SANACE A REKONSTRUKCE - Beton TKSBeton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 REDAKCE,...

3/2012

S A N A C E A R E K O N S T R U K C E

S P O L E Č N O S T I A S V A Z Y

P O D P O R U J Í C Í Č A S O P I S

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR

K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5

tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798

e-mail: [email protected]

www.svcement.cz

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR

Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4

tel.: 246 030 153


www.svb.cz

SDRUŽENÍ PRO SANACE

BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

Sirotkova 54a, 616 00 Brno

tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180

mobil: 602 737 657


www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ

SPOLEČNOST ČSSI

Samcova 1, 110 00 Praha 1

tel.: 222 316 173

fax: 222 311 261


www.cbsbeton.eu

C O N A J D E T E V T O M T O Č Í S L E

12 / TRANSFORMACE PONORKOVÉ ZÁKLADNY

VE FRANCOUZSKÉM SAINT-NAZAIRE

70 / HOLANDSKÝ WORKSHOP „SUPERBETON“

ANEB KDYŽ ARCHITEKTI SPOLEČNĚ

S BETONÁŘI TESTUJÍ NOVÝ TYP BETONU

17 / PROJEKT REKONSTRUKCE

MOSTU TAI PING

3 / NOVÁ VĚŽ

VE VĚŽI JINDŘIŠSKÉ

/8KONVERZE PRŮMYSLOVÉHO

OBJEKTU OCTÁRNY

NA POLYFUNKČNÍ DŮM

/28ŽELEZOBETON

V INDUSTRIÁLU

/20ZESÍLENÍ BETONOVÉ

KONSTRUKCE – ANALÝZA,

VARIANTY NÁVRHU A REALIZACE

13 / 2 0 1 2 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

O B S A H ❚ C O N T E N T

ROČNÍK: dvanáctý

ČÍSLO: 3/2012 (vyšlo dne 15. 6. 2012)

VYCHÁZÍ DVOUMĚSÍČNĚ

VYDÁVÁ BETON TKS, S. R. O., PRO:

Svaz výrobců cementu ČR

Svaz výrobců betonu ČR

Českou betonářskou společnost ČSSI

Sdružení pro sanace betonových konstrukcí

VYDAVATELSTVÍ ŘÍDÍ:

Ing. Michal Števula, Ph.D.

ŠÉFREDAKTORKA:

Ing. Jana Margoldová, CSc.

PRODUKCE: Ing. Lucie Šimečková

REDAKČNÍ RADA:

Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří

Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr

Hájek, CSc. (před seda), Prof. Ing. Leonard

Hobst, CSc. (místo předseda), Ing. Jan Hrozek,

Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková,

Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný,

Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., Ing. arch. Patrik

Kotas, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová,

Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana

Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda,

Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma,

CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek,

CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír

Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o.

Pod bání 8, 180 00 Praha 8

ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ:

Mgr. A. Marcel Turic

SAZBA: 3P, spol. s r. o.

Pod bání 8, 180 00 Praha 8

TISK: Libertas, a. s.

Drtinova 10, 150 00 Praha 5

ADRESA VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE:

Beton TKS, s. r. o.

Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4

www.betontks.cz

REDAKCE, OBJEDNÁVKY PŘEDPLATNÉHO

A INZERCE:

mob.: 604 237 681, 602 839 429

(tel. linka 224 812 906 zrušena)


[email protected]

ROČNÍ PŘEDPLATNÉ:

540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč),

cena bez DPH; 21 EUR (+ poštovné a balné

7,20 EUR), cena bez DPH; 270,- Kč pro

studenty (včetně poštovného, cena bez DPH)

Vydávání povoleno Ministerstvem

kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157

ISSN 1213-3116

Podávání novinových zásilek povoleno

Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy,

Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000

Za původnost příspěvků odpovídají autoři.

Označené příspěvky byly lektorovány.

FOTO NA TITULNÍ STRANĚ:

Nákladové nádraží Žižkov

(viz článek str. 28), foto: Lukáš Beran

BETON TKS je přímým nástupcem časopisů

Beton a zdivo a Sanace.

ÚVODNÍKVáclav Pumpr / 2

STAVEBNÍ KONSTRUKCE

NOVÁ VĚŽ VE VĚŽI JINDŘIŠSKÉ

Josef Podzimek, Jiří Vrzal, Lucie Dolfi / 3

KONVERZE PRŮMYSLOVÉHO OBJEKTU

OCTÁRNY NA POLYFUNKČNÍ DŮM

Milena Kubiszová, Ondřej Volný / 8

TRANSFORMACE PONORKOVÉ ZÁKLADNY

VE FRANCOUZSKÉM SAINT-NAZAIRE / 12

PROJEKT REKONSTRUKCE

MOSTU TAI PING / 17

ZESÍLENÍ BETONOVÉ KONSTRUKCE

– ANALÝZA, VARIANTY NÁVRHU A REALIZACE

Petr Štěpánek, Petr Šimůnek, Ivana Laníková / 20

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE

ENVIRONMENTÁLNÍ PROHLÁŠENÍ

O VÝROBKU – ČESKÝ CEMENT

Stanislava Rollová / 25

HISTORIE

ŽELEZOBETON V INDUSTRIÁLU

Tomáš Šenberger / 28

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE

PŘÍMĚSI DŘÍVE A NYNÍ, ČÁST 3

Alain Štěrba / 34

ODVĚTRÁNÍ SOKLOVÉ ČÁSTI

VLHKÝCH BUDOV POUŽITÍM SYSTÉMU

BETONOVÝCH TVAROVEK

Jiří Pazderka, Radek Zigler / 40

VĚDA A VÝZKUM

VLIV MRAZUVZDORNOSTI BETONU

NA JEHO POVRCHOVÉ ÚPRAVY

Jiří Dohnálek / 44

POUŽITÍ STRUNOVÝCH TENZOMETRŮ PRO

ZATĚŽOVACÍ ZKOUŠKY MOSTŮ

Miloš Zich, Jan Koláček, Petr Daněk / 48

ÚČINKY KORÓZIE VÝSTUŽE

NA SPOĽAHLIVOSŤ BETÓNOVÝCH

KONŠTRUKCIÍ

Juraj Bilčík, Ivan Hollý / 53

POSUDEK CHLADÍCÍ VĚŽE JADERNÉ

ELEKTRÁRNY MOCHOVCE DLE NOVĚ

PLATNÝCH EVROPSKÝCH NOREM

A JEJÍ STABILITNÍ ANALÝZA

Jan Hamouz, Lukáš Vráblík / 58

ZOHLEDNĚNÍ TRVANLIVOSTI PŘI HODNOCENÍ

KVALITY POVRCHOVÉ VRSTVY BETONU

Pavel Reiterman, Zlata Kadlecová, Karel Kolář, Martin Keppert, Jiří Adámek, Ondřej Holčapek / 62

VLIV GUMOVÉHO GRANULÁTU NA ZÁKLADNÍ

VLASTNOSTI SAMONIVELAČNÍCH

CEMENTOVÝCH POTĚRŮ

Karel Nosek, Stanislav Unčík / 67

SOFTWARE

INFORMAČNÍ SYSTÉM PRO PODPORU

OPRAVY KARLOVA MOSTU

Jiří Vildt, Jan Zeman, Jiří Šejnoha,Vladimír Tvrzník / 74

PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

VADY A PORUCHY BETONOVÝCH PODLAH

ANEB KDYŽ SE NEDAŘÍ…

ČÁST 2. PORUCHY NÁŠLAPNÉ VRSTVY

BETONOVÝCH PODLAH

Jarmila Novotná / 77

AKTUALITY

OHLÉDNUTÍ ZA SYMPOZIEM

SANACE 2012 / 27

GRAND PRIX ARCHITEKTŮ 2012 / 41

RECENZE / 47, 57

HOLANDSKÝ WORKSHOP „SUPERBETON“

ANEB KDYŽ ARCHITEKTI SPOLEČNĚ

S BETONÁŘI TESTUJÍ NOVÝ TYP BETONU

Jitka Prokopičová / 70

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA / 80

FIREMNÍ PREZENTACEBetosan / 19

Construsoft / 33

Podlahy a povrchové úpravy ve stavebnictví 2012 / 39

Ing. Software Dlubal / 43

Asociace českých betonářů / 75

Holcim / 3. strana obálky

SVC / 4. strana obálky

VÁŽENÍ PŘÁTELÉ,

2 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 3 / 2 0 1 2

Ú V O D N Í K ❚ E D I T O R I A L

v loňském roce jsem byl požá-

dán o rozhovor. Tématem rozho-

voru pro měsíčník věnovaný sta-

vebním materiálům (který, s do-

volením, nebudu jmenovat) měly

být sanační materiály. Rozhovor

jsem přislíbil (jak jinak, kdo z nás

není trochu ješitný, že…), pro-

blém však nastal hned v úvodu,

kdy jsem byl dotázán, co oče-

kávám v oboru sanačních hmot

nového v nejbližší budoucnosti.

A já nevěděl. Otázka mne zaskočila, přitom byla zcela logic-

ká a legitimní. V každém oboru, který se rozvíjí, by měl člo-

věk, který se v něm pohybuje, alespoň tušit, kam se obor

ubírá. A měl by toho vědět o daném oboru samozřejmě ví-

ce i v jiných ohledech.

Obor sanací staveb, betonové či železobetonové nevyjíma-

je, bývá přirovnáván k medicíně. Přirovnání nabízející mno-

ho paralel. Považte sami, laskavý zkušený praktický lékař

(stavební diagnostik) přistupuje vybaven diagnostickými po-

můckami k churavému místu (komínu, nádrži….), odebe-

re vzorek krve (betonu, cihly…), správně a rychle rozeznává

chorobu (ostatně má k dispozici úplnou anamnézu pacien-

ta!?) a následuje bezproblémová léčba, která pacientovi ule-

ví a vrátí ho do (pracovního či jiného) plnohodnotného života.

Přirovnání zajisté lákavé. Škoda, že toto přirovnání není za-

končeno i tím, že účet za úspěšnou léčbu je zaslán na pří-

slušnou SZP (Stavební zdravotní pojišťovnu) a může do or-

dinace další pacient.

Kolik objektů (pacientů) bylo v příslušném období sanová-

no (léčeno), s jakou poruchou (chorobou), co bylo k zása-

hu použito (jaká byla medikace choroby), jaká technologie

(operační technika), kolik to stálo peněz a hlavně a zejmé-

na, jak byla léčba úspěšná, kolik pacientů (stavebních objek-

tů) se zotavilo a na jak dlouho? To by bylo nesporně zajíma-

vé, zda pacienty trápí převážně trhliny, nedostatečná mrazu-

vzdornost, alkalické rozpínání nebo koroze výztužných vlo-

žek v důsledku karbonatace nebo jsou to vrásky a celková

ochablost pleti u pohledového betonu. A zda zabraly více

hmoty na bázi polymercementové, nebo jiné, zda nátěry je

lepší ordinovat akrylátové, nebo silikon-akrylátové, zda na-

nofilery jsou tím spásným řešením nebo ne?

V tuzemské odborné literatuře věnované sanacím, a obá-

vám se, že nejen v tuzemské, budete informace podobné-

ho charakteru hledat obtížně. Dozvíte se bez problémů (a to

i z denního tisku), kolik lidí prodělalo v loňském roce infarkt,

snadno zjistíte, jak byli léčeni a s jakým výsledkem, mož-

ná s trochu větší námahou budete zjišťovat, co to stálo. Nic

podobného z odborného tisku směrem k sanacím nezjistíte.

Kolik bylo léčeno stavebních objektů, na co stonaly, čím by-

ly léčeny a hlavně s jakým výsledkem. Jaké nové hmoty se

testují, kde není léčba dostatečně úspěšná atd.

Jistě nejsou sanace v tomto ohledu výjimkou, oborů, kde

se podobné informace neshromažďují a nepublikují je ce-

lá řada. Ale absence těchto informací (chcete-li zpětné vaz-

by) logicky brání rychlejšímu rozvoji jakéhokoli oboru. Kdy-

by bez takových základních informací měla být rozvíjena

např. právě zmiňovaná medicína, asi bychom dodnes při-

kládali nahřáté baňky a pouštěli žilou. Že přeháním? Mož-

ná, trochu…

Přirovnání oboru sanací k medicíně je samozřejmě poně-

kud zavádějící. A tak toho raději nechám. Ale přesto ještě

jedna podobnost se nabízí. Asi se shodneme, že je vylou-

čeno, aby všechno dopadlo skvěle, aby v oboru neexisto-

valy reklamace, aby stávající materiály se pouze jednoznač-

ně osvědčovaly, nebylo na nich, co zlepšovat, co vyvíjet,

sanačník (chcete-li operatér) netoužil technologický postup

zjednodušit, zefektivnit, aby se nikdy nespletl, atd. Tak to sa-

mozřejmě není a být nemůže. Ne každá operace se zdaří,

jsou lékaři lepší i horší, zrovna tak celé zdravotní ústavy. Po-

kud se nemýlím, chystá se, anebo byl již publikován, žebří-

ček nejlepších zdravotních zařízení ve státě. U stavebních fi-

rem je to bezpochyby stejné, ostatně o výsledku sanační-

ho zásahu rozhoduje primárně právě lidský činitel. A přesto

se o takových případech nedočtete (se smutnými mediální-

mi výjimkami typu dálnice na Ostravu, kde se mimochodem

díky skvělé práci médií dozvíte všechno možné i nemožné,

ale pravdu, co se stalo, určitě ne...).

Čím to? S neúspěchy se dobrovolně chlubí málokdo, není

to marketingově šťastný postup. A sanace jsou, ať se nám

to líbí nebo ne, na rozdíl od medicíny, jednoznačně komer-

ční obor. Ale platí a platit bude, že i chybami a neúspěchy

se člověk učí. Sanace jsou v mnohém ohledu právě otázkou

zkušeností (i negativních), prakticky (mnohdy těžce a draho)

nabytých poznatků, chcete-li know-how, i v tom se jistě po-

dobají řadě medicínských oborů.

Jsem velmi často dotazován, a to nejen v rámci odbor-

ných kvalifikačních kurzů pořádaných pod záštitou SSBK,

např. na to, jaké hmoty jsou nejlepší, co mají dotyční použít,

chtějí-li řešit konkrétní problém? Snažím se vždy tyto otáz-

ky (pokládané nejčastěji o přestávce mezi čtyřma očima při

cestě na...) přenést do celého auditoria. Kolektivní debata

nad konkrétním problémem zpravidla ukáže, že zkušeností,

ať již dobrých či nedobrých, je mezi účastníky školení v sá-

le dost. Lidé pohybující se v sanacích a okolo nich jsou svou

povahou lidé přirozeně zvídaví, kteří se o obor aktivně zají-

mají, i to je moje dlouholetá zkušenost.

Bylo by proto pro obor sanací jako takový (a nejen pro

v úvodu zmiňovaný vývoj hmot) zdravé a prospěšné refero-

vat i o negativních zkušenostech. Nebo alespoň se pokusit

statisticky obor mapovat. Kdo by to měl dělat, v jaké formě?

Přiznám se otevřeně, že nevím. Asi by bylo přirozené, kdy-

by takové informace shromažďovali velcí státní či polostát-

ní investoři (např. ŘSD, ČD nebo MPO). Nebo vysoké školy,

mohl by to být námět na bakalářskou či diplomovou práci.

Dlouhodobé srovnávací studie, proč ne?

Anebo by to mohlo a mělo být samotné SSBK. V době in-

formačních technologií, kdy se lze z webu dočíst téměř co-

koli (např. na stránkách TripAdvisoru si můžete prověřit ná-

zory na kvalitu ubytování po celém světě, na webu se spon-

tánně řada lidí vyjadřuje k receptům na pečené brambo-

ry atd.), by možná postupné budování takové (pochopitel-

ně anonymní?!) „ankety“ na webu SSBK stálo za pokus.

Kdo ví? Třeba by to celý obor posunulo, byť o malý kou-

sek, kupředu.

Příjemné čtení.

Václav Pumpr

NOVÁ VĚŽ VE VĚŽI JINDŘIŠSKÉ ❚

NEW TOWER IN JINDŘIŠSKÁ TOWER


S T A V E B N Í K O N S T R U K C E ❚ S T R U C T U R E S

Josef Podzimek, Jiří Vrzal, Lucie Dolfi

Příspěvek přibližuje rekonstrukci pražské

Jindřišské věže realizované před deseti lety.

Vzhledem k náročným požadavkům hlavně z hle-

diska ochrany historické podstaty Jindřišské

věže a také požárně bezpečnostním a hygie-

nickým podmínkám se jedná o „věž ve věži“

– nezávislou železobetonovou skeletovou kon-

strukci založenou na vlastní nově vybudované

základové desce. I přes značné komplikace

v průběhu realizace vestavby, z důvodu veli-

ce omezeného prostoru pro zařízení staveniště

a obtížnou vnitrostaveništní dopravu materiálu

a manipulaci s ním uvnitř věže, se podařilo díky

nadšení nájemce vdechnout nový život středově-

ké zvonici. ❚ This article shows reconstruction

of Jindřišská Tower in Prague completed 10

years ago. Considering the exacting demands

of preservation of the historical essence of the

Jindřišská Tower and at the same time fire safety

and hygienic regulations it was necessary to build

a “tower in a Tower” – an independent reinforced

concrete skeleton structure, based on its own,

newly built slab foundation. Despite significant

difficulties caused by very limited space for

fitting in a construction site and very difficult

transfer of material within the construction site

and manipulating with the material inside the

tower, thanks to thetenant, new life was instilled

into the medival bell tower.

Když se mě někdo zeptá, proč se tolik

věnuji zvonici kostela sv. Jindřicha a sv.

Kunhuty, odpovídám otázkou: „Víte, jaký

je rozdíl mezi malým chlapcem a dospě-

lým mužem? Pouze v ceně hraček.“ Tak

lze jednoznačně charakterizovat můj

vztah k této unikátní středověké nejvyšší

volně stojící zvonici v Praze, kterou Pra-

žané nazývají Jindřišskou věží. Upozor-

nil mě na ni Petr Švestka, který dostal

od Pražského arcibiskupství za úkol se-

hnat pro tuto věž nové využití. Naštěstí

jsem se to dozvěděl včas a na začátku

byla pouze tři slova: „Já ji chci“. Ke spo-

lupráci jsem přizval mého syna Martina

Podzimka a dobrodružství začalo.

Na doporučení památkářky Olgy Am-

brožové jsme svěřili architektonický

projekt Ing. arch. Jiřímu Vrzalovi, pro-

váděcí projekt Prof. Františku Čiháko-

vi. Rozhodnutí to bylo víc než dobré, ba

výtečné. Pan architekt se při svém ná-

vrhu poklonil tomuto středověkému sta-

vebnímu skvostu a nechal vyniknout je-

ho „duši“. Františka jsem znal jako vy-

nikajícího statika a praktika, který měl

rád ve svém stavařském řemesle vý-

zvy. A tou Jindřišská věž dozajista by-

la. Prokázalo se to nejenom ve složi-

tém statickém výpočtu štíhlého dva-

náctipodlažního „mrakodrapu“ nabité-

ho moderními technologiemi, který se

dle požadavku památkářů nesměl dotý-

kat původního zdiva. Nejdříve jsme ten-

to požadavek vůbec nepochopili. První

úvaha byla betonové stropní desky za-

říznout do zdiva (obr. 5b). Památkáři ale

zařízli nás. Další návrh byl ukotvit stropy

do ocelových kotev zavrtaných do sta-

rého zdiva. Zamítnuto památkáři. Pak

jsme chtěli samonosnou konstrukci vy-

tvořit z ocelových nosníků. Zamítnuto

požárníky. Zbýval železobetonový ske-

let. Předpokládal jsem, že bednění nos-

ných sloupů bude přiléhat ke zdivu. Za-

mítnuto památkáři. Nosné železobeto-

nové sloupy musí být odsunuty od sta-

rého zdiva tak, aby se mezi sloup a zdi-

vo dala vsunout ruka. Schváleno všemi

zúčastněnými stranami. Obrazně řeče-

no, kdyby obr uchopil Jindřišskou věž

a vyzvednul ji do oblak, tak by na mís-

tě zůstala stát nová železobetonová věž.

ARCHITEKTONICKÝ ZÁMĚR

A KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

Přístup k řešení vestavby do Jindřišské

věže vycházel především z respektová-

ní podmínek a požadavků památkové

péče. Podstatnou podmínkou zástup-

ců památkové péče podmiňující rea-

lizaci vestavby do Jindřišské věže bylo

nenarušení původního vnitřního líce dří-

ku věže, které ve svém důsledku ved-

lo k řešení vestavby formou autonom-

ní, vložené samostatné skeletové že-

lezobetonové lité konstrukce založené

na vlastní nové základové desce vybu-

dované v souvislosti s nově prohlou-

beným technickým suterénem. Sloupy

a stropní konstrukce se původního zdi-

va dříku věže dotýkají pouze přes dila-

tační a separační vložky.

Nosné stropní konstrukce jsou tvo-

řeny křížem vyztuženými železobeto-

novými deskami se skrytými hlavicemi

a skrytými průvlaky. Výtahová šachta

tvoří tuhé jádro vestavby. Výškové pozi-

ce jednotlivých podlaží musely mimo ji-

ných požadavků respektovat také polo-

hy stávajících okenních otvorů na dříku

věže tak, aby byly v souladu s prosto-

rovým a dispozičním řešením vestavby

a pozici zvonového patra se zvonovou

stolicí a nejvyššího podlaží s vyhlídkou.

Nové schodiště s mezipodestami nava-

zuje na úrovni patrových podest na sta-

nice evakuačního výtahu.

Dispoziční řešení vestavby do Jindřiš-

ské věže je z důvodů specifických pro-

storových možností vnitřního objemu

jejího dříku koncipováno na vertikální

ose. Prostory s různými účely užívání –

recepce, Whiskeria s kavárnou, Whis-

ky koutek, galerijní prostor, stálé ex-

pozice Muzeum pražských věží a Po-

cta Jindřišské věži, výstavní prostor –

jsou řazeny nad sebou až k původnímu

zvonovému patru zachovanému včetně

zvonové stolice se zvonem, v kterém se

nachází Restaurant Zvonice, a nad ním

situovaným vyhlídkovým patrem s ná-

rožními věžicemi, které umožňují jedi-

nečné výhledy na pražské panorama.

Navrženým dispozičním řešením s no-

vým komunikačním jádrem byl porušen

původní téměř čtvercový půdorys in-

teriéru Jindřišské věže. Proto, aby by-

lo zachováno vnímání vnitřního prosto-

ru věže i po vestavbě jako prostor cen-

trální a aby byla co nejvíce zachová-

Obr. 1 Jindřišská věž ❚

Fig. 1 Jindřišská Tower

1



na původní atmosféra stavby, byly no-

vě budované železobetonové stropy

navrženy s úhlopříčnými liniovými vlysy,

jež definují mírné vzepětí stropní des-

ky s vrcholem v geometrickém stře-

du vnitřního líce stropu (obr. 12). Tím-

to způsobem byla podpořena prostoro-

vá iluze, která způsobuje vnímání nově

vytvořených prostor v jednotlivých pat-

rech vestavby do věže více jako prosto-

ry centrální.

Nové vložené schodiště je vyneseno

na mírně vyosených středových žele-

zobetonových schodnicích, na něž jsou

osazeny desky schodišťových stup-

ňů bez podstupnic. Konstrukce nové-

ho schodiště, které je nedílnou sou částí

vestavby, je charakteristická svými prů-

hledy (obr. 14).

Protože předposlední podlaží vestav-

by do Jindřišské věže, užívané jako var-

na a zázemí pro prostory restaurace

umístěné ve dvou nižších podlažích, by-

lo vloženo do věže v úrovni nad zvono-

vým patrem a nemělo tudíž konstrukč-

ní souvislost s vloženou nosnou železo-

betonovou konstrukcí vlastní vestavby,

bylo nutné toto podlaží zavěsit na táhla

opatřená protipožární ochranou.

Tím bylo dosaženo splnění všech pod-

mínek jak z hlediska ochrany historické

podstaty Jindřišské věže, tak i podmín-

ky požárně bezpečnostní a hygienické.

PRŮBĚH VÝSTAVBY

Projekt byl vypracován bez geologické-

ho průzkumu s předpokladem, že věž

byla založena v dostatečné hloubce

na štěrkopískovém podloží. Jaké bylo

naše překvapení, když jsme základovou

spáru odkryli v hloubce 2 m v téměř te-

koucích píscích. Nastalo zděšení, zvláš-

tě když mi můj celoživotní odborný i lid-

ský vzor Ing. Libor Záruba řekl: „To víš,

i velká věc se může převrhnout“. Odse-

kl jsem mu: „Libore, vždyť právě Ty jsi

mě vždycky učil, že v technice neexis-

tují slova – nejde to“. Usmál se a odvě-

til: „Vždyť neříkám, že se to musí pře-

vrhnout, ale mohlo by“. Před očima se

mi objevila šikmá věž, tentokrát v Praze

a ne v italské Pise. Vyhledal jsem Fran-

tiška Čiháka, vypustili jsme jedno pod-

zemní podlaží, zesílili základovou des-

ku téměř na 1 m a za osobního dozo-

ru pana profesora pokračovala práce.

