Moderní stavebnictví klade stále vyšší nároky na pevnost, trvanlivost a odolnost používaných materiálů. V reakci na tyto požadavky se vyvinuly a neustále zdokonalují materiály jako ultra-vysokohodnotný beton (UHPC) a polymerbetony. Tyto inovativní kompozity nabízejí řešení pro nejnáročnější konstrukce a prostředí.
Ultra-vysokohodnotný beton (UHPC) a TOPCRETE
Ultra-vysokohodnotný beton, pod mezinárodně známou zkratkou UHPC (ultra high performance concrete), je jednou z největších výzev moderní technologie betonu po celém světě. UHPC je beton s pevností výrazně nad normově danými třídami, s dlouhou trvanlivostí a odolností pro nejnáročnější podmínky.
Vlastnosti a výhody TOPCRETE
Vysokohodnotné betony v nabídce skupiny Českomoravský beton jsou uváděny pod označením TOPCRETE. Tyto materiály vychází svým složením z ultra-vysokohodnotných betonů (UHPC).
- Extrémně vysoká pevnost: Pevnostně zahrnují betony TOPCRETE materiály s pevnostními třídami dle ČSN EN 206-1 C90/105 a C100/115, stejně jako betony UHPC, které již svoji pevnostní třídu v normě nemají. Tato vysoká pevnost umožňuje zmenšit průřezy konstrukcí a snížit tak vlastní hmotnost konstrukce.
- Omezení křehkosti: Pro omezení křehkosti jsou betony TOPCRETE vyztuženy tenkými rozptýlenými drátky. Při vyšších dávkách vláken se již jedná o konstrukční vláknobeton se zaručenými pevnostmi v tahu za ohybu.
- Zvýšená trvanlivost a odolnost: Betony TOPCRETE se nejčastěji používají do prostředí s vysokým namáháním chloridy, mrazovými cykly nebo chemicky agresivními látkami. Využití tohoto typu betonu se nachází v provádění prvků ztraceného bednění pro vysoce namáhané stavby agresivním prostředím (mrazové cykly, chloridy), které ochrání před těmito vlivy hlavní nosnou konstrukci. V literatuře se uvádí životnosti UHPC více než 200 let, což ospravedlňuje zvýšené náklady na beton.
Použití UHPC/TOPCRETE
Nejčastější použití ultra-vysokohodnotného betonu je v mostním stavitelství. V loňském roce byla slavnostně otevřena unikátní lávka přes Labe v Čelákovicích, pro jejíž mostovku byl použit ultra-vysokohodnotný beton TOPCRETE (UHPC) od společnosti TBG METROSTAV, člena skupiny Českomoravský beton. Lávka je určena pro pěší a cyklisty a v případě nutnosti pro složky záchranného systému.
Realizace lávky v Čelákovicích
Vzhledem k tomu, že TOPCRETE je velmi odlišný materiál od běžného betonu, bylo třeba provést mnoho zkoušek ukládky betonu do formy segmentu, stejně jako otestovat konstrukční detaily segmentu (protlačení desky, vyztužení kotevní oblasti atd.).
Čtěte také: Složení betonu
- Příprava receptury: Recepturu TOPCRETE bylo potřeba připravit tak, aby byla samozhutnitelná a co nejméně viskózní, aby nedocházelo k blokování betonu během ukládky. Bylo potřeba dosáhnout co nejrychlejších náběhů pevností při zachování dostatečně dlouhé zpracovatelnosti pro dopravu na vzdálenost 28 km a ukládku trvající 30-60 minut.
- Výsledná receptura: Finální receptura měla zaručenou zpracovatelnost 3 hodiny a pevnosti v konstrukci dosahovaly 100 MPa po 21 hodinách od ukládky (ošetřování při 45°C).
- Proces betonáže: Forma byla plněna zároveň ze dvou autodomíchávačů bez vibrování. Jeden segment byl betonován na dva postupy. Jeden postup činil 3,8 m3 TOPCRETE (UHPC) a na stavbu byl tento objem dopravován dvěma autodomíchávači z betonárny TBG METROSTAV z Prahy Troji.
