plísní při biokorozi betonu není stále zřejmá. Podle [4], plísně žijí na betoLiteratura: [1] Vavřín F., Retzl K.: Ochrana stavebního díla proti korozi, SNTL Praha 1987 [2] Monteny J., Vincke E., Beeldens A., De Belie N., Taerwe L., Gemert Van D., Verstraete W.: Chemical, microbiological, and in situ test methods for biogenic sulfuric acid corrosion of concrete, Cement and Concrete Research, 30, 620–634, 2000 [3] Jones M. S., Wakefield R. D., Forsyth G.: A study of biologically decayed sandstone with respekt to Ca and its distribution, Proceedings of the 9th Inter. Congres in Deterioration and Conservation of Stone, 473–481, 2000 [4] Nica D., Davis J. L., Kirby L., Zuo G., Roberts D. J.: Isolation and charakterization of microorganisms involved in the biodeterioration of concrete in sewers, International Biodeterioration & Biodegradation 46, 63-68, 2000 [5] Durčeva V. N.: Mikrobiologičeskoje

68

nu v kooperaci s bakteriemi (komensalizmus, kometabolismus?) a do biokoroze betonu nezasahují, naopak podle [6] jsou hyfy plísní schopny pronikat do betonu a zvětšovat jeho porozitu. Tenkovrstvou chromatografií jsme detekovali v růstové fázi plísní mravenčan a octan vápenatý, v mediu byly slabě přítomny také aminokyseliny valin, lysin, metionin a kyselina asparagová, které podle grafu na obr. 1 nadále uvolňovaly Ca2+. Další kyseliny trikarboxylového cyklu nebyly detekovány. Zřejmě byly převedeny do Ca komplexů. To svědčí pro pokračující korozní proces betonu řízený plísněmi. Jak potvrdily uvedené pokusy, rychlost úniku Ca2+ z přípovrchových vrstev betonu stimulovaná půdními bakteriemi je značná. Záleží ovšem na vlhkostních a teplotních podmínkách určitého objektu. K tomu je nutné připočítat mechanické poškození betonu (agresivní chemikálie, tepelné trhliny, procesy vápenatého a hořečnatého rozpínání, ale také znečištění betonu minerálními tuky a oleji, které jsou živinami pro bakterie), které často zahajuje biodegradaci [8]. V optimálních podmínkách proběhne úvodní fáze biokoroze půdními bakteriemi během osmi až deseti dnů, za přítomnosti kondenzátu, nebo při dešťových srážkách se může během let mnohokrát opakovat. Praktické důsledky provedených experi-

[6]

[7]

[8]

[9]

isledovanije betona, In: Izvěstija VNII gidrotechniki, 232, 2, 404–412, 1997 Dong Gu Ji., Tim. E. Ford, Neal S. Berke, Mitchel R.: Biodeterioration of concrete by the fungus Fusarium, International Biodeterioration & Biodegradation 41, 101–109, 1998 Mc Namara C. J., Perry T. D., Bearce K., Hernandez-Duque G., Mitchell R.: Measurement of limestone biodeterioration using the Ca2+ binding fluorochrome Rhod-5N, Journal of Microbiological Methods, 61, 2, 245–250, 2005 Ďurďová L., Leber P.: Biokoroze betonu a možnosti optimální sanace, Beton TKS, 62–67, 2, 2008 Tazawa E. I., Morinaga T., Kakai K.: The deterioration of concrete in sewerage works caused by metabolites of aerobic microorganisms, and preventive measures, Proc. of 3rd CAN-MET/ACI Inter. Conf. on Durability of Concrete SP 145–159, 1087–1097, 1994