Největší tíhu stavby nesl na sobě Mar-

tin Podzimek, který zde fungoval ve čty-

řech pozicích – investor, stavbyvedoucí,

budoucí provozovatel i spolumajitel fir-

my Jindřišská věž, s. r. o. Samostatnou

firmu jsme museli založit, aby nám ban-

ka půjčila na stavbu. Pro dokreslení ce-

lé akce, bankovní dům v průběhu stav-

by zbankrotoval a my v tom uvízli. Ale

vestavba nové věže do věže Jindřišské

pokračovala.

Kdo nestavěl dvanáctipodlažní věžák

ve „futrálu“, který nemá žádnou zeď

svislou a žádný úhel není pravý, neuvěří,

jak těch pár kubických metrů obestavě-

ného prostoru dá zabrat. Nebylo mož-

né použít běžnou stavební mechaniza-

ci a bylo nutno se spolehnout na ruč-

ní práci. Betonáři utekli od armovacích

prací, neboť nebylo kam a jak posuno-

vat výztuž. Nakonec se armatura stro-

pů realizovala za osobní pomoci pa-

na profesora Čiháka a inženýra Marti-

na Podzimka.

Téměř k havárii došlo při betonování

desky nad restaurací v 9. podlaží, kdy

povolilo bednění. Betonáři utekli a je-

nom duchapřítomností Martina Pod-

zimka nedošlo k zasypání desátého

nejstaršího pražského zvonu sv. Ma-

rie betonovou směsí. Tento strop je

dalším stavebním unikátem. Je zavě-

šen na ocelových táhlech, která jsou

ukotvena do příčných nosníků polože-

ných na původní římse v 10. podlaží.

Tato konstrukce tvoří podlahu moder-

ně vybavené kuchyně pro luxusní re-

stauraci Zvonice, která je situována do

7. a 8. podlaží (obr. 13).

Byla to pro nás veliká stavařská škola.

Splnili jsme zadání památkářů, požár-

níků i Pražského arcibiskupství. Doká-

zali jsme vdechnout nový život středo-

věké zvonici. Vznikla tak opravdu dva-

náctipodlažní samostatná věž uložená

v původní věži. Jde o unikát, který dle

našich informací nemá v Evropě a snad

i na světě obdobu.

KROV ARCH. MOCKERA

SE ZVONKOHROU

Ale ještě jeden unikát se nachází v Jin-

dřišské věži. Je jím původní krov arch.

Josefa Mockera, dokončený v roce

1879, který si díky pochopení požární-

ků můžete prohlédnout v původní ne-

zakryté kráse. Je to nádherná tesařská

práce, k jejíž realizaci stačil jediný výkres

velikosti asi 1,5 x 1 m, který jsem měl

Obr. 2 Původní výkresová dokumentace

❚ Fig. 2 Original drawings

Obr. 3 Po mohutné smršti 19. 1. 1801, která

přelomila vrcholovou vížku, byla Jindřišská věž

osmdesát let provizorně zakryta; její podobu

zachytil Vincence Morstadt na své kresbě

z roku 1826 ❚ Fig. 3 After a big storm

on January 19, 1801, the spire was broken.

The Tower was then provisionally covered for

80 years; drawing of Vincenc Morstadt, 1826

Obr. 4 Nejstarší známá fotografie Jindřišské

věže (1880), kterou do její současné podoby

uvedl arch. Josef Mocker v roce 1879

❚ Fig. 4 The oldest known picture of

Jindřišská Tower (1880), adapted to its current

shape by architect Josef Mocker in 1879

2 3 4

5



osobně v ruce v archivu Kanceláře pre-

zidenta republiky. Pro mne, jako stavaře,

to byl šok. Představoval jsem si, jak by

asi vypadal současný projekt a spisová

agenda ke stavebnímu povolení.

V tomto krovu je další rarita. Je zde

umístěna zvonkohra od zvonaře Petra

Rudolfa Manouška. Zvonkohra je kon-

cipována pro vnitřní poslech, aby dle

„ochránců přírody“ nebylo ovzduší zne-

čištěno hlukem. Vznikl tak unikát, který

také ve světě nemá konkurenci. Zvon-

kohra je osazena deseti zvony, které

nesou jména původních zvonů, kterých

bylo postupně také deset, i když zvo-

nová stolice byla osazena vždy pouze

čtyřmi zvony.

Zvon Jan Martin z roku 1571 je ne-

zvěstný, sv. Jindřich pukl v roce 1804,

Jindřich Josef František z r. 1804 byl re-

kvírován za 1. světové války, Dominik

z r. 1707 pukl v roce 1816, Dominik II.

z roku 1816 pukl v roce 1850, Dominik

III. z roku 1850 rekvírován za 1. světo-

vé války, Kristus Král z roku 1927 rekví-

rován za 2. světové války, Václav z roku

1927 rekvírován za 2. světové války, Jin-

dřich z roku 1927 rekvírován za 2. svě-

tové války.

Zůstal pouze jeden původní nejstar-

ší zvon sv. Marie od Bartoloměje z No-

vého Města, odlitý v roce 1518, který

po restaurování Petrem Rudolfem Ma-

nouškem můžete obdivovat v luxus-

ní restauraci v 7. a 8. patře. Je zajíma-

vé, že na tento 10. nejstarší pražský

zvon si nedovolili sáhnout ani za 1., ani

za 2. světové války. Je na něm latin-

ský nápis „Zvoním jen ve výjimečných

případech“. Proto jsem zakázal na něj

zvonit s výjimkou dvou případů – když

by osobně Jindřiškou věž navštívil pa-

pež a dal nám rozhřešení, a za druhé,

až bude potřeba přivolat blanické rytí-

ře na pomoc české rozhádané politic-

ké scéně. Když naši Jindřišskou věž na-

vštívil Kardinál Dominik Duka, zvažoval,

zda ta doba již nenadešla.

Obr. 5 Výkresová dokumentace: a) axonometrie nezávislého železobetonového skeletu; půdorysy

jsou z počáteční studie – desky kotvené do původního zdiva: b) prodejna v 2. NP, c) restaurace

v 7. NP, d) vyhlídka v 10. NP ❚ Fig. 5 Drawings: a) axonometric projection of independent

reinforced concrete skeleton; ground plans from initial study – slabs anchored to the original

masonry: b) shop in 1st above-ground floor, c) restaurant in 6th above-ground floor, d) lookout

in 9th ground-above floor

Obr. 6 Grafické výstupy statického výpočtu desky a stropu ve 4. NP nové věže ❚ Fig. 6 Graphic outputs of structural analysis of the ceiling slab on the 3rd floor

of the new tower

1 - prodejna

3 - výtah

31,5 qm10,2 qm

3,5 qm0,9 qm

23

1

4

0 1 2 3 4 5

1 - plocha zvonice

3 - výtah

50,0 qm10,2 qm

3,5 qm

1

23

0 1 2 3 4 5

1 - krov

3 - výtah10,2 qm

3,5 qm

1

23

0 1 2 3 4 5

6

5a

5b 5c 5d



9a

10a

11

9b

10b

7 8



Zatím věříme, nezvoníme a těšíme se

na oslavy desátého výročí znovuzro-

zení Jindřišské věže, která byla slav-

nostně otevřena 12. 12. 2002 ve 12. h

ve 12. podlaží 120 dní po kulminaci ka-

tastrofální povodně na Vltavě v Praze.

ZÁVĚR

Realizovaná vestavba do Jindřišské vě-

že je svou koncepcí založenou na re-

spektování principů památkové ochra-

ny historicky cenných staveb ojedině-

lým příkladem řešení, které umožni-

lo nové využití dříve zcela zanedbané

a opuštěné věže, a tím přispělo k za-

chování a zpřístupnění zajímavé histo-

rické stavby, jež je v historickém kon-

textu nedílnou a charakteristickou sou-

částí centrální části Pražské památko-

vé rezervace.

Konstrukce spoluvytvářející interiér

vestavby do Jindřišské věže byly na-

vrženy tak, aby použité materiály pů-

sobily harmonicky ve vztahu ke dřevě-

ným a kamenným konstrukcím původ-

ní stavby věže. Proto bylo použito kartá-

čované dřevo, měď, přírodní keramika,

kovářsky zpracované železo a beton.

Tvarování jednotlivých detailů využívá

tradičních technologií opracování těch-

to materiálů při respektování přiroze-

ných vlastností každého z nich. Tvarové

řešení detailů však nevychází z histori-

zujících forem, ale je založeno na sou-

dobém pojetí a jeho harmonickém za-

pojení do původního historického kon-

textu Jindřišské věže. Původní stavební

součásti věže byly v duchu požadavků

zástupců památkové péče zachová-

ny, restaurovány a staly se součástí no-

vě utvořeného prostorového konceptu.

Ing. Josef Podzimek

Lucie Dolfi

oba: Jindřišská věž, s. r. o.

Na Pankráci 53, Praha 4


www.jindrisskavez.cz

Ing. arch. Jiří Vrzal

Architekton, s. r. o.

Jeremenkova 88, Praha 4


www.architekton.cz

Fotografie: publikace Stověžatá Praha,

J. Podzimek a kol., vyd. Jindřišská věž, s. r. o.,

2003

Obr. 7 Zemní práce v suterénu ❚ Fig. 7 Earthwork in the basement

Obr. 8 Bez trvalé spolupráce tesařů-

horolezců by nebyla výstavba nové věže reálná

❚ Fig. 8 Without permanent cooperation

with carpenters – rock climbers, building of

the new tower would not be possible

Obr. 9a, b Armování stropních desek a jejich

betonáž byla velmi obtížná

❚ Fig. 9a, b Reinforcing and concreting of

the ceiling slabs was very difficult

Obr. 10a, b Betonáž pomocí mobilních

čerpadel ❚ Fig. 10a, b Concreting with

mobile pumps

Obr. 11 Montáž podlahy 9. podlaží zavěšené

na ocelovém rámu ❚ Fig. 11 Fitting of the

suspending floor of the 8th floor from a steel

frame

Obr. 12 Výstavní prostory, v rozích nosné

sloupy nezávislé železobetonové konstrukce

❚ Fig. 12 Exhibition hall, columns of

reinforced concrete structure

Obr. 13 Moderní kuchyně zavěšená na

ocelových táhlech ❚ Fig. 13 Modern

kitchen suspended on steel tie bar

Obr. 14 Železobetonové schodiště

❚ Fig. 14 Reinforced concrete staircase

Investor Jindřišská věž, s. r. o.

Projektant Prof. František Čihák, CSc.

Prováděcí

firma

Podzimek a synové, s. r. o.,

Strojírny Podzimek, s. r. o., P+S, a. s.

Dokončení

realizace12. prosinec 2002

13 14

12



Milena Kubiszová, Ondřej Volný

Článek popisuje rekonstrukci původního objektu továrny na výrobu octa

a hořčice. Cílem rekonstrukce bylo v maximální možné míře zachovat

charakter industriální stavby – železobetonového sloupového systému

s vyzdívanými stěnami. V současné době se v objektu nachází wellness

centrum, fitness centrum, penzion a prodejna. V druhé etapě je plánováno

využití dalších prostor. ❚ This article describes remodelling of a former

vinegar and mustard manufacture. The aim of this reconstruction was to

preserve the industrial character of the building – reinforced concrete pillar

system with brick murals – to a maximum possible level. At the moment

there is a wellness and fitness centre, bed and breakfast and a small shop.

Further utilisation of the industrial space is planned for second phase.

Rekonstruovaný objekt se nachází na hranici městské pa-

mátkové zóny Kutné Hory, na nároží ulic Štefánikova a Kru-

pičkova. Jedná se o původní objekt továrny na výrobu octa

a hořčice, která byla postavena v roce 1920 dle návrhu To-

máše Pražáka a Pavla Moravce. Fasáda do ulice Štefánikova

nese prvky kubismu, vnitřní fasády do dvora zůstaly po ce-

lou dobu existence neomítnuté kvůli snadnějšímu prostupu

výparů z výroby. Stavba je kombinací vyzdívaných obvodo-

vých stěn a železobetonového sloupového systému spřaže-

ného železobetonovými trámovými stropními deskami. Vli-

vem betonáže do poddimenzovaného bednění došlo k leh-

kému vybočení skeletu.

Po znárodnění a následném ukončení výroby octa slou-

žil dům mnoha účelům a prošel několika přestavbami. Ne-

dostatek citlivosti a průběžných investic způsobil postupné

chátrání objektu a ve finále havarijní technický stav, který vy-

žadoval generální rekonstrukci.

Rekonstrukce objektu probíhající ve dvou etapách umožni-

la rekonverzi na polyfunkční dům. V první etapě došlo k cel-

kové rekonstrukci areálu, fasád a interiéru dvou nadzemních

pater a k projektové přípravě přízemí a suterénu. Druhá eta-

pa se bude týkat dalších částí interiéru.

POPIS OBJEKTU

Objekt se skládá ze tří částí a tvoří komplex tvaru písme-

ne U. V hlavní trojpodlažní budově původní výrobní haly tva-

ru „L“ je wellness centrum a střešní terasa s venkovní sau-

nou ve 3. NP a fitness centrum v 2. NP. Na ni navazuje ná-

rožní vila, původně administrativní zázemí továrny a bydlení

majitele, která dnes slouží jako penzion, byt správce a půdní

byt. Navazující přízemní objekt, který sloužil jako sklady, byl

demolován. V původní stopě vznikla novostavba prodejny.

Ve druhé etapě rekonstrukce interiéru hlavní budovy má

dojít ke zprovoznění restaurace v 1. NP, baru v 1. PP a vin-

ného sklepu v 1. PP nárožní vily.

KONVERZE PRŮMYSLOVÉHO

OBJEKTU OCTÁRNY

NA POLYFUNKČNÍ DŮM ❚

CONVERSION OF INDUSTRIAL

BUILDING INTO

A MULTIFUNCTIONAL HOUSE

1

3

2

Obr. 1 Nárožní vila s hlavní hmotou továrny po rekonstrukci v roce

2010 ❚ Fig. 1 Corner villa with the main volume of the manufacture

after reconstruction in 2010

Obr. 2 Stav objektu před započetím rekonstrukce v roce 2009 ❚

Fig. 2 The vinegar factory before beginning of reconstruction

Obr. 3 Stav po demolici přízemního křídla skladů a odstranění

nevyhovujících stropních konstrukcí horních pater ❚ Fig. 3 After

demolition of the ground floor storage wing and unsatisfactory upper

storeys ceiling frameworks removal

9



2NP

22222

3

5554 1

666

7

88888

10 90111010001010

3

11

1221111222211112222213133

13 1313131

14

1 recepce

2 fitness/cardio

3 cycling/joga/fit-box/aerobic

4 kavárna

5 proced ra - masáže

6 proced ra - infra box

7 proced ra - solarium

8 wc

9 d tský koutek10 šatna personal

11 technologie12 p dní byt13 pokoj14 terasa

1m

3NP

3NP

12 p dní byt15 technologie16 sprchy

12

181188

1716177711

15 2055 20

152122222

23331919199

24

25252525

266

1515151155

166

18118881

17

17 šatna18 wc19 sprcha20 proced ra - whirlpool21 proced ra - pára22 proced ra - neoqi23 proced ra - kneipp v chodník24 odpo ívárna25 terasa26 venkovní sauna

1m

EZ PODÉLNÝ

4a

4b

4c

6a 6b

5a

5b

Obr. 4 Výkresová dokumentace: a) 3. NP, b) 2. NP, c) řez ❚

Fig. 4 Drawings: a) 2nd above-ground floor, b) 1st above-ground

floor, c) cross section

Obr. 5 a) Budoucí fitness hala po odstranění omítek, b) průběh

rekonstrukce – obnažený železobetonový skelet haly ❚

Fig. 5 a) Future fitness hall after removing plasters, b) course of

reconstruction – uncovered reinforced concrete frame of the hall

Obr. 6 Wellness, a) původní stav před odstraněním nevyhovující stropní

konstrukce, b) nový strop z předpjatých železobetonových panelů

Spiroll, obvodové zdivo zbavené omítky ❚ Fig. 6 Wellness, a) original

state before removal of ceiling structure, b) new ceiling from prestressed

reinforced concrete Spiroll panels, perimeter murals without plaster

1 0 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 3 / 2 0 1 2


REKONSTRUKCE

I přes komplikované dispoziční úpravy bylo naším cílem

do maximální možné míry zachovat charakter industriální

stavby. Celým návrhem rekonstrukce se stále prolíná myš-

lenka na jedinečnost původní stavby. Nové zásahy se ne-

snaží překrýt starší vrstvy, ale naopak jejich kvalitu a syrovost

podpořit, vtáhnout do současnosti.

Otevřené halové prostory se svými odhalenými nosnými

železobetonovými konstrukcemi zůstaly zachovány v pro-

storu fitnesscentra a restaurace. Spolu s očištěným cihlo-

vým zdivem jsou dominantními prvky utvářejícími charakter

interiéru. V prostoru tělocvičny ve 2. NP byl novému zámě-

ru nevyhovující původní železobetonový trojtrakt vybourán.

Nový strop nad touto částí je z předpjatých panelů Spiroll.

V návaznosti na syrovou úpravu stávajících železobetono-

vých konstrukcí byly tyto nové stropy ponechány odhalené

bez dalších povrchových úprav.

Strop nad 3. NP byl díky dlouhotrvajícímu zatékání v hava-

rijním stavu. Původní nízký dvojtrakt byl také nahrazen před-

pjatými panely, což umožnilo lépe zorganizovat nově navr-

ženou dispozici wellness. Stropy jsou v exponovaných čás-

tech tentokrát vymalovány sněhově bílou barvou, splýva-

jí tak se stěnami a podlahou stejné barvy. Do celkově bílé-

ho ústředního prostoru se vpíjejí jednotlivé barevně pojaté

wellnes atrakce.

Ve výsledku stávající pohledové železobetonové konstruk-

ce byly tryskáním nejprve zbaveny hrubých nátěrů a omítek.

Olámané hrany, tvary prvků a jejich obnažená výztuž by-

ly následně zaplombovány cementovou pastou. Tyto lokál-

ní opravy jsou přirozeně viditelné a podporují hrubé vzezře-

ní nosných prvků. Drolení a prašnost nosné konstrukce byla

zastavena nástřikem organokřemičitým sanačním prostřed-

kem – Porosilem Z30.

Spáry v opískovaném cihlovém zdivu byly přepucovány

cementovou směsí, která byla rozetřena i po exponovaných

plochách. Touto úpravou došlo ke ztlumení výrazného cihlo-

vého tónu do jemnější šedorůžové korespondující s betony

i bílou výmalbou, která nechává železobetonové konstrukce

v halových prostorách vyniknout.

ZÁVĚR

Záměrem konverze objektu bylo nalezení nové funkční náplně

a její střízlivé stavební formy nedevastující původní kvality ob-

jektu. Těchto kvalit naopak využívá, zapojuje je do utvářené-

ho interiéru, nestydí se šrámy a stáří poodhalit. Tato cesta ta-

ké vedla k finančním úsporám. Nebyly zbytečně prováděny

navyklé postupy, demolovány prvky, jejichž originalita by byla

nenávratně nahrazena nákladným, přitom tuctovým řešením

v možnostech soudobé produkce. Tovární objekt se v horních

patrech proměnil ve sportovní volnočasové zařízení, které má

být podpořeno gastronomickým zařízením v přízemí objektu.

Zatím tato fáze nebyla zrealizována. Prostory přízemí býva-

lé továrny čekají na novou náplň – restauraci s venkovní tera-

sou, vinné sklepy v suterénu. Přízemí a dvůr tak zatím nena-

byl zamýšlenou živost.

Investor Centrum Štefánikova, s. r. o.

AutořiSkvadra – Ing. arch. Ondřej Volný,

Ing. arch. MgA Milena Kubiszová

SP, spolupráce Ing. Lukáš Semerad /Arplan

Dodavatel stavební části Wigast 2000, s. r. o., řízené subdodávky investora

Projekt 2008 až 2009

Realizace 2009 až 2010

Zastavěná plocha 808 m2

Užitná plocha 2 000 m2

Obestavěný prostor 10 000 m3

Fotografie: Daniela Dostálková

Ing. arch. MgA Milena Kubiszová

Ing. arch. Ondřej Volný

oba: Skvadra

Pod Kaštany 7, 160 00 Praha 6

e-mail: [email protected], www.skvadra.cz

Obr. 7 Schodiště, a) odstranění omítek, b) detail schodišťových

nosníků po otryskání ❚ Fig. 7 Staircase, a) removal of plasters,

b) detail of staircase beams after jetting

Obr. 8 Současný stav po rekonstrukci, a) fitness hala, b) hlavní

schodiště, c) recepce s posezením ve 2.NP mezi křídlem fitness

a tělocvičnou, d) šatny s denním osvětlením ve 3. NP,

e) tělocvična, spinningová hala ❚ Fig. 9 Current state after

reconstruction, a) fitness, b) staircase, c) reception, d) locker rooms with

daylight in 2st above-ground floor, e) gym and spinning hall

7a 7b

1 1



8

8c 8d

8a 8b

8e



HISTORIE

Město Saint-Nazaire bylo založeno v 19. století a od té doby

zde vyrůstaly doky, přístavní hráze, natahovaly se jeřáby, sví-

tily majáky a sklady... Před druhou světovou válkou byl pří-

stav, který byl srdcem centra města, jedním z největších pří-

stavů na atlantském pobřeží Francie. Vedly odtud transatlan-

tické trasy do Jižní Ameriky.

V červnu 1940 během bitvy o Francii přišla do Saint-Nazai-

re německá armáda. Přístav byl okamžitě využíván pro po-

norkové operace. V říjnu sem dorazila mise z „Organisa tion

Todt“ (německá státní polovojenská organizace pro reali-

zaci veřejných prací, zejména pro stavbu silnic a výstavbu

opevnění) a zkoumala možnosti postavení betonové ponor-

kové základny schopné odolat bombovým útokům z Anglie.

Stavba byla schválena, část původních doků a budov byla

zbourána a pod vedením inženýra Probsta začaly v únoru

1941 stavební práce. Doky 6, 7 a 8 byly dokončeny v červ-

nu téhož roku, poté okamžitě následovala stavba doků 9

až 14 a od února do června 1942 zbývajících doků 1 až 5.

Práce byly zakončeny stavbou věže. Základna a řada bunk-

rů pro německé námořnictvo byly umístěny přímo v ústí řeky

Loiry, zhruba jeden kilometr od dnešního centra města.

Projektanti stavby prokázali, že rozumějí svému řemeslu.

Německá ponorková základna, která byla hlavním cílem

spojeneckých bom bardérů, odolala téměř padesáti

bombovým útokům. Spojenci nebyli schopni základnu

zničit, a proto bylo v roce 1943 rozhodnuto učinit město

neobyvatelným a ztížit tak bojovou činnost v přístavu. Nálety

však měly za následek stovky mrtvých civilních obyvatel

a zničení téměř 85 % města. Nejhorší nálet byl 28. února

1943, kdy byla zničena téměř polovina města.

Když bylo město v roce 1945 osvobozeno, francouzské

námořnictvo převzalo základnu a používalo ji pro opravu

válečných lodí a obchodních plavidel až do roku 1948. Poté

byla využívána obchodními společnostmi a staviteli lodí pro

stavbu minolovek pro francouzské námořnictvo (1953 až

1955).

OBNOVA VÁLKOU ZNIČENÉHO MĚSTA

Poválečná obnova města začala v roce 1949 v části měs-

ta daleko od přístavu pod vedením architekta Noël Le Mare-

squier. Téměř neponičená základna však zůstala mohutnou

bariérou oddělující město od přístavu a nebyla součástí po-

válečné obnovy.

Přístav si musel počkat až do poloviny osmdesátých

let, kdy proběhla rekonstrukce čtvrti Petit-Maroc, by-

lo vybudováno Ecomuzeum, zakotvena ponorka Espa-

don (vyřazená ponorka francouzského námořnictva). Za-

čaly se zde pořádat významné hudební slavnosti a svě-

telné show (v roce 1991 „světelný umělec“ Yann Kersalé

uspořádal v průmyslovém přístavu světelnou show „Nuit

des Docks“ [4]).

Postupně dochází k obnově spojení mezi obyvateli měs-

ta a přístavem. Přišel čas na usmíření. To je cílem projek-

tu Ville-Port.

