Článek volně navazuje na příspěvek „Lehký beton“, který vyšel ve speciální příloze časopisu Beton TKS a kde lze nalézt více informací o historii a technologických aspektech lehkých betonů. Pod pojem „lehký beton“ lze zařadit širokou škálu technologií od mezerovitých betonů, napěněných až po hutné konstrukční betony vylehčené lehkým kamenivem.
Tento článek je zaměřen na lehké betony vylehčené lehkým průmyslově vyráběným kamenivem, které jsou nejvíce rozšířenými a používanými betony ve střední Evropě, v severských zemích, v Rusku, ale také např. Lehké kamenivo (dle normy ČSN EN 13055) je dnes používáno v širokém rozmezí objemových hmotností od 50 kg/m3 u expandovaného perlitu po 1 000 kg/m3 u např. popílkového kameniva, ale také v širokém rozmezí pevností a velikostí zrn. Suroviny pro výrobu lehkého kameniva jsou přírodního původu (jíly, břidlice, lupky) i na bázi vedlejších průmyslových produktů (polétavý popílek, ložový popílek, vysokopecní struska).
Také se používá syntetické organické kamenivo (např. Průmyslově vyráběná lehká kameniva mají oproti přírodním lehkým kamenivům výhodu větší stálosti svých deklarovaných vlastností. Jejich historie sahá až na počátek 19. století a nejčastěji se vyrábí tepelným zpracováním. Nejznámější a nejvyužívanější lehké kamenivo v Evropě je kamenivo na bázi expandovaných jílů, známé také jako keramzit, německy Blähton, angl. Tato kameniva lze vyrábět i bez tepelného zpracování, např. za studena sbalkovaná popílková kameniva (Aardelit Holandsko).
Další možností je použití např. Norma ČSN EN 206+A1 Beton - Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda zahrnuje rovnocenně vedle obyčejných betonů i lehké hutné betony, které mají podobné pevnostní třídy. Lehké betony se navrhují podle stejných pravidel, zohledňují se ale samozřejmě rozdílné vlastnosti (např. Základní výhodou použití lehkého betonu je snížení zatížení konstrukcí a s tím spojené snížení nákladů celé stavby.
Lehké betony jsou využitelné v oblasti monolitických konstrukcí pozemních, občanských a dopravních staveb, stejně tak i pro výrobu prefabrikovaných dílců pro stejné určení. Lehké betony lze použít jako prosté, vyztužené a do jisté míry i předpjaté. Dále se lehké betony používají při výrobě vibrolisovaných prvků (zdicí tvarovky, prvky zahradní architektury apod.). Mezi nevýhody lehkého betonu patří např. křehkost lehkého betonu v případě hutných konstrukčních betonů s vyššími pevnostmi (díky vysoké pevnosti cementové pasty), vyšší teplota během zrání betonu díky hydrataci cementu (vysoká tepelná jímavost lehkého betonu) a nižší odolnost vůči lokálnímu koncentrovanému břemenu, které se vyskytuje v ukotvení při předpínání.
Čtěte také: Využití Liapor Mix v moderním stavitelství
A dále z hlediska technologie výroby nasákavost lehkého kameniva způsobuje komplikace při míchání a ukládání betonu čerpáním. Lehký beton je bezesporu vhodný pro prefabrikaci, jejíž největší předností je rychlá výstavba a omezení mokrých procesů na stavbě na minimum, nižší přepravní náklady související se snížením hmotnosti stavebních prvků a dobré tepelněizolační a akumulační vlastnosti. V této oblasti je dobře známé využití ve sportovních stavbách.
Příkladem může být Volkswagen arena ve Wolksburgu v Německu, kde byl použit lehký samozhutnitelný beton LC25/28 D 1,6 pro některé dílce (zejména vrchní ochoz areny), a Mercedes Benz Arena ve Stuttgartu. Dále např. Westpack stadion ve Wellingtonu na Novém Zélandu. Jedná se o první použití lehkého konstrukčního betonu na Novém Zélandu.
