Pálené cihly patří k nejrozšířenějším materiálům používaným zejména v konstrukcích obytných budov. Cihelné zdivo je jakýmsi etalonem stavebních konstrukcí, neboť všechny jiné materiály jsou srovnávány právě s cihelným zdivem.
Historie a vývoj pálených cihel
Cihla, nejstarší umělé stavivo, doprovází člověka už více než 10 000 let a má za sebou dlouhý vývoj, který se v důsledku stále stoupajících požadavků na stavební materiály v posledních dvou stoletích velmi výrazně zrychlil. Nejprve byly cihly pouze sušeny na slunci a od 4. tisíciletí př. n. l. se začaly vypalovat. Byl to první zásadní zlom v cihlářství, jelikož takové cihly mají výrazně lepší fyzikální vlastnosti. Dlouho pak zůstávala cihlářská výroba v principu podobná, základem byla plná cihla mnoha rozměrů. Tento výrobek je předzvěstí dalšího bouřlivého vývoje cihlářského průmyslu, samozřejmě i v důsledku stále se zvětšujícího podílu strojní práce. Bylo totiž nutno stavět ve velmi krátké době stále více budov, jak obytných, tak průmyslových, pro množství lidí proudících do měst. Základním keramickým stavivem, spolu s plnou cihlou, se stává lehčená cihla, která je základním prvkem cihlových systémů dodnes.
Do nedávné minulosti jsme si pod pojmem cihla představili plnou pálenou cihlu. V souvislosti s vývojem požadavků na součinitel prostupu tepla, zejména konstrukcí obvodových plášťů, se cihla začala proměňovat. S vývojem požadavků na stěnové konstrukce se také začal měnit tvar cihel. Od plných cihel se v období let 1946-1960 přešlo k příčně děrovaným cihlám typu CDm. V letech 1961-1980 se objevuje typ cihly CDK a CD Týn. Cihly typu CD Týn můžeme považovat za mezník, neboť se jednalo o velkoformátové cihelné bloky s rozměry (délka × šířka × výška), např. 290 × 190 × 215 nebo 240 × 365 × 238 mm. Výškový modul zdiva byl 250 mm při použití maltového lože o tloušťce 12 mm.
V 90. letech přichází cihla „současného“ typu Therm se suchou styčnou spárou mezi jednotlivými cihelnými bloky, označovanou pero a drážka (P+D). V sousedním Německu se v první polovině 90. let začaly objevovat tzv. broušené cihly, které mají zbroušené ložné plochy. Stejně tak jako v Rakousku či Německu se v České republice začaly na trhu uplatňovat cihelné bloky o šířce 500 mm (v Německu je používaný rozměr 490 mm). Zdivo z těchto bloků dosahuje hodnot součinitele prostupu tepla nižších než U = 0,16 W/(m²‧K), což odpovídá ekvivalentní hodnotě součinitele tepelné vodivosti λ = 0,085 W/(m‧K), a tedy tepelnému odporu R = 5,88 m²‧K/W nebo i hodnotám lepším.
Typy keramických tvárnic a jejich vlastnosti
V první řadě si ujasněme, co to cihly a tvárnice vlastně jsou, respektive jak pojmy chápat. Nejsou totiž jasně definované, a tak se mnohé výrobky vzájemně překrývají. Běžně se jako cihly označují všechny materiály vyrobené z pálené hlíny, tedy nejen tradiční plné, ale i moderní duté v mnoha tvarech a provedeních. V odborné sféře ale představují pojmenování pro jakékoliv kusové stavivo z maltovin či výplně. Tradiční plné cihly i keramické tvárnice vznikají vypalováním z hlíny. Tvárnice mají dutiny, které snižují hmotnost a současně zlepšují tepelněizolační vlastnosti.
Čtěte také: Tipy a triky pro pokládku keramické dlažby na beton
Mrazuvzdorné maloformátové cihly, tzv. CDm a CV, mají i mezi moderním cihelným materiálem své nezastupitelné místo. Díky své mrazuodolnosti až 25 cyklů, vysoké pevnosti a specifické velikosti se hodí především pro stavbu pilířů, uplatní se také jako lícové a pohledové zdivo.
Cihla HELUZ CDm a její vlastnosti
- Příčně děrované cihly HELUZ CDm se vyrábějí v rozměrech 240 x 115 x 113 mm.