PROJEKT „V ILLE-PORT“

Urbanistický projekt „Ville-Port“, s jehož realizací se začalo

v roce 1994, spočívá v obnově plochy o velikosti 15 ha situo-

vané jen několik stovek metrů od centra města a pláže a je

rozdělen na několik částí:

• rekultivace ponorkové základny,

• rozvoj obchodních a volnočasových aktivit v okolí základny,

• stavba turistického a kulturního zařízení Escal‘Atlantic – ne-

tradiční muzeum transatlantické plavby,

• výstavba veřejného a soukromého bydlení a kanceláří,

• rekonstrukce veřejných prostranství mezi Maison du Peu-

ple a ponorkovou základnou.

V první fázi byly pod vedením barcelonského architekta

Manuela de Solà Morales zpřístupněny tři kobky ve středu

základny a střecha byla vybavena rampou umožňující vstup

veřejnosti. Následoval projekt Alvéole 14 a v současnosti je

v různých částech přístavu realizováno několik dalších pro-

jektů, které budou mít rozličné využití (rezidenční, komerč-

ní a kulturní).

1

TRANSFORMACE PONORKOVÉ ZÁKLADNY

VE FRANCOUZSKÉM SAINT-NAZAIRE ❚

TRANSFORMATION OF SUBMARINE

BASE IN SAINT-NAZAIRE,

FRANCE

Surová, impozantní konstrukce ponorkové základny byla postavena během druhé světové války

ve francouzském přístavu Saint-Nazaire. Nedávno byla část této tajemné upomínky na válku zre-

konstruována a našla nové využití. Stala se místem pro centrum nově vznikajících forem umění

a současnou hudbu. ❚ Raw, imposing construction of a submarine base, was built during WWII

in the port of Saint-Nazaire, France. One part of this mystery remembrance of the war has been

reconstructed recently and has found its new function. It has become a centre of newly emerging

forms of art and current music.

1 3



3a

4a 4b

2

3b

Paris

Le Mans

Saint-Nazaire

Saint-Nazaire

Nantes Tours

Angers

Orléans

Rennes

La Rochelle

Obr. 1 Přístav Saint-Nazaire s ponorkovou základnou ❚

Fig. 1 Port of Saint-Nazaire with the submarine base

Obr. 3 Ponorková základna, a) situace (oranžově označena „ulice“

propojující rekonstruované kobky 12 až 14), b) axonometrie

❚ Fig. 3 Submarine base a) layout (orange “street” connecting the

reconstructed cells 12 – 14, b) axonometric projection

Obr. 4 Kobka 14, a) příčný řez, b) podélný řez

❚ Fig. 4 Cell 14, a) cross section, b) longitudinal section

Obr. 2 Dobový záběr z ponorkové

základny ❚ Fig 2 Period view from

the submarine base



Obr. 5 VIP, a) jeviště, b) balkon a auditorium pro diváky ❚

Fig. 5 VIP, a) stage, b) balcony and audience

Obr. 6 LIFE ❚ Fig. 6 LIFE

Obr. 7 Ulice, téměř 400 Led svítidel zavěšených ze stropu

v pravidelném rastru vytváří „světelný koberec“, a) pohled do kobky 12,

b) zvukové studio ❚ Fig. 7 The street, almost 400 LED lights

suspending from the ceiling in a regular grid creates a “light carpet”,

a) view into cell 12, b) sound studio

Obr. 8 Radar, a) kryt radaru na berlínském letišti Tempelhof (2000),

b) umístění krytu radaru na střechu základny po jeho demontáži

a opětovné montáži (27. ledna 2007) ❚ Fig. 8 Radar, a) cover of the

radar at Tempelhof Airport, Berlin (2000), b) placing of the radar cover

onto the submarine base roof after its dismantling and re-assembling

(January 27, 2007)

Obr. 9 Střecha základny ❚ Fig. 9 Roof of the base

6

7a

5a 5b

1 5



PONORKOVÁ ZÁKLADNA

Rozměr základny je enormní: délka 300 m, šířka 130 m

a výška 15 až 19 m. Střecha je z betonu a její tloušťka

je 4 až 9 m. Na ploše 39 000 m2 je beton o cca objemu

313 000 m3. Na stavbě se podílelo více než 4 600 dělníků.

Základna je rozdělena na čtrnáct kobek (alvéoles), z nichž

osm bylo navrženo jako suché doky a šest jako vodní pří-

stav. Kobky jsou uvnitř spojeny křižující „ulicí“ vybavenou ko-

lejemi, které byly používány pro dopravu strojních částí.

Zbourat základnu bylo nemožné. Bylo nepravděpodobné,

že by francouzští inženýři uspěli tam, kde selhaly tisíce tun

spojeneckých bomb. Ponorková základna tak zůstává jedi-

ným přeživším spojením s historií města Saint-Nazaire, které

Vám může napomoci porozumět postupnému vývoji města.

Zástupci radnice rozhodli o opětovném spojení města

s nábřežím. Město chce, aby se základna stala novou spoj-

nicí s přístavem, už ne bariérou. Návrh rekonstrukce byl sil-

ně ovlivněn neustávající, a často protichůdnou, debatou

o tom, jak by měla být připomenuta památka účasti Francie

na 2. světové válce.

PROJEKT ALVÉOLE 14

Spíše než se pokoušet stavbu základny skrýt nebo změnit,

architekti z ateliéru LIN se rozhodli ponechat jí její hrubý ex-

teriér. Stavba tak velkých rozměrů se pro ně stala ohromnou

výzvou. Základna nebyla postavena pro lidi, ale pro stroje

a pro válku. Lidé byli pouze součástí mechanického proce-

su a byli druhořadí. Obtížným cílem pro architekty proto bylo

předělat prostor tak, aby byl přátelský pro lidi, ale současně

mu ponechat i jeho původní formu.

Surová, působivá konstrukce ponorkové základny je pře-

měněna s minimálním zásahem, povznášejícím tajemnou

atmosféru kobek bunkru. Kobky jsou přístupné z vnějšku

pouze několika vstupy a rovněž je umožněn vstup na stře-

chu. Nenásilná povaha této transformace je v ostrém kon-

trastu s ohromujícím monolitickým charakterem stávajícího

místa. Základna je připravená pro nové využití a svou výji-

mečností je jistě zajímavá pro nové uživatele.

Projekt, který nese název Alvéole 14, se týká rekonstrukce

kobek 12 až 14 a je rozdělen na čtyři části:

Mezinárodní centrum nových uměleckých forem (Lieu In-

ternational des Formes Emergentes – LIFE) – pro experi-

mentování, vývoj a prezentaci nových uměleckých forem.

Jedná se o „Monoprostor“ v minimalistickém slohu, který je

připraven přizpůsobit se rozličným uměleckým formám. Ha-

lu je možné otevřít velkou zasunovací bránou do přístavu.

Nové kulturní zařízení bylo otevřeno na jaře 2007. 7b

8a

8b

9



VIP (Scène de Musiques Actuelles) je auditoriem pro 600

diváků. Je zde také bar, balkon, archiv a nahrávací studia

spolu s kancelářemi. VIP je koncertní sál „současné hudby“.

Každoročně je zde pořádáno více než třicet koncertů – rock,

pop, metal, světová hudba, elektro, reggae, blues, hip-hop,

šansony… – na kterých hostuje více než osmdesát kapel

a přijde na třináct tisíc návštěvníků.

Ulice přetíná celý bunkr a vytváří spojení mezi jednotlivými

kobkami. Světelný koberec, který je tvořen více než 400

LED lampami zavěšenými ze stropu ulice v pravidelném ras-

tru, zjevně napomáhá navigaci a současně je ukázkou cit-

livosti rekonstrukce. Je prvkem propojujícím jednotlivé pro-

story vytvořené v projektu „Ville-Port I“ (muzeum „Escal´ At-

lantic“, kobky 8 až 11) s novým projektem v kobce 14 a od-

krývá možnosti pro nové využití tak, jak prochází bunkrem.

Střecha, na které je umístěn kryt antény radaru a venkov-

ní plošina. Kryt antény radaru je kopulovitá konstrukce, která

byla používána jako kryt operační radarové jednotky na ber-

línském letišti Tempelhof v letech 1984 až 2003. Hliníkový

rám je tvořen 298 trojúhelníky, každý pokrytý průhlednou

membránou. V červenci 2004 byl kryt snesen ze své pů-

vodní pozice na vrcholu letištní věže za pomoci 120 m vyso-

kého jeřábu a následně byl rozložen na základní trojúhelní-

kové prvky. Po převozu do Saint-Nazaire byl na místě zno-

vu sestaven a pomocí mobilního jeřábu umístěn na střechu

bunkru.

ZÁVĚR

Alvéole 14 je velmi zajímavým příkladem, jak lze znovu oživit

průmyslová nábřeží měst a začlenit je jako jejich součást, což

je v ostrém kontrastu s prázdnotou některých městských to-

váren. Vliv rekonstrukce byl minimalizován, aby bylo možné

zachovat tajemnou atmosféru konstrukce.

Bunkr je skutečně ambivalentní: v jednu chvíli je bariérou

i centrem dění. Oživením střechy díky lokálnímu vizuální-

mu bodu a jejím zpřístupněním má potenciál stát se jedním

z nejdůležitějších veřejných míst města.

Architekti vytvořili velice flexibilní prostor, do kterého za-

členili akustické panely vytvářející působivý zvuk. Předsta-

vení, na které byl pozván německý umělec a skladatel Car-

sten Nicolai, bylo zvukovou zkouškou. Hudba dosahovala

o půlnoci 120 dB a byla nejen otestováním zvukových kva-

lit nově navržených prostor, ale hlavně zkouškou dobré vů-

le místních obyvatel. Vzhledem k přítomnosti starosty si ni-

kdo nestěžoval…

Alvéole 14 je působivou renovací a její rozsah pravděpo-

dobně zastínil všechny další pokusy o znovuoživení kon-

strukce postavené během temného období nedávné evrop-

ské historie. Architektům se podařilo transformovat Alvéole

14 do kulturního centra 21. století. Základna se stala aktiv-

ní součástí Saint-Nazaire a část historie byla městu navrá-

cena zpět.

Fotografie: Architektonický ateliér LIN, Finn Geipel + Giulia Andi,

Architects Urbanists

Redakce děkuji architektonickému ateliéru LIN za poskytnuté podklady.

Připravila Lucie Šimečková

Zdroje:

[1] Podklady z architektonického ateliéru LIN, Finn Geipel + Giulia

Andi, Architects Urbanists

[2] http://www.mairie-saintnazaire.fr

[3] http://www.designbuild-network.com: Alvéole 14: The Art of

War

[4] www.ykersale.com

Obr. 10 Alvéole 14 ve scenérii přístavu Saint-Nazaire

❚ Fig. 10 Alvéole 14 in the port of Saint-Nazare

Architektonický návrh LIN, Finn Geipel and Giulia Andi

Project manager Hans-Michael Földeak

Soutěž březen 2003

Dokončení stavby duben 2007

Plocha 3 300 m2 (Alvéole 14), 2 270 m2 (veřejný prostor)

Cena 5,9 mil EUR (Alvéole 14), 1,2 mil EUR (veřejný prostor)

10

PROJEKT REKONSTRUKCE MOSTU TAI PING ❚ TAI PING

BRIDGE RENOVATION PROJECT

1 7



Projekt Tai Ping Bridge, spočívající v rekonstrukci a povrchové úpravě tři sta

let starého mostu v čínské provincii Guizhou, byl vedený studenty a profeso-

ry z hongkongské univerzity, trval dva roky a byl součástí udržitelného rozvoje

čínských vesnic. Třebaže prvotním úkolem byla oprava poškozeného oblou-

ku, důležitější otázkou bylo, jak revitalizovat kdysi tak důležité a historické

místo. Po rekonstrukci se revitalizace podařila a most se opět stal veřejným

místem. ❚ The Tai Ping Bridge Project was focused on reconstruction and

surface treatment of a three-hundred-years old bridge in Chinese province

Guizhou. The project, led by students and professors from Hong Kong

University, last two years and was aimed at sustainable development of

Chinese villages. Although the primary task was to repair the broken span,

there was a more important question: how to revitalize once so important and

historical place. After reconstruction it become clear that the revitalization

has been successful and the bridge became a public place again.

HISTORIE MÍSTA

Poprvé byl na tomto místě postaven kamenný most za dy-

nastie Qing, cca okolo roku 1700. Další vývoj mostu je sche-

maticky znázorněn na obr. 2. Most situovaný ve středu ves-

nice se stal centrem, kde se vesničané shromažďovali a bylo

zde i hlavní tržiště. V očích tamních obyvatel se jedná o míst-

ní ikonu. Důležitost mostu poněkud zastínila stavba nedale-

Obr. 1 Tai Ping Bridge, a) původní stav, b) stav po rekonstrukci

❚ Fig. 1 Tai Ping Bridge, a) original state, b) after reconstruction

Obr. 2 Schematický vývoj mostu ❚ Fig. 2 Scheme of development

of the bridge

Obr. 3 Schematický průběh rekonstrukce ❚ Fig. 3 Scheme of the

reconstruction

1700 Qing Dynasty

1900

1950

2005

1a

2 3

1b



ké hlavní komunikace. Navíc, protože nebyla prováděna žád-

ná údržba, byl při povodních v roce 2005 jeden mostní ob-

louk zcela zničen.

HLAVNÍ C ÍLE PŘESTAVBY

Rekonstrukce a úpravy stávajícího kamenného mostu měly

následující hlavní cíle:

• zachovat architektonickou hodnotu místa,

• stabilizovat stávající most,

• nahradit přerušený mostní oblouk novým,

• provést novou povrchovou úpravu celé mostní konstrukce,

• revitalizovat místo.

VLASTNÍ REKONSTRUKCE

Průběh rekonstrukce je schematicky znázorněn na obr. 3.

Nejprve bylo nezbytné zajistit stabilitu mostní konstrukce –

byla zmapována poloha trhlin, které byly poté zainjektovány

(obr. 4). Během dvou měsíců období sucha bylo postaveno

dřevěné bednění mostního oblouku (obr. 5). Pro spodní líc

mostního oblouku byly použity betonové prefabrikáty, kon-

strukce mostu pak byla doplněna kameny z původního ob-

louku (obr. 6). Na celém mostu byla položena nová hydroizo-

lace. Betonové prefabrikáty, vyrobené v nedaleké továrně, je

možné rozdělit do čtyř skupin:

• konstrukční prvky – pro mostní oblouk,

• dlažební prvky,

• prvky pro osázení zelení,

• prvky sloužící pro posezení (obr. 7a, b).

Trojúhelníkové formy byly zvoleny proto, že umožnily spo-

jovat prvky různé velikosti v rozsáhlejší plochy (obr. 8). Ot-

vory různých velikostí byly vytvořeny za použití běžných tru-

bek PVC. Studenti, dobrovolníci a vesničané nakonec osá-

zeli most kombinací darovaných rostlin a rostlin rostoucích

divoce v okolních horách (obr. 9). Z mostu se podařilo zno-

vu vytvořit životaschopné veřejné místo, které má řadu vyu-

žití. Celý projekt byl postaven za 25 000 USD.

PROJEKTOVÝ TÝM

Na projektu se podíleli učitelé a studenti Univerzity v Hong

Kongu (HKU) a Chongqing University (CQU). Na Fakultě ar-

7a 7b

4 5 6

1 9



chitektuty na HKU vznikl Community Project Workshop

(CPW), který poskytuje návrhy a konzultační servis vládním

i nevládním organizacím a účastní se neziskových projek-

tů vyžadujících meziodvětvové expertízy od všech vědních

oborů fakulty: Architektura, Krajinná architektura, Nemovi-

tosti a konstrukce, Urbanistické plánování a návrhy. Spolu-

pracuje také s dalšími fakultami v rámci Univerzity a v přípa-

dě potřeby i s externími odborníky. Týmy CPW jsou slože-

ny z řad zaměstnanců fakulty, externích odborníků, univer-

zitních studentů a poslanců.

AR AWARDS FOR EMERGING ARCHITECTURE

Mosty získávají již po léta ocenění v soutěži AR Awards for

Emerging Architecture. Ať již je oceňováno jejich konstrukční

nebo výrazové vylepšení (Miro Rivera‘s pedestrian bridge, ví-

těz 2006), nebo sociální a ekonomická spojení (Li Xiaodong‘s

Bridge School, vítěz 2009), vždy přitahují pozornost poroty.

Most Tai Ping nebyl výjimkou, ačkoliv v tomto případě určitý

čas trvala debata, která vyvstala v souvislosti s použitím hru-

bých betonových prefabrikovaných prvků na historicky cen-

né kamenné konstrukci poměrně dlouho. Nakonec, jak ji-

nak, celkový příběh mostu zvítězil, porota souhlasila a pro-

jekt mostu získal v roce 2010 ocenění.

Redakce děkuje za poskytnuté materiály a fotografie Fakultě architektury

Univerzity v Hong Kongu.

Připravila Lucie Šimečková

Použité zdroje:

[1] http://www.arch.cuhk.edu.hk

[3] http://fac.arch.hku.hk/cpw/

[2] http://www.architecturalreviewawards.com

Obr. 4 Stabilizace mostu zainjektováním trhlin ❚ Fig. 4 Stabilization

of the bridge by cracks’ injecting

Obr. 5 Bednění mostního oblouku ❚ Fig. 5 Formwork of the bridge

span

Obr. 6 Doplnění mostního oblouku betonovými prefabrikáty

a recyklovanými kameny z původní stavby ❚ Fig. 6 Bridge span

completing with concrete prefab elements and recycled stones from the

original construction

Obr. 7 Betonové prefabrikáty, a) schematické znázornění tvaru

a funkce jednotlivých prvků, b) pro stavbu bylo použito 10 470 kusů ❚

Fig. 7 Concrete components, a) scheme of the shape and function

of the individual parts, b) 10470 pieces were used for the construction

Obr. 8 Dláždění povrchu ❚ Fig. 8 Paving of the surface

Obr. 9 Závěrečné osázení zelení ❚ Fig. 9 Final verdure planting

8 9

ZESÍLENÍ BETONOVÉ KONSTRUKCE – ANALÝZA, VARIANTY NÁVRHU

A REALIZACE ❚ STRENGTHENING OF A CONCRETE STRUCTURE

– ANALYSIS, ALTERNATIVE DESIGN AND REALIZATION



Petr Štěpánek, Petr Šimůnek,

Ivana Laníková

V rámci rekonstrukce a dostavby areálu vyso-

ké školy v Olomouci byly zjištěny nedostatečné

pevnosti betonu nosné konstrukce objektu, jehož

výstavba probíhala v 50. letech minulého století.

Na základě výsledků stavebního průzkumu byly

navrženy tři varianty statických opatření: ocelová

bandáž doplněná vnějším předpětím, ocelová

bandáž doplněná tuhou ocelovou výztuží nebo

přídavná železobetonová konstrukce ze stříka-

ného betonu. Varianty byly porovnány z technic-

kého i ekonomického hlediska. Článek popisuje

vybranou variantu – ocelovou bandáž doplněnou

vnějším předpětím. ❚ During the reconstruction

and completion of the University in Olomouc

built in the 1950s, it was discovered that the

concrete used in the load-bearing structure was

of insufficient strength. Based on the results

of the structure surveying, three structural

repair measure possibilities were designed,

namely: steel bandages with additional external

prestressing, steel bandages supplemented with

rigid steel reinforcement, additional reinforced

concrete structure made from sprayed concrete.

Preliminary designed alternatives were compared

according to technical and economical aspects.

The selected variety (steel bandages with

additional external prestressing) is described in

this paper in more detail.

Objekt vysoké školy v Olomouci byl vy-

stavěn v letech 1955 až 1960. Architek-

tonický návrh vycházel z ateliéru Jiřího

Krohy ve spolupráci s ateliérem Václa-

va Roštlapila z let 1950 až 1952 (obr. 1).

Je součástí komplexu budov, jehož jed-

notlivé objekty jsou odděleny dilatační-

mi spárami. Vlastní řešená část je tvoře-

na železobetonovým skeletem – sloupy

a průvlaky, které prochází obousměrně

v rastru tvořeným sloupy a deskami ulo-

ženými na průvlacích. Poměrně rozsáh-

lá a členitá konstrukce (obr. 2, 7 a 8) je

založená na železobetonových patkách

a pasech v různých výškových úrovních.

Objekt má čtyři nadzemní podlaží:

v 1. NP (a sníženém 1. NP) je technic-

ké zázemí, dílny, sklady apod., v 2. NP

v úrovni hlavního vstupu do objektu je

foyer, šatny, respirium a stupňovitá vel-

ká aula na výšku dvou podlaží se záze-

mím, v 3. NP je balkón foyeru a dvě ma-

lé posluchárny ve sklonu, v průčelí bu-

dovy pak učebny a kanceláře. V 4. NP

je půdní prostor a strojovna výtahu;

střešní konstrukce je nad foyerem tvo-

řena dřevěným krovem a nad malými

posluchárnami a aulou kovovým kro-

vem s vazníky, jejichž dolní pásnice zá-

roveň vynášejí strop – desky Hurdis

uložené do ocelových nosníků. Prostor

nad otevřeným foyer je zastropen kopulí

(provedena obdobným způsobem jako

monierka) se světlíkem, která je vynáše-

na šikmými nosníky s táhly.

STAVEBNÍ PRŮZKUM

V letech 1996 až 2011 bylo v objektu

provedeno několik dílčích kontrol stavu

konstrukce, při kterých byla zjištěna níz-

ká pevnost betonu nosných konstrukcí

(C4/5, C8/10 apod.).

V souvislosti s plánovanou rekonstruk-

cí 1. NP (a dalším rozšiřováním areá-

lu) byl v první polovině roku 2011 prove-

den ve dvou etapách podrobný staveb-

Obr. 1 Hlavní vstup do objektu ❚ Fig. 1 Frontal view

Obr. 2 Foyer (2. a 3. NP) ❚ Fig. 2 Hallway (1st and 2nd above-ground

floor)

Obr. 3 Půdorys objektu; třídy pevnosti betonu jednotlivých prvků

❚ Fig. 3 Structure layout; strength classes of concrete members

Obr. 4 Stav sloupu po odstranění omítky a nesoudržných částí

a nanesení antikorozní ochrany výztuže ❚ Fig. 4 Condition of a typical

column (following the removal of plaster and incoherent parts and coating

corrosion-proof agent)

Obr. 5 Stav průvlaků po odstranění omítky a nanesení antikorozní

ochrany výztuže ❚ Fig. 5 Condition of a typical girder (after removal of

plaster and coating corrosion-proof agent)

Obr. 6 Nedostatečná krycí betonová vrstva výztuže desky, stav

po odstranění omítky a izolačních desek ❚ Fig. 6 Slabs – insufficient

concrete cover (after removal of insulating slabs and plaster)

1 2

2 1



ní průzkum nosné železobetonové kon-

strukce: sloupů v 1. NP (následně ta-

ké částečně v 2., 3. a 4. NP) a stropní

konstrukce nad 1. NP. První etapa za-

hrnovala prostor 1. NP a prostor stro-

jovny výtahu v 3. NP a 4. NP. Celkem

bylo odebráno patnáct jádrových vý-

vrtů Ø 100 mm z nosných sloupů, de-

set jádrových vývrtů Ø 75 mm z prů-

vlaků a osm jádrových vývrtů Ø 50 mm

ze stropních desek. Druhá etapa zahr-

novala prostory 1. NP z důvodu ověře-

ní pevností ve střední části konstrukce

a dále vybrané (výrazněji zatížené) slou-

py v 2. a 3. NP.

Průzkumem zjištěná pevnost betonu

sloupů se pohybuje v rozmezí C3/3,5

až C9/12,5, průvlaků C6/7,5 až C9/12,5

a stropních desek C12/15. Projekto-

vá třída betonu byla B170 (C10/13,5).

Vzhledem ke značnému rozptylu zjiště-

ných pevností v rámci konstrukce by-

ly při statickém přepočtu a posuzová-

ní prvků uvažovány v jednotlivých čás-

tech konstrukce rozdílné pevnosti beto-

nu (obr. 3).

Výztuž byla použita hladká, dle pro-

jektu ocel 10370 s návrhovou pevností

180 MPa. Výkresová dokumentace sta-

tické části je dochována v nekomplet-

ní podobě. Množství a umístění výztu-

že bylo na vybraných sloupech a prů-

vlacích ověřováno a víceméně odpoví-

dá (odchylka cca ± 20 %) projektové do-

kumentaci.

V nosné konstrukci nebyly vizuální kon-

trolou zjištěny závažné statické poruchy

(deformace nebo trhliny), při postupném

odstraňování omítek ovšem došlo k od-

halení lokálních poruch, vlasových trhlin

a nedostatků v kvalitě použitého beto-

nu, resp. uložení výztuže (obr. 4, 5 a 6).

