Světlo propustný beton, známý také jako transparentní beton, luminiscenční beton nebo sklobeton, představuje inovativní stavební materiál, který umožňuje průchod světla skrze svou strukturu. Tento speciální druh betonu otevírá nové možnosti v architektonickém designu a funkčnosti staveb.
LiCrete®: Inovace v transparentním betonu
Hmatatelným důkazem této inovace je stavební produkt LiCrete®, který je tvořen z betonu a průhledných prvků. Díky tomuto spojení je tento výrobek velmi pevný, propouští vysoké procento denního světla, a dává tak vyniknout úžasným světelným efektům. I z těchto důvodů je tento produkt oblíbený zejména u architektů, kterým dává možnost popustit uzdu jejich fantazie.
Z jakých materiálů je LiCrete® složen?
Prvek je složen ze speciálního samozhutnitelného betonu a z průhledných plastových členů. Beton je modifikován plastifikační přísadou, která umožňuje při velmi nízké dávce vody vyrobit beton řídké konzistence, který nesegreguje použité kamenivo a umožňuje vyrobit velmi pevný beton. Dále se přímo do čerstvého betonu přidává speciální hydrofobní přísada, která má jednak funkci těsnící, tj. snižující nasákavost betonu, ale zároveň i impregnační s hydrofobním efektem. Díky těmto přísadám od firmy Remei má betonová cihla LiCrete® při běžném použití snížený sklon ke špinění a zároveň se i lépe čistí.
Plastové členy byly vybrány z takového materiálu, který dobře vede světlo, dá se dobře leštit a nemění svůj objem v závislosti na změnách teplot. Jedině takový materiál může být použit v kombinaci s tak odlišným materiálem, jako je beton.
Kde nalezne LiCrete® uplatnění?
Kompozitní materiál LiCrete® je vhodný například pro stavbu interiérových příček, lze jej použít také jako schodišťové stupínky, které je možné libovolně nasvítit. Po dodatečně provedené hydrofobizaci vhodným prostředkem od firmy Remei je LiCrete® možné použít i ve vlhkém prostředí jako jsou koupelny, wellness centra atp.
Čtěte také: Složení betonu
Jak se LiCrete® vyrábí a instaluje?
Pro výrobu LiCrete® slouží speciálně vyrobené výrobní podložky a profilované formy. I přes to, že výroba je koncipována jako automatizovaná, velkou část představují práce ruční. Především uložení průhledných členů a sestavení výrobních forem na podložkách se bez ruční práce neobejde. Po sestavení forem následuje fáze uložení betonu a začíná 24 hodinová fáze zrání. I v této fázi je beton ošetřován, aby měl ideální podmínky pro vytvrdnutí. Pevnost betonu je v této fázi cca 40 N/mm2. Po jednom dni jsou formy rozebrány a prvky převezeny do zracích komor na dobu 7 dnů. Po této době je prvek připraven k finální úpravě broušením a leštěním. Jeho pevnosti dosahují hodnot okolo 55 N/mm2. Pro finální úpravy se používá speciální zařízení s několika brousícími a leštícími pozicemi, tak aby bylo na konci dosaženo vyleštěného povrchu. Tyto úpravy probíhají ve vodní lázni, aby bylo zaručeno dostatečné chlazení. Pevnost materiálu po 28 dnech zrání je více jak 60 N/mm2.
V základní podobě je prvek vyráběn jako „cihla“ o skladebných rozměrech 300/150/75 mm a poloviční cihla 150/150/75. Každá tvárnice je vybavena systémem pero-drážka pro přesnou montáž. Instalace probíhá pomocí speciálního lepidla, které se z kartuše nanáší na horní plochu cihly.
Příklad realizace s LiCrete®
V třípodlažní stavbě řadového domu v pražském Slivenci bylo nutné vytvořit pokoj pro hosty s koupelnou a pracovnu. Studio Barbora Léblová Interiors & Architecture přišlo s poměrně odvážným návrhem použití „průsvitného betonu“. Ve spolupráci s firmou Gravelli vyprojektovali příčku řešenou ze 3 bloků LiCrete® tak, aby pouštěla světlo do koupelny, ale nebyla přitom příliš průsvitná. Koupelna je zařízena skromně a účelově. Na obklad byla použita bílá keramická mozaika klasického formátu 2,5 x 2,5 cm. Dlažba má formát 7,5 x 7,5 cm šedé barvy, korespondující s LiCrete® příčkou.