mentů jsou zřejmé. Zabránit, nebo alespoň zmenšit mikrobní aktivitu je možné jedině tak, že se co nejvíce zamezí přístup vody do betonových konstrukcí. To je možné například snížením množství trvale vlhkých kapes, a to již ve fázi projektu. U zemních konstrukcí se doporučuje vložit pod základy a na stěny výkopu nepropustnou hydroizolační folií proti vzlínající vlhkosti a po ztuhnutí betonu těsně vyplnit prostor výkopu zhutnělou suchou zeminou s bentonitem, čistým křemitým pískem a hmotou odpuzujícím vodu [8]. U betonových pilířů umístěných ve vodě použít těsnící injektáže proti vodě, případně opláštění pilířů, včetně těsnicích vložek proti tlakové vodě. U objektů, kde je v určitých místech poškozený beton a podezření na biologickou korozi, měřit v průběhu času koncentraci Ca2+ a pH betonu. Pokud se oba uvedené parametry rychle mění, doporučuje se odstranit poškozený beton až na nezkorodované jádro a nahradit jej materiálem odolným vůči biokorozi. To je možné dosáhnout volbou hornin vhodného minerálního složení, volbou cementu a aditiv, která rezistenci proti bakteriím zvyšují. Z ÁV Ě R Bylo experimentálně prokázáno, že biokoroze betonu běžnými půdními bakteriemi probíhá za příznivých vlhkostních podmínek v krátkém časovém období velmi intenzivně a je schopna výrazně ovlivnit fyzikální vlastnosti betonu obdobně jako sirné bakterie. Zabránit, nebo alespoň zmenšit mikrobní aktivitu je možné jedině tak, že se co nejvíce zamezí přístup vody do betonových konstrukcí. Pro posouzení rychlosti probíhající biokoroze je vhodné stanovit na podezřelých místech úbytek Ca2+ a posoudit změny pH. Článek byl zpracován za podpory grantového projektu GAČR 103/06/1801 Analýza spolehlivosti vlastností stavebních materiálů a konstrukcí s přihlédnutím k jejich změnám v čase a časově proměnným vlivům. Prof. Ing. Richard Wasserbauer, DrSc. e-mail: wasserba@ fsv.cvut.cz Ing. Radek Zigler, PhD. e-mail: [email protected] oba: Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra konstrukcí pozemních staveb Thákurova 7, 166 29 Praha 6 Text článku byl posouzen odborným lektorem.


1/2009

VĚDA SCIENCE

AND

A VÝZKUM RESEARCH

K

PROBLEMATICE ZVEŘEJŇOVÁNÍ ÚDAJŮ O NEHODOVÝCH U DÁ LO ST E C H M O ST N Í C H STAV E B A P OZ N AT K Ů P LY N O U C Í C H Z J E J I C H A N A LÝ Z Y LUKÁŠ VRÁBLÍK, VLADIMÍR KŘÍSTEK V rozvoji problematiky dlouhodobého působení a selhání velkých mostních staveb z předpjatého betonu, nastíněné v článku „Diskuse možných příčin kolapsu mostu Koror–Babelthuap v republice Palau“, uveřejněném v č. 4/2008 v časopise Beton TKS, došlo v současné době k významnému pokroku. Most v Palau, jeho konstrukce, vývoj deformací, přístup a průběh opravy a konečné zřícení představuje výzvu jak z hlediska mostního inženýrství, tak i z hlediska oboru teorie stavebních konstrukcí a materiálů, a též z oblasti právní. Dosud bylo velmi obtížné nejen teoreticky analyzovat, ale i jen usuzovat na příčiny tragického osudu tohoto mimořádného mostu. Řada nejzávažnějších skutečností o projektu, výstavbě, vývoji deformací, projektu a realizaci opravy vyvolané nepřípustným nárůstem průhybů a konečně i o okolnostech zřícení mostu byla dosud z různých důvodů utajována, nebyla veřejnosti k disposici, zejména se zdůvodněním, že jsou stále předmětem vyšetřování a soudních sporů. Tyto odsouzeníhodné průtahy do současné doby neumožňovaly, pro nedostatek ověřených informací, plně pochopit a vysvětlit chování mostu jak z hlediska nárůstu průhybů, tak z hlediska konečného kolapsu. Dosud publikovaná pojednání proto mohla vycházet jen z velmi omezeného souboru dostupných podkladů. Když se s těmito skutečnostmi seznámil Prof. Z. P. Bažant z Northwestern University, sestavil dále uvedenou resoluci a získal podporu řady předních světových odborníků ((P. Marti (ETH), F.J. Ulm (MIT), A. Ingraffea (Cornell University), W. Dilger (U. of Calgary), P. Gambarova, L. Cedolin, G. Maier (Politecnico di Milano), E. Fairbairn (Rio de Janeiro), W. Gerstle (U. of New Mexico), K. Willam (UC Boulder), V. Křístek (ČVUT Praha), T. P. Chang (Taipei), J. C. Chern (Taipei), T. Tanabe (Nagoya), C. Leung (HKUST, Hong Kong), M. Jirásek (ČVUT Praha), D. Novák, M. Vořechovský (oba VUT Brno), M. Kazemi (Tehran), Susanto Teng (Singapore), R. Eligehausen, J. Ozbolt (oba Stuttgart U.), B. Schrefler, C. Majorana (U. of Padua), Zongjin Li (HKUST, Hong Kong), K. Maekawa (U. of Tokyo), C. Videla (Santiago), J.G. Rots (Delft), S. Teng (Singapore), H. Mihashi (Sendai), H. Mang (Vienna), B. Raghu-Prasad (Bangalore), N. Bicanic (Glasgow), I. Robertson (Honolulu), J. van Mier (Zurich), Z.J. Li (Hong-Kong), K. Maekawa (Tokyo), V. Saouma (Boulder), Y. Xi (Boulder), L. Belarbi (Missouri), L. Elfgren (Lulea), C. Andrade (Madrid), I. Carol (Barcelona), D.M. Frangopol (Lehigh), J. W. Ju (Los Angeles), T. Tsubaki (Yokohama), N. M. Hawkins (Seattle), J.-K. Kim (Korea), A. Zingoni (Cape Town)). Následně, na základě této silné podpory, prezentoval tuto rezoluci 6. listopadu 2007 na 3rd Structural Engineers‘ World Congress v Bangalore. Zdůraznil, že utajení dat, které bohužel není ve stavebním inženýrství protizákonné, musí alespoň být odsouzeno jako neetické a že např. mezinarodní úmluvy v civilním letectví požadují, aby všechny technické údaje související s jakoukoliv leteckou nehodou musely být zveřejněny, což umožňuje nejen důkladBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