Lehký beton lze použít jako monolitický pohledový tepelněizolační beton pro ztvárnění velmi zajímavých staveb. Monolitický izolační beton s využitím kameniva na bázi expandovaného jílu zajišťuje žádoucí statické a požadované tepelněizolační hodnoty pro monolitické nosné tepelněizolační konstrukce, u kterých se nemusí používat dodatečná izolace ani jakékoliv jiné úpravy povrchů. Od parotěsných zábran, izolace nebo omítky se naprosto upouští. Stavební fáze se tak zkracuje na odstranění bednění a vysušení stavebního prvku. Monolitickou konstrukci je třeba navrhnout tak, aby zabránila tvorbě tepelných mostů.
Docílené betonové povrchy jsou homogenní a jemně strukturované, není třeba je dále upravovat nebo dodatečně zušlechťovat. Estetický dojem, jež vyvolávají, odpovídá dnešnímu duchu doby. Doporučuje se ale povrch opatřit hydrofobním nátěrem na beton, a to nejen kvůli vytvoření povrchu odpuzujícímu vodu, ale také z důvodu snížení špinavosti povrchu pohledového betonu. Tento druh betonu patří z hlediska technologie výroby, ukládání a ošetřování mezi náročnější aplikace, je tedy nutné na tento fakt brát zřetel již při přípravě stavby.
V oblasti čerpaného monolitického betonu se lehký beton využívá od drobných rekonstrukcí starých budov (zejména do konstrukcí stropů a podlah) až po výstavbu výškových budov. Rodinný dům E20 v německém Pliezhausen je kompaktní dům ve tvaru krystalu, který byl dokončen v roce 2016, získal mnoho cen (např. Best Architects Award in Gold, Architekturpreis Beton, Hugo-Häring-Auszeichnung) a pochází z architektonické kanceláře Steimle Architekten BDA ze Sttutgartu. Jednoplášťová fasáda tloušťky 500 mm byla vyrobena z lehkého betonu LC12/13 D 1,2 s využitím lehkého kameniva velikosti zrna 0 - 4 a 4 - 8 mm. Fasáda byla realizována pomocní vodorovného hrubého bednění, jehož otisk jasně udává charakter povrchu. Na fasádní stěny a strop bylo použito cca 120 m3 lehkého betonu.
Čtěte také: Lehký beton ve stavebnictví
V České republice byl v roce 2008 postaven první dům z lehkého pohledového betonu s kamenivem Liapor v Žebětíne u Brna navržený architektonickou kanceláří Ateliér Makovský & partneři, s. r. o.. Technologie monolitického lehkého betonu umožnila výstavbu dvou výjimečných atriových domů na jednom pozemku. Použitý lehký beton měl ve vysušeném stavu objemovou hmotnost 900 až 950 kg/m3 s pevností minimálně 9 MPa a součinitelem tepelné vodivosti 0,24 W/mK.
Rodinný dům v Praze-Kunraticích z roku 2013 je druhou významnou aplikací pohledového tepelněizolačního betonu v České republice a poprvé zde byl tento typ betonu použit nejen na stěny, ale také na stropní konstrukci. Stropy jsou v tomto případě vybetonovány včetně konzol v jednom monolitickém celku, tloušťky 530 mm. Tento dům navrhla architektonická kancelář OK plan architects. Nový kazatelský seminář na zámku Wittenberg vznikl v roce 2017 vybudováním sedmi kvádrů z lehkého betonu na hradní střeše.
Hrad Wittenberg patří do seznamu památek UNESCO a rozšířením semináře byla pověřena berlínská architektonická kancelář Architekturbüro Bruno Fioretti Marquez. Hlavním architektem byl prof. José Gutierrez Marquez. Stávající klenby mají omezenou únosnost, která by neumožnila těžkou konstrukci (např. cihelnou zeď). Zatížení od lehkých betonových konstrukcí, jejichž základy byly umístěny na patách kleneb, je bezpečně roznášeno do nosného zdiva zámku. Všechny stavební obálky sedmi kvádrů byly zhotoveny z přibližně 650 m3 lehkého betonu třídy LC12/13 D1,2. Tloušťka vnějších stěn se pohybuje mezi 240 a 760 mm a vnitřních stěn mezi 200 a 300 mm. Struktura povrchů lehkého pohledového betonu vizuálně odlehčuje masivnost zhotovených prvků. Tato dostavba je ukázkovým příkladem, jak se historické budovy mohou stát součástí společenských změn, a je tak úspěšnou odpovědí na poptávku po architektuře v průběhu doby.