Historie a princip průsvitného betonu (LiTraCon)
S nápadem průsvitného betonu tzv. LiTraCon (Light-Transmitting Concrete) přišel již v roce 2001 maďarský architekt Áron Losonczi. Jak říká sám autor, k tomuto nápadu ho inspirovali umělci, kteří zapouštěli do masivního betonu kusy skel, jež propůjčovaly betonu nové a nevídané vlastnosti. Autor se však nechtěl smířit jen s prostým spojením kusů skel a betonu, ale chtěl vytvořit homogenní materiál s vlastnostmi betonu a skla.
Základem každého výrobku jsou speciálně vybrané (avšak dostupné na běžném trhu) složky pro betonovou směs a optická vlákna, kterých obsahuje cca 4% celkového objemu materiálu. Malé rozměry vláken umožňují dokonalé smísení s betonem a povrch bloků proto zůstává homogenní. Optická vlákna vedou paralelně mezi dvěma hlavními povrchy každého bloku a tím umožňují přenesení ostrých obrysů stínů a barev světel mezi protilehlými povrchy prvku. Skleněná vlákna nemají žádný negativní vliv na pevnost betonu a ten je tak možno používat i pro nosné konstrukce. U prvních sériově vyráběných bloků dosahovali pevností v tlaku 32 až 49 MPa. Z nového typu betonu se v budoucnu budou vyrábět prefabrikované stavební dílce o různých velikostech, případně je možné do nich zapustit i tepelnou izolaci.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Významné realizace s průsvitným betonem
- Poprvé byl průsvitný beton použit v roce 2002 na pochozí dlažbu náměstí ve vnitřní části Stockholmu.
- Další realizací byla stavba kostelíku (2003) na předměstí Stockholmu. Stěny budovy ve tvaru kostky tvoří bloky z průsvitného betonu.
- Největším zatím vyrobeným dílem z průsvitného betonu je 4 metry vysoká Evropská brána (Europe Gate). Ta byla vytvořena roku 2004 na oslavu vstupu Maďarska do EU. Dílo je veřejně přístupné v maďarském městě Komárom na břehu řeky Dunaje. Nejpůsobivější pohled na celé dílo je ráno a v pozdním odpoledni, kdy je celý objekt prozářen sluncem.
- V roce 2004 byl nový materiál použit i při výstavbě soukromého domu v Budapešti.
- 30. září 2005 byl odhalen i první dům z tohoto materiálu. Dům stojí v německé vesničce Sittelsen mezi Hamburkem a Brémami.
Beton absorbující světlo: Budoucnost osvětlení měst
Záře velkoměst možná za pár let nebude stát skoro žádné peníze. Díky novému patentu ve struktuře betonu mohou zdi budov vyzařovat světlo v mnoha barvách. Pouliční osvětlení by se tak obešlo bez jediného kilowattu elektřiny a světelné lampy na ulicích by najednou začaly překážet. Jedinečný beton nasává ultrafialové (UV) záření přes den, a když se město ponoří do tmy, dokáže vydávat světlo po dobu 12 hodin. Technologii lze použít i uvnitř, pokud se do interiéru dostává světlo skrze okna. O patent mají zájem například Lékaři bez hranic. Chtějí ho využít v rozvojových zemích, kde mají problémy s pravidelným přísunem elektřiny. Bezkonkurenční výhodou oproti jiným vynálezům, které často spoléhají na energii ze světla uloženou v solárních článcích, je dlouhá životnost. Zatímco solární články „přežijí“ pár let, beton svítící ve tmě vydrží poskytovat světlo přes 100 let. Aktuálně Mexičan Avalos vytvořil dva odstíny, do kterých mohou radnice „obléct“ města během noci, námořnickou modrou a světle zelenou. Trik proměny klasického betonu v zářící spočívá odebrání mikrokrystalů, jež se tvoří při výrobě betonu a pak světlo odrážejí. Beton tak získá strukturu podobnou sklu a světelné paprsky místo odrazu absorbuje. Kamenem úrazu zajímavého projektu se může stát jeho cena. Výroba betonu svítícího ve tmě totiž stojí pětkrát více než klasický beton.
Další inovace v oblasti stavebních materiálů
Inovace ve stavebnictví se netýkají pouze transparentního betonu. V posledních letech se výrazně zvyšuje zájem o udržitelnost a nové materiály s vylepšenými vlastnostmi.