né vyšetření jejich příčin, ale poskytuje nesmírně cenné poznatky pro zabránění opakování nehod. Připomenul též zásadní zaostávání pokroku ve stavebním inženýrství, které by nastalo, kdyby údaje o dřívějších největších katastrofách, např. zřícení visutého mostu Takoma v roce 1940, byly soudně utajovány. Rezoluce byla kongresem jednoznačně schválena a byla prezidentem kongresu R. Sundaramem rozeslána nejvýznačnějším odborným společnostem v oboru mostního inženýrství. Na základě jednání se Státním zastupitelstvím Republiky Palau byl pro firmu Wiss Janey, Elstner, Inc., Northbrook, Illinois, vyšetřující kolaps mostu, získán souhlas uvolnit nutné údaje pro vybrané universitní výzkumné pracoviště s podmínkou, že získané výsledky analýz budou publikovány se spoluautorstvím představitele této firmy. S touto firmou, s spolu s prof. Z. P. Bažantem, který nyní získal potřebná data, byl vytvořen výzkumný tým, který ve spolupráci s jeho asistenty provádí detailní analýzu příčin a vývoje nadměrných deformací mostu a jeho kolapsu. Tento zásadní průlomový krok dává pracovní skupině Prof. Zdeňka P. Bažanta možnost systematicky, na základě prověřených skutečností a pokročilých materiálových a 3D modelů, plně pochopit a objasnit celou historii mostu. Tato pracovní skupina má v současné době již zpracovánu studii popisující vývoj průhybů mostu. Výsledky této studie byly poprvé prezentovány na mezinárodní konferenci 8th International Conference on Creep and Shrinkage of Concrete konané na přelomu září a října v Japonsku ve městě Ise-Shima během vyzvané přednášky prof. Zdeňka P. Bažanta. Detailní postup a výsledky provedené výpočetní analýzy byly shrnuty do předběžné zprávy “Explanation of excessive long-time deflections of collapsed record-span box girder bridge in Palau” od autorského kolektivu Zdeněk P. Bažant, Guang-Hua Li a Qiang Yu. Dalším stupněm práce této skupiny bude vyšetření samotných příčin poruch konstrukce vedoucích ke zřícení mostu. RESOLUTION OF 3RD STRUCTURAL ENGINEERS WORLD C O N G R E S S O N D AT A D I S C L O S U R E E T H I C S 1) The structural engineers gathered at their 3rd World Congress deplore the fact the technical data on the collapses of various large structures, including the Koror-Babeldaob Bridge in Palau, have been sealed as a result of legal litigation. 2) They believe that the release of all such data would likely lead to progress in structural engineering and possibly prevent further collapses of large concrete structures. 3) In the name of engineering ethics, they call for the immediate release of all such data. Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D. Prof. Ing. Vladimír Křístek, DrSc. oba: Katedra betonových a zděných konstrukcí Stavební fakulta ČVUT v Praze