- Jsou určeny pro zdivo tloušťky 115 a 240 mm.
- Díky vysoké pevnosti v tlaku až 20 MPa jsou ideálním materiálem pro stavbu nosných stěn a pilířů.
- Díky svým rozměrům se hodí pro stavbu příček a přizdívek.
- Často jsou používány jako pohledové a lícové zdivo.
Cihly HELUZ CV 14
- Cihly HELUZ CV 14 mají rozměry 290 x 140 x 140 mm.
- Jsou určeny pro dvojí rozměr zdiva: v případě příček a přizdívek pro zdivo tloušťky 140 mm a u stěn, pilířů a adaptací pro zdivo tloušťky 290 mm.
- Oba uvedené produkty lze použít jako doplňkové cihly pro všechny druhy zdiva kromě zdiva s vysokými nároky na tepelný odpor a akustiku.
Níže uvedená tabulka shrnuje základní vlastnosti těchto dvou typů cihel:
| Typ cihly | Rozměry (d x š x v) | Tloušťka zdiva | Pevnost v tlaku | Hlavní použití |
|---|---|---|---|---|
| HELUZ CDm | 240 x 115 x 113 mm | 115 a 240 mm | až 20 MPa | Nosné stěny, pilíře, příčky, přizdívky, pohledové zdivo |
| HELUZ CV 14 | 290 x 140 x 140 mm | 140 a 290 mm | Není uvedeno | Příčky, přizdívky, stěny, pilíře, adaptace (bez vysokých nároků na tepelný odpor a akustiku) |
Broušené a nebroušené cihly
Při procesu vypalování se vypařuje vlhkost z materiálu, a tak dochází k přirozeným rozměrovým změnám. Aby měly všechny cihly stejnou výšku a přesné hrany, dodatečně se upravují broušením. Broušené cihly představují cihelné bloky s vybroušenou ložnou plochou a umožňují zdění s nízkou tloušťkou ložných spár. Nebroušené cihly jsou cenově dostupnější. Vyplatí se při svépomocné realizaci, kde vyšší časová náročnost stavbu neprodražuje. U nebroušené varianty je pojivo malta, u broušené lepidlo nebo pěna.
Akumulační schopnost zdiva
Akumulace zdiva vyjadřuje jeho schopnost akumulovat teplo. U stěn s nízkou akumulací tepla dochází při přerušení vytápění k velmi rychlému poklesu teploty povrchu stěn na vnitřní straně obytných prostor. Moderní pálené cihly akumulují teplo velmi dobře.
Funkční rozdělení cihel a tvárnic
- Nosné - jsou určené pro obvodové zdivo a vnitřní nosné stěny. Nejčastěji mají šířku od 25 do 50 cm.
- Nenosné - vzhledem k mírnějším požadavkům na únosnost a izolační vlastnosti mohou být nenosné příčky tenčí, a tak zbytečně nezmenšují užitnou plochu stavby.
- Soklové - jsou vhodné pro pokládku na základové či stropní desky.
- Dekorativní - pro lícové (pohledové) části staveb, u kterých má být vzhled cihly přiznaný. Pohledové zdivo vytváří esteticky zajímavý interiér, nejčastěji se používá při realizaci neomítaných prostor.
Tepelně technické parametry a energetická účinnost
V současnosti jsou na trhu dostupné cihly, které jsou vhodné i pro jednovrstvé konstrukce obvodových plášťů pasivních domů. Požadavky na součinitel prostupu tepla (U) obvodových stěn se za posledních 50 let zpřísnily přibližně 6krát, z toho za posledních deset let asi 2krát. U zdiva z pálených cihel došlo k navýšení tepelného odporu za posledních 50 let 11krát, z toho za posledních 10 let asi 3krát. Zároveň si cihly, právě díky tomu, že jsou z keramiky, zachovávají výjimečnou trvanlivost a neměnnost svých parametrů. Tímto se může chlubit málokterý materiál.
