Stále aktuálnější téma hospodaření s dešťovou vodou přináší možnosti pro výstavbu vodopropustných skladeb s retenční schopností. Zhoršující se situace v oblasti životního prostředí při zadržování vody v krajině vede ke snaze přivézt na trh konstrukční systémy disponující dostatečnou mechanickou odolností pro běžné konvenční použití a zároveň disponující retenční schopností.
Podkladní vrstvy pochozích a pojížděných konstrukcí pozemních komunikací obvykle sestávají ze stabilního podloží disponujícího dostatečnou únosností pod samotnou povrchovou vrstvou ve formě betonových krytů nebo skladby z prefabrikovaných dlažebních prvků. Tyto podkladní vrstvy jsou nejčastěji pro svou únosnost vyráběny technologií směsí kameniv stmelených cementem.
Konstrukční systém pro pochozí nebo pojížděnou plochu je tvořen několika na sebe navazujícími vrstvami, přičemž žádnou nelze prakticky aplikovat samostatně. Toto systémové řešení je běžně tvořeno spodní vrstvou často na bázi štěrkodrtě (mechanicky zpevněné kamenivo - MZK), podkladní vrstvou ze směsi kameniva stmeleného nejčastěji cementem (SC) a horní vrstvou, která již musí přímo odolávat účinkům mechanického opotřebení a agresivním médiím.
Retenční schopnost takové konstrukce může být zajištěna v ideálních podmínkách touto podkladní částečně propustnou a absorpční vrstvou při neměnnosti jejich mechanických parametrů. Z pohledu současného výzkumu se objevují návrhy horních vrstev těchto konstrukčních systémů z vodopropustných betonů.
Technologie výroby vodopropustného betonu spočívá ve vytvoření silně mezerovité kostry tvořené kamenivem, které je spojeno nejběžněji portlandským cementem. Ačkoliv je tímto řešením částečně plněna otázka odvodu vody do podloží konstrukčních systémů pochozích a pojížděných ploch, je nadále třeba řešit otázku propustnosti nebo retence této vody spodními vrstvami.
Čtěte také: Cementem zpevněné kamenivo
Směsi kameniv stmelených hydraulickými pojivy (dále jen SC) jsou nejběžněji vyráběny za použití přírodních drcených nebo těžených kameniv. Mají-li tyto směsi být dále nápomocny při hospodaření s vodou v krajině, musí vyjma své únosnosti naplňovat hledisko propustnosti nebo retence vody. Tyto směsi mají pevnosti v tlaku od 5 do 15 MPa, dle předpokladu mechanické únosnosti celého systému.
Hutná přírodní kameniva dosahují nasákavosti po 24 hodinách maximálně cca 2,5 % a nelze proto od klasických SC očekávat jejich výraznou retenční schopnost. Cestou pro zvýšení retenčních schopností SC se jeví náhrada přírodních hutných kameniv v co největším měřítku uměle vyráběnými lehkými pórovitými kamenivy disponujícími vysokou hodnotou nasákavosti. Jako nejvhodnější z pohledu mechanických parametrů a hodnoty nasákavosti se jeví umělá lehká kameniva Liapor na bázi expandovaných jílů.
Tato kameniva vykazují dostatečnou pevnost pro výrobu SC daných pevností a jejich celková nasákavost často činí až 30 %. Vzhledem k pevnosti v tlaku těchto druhů kameniv dosahující při stlačitelnosti ve válci až 10 MPa je známé jejich využití i pro výrobu lehkých konstrukčních betonů. Rovněž u spodních vrstev těchto konstrukčních systémů je diskutována možnost nahrazení co největší části přírodních hutných kameniv lehkými umělými kamenivy disponujícími vysokou nasákavostí.