1/2009

69

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

REŠERŠE

ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

K AŽDÁ

PODLAHA J E U N I K ÁT

Designové betonové podlahy jsou nyní v módě. Přispěli k tomu i designéři výrobců automobilů, kteří vystavují své kolekce ve výstavních síních s individuálně navrženými betonovými podlahami, které neplní pouze funkci nosné konstrukce. Tento materiál je velmi žádaným i v obytných a komerčních budovách. Je pokládán za estetickou a ekonomickou alternativu tradičních finálních povrchů a současně je levnější ale velmi kvalitní variantou klasického teraca. Pro vizuální efekt je spolu s kamenivem, které pokrývá 0 až 70 % povrchu podlahy, nejdůležitější barva cementu. Používá se Portlandský cement, světle zbarvený vysokopecní cement a také bílý cement, který vzhledem k své barevné neutralitě umožňuje dosažení požadované barevnosti přidáváním pigmentů. Vhodný proces výroby a následného ošetření nabízí široký výběr vizuálních variant s vysokou pevností a odpovídající životností. Designové betonové povrchy jsou vhodné pro reprezentativní místnosti. Výhody, jako jsou zajímavý vzhled a snadná údrž-

ba daná hladkým povrchem, jim zajistí své místo v interiérech i v budoucnosti. Every floor a unicum, OpusC Concrete Architecture & Design, issue 8, 2008, pp. 52–53

JAK

S E STA R AT O S LONY VE SKLENĚNÉM DOMĚ

Postavit pavilon pro stádo asijských slonů, z nichž každý váží 5,5 t a dokáže běžet rychlostí 25 km/h, vyžaduje mimořádnou pozornost, navíc když pro zachování maximálního množství denního osvětlení bude mít skleněnou střechu. Mezi řadou zatížení bylo při návrhu konstrukce zapotřebí zohlednit např. dynamickou energii, kterou by běžící slon mohl při nárazu působit na stěnu. Při stavbě pavilonu slonů v Kodani se bednění pro monolitickou betonovou konstrukci ukázalo neúměrně drahé, a proto byly všechny zakřivené vnitřní stěny navrženy jako úzké segmenty prefabrikovaných betonových prvků. Přímé vnitřní stěny byly rovněž navrženy jako prefabrikované. Vzhledem k vytížení dánských výroben prefabrikátů byly všechny betonové prvky vyrobeny v Německu. Suterénní stěny namáhané zemním tlakem nebo hydrostatickým tlakem podzemní vody jsou monolitické. Hlavním znakem pavilonu je použití barevného betonu. Architekt Norman Foster se již v rané fázi projektu rozhodl, že barevná kombinace – šediví sloni v šedivém betonu pod zamračenou šedivou oblohou je nevýrazná, a proto byl navržen beton v barvě terakoty, která připomíná zem z míst, odkud sloni pocházejí. Vnější stěny mají strukturu dřeva získanou otiskem bednění. V březnu roku 2008 se sloni stěhovali a v létě byl pavilon zpřístupněn pro veřejnost. Petersen R. I., Dahl K. K. B.: How to Keep Elephants in a Glass House – A New Elephant House for the Copenhagen Zoo, Structural Engineering International, Vol. 18., No. 3, August 2008, pp. 227–229