Čtěte také: Překlady Ytong na zdivo
V současné době je vývoj zaměřen na snižování tepelné vodivosti střepu při zachování maximální možné pevnosti. Další podmnožinou tohoto směru vývoje je používání surovin, zejména charakteru odpadních hmot, které jednak zlepšují vlastnosti střepu (např. tvorbou pórů svým vyhoříváním při vypalování), snižují energetické nároky na výpal a zlepšují proces sušení. Třetí oblast tvoří vývoj v oblasti kombinování páleného cihelného bloku a izolačního materiálu. I v tomto směru se již pokročilo a úspěšně se vyvíjejí izolační hmoty na anorganické bázi. Otevírá se i možnost použití odpadních materiálů. Jako izolační materiál se v současnosti nejvíce používá minerální vlna, a to ve formě rozřezaných desek do tvaru velkých dutin nebo ve formě granulátu pro vyplnění malých dutin, dále pak perlit nebo expandovaný polystyrén. Cihelné bloky s minerální vlnou či expandovaným perlitem mají výhodu v požární odolnosti konstrukce a zdivo dosahuje výborných hodnot vzduchové neprůzvučnosti. Pokud jsou dutiny v cihlách vyplněné lehkými hmotami a je nutné dosáhnout srovnatelné vzduchové neprůzvučnosti, musí se uzpůsobit geometrie děrování cihelného bloku. Na základě výpočtů se ukazuje, že hodnota U zdiva s větším počtem dutin v cihelných blocích je nižší, tedy toto zdivo z těchto bloků vykazuje lepší tepelně izolační schopnost. Značný vliv na řešení detailů může mít také tvar děrování, kterým se může vznik tepelných mostů výrazně eliminovat, což je doménou cihel s malými dutinami a tenkými žebry.
Současným trendem je výstavba budov s nízkou spotřebou energie. Pro dosahování velmi nízkých hodnot U zděných stěn jsou dostupné klasické pálené cihelné bloky moderního typu, které splňují i kritéria pro stavbu pasivních domů. Na zahraničních trzích se začínají uplatňovat cihelné bloky s integrovaným izolačním materiálem.
Moderní cihelné systémy HELUZ
Společnost HELUZ cihlářský průmysl v.o.s. vyrábí a dodává komplexní cihelný systém pro hrubou stavbu, jehož součástí jsou tepelněizolační cihelné bloky pro obvodové zdivo, cihly pro nosné, příčkové a akustické zdivo, keramické stropy a překlady, nosné překlady pro venkovní rolety a žaluzie, keramické stropní panely, cihelné komíny, cihelné obkladové pásky, cihelná dlažba a nepálené cihly.
Základem všech moderních cihlových systémů je velkorozměrová vylehčená příčně děrovaná cihelná tvarovka typu THERM, která spolehlivě splňuje dnešní velice náročné a často protichůdné požadavky na stavební materiál. Dala by se nazvat takovým „materiálovým desetibojařem“, který například vyhoví nárokům na tepelnou izolaci i pevnost a únosnost.
Charakteristické rysy moderních cihel:
Čtěte také: Koupě plotových tvárnic
- Rozměry - jsou optimalizovány tak, aby mohl cihlou (cihelným blokem) manipulovat jeden člověk, tj. hmotnost do 25 kg, pro tloušťku zdiva maximálně 440 mm (pro dodržení modulu 250 mm jsou další rozměry tvarovky 247 a výška 238 mm). V současné době je možné sledovat příklon ke tvarovkám pro tloušťky zdiva 400 a 365 mm (při zachování tepelněizolačních vlastností) z důvodů jednodušší manipulace a nezmenšování obestavěné plochy.
- Cihelný střep - je základní hmota tvořící cihlářské výrobky. Zlepšených tepelněizolačních vlastností se dnes dosahuje vylehčováním cihelného střepu především přímo působícími (vyhořívajícími) lehčivy. U nás se nejvíce používá dřevěných pilin v množství do 30 % objemové výrobní směsi. Tloušťky žebírek se stále zmenšují a pomocí komplikovaných tvarů děrování je snaha co nejvíce prodloužit cestu tepelného toku tvarovkou.
- Doplňkové tvarovky - jako doplňkové tvarovky se používají tzv. půlky a rohovky (případně vyrovnávací cihly), z důvodů dostatečného převázání tvarovek, řešení ostění otvorů a zdiva bez tepelných mostů.