Experimentální ověření vlastností SC s Liaporem
V rámci laboratorního ověření možnosti výroby pokladních vrstev pochozích nebo pojížděných pozemních konstrukcí bylo pro výrobu těchto směsí vybráno uměle vyráběné lehké kamenivo na bázi expandovaných jílů Liapor, pocházející z produkce společnosti Lias Vintířov. Pro experiment byly vybrány frakce kameniva Liapor 1-4, 4-8 a 8-16 mm. Z přírodních kameniv bylo použito drobné těžené kamenivo frakce 0-4 mm. Před samotným návrhem SC byla tato kameniva podrobena základním mechanickým a fyzikálním zkouškám.
Z výsledků je patrný výrazný rozdíl hodnot stanovených nasákavostí pro přírodní kamenivo a kameniva Liapor. Pro experimentální ověření byly navrženy celkem 3 směsi SC, konkrétně pro pevnostní třídu SC 3/4, SC 5/6 a SC 8/10. Návrh směsí vychází z požadavků ČSN EN 14 227-1 a normy ČSN 73 6123-1, která se přímo zabývá skladbou cementobetonových vozovek.
Čtěte také: Cement a Beton: Klíčové Rozdíly Vysvětleny
Optimální vlhkost směsí kameniv stmelených cementem byla stanovena pomocí modifikované zkoušky Proctor. Zhutnění zkušebních těles probíhalo pomocí Proctorova přístroje. U vyrobených směsí byla stanovena jejich objemová hmotnost ihned po výrobě a dále v den zkoušení po 7 a 28 dnech zrání v prostředí s téměř 100% relativní vlhkostí.
Vyrobená tělesa byla dále podrobena několika způsobům stanovení nasákavosti. Byl použit standardní přístup pro stanovení celkové nasákavosti ponořením do lázně s vodou. Tento postup však nesimuluje reálné podmínky styku s vodou podkladních vrstev v konstrukci. Proto byly navrženy alternativní postupy simulující reálné podmínky.
Výsledky a zjištění
Výsledky pevností v tlaku poukazují na možnost využití lehkého uměle vyrobeného kameniva Liapor pro výrobu SC pevnostních tříd SC 3/4 až SC 8/10. Z výsledků je patrné, že vyrobené směsi kameniv stmelené cementem vykazují vhodné parametry nasákavosti pro navrhované systémy hospodaření s dešťovou vodou. Nasákavost těchto SC vzrůstá s objemovým zastoupením lehkého kameniva Liapor.
Jako velmi přínosné se pro navrhované systémy jeví poměrně značná hodnota nasákavosti již po 5 minutách styku s vodou. Tento parametr je velmi důležitý pro okamžitý záchyt spadlé srážkové vody. Hodnoty nasákavosti vlivem ostřiku, který simuluje průběh průsaku vody konstrukčním systémem k vrstvám SC během dešťových srážek, jsou v prvních hodinách styku s vodou velmi blízké stanovené nasákavosti ponořením.
Tato skutečnost podává obraz o výrazné retenční schopnosti navržených SC při simulované reálné situaci pro účinné zachycování srážkové vody v podkladních vrstvách. Jako přínosné pro navrhované systémy se dále jeví ne příliš vysoké hodnoty kapilárních nasákavostí navržených SC. Ačkoliv je tato hodnota nasákavosti běžně udávaná s jednotkou kg∙m−2, po přepočtu na hmotností procento se jedná pouze o cca 1/3 nasákavosti ponořením po 24 hodinách a po 2 hodinách pouze o 1/5 nasákavosti ponořením za stejný časový úsek.
Čtěte také: Tipy a doporučení pro lepení dlažby cementem
Dosaženou hodnotu kapilární nasákavosti po 24 hodinách lze pak považovat prakticky za konečnou hodnotu dosažitelné kapilární nasákavosti.
V rámci příspěvku byly představeny možnosti výroby směsí kameniv stmelených hydraulickými pojivy vyrobené za použití lehkých kameniv Liapor. Tyto SC jsou navrženy pro využitelnost konstrukčních systémů pochozích nebo pojížděných pozemních komunikací a pro ekologické hospodaření s dešťovou vodou.
tags: #kamenivo #zpevněné #cementem #SC #C8/10 #vlastnosti