70


1/2009

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

RECENZE BETÓNOVÉ KONŠTRUKCIE – NAVRHOVANIE PODĽ A S T N E N 19 9 2-1-1 Juraj Bičík, Ľudovít Fillo, Vladimír Benko, Jaroslav Halvonik Publikace pro navrhování betonových konstrukcí podle STN EN 1992-1-1 (Eurokód 2) je rozšířené a opravené vydání zcela vyprodané knihy Betónové konštrukcie (1. vydání v roce 2005). V úvodu publikace je uvedeno názvosloví v oblasti navrhování stavebních konstrukcí, a to jak ve slovenštině, tak v angličtině. Rovněž přehled použitých značek s příklady jejich používání jsou přínosné z hlediska orientace v publikaci. Publikace je určena studentům stavebních fakult a projektantům jako pomůcka pro navrhování betonových konstrukcí podle STN 1992-1-1 (Eurokód 2). Vzhledem k tomu, že publikace vychází z obecných předpokladů pro navrhování betonových konstrukcí a z evropské společné normy EN 1992-1-1 (Eurokód 2), údaje a postupy uvedené v publikaci jsou obecně využitelné i v České republice, pouze je třeba přihlédnout k nepatrným odlišnostem uvedeným v národních přílohách norem ČSN EN 1992-1-1 a STN EN 1992-1-1. Číslování a obsah jednotlivých kapitol publikace odpovídá kapitolám uvedeným v evropské normě EN 1992-1-1 (Eurokód 2). V prvé kapitole publikace je uveden historický vývoj od výroby hydraulických malt až k současným trendům výroby betonů. Jsou zde uvedeny i nejvýznačnější betonové stavby a představeni průkopníci betonového stavitelství. Dále jsou v této kapitole uvedeny normové předpisy pro navrhování nosných betonových konstrukcí zejména se zaměřením na společné evropské normy EN (Eurokódy). Druhá kapitola je věnována jednotlivým fázím procesu navrhování. V souvislosti s teorií spolehlivosti stavebních konstrukcí jsou zde vysvětleny mezní stavy únosnosti a použitelnosti, doplněné praktickými příklady určení zatížení stavebních konstrukcí budov. Třetí kapitola je věnována úvodu do teorie pružnosti a pevnosti stavebních materiálů se zaměřením na beton a ocel s uvedením základních vlastností potřebných z hlediska navrhování konstrukcí z obyčejného i vysokopevnostního betonu, včetně lehkého betonu s pórovitým kamenivem. Dále je zde věnována pozornost spolupůsobení betonu a výztuže. Čtvrtá kapitola pojednává o problematice trvanlivosti betonových konstrukcí s přihlédnutím ke stanovení tloušťky betonové krycí vrstvy výztuže a k jejímu zajištění při provádění. Pátá kapitola se zabývá analýzou betonových konstrukcí. Jsou zde uvedeny pokyny pro idealizaci konstrukce, stanovení geometrických imperfekcí prvků a konstrukcí a modelů konstrukce pro celkovou i lokální analýzu. Dále je pojednáno o pružné analýze s případnou redistribucí vnitřních sil, plastické a nelineární analýze. Pozornost je věnována i stabilitě štíhlých prvků a vlivu předpětí. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Šestá kapitola se zabývá dimenzováním průřezu podle mezního stavu únosnosti při různých způsobech namáhání. Je zde i uvedena metoda návrhu lokálních modelů pomocí prutových modelů. Sedmá kapitola je věnována mezním stavům použitelnosti při uvažování mezního stavu omezených napětí, vzniku a šířky trhlin a přetvoření. Osmá kapitola pojednává o zásadách vyztužování trámů, desek, sloupů a stěn. Jsou zde uvedeny konstrukční zásady, které je třeba splnit, neboť vše se neověřuje výpočtem. Poslední kapitola obsahuje praktické příklady navrhování betonových prvků a jednoduchých konstrukcí. Publikace má 374 stran, velké množství ilustrativních obrázků a věcný rejstřík umožňující rychlé vyhledávání. Velmi přínosné jsou praktické příklady uvedené v jednotlivých kapitolách vysvětlující principy navrhování betonových nosných prvků a konstrukcí i ilustrativní komplexní příklady v poslední kapitole. Publikace bude předmětem zájmu široké technické veřejnosti a lze ji pro její názorný výklad i praktické příklady vřele doporučit.

Prof. Ing. Jaromír Procházka, CSc.