- Speciální výrobky - jsou také součástí cihlových systémů a zřetelně dokumentují snahu cihlářů vyjít zákazníkovi vstříc, nabídnout něco navíc a maximálně zjednodušit a zefektivnit stavbu při současném dodržení zásad správného zdění a následné funkčnosti budovy. Takových výrobků je dnes celá řada, od speciálních cihlových tvarovek s tepelným odporem větším než 3 m²K/W, různých úhlových tvarovek, cihel pro ostění otvorů, vysokopevnostních cihel, cihel s instalačními drážkami, komínových cihel, akustických tvarovek vyplňovaných minerální vlnou nebo betonem, až po keramickou dlažbu a roletové schránky.
Správné postupy zdění a návrh konstrukcí
Hlavním ze základních stavebních požadavků, který nikdo nezpochybňuje, je požadavek na mechanickou odolnost a stabilitu v průběhu celého životního cyklu staveb. Změnily se jednak materiály - místo cihel plných nebo prvních cihel děrovaných CD, CDm nebo CD Týn s pevností cihel P7 až P25 vyzdívaných nejčastěji na vápenocementové malty, tu dnes máme cihly nejčastěji v pevnosti P8 a P10, rozměrově podstatně větší, s velkým procentem děrování a s vylehčeným cihlářským střepem. Na výslednou (skutečnou) únosnost zdiva pak nemají vliv jen mechanické parametry těchto základních materiálů (cihel a malty), ale také jejich vzájemné uspořádání, tj. především správná převazba zdiva, a to proto, aby se stěna nebo zděný pilíř choval jako jeden nosný prvek.
Malty a spáry
Maltové spáry jsou velmi důležitou oblastí cihlářských výzkumů. Dnes se už obvykle svislá (styčná) spára nepromaltovává a statické spolupůsobení je zajišťováno různými druhy ozubení. Eliminuje se tak nejen tepelný most, ale také se zvyšuje homogenita zdi, což je důležité především s ohledem na omítky. Vodorovná (ložná) spára, dnes obvykle 12 mm silná (+238 mm vysoká tvarovka dávají dohromady výškový modul 250 mm), se doporučuje zcela vyplnit maltou. U cihel broušených je nutné nanášet tenkovrstvé maltové lože podle technologických předpisů výrobce - zpravidla pomocí nanášecích válců. Nanášení tenkovrstvé malty malířskými nebo jinými válečky je určitě rychlejší, ale touto technologií zpracování malty nelze zajistit její správné nanesení jednak v dostatečném množství, ale i v požadované materiálové struktuře malty, a tak nelze při tomto způsobu nanášení malty zaručit takové pevnosti zdiva, kterou deklarují výrobci.
Převazba zdiva
Vzájemná převazba cihel je daná normou ČSN EN 1996-1-1. Pro cihly o výšce h do 250 mm má být vzájemný přesah cihel ≥ 0,4 h nebo min. 40 mm (platí větší z hodnot). V dnešní době se na stavební trh dodávají ze sortimentu pálených cihel nejčastěji cihly broušené s výškou h = 249 mm a u těchto je tedy vzájemná převazba min. 100 mm. Pro snadné provádění je výhodné navrhovat půdorysnou dispozici v modulu 250 mm (alt. 125 mm), a to včetně polohy dveří a oken nebo velikosti vnitřních pilířů. Často se při návrhu ovšem zapomíná na fakt, že tento modul 250 mm se měří od vnitřního rohu zdiva. I proto výrobci pálených cihel vyrábějí tzv. půlky a rohovky.
Řezání cihel a řešení ostění
Pokud je na stavbě nutné cihly řezat, pak se mají zásadně dělit pilou, nikoliv zednickým kladívkem či sekyrou apod. U cihel, které jsou upravovány řezem, nebo nejsou cihly těsně u sebe na sraz a na tzv. pero a drážku, je důležité svislou styčnou spáru mezi cihlami vyplnit maltou (svislé spáry do šířky 5 mm lze výjimečně vyplnit PU pěnou v případě technologie zdění na PU pěnu). Při zdění se nemají nikdy osazovat cihly svou řezanou stranou směrem do ostění stavebního otvoru, ale řezanou stranou cihel se mají „schovat“ dovnitř stěny nebo pilíře a v místě řezu mezi cihlami se promaltuje svislá spára. Pokud by v ostění zůstala cihla osazená svou řezanou stranou do líce, pak vlivem odstranění obvodového cihelného žebírka dojde k jejímu oslabení, a to zrovna v místě, kde je zvýšené svislé namáhání.