Objekt požární stanice Vierschachv Itálii (jižní Tyrolsko, 1 130 m n. m.) zaujme pozoruhodnou kubickou formou s jasně strukturovanými částmi. Určujícím prvkem zde je obálka budovy z lehkého probarveného betonu, který zajišťuje potřebnou tepelněizolační funkci, pevnost, dlouhou životnost a bezúdržbovou fasádu. Stavba byla navržena architektonickou kanceláří Pedevilla Architekten z Brunecku. Pro obálku bylo použito cca 568 m3 červeně probarveného lehkého betonu LC16/18 v kvalitě pohledového betonu. Objemová hmotnost betonu je maximálně 1 250 kg/m³ a tepelná vodivost λ těsně pod 0,4 W/mK.
Bank of America Tower je 366 m vysoká budova s 60 patry a v současnosti třetí nejvyšší budova v New Yorku, která jako první budova na světě získala certifikaci LEED Platinum. Aby se minimalizovala hmotnost a aby se dosáhlo požadovaných protipožárních vlastností, byl pro podlahy použit lehký beton se struskou (kamenivo Solite). Více než 30 000 m3 lehkého betonu bylo čerpáno rychlostí vyšší než 60 m3/h.
Čtěte také: Vlastnosti lehkého betonu
Salesforce Tower je 326 m vysoká budova v San Franciscu otevřená v lednu 2018. Pro podlahy byl použit lehký beton s kamenivem na bázi expandované břidlice s tlakovou pevností 35 MPa po 28 dnech a s pevností v tahu za ohybu 4,5 MPa po 56 dnech. Beton byl do konstrukce rovněž ukládán čerpáním.
Nové sídlo společnosti Alnatura-Campus v Darmstadtu, dokončené počátkem roku 2019, má největší hliněnou fasádu uplatněnou na kancelářské budově v Evropě. Fasádní hliněné segmenty jsou 12 m vysoké, 3,5 m široké o tloušťce 690 mm. Statickou bezpečnost fasády zajišťují základové prvky (sokly a kotevní kroužky) z lehkého betonu s využitím lehkého kameniva na bázi expandovaného jílu Liapor, které zároveň eliminují tepelné mosty. Toto kamenivo navíc, jako přírodní stavební materiál, dokonale zapadá do celkového ekologického konceptu nového sídla společnosti. Hliněné segmenty jsou pevně spojeny se železobetonovým skeletem budovy pomocí kruhových kotev z lehkého betonu LC12/13 D 1,4 o tloušťce140 mm. Sokly vysoké 500 mm pod každým fasádním segmentem jsou vyrobeny také z LC12/13 D 1,4.
Lehký beton v podobě mezerovitého betonu se také začíná uplatňovat jako drenážní beton v oblasti ochrany dešťových vod. V krajině se 99 % dešťové vody vsákne, je pohlceno rostlinami, nebo se vypaří. S výstavbou sídel a komunikací pro stále rostoucí populaci, s lesnickými, zemědělskými a jinými zásahy do krajiny se změnil přirozený hydrologický cyklus. Značná část plochy území je tvořena zpevněnými povrchy (silnice, chodníky, zástavba), ty brání průsakům vody zpět do půdy, a tím doplňování zásob podzemní vody. S rostoucí mírou zpevňování ploch roste povrchový odtok a naopak klesá míra obnovování podzemní vody. Dochází k propastným kontrastům mezi extrémními povodněmi a vysychajícími toky při nízkých srážkách. Celosvětově se městská prostředí zahušťují a narůstá procento horizontálních ploch s pevnými a nepropustnými povrchy. V Evropě průměrně žije cca 70 % obyvatel ve městech.
Cílem vývoje vodopropustných betonů (angl. pervious concrete) je navrhnout nejen složení, ale i technologii zpracování a ukládání betonu tak, aby se dala použít jako vrchní pojížděná vrstva vozovek, parkovišť či pochozích ploch. Vývoj takových betonů započal v severských zemích Evropy (Finsko) a dále pak v USA a Japonsku. Technologie vodopropustného betonu se odvíjí od technologie mezerovitého betonu. V tomto případě je ale nutné navrhovat celé souvrství, kterým bude voda plynule protékat.