- Založení a montáž: Založení mostu bylo provedeno na velkoprůměrových pilotách. Na pilotách byly umístěny základové bloky, do kterých byly vetknuty pylony o celkové výšce 36 m ve tvaru písmene A. Segmenty byly z výrobny dopravovány na staveniště lodí. Krajní pole byla montována na pevné skruži, hlavní pole nad řekou letmo. Segmenty pro hlavní pole se zvedaly přímo z lodi pomocí speciálního vozíku, který se pohyboval po už hotové části mostu. Pro střed hlavního pole se použil krátký segment a zabetonovaly se uzavírací spáry pomocí čerstvého betonu.
- Dokončení: Nosná konstrukce lávky byla dokončena v prosinci 2013. Nášlapný povrch lávky byl opatřen stříkanou izolační vrstvou. Lávka byla zkolaudována a uvedena do provozu v dubnu 2014.
Betonáže segmentů lávky z betonu TOPCRETE (UHPC) byly cennou zkušeností pro celý tým pracovníků TBG METROSTAV. Ve světě využití tohoto typu materiálu strmě stoupá nejen v mostním stavitelství, ale i v případě sanací dopravních staveb, nebo v případě tenkostěnných fasádních prvků. Materiál nachází své využití nejen díky své vysoké pevnosti v tlaku a tahu, což umožňuje provádět nevyztužené tenkostěnné prvky, ale i díky své extrémní odolnosti proti vlivům prostředí. Jedná se o unikátní produkt v unikátní aplikaci v evropském měřítku.
Polymerbetony s příměsí epoxidových pojiv
Polymerbetonové povlaky představují další moderní řešení pro vysoce namáhané plochy. Pro interiéry i exteriéry je typickým představitelem kvalitního pojiva s výbornými mechanickými vlastnostmi Polycol® 117 vytvrzovaný tvrdidlem Polycol® 593 v poměru 100:50 hmotnostních dílů. V případě, že realizujete polymerbetonový povlak v interiéru, je vhodné ho po pokládce zalít tímtéž transparentním epoxidem. Při požadavku na matné provedení povrchu lze polymerbetonový potah lakovat matným lakem Polycol® 324 PU vytvrzovaným tvrdidlem Polycol® 570 v poměru 100:20 hmotnostních dílů.
Polymerbetonový a polymermaltový komplet
Polymerbetonový komplet je souprava obsahující epoxidové pojivo Polycol® 117 vytvrzované tvrdidlem Polycol® 593 v poměru 100:50 hmotnostních dílů. K pojivu je přidáno přírodní nebo obarvené plnivo dle potřeb zákazníka. Souprava obsahuje 1,5 kg epoxidové pryskyřice, 0,75 kg tvrdidla a 16 kg přírodních nebo obarvených písků. Z této soupravy je možné vyrobit potah tloušťky 1 cm na ploše 1 metr čtvereční. Polymerbetonové povlaky se používají k potahům velmi namáhaných podlah garáží, servisů, dílen a skladů.
Polymermaltový komplet je souprava obsahující epoxidové pojivo Polycol® 117 vytvrzované tvrdidlem Polycol® 593 v poměru 100:50 hmotnostních dílů. K pojivu je přidáno přírodní křemenné plnivo. Souprava obsahuje 2 kg epoxidového pojiva, 1 kg tvrdidla a 15 kg přírodních písků. Polymermalty se používají jako výplň prasklin a výtluků betonových podlah skladů, dílen, garáží, expedičních ramp. Dále se polymermalta používá k zalévání kotev a podlévání aretačních ploten strojů nebo mostových ložisek. Souprava obsahuje 10 litrů polymermalty.
Příprava podkladu pro polymerbetony
Aby vytvrzené polymermalty, případně polymerbetony, vykazovaly optimální užitné vlastnosti, musí být mimo jiné aplikovány na betonové podklady předepsaných parametrů. Betonový podklad musí být suchý, vyzrálý nejméně 28 dní, musí být izolován proti vlivům spodní vlhkosti nebo podsklepený. Povrch musí být zatažen dřevěným nebo plstěným hladítkem, nesmí být kletován, ani poprašován cementem. Před vlastní pokládkou musí být povrch velmi dobře zameten. Je vhodné použít výkonný průmyslový vysavač pro odstranění prachu.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Je-li povrch podkladu poškozený (drolení, koroze, vystouplé cementové mléko apod.), příp. znečištěný naftou, oleji, asfaltem nebo jinými separátory, musí se provádět přebroušení, otryskání pískem nebo ocelovými kuličkami případně jiný ověřený způsob.