NÁVRH SANACE

Z výsledků průzkumů vyplývá, že

jak u sloupů, tak u průvlaků v rám-

ci 1. NP (a některých sloupů 2. NP) je

beton s velmi nízkou pevností v tlaku

(od C3/3,5 do C9/12,5), kterou norma

pro navrhování betonových konstrukcí

vůbec neuvažuje [3] (uvedena je nejniž-

ší pevnostní třída až C12/15). I při uvá-

žení tak nízkých hodnot pevnosti beto-

nu řada sloupů nesplní požadavky [3]

na mezní stav únosnosti (obr. 10), pro-

blém je také se zaručením další život-

nosti, resp. dostatečné trvanlivosti. Pro-

to je u všech sloupů a průvlaků na úrov-

ni 1. NP navržena ocelová bandáž.

V celém rozsahu objektu je nedosta-

tečné množství výztuže v oblastech zá-

porných momentů u průvlaků. Většinou

se jedná pouze o podélnou výztuž tvo-

řenou prodlouženými částmi smyko-

vé výztuže (ohyby). Přitom výztuž v ně-

kterých polích není schopna převzít pří-

padné namáhání z podpor – v přípa-

dě, že by se uvažovala redistribuce.

V okrajových částech průvlaků je dopl-

něna pouze konstrukční výztuží styko-

vanou právě ve styčnících – chybí rovné

nosné vložky. Je tedy možno souhrnně

konstatovat, že průvlaky na mnoha mís-

tech nevyhovují na přenesení ohybo-

vých momentů ani po redistribuci (a ná-

sledné redukci) ohybových momentů;

průzkumem zjištěné množství výztuže

v oblastech kladných momentů je ne-

dostatečné. Proto bylo potřeba provést

také zesílení vodorovných průvlaků.

Byly navrženy tři varianty sanace nos-

né konstrukce:

• ocelová bandáž sloupů, ocelová

bandáž průvlaků a zesílení průvlaků

ocelovými profily uloženými na ban-

dáži sloupů,

• ocelová bandáž sloupů, ocelová ban-

dáž průvlaků a zesílení průvlaků exter-

ním předpětím pomocí monostrandů,

• přídavná železobetonová konstrukce

ze stříkaného betonu.

U každé z variant se uvažovalo i se za-

jištěním trhlinami narušeného zdiva skle-

3

5

4

6



Interakční diagram sloupu (8ø20)

2537,430075

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 50 100 150 200 250 300

Moment [kNm]

No

rmálo

vá s

íla [kN

]

Kombinace pro maximální normálovou síluKombinace pro maximální momentÚnosnost sloupu s bandážíÚnosnost sloupu bez bandáže

2452,518117

1319,13

1202,79

1149,139846 1105,70071

8

11

10

7

9

12

2 3



něnou FRP (Fiber Reinforced Polymers)

výztuží kotvenou do drážek, která

má srovnatelné vlastnosti s ocelovými

nerezovými výztužemi používanými

k obdobným účelům, ale její aplikace

vychází ekonomicky výhodněji.

Na základě ekonomických (množ-

ství oceli použité na sanaci), statických

a technických aspektů (co nejmenší

další přitížení konstrukce) byla zvole-

na varianta s použitím bandáže a do-

datečným externím předpětím většiny

průvlaků. Některé průvlaky budou za-

jištěny podepřením ocelovými nosníky,

resp. u masivních a málo zatížených

průvlaků je uvažováno pouze s ban-

dáží. Pro statické posouzení byl vytvo-

řen prostorový výpočtový model nos-

né konstrukce objektu a řešen MKP

(obr. 7 a 8).

Pevnost betonu desek je dostatečná

(C12/15). Nicméně při ověřování únos-

nosti bylo zjištěno, že u desek s roz-

pětím 3,6 x 6,4 (6,3) m je nedostateč-

né vyztužení (v obou směrech ø 10

po 200 mm). Proto bylo navrženo po-

depření nevyhovujících desek ocelo-

vými profily. Ostatní desky převážně

čtvercového tvaru (s rozponem 3,6 x

3,6 m) z hlediska mezního stavu po-

rušení ohybovým momentem vyhoví

(6 ø 10 mm na 1 m šířky).

BANDÁŽ SLOUPŮ A PRŮVLAKŮ

Nosné ocelové profily bandáže sloupů

byly navrženy s ohledem na aktuální de-

formační stav sloupů při provádění ban-

dáže, napjatost v bandáži byla určena

na základě deformační rezervy stávající-

ho železobetonového sloupu. Schéma

provedení bandáže je na obr. 9, 11 a 12.

Vnesení příčného napětí do sloupu je

zajištěno postupným zahříváním pás-

ků bandáže o teplotu cca 100 °C (opro-

ti teplotě nenahřátých částí bandáže;

kontrola teploty termokřídou) a přivaře-

ním k rohovým úhelníkům.

Vzhledem k nízké pevnosti betonu

průvlaků bylo nutné provést také ban-

dáž většiny průvlaků, a to po dokonče-

ní bandáží sloupů. Bandáž průvlaků je

vždy uložena na bandáž sloupů ve sty-

cích sloupů a průvlaků (je zajištěn pře-

nos části zatížení z průvlaků do bandá-

že sloupů).

Při posuzování sloupů s bandáží se

vycházelo z napjatostního stavu sloupu,

který odpovídá zatížení při provádění

bandáže. Do únosnosti sloupu s ban-

dáží (obr. 10) byla započítaná únosnost

jen těch rohových úhelníků, které se na-

cházejí v tlačené oblasti sloupu:

• pro danou excentricitu zatížení v pří-

padě posouzení kombinací zatíže-

ní pro maximální normálovou sílu a/

nebo maximální momenty v jednom

či druhém směru (odděleně), obr. 10,

• pro danou normálovou sílu v přípa-

dě posouzení kombinace, která vy-

vodí největší interakci momentů v na-

vzájem kolmých směrech dle vztahu

normy [3]:

M

M

M

MEdz

Rdz

a

Edy

Rdy

a

1 ,

kde MEdz, MEdy je návrhový moment

k příslušné ose včetně účinků druhého

řádu, MRdz, MRdy je ohybová únostnost

k příslušné ose a a je exponent závislý

na tvaru průřezu, návrhové hodnotě

normálové síly a únostnosti.

ZESÍLENÍ VODOROVNÝCH

PRVKŮ EXTERNÍM PŘEDPĚTÍ

Hodnoty předpínacích sil a geometrie

vedení lan (umístění deviátorů, kotev

atd.) byly určeny tak, aby byly částeč-

ně vyrovnány ohybové momenty a po-

souvající síly v průvlacích od části stá-

lého zatížení (obr. 13 a 14). Byla použi-

ta lana Monostrand HDPE 1670/1860

ø 12,7 mm nebo HDPE 1670/1860

ø 15,2 mm.

Horní deviátory jsou tvořeny ocelo-

vým plechem ohnutým do tvaru čás-

ti válcové plochy o poloměru 400 mm,

Obr. 7 Výpočtový model nosné konstrukce objektu

❚ Fig. 7 FEM computing model of the load-bearing structure

Obr. 8 Výpočtový model nosné konstrukce objektu – prutové prvky

řešeného 1. NP ❚ Fig. 8 FEM computing model of the load-bearing

structure – beams and columns within the ground floor

Obr. 9 Způsob provedení ocelové bandáže ❚ Fig. 9 Schematic

diagram of a steel bandage

Obr. 10 Interakční diagram sloupu bez bandáže a s bandáží ❚

Fig. 10 Column interaction diagram (without and with bandage)

Obr. 11 Nahřívání pásku bandáže ❚ Fig. 11 Bandage application

– preheating

Obr. 12 Provedení bandáže sloupu ❚ Fig. 12 Bandage

application

Obr. 13 Část půdorysného schématu vedení předpínacích lan ❚

Fig. 13 External unbonded tendon trajectories – part of the

ground plan

Obr. 14 Trajektorie vedení externí nesoudržné předpínací výztuže

❚ Fig. 14 External unbonded tendon trajectories

13

14



který je osazen do maltového lože. Ve-

dení lana je zajištěno přivařenými pruty

z hladké oceli po krajích plechu. Deviá-

tory jsou umístěny po stranách sloupů.

Dolní deviátory jsou tvořeny svařen-

cem, lano je vedeno přes plech také

o poloměru 400 mm, který je prostřed-

nictvím dvou kusů I profilů přivařen pří-

mo na úhelníky bandáže průvlaků.

Vzhledem k průběhu vnitřních sil

od zatížení stálého a užitného (rov-

noměrná spojitá zatížení) je vhodné

umístit v polích dva deviátory; bylo po-

užito u průvlaků větších rozpětí (cca

6 m). U průvlaků kratších rozpětí (tj.

3,6 m) musel být umístěn jeden deviá-

tor uprostřed pole. V opačném přípa-

dě by bylo vzhledem k malému rozpětí

pole a výškovému převýšení vedení la-

na v poli a nad podporou (velké úhlové

změny trasování kabelu) nutno polo-

měry zakřivení plechů deviátoru zmen-

šit, aby nedošlo k zalomení kabelu

o hranu deviátoru. U delších průvlaků

jsou vedena lana po stranách průvla-

ku. U kratších nosníků, kde je potřeb-

né předpětí menší, je lano vedeno pou-

ze po jedné straně nosníku. Z důvodu

přenesení krouticího momentu v mís-

tě přivařeného dolního deviátoru jsou

zhuštěny svislé třmeny bandáže prů-

vlaku. Lana jsou vedena 50 mm od líce

sloupů (průřez 450 x 450 mm) a proto-

že šířky průvlaků jsou rozdílné (od 300

do 450 mm), byly vodící plechy dolních

deviátorů umístěny tak, aby vedení la-

na zůstalo ve svislé rovině a průvlaky

nebyly namáhány dalším momentem

ve vodorovné rovině.

Kotvení lan je provedeno většinou

v obvodových průvlacích, neprůběžná

lana pak ve vnitřních průvlacích ve výš-

ce navazující železobetonové des-

ky; pouze v místech výškových změn

stropní konstrukce bylo nutné navrh-

nout překotvení lan (obr. 15, 16 a 17).

Předpínací síly na jedno lano jsou

v rozmezí 70 kN u lan zesilujících kratší

průvlaky a až 100 kN u lan zesilujících

nosníky delších rozpětí – tato lana bu-

dou předpínaná ve dvou fázích tak, aby

nedošlo při napínání (kdy jsou odstra-

něny podlahy) ke vzniku opačných mo-

mentů než od zatížení, které by poru-

šily konstrukci vznikem kolmých trhlin.

Proto druhá fáze napínání proběhne až

po zhotovení podlah.

ZÁVĚR

Jinak zachovalá a po architektonické

stránce krásná budova musí být ná-

kladně sanována z důvodu použití ne-

kvalitního betonu, který vykazuje nedo-

statečnou pevnost.

I přes zjištěné nízké pevnosti betonu

není nutné objekt odstranit (jak by to-

mu bylo např. v případě použití betonu

s hlinitanovým cementem), po vhod-

ném návrhu sanace jej lze i nadále

dlouhodobě a bezpečně využívat.

Ekonomické a technické srovnání

jednotlivých alternativ sanace umožni-

lo nalézt optimální řešení, které zajistí

dostatečnou spolehlivost a trvanlivost

sanované konstrukce.

Prezentované výsledky byly získány za finančního

přispění MPO ČR projektu FR TI4 159 „Light

structures – progresivní konstrukce z moderních

kompozitních materiálů“ a za finančního přispění

GA ČR projektu P104/10/2153 „Kompozitní

konstrukce na bázi vysokohodnotných silikátů

a dřeva – environmentální optimalizace

a experimentální ověření“.

Prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc.

e-mail: [email protected],

[email protected]

Ing. Petr Šimůnek, Ph.D.


Ing. Laníková Ivana, Ph.D.


Všichni tři:

Fakulta stavební VUT v Brně

Ústav betonových a zděných konstrukcí

Veveří 95, 602 00 Brno

a

BESTEX, spol. s r. o.

Křenová 42, 602 00 Brno

Obr. 15 Překotvení u vnitřního průvlaku ❚ Fig. 15 Detail of one

of the anchorages – inner girder

Obr. 16 Kotva v obvodovém průvlaku ❚ Fig. 16 Detail of the anchor in

the peripheral girder

Obr. 17 Kotva v blízkosti dilatační spáry ❚ Fig. 17 Detail of the

anchor – girder close to shrinkage joint

Literatura:

[1] ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí

– Hodnocení existujících konstrukcí

[2] ČSN EN 12504-1 Zkoušení betonu v konstrukcích –

Část 1: Vývrty – odběr, vyšetření a zkoušení v tlaku

[3] ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí

– Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby

15

16

17

ENVIRONMENTÁLNÍ PROHLÁŠENÍ O VÝROBKU – ČESKÝ CEMENT

❚ ENVIRONMENTAL PRODUCT DECLARATION – CZECH CEMENT

2 53 / 2 0 1 2 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

N O R M Y • J A K O S T • C E R T I F I K A C E ❚ S T A N D A R D S • Q U A L I T Y • C E R T I F I C A T I O N

Obr. 1 Vyráběné druhy cementu v ČR v období 2005 až 2007

❚ Fig. 1 Cement produced in the CR in 2005–2007

Stanislava Rollová

První sektorové environmentální prohlášení o výrobku v České republice

pro stavební materiál bylo vytvořeno pro „Český cement“. Článek se věnuje

posouzení životního cyklu cementu. ❚ The first sectorial environmental

product declaration in the Czech Republic for the construction material

was created for the „Czech cement.“ The article deals with life cycle

assessment of cement.

ČESKÝ CEMENT

Svaz výrobců cementu, který sdružuje výrobce cemen-

tu v ČR, se rozhodl v roce 2010 vytvořit první studii posou-

zení životního cyklu (LCA – Life Cycle Assessment) cemen-

tu pro získání informací o dopadech životního cyklu cemen-

tu na životní prostředí jako podklad pro sektorové environ-

mentální prohlášení o výrobku (EPD – Environmental Pro-

duct Declaration).

97 % celkové domácí výroby cementu je v České republi-

ce rozděleno mezi čtyři výrobce – Českomoravský cement,

a. s., nástupnická společnost (závody Mokrá a Radotín),

Holcim (Česko), a. s., (Prachovice), Lafarge Cement, a. s.,

(Čížkovice) a Cement Hranice, a. s. Všechny v současnosti

provozované cementářské pece jsou konstruovány pro su-

chý systém výpalu slinku s vícestupňovým výměníkem, pří-

padně ještě doplněným předkalcinátorem. Tento systém

je energeticky i environmentálně progresivní a patří k nej-

lepším dostupným technikám (BAT – Best Available Tech-

niques) pro výpal slinku. Cementárny v ČR patří k evropské

špičce, a to jak z hlediska úrovně řízení a technologie, tak

z hlediska životního prostředí.

ENVIRONMENTÁLNÍ PROHLÁŠENÍ O VÝROBKU

Environmentální prohlášení o výrobku umožňuje zákazníko-

vi porovnávat environmentální profil výrobku na základě ži-

votního cyklu. EPD je dobrovolným, tržně orientovaným ná-

strojem ochrany životního prostředí. Poskytuje kvantifikova-

né environmentální údaje používající předem stanovené pa-

rametry a tam, kde je to relevantní, také doplňkové envi-

ronmentální informace. Cílem EPD je povzbudit poptávku

a nabídku takových výrobků, které představují menší zatíže-

ní pro životní prostředí, a to prostřednictvím sdělování ově-

řitelných, přesných a nezavádějících informací. Pro zajiš-

tění celosvětové srovnatelnosti je v ČR upraveno normou

ČSN ISO 14025.

Ekologicky orientované EPD poskytuje nový tržní rozměr,

jak informovat o environmentální vlastnosti výrobku, což při-

náší řadu výhod, jak pro výrobce vytvářejícího si EPD, tak

pro ty, kteří využívají informace, které EPD poskytuje. EPD

je registrovaná ochranná známka, která může být používána

k propagaci environmentálních vlastností výrobku.

Zatím je EPD založeno na principu dobrovolnosti. Vývoj

však ukazuje, že v minulosti některé původně dobrovolné

nástroje, jako např. ISO 14001 nebo EMAS, jsou dnes ne-

odmyslitelnou součástí řízení společností, které takto dávají

najevo svůj postoj k ochraně životního prostředí.

POSOUZENÍ Ž IVOTNÍHO CYKLU

Před nezávislým přezkoumáním EPD a jeho následným vy-

dáním musí být nejprve vypracována studie posouzení LCA.

Posuzování životního cyklu je systematický proces vyhod-

nocování potenciálních dopadů produktu na životní pro-

středí, při kterém jsou brány v úvahu všechny fáze životního

cyklu od získávání surovin až po konečné odložení odpadu

do země (tzv. „od kolébky po hrob“). Uvažovány jsou emi-

se do všech složek životního prostředí během výroby, užívá-

ní i odstraňování produktu. Zahrnovány jsou rovněž příspěv-

ky procesů získávání surovin, výroby materiálů a energie, po-

mocných procesů.

Zpracovávané údaje v rámci LCA jsou přepočítány na vý-

sledky indikátorů kategorií – globální oteplování, poškozo-

vání ozonové vrstvy, acidifikace, eutrofizace a tvorba fotoo-

xidantů. Tyto kategorie dopadů z výstupů pak slouží k po-

rovnávání environmentálních obrazů posuzovaných systé-

mů. LCA tak poskytuje ucelený pohled na výrobek a umož-

ňuje porovnání systémů zajišťujících stejnou funkci. Teprve

popsání celého procesu mnohdy napoví výrobci, kudy vede

cesta ke snižování ekologické zátěže a zároveň ukáže vhod-

ný směr optimalizace výrobního procesu. Metoda LCA má

pevně danou strukturu a provádí se podle mezinárodních

norem řady ČSN EN ISO 14040.

Prvním krokem v cestě k EPD přes LCA je zavedení pravi-

del produktových kategorií (PCR – Product Category Rules).

Jedná se o sestavu pravidel požadavků a směrnic pro vý-

voj EPD pro danou produktovou kategorii. Pravidla jsou zve-

řejněna na internetových stránkách www.environdec.com.

LCA CEMENTU

V souladu s PCR nezahrnuje LCA cementu uživatelskou fázi,

ani konec životnosti, neboť cement je používán jako staveb-

ní materiál pro různé aplikace, může tedy plnit různé funkce.

Deklarovaná jednotka je 1 000 kg vyprodukovaného cemen-

tu. Pro zpracování celého dokumentu bylo zvoleno časové

období 2005 až 2007 (obr. 1). Důvodem pro volbu uvedené-

ho období je jednoznačná povinnost výrobců z konkurenč-

ních důvodů neposkytovat obecně vnitřní údaje dříve než

po uplynutí 3 let.

49%

42%

8% 1%

1

CEM I - Portlandský cement

CEM II - Portlandský struskový cement, Portlandský s vápencem CEM III - Vysokopecní cement



Sběr dat byl prováděn postupně podle poznávání procesu

a jeho složitosti. V rámci výroby cementu jsou trvale a pečli-

vě sledovány a uchovávány datové podklady o všech mate-

riálových a energetických vstupech a výstupech, včetně dat

environmentálních. Při získávání údajů od výrobců cemen-

tu je třeba konstatovat, že zvyklosti a technické potřeby sle-

dování údajů jsou v LCA strukturně jinak orientovány. Da-

ta byla sbírána samostatně pouze pro účely této studie pří-

mo z technologického a environmentálního procesu a ne-

jsou součástí žádné (výroční, environmentální) zprávy jed-

notlivých podniků.

Výpočet výsledků inventarizační analýzy byl proveden tzv.

Boustead Modelem verze 5.11 na základě shromážděných

a zpracovaných údajů, přepočítaných na deklarovanou jed-

notku. Výstupy jsou prezentovány v kategoriích spotřeby

energie, paliv, surovin a vody, emisí do ovzduší a do vody

a produkce odpadů.

DISKUZE VÝSLEDKŮ

Studie LCA cementu prokázala nejvyšší environmentální zá-

těž ve fázi výpalu slinku. Vstupy se týkají zejména spotřeby

energie a vápence. Graf (obr. 2) ukazuje příspěvek jednotli-

vých fází životního cyklu cementu ke kategoriím dopadu. Pří-

spěvek fáze výpal slinku je s výjimkou kategorie dopadu po-

škozování ozónové vrstvy výrazný ve všech dalších katego-

riích, zejména v kategorii dopadu globální oteplování a tvor-

ba fotooxidantů.

Přínosem pro životní prostředí je spotřeba průmyslové-

ho odpadu v procesu výroby slinku jako alternativního pali-

va a druhotných surovin, což přispívá zachování přírodních

zdrojů, snížení emisí a CO2 a odstranění odpadů. Největší

množství odpadu produkuje fáze těžby surovin včetně ener-

getických, jako je např. uhlí (obr. 3). V případě vápence se

Obr. 2 Příspěvky jednotlivých fází životního cyklu ke kategoriím

dopadu ❚ Fig. 2 Stages of the life cycle which contribute to impact

categories

Obr. 3 Graf produkce odpadu ❚ Fig. 3 Waste during life cycle

of cement

Obr. 4 Mezinárodní EPD značka ❚ Fig. 4 International

EPD logotype

Obr. 5 Ověření EPD „Český cement“ ❚ Fig. 5 Verification

EPD Czech cement

Literatura:

[1] ČSN ISO 14025 – Environmentální značky a prohlášení –

Environmentální prohlášení typu III – Zásady a postupy;

ÚNMZ, Praha, 2006

[2] ČSN EN ISO 14040 – Environmentální management –

Posuzování životního cyklu – Zásady a osnova; ÚNMZ,

Praha, 2006

[3] Tichá M.: Výroba a využití cementu podle LCA – posuzování

životního cyklu; závěrečná zpráva, zpracoval MT Konzult pro

SVC ČR prostřednictvím VUM Praha, s. r. o., Děčín, 2010

[4] Tichá M.: Studie posuzování životního cyklu cementu; závěreč-

ná zpráva, zpracoval MT Konzult pro SVC ČR prostřednictvím

VUM Praha, s. r. o., Děčín, 2011

Balení cementu

Mletí cementu

Výpal slínku

Příprava surovin. moučky

Těžba vápence

80%

90%

100%

40%

50%

60%

70%

0%

10%

20%

30%

Globální

oteplování

Poškozování

ozon. vrstvy

Acidifikace Tvorba

fotooxidantů

Eutrofizace-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

[kg

/1 t

cem

entu

]

Těžba

vápence

Příprava

surovinové

moučky

Výpal

slínku

Mletí

cementu

Skladování

cementu

2 3

4

5



jedná především o skrývku, vrácenou zpět do lomu. Fáze

přípravy surovinové moučky a výpal slinku využívá průmys-

lové odpady, které by měly být teoreticky uloženy na sklád-

ku. Odpadní materiály z průmyslu se naopak používají jako

alternativní palivo nebo druhotné suroviny.

Cementářský průmysl není producentem průmyslového

odpadu, z výroby cementu nevzniká odpad, jako je např.

popel, s jehož ukládáním mohou vznikat při spalování v tra-

dičních spalovnách potíže. Při výrobě cementu se trva-

le zpracovává i značné množství granulované strusky z hu-

tí, která by jinak tvořila haldy nevyužitého odpadu. Obdob-

ná situace je při využívání železitých a hlinitých prachů, kte-

ré představují významnou součást cementářské suroviny

a znamenají snížení energetické náročnosti na výpal slinku.

Výrobci cementu dokážou rovněž využít i materiály odpada-

jící z průmyslových procesů, např. elektrárenský a tepláren-

ský popílek nebo odpadní energosádrovec z odsiřovacích

procesů či rovněž jinak nevyužitelný chemosádrovec. Pro

výrobu cementu již není používán přírodní těžený sádrovec.

Při výrobě cementu není spalován jakýkoliv odpad, ale spe-

ciálně připravené alternativní palivo, které je využito po ener-

getické i materiálové stránce. Přesná receptura, kontrola slo-

žení vstupních surovin a paliv, dokonalé řízení procesu vý-

palu při teplotách nad 1 650 °C a sorpce pecního systému

s nadřazeným emisním monitoringem dovolují využívat výro-

bek – palivo s dvojí certifikací, tj. výrobkovou i emisní, a tím

odstraňují pochybnosti o spoluspalování odpadů.

ZÁVĚR

První studii LCA zpracoval Výzkumný ústav maltovin Praha,

s. r. o., v roce 2010 (z toho vyplývá stanovení sledovaného

období 2005 až 2007). Studie LCA je určena pro vnitřní po-

třeby Svazu výrobců cementu a příslušné certifikační orgány,

plné znění studie není určeno pro veřejnost.