Lídrem v oblasti použití lehkého betonu v dopravních stavbách jsou bezesporu v Evropě severské země a dále Severní Amerika, kde se lehký beton bez problémů používá v konstrukcích mostů (v ČR např. most na silnici R6 Sokolov - Tisová). Lehký beton se také využívá při výstavbě železničních tratí. Významným příkladem je Saale-Elster Viaduct, který je nejdelší stavbou mostu v Německu a je součástí nové vysokorychlostní trati ICE mezi Mnichovem a Berlínem. V prostoru mezi kolejemi je cca 1 500 m3 lehkého betonu s pevností 7 MPa a objemovou hmotností 1 200 kg/m3.
Beton je stabilní, nosný a vodopropustný a v případě potřeby slouží také jako vozovka pro záchranná vozidla. V souvislosti s kapitolou výše o vodopropustném betonu je vhodné zmínit aplikaci lehkého mezerovitého z roku 2010 v tunelu Dobrovského v Brně. Lehký beton zde tvořil přímé nadloží tunelové trouby a sloužil jako drenážní beton. Zatřídění a značení lehkého mezerovitého betonu bylo použito dle ČSN EN 1520, protože tento beton nelze zatřídit dle normy ČSN EN 206+A1 Beton - Specifikace.
V oblasti dopravních staveb se zejména v Severní Americe využívá tzv. řízeného vnitřního samoošetřování (dále VS) betonu s využitím lehkého nasákavého kameniva, které nabízí výhody zlepšení hydratace, snížení průniku chloridů a nižší smršťování. V USA se tedy při návrhu lehkého betonu počítá s VS za účelem zvýšení odolnosti a životnosti budované konstrukce. Příručka ESCSI’s (Expanded Shale, Clay and Slate Institute, Chicago, USA) „Guide for Concrete Mixture Designs using Prewetted ESCS Lightweight Aggregates for Internal Curing” z roku 2011 udává doporučená množství přídavné vody.
Současné trendy výstavby jsou v rámci Evropy více zaměřené na snižování energetické náročnosti budov a ochranu životního prostředí, kde lehký beton nachází díky svým vlastnostem široké uplatnění.
Lehký beton a jeho výhody na stavbě
Lehký beton je oblíbeným stavebním materiálem. O tom, že jeho použití má na stavbě své opodstatnění svědčí jeho používání již ve starověkém Římě. Díky svým skvělým izolačním vlastnostem, nízké objemové hmotnosti, vysoké pevnosti a dlouhé trvanlivosti najde uplatnění na každé stavbě. Lehký beton je vlastně betonová směs, v níž je běžné plnivo nahrazeno lehkým keramickým kamenivem. A právě díky keramickému kamenivu (keramzitu) získává už jednou zmíněné výhody. Díky správnému poměru přísad ale zůstává zachována dlouhá životnost a vysoká pevnost, která je srovnatelná s běžným betonem. Lehký beton je navíc také ještě snadno opracovatelný a snadno recyklovatelný.
Lehký beton je ideálním materiálem pro realizace podlah. Uplatnění ale najde kdekoliv, kde by bylo potřeba použít běžný beton, ale kvůli jeho vysoké hmotnosti, nebo špatným tepelně-izolačním vlastnostem jej nelze použít. Hotová směs pro přípravu Lehkého betonu se jmenuje Liapor Mix. Jedná se o suchou betonovou směs cementu s keramickým kamenivem Liapor, kterou v určeném poměru stačí rozmíchat s vodou. Liapor Mix se se vyrábí ve 2 variantách Liapor Mix (s kamenivem frakce 4-8 mm) a Liapor Mix final (s kamenivem frakce 1-4 mm). Při realizaci podlah spolu Liapor Mix a Liapor Mix final tvoří dokonalý systém.
Liapor Mix pomůže s vyrovnáním větších nerovností a Liapor Mix final vytvoří finální povrch, který nahradí jinak potřebnou roznášecí vrstvu. Lehký beton, nebo také lehčený beton, keramzitbeton či Liaporbeton - to všechno jsou názvy materiálu, který má pevnost a odolnost srovnatelnou s běžným betonem. Díky obsahu lehkého keramického kameniva, které v jeho složení nahrazuje štěrk, má ale až o 2/3 nižší hmotnost a mnohem lepší tepelněizolační vlastnosti. Přednosti lehkého betonu našly uplatnění především při rekonstrukcích podlah. Můžete ho využít ale všude tam, kde potřebujete vylehčit konstrukci a zároveň zachovat pevnost.
