Samozhutnitelný beton rozšiřuje možnostibetonových konstrukcí i architektury

Titulní foto: odvětrání tunelu mrázovka v Praze na SmíchověUkazuje se, že klasické zpracování betonu při ukládání do bednění pomocí vibrace a hutnění může být obtížné a zároveň je silně závislé na lidském faktoru. Po odbednění se často zjistí, že beton nepronikl do všech míst a konstrukce má vady. Před dvaceti lety byla v Japonsku vyvinuta technologie, která měla omezit vliv lidského faktoru na kvalitu betonové konstrukce tak, aby se kritické vibrování vyloučilo a kvalita se tímto zlepšila. Informace o vývoji a počátečních aplikacích z Japonska pronikaly do evropských zemí a do Ameriky. V roce 1996 byl založen výbor ve společnosti RILEM, který se zabýval problematikou samozhutnitelného betonu. Mezníkem v jeho činnosti bylo Symposium uspořádané v září 1999 ve Stockholmu, kde se prezentovaly první výsledky, které měly charakter souhrnných zpráv z různých oblastí světa. Na podzim téhož roku začal vývoj vlastních receptur pro samozhutnitelné betony ve společnosti TBG Metrostav s.r.o. a následně ve všech ostatních společnostech skupiny Českomoravský beton. Při laboratorních zkouškách bylo nejprve navrženo složení, které se dále upravovalo podle zkušeností získávaných při betonáži zkušebních konstrukcí, které byly obvykle nevýznamnou součástí různých staveb.Samozhutnitelnosti betonu je dosaženo omezením množství a velikosti hrubého kameniva (zpravidla se používá kvalitní kamenivo do maximální velikosti zrna16 mm), snížením poměru vody a přidáním příměsí ke zvýšení obsahu jemných podílů oproti betonům vyráběným běžnou technologií. Rovnováhy mezi tekutostí čerstvé směsi a vnitřní soudržností je dosaženo použitím speciálních superplastifikačních přísad na bázi polykarboxylátů a vhodnou skladbou kameniva, nikoliv dávkou vody. Takovýto beton dokáže bez vibrace a hutnění zaplnit složité tvary bednění a vyplnit všechna místa s hustou armaturou bez vzduchových pórů a bublin. Beton přitom protéká mezi jednotlivými pruty výztuže, aniž by se znatelně změnilo jeho složení. Příklady ukládání pomocí autočerpadla přes hustou výztuž můžeme vidět na dvou fotografiích ze stavby železničního mostu přes Seifertovu ulici v Praze a na fotografii „Hustota výztuže pilíře estakády přes Masarykovo nádraží“. Čerstvý samozhutnitelný beton vykazuje vysokou míru tekutosti a protéká i malými otvory, a proto je potřeba klást důraz na těsnost bednění. Jeho skladbu je vhodné předem konzultovat s dodavatelem bednění. Vlastnosti vyzrálého samozhutnitelného betonu se výrazně neodlišují od běžného betonu. Vlivem nízkého vodního součinitele tyto betony dosahují vyšších pevností v tlaku a vzhledem k velkému podílu jemných částic, které zaručují hutnou strukturu, jsou vodotěsné. Samozhutnitelný beton lze tak bez větších problémů vyrábět ve vyšších pevnostních třídách charakteristických pro vysokopevnostní betony a tím vytvořit velmi štíhlé konstrukce nebo konstrukce větších rozponů. Díky dosavadnímu vývoji v technologii betonu je již možné vyrábět i provzdušněný samozhutnitelný beton s vysokou odolností proti mrazu a rozmrazovacím prostředkům. Kvalita povrchů samozhutnitelných betonů je vynikající, a proto se hojně používají i jako pohledové betony. Povrch samozhutnitelného betonu je dokonale hladký bez výrazných bublin a bez trhlin. Kvalitu takového povrchu můžeme vidět například na odvětrání tunelu mrázovka v Praze (viz. foto„Odvětrání tunelu mrázovka v Praze“). Beton je zároveň velmi rovnoměrný, hutný a kompaktní ve své struktuře a odolává lépe působení vnějšího prostředí (pronikání vody, agresivních plynů z atmosféry). Povrch betonu zůstává proto po dlouhou dobu stabilní bez větších známek degradace a je vhodný i pro barevné ztvárnění konstrukce. Důvodem stále větší oblíbenosti samozhutnitelného betonu je nejen jeho vyšší kvalita.Používání tohoto betonu má několik dalších výhod. Za prvé je to odstranění zdlouhavého zhutňovacího procesu, dále pak zlepšení prostředí na stavbě