Na základě vyhodnocených získaných údajů bylo mož-

né přistoupit k ověření EPD. Ve stejné době však v EU do-

šlo ke změně PCR pro cement a studii LCA bylo nutné pře-

pracovat dle nových pravidel. Poté Certifikační orgán pro

ověřování EPD Výzkumný ústav pozemních staveb – Certi-

fikační společnost, s. r. o., posoudil environmentální prohlá-

šení a vydal jeho ověření (obr. 5). Environmentální prohláše-

ní o produktu „Český cement“ je zveřejněno v databázi EPD

v České republice na webu CENIA, české informační agen-

tury životního prostředí. Platnost prohlášení je tři roky.

V případě zájmu výrobců cementu se uvažuje o přípravě

EPD jak pro jednotlivé podniky, tak případně druhy cemen-

tu, na něž by se dalo navázat EPD konkrétního betonového

výrobku, které by mohlo pokrýt celý životní cyklus „od ko-

lébky do hrobu“. Zároveň probíhá na evropské úrovni přípra-

va EPD Evropského cementu.

EPD betonu zpracované na základě EPD cementu může

být zajímavé pro betonářské společnosti, projektanty bu-

dov a inženýrských staveb, kterým porovnání životních cyklů

různých stavebních materiálů může pomoci při výběru ma-

teriálů (dřevo, kov, beton,…). EPD poskytuje také odpověď

na otázku, proč realizovat stavbu z místních zdrojů opro-

ti dovezeným materiálům s hlubokou ekologickou stopou.

Ing. Stanislava Rollová

Výzkumný ústav maltovin

Praha, s. r. o.


tel.: 257 810 797

OHLÉDNUTÍ ZA SYMPOZIEM SANACE 2012Ve dnech 24. a 25. května 2012 se uskutečnil již 22. ročník sympozia Sanace, které letos pořádalo Sdružení pro sana-ce betonových konstrukcí nově společně s Fakultou stavební – Admas (výzkumné centrum) VUT v Brně. Poprvé také došlo k přesunu místa konání z tradiční Rotundy pavilonu A do sálů Kongresového centra na Brněnském výstavišti. Součástí sym-pozia byla opět doprovodná výstava.

Na slavnostním zahájení, které se konalo v předvečer sym-pozia v galerii Domu umění v centru Brna, byla předána oce-nění v oboru sanace betonových konstrukcí: titulem Vý-znamná osobnost v oboru sanace betonových konstruk-cí byl oceněn Ing. Jan Perla; ocenění Sanační dílo roku 2011 získala společnost Sasta CZ, a. s., za realizaci Sana-ce železobetonové věže dolu Kukla v Oslavanech (článek připravujeme pro Beton TKS 5/2012, pozn. redakce); ocenění Sanační materiál roku 2011 získala společnost MC – Bau-chemie, s. r. o., za MRT-System + malty ombran MHP-SP a ombran CPS. V druhé části slavnostního večera vystoupil vokální quintet Vox tet z Jihlavy.

V úvodu sympozia zaznělo sedm vyzvaných přednášek předních odborníků z oblasti sanací betonových konstruk-cí z ČR, Ukrajiny, Francie, Německa a Ruska. Následoval od-borný program rozdělený do šesti bloků: Statická spolehlivost objektů a aplikace principů trvale udržitelného rozvoje, Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sana-cí; Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí; Sanace geotechnických kon-strukcí, Pokročilé materiály a technologie pro sanace betonu; Stavební průzkum, diagnostika, projektování, monitoring a Sa-nace a zesilování betonových konstrukcí – metody – technolo-gické postupy – příklady.

Sympozium poskytlo pro-stor pro předvedení úspěš-ných realizací, výměnu zkuše-ností a předávání nových vě-domostí. Také je to vždy pří-ležitost setkat se s odborníky z oboru a diskutovat své ná-zory. Byly zde také odborné veřejnosti představeny „Tech-nické podmínky pro sanace betonových konstrukcí III“, které připravil autorský kolek-tiv ve složení R. Drochytka, J. Dohnálek, J. Bydžovský, V. Pumpr, A. Dufka a P. Do-hnálek.

Obr. 1 Slavnostní zahajovací večer v Domě umění, Ing. Jan Perla (druhý

zprava) přijímá ocenění Významná osobnost roku 2011

Obr. 2 Titulní stránka publikace Technické podmínky pro sanace betono-

vých konstrukcí III

1

2

ŽELEZOBETON V INDUSTRIÁLU

❚ REINFORCED CONCRETE

IN INDUSTRY


H I S T O R I E ❚ H I S T O R Y

Tomáš Šenberger

Železobetonové skeletové konstrukce se na začátku 20. století realizovaly

nejprve na industriálních budovách, a teprve později se rozšířily i do dal-

ších typologických odvětví. I po sto letech existence jsou tyto stavby

funkční, krásně a zasluhují si naši pozornost. ❚ In the beginning of

the 20th century reinforced concrete frame structures were only used in

industrial buildings; only later these constructions spread into other fields.

Even after 100 years of their existence these buildings are still functional,

beautiful and worth our interest.

První budovou, kterou François Hennebique realizoval v ro-

ce 1895 podle vlastního patentu, byla šestipodlažní přádelna

v severofrancouzském městě Tourcoing. Že byl železobeto-

nový monolitický skelet poprvé použitý na industriální budově,

mělo nezpochybnitelnou logiku. Přádelny se v té době stavěly

již více jak sto let a jejich stavební historie byla spojená přede-

vším s hledáním optimálního materiálu pro nosné konstrukce.

ANGLICKÉ PŘÁDELNY

První přádelny vznikly v Anglii, na úsvitu průmyslové do-

by ve druhé polovině 18. století, jako výslednice požadavků

na budovu pro rozvíjející se textilní průmysl. Potřeba univerzál-

ní podlažní plochy pro umístění pravidelně se měnícího stroj-

ního vybavení, nutnost rozvodů mechanické energie od jed-

noho motoru (nejčastěji vodního kola) k jednotlivým strojům

a zajištění dostatku světla a vzduchu pro zaměstnance vyústi-

ly v návrh vícepodlažní budovy s volnou dispozicí, přerušenou

jen několika řadami sloupů a s vertikálními komunikacemi vy-

tlačenými na okraj půdorysu. Angličtí vynálezci (nutno dodat,

že v té době především strojaři) dali světu vícepodlažní skele-

tovou budovu, která se staví – a ne jen pro potřeby průmyslu

– v téměř nezměněných parametrech dodnes.

První modelová přádelna, která předznamenala pozdější vý-

voj, byla manufaktura Johna a Thomase Lombe, postavená

v Derby v letech 1718 až 1722. Šestipodlažní zděný hranol

s pravidelnými řadami malých oken byl vyplněný vnitřním dře-

věným skeletem. Dřevo, jako materiál pro nosnou konstruk-

ci, mělo ale řadu nedostatků, především s ohledem na odol-

nost proti ohni. Zpracování textilních vláken (bavlny, hedvábí,

lnu, vlny…) sebou neslo i zvýšené riziko požárů, a tak požada-

vek na použití nespalné nosné konstrukce byl velmi aktuální.

Použití litiny pro stavební účely (první litinový most přes ře-

ku Severn v Coalbrookdale, T. F. Pritchard a A. Darby, 1779)

otevřelo cestu dalšímu vývoji. Vynálezci strojů a inovátoři

průmyslové revoluce použili technologii pro výrobu a spo-

jování strojních dílů i na výrobu nosné stavební konstrukce.

Zděná obálka přádelen byla zachována – především pro je-

jí masivnost a stabilitu, ale dřevěný skelet byl nahrazen li-

tinovými sloupy a průvlaky, vyplněnými cihelnými klenba-

mi stropů. Zpracování detailů a spojů jednotlivých dílů liti-

nové konstrukce odpovídalo zkušenostem z konstruování

strojů. Za první budovu s úplným vnitřním kovovým skele-

tem je považována pětipodlažní přádelna lnu (Flax Mill) Mar-

shall, Benyon a Bage, navržená Charlesem Bagem a posta-

vená v Ditheringtonu, Shrewsbury v roce 1797. Čtyřtraktový

skelet podpírají litinové sloupy křížového půdorysu (obr. 1).

Obr. 1 Flax Mill, 1797 ❚ Fig. 1 Flax Mill, 1797

Obr. 2 Přádelna La Cité v Mulhouse, 1900 ❚

Fig. 2 Spinning factory La Cité in Mulhouse, 1900

Obr. 3 Přádelna F. Schmitt, Semily ❚ Fig. 3 Spinning factory

F. Schmitt, Semily

Obr. 4 Přádelna J. Liebiega, Velké Hamry, 1907 ❚ Fig. 4 Spinning

factory J. Liebieg, Velké Hamry, 1907

Obr. 5 Nákladové nádraží Žižkov ❚ Fig. 5 Cargo railway station

Žižkov

Obr. 6 Typová Baťova etážovka,1926 ❚ Fig. 6 Classic sample of

Baťa's multistorey building, 1926

1

2



Do podoby typu, používaného minimálně následujících tři-

cet let, posunuli vnitřní litinový skelet vynálezci M. Boulton

a J. Watt, kteří v roce 1801 postavili přádelnu Philip a Lee

v Salfordu. Konstrukční trojtrakt sestával z dutých litinových

sloupů o průřezu 230 mm a litinových trámů tvaru I, pro-

měnné výšky. Konstrukci stropů doplňovaly cihelné klenby,

vložené mezi trámy.

Kovové konstrukce na dalších sto let ovládly skelety přá-

delen, ale i dalších výrobních nebo skladových budov vy-

žadujících univerzální a variabilní dispozice. Druhá polovi-

na 19. století sice přinesla nahrazení litiny válcovanými profi-

ly (u nás Vítkovice 1836, Kladno 1855) a vodní kola byla na-

hrazena parními stroji, ale konstrukční princip etážových vý-

robních staveb se výrazně nezměnil.

ŽELEZOBETONOVÉ SKELETY KONSTRUKCÍ

VÝROBNÍCH BUDOV

Až teprve železobeton vnesl do konstrukcí těchto výrob-

ních budov nový rozměr. Konstrukce byla nejen nespalná,

ale také ohnivzdorná a navíc odolná chemikáliím, což zvláš-

tě při zpracování textilu byla významná vlastnost. A tak ještě

do konce 19. století bylo ve Francii postaveno několik přáde-

len s betonovou konstrukcí. Vedle již zmíněné přádelny bavl-

ny pro Charlese Sixe v Tourcoing, to byla i obdobná stavba

pro bratry Barroisovy v Lille z roku 1896. Švýcarský stavební

podnikatel Eduard Züblin postavil v roce 1900 podle Henne-

biqnova patentu přádelnu „La Cité“ v Mulhouse na západě

Francie. Přádelna měla tři podlaží, plocha hlavních dílen by-

la 42,4 x 41,6 m a větší z modulů sloupů byly 6,8 a 7,2 m

(obr. 2). Díky stabilitě a tuhosti železobetonové konstrukce

byla již u těchto raných realizací vypuštěna masivní nosná

obvodová stěna a sloupy se dostaly i do průčelí. Poměr plo-

chy obvodové stěny a oken se výrazně změnil – tradiční stě-

na s okny byla nahrazena abstraktní geometrií skla a nosné

konstrukce. (Zavěšenou skleněnou fasádu, zcela oddělenou

od nosné konstrukce, má ale až o třicet let mladší jiná žele-

zobetonová továrna, tabáčka Van Nelle v Rotterdamu z roku

1930 od J. A. Brinkmanna, L. C. van der Vlugta a M. Stama).

Na území Rakousko-Uherska a tedy i do Čech a na Mo-

ravu dorazily první realizace přádelen se železobetonovou

konstrukcí již v prvním desetiletí 20. století (viz články L. Be-

rana a P. Vorlíka v Beton TKS 3/2005, 1/2007, 1/2008,

pozn. redakce). Nejprve se železobeton objevoval v podobě

stropních desek podepřených válcovanými nosníky a nýto-

vanými sloupy – např. v přádelně bavlny firmy Friedrich Ma-

ttausch & syn v Benešově nad Ploučnicí z roku 1902, ne-

bo v přádelně Honoré De Lisera v Kvíčku u Slaného z ro-

ku 1903, obě vyprojektované švýcarskou kanceláří Séquin

& Knobel. Později byly železobetonové konstrukce použi-

ty již jako kompletní skelety, s mimořádně subtilními sloupy,

průvlaky a trámy, často i bez náběhů, jako v „nové“ přízem-

ní tkalcovně v přádelně a tkalcovně bavlny Franz Schmitt

3

5

4

6



v Semilech (obr. 3), nebo jako v jedné z prvních betonových

přádelen v Rakousko-Uhersku, v přádelně bavlny Johanna

Liebiega ve Velkých Hamrech z roku 1907 (obr. 4). Do prv-

ní světové války bylo těchto vícepodlažních budov u nás po-

staveno velké množství. Projekty a realizace prováděly pře-

devším firmy specializované na železobetonové konstruk-

ce, z nejznámějších např. Eduard Ast nebo Bruno Bauer (viz

Beton TKS 6/2010, pozn. redakce).

Teprve mezi válkami se ale betonové konstrukce rozšířily

i do dalších průmyslových odvětví a do dalších typologií. Vy-

nález plochostropé konstrukce s hřibovými hlavicemi sloupů

Roberta Maillarta použitý poprvé v curyšském skladišti v ro-

ce 1910 umožnil využít železobeton i na extrémně zatížené

konstrukce skladových budov. V Praze jsou to např. Veřejné

skladiště v Holešovicích (F. Bartoš, 1928), Ústřední skladiště

ministerstva pošt a telegrafů ve Vysočanech (J. Kalous, 1932)

nebo Nákladové nádraží Žižkov (K. Caivas, V. Weiss, 1935)

všechny realizované firmou Skorkovský (obr. 5).

Do historie architektury se ale nejvíce zapsaly až realiza-

ce Baťových výrobních etážovek ve Zlíně. Železobetono-

vý skelet kruhových sloupů v modulu 6,15 x 6,15 m, použi-

tý na osvědčeném půdorysu výrobní etážové budovy, byl ja-

ko univerzální konstrukce přenesený i na sklady, administra-

tivu a hotel (obr. 6).

Automobilky

Zjevné výhody železobetonu využili na začátku 20. stole-

tí i tvůrci vznikajícího amerického automobilového průmys-

lu. Pro slavný Fordův model T navrhl Albert Kahn neméně

slavnou továrnu v Highland Park v Detroitu, která byla ote-

vřena v roce 1909. Čtyř a šestipodlažní výrobní objekty mě-

ly železobetonový skelet s velkými rozpony v rozměrných

podlažích a kromě novátorské organizace výroby a inova-

tivní montážní linky přinesly i moderní architektonický výraz,

který výrazně posunul estetické standardy architektury stro-

jové doby.

7a

7c

7d

7b

7e



Ředitelé turinské automobilky Fiat inspirováni několika ná-

vštěvami v Americe se rozhodli pro výstavbu podobné to-

várny v „americkém“ stylu v areálu Lingotto na jihu měs-

ta. Návrhem byl v roce 1916 pověřen Giacomo Matté Tru-

cco s řadou spolupracovníků, továrna byla ale komplet-

ně dokončena až po válce, v roce 1926. Gigantická stav-

ba na modulové osnově 6 x 6 m má pět podlaží a délku

hlavního bloku víc jak 500 m. Čtyři dvory rozdělují centrál-

ní blok na dvě křídla, každé o hloubce 24 m. Výroba au-

tomobilu probíhala kontinuálně od lisovny na jednom kon-

ci budovy, přes montáže v hlavním bloku až k lakovně

na druhém konci. Po dvou spirálových rampách vyjíždě-

ly automobily na zkušební dráhu umístěnou na střeše. Že-

lezobetonové skelety včetně uniformních fasád jsou prove-

deny se strojovou pravidelností, atypické konstrukce spi-

rálových ramp ale nezapřou kreativitu italských designé-

rů (obr. 7). Automobilka se záhy stala symbolem industriál-

ní Itálie, byla zmiňována v pracích architektů (Le Courbusier)

a jako ikona moderní architektury zaznamenána na mnoha

fotografiích.

Konverze závodu Fiat Lingotto

Konec průmyslové éry dopadl v 70. a 80. letech 20. století

na celý evropský průmysl a továrny industriálního období po-

stupně ztrácely svoji funkci. Stejný osud postihl i závod Fiat

Lingotto, kde byla výroba ukončena v roce 1982. Sami maji-

telé ale navrhli možnost nového využití továrny a tak již v roce

1984 uspořádali výstavu a následnou konferenci, kde dvacet

vybraných, světově uznávaných architektů představilo mož-

nosti nového využití budovy.

Architekt Renzo Piano navrhl konverzi původní továrny

na multifunkční centrum, jehož realizace probíhala v několi-

ka etapách až do začátku 21. století. Originální železobeto-

nový skelet byl konzervován a také dvě hlavní průčelí továr-

ny byla zachovaná v původní struktuře. Nově vložené funk-

ce – především díky zcela univerzálnímu konstrukčnímu sys-

tému – představují mix od školy, přes hotely až k obcho-

dům, konferenčnímu centru, výstavním prostorám a galerii

(obr. 7b až e).

Složitá urbanistická situace na okraji města v kontaktu se

železničními brownfields byla radikálně změněna díky in-

vesticím v souvislosti se Zimními olympijskými hrami v Turi-

ně v roce 2006.

ADAPTACE PRO 21 . STOLETÍ

Záchrana původních industriálních budov formou přestavby

k novému účelu je prověřená na stovkách realizací po celém

světě. Největší potenciál je ale v budovách, které jsou dob-

ře adaptovatelné a to jak z pohledu vlastní koncepce stav-

by, tak i použité nosné konstrukce. Výrobní etážové budovy,

koncipované jako univerzální a flexibilní, jsou jasnými favori-

ty. Při použití železobetonového skeletu navíc odpadají ob-

tížně řešitelné otázky o únosnosti konstrukcí (často klade-

né v souvislosti např. s litinou) a požární odolnosti stavby. Dí-

ky kvalitě konstrukcí nejsou na nich ani po sto letech mnoh-

dy těžkého provozu zaznamenány výrazné závady nebo

poškození. Nezanedbatelnou roli při rozhodování o dalším

osudu stavby hraje i složitá likvidace vlastní železobetonové

konstrukce.

I u nás se v průběhu posledních deseti let podařilo zachrá-

nit několik industriálních etážových budov s vnitřním betono-

vým skeletem. Výhodou těchto konverzí je poměrně snad-

ná adaptace a s tím související i výše stavebních nákladů.

Projekty nového využití pak mohou být strukturovány podle

potřeby do různě nákladných akcí v závislosti na volbě no-

vého programu.

Obr. 7 Lingotto, a) původní stav z roku 1928, b) konverze v roce 2002,

c) pasáž, d, e) rampa ❚ Fig. 7 Lingotto, a) original state,1928,

b) conversion, 2002, c) passage, d, e) ramp

Obr. 8 Pletárna J. Kouřimský, 1916, a) uliční pohled,

b) interiér ❚ Fig. 8 Knitting factory J. Kouřimský, 1916, a) view from

the street, b) interior

8b

8a



Pletárnu J. Kouřimský v Pelhřimově postavil v roce 1916

Bruno Bauer, na obchodní centrum byla v roce 2008 přesta-

věna podle projektu Ateliéru Velc (obr. 8a, b). Díky minimál-

ním stavebním zásahům zůstala budova autentická včetně

možnosti nepřerušeného vnímání vnitřních prostorů. Mož-

nost kontaktu nových uživatelů s původní, nezměněnou,

konstrukcí je jeden ze základních efektů těchto architekto-

nických postupů. V bytech, navržených v bývalé textilní to-

várně Moravan (Grebner, s. r. o., a Šenbergerová, Šenber-

ger-architekti, 2005), zůstaly průvlaky s náběhy a trámy vidi-

telné, jako hlavní doklad o původní funkci domu (obr. 10a, b).

I v náročnějších rekonstrukcích je ale uplatnění konstruk-

ce v interiéru základem úspěchu. Při konverzi Akciové-

ho parního mlýna v Praze-Holešovicích ponechali autoři

Obr. 9 Akciový parní mlýn, sklad mouky, 1911, a) exteriér, b) běžné

podlaží, c) restaurace ❚ Fig. 9 Steam mill, flour storage, 1911,

a) exterior, b) common floor, c) restaurant

Obr. 10 Moravan Brno, a) interiér, b) uliční pohled ❚

Fig. 10 Moravan Brno, a) interior, b) view from the street

10a

9a

10b

9b



(D. R. Chisholm, V. A. Máslo/CMC Architekts, 2009) betono-

vou konstrukci moučného skladiště (E. Ast, 1911) jako hlav-

ní dominantu vnitřních prostorů nejen v restauraci v příze-

mí, ale i v horních, nedělených podlažích. Vzhledem k oče-

kávanému využití pro administrativní účely je to i praktické

(obr. 9a až c).

ZÁCHRANA NEBO L IKVIDACE

Mnoho dalších skvělých industriálních budov, které ztratily pů-

vodní funkci, ale ještě čeká verdikt: záchrana nebo likvidace.

Z aktuálních diskusí je to i osud Nákladového nádraží Žiž-

kov, funkcionalistické skladové budovy z roku 1935, které je

právě jedním z neopakovatelných příkladů úžasné železobe-

tonové konstrukce sloupů s hřibovými hlavicemi.

Článek vznikl v rámci řešení projektu DF12P01OVV040 Hodnocení

bezpečnosti a životnosti staveb industriálního dědictví podporovaného

Ministerstvem kultury ČR.

Fotografie: 2 – NTK, 3, 5 – Lukáš Beran, 9b, c – Tomáš Med

Prof. Ing. arch. Tomáš Šenberger

Fakulta stavební ČVUT v Praze, Katedra architektury


MODERNÍ NÁSTROJ PROJEKTOVÁNÍ

ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ VE 3D

A TRIMBLE COMPANY

www.construsoft .cz

TEKLA STRUCTURESW kompletní výrobní dokumentace

W automaticky generované výkresy, včetně výztuží

W propojení modelu se statickými programy

W možnost plánování a řízení stavby

Seznamte se s programemTEKLA STRUCTURES, kontaktujte nás

a získejte zdarma testovací verzi.

Literatura a zdroje:

[1] Richards J. M.: The Funkcional Tradition in Early Industrial

Buildings, London 1958

[2] Pevsner N.: A History of Building Types,

London 1976

[3] Haas F.: Architektura 20. století, Praha 1980

[4] Beran L.: Domy pro stroje, in: ERA, 2/2010, s. 54–59

[5] Lingotto Anno duemiladue, Umberto Allemandi & C.,

Torino 2002

[6] Boerner F.: Fabrikgebäude und Lagerhäuser, in: Emperger,

Friedrich von (ed.), Handbuch für Eisenbetonbau IV/2, Berlin

1909, s. 248–264

[7] Renz K.: Philipp Jakob Manz (1861-1936) Industriearchitekt

und Unternehmer, Universität Stuttgart 2003

[8] Ford Detroit: http://www.verticalurbanfactory.org/

OVERVIEW/index.html

[9] Registr stavebních děl VCPD FA ČVUT v Praze,

https://registr.cvut.cz/rsd/index.php

9c

PŘÍMĚSI DŘÍVE A NYNÍ, ČÁST 3 ❚ ADDITIVES BEFORE

AND NOW, PART 3


M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

Alain Štěrba

Pokračování článku o současných a možných budoucích přínosech

využívání příměsí. Předchozí dvě části článku byly uveřejněny v Beton

TKS 6/2011 a 2/2012. Tato část je zaměřena hlavně na příměsi, jejichž

střední rozměr je menší než 100 μm, a hlavně na příměsi, které jsou ozna-

čovány jako chemicky inertní. Bude ukázáno, že použití těchto příměsí

může mít kladný vliv na zpracovatelnost (tekutost) a pevnost betonu i při

konstantní hodnotě ekvivalentního vodního součinitele. ❚ Third part

of the article focused on current and future benefits when using additives.

The two previous parts of the article were published in Beton TKS 6/2011

and 2/2012. This part is aimed mainly to additives, where the medium size

is smaller than 100 μm and of these on additives, which we identify as

chemically inert. We will show that use of such additives can have positive

impact on processing (fluidity) and strength of concrete also by constant

level of equal water cement ratio.