Tloušťka obvodových stěn a zateplení
Každá obvodová stěna musí přenášet účinky od svislého zatížení a od bočního zatížení větrem. Podle toho, jakých tepelněizolačních vlastností (parametrů) požaduje uživatel dosáhnout, se navrhuje tloušťka stěny. Pro obvodovou stěnu z pálených cihel děrovaných s pevností P8 (P10) nebo zděnou z pórobetonu se doporučuje optimální tloušťka zdiva 250 nebo 300 mm. Jednovrstvá konstrukce bez zateplení je jednodušší na provádění z důvodů omezení různých technologických procesů, což přináší při vlastním zdění minimalizaci chyb. U zdiva se zateplením je zase jednodušší řešení detailů po tepelně technické stránce.
Řešení detailů
- Sokl: Jako technické řešení soklu se nabízí využití plněných cihel v první řadě. Buď lze první řadu cihel vysypat přímo na stavbě polystyrénem, nebo využít cihly již plněné z výroby. Pro zdivo z cihel FAMILY 50 toto provedení detailu při tepelně technickém posouzení na lineární činitel prostupu tepla vyhoví i doporučeným normativním hodnotám pro nízkoenergetické domy.
- Uložení stropů: Firma HELUZ doporučuje v místě uložení stropů na zdivo v místě styku vložit asfaltový pás pod i nad stropní konstrukci, a to z důvodů statických, tepelněizolačních a akustických. V případě jednovrstvého zdiva někdy dochází v tomto detailu ke „konfliktu“ mezi statiky a tepelnými techniky, jaká má být ideální tloušťka tepelné izolace v úrovni stropu. Pro tepelnětechnické posouzení je nejvýhodnější mít v tomto detailu co největší tloušťku tepelné izolace, z pohledu statiků by postačilo tak okolo 100 mm, protože větší tloušťky tepelné izolace mají již vliv na únosnost obvodového zdiva v hlavě a patě stěny.
- Uložení překladů: Obecně je třeba v místě uložení překladů nebo průvlaků posoudit v kontaktní ploše zdivo na napětí v soustředěném namáhání.
Omítky
Omítnuté jednovrstvé zdivo je obecně nejosvědčenější a jedna z nejtrvanlivějších povrchových úprav zdiva. I omítek je dnes ale velmi mnoho druhů. Správný návrh vyžaduje nejen dobrý projekt, ale i kvalitní materiál a nakonec dobrou prováděcí stavební firmu, která s konkrétním materiálem umí pracovat a má také „rozumný harmonogram“ postupu prací.
Porovnání keramických tvárnic s jinými materiály
Plánujete stavbu domu a pořád ještě váháte, jestli zvolit duté keramické tvárnice, nebo pórobetonové zdivo? V první řadě se zaměřte na cenu a dostupnost, které se zejména v poslední době často mění. Porovnávejte vždy typy s podobnými tepelněizolačními vlastnostmi. Práce s pórobetonem je snadná a umožňuje jednoduché opracování, a to včetně vysekávání drážek pro elektrická vedení. Tvárnice jsou lehké, mají dobrou tepelnou vodivost a jsou pevné, avšak mají nižší pevnost v tlaku. Moderní pálené cihly velmi dobře izolují, jsou nenasákavé a pevné v tlaku, ale mají vyšší objemovou hmotnost a hůře se s nimi pracuje. Protože jsou křehké, může být vysekávání drážek pro kabely pracnější. Nejnáročnější je založení první řady, a to jak u cihel, tak tvárnic. Pokud tak budete stavět svépomocí, na montáž první řady si raději přizvěte odborníka.
Kromě keramických a pórobetonových tvárnic existují i další typy zdicích prvků:
- Vápenopískové tvárnice - mají podobné složení jako pórobeton, jejich hustota je však mnohem vyšší. Díky tomu jsou mimořádně pevné a skvěle izolují. Díky vysoké pevnosti mohou být obvodové stěny užší, a tak zvýší užitnou plochu stavby. U zdiva se zateplením při použití vápenopískových cihel s pevnostmi bloků P15 (P20) vyhoví někdy ze statického hlediska už tloušťka zdiva 175 mm (při stropní konstrukci tuhé ve své rovině).
- Štěpkocementové tvárnice - na rubové straně mají integrovanou tepelnou izolaci. Sestavují se do bednění a následně se betonují.
tags: #keramicke #tvarnice #cd #ina #informace