Postup při aplikaci lehkého betonu pro podlahy
- Vysypeme Liapor Mix do nádoby.
- Přidáme 4 až 5 l vody.
- Pomalu mícháme. Pro větší plochy je vhodné použít míchačku.
- Vzniklý lehký beton vylijeme na očištěný podklad.
- Urovnáme zednickým hladítkem.
- Upravíme do požadované výšky stahovací latí.
- Průběžně pomocí vodováhy kontrolujeme rovnost.
- Povrch bude pochozí již za 24 hodin.
- Konečná podoba podlahy z lehkého betonu.
Lehký beton pro lehčí rekonstrukci podlah, stropů a jiných konstrukcí
Odedávna panuje v architektuře a stavitelství velký rozpor mezi požadavky na pevnost a hmotnost stavebních materiálů. Konstrukce velkolepých i zcela běžných staveb si často žádají stavební materiály s vysokou pevností a odolností. Ta s sebou ale obvykle nese i relativně vysokou hmotnost, která je však často na škodu. Proto už starověcí stavitelé hledali způsob jak stavební hmoty vylehčit. A přišli s betonem vylehčeným pemzou, který byl nalezen třeba v konstrukcích římského Kolosea. I když se od té doby technologie zdokonalily, výhody lehkého betonu využíváme i 2 000 let poté.
Dnes lze velmi zjednodušeně popsat výrobu lehkého betonu tak, že se v receptuře klasického betonu vymění těžký štěrk za lehké keramické kamenivo (keramzit Liapor). Díky tomu má takto připravený keramzitbeton až o 2/3 nižší hmotnost, než běžný beton a to při zachování obdobné pevnosti a odolnosti. Navíc jako bonus získá lepší tepelněizolační vlastnosti. „Vylehčení“ betonu ale není zdaleka tak snadné, jako výše popsaný princip. Proto se nedoporučuje míchat ho v domácích podmínkách. Pro přípravu lehkého betonu je vhodnější využít hotové suché směsi Liapor Mix, které jsou připravovány pod technologickým dohledem podle ověřených receptur.
Podle způsobu použití lze vybírat z různých variant směsí Liapor Mix, v nichž se liší množství a velikost obsažených keramických zrn (tzv. Příprava lehkého betonu ze směsí Liapor Mix je snadná. Stačí přidat předepsané množství vody a promíchat ručně nebo v míchačce. První dvě jmenované směsi společně tvoří ideální systém pro betonové podlahy. Liapor Mix pomůže vyrovnat větší nerovnosti a Liapor Mix final vytvoří finální roznášecí vrstvu podlahy. Pro dosažení zcela hladkého povrchu, lze na Liapor Mix final použít ještě tenkou vyrovnávací vrstvu samonivelační stěrky.
Lehčený Beton s Ekostyrenem
Lehčený beton (lehký beton, odlehčený beton) je inovativní stavební materiál, který nachází uplatnění v řadě situací, kde klasický beton není z důvodu své velké váze nebo jiných omezeních vhodný. Jednou z moderních aplikací lehčeného betonu je použití Ekostyrenu, který se stává populární alternativou klasických řešení díky svým unikátním vlastnostem, jako je nízká hmotnost, schopnost vyrovnávání nerovností a zateplovací efektivita.
- Vyrovnání nerovností: Lehčený beton je ideální pro vyrovnání nerovností na různých stavebních plochách, jako jsou podlahy a podobně.
- Zateplovací vlastnosti: Díky použití Ekostyrenu má lehčený beton výborné tepelně izolační vlastnosti.
- Náhrada za polystyren: Lehčený beton může nahradit polystyren při zalití elektrických a vodovodních rozvodů.
Lehčený beton má oproti běžnému betonu výrazně nižší objemovou hmotnost díky nahrazení části plniva (kameniva, štěrku) polystyrenovou drtí nebo umělým keramickým kamenivem. Kromě nízké hmotnosti jsou výhodou lehkého betonu také velmi dobré tepelně izolační vlastnosti. Uplatnění nachází lehčený beton podobně jako běžný beton v monolitických konstrukcích.