a jeho okolí snížením hlučnosti. V neposlední řadě je to snížení celkových nákladů na provádění betonových konstrukcí. Vyšší náklady na složky samozhutnitelného betonu jsou převáženy úsporou pracovní síly a zvýšením produktivity. Nenáročnost ukládání na pracovní sílu můžeme vidět na fotografii „Železniční most přes Seifertovu ulici - ukládání do husté výztuže“.Jako úspěšné aplikace samozhutnitelného betonu uvádíme příklady staveb, na kterých se podílely dodávkami betonu a jeho vstupních složek - cementu a kameniva, společnosti Českomoravský beton, Českomoravský cement a Českomoravské štěrkovny, členové skupiny HeidelbergCement v České republice. Českomoravský beton patří k průkopníkům výroby a technologie aplikace samozhutnitelného betonu a dodává jej úspěšně již několik let na trh. První stavbou v České republice, kde byla technologie samozhutnitelného betonu aplikována ve velkém objemu, byla stavba železničního mostu v Praze – Zlíchově v létě roku 2000. Tento objekt je po statické stránce velmi složitý, neboť jde o mimořádně tuhou šikmou konstrukci převádějící 4 koleje přes městský dopravní okruh. Již zatížení vlakem vyvolává značné namáhání konstrukce, avšak mimořádná tuhost je příčinou vzniku velkých napětí od objemových změn betonu. To vše vedlo projektanta k návrhu silně vyztužené konstrukce. Horní deska má tloušťku v rozmezí 1,4 až 2,4 m se silnou výztuží v mnoha vrstvách. Neobyčejně hustá výztuž neumožňovala betonáž desky klasickým vibrovaným betonem. Do mostovky bylo uloženo 1800 m3 samozhutnitelného betonu vyrobeného společností TBG Metrostav patřící do skupiny Českomoravský beton. Konstrukce byla provedena ve velmi dobré kvalitě. V následujících letech byl samozhutnitelný beton ze společnosti TBG Metrostav použit v mnoha různých stavbách, např. na stavbě tunelu pro pěší pod drážním tělesem v Roztokách nad Vltavou, na velmi hustě vyztužené stěny na monolitické konstrukci administrativněkulturního komplexu Paláce Flora v Praze, pro některé tunely pražského metra na trase IV.C., na stavbě vysílače v Praze na Spořilově, na stavbě železničního mostu přes Seifertovu ulici v Praze a pro odvětrání tunelu Mrázovka v Praze na Smíchově. V roce 2005 byl kromě různých aplikací na monolitických skeletech na dalších dopravních stavbách samozhutnitelný beton použit zejména na stavbě čtyřkolejné železniční estakády přes Masarykovo nádraží v Praze v rámci stavby tzv. Nového spojení. Pro masivní velice hustě vyztužené hlavice pilířů, které můžeme vidět na fotografii „Hustota výztuže pilíře estakády přes Masarykovo nádraží“, byl vyvinut speciální samozhutnitelný beton s nízkým vývojem hydratačního tepla. V současnosti je již dokončeno 11 pilířů budoucí estakády (viz. foto „Nové spojení – piliře estakády přes Masarykovo nádraží“). Pro dřík a hlavici pilířů bylo vyrobeno speciální bednění vytvořené systémovými prvky, dřevěnými ramenáty a dřevěným pobitím prkny na sraz (viz. foto „Bednění pilíře estakády přes Masarykovo nádraží“). Vzhledem ke komplikované možnosti beton zhutnit byla použita v pilířích kombinace „lehce zhutnitelného“ a samozhutnitelného betonu C 35/45 XC4 s cementem CEM II/B – S 32,5, který v masivní konstrukci pilířů snižuje vývin hydratačního tepla. Častou aplikací samozhutnitelného betonu je jeho použití pro tzv. milánské stěny. Jedná se o podzemní stěny pro zapažení hlubokých výkopů a jam, které bývají součástí budoucí konstrukce podzemních podlaží a jejich povrch bývá upraven frézováním. Příkladem použití samozhutnitelného provzdušněného betonu jako konstrukčního a zároveň architektonického prvku je lávka pro cykloturisty přes mezinárodní silnici u Cínovce v nevlídném horském prostředí Krušných hor.Autoři článku:Ing. Vladimír Veselý, BETOTECH, vladimir.vesely [at] betotech.cz">vladimir.vesely@betotech.czIng. Milada Mazurová, TBG Metrostav, technolog.tbgmts [at] comp.cz">technolog.tbgmts@comp.czIng. Petr Dvořáček, Českomoravský beton, petr.dvoracek [at] cmbeton.cz">petr.dvoracek@cmbeton.czwww.cmbeton.cz