1/2009

71

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR

TECH NOLOGI E B ETON U 8. konference Termín a místo konání: 7. a 8. dubna 2009, Pardubice, Dům hudby Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected] MOST Y 2009 14. mezinárodní sympozium • Výstavba, správa a údržba mostních objektů v ČR • Mosty v Evropě a ve světě • Mosty v ČR – věda a výzkum • Mosty v ČR – projekty a realizace mostních staveb Termín a místo konání: 23. a 24. dubna 2009, Brno Kontakt: e-mail: [email protected], www.sekurkon.cz SANACE 2009 19. mezinárodní sympozium • Stavební průzkum, diagnostika, projektování, monitoring • Sanace a zesilování betonových konstrukcí – metody – technologické postupy – příklady • Statická spolehlivost objektů a aplikace principů trvale udržitelného rozvoje • Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací • Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí • Progresivní materiály a technologie pro sanace betonu Termín a místo konání: 13. až 15. května 2009, Brno, Rotunda pavilonu A, Brněnské výstaviště Kontakt: e-mail: [email protected], tel.: 541 421 188, mob.: 602 737 657, fax: 541 421 180, www.sanace-ssbk.cz N ICOM3 – NANOTECH NOLOGY I N CONSTR UCTION 3. mezinárodní sympozium nanotechnologie ve stavebnictví Termín a místo konání: 31. května až 2. června 2009, Praha Kontakt: e-mail: [email protected], www.conference.cz/nicom3/ F I B R E CONCR ETE 2009 5. mezinárodní konference • Výzkum • Technologie • Navrhování • Aplikace • Vláknobetony a udržitelný rozvoj Termín a místo konání: 17. až 18. září 2009, Praha, Masarykova kolej Kontakt: e-mail: [email protected], http://concrete.fsv.cvut.cz/fc2009

CONCR ETE SOLUTIONS 3. mezinárodní konference • Electrochemical Repair of Structures • Repair with Composites • Testing and Inspection • Repair with Sprayed Concrete • Repair Strategy and Whole Life Costing Termín a místo konání: 29. června až 2. července 2009, Padova/ Benátky, Itálie Kontakt: e-mail: [email protected], www.concrete-solutions.info CON MAT’09 Konference • Performance of Materials • Specialized Materials • Operation, Maintenance and Repairs • New Design Methods Termín a místo konání: 24. až 26. srpna 2009, Nagoya, Japonsko Kontakt: www.jci-web.jp/conmat09/index.html SUSTAI NAB LE I N F R ASTR UCTU R E 33. IABSE sympozium • Planning • Analysis and Design • Execution • Operation, Monitoring, Maintenance and Repair • Disaster Prevention and Mitigation • Computational Methods and Software • Innovative Materials, Design, Construction and Operation that promote Environmental Quality, Resource Efficiency, Economic Vitality and Public Safety Termín a místo konání: 9. až. 11. srpna 2009, Bangkok, Thajsko Kontakt: [email protected], www.iabse.org/conferences/ bangkok2009/index.php I NOVATIVE CONCR ETE TECH NOLOGY I N P R ACTISE 5. středoevropský kongres CCC Termín a místo konání: 24. až 25. září 2009, Baden, Rakousko Kontakt: e-mail: [email protected], www.CCC2009.at

P R EFAB R I K ACE A B ETONOVÉ DÍ LCE 2009 5. konference Termín a místo konání: 20. a 21. října 2009, Pardubice Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected]

B ETONTAG 2010 Rakouské betonářské dny Termín a místo konání: 22. a 23. dubna 2010, Vídeň, Rakousko Kontakt: www.ovbb.at

B ETONÁŘSKÉ DNY 2009 16. mezinárodní konference Termín a místo konání: 25. a 26. listopadu 2009, Hradec Králové Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected]

CODES I N STR UCTU R AL ENGI N EER I NG – DEVELOP M ENTS AN D N EEDS FOR I NTER NATIONAL P R ACTISE IABSE – fib konference Termín a místo konání: 3. až 5. května 2010 Kontakt: www.iabse.org/conferences/Dubrovnik2010/

ZAHRANIČNÍ

KONFERENCE A SYMPOZIA

ITA-AITES WOR LD TU N N EL CONGR ESS Kongres a veletrh • Risk analysis, finances and contractual relationships • Geological and geotechnical investigations • Tunnelling in soft ground with shotcrete method • Cut- and cover constructions • Mechanized tunnelling • Monitoring, settlement control • Quality Management • Miscellaneous (storing facilities, etc) • Architectural design, structural design and management policy • City, tunnel, environment and safety • Maintenance, repair and rehabilitation • Special tunnels (long tunnels) Termín a místo konání: 23. až 28. května 2009, Budapešť, Maďarsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.bcwtc.hu