POTENCIÁLNÍ PŘÍNOSY „MIKRONOVÝCH“ PŘÍMĚSÍ

Použití příměsí, jejichž střední rozměr je menší než 100 μm,

může mít kladný vliv na zpracovatelnost (tekutost) a pev-

nost betonu, dokonce i při konstantní hodnotě ekvivalent-

ního vodního součinitele. O uvedených možnostech svědčí

hlavně publikace [91, 92, 93, 94, 95, 96, 97]. Velmi podnětný

je hlavně rozsáhlý článek [91] Michaela Schmidta a Cars-

tena Geisenhanslückeho, zaměřený především na samoz-

hutnitelné a ultravysokopevnostní betony. Tento příspěvek je

navíc důležitou ukázkou skutečnosti, že i uznávaná a dobře

propracovaná teorie může praxi pouze iniciovat, že pro její

realizaci je rozhodující empirie, zpravidla s nezbytností velké-

ho množství a rozsahu zkoušek.

V prvé části příspěvku [91] se autoři podrobně zabýva-

jí především vlivem jemných zrn (směrně do 0,125 mm). Je-

jich vhodnost je dána především následujícími třemi faktory:

měrným povrchem, náchylností k aglomeraci a hutnos-

tí. Teoreticky a experimentálně se autoři zaměřují především

na hutnost (Packungsdichte). Při zkouškách hutnosti smě-

si cementu CEM I 32,5 a příměsí dala největší hutnost kře-

menná moučka Q1, která měla měrný povrch 1 800 m2/kg

a střední velikost zrna 3 μm.

Autoři dále zdůrazňují důležitost zastoupení širokého zrně-

ní: od křemičitého úletu, po cement, další sledované přímě-

si a písek. Zdůrazňují a kvantifikují odstupy mezi středními

hodnotami jednotlivých složek, největší mezi křemičitým úle-

tem a cementem (v publikovaném „Bild 11“ je uveden 83ná-

sobek, u materiálů použitých v dále uvedených zkouškách

je to přibližně polovina uvedené hodnoty).

Významnější než teoretická část jsou v [91] publikované vý-

sledky zkoušek malt a betonů. Ve funkci pojiva jsou použi-

ty složky charakterizované vlastnostmi uvedenými v tab. 3.

Pokud jde o příměsi, jsou to kromě křemičitého úletu dvě

frakce křemenné moučky, která je zpravidla označována ja-

ko inertní. Při zkouškách betonů byla kromě písku 0,125/0,5

použita čedičová drť 2/8 (i zde tu jde o dosti významnou

přetržku mezi jednotlivými složkami).

Údaje o složení sedmi zkoušených malt a betonů jsou uve-

deny v tab. 4, v které jsou v zájmu prováděných rozborů

uvedeny i četné charakteristiky složení a výsledky zkoušek

konzistence a pevnosti. Uvedená data umožňují učinit násle-

dující závěry a uvést i některé domněnky:

Tab. 3 Parametry složek betonů uvedených v Tab. 4 [91] ❚

Tab. 3 Concrete components parameters in tab. 4 [91]

SložkaMěrný povrch

dle Blaina [m2/kg]

Střední velikost zrna [mm]

Hutnost (Packungsdichte)

[% obj.]

Křemičitý úlet 20 000 0,3 46,3

Cement CEM I 52,5R HS-NA 453 12 51,6

Křemenná moučka Q2 359 42 48,6

Křemenná moučka Q3 127 100 48,6

Písek 0,125/0,5 10 320 45

Obr. 7 Neobvyklá závislost (nezávislost) pevnosti betonů v tlaku

na vodním součiniteli – viz tab. 4 a [91] ❚ Fig. 7 Unusual

dependence (independence) of compressive strength of concrete on the

water-cement ratio – see tab. 4 and [91]

Obr. 8 Závislost pevnosti betonů v tlaku na obsahu přidané vody –

viz tab. 4 a [91] ❚ Fig. 8 Dependence of compressive strength of

concrete on the amount of added water – see tab. 4 and [91]

Obr. 9 Závislost pevnosti betonů v tlaku na podílu cementu

v pojivu [%] – viz tab. 4 a [91] ❚ Fig. 9 Dependence of compressive

strength of concrete on the portion of cement in the binding agent – see

tab. 4 and [91]

150

170

190

210

230

0,22 0,24 0,26 0,28

Vodní součinitel (w+0,6.pl)/c

Pevno

st

beto

nu v

tla

ku

[MP

a]

Dmax = 0,5 mm Dmax = 8 mm

150

170

190

210

230

130 150 170 190

Přidaná voda [kg/m3]

Pevn

ost

v t

laku

[MP

a]


150

170

190

210

230

40 50 60 70 80

Podíl cementu v pojivu [%]

Pevn

ost

v t

laku

[MP

a]


7

8

9



Pevnost v tlaku není závislá na ekvivalentním vodním

součiniteli. Plánované hodnoty ekvivalentního vodního sou-

činitele (0,18 u malt a 0,2 u betonů) byly přitom s dostateč-

nou přesností dodrženy. Uvedené hodnocení není zavině-

no ani nedodržením požadované konzistence. Naopak: nej-

vyšší pevnosti v tlaku (malty M2Q a betonu B3Q) byly dosa-

ženy při hodnotách rozlití 650 mm, která je o 150 mm větší

než u referenčních směsí bez příměsi křemenných mouček.

Tím spíše neroste pevnost v tlaku se snížením vodní-

ho součinitele. Podle obr. 7 by bylo možno dokonce sou-

dit, že růst vodního součinitele ovlivňuje pevnost betonů

(nikoliv malt) dokonce kladně. Podobně jako u dříve uve-

dené nezávislosti pevnosti na ekvivalentním vodním sou-

činiteli je třeba brát v úvahu, že ve všech případech by-

ly obsahy cementu dostatečné, spíše nadbytečné. Mož-

ný důvod neobvyklého zjištění: důsledkem hydratace vel-

kého obsahu použitého cementu CEM I není jen tvorba žá-

doucích hydrosilikátů vápenatých, ale i vznik nežádoucího

hydroxidu vápenatého (portlanditu) a jeho vázání na použité

příměsi.

Podle obr. 8 je pevnost zkoušených malt a betonů ne-

přímo závislá na obsahu vody a to nezávisle na všech

ostatních faktorech (nepatrně větší pevnosti malt lze při-

soudit kontaktní zóně mezi maltou a zrny hrubého kameni-

va). Vzhledem k malému počtu zkoušek a pro dále uvedené

vlivy nelze uvedený poznatek zevšeobecňovat. V prvé řadě

je třeba opět vzít v úvahu, že u všech zkoušených receptur

byly velmi vysoké obsahy cementu (u směsí bez křemenné

moučky asi nadbytečné). Též je třeba vzít v úvahu neobvyk-

lý způsob ošetřování (viz poznámka 8) v tab. 4).

Podle obr. 9 klesá pevnost zkoušených malt a betonů v zá-

vislosti na růstu podílu cementu v pojivu: čím větší podíl ce-

mentu v pojivu, tím menší pevnost v tlaku. I zde je třeba vzít

v úvahu výhrady předchozího odstavce a uvedený poznatek

zatím nezevšeobecňovat.

Uvedenými zkouškami nebyl prokázán vliv hutnosti

směsi zrn do 0,125 (Pakungsdichte) – viz šedivě označený

řádek tab. 4. Takto je částečně negována součást teo retické

části publikace [91]. O malé účelnosti zkoušek hutnosti jed-

notlivých složek svědčí jejich malá odlišnost. Podle tab. 3 je

hutnost všech složek pojiva (zrn do 0,125 mm) v oboru me-

zi 46,3 % (křemičitý úlet) a 51,6 % (cement). Obě příměsi Q2

a Q3 mají hutnost 48,6 %. Hutnost jejich směsí (tab. 4) je

velmi významně větší: mezi 57,6 % a 62,5 % a to bez závis-

losti na pevnosti zkoušených malt a betonů.

Při všech uvedených i dalších možných výhradách bu-

de účelné brát uvedené poznatky v úvahu, zvláště v přípa-

dě vysokohodnotných betonů s vysokými obsahy cementu.

V kaž dém případě bude účelné se podrobněji zabývat vo-

donáročností a to v širším slova smyslu, než jde o vodoná-

ročnost dle EN 196, tedy vodonáročnost cementu a přímě-

si dle článku 3.1.63 ČSN EN 206-1 (2008). S tímto cílem je

zaměřena následující kapitola věnovaná zkušebním postu-

pům při optimalizaci složení betonu. Dále je třeba vzít v úva-

hu i problematičnost inertnosti křemenné moučky. Obecně,

dokonce i v dosti nové (2010) publikaci [96], je křemenná

Tab. 4 Složení a charakteristiky betonů s inertními příměsmi použitými při zkouškách dle [91] a jejich vliv na užitné vlastnosti betonů ❚

Tab. 4 Composition and features of concrete with innert additives used while testing according to [91], and their influence on utility features of concrete

Označení betonu M1 M1Q M2Q B1 B1Q B2Q B3Q

Konstantní parametry:

Dmax 0,5 mm 8 mm

Ekvivalentní vodní součinitel w/(c+s) v blízkosti 0,18 v blízkosti 0,2

Ocelové drátky 2,5 % – 192 kg/m3 2,5 % – 192 kg/m3

Složení betonů [kg/m3]:

CEM I 52,5 R HS – NA (c) 900 733 832 800 630 723 580

Křemičitý úlet (s) 225 230 135 200 197 118 177

Křemenná moučka Q2 (Q2) 0 183 207 0 158 181 325

Křemenná moučka Q3 (Q3) 0 0 0 0 0 0 131

Písek 0,125/0,5 (p) 1 016 1 008 975 440 433 425 354

Čedič 2/8 (d) 0 0 0 870 867 850 711

Superplastifikátor (sp) 28,2 28,6 29,4 25 24,7 25,6 30,4

Přidaná voda (w) 185 161 166 165 151 157 141

Ocelové drátky 192 192 192 192 192 192 194

Součet *) 2 546 2 536 2 536 2 692 2 653 2 672 2 643

Ukazatelé složení:

s/c *) 0,25 0,31 0,16 0,25 0,31 0,16 0,31

Podíl cementu v pojivu [%] *) 1) 80,0 64,0 70,9 80,0 64,0 70,7 47,8

Podíl příměsí v pojivu [%] *) 2) 20,0 36,0 29,0 20,0 36,0 29,0 52,2

Dávkování křem. úletu [%] *) 3) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Hmotn. vodopojivový součinitel *) 4) 0,18 0,16 0,16 0,18 0,17 0,17 0,13

Objem. vodopojivový součinitel 5) 0,51 0,44 0,45 0,52 0,47 0,49 0,36

Podíl pevných zrn do 0,125 mm *) 6) 0,53 0,53 0,55 0,43 0,43 0,44 0,53

Objem pojivové kaše [m3] *) 7) 0,60 0,59 0,59 0,53 0,52 0,53 0,60

Vodní součinitel (w+0,6.sp)/c 1,35 1,25 2,16 1,455 1,435 2,425 1,574

Hutnost zrn do 0,125 mm [% obj.] 60,6 61,5 57,6 60,6 61,5 62,5 59,2

Vlastnosti čerstvého a ztvrdlého betonu:

Rozlití [mm] 500 550 650 500 550 650 650

Pevnost v tlaku [MPa] 8) 155 195 189 183 205 194 225*) hodnoty vypočtené z údajů v článku [91]1) 100.c/(c+s+Q2+Q3)2) 100.(s+Q2+Q3) / (c+s+Q2+Q3)3) 100.sp/(c+s+Q2+Q3)4) (w+0,6.sp) / (c+s+Q2+Q3)

5) objem vody /objem zrn do 0,125 mm6) (s+Q2+Q3)/(c+s+Q2+Q3+p+d)7) c/3 150+s/2 200+(Q2+Q3)/2 700+w/1 000+sp/1 1008) po 2denním proteplování při 90 °C a ve stáří 7 dní, na válcích 150/300 mm



moučka uváděna jako příklad inertní příměsi. Na druhé stra-

ně existují i starší práce, ve kterých je inertnost této mouč-

ky zpochybňována, např. v článku Schiessla a Menga [97].

Velmi podrobně se ve své doktorské práci uvedené proble-

matice a vlivu příměsí všeobecně věnuje Fontana [98]; o zá-

važnosti a rozsahu jeho práce svědčí 156 literárních odkazů

(navíc odkazy na normy a předpisy).

ZKUŠEBNÍ POSTUPY PRO ZKOUŠKY

OPTIMALIZACE SLOŽENÍ BETONU

Zaměření námětů

Výše uvedené rozbory mohou sloužit jako vodítko pro zkouš-

ky prováděné s cílem najít takové složení betonu, při kterém

budou optimálně využity dostupné příměsi a přísady. Násle-

dující text se proto netýká zkoušek, jejichž cílem je kontro-

la vlastností složek betonů nebo kontroly shody malt a beto-

nů. Pro zjednodušení se následující text nezabývá provzduš-

něnými betony.

Následující poznámky budou zaměřeny na nadkritický

obor (viz část 1), v kterém je použito takové množství po-

jiva, při kterém se dosahuje požadované zpracovatelnosti

(třeba i samozhutnitelnosti) bez nadbytečného obsahu vody,

a tím i bez nepřípustného odlučování vody. Další podmínkou

je i dostatečný obsah cementu v pojivu. Z uvedeného za-

měření vyplývá i obezřetnější sledování hlavních vlastností

příměsí, především jejich vodonáročnosti. Na rozdíl od pod-

kritického oboru, v kterém na vodonáročnosti složek pojiva

prakticky nezáleží, je třeba ve sledovaných případech najít

takovou kombinaci cementu, příměsí a přísad, při které bu-

de dosaženo minimální vodonáročnosti.

Na rozdíl od dosavadní praxe je třeba se při uvedeném cí-

li v prvé řadě zaměřit na zkušební postupy, v kterých bu-

de spolu s vodou využita i vhodná plánovaná přísada

(superplastifikační, plastifikační, retardační apod.); zkoušky

se samotnou vodou nepřípustně znevýhodňují jemno-

zrnné, proto i vodonáročné, příměsi. Naopak může po-

užití samotné vody případně zvýhodnit příměsi se sklonem

k aglomeraci.

Dále je neúčelné volit jako konstantní parametr vodní sou-

činitel (případně ekvivalentní vodní součinitel nebo vodopo-

jivový součinitel). Podstatně účelnější je zaměření na celko-

vý obsah vody (čl. 3.1.32 ČSN 206-1) a to i za předpokladu

neprůkaznosti výše komentovaného obrázku 8. Vycházet

z konstantních ekvivalentních vodních součinitelů je účel-

né jen u takových zkoušek, jako jsou např. zkoušky k ověře-

ní vlastností nově vyráběných cementů ve vztahu k normo-

vě předepsaným mezním hodnotám ekvivalentního vodního

součinitele. Příkladem nevhodného vycházení z konstant-

ních hodnot vodního součinitele je jinak velmi cenná pub-

likace [95] zaměřená na vliv granulometrie a reaktivitu ce-

mentu a příměsí. Ve vztahu k projednávané problematice je

tato publikace přínosná tím, že alespoň na jednom příkladu

(Bild 4) ukázala, jak rozdílný (kvalitativně rozdílný) je vliv jem-

nosti vápencové moučky při použití a nepoužití superplas-

tifikační přísady.

Náměty a jejich zdůvodnění

Proti dřívějším dobám, kdy se při optimalizaci složení betonu

zpravidla rozhodovalo jen o volbě druhu cementu a nejvhod-

nější skladbě kameniva, je třeba v současnosti brát v úvahu

navíc volbu a obsah příměsi (u UHPC několika příměsí) a pří-

sad. Teoreticky nejvhodnějším postupem je plánovaný po-

kus. Tato metoda, která je využívaná hlavně chemiky, byla

kdysi použita [99] i pro ověření vlivu vlastností a obsahu (vo-

dy, cementu) složek na užitné vlastnosti betonu (zpracova-

telnost, pevnost v tlaku). I při maximálním možném omeze-

ní sledovaných faktorů (použit centrální složený plán druhého

řádu faktoriálního pokusu typu 26 zkrácený na polovinu) byl

uvedený pokus dosti náročný; vyžadoval provedení 49 zku-

šebních sérií. Při zařazení přísad a příměsí by náročnost vý-

znamně vzrostla.

Snadnější cestou nebývá ani řešení s omezeným plá-

nováním. Např. velmi přínosné řešení optimálního složení

UHPC si podle P. Duranda [100] vyžádalo provedení 145

zkušebních sérií.

Z výše uvedených důvodů může být účelné provádět

po technickém a ekonomickém průzkumu a výběru složek

dále uvedené postupné řešení. Uvedené platí hlavně v pří-

padě optimalizace složení betonů s větším počtem kombi-

nací složek pojiva.

Před prováděním hlavních zkoušek je účelné nejdříve

optimalizovat složení pojivové kaše se všemi zrny

do 0,125 mm (podíl zrn písku pod 0,125 mm lze stano-

vit odhadnutou konstantní hodnotou). Plánovanou kon-

stantní hodnotou je požadovaná konzistence (se sna-

hou získat hodnoty odpovídající kladné i záporné přípust-

né odchylce konzistence je proto třeba počítat alespoň

se zdvojnásobením počtu zkoušek proti počtu receptur

při dodržení její plánované hodnoty). Hlavním výsledkem

zkoušky je obsah vody potřebný pro uvažovaný způ-

sob hutnění nebo pro samozhutnitelnost. Vyrobenou ka-

ši (maltu) lze případně využít k výrobě malých vzorků pro

zkoušení pevnosti. Uvedené připadá v úvahu např. v pří-

padě problematicky inertních příměsí (vápencové nebo

křemenné moučky).

Podrobnější zkoušky se pak provádějí hlavně s recep-

turami, které při zkouškách pojivové kaše vynikaly níz-

kou „vodonáročností“ (v širším slova smyslu než podle

ČSN EN 196-3).

Výhodou uvedeného postupu je především možnost pro-

vádět velký počet zkoušek pouze na malých vzorcích. (Uve-

dené platí i pro alternativní postup, při kterém se místo sa-

motné pojivové kaše zkouší malta s jemnozrnným pískem).

Malé vzorky nejsou výhodné pouze pro menší spotřebu ma-

teriálu. Jejich výhodou je i snazší plnění požadavku na pou-

žití složek naprosto stálých vlastností.

Nároky na pevnost betonu jsou v současnosti plněny bez

větších problémů. Mnohem náročnější je zkušební činnost

zaměřená na vlastnosti betonu, které ovlivňují provozu-

schopnost a trvanlivost konstrukce. Vyhledávací zkouš-

ky zaměřené na vlastnosti pojivové (nebo jemnozrnné mal-

tové) kaše proto mohou rozsah velmi náročných zkoušek

podstatně snížit, zvláště při účelnosti velkého rozsahu op-

timalizační činnosti. Protože přínosy některých příměsí se

uplatní pouze v kombinaci s dalšími složkami (též s pří-

sadami s plastifikačním, dispergačním a/nebo retardač-

ním účinkem), umožní provádění navržených zkoušek „vo-

donáročnosti“ omezit podrobnější zkoušení jednotlivých

složek.

HODNOCENÍ PŘÍMĚSÍ POUŽIT ÍM K -HODNOTY

Široká problematika k-hodnoty je v této době řešena novou

Technickou zprávou CEN/TC 104/SC1 N717 [101], zpraco-

vanou v rámci prací na revizi prEN 206 [102]. Specifikace

stanovených k-hodnot je uvedena v tab. 5, zpracované po-



dle nového článku Müllera [103]. Uvedené hodnoty jsou plat-

né jak pro zápočty obsahu uvedených příměsí do ekvivalent-

ního vodního součinitele, tak i pro výpočty s cílem posoudit

dodržení předepsaných minimálních obsahů cementu.

Podle uvedené publikace, ve které je odlišně než dosud

specifikována k-hodnota křemičitého úletu při vlivech pro-

středí XC a XF, platí uvedené k-hodnoty jak pro posuzová-

ní pevnosti, tak i pro posuzování odolnosti proti vlivům pro-

středí. Uvedené řešení, které s cílem usnadnit kontrolu sho-

dy plně nevyjadřuje vlivy příměsi na odolnost betonu, může

být i nadále nahrazováno ekvivalentní koncepcí posouzení

vlastností betonu (equivalent concrete performance con-

cept, ECPC), nově navíc i ekvivalentní koncepcí efektivnos-

ti kombinací (equivalent performance of combinations con-

cept, EPCC). S cílem omezit nároky na dlouhodobé zkouš-

ky trvanlivosti má tato další koncepce EPCC umožnit využi-

tí místních zkušenosti.

NORMOVANÉ A ÚČELNÉ VYUŽÍVÁNÍ CEMENTŮ

S CEMENTÁŘSKÝMI PŘÍMĚSMI

Přípustnost cementů s cementářskými příměsmi

Podobnou funkci jako příměsi mají i obdobné hlavní a vedlej-

ší složky cementu. Výše zmíněný článek Müllera [103], zamě-

řený na přípravu aktuálních betonářských předpisů, obsahu-

je proto i základní údaje o použitelnosti cementů v revidova-

né prEN 206 (označení EN 206-1 nebude použito pro připra-

vované zahrnutí dosavadních ustanovení EN 206-9 do při-

pravované EN 206).

Obecně se opět stanovuje použitelnost cementů dle nor-

my EN 197-1, v jejímž novém vydání [104] jsou obsaženy mi-

mo jiné i síranovzdorné cementy. V odůvodněných případech

bude možno použít i cementy dle EN 14216 (nízké hydratač-

ní teplo) a dle EN 15743 (struskosíranový cement). Příloha F

uvedené euroverze prEN 206 obsahuje proti nyní platné euro-

verzi i ustanovení z národní německé normy DIN 1045-2 týka-

jící se použitelnosti cementů CEM II. Pro zahrnutí těchto usta-

novení DIN 1045-2 do současně platné ČSN EN 206-1 [36] se

pro ČR z hlediska Přílohy F tedy mnoho nezmění.

Při aplikaci prEN 206 v ČR a ve vztahu k vhodnosti cemen-

tů by však měla být revidována ta národní ustanovení v čl.

5.1.2, která se týkají použitelnosti cementů v konstruk-

cích z předpjatého betonu s nechráněnou předpjatou vý-

ztuží. Podle tohoto článku vyhovují pro uvedený účel jen ce-

menty CEM I a CEM II/A-S (ten jen s nárokem na náročnou

průkazní zkoušku). V prEN 206 je vyjmenováno šest podmí-

nek, ke kterým se přihlíží při volbě druhu cementu. Použití

pro předpjatý beton mezi nimi není (nebylo ani dříve). Uvede-

ná normativně formální námitka je zde uváděna hlavně pro-

to, aby nebylo nutno, až na následující dvě výjimky, uvádět

mnoho dalších věcných argumentů.

Prvou je ověřená vhodnost mnoha jiných cementů než

CEM I a CEM II/A-S pro vysokopevnostní a vysokohodnotné

betony; při zkouškách 145 receptur [100] betonů UHPC da-

ly dokonce nejlepší výsledky betony s ternárními cementy.

Dále je třeba vzít v úvahu, že pro konstrukce z předpjaté-

ho betonu lze používat normami stanovené příměsi. Tím spí-

še nemůže být na závadu použití obdobných příměsí při vý-

robě cementu.

Výhody využívání cementů obsahujících více

hlavních složek

Používání cementů s cementářskými příměsmi je v některých

případech výhodnější než používání příměsí ve výrobnách

betonu. (Výhody použití příměsí v betonárnách jsou uvedeny

v dále uvedené kapitole). Některé důvody a příklady:

Homogenita pojivového produktu je v cementárnách za-

jištěna buď společným mletím, nebo, nově, i samostatným

mletím hůře melitelné složky (např. vysopecní strusky) nebo

lépe než slinek melitelné hlavní nebo vedlejší složky (např.

vápence) a následující homogenizací.

Některé betonárny nemají pro speciální příměsi potřebné

skladovací, přepravní a dávkovací zařízení. Uvedené se tý-

ká hlavně submikronových příměsí, mimo jiné velmi jemných

druhů křemičitého úletu.

Z výše uvedeného důvodu mohou být velmi účelně pou-

žívány některé speciální cementy, např. dříve uvedené [85,

86, 87] špičkové cementy. Nově je vyráběn i fotokatalytický

cement [105] obsahující takové nanočástice TiO2, které svou

samočistící funkcí brání znečišťování bílého nebo jiného po-

hledového betonu.

VHODNOST POUŽÍVÁNÍ PŘÍMĚSÍ V BETONÁRNÁCH,

HLAVNĚ VE VÝROBNÁCH TRANSPORTBETONU

Používání příměsí má dlouhou tradici i na našem území [106].

Nejhromadněji byla např. příměs popílku využívána při vý-

stavbě vodního díla Orlík [107], kde bylo v létech 1956 až

1961 vyrobeno celkem 923 000 m3 popílkového betonu;

hlavním cílem bylo omezit rychlost vývinu hydratačního tep-

la. Vlivem pozdější módy „jednosložkových“ cementů se sice

používání příměsí silně omezilo. K jejich širšímu využívání do-

šlo až kolem roku 2000. Převážně z ekonomických důvodů

to byl nejprve a v nejširší míře popílek. Později byla k dispo-

zici i mletá vysokopecní struska a její směsi [16, 78, 79]. Pro

úplnost jsou dále uvedeny i hlavní neekonomické (technic-

ké a kvalitativní) důvody pro použití příměsí v betonárnách.