Lehký beton má speciální recepturu. Pokud ale chcete lehký beton použít na stavbě nebo při rekonstrukci, není potřeba zjišťovat správné poměry přísad, ale stačí použít hotovou suchou směs Liapor Mix. Nízká objemová hmotnost 600 kg/m3 (resp. 750 kg/m3) - ve srovnání s běžným betonem lze provádět lité podlahy s až o 2/3 nižším zatížením nosné konstrukce. Podlahy realizované z lehkého betonu Liapor Mix jsou pochozí již za 24 hodin.
Na aplikovaný Liapor Mix je nutné položit roznášecí vrstvu betonového potěru nebo mazaniny o tloušťce minimálně 40-50 mm (nejlépe vyztuženou jemnou ocelovou síťovinou). Následně např. Betonové podlahy z Liapor Mixu v sobě kombinují výhody suché podlahy tvořené podsypem a sádrokartonovou /sádrovláknitou deskou a takzvané těžké plovoucí podlahy, kterou obvykle tvoříme z klasického betonu. Podlahy z lehkého betonu můžete použít u novostaveb i při rekonstrukcích. Realizují se podobně jako běžné lité betonové podlahy. Na rozdíl od nich ale u podlah z lehkého betonu nehrozí riziko prasklin. A to ani přes to, že se realizují bez dilatačních spár.
Výhody lehkého betonu
Lehký beton najdete na trhu v podobě suché směsi pod názvem Liapor Mix. Je pevný, odolný a dlouhověký jako běžný beton. Navíc je ale také až o dvě třetiny lehčí, má výborné izolační vlastnosti a je rychleschnoucí - pochozí již po 24 hodinách. Celková doba vysychání je 5-7 dní. Za tyto skvělé vlastnosti vděčí přidanému keramzitu (keramickému kamenivu Liapor). Liapor Mix se vyrábí ve 2 variantách. Liapor Mix (4-8 mm) určený pro podkladové vrstvy a Liapor Mix final (1-4 mm) určený pro finální vrstvy podlah.
Podlahy z lehkého betonu
Podlahy z lehkého betonu lze realizovat prakticky všude - v bytech, domech i komerčních objektech. Jediné omezení platí pro rekonstrukce podlah na dřevěných stropech. V těchto případech bude lepší volbou realizace suchých plovoucích podlah s podsypem z kameniva Liapor. Před realizací podlahy z lehkého betonu musíme povrch dobře očistit a lehce zvlhčit. Penetrace není nezbytná. Doporučujeme ji pouze u výrazněji poničených povrchů. Suchou směs a potřebné množství vody (4-5 l na 1 balení) mícháme v míchačce, nebo ručně. Použijeme-li rychlostní vrtačku, je nutné nastavit nízké otáčky, jinak hrozí znehodnocení směsi.
Vzniklý beton lijeme na podklad a upravujeme podobně jako běžný beton - stahovací latí a běžným zednickým hladítkem. Doporučená minimální výška nanášené vrstvy je 5 cm. U podlah s většími nerovnostmi doporučujeme jako základní vrstvu použít Liapor Mix (4-8 mm) a jako finální vrstvu Liapor Mix final (1-4 mm). V případě menších nerovností můžete vynechat vrstvu Liapor Mixu (4-8 mm) a použít jen Liapor Mix final (1-4 mm). Směs je rychleschnoucí. Proto je důležité ji bezodkladně zpracovat. Lehký beton nepraská, proto nejsou třeba dilatační spáry. Také se výborně pojí s dalšími materiály i s vrstvami zpracovanými v předchozích dnech.
Na hotovou vrstvu z Liapor Mix final můžete položit finální nášlapnou vrstvu.
| Vlastnost | Lehký Beton | Běžný Beton |
|---|---|---|
| Hmotnost | Nižší (až o 2/3) | Vyšší |
| Tepelná izolace | Výborná | Horší |
| Pevnost | Srovnatelná | Srovnatelná |
| Praskání | Minimální (bez dilatačních spár) | Vyšší riziko |
| Doba schnutí | Rychlé (pochozí za 24 hodin) | Delší |
tags: #lehký #beton #na #podlahu #vlastnosti #a