Vyhovuje-li podkladový beton všem požadovaným parametrům, provádí se minimálně 24 hodin před vlastním kladením penetrace podkladu. Smyslem penetrace je zejména zpevnit povrch betonu a vybudovat přechodový můstek mezi podkladem a užitnou vrstvou.
Tloušťky aplikačních vrstev polymerbetonů
| Typ namáhání | Doporučená tloušťka vrstvy | Obvyklá aplikační vrstva |
|---|---|---|
| Polymermalty | 1 až 6 mm | 3 mm |
| Polymerbetony pro lehké namáhání (pochůznost, paletové a kolové vozíky) | 3 až 7 mm | 5 mm |
| Polymerbetony pro střední namáhání (pojízdnost osobním autem, vysokozdvižným vozíkem) | 7 až 12 mm | 10 mm |
| Polymerbetony pro těžké namáhání (pojízdnost nákladním autem) | 15 až 25 mm | 20 mm |
| Polymerbetony pro velmi těžké namáhání (pojízdnost kamiony, těžkými stavebními stroji) | 15 až 25 mm | 20 mm |
Spotřeba polymerbetonové směsi je pak cca 37 kg/m2. Do aplikované vrstvy polymerbetonu je vložena armovací kari síť.
Mísení a aplikace polymerbetonů
Nejnižší doporučená prováděcí teplota je 15 °C při použití standardního tvrdidla Polycol® 593. U tvrdidla Polycol® 553 je nejnižší prováděcí teplota 5 °C. Použití jiných tvrdidel je třeba předem konzultovat s pracovníky obchodního oddělení výrobce.
Mísení obou reaktivních složek probíhá cca 2 až 3 minuty pomocí vhodného mechanického míchadla. Plnění je 1 až 5 hmotnostních dílů pro polymermalty a 5 až 10 hmotnostních dílů pro polymerbetony na 1 hmotnostní díl pojiva. Při požadavku na provedení barevné polymermalty, resp. polymerbetony lze pojivo obarvit kolorovací pastou nebo použít práškové anorganické pigmenty.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
Mísení pojiva a plniva se provádí v míchačkách s oběžnými lopatkami v pevném bubnu za postupného vnášení plniva tak dlouho, dokud není zřejmé, že pojivo dokonale smočilo veškeré vnesené plnivo. Při zpracování menších množství je možné používat i ruční míchací zařízení s vhodným vřetenem. Použití jiného typu plniva doporučujeme předem ověřit nebo konzultovat s výrobcem.
Při vmíchání tvrdidla do epoxidové pryskyřice a následného smočení křemenného plniva je vhodné používat pomaluoběžné míchací zařízení nebo míchadlo s plynulou regulací otáček. Zabráníte tak zbytečnému vnesení vzduchu do míchané kompozice. Pro smočení štěrků nebo písků používejte robustní pásková vřetena s velkou intenzitou míchání pro rychlé smočení povrchu plniv a snadný pohyb vřetene horizontálně a vertikálně v mísicí nádobě.
Aktivovaná kompozice se po vysypání na podklad nejprve rozhrne hliníkovou latí a povrch zatáhne kovovým hladítkem smáčeným v xylenu. Při strojním kladení nacházejí uplatnění lehké rotační hladičky. Vždy si připravujte jen takové množství kompozice, které jste schopni při 20 °C zpracovat do cca půl hodiny. Tímto údajem není myšlena doba po zamísení v obalu, ale doba úpravy hmoty na podlaze. Doba v obalu je významně kratší a je závislá na množství hmoty v obalu a okolní teplotě vzduchu.
Vliv teploty na vytvrzování
Rychlost vytvrzování je závislá na třech teplotách: teplotě vzduchu, teplotě podkladu a teplotě vlastních složek kompozice. Optimální pokládka polymerbetonových kompozic je mezi 15 a 20 °C.
- V teplých měsících: V teplých měsících je vhodné mít pryskyřici, tvrdidlo a písky uskladněné v chladu a stínu. Po smísení všech složek je nutné co nejrychleji hmotu rozprostřít na plochu, nenechávat ji v nádobě a provést její uhlazení.