Při nízkých požadavcích na pevnost a při současných ce-

mentech s vysokou normalizovanou pevností jsou potřeb-

né obsahy cementu často podstatně menší, než je rozme-

zí Cr mezi podkritickým a nadkritickým obsahem pojiva, viz

část 1 tohoto příspěvku [109]. Při podkritickém obsahu ce-

mentu a u dobře zpracovatelných betonů pak však nejsou

Tab. 5 Návrh normativních k-hodnot v připravované novelizaci EN 206-1 [101] ❚ Tab. 5 Normative k-values proposal for the amended

EN 206-1 [101] in preparation

PříměsDruhy cementu c povolené

EN 197-1

Normativní k-hodnoty pro vlivy prostředíMax. započítatelné podíly *)

X0, XD, XA, XM XC, XF

Popílek p dle EN 450-1CEM I

0,4p/c = 0,33

CEM II p/c = 0,25

Křemičitý úlet s dle EN 132-63-1CEM I a CEM II (kromě CEM

II/A-D)2 pro (v/c)eq <= 0,45

2 pro (v/c)eq <= 0,45s/c = 0,11

1 pro (v/c)eq >= 0,45

Vysokopecní moučka vm dle EN 15167-1 CEM I a CEM II/A 0,6 **) vm/c = 1*) hmotnostní podíly k obsahu cementu c**) doporučená (nenormativní) hodnota



dosahovány potřebné vlastnosti čerstvého betonu (čerpa-

telnost, samozhutnitelnost, nerozměšování – hlavně při

betonování pod vodou). Vlivem zvýšené náchylnosti k od-

lučování vody jsou nedostatečným obsahem pojiva nepříz-

nivě ovlivněny i užitné vlastnosti ztvrdlého betonu. Vlivem

migrace odlučující se vody je především znehodnocována

jakost kontaktní zóny (zvláště na styku s hrubými zrny ka-

meniva) a to se všemi negativními důsledky na vodonepro-

pustnost a odolnost proti vlivům prostředí. Uvedený ne-

gativní vliv se netýká pouze samotného betonu; snižuje se

i soudržnost betonu s výztuží a funkce ochrany ocelo-

vé výztuže proti korozi. Dostatečný podíl pojivových zrn (tím

případně i příměsí) je i nutnou podmínkou jakostní výroby

pohledových betonů [110].

Hrubě směrné hodnoty minimálních hodnot obsahů

cementu (rozmezí Cr), při kterých není třeba zvětšovat ob-

sah pojiva použitím příměsí, jsou uvedeny v tab. 6 a to v zá-

vislosti na požadovaných vlastnostech čerstvého a ztvrdlé-

ho betonu (čerpatelnost, samozhutnitelnost, nepropustnost)

a na použitém kamenivu.

Pro obvyklý nedostatek lehkého nejdrobnějšího kameniva

lze vhodnou příměsí (především popílkem) snížit objemovou

hmotnost lehkých betonů.

Příměs lze využít i s cílem prodloužit dobu dobré zpracova-

telnosti betonu. (V současnosti je však zpravidla výhodnější

vhodně zvolená přísada.)

Použitím příměsi lze bez nároku na speciální zdící cement

zajistit i výrobu zdících malt (v případné kombinaci s pro-

vzdušněním nebo napěněním).

Příměs se i nadále uplatňuje při potřebě omezit rychlost

vývinu hydratačního tepla. Podobně jako u lehkých betonů

bývá toto použití účelné i v případech, kdy k dosažení po-

třebných vlastností betonu jsou nutné větší obsahy cemen-

tu, než je výše specifikované rozmezí. Použitím obecně vy-

užívané příměsi (především popílku) se proto u většiny be-

tonáren umožní pracovat pouze s jedním druhem cemen-

tu. (V případě mimořádné potřeby použít speciální cement

se v tomto případě uvolní jedno z používaných provozních

sil; zásobní sila zůstávají k dispozici jen pro běžně používaný

cement).

Literatura:

[91] Schmidt M., Geisenhanslücke C.: Optimierung der

Zusammensetzung des Feinkorns von Ultra-Hochleistungs-

und von selbstverdichtendem Beton (Optimalizace složení

jemných zrn vysokohodnotných a samozhutnitelných betonů),

beton 5/2005

[92] Schmidt M., Bornemann R.: The Role of Powders in Concrete

(Úloha mouček v betonu), 6th Int. Symp. on High Strenght/

High Performance Concrete, 2002

[93] Brameshuber W.: Betonzusatzstoffe für sehr leistungsfähige

Betone – Einsatzmöglichkeiten in der Fertigteilindustrie

(Příměsi do betonu pro velmi vysokohodnotné beto-

ny – Možnosti využití v prefabrikaci); Kongressunterlagen

53. BetonTage, 10. – 12. 2. 2009, Neu-Ulm

[94] Möser B., Pfeifer C., Heinz D., Gerlicher T., Mechtcherine V.,

Dudziak L.: Untersuchungen zur Verarbeitbarkeit und

Gefügeentwicklung von UHPC, Einfluss von Zusatzstoffen

und Nachbehandlung auf die Gefügestruktur ultrahochfester

Betone (Výzkumy zpracovatelnosti a tvorby struktury UHPC,

Vliv příměsí a ošetřování na tvorbu struktury vysokopevnost-

ních betonů); Cement International 8(2010) Nr. 6

[95] Reschke T., Siebel E., Thielen G.: Einfluss der Granulometrie

und Reaktivität von Zement und Zusatzstoffen auf die

Festigkeits- und Gefügeentwicklung von Mörtel und Beton.

(Vliv granulometrie a reaktivity cementu a příměsí na pev-

nost a strukturu malty a betonu); publikace VDZ (Verband

Deutscher Zeitschriftverleger), Berlin, 2000

[96] Baustofftechnische Daten nach DIN EN 206-1 und

DIN 1045, 2010, 22. Auflage www.cemex.denac

[97] Schiessl P., Meng B.: Grenzen der Anwendbarkeit von

Puzzolanen in Beton (Meze použitelnosti pucolánů v betonu);

Forschungsbericht 405, Institut für Baustoffforschung, RWTH

Aachen, 1996

[98] Fontana P.: Einfluss der Mischungszasammensetzung auf

die frühen autogenen Verformungen der Bindemittelmatrix

von Hochleistungsbetonen (Vliv složení směsi na počáteční

autogenní přetvoření vysokohodnotných betonů); doktor-

ská práce (Fakultät Architektur, Bauingenieurwesen und

Umweltwissenschaften der Technischen Universität Carolo-

Wilhelmina), 2006/2007

[99] Štěrba A., Doktor A.: Plánovaný pokus k ověření vlivu vlast-

ností složek betonové směsi; Stavební výzkum, 1980/1

[100] Durand B.: Processus itératif d´élaboration dún mélange

de béton de poudre réactive dle plus 200 MPa a láide de

ciments ternaires (Postup výroby reaktivní práškové betonové

směsi s pevností nad 200 MPa za použití ternárních cementů),

Huitiéme édition des Journées scientifiques du Regroupement

Francophone pour Recherche et la Formation sur le Béton

(RF)2B, Montréal, Canada, 5-6 juillet 2007

[101] CEN Technical Report CEN/TS 104/SC1 N717: Use of

k-value concept, equivalent concrete performance concept

and equivalent performance of combinations concept,

stand 26.10.2011 (Technická zpráva CEN/TS 104/SC1

N717 Použití konceptu k-hodnoty, ekvivalentní koncepce

posouzení vlastností betonu a ekvivalentní koncepce efek-

tivnosti kombinací, stav k 26.11.2011)

[102] prEN 206 : 2012:E Concrete – Specification, performance,

production and conformity (March 2012)

[103] Müller Ch.: Aktuelle Regelwerke für Beton (Aktuální beto-

nářské směrnice); beton 03/2012

[104] ČSN EN 197-1 Cement – Cást 1: Složení, specifikace

a kritéria shody cementů pro obecné použití; duben 2012

[105] Folli A.: Inovativní fotokatalytický cement obsahující nano-

částice TiO2; Beton TKS 6/2011

[106] Bezděk J., Arbes J.: Popílkové betony; SNTL Praha, 1975

[107] Zobal O., Padevět P., Bittnar Z.: Orlická přehrada – Beton

s příměsí popílku po 50 letech; 18. Konf. Betonářské dny

(2011)

[108] Žaloudek I., Šafrata J.: Rozšíření výroby samozhutnitelných

betonů v TBG Severní Morava; 15. Betonářské dny 2008

[109] Štěrba A.: Příměsi dříve a nyní – Část 1; Beton TKS 6/2011

[110] Mazurová M.: Poznámka k nové rubrice Pohledový beton

(5/2011); Beton TKS 1/2012

[111] Hochentwickelte Zusatzmittel helfen, früher unlösbare

Aufgaben zu meistern (Výkonné přísady pomáhají zvládat

dříve neřešitelné úlohy), beton 04/2012

[112] Rickert J.: Zemente mit mehreren Hauptstandteilen –

Wechselwirkukngen mit PCE-Fliessmitteln (Cementy s více

hlavními složkami – Vzájemné působení se superplastifiká-

tory PCE); 56. BetonTage Neu-Ulm (8. 2. 2012)

[113] Höveling H.: Robustheit von selbstverdichtendem Beton

(Robustnost samozhutnitelného betonu), doktor. dizertace

na Universität Hannover, 2006

[114] Melichar T., Procházka D.: Studium vlivu jemnozrnných pří-

měsí z alternativních zdrojů na fyzikálně-mechanické para-

metry HSC; Beton TKS 6/2011

[115] Ondráček M.: Vliv různého množství příměsí na vlastnosti

UHSC; 18. Konference Betonářské dny (2011)

[116] Špak M., Halaša I., Šuster M., Vojtechovský O.: Informácie

o používaní popolčeka do betónu; BetónRacio Trnava,

2012



ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY

Při vhodných podmínkách se příměsi osvědčily i v dobách,

kdy nebyly k dispozici současné výkonné přísady. Zmíněná

analýza [107] padesát let starého popílkového betonu z pře-

hrady Orlík např. ukázala, že částečná náhrada cementu po-

pílkem nepřináší dlouhodobá rizika.

V tomto příspěvku bylo mnohokrát zdůrazněno, že rozhodu-

jící vliv na rozšíření oblasti použití příměsí, betonářských i ce-

mentářských, mají novodobé přísady. Z průběhu jejich vý-

voje můžeme navíc předpokládat, že tyto přísady budou dá-

le zdokonalovány. Svědčí o tom i publikovaný rozhovor [111]

s vedoucím pracovníkem významné organizace stavební

chemie Dr. T. Krauchem. Ten kromě potvrzení ústupu lignin-

sulfonátových a melaminsulfonátových přísad zdůraznil výji-

mečné vlastnosti nově vyvíjených a zaváděných přísad.

V prvé řadě jde o účinné superplastifikátory, které zabezpe-

čují dlouhé doby dobré zpracovatelnosti betonů i za pod-

mínek s teplotami až 50 °C. Dalším novým produktem je

bezchloridový urychlovač tvrdnutí X-Seed 100 (Be), který při

teplotě 20 °C umožňuje rychlost tvrdnutí dosahovanou jinak

při teplotách 40 až 50 °C. Uvedeným cílem použití této přísa-

dy je i rozšířit oblast využívání příměsí jako je popílek a vyso-

kopecní struska, a tím zlepšit bilanci CO2. Uvedená přísada

je zajímavá i obsahem nanozrn krystalů CSH; jejich hlavním

vlivem je funkce nukleí (zárodků), které svým rozměrem navíc

ovlivňují, podobně jako nanopříměsi, i hutnost kontaktní zó-

ny. Vlivu PCE přísad na využitelnost cementů s více hlavními

složkami se nově věnuje Rickert [112].

Využití nově zaváděných složek vyžaduje rozsáhlou vyhle-

dávací a optimalizační činnost v oboru technologie betonu.

Tato činnost probíhá velmi intenzivně. Svědčí o tom mnohé

publikace. Dále budou uvedeny jen některé z nich. O hloub-

ce a pečlivosti výzkumu vlivu popílků, vápencové moučky, mi-

krosiliky a nanosiliky na robustnost samozhutnitelných beto-

nů svědčí doktorská dizertace Hövelinga [113]. Možnosti roz-

šíření sortimentu příměsí z alternativních zdrojů se věnují např.

Melichar a Procházka [114] a Ondráček [115]. Pro rozšíření no-

vých zkušeností jsou přínosem i souhrnné informační zprávy,

např. zcela nová [116].

Vlivem dokonalejších přísad a jimi umožněnému širšímu vy-

užívání příměsí se z šedého fádního třísložkového betonu stá-

vá sofistikovaný pětisložkový (s případnými vlákny šestislož-

kový) materiál náročný na výběr a kontrolu složek a na opti-

malizaci jeho složení. Podobně, jako je tomu v jiných odvět-

vích, se tak díky robustnějšímu čerstvému betonu usnadňuje

následný proces výroby a díky odolnému a trvanlivému ztvrd-

lému betonu omezuje rozsah nutných oprav a prodlužuje pro-

vozní životnost konečného díla.

Autor děkuje za podklady a spolupráci, především ZAPA beton, a. s.,

dále BASF Stavební hmoty, s. r. o, BetónRacio, s. r. o., Trnava,

a Stachema Kolín, s. r. o.

Ing. Alain Štěrba


Tab. 6 Směrné hodnoty minimálních hodnot obsahů cementu (rozmezí Cr), při jejichž nedodržení je třeba zvětšit obsah pojiva použitím příměsí;

jejich závislost na požadovaných vlastnostech čerstvého a ztvrdlého betonu a na použitém kamenivu ❚ Tab. 6 Guiding figures of minimum values

of cement content (range Cr ); when not kept, it is necessary to increase the amount of the binding agent using additives. Dependence of the guiding

figures on required features of fresh and hardened concrete and on the aggregate used

Požadavky

Dmax [mm] kameniva

4 8 16 22 32

Směrné obsahy cementu na rozmezí Cr [kg/m3] *): Crt pro těžené hrubé kamenivo / Crd pro drcené hrubé kamenivo

Bez zvláštních požadavků 390 340 / 360 310 / 325 300 / 315 285 / 300

Čerpatelnost, pohledovost, vodonepropustnost 430 370 / 390 340 / 360 320 / 340 310 / 330

Samozhutnitelnost **) 620 530 / 560 490 / 520 470 / 500 450 / 480*) Uvedené směrné hodnoty neplatí pro betony s nízkými vodními součiniteli vodním součiniteli, při kterých nedochází k odlučování vody**) Při použití stabilizační přísady jsou směrné hodnoty Cr znatelně menší [108]

ODVĚTRÁVÁNÍ SOKLOVÉ ČÁSTI VLHKÝCH BUDOV POUŽITÍM

SYSTÉMU BETONOVÝCH TVAROVEK ❚ VENTING OF SOCLE

PART OF MOIST BUILDING BASED ON CONCRETE BLOCKS



Jiří Pazderka, Radek Zigler

Článek představuje nový sanační systém pro

odvětrávání soklové části zdiva vlhkých budov,

jehož podstatou je sestava speciálních tvarovek

ve tvaru písmene C vyrobených z betonu s krys-

talizační příměsí. Tvarovky jsou opřeny svými

konci o stěnu objektu po jejím obvodu a jejich

vnitřní prostor tvoří provětrávanou vzduchovou

dutinu pro odpar vlhkosti ze zdiva nebo základu

objektu. ❚ The paper describes a new venting

system for a socle part of moist building masonry

based on system of C-shaped blocks from

concrete with crystalline admixture. The concrete

blocks are situated along the building perimeter

and their internal space creates a venting void

for moisture vaporization from masonry or

foundations.

Problematika sanace vlhkého zdiva

starších budov zatížených vzlínající vlh-

kostí patří mezi aktuální témata součas-

ného stavebnictví. Existuje mnoho me-

tod a sanačních postupů, kterými je

možné zamezit vzlínání vlhkosti z pod-

základí pórovým systémem zdiva. Mezi

nejúčinnější a nejrozšířenější metody sa-

nace vlhkého zdiva patří tzv. „mechanic-

ké metody“, jejichž principem je vytvo-

ření dodatečné vodorovné hydroizolač-

ní vrstvy ve zdivu, která zabrání dalšímu

vzlínání vlhkosti do vyšších poloh. Doda-

tečnou hydroizolační clonu je možné vy-

tvořit např. prořezáním vodorovné spáry

ve zdivu – typicky pomocí elektrické ře-

tězové pily, popřípadě lanové pily apod.

– do které je následně vložena vhod-

ná povlaková hydroizolace nebo hyd-

roizolační desky. Další možností je me-

toda založená na principu vytvoření hyd-

roizolační clony pomocí zarážení ocelo-

vých nerezových profilovaných plechů

do ložné spáry ve zdivu. Méně častou

možností je potom postupné probourá-

vání zdiva (po záběrech), kdy je za sou-

časné výměny soklového zdiva možné

položit novou dodatečnou hydroizolační

vrstvu z povlakové hydroizolace.

NEVÝHODY DODATEČNÉ

HYDROIZOLACE ZDIVA

Společným problémem všech „mecha-

nických metod“, tj. metod, jejichž princi-

pem je provedení dodatečné hydroizo-

lace ve zdivu, je riziko zvýšení vlhkosti

zdiva pod novou hydroizolační vrstvou.

Vlhkost, která již nemůže dále vzlínat

do vyšších poloh zdiva, se akumulu-

je pod vloženou povlakovou hydroizo-

lací nebo pod zaraženými plechy a mů-

že tak způsobit urychlení degradač-

ních procesů ve zdivu. V určitých pří-

padech tedy existuje riziko, že po pro-

vedení dodatečné hydroizolační clony

dojde ke zhoršení fyzikálně-mechanic-

kých parametrů zdiva pod clonou, tj.

ke snížení pevnosti zdiva v tlaku, zvýše-

ní součinitele tepelné vodivosti, vzrůs-

tu obsahu solí apod. Dalším problémem

vlhkého zdiva může být i jeho biologic-

ká degradace, která může v konečném

důsledku přispět k urychlení zhoršení fy-

zikálně-mechanických parametrů zdiva.

Proto je důležité zajistit dostatečný od-

par vlhkosti ze zdiva v místě pod doda-

tečně provedenou hydroizolační vrstvou

tak, aby nedocházelo k výše zmíněným

degradačním procesům.

V současnosti je však tato proble-

matika často podceňována a díky to-

mu se obvykle v rámci sanace zdi-

va nenavrhují žádná efektivní doplňují-

cí konstrukční opatření, která by zajis-

tila odpar vlhkosti ze zdiva v místě pod

dodatečnou hydroizolací. Časté řeše-

ní pomocí přiložené nopové fólie nelze

v žádném případě považovat za účinný

způsob odvětrání zdiva, neboť v úzké

vzduchové dutině vytvořené nopy (ob-

vykle tloušťky 10 až 15 mm) není mož-

né uvažovat s proudícím vzduchem,

který by dokázal efektivně odnímat

vlhkost ze zdiva. Jediné skutečně účin-

né konstrukční opatření, které (v pří-

padě správného návrhu) zajistí dosta-

tečný odpar vlhkosti ze soklové partie

zdiva, spočívá v realizaci tzv. provět-

rávaného soklu. Provětrávaný sokl se

obvykle navrhuje v případech, kdy je

dodatečná hydroziolace ve zdivu pro-

vedena nad úrovní přilehlého terénu

tak, aby mezi terénem a hydroizolací

zbyla dostatečně velká plocha zdiva,

zajišťující účinný odpar vlhkosti (v pří-

padech, kdy je dodatečná hydroizola-

ce provedena pod úrovní terénu, je tře-

ba odvětrání zdiva nebo základu pod

hydroizolací zajistit jinak, např. pomo-

cí podzemních předstěn nebo tzv. pro-

větrávaných štol).

Provětrávané sokly bývají v součas-

nosti realizovány jako skládaný systém,

jehož základ tvoří ocelový nebo dřevě-

ný rošt připevněný ke zdivu. Na rošt

jsou osazeny soklové desky různé-

ho materiálového provedení – kamen-

né, cementotřískové, keramické nebo

případně plechové tvarovky. Společ-

ným rysem všech těchto provětráva-

ných soklů je poměrně vysoká prac-

1 2



nost – montáž roštu na předem upra-

vený povrch zdiva, osazování soklo-

vých desek, a zároveň také nemalá

cena, která obvykle závisí na materiálu

soklových desek. Další náklady před-

stavuje realizace přechodové lišty me-

zi navazujícím povrchem zdiva (nad so-

klem) a soklem, která musí zajistit od-

vod vzduchu z dutiny a zároveň musí

být provedena tak, aby nedocházelo

k degradaci navazujícího povrchu fa-

sády vlivem odstřikující dešťové vody.

V některých případech lze také opráv-

něně pochybovat o trvanlivosti sklá-

daných soklů, a to zejména v případě

použití dřevěného roštu v kombinaci

s cementotřískovými deskami.

BETONY S KRYSTALIZAČNÍ

PŘÍMĚSÍ

Krystalizační hydroizolační systémy pa-

tří v současné době mezi progresiv-

ní hydroizolační materiály, s jejichž po-

užitím se u různých druhů staveb set-

káváme stále častěji. Jednotlivé meto-

dy aplikace a funkční principy působení

krystalizačních materiálů byly popsány

v článku [2], tento článek se bude dále

zabývat pouze krystalizačními příměs-

mi. Aplikace krystalizačního materiá-

lu v podobě příměsi do betonové smě-

si je využitelná pouze pro nové betono-

vé konstrukce (na rozdíl od krystalizač-

ních nátěrů), avšak v určitých případech

lze i krystalizační příměsi využít pro sa-

naci starších konstrukcí (betonových

i zděných) ve formě přídavné vrstvy (ce-

mentová malta + příměs) natorkretova-

né na povrch sanované konstrukce.

Krystalizační příměs je jednosložko-

vý materiál na bázi portlandského ce-

mentu, dodávaný v práškovitém sta-

vu, který se přimíchává do záměsové

vody ve váhovém množství odpovída-

jícím cca 1,5 % hmotnosti cementu.

Krystalizační příměsi obvykle obsa-

hují méně křemičitých částí než krys-

talizační materiály určené pro aplika-

ci formou nátěru, lze je tedy označit

za jakousi „čistší“ formu krystalizační-

ho materiálu.

V případě navrhování betonových

konstrukcí, které jsou ve styku s vo-

dou, je klíčovým parametrem hloub-

ka průsaku tlakové vody v konstrukci,

měřená metodikou [4]. Na základě vý-

sledků experimentálních měření hloub-

ky průsaku tlakovou vodou metodikou

[4], které byly publikovány v článku [3],

lze z pohledu požadavků uvedených

v [5] konstatovat, že z hlediska vodo-

nepropustnosti jsou betony s krystali-

zační příměsí vhodným materiálem pro

konstrukce ve styku s vodou, včetně

vody tlakové. V případě použití krys-

talizačního betonu pro tvarovky umís-

těné v soklové části budovy však není

ani tak důležitá hodnota hloubky prů-

saku tlakové vody v konstrukci, ale

spíše skutečnost, že díky vodonepro-

pustné struktuře betonu s krystalizační

příměsí má jakákoliv konstrukce z to-

hoto materiálu podstatně vyšší trvanli-

vost než konstrukce z betonu běžných

pevností bez přísad. Trvanlivost betonu

s krystalizační příměsí je zajištěna jeho

mikrostrukturou, vzniklou v důsledku

chemického procesu, tzv. sekundární

krystalizace, která v pórovém systému

betonu proběhne za přítomnosti krys-

talizační příměsi a zároveň dostatečné-

ho množství vody v pórech.

Pokračování na straně 42

GRAND PRIX ARCHITEKTŮ 2012Hlavní cenu Grand Prix architektů 2012 v kategorii Rekonstrukce získa-la Revitalizace Bastionu u Božích muk v Horské ulici v Praze 2. Auto-ry jsou Ing. arch Miroslav Cikán a Ing. arch. Pavla Melková z MCA ate-lier, s. r. o., jejichž návrh revitalizace zvítězil ve veřejné soutěži vypsané městskou částí Praha 2 v roce 2007.