72

CONCR ETE: 21ST CENTU RY SU P ER H ERO fib sympozium • Sustainability, Durability • Materials, Structure & Construction • Design & Analysis Termín a místo konání: 22. až 24. června 2009, Londýn, Velká Británie Kontakt: fib group UK, c/o The Concrete Society, e-mail: [email protected], www.fiblondon09.com

TH I N K GLOBALLY B U I LD LOCALLY 3. mezinárodní fib kongres a sympozium Termín a místo konání: 29. května až 2. června 2010, Washington, USA Kontakt: www.fib2010washington.com CONSEC’10 – CON F ER ENCE ON CONCR ETE U N DER SEVER E CON DITIONS 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 7. až 9. června 2010, Mérida, Yucatán, México Kontakt: www.consec10.com CONCR ETE ENGI N EER I NG FOR EXCELLENCE AN D EF F ICI ENCY fib sympozium Termín a místo konání: 6. až 8. června 2011, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected]


1/2009

Vaše spojení s vývojem nových technologií DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ • mostních konstrukcí • konstrukcí budov • sil, nádrží a zásobníků • mostní závěsy • bezesparé podlahy • spínání budov • prodej předpínacích tyčí TECHNOLOGIE • manipulace s těžkými břemeny • výsuv mostních konstrukcí • letmá betonáž • mostní segmenty GEOTECHNIKA • opěrné stěny • trvalé zemní kotvy

POZVÁNKA Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu a ČBS Servis, s. r. o. www.cbsservis.eu

8. konference

TECHNOLOGIE BETONU Technologie, provádění a kontrola betonových konstrukcí

2009

7. a 8. dubna 2009 Pardubice, Dům hudby

VSL SYSTÉMY (CZ), s.r.o. V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel: +420 251 091 680 fax: +420 251 091 699 e-mail: [email protected], http://www.vsl.cz

CÍL A ZAMĚŘENÍ KONFERENCE 8. ročník jarní konference Technologie betonu bude Česká betonářská společnost ČBS pořádat opět v prostorách Domu hudby v Pardubicích. Konání konference v Pardubicích dává dostatečný prostor jak odborným příspěvkům, tak i neformálním setkáním odborníků. V letošním roce bude opět uspořádán společenský večer v oblíbeném hotelu Labe. Technologie betonu 2009 bude svojí náplní už tradičně hlavně reprezentativní průřezovou konferencí věnovanou nejnovějšímu vývoji technologie betonu. Snahou vědeckého výboru konference je profilovat program přednášek podle aktuálně „nejživějších“ témat, k nimž se budou také vztahovat úvodní přednášky vyzvaných odborníků. Ctižádostí pořadatelů je získat k účasti některou z významných osobností technologie betonu ze zahraničí a celkově připravit co nejzajímavější a co nejhodnotnější program přednášek o moderní technologii betonu. Konferenci doprovodí výstava výrobků a technologií firem působících v oboru technologie betonu, pro které je v prostorách Domu hudby připraveno dostatek prostoru a příjemné prostředí. TEMATICKÉ OKRUHY A Novinky v technologii betonu B Přírodní a recyklované kamenivo C Nové druhy cementu, novinky v oboru přísad a příměsí D Beton s rozptýlenou výztuží E Vysokohodnotný beton, speciální betony F Problematika odolnosti betonu G Zpracování, ukládání a hutnění betonu H Ošetřování čerstvého betonu I Pohledový a architektonický beton J Evropská norma pro provádění betonových konstrukcí K Bednění a skruže, formy a betonážní vozíky L Progresivní technologie výstavby betonových konstrukcí M Jakost, zkoušení a certifikace KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DALŠÍ INFORMACE Česká betonářská společnost ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 ☎ +420 222 316 173, +420 222 316 195 +420 222 311 261 [email protected] URL www.cbsbeton.eu

S VA Z

VÝROBCŮ CEMENTU

S VA Z

V ÝROBC Ů B ETON U

ČESKÁ

ČR

ČR

B ETONÁŘSK Á SP OLEČ NOST

SDRUŽENÍ

ČSSI

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

2009 O BČANSKÉ A PRŮMYSLOVÉ STAVBY

Recommend Documents