- V chladných obdobích: V chladných obdobích je situace obrácená. Teplota vzduchu a podkladu může být v nočních hodinách až nevhodná, neboť teploty začnou klesat pod 10 °C a reakce se významně zpomaluje, až se může zastavit. Z tohoto důvodu je dobré mít pryskyřici, tvrdidlo a písky uskladněné v teple. Po smísení všech složek vzniklou hmotu chvíli nechte v nádobě, aby částečně naskočila reakce epoxidu s tvrdidlem. Tuto hmotu pak opět co nejrychleji rozprostřete na plochu, a proveďte její uhlazení.
Při normální teplotě je druhý den povlak pochůzný a plné mechanické parametry a zesítění pojivové kompozice dosahuje po sedmi dnech. Pokud do nedostatečně vytvrzené kompozice vnikne voda, dochází k emulgaci ještě nezesítěné pryskyřice a kompozice většinou nerovnoměrně zbělá. Tato barevná změna vede k pohledovému znehodnocení povlakové vrstvy. Z tohoto důvodu provádějte exteriérové aplikace vždy za takového počasí, kdy nehrozí, že do čerstvě nataženého povlaku naprší. Doporučujeme plochy chemicky (voda, saponáty, desinfekce atd.) namáhat až po 7 dnech.
Žloutnutí a barevná stálost
Obecnou vlastností vytvrzených epoxidových kompozic je jejich postupné žloutnutí v průběhu času. Žloutnutí je závislé jak na použitém tvrdidle, tak na namáhání teplotou a UV zářením. Pro výše uvedenou epoxidovou kompozici je dodáváno tvrdidlo s pomalým žloutnutím. Působení ultrafialového a infračerveného záření ve venkovním prostředí nelze zabránit, a tedy přirozené žloutnutí není možné omezit.
Při použití přírodních písků je žloutnutí málo viditelné a o výsledné barevnosti rozhoduje i barva přidávaného sušeného písku. U obarvených písků je patrný posun na tzv. „studených“ barvách jako jsou například bílá, šedá, modrá. Malý posun bude na tzv. „teplých“ barvách jako jsou žlutá, okrová, oranžová, červená, zelená, kde žloutnutí nebude vůbec viditelné. Barevná změna bude patrná teprve při dílčích opravách nebo velkých rekonstrukcích stávajících ploch.
Doplňky a příměsi do betonu
Klasický konstrukční beton má 3 základní složky - hutné kamenivo, vodu a cement. Pod označením přísada do betonu se skrývá chemická látka, která upravuje některou z vlastností betonu, ať už se jedná o beton čerstvý nebo ztvrdlý.
- Plastifikační přísady zlepšují zpracovatelnost čerstvého betonu.
- Přísady zpomalující tuhnutí prodlužují zpracovatelnost betonu.
- Příměsi do betonu jsou práškovité látky. Jedná se např. o popílek nebo mikrosiliku.
Do betonu se kromě přísad a příměsí mohou přidávat i další doplňky. Beton lze obohatit např. o polypropylénová vlákna nebo ocelové drátky - tím vzniká vláknobeton a drátkobeton. Dále existují speciální vsypy, které zajišťují vysoce pevný povrch.
Geopolymerový beton
Geopolymerový beton je jeden z nových ekologicky šetrných materiálů. Technologie výroby může být bez zkroucení svědomí nazývána inovativní. Nákup namísto obvyklého betonu může ušetřit. Nízké náklady jsou díky vlastnostem výrobní technologie. Speciální složkou je popílek. Popel samotný má vysoké fyzikální a technologické vlastnosti. Jeho použití vám umožní skončit s takovým materiálem, který je nejen horší než portlandský cement, ale v některých ukazatelích ho předčí. Geopolymerový beton má tedy pevnost, kterou lze přirovnat k žulové. Rychle získává maximální sílu. Dočasné ukazatele výrazně převyšují ukazatele tradičního betonu. Již druhý den dosahuje dostatečné síly. Skládá se převážně z odpadů z ekonomické činnosti, které dříve prakticky nebyly zpracovávány a nebyly využívány. Navzdory všem pozitivním aspektům geopolymerového betonu má stále nedostatky, například 10% složek je nepřirozeného původu (hydroxid draselný, vodní sklo).
tags: #beton #s #primesi #polymerexpodu #informace