Samočisticí beton
Samočisticí beton obsahuje speciální přísady, které mu umožňují samočištění a udržování estetického vzhledu bez nutnosti pravidelné údržby. Využívá k tomu fotokatalytických přísad, které reagují s UV zářením a znečištěním ve vzduchu. Tato reakce vytváří oxidační prostředí, které rozkládá organické nečistoty na povrchu betonu. Dešťová voda nebo vlhkost vzduchu pak odplavuje tyto rozložené nečistoty z povrchu, čímž se beton samočistí.
Inteligentní materiály
Chytré materiály, které reagují na vnější podněty, jako jsou změny teploty, tlaku, elektrického pole nebo světla, a mění své vlastnosti či strukturu. Tato schopnost umožňuje jejich využití v široké škále aplikací, od stavebnictví přes medicínu až po spotřební elektroniku.
- Jedním z reálných příkladů je polyvinylidenfluorid (PVDF) kombinovaný s uhlíkovými nanomateriály. Tato kombinace vykazuje vynikající piezoelektrické vlastnosti, což umožňuje jejich použití v senzorech pro monitorování pohybu, zdravotního stavu nebo strukturální integrity staveb.
- Další příklad reálného využití smart materiálů s fotovoltaickými vlastnostmi je generování elektrické energie. Tyto materiály se pak používají k výrobě solárních panelů a dalších zařízení pro výrobu elektrické energie ze slunečního záření.
Inovativní izolační materiály
Nové izolační materiály nabízejí lepší tepelnou a zvukovou izolaci. Například aerogely, které jsou extrémně lehké a mají vynikající izolační vlastnosti, dokáží tak účinně izolovat budovy a snižovat tepelné ztráty. Aerogely se často používají jako součást izolačních systémů pro stěny, stropy, podlahy a střechy. Jsou také vhodné pro izolaci potrubí a dalších stavebních prvků. Použití aerogelové izolace ve stavebnictví může přispět ke snížení energetické náročnosti budov a zlepšení energetické účinnosti.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
Pokročilé filtrační materiály
Moderní filtrační technologie pomáhají čistit vodu nejen v domácnostech a firmách, ale i v provozech s nejvyššími nároky na čistotu. Nejpokročilejší filtry jsou založeny na bázi ultrafiltrace či nanofiltrace při využití různých membránových technologií. Další způsob využití nejnovějších filtračních materiálů je při odsávání nebezpečného prachu, které díky pokročilým filtrům pomáhá předcházet výbuchu v rizikové zóně 22 v prašných průmyslových či výrobních prostředích. V příslušném mokro-suchém vysavači jsou použity skládané filtry Safety / HEPA vyrobené z materiálu z PES vláken s dvojitým potahem PTFE v kombinaci s kompletním antistatickým systémem. Stroj je pak elektrostaticky uzemněný, účinně zabraňující elektrostatickému výboji.
Materiálová informatika a budoucnost vývoje
Využití umělé inteligence (AI) a strojového učení (ML) výrazně urychluje inovace a vývoj nových materiálů. Díky tomu se doba potřebná k uvedení nových materiálů ve stavebnictví, energetice, automobilovém průmyslu a další průmyslové výrobě a na trh zkrátila z několika desetiletí na pouhé roky. Velké společnosti stále častěji využívají přístup k materiálům založený na práci s daty. Díky použití informatiky, výpočetních metod, strojového učení a umělé inteligence dokážou efektivně organizovat, analyzovat a modelovat materiálová data, což jim umožňuje vyvíjet pokročilé a inovativní materiály. Tento přístup zefektivňuje získávání vědeckých poznatků z komplexních dat a výrazně urychluje výzkumné a vývojové procesy.
- Americký startup Kebotix se specializuje na vývoj autonomních laboratorních systémů, které zrychlují výzkum nových materiálů. Využívá velká data, umělou inteligenci, robotické technologie a intuitivní uživatelské rozhraní k optimalizaci celého vývojového cyklu.
- Kanadský startup Matelligence nabízí datově orientované nástroje pro odborníky na materiálové vědy, které pomáhají objevovat nové materiály. Zahrnuje algoritmy umělé inteligence a výpočetní metody, které snižují počet potřebných experimentů a urychlují screening materiálů.
| Fáze zrání | Pevnost betonu (N/mm2) |
|---|---|
| Po 24 hodinách | cca 40 |
| Po 7 dnech | cca 55 |
| Po 28 dnech | více než 60 |
tags: #světlo #propustný #beton