Hodnocení poroty: Revitalizace Bastionu u Božích muk je zdaři-lá a je cenným příkladem kultivovaného a citlivého obnovení, až zno-vuzrození zapomenutého prostoru dlouho zanedbávané lokality. Spl-ňuje bohatě kritéria vícera kategorií – rekonstrukce, krajinné archi-tektury, zahradní tvorby, drobné architektury, interiéru a městské-ho mobiliáru. Na stávajícím pozemku byl navržen objekt malé kavárny s galerií pro odpočinek a pořádání společenských aktivit. Klidná dis-pozice vytvořených objektů implementovaných do fortifikačního cha-rakteru místa přirozeně komunikuje s upraveným terénem. Stoupání chodníku a rampy podporuje vnímání nádherných výhledů na město, nabízí duši pocit otevřenosti a lehkosti. Je vskutku pozitivním příkladem implementace veřejného prostoru do stávajících struktur města.

Obr. 1 Schematické

znázornění transportu

vlhkosti ve zdivu

s dodatečnou

hydroizolací ❚

Fig. 1 Schematic

illustration of moisture

transmission in

masonry with additional

waterproof layer

Obr. 2 Příklad

provedení skládaného

provětrávaného soklu

(současný stav –

vizualizace)

❚ Fig. 2 Sample of

the composite venting

socle (current situation

– visual model)

Obr. 3 Schéma

soklové tvarovky

❚ Fig. 3 Sketch of

the concrete block

3



SYSTÉM PRO ODVĚTRÁNÍ

SOKLOVÉ ČÁSTI BUDOV

Nedostatky současných skládaných

provětrávaných soklů jsou do značné

míry odstraněny novým systémem pro

odvětrávání soklové části zdiva, který

byl v prosinci 2011 zaregistrován jako

užitný vzor [1]. Základní filozofií návrhu

systému je jednoduchost při provádě-

ní a zároveň trvanlivost provětrávaného

soklu v prostředí s vysokou vlhkostí (jed-

ná se tedy o novou konstrukčně-mate-

riálovou variantu řešení provětrávaných

soklů). Konstrukční podstatou systému

je sestavení propojených speciálních

betonových prvků ve tvaru písmene „C“,

umístěných svými konci ke stěně objek-

tu po jejím obvodu. Vnitřní prostor tva-

rovek tvoří kontinuální provětrávanou

vzduchovou dutinu pro odpar vlhkos-

ti ze zdiva a/nebo základu objektu. Tva-

rovky jsou ve své spodní části opatřeny

nasávacím otvorem, v horní části výde-

chovým otvorem. Ve spodním krátkém

ramenu písmena C je odvodňovací ot-

vor (obr. 3).

Tvarovky vyrobené z betonu s krys-

talizační příměsí, který má vodone-

propustnou mikrostrukturu, jsou vel-

mi trvanlivé, bez ohledu na zatížení vo-

dou a vlhkostí, ke kterému bude v da-

né části stavby opakovaně docházet.

Soklové tvarovky kolem budovy mo-

hou být zatíženy několika zdroji vlh-

kosti – zemní vlhkostí, vlhkostí přestu-

pující do tvarovky ze zdiva, odstřikující

dešťovou vodou, deštěm hnaným vět-

rem, vodou stékající po fasádě, vodou

z tajícího sněhu a vodní parou difun-

dující provětrávanou dutinou (při urči-

tých vnějších tepelně-vlhkostních pod-

mínkách může krátkodobě docházet

ke kondenzaci vodní páry na vnitřním

povrchu tvarovky). V případě aplika-

ce soklových tvarovek na objekt s do-

datečně provedenou horizontální hyd-

roizolací ve zdivu (což je situace, pro

kterou jsou tvarovky primárně určeny)

lze předpokládat, že dotace vlhkosti

ze stavby směrem k tvarovkám bude

ještě zvýšená díky akumulaci vlhkos-

ti ve zdivu pod dodatečnou hydroizo-

lační vrstvou.

Základním principem tzv. vzdu-

choizolačních metod, mezi které pat-

ří i prezentovaný provětrávaný sokl, je

přestup vlhkosti z konstrukce prostřed-

nictvím difuze vodní páry do vzduchu,

jehož relativní vlhkost tímto procesem

vzrůstá. Aby nedošlo k plnému nasy-

cení vzduchu (kdy vzduch již nemůže

přijímat od konstrukce další vlhkost) je

nutné, aby vzduch kolem konstrukce

kontinuálně proudil. Dostatečná inten-

zita proudění vzduchu je v případě na-

vrhovaného řešení zajištěna nasávacím

otvorem ve spodní části betonové tva-

rovky a výdechovým otvorem v hor-

ní části tvarovky (obr. 4). Nasávací ot-

vor je umístěn v dostatečné výšce nad

povrchem terénu tak, aby bylo zame-

zeno vnikání vody stékající po povrchu

terénu do provětrávané dutiny. Pro-

ti vniknutí hmyzu a drobného ptactva

do prostoru provětrávané dutiny, kde

by mohlo dojít k zahnízdění, je do na-

sávacího otvoru i odvětrávacího otvoru

osazena plastová chránička ve tvaru

otvoru se síťkou. Nasávací otvor i vý-

dechový otvor mají svou spodní hranu

zkosenu směrem dolu od zdiva a/ne-

bo základu objektu, aby nedocháze-

lo k zatékání dešťové vody do provět-

rávané dutiny. V případě, že by i přes-

to došlo k zatečení určitého množství

vody do prostoru provětrávané dutiny,

je soklová tvarovka vybavena odvod-

4

6

5

7



ňovacím otvorem ve své spodní části,

který vodu odvede do přilehlého štěr-

kového násypu. Pro zajištění upevně-

ní na požadovaném místě je tvarov-

ka ve své horní části opatřena úchy-

tem z páskové oceli pro připojení ke

zdivu.

Kromě „běžných“ soklových tvarovek

je systém doplněn rohovou tvarovkou

se skosenou svislou hranou, tj. půdo-

rysně o 45o tak, aby bylo možné pro-

větrávaný sokl provést nepřerušeně

podél celého obvodu budovy. Tvarov-

ky je možné opatřit systémem pero-

-drážka na bočních stranách, pro za-

jištění spolupůsobení tvarovek v pří-

padě předpokládaného zvýšeného

mechanického namáhání, např. ná-

raz automobilu při parkování apod.

V závislosti na konkrétním sanova-

ném objektu, resp. míře vlhkosti sa-

novaných konstrukcí, je možné soklo-

vou tvarovku doplnit v řadě tvarovkami

bez nasávacích a odvětrávacích otvorů

(obr. 5).

Nevýhodou systému může být v pří-

padě vyšší výšky soklu (nad 0,5 m)

velká hmotnost betonových tvarovek

a z toho vyplývající omezení při osazo-

vání (potřeba většího počtu pracovníků

pro manipulaci s tvarovkami nebo nut-

nost využití zvedací techniky). U vyš-

ších soklů lze navrhnout tvarovky užší,

čímž dojde ke snížení jejich hmotnos-

ti na přijatelnou úroveň, avšak zároveň

to bude znamenat vyšší pracnost (vět-

ší počet tvarovek na 1 bm).

Z estetického hlediska je možné ce-

lý sokl jakkoliv přizpůsobit požadav-

kům architekta nebo zákazníka, neboť

efektivita provětrávání v dutině ani tr-

vanlivost tvarovek není ovlivněna dru-

hem povrchové úpravy betonu. Je

možné použít jakýkoliv způsob úpravy

povrchu tvarovek (barevný nátěr, pro-

barvený beton, pohledový beton, ce-

mentová stěrka, strukturovaný povrch

apod.). Omezujícím faktorem je pouze

použití v případě památkově chráně-

ných objektů, neboť je zřejmé, že be-

tonový charakter soklu není v souladu

s architektonickým výrazem historické

stavby (např. barokního kostela apod.).

ZÁVĚR

Základní výhodou popsaného systému

provětrávaného soklu na bázi tvarovek

z betonu s krystalizační příměsí je vy-

soká trvanlivost a nižší pracnost v po-

rovnání s roštovými systémy. Lze tedy

předpokládat také nižší cenu za 1 bm

oproti roštovým systémům, danou nižší

pracnosti, levnějším materiálem apod.

Cílem článku bylo také upozornit

na podceňovanou problematiku aku-

mulace vlhkosti pod dodatečně prove-

denou horizontální hydroizolací ve zdi-

vu. Prezentovaný systém provětráva-

ného soklu je jednou z možností, jak lze

tento problém efektivně řešit.

Článek byl vytvořen za podpory výzkumného

záměru MSM 6840770001 – Spolehlivost,

optimalizace a trvanlivost stavebních materiálů

a konstrukcí.

Text článku byl posouzen

odborným lektorem.

Ing. Jiří Pazderka, Ph.D.


tel.: 224 354 708

Ing. Radek Zigler, Ph.D.


tel.: 224 355 403

oba: Fakulta stavební ČVUT

v Praze

Katedra konstrukcí

pozemních staveb

Bezplatná studentská verze

Demoverze zdarma ke stažení

Program pro výpočetprutových konstrukcí

Program pro výpočetprostorových konstrukcímetodou konečných prvků

www.dlubal.czIng. Software Dlubal s.r.o.Anglická 28, 120 00 Praha 2Tel.: +420 221 590 196Fax: +420 222 519 [email protected]

BBezpllattnáá tst dudenttskáká verze

Podpora nových evropských norem

Různé národní přílohy

Cena programu již od 33 450 Kč

Česká verze včetně manuálů

RSTABRFEM

Vyzkoušejte naše programy

Bezplatné zapůjčení licence

RFEM

RSTAB 77

Inzerce 71.7x259 spad CZ (Beton)_02.indd 1 23.3.2011 21:57:03

Obr. 4 Řez provětrávaným soklem

(nepodsklepená budova) ❚ Fig. 4 Cross

cut of venting socle (basementless building)

Obr. 5 Možnosti uspořádání soklových

tvarovek ❚ Fig. 5 Examples of concrete

blocks arrangement

Obr. 6 Příklad řešení soklu na rohu

budovy ❚ Fig. 6 Socle arrangement at the

corner of the building

Obr. 7 Příklad řešení soklu v koutu

budovy ❚ Fig. 7 Socle arrangement in the

nook of the building

Literatura:[1] Pazderka J., Zigler R.: Systém pro

odvětrávání soklové části zdiva, užitný vzor č. 22986, Úřad průmyslového vlastnictví, Praha 2011

[2] Pazderka J.: Účinnost sanačních postupů založených na krystalizač-ních materiálech, Beton TKS 2/2009, s. 16–19, Praha 2009

[3] Pazderka J.: Vliv krystalizačních přímě-sí na pevnost betonu v tlaku, Beton TKS 3/2010, s. 60–63, Praha 2010

[4] ČSN EN 12390-8 – Zkoušení ztvrdlého betonu – Část 8: Hloubka průsaku tla-kovou vodou, ČNI, Praha 2001

[5] ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda, Změna Z3, ČNI, Praha 2001, 2008

VLIV MRAZUVZDORNOSTI BETONU NA JEHO POVRCHOVÉ

ÚPRAVY ❚ INFLUENCE OF CONCRETE FREEZE-THAW

RESISTANCE ON ITS SURFACE FINISHES


V Ě D A A V Ý Z K U M ❚ S C I E N C E A N D R E S E A R C H

Jiří Dohnálek

Mrazuvzdornost betonu je rozhodujícím parametrem, který ovlivňuje trvan-

livost jeho povrchových úprav včetně prováděných sanačních zásahů.

V příspěvku jsou uvedeny příklady, kdy nevhodně zvolená povrchová úprava

nebo neprověřená mrazuvzdornost podkladního betonu vedly k závažným

poruchám. ❚ Freeze-thaw resistance of concrete is the crucial factor,

which influences durability of its surface finishes, including performed

repair works. The article provides examples where incorrectly selected

surface finish or untested freeze-thaw resistance of substrate concrete

lead to serious defects.

Mrazová degradace betonu i všech cementem pojených ma-

teriálů je dominantním degradačním procesem, který ve stře-

doevropských podmínkách rozhoduje o trvanlivosti betono-

vých a železobetonových konstrukčních prvků. V posledních

čtyřiceti letech byla mrazuvzdornosti věnována mimořádná

pozornost, a to jak po teoretické, tak praktické stránce. Do-

kladem toho je množství odborných publikací, které se snaží

vysvětlit princip mrazové degradace i popsat vliv nejrůznějších

technologických opatření na zvýšení mrazuvzdornosti betonu.

Neméně četné jsou publikace zaměřené na testování mra-

zuvzdornosti, a to nejrůznějšími metodami či metodikami.

Přesto projektanti věnují problematice mrazuvzdornosti stá-

le nedostatečnou pozornost a ne vždy si uvědomují všechny

souvislosti, které s mrazovou degradací betonu souvisí. Vel-

kým přínosem je definice stupně agresivního prostředí podle

ČSN EN 206-1, která umožňuje explicitní specifikaci mrazu-

vzdornosti betonu s ohledem na vnější expoziční podmínky.

V minulosti byla problematika mrazuvzdornosti vnímána

s ještě menší intenzitou. Jen v některých projektech byla

specifikována mrazuvzdornost počtem zmrazovacích cyk-

lů (např. T 100 podle ČSN 73 1322). V převážné části hyd-

rotechnických staveb i dalších konstrukcí, exponovaných

ve vnějším prostředí, však mrazuvzdornost nebyla explicitně

zmiňována ani požadována a ve specifikacích betonu kro-

mě třídy byly častěji uváděny spíše požadavky vodotěsnosti.

NÁZORY NA MECHANISMUS DEGRADAČNÍCH

PROCESŮ, SOUVISEJÍCÍCH S MRAZUVZDORNOSTÍ

Názory na mrazuvzdornost betonu se přes rozsáhlé expe-

rimentální práce i teoretické studie stále významně liší. Po-

psat jednoznačně mechanismus mrazové degradace te-

dy není prakticky možné [1 až 13]. Nejjednodušší předsta-

va, že tahová napětí, vyvolávající poškození struktury betonu,

vznikají v důsledku přechodu vody v led a zvětšení jejího ob-

jemu o cca 9 %, je velmi nepřesná. Ve skutečnosti je póro-

vý systém betonu mimořádně komplikovaný a je tvořen slo-

žitým systémem gelových kapilárních i vzduchových makro-

pórů, které jsou i u vlhkého betonu či betonu v exteriéru růz-

ným způsobem nasyceny vodou. Při poklesu teploty pak tato

voda přechází v led při různých teplotách v závislosti na fyzi-

kálně-chemických parametrech mikrostruktury. Experimen-

tální práce prokázaly, že v některých typech pórů nepřechá-

zí voda v led ani při hlubokých záporných teplotách v interva-

lu -30 až -40 °C.

Převážně se tedy soudí, že poškození je vyvoláno hydrau-

lickým tlakem vody, která je do kapilár vytlačována postup-

ně se tvořícím ledem. V okamžiku, kdy tento vnitřní hydraulic-

ký přetlak překoná tahovou pevnost cementové matrice, do-

jde k poruchám.

Nelze však pominout ani teorie, odkazující na rozdílnou tep-

lotní roztažnost kameniva, cementové matrice a ledu. Tyto fy-

zikálně-chemické procesy jsou výrazně komplikovány a zesi-

lovány přítomností rozmrazovacích prostředků, tedy přede-

vším chloridu sodného. Za této situace se mohou uplatňo-

vat i krystalické tlaky těchto solí. Současně v přítomnosti roz-

mrazovacích látek může být zvýrazňován napěťový gradient,

související s různou intenzitou a rychlostí promrzání povrcho-

vých vrstev.

I když teoretické vysvětlení mrazové degradace je relativ-

ně složité a nejednotné, pozitivní skutečností je okolnost, že

máme k dispozici jednoduchá technologická opatření, který-

mi můžeme mrazuvzdornost betonu zajistit. Běžně se použí-

vá speciální provzdušnění betonu, tedy provzdušnění, které

vnese do struktury cementové matrice póry malého průmě-

ru, rovnoměrně rozptýlené v této matrici. Pozitivní efekt toho-

to provzdušnění pravděpodobně souvisí s tím, že led vzniká

primárně v kapilárních pórech, přičemž vytlačuje dosud ne-

zamrzlou vodu přilehlými kapilárami k nejbližším vzduchovým

pórům, vneseným provzdušněním. To eliminuje nárůst výše

naznačených hydraulických tlaků. Teoreticky nejjednoduš-

ší obranou proti mrazové degradaci je však expozice beto-

nu v suchém nebo chráněném prostředí. To je však požada-

vek ve venkovních podmínkách jen obtížně či zcela výjimeč-

ně splnitelný.

ZKOUŠENÍ MRAZUVZDORNOSTI

Mrazuvzdornost betonu je parametrem, u kterého zcela se-

lhává vizuální empirické, resp. intuitivní hodnocení betonu.

Na základě vzhledu povrchu nebo struktury betonu lze ob-

vykle alespoň přibližně odhadnout kvalitu betonu např. z hle-

diska pevnosti v tlaku. Vizuálně zhodnotit mrazuvzdornost be-

tonu je však zcela vyloučené. Proto se zkoušení mrazuvzdor-

nosti dlouhodobě věnuje zvýšená pozornost. Vysoká četnost

používaných zkušebních metod však mnohdy situaci spíše

komplikuje.

Historicky byla u nás mrazuvzdornost zkoušena především

podle ČSN 73 1322 „Stanovení mrazuvzdornosti betonu“

1968, Z1 2003. Zkouška se provádí na betonových zkušeb-

ních hranolech o velikosti 100 x 100 x 400 mm, nasycených

čistou vodou, zmrazovaných na teplotu -15 až -20 °C po do-

bu 4 h a rozmrazovaných vodou při teplotě +15 až +22 °C

po dobu 2 h. Počet zkušebních cyklů je 50, 100 a 150. Po

každé etapě se zmrazované a referenční (nezmrazované)

vzorky zkouší na pevnost v tahu za ohybu a počítá se souči-

nitel mrazuvzdornosti jako poměr průměrné hodnoty pevnos-

ti v tahu za ohybu zmrazovaných a nezmrazovaných trámců.

V případě, že je tento součinitel nižší než 0,75, je beton cha-

rakterizován jako nemrazuvzdorný. Významnou nevýhodou

této metody je okolnost, že u řady moderních cementem po-

jených systémů vychází součinitel vyšší než 1, tzn., že v prů-

běhu zkoušky může pevnost betonu i stoupat!

Současně i modelová podobnost této zkoušky s realitou je



velmi problematická. Běžné konstrukční prvky jsou v našich

podmínkách obvykle prochlazeny pouze v povrchových ob-

lastech, takže interpretovat výsledek jako snížení mechanic-

kých vlastností betonu v celém průřezu prvků s dopadem

na statiku objektu je velmi nepřesné.

Proto se dnes pro hodnocení mrazuvzdornosti používá spí-

še ČSN 73 1326 „Stanovení odolnosti povrchu cementového

betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích

látek (1984), která podstatně lépe postihuje skutečné mrazo-

vé zatížení betonových konstrukčních prvků. Postup dle této

normy exponuje testovaný povrch betonu v tříprocentním roz-

toku NaCl, a to při teplotách +20 až -15 °C (metoda A) a +5

až -18 °C (metoda C). Měřeným parametrem je hmotnost od-

padu, který se odděluje od testovaného povrchu v důsled-

ku mrazové degradace. Standardními zkušebními tělesy jsou

krychle o hraně 150 mm nebo válce o průměru 150 mm. Pro

hodnocení konstrukcí v rámci diagnostických prací lze však

použít prakticky tělesa jakéhokoliv tvaru a rozměru. Zjištěný

odpad se přepočítává na m2. Standardně se povrch zatěžu-

je celkem 75 cykly, přičemž po 25 cyklech je zkouška auto-

maticky přerušena tak, aby mohl být zjištěn odpad. Největ-

ší předností této metody jsou dlouhodobé zkušenosti s poža-

dovanými kritérii. Obvykle za mrazuvzdorný beton bývá pova-

žován ten, jehož plošný odpad po 75 zmrazovacích cyklech je

menší než 1 000, případně 1 200 g/m2.

V literatuře najdeme řadu dalších zkušebních metod, např.

tzv. Slabtest (referenční metoda ČSN P CEN/TS 12 390-9).

Jedná se o komplikovanou, přístrojově náročnou zkušební

metodu, pro kterou však nejsou k dispozici prakticky žádná

věrohodná kvalitová kritéria. Podobné výhrady se týkají i dal-

ších zkušebních metodik, jako např. metody CF, resp. CDF.

Pro zkoušení mrazuvzdornosti tedy není rozhodující pou-

ze samotná zkušební metodika, ale zejména existence ově-

řených kritérií pro hodnocení výsledků. Právě tato okolnost

dlouhodobě v našich podmínkách favorizuje ČSN 73 1326,

která se zároveň zaměřuje na fyzikálně jednoznačný a inže-

nýrsky cenný a využitelný parametr, tedy degradaci povrcho-

vých vrstev betonového konstrukčního prvku.

VLIV MRAZOVÉ DEGRADACE NA FUNKČNÍ

VLASTNOSTI BETONOVÝCH PRVKŮ A KONSTRUKCÍ

Z povahy mrazového zatížení betonových a železobetono-

vých konstrukcí vyplývá, že tento degradační mechanismus až

na výjimky neohrožuje statickou spolehlivost konstrukcí. Celo-

objemové snížení mechanických vlastností v důsledku mrazo-

vého zatížení je zcela výjimečné a s haváriemi tohoto typu se

prakticky nesetkáváme.

Naopak typickým projevem poruch je:

• rozpad povrchových vrstev, jehož důsledkem je závažné po-

rušení vzhledu konstrukce,

• ovlivnění průřezových parametrů konstrukčního prvku,

• degradace krycí vrstvy betonu nad výztuží, která znehodno-

cuje bariérové vlastnosti této vrstvy, které jsou nezbytné pro

dlouhodobou stabilizaci korozního stavu výztuže.

Všechny tyto okolnosti mají rozhodující vliv na funkčnost ze-

jména cementobetonových silničních krytů, mostních objek-

tů, ale i jakýchkoliv dalších prvků či povrchových úprav, situo-

vaných v exteriéru.

Jen okrajově je vnímán problém mrazuvzdornosti beto-

nu ve vztahu k sanacím železobetonové konstrukce. Přitom

vliv mrazuvzdornosti betonového povrchu (podkladu) na je-

ho „sanovatelnost“ je velmi významný a rozhodující. V dalším

textu je uvedeno několik příkladů, které naznačují, že jakéko-

liv podcenění informací o mrazuvzdornosti sanované betono-

vé konstrukce či povrchové úpravy má mimořádně nepřízni-

vé důsledky pro jeho vzhled i dlouhodobou funkčnost sanač-

ního zásahu.

MRAZUVZDORNOST POVRCHOVÝCH ÚPRAV

Jednou z povrchových úprav, které jsou stále častěji navr-

hovány do exteriéru, je klasické teraco. Jedná se o mate-

riál, zhotovovaný několik století. Jeho obliba u nás gradova-

la v 20. a 30. letech minulého století. Nástup „zprůmyslněné-

ho“ stavebnictví v 50. až 80. letech minulého století tuto tech-

nologii téměř eliminoval s ohledem na její pracnost a rukoděl-

nou náročnost. Naopak po roce 1990 má její užití stále stou-

pající tendenci.

I když se správně provedeným teracem jsou velmi dob-

ré zkušenosti v interiéru, jeho exteriérová aplikace není zcela

samozřejmá. Jedná se o cementem pojený materiál, který je

vystaven klimatickému působení a musí tedy splňovat stan-

dardní požadavky mrazuvzdornosti. Pokud bychom mate-

riál testovali podle výše zmíněné klasické ČSN 73 1322, tedy

zjišťovali pevnost v tahu za ohybu po 50, 100, či 150 zmra-

zovacích cyklech, budou výsledky relativně uspokojivé. Po-

kud však použijeme pro hodnocení ČSN 73 1326, zjišťuje-

me, že zejména při expozici v tříprocentním roztoku chloridu

sodného dochází u obvyklých receptur k totálnímu rozpadu

(obr. 1). Pokud je vzorek exponován pouze ve vodě, je mra-

zový rozpad méně intenzivní a odpady jsou obvykle na úrov-

ni cca 10 x nižší. I když po 50 zmrazovacích cyklech i v tomto

případě je patrná povrchová degradace, vzorek zůstává ce-

listvý a vzhledově akceptovatelný (obr. 2). Z toho vyplývá, že

pokud použijeme běžnou teracovou směs, např. pro povr-

chovou úpravu novodobé repliky staršího mostu, musíme as-

pekty mrazuvzdornosti teraca i podkladního betonu zohled-

Obr. 1 Stav teraca po padesáti zmrazovacích cyklech v tříprocentním

roztoku NaCl ❚ Fig. 1 State of terrazzo after fifty freeze-thaw cycles

in three percent NaCl solution

Obr. 2 Stav teraca po padesáti zmrazovacích cyklech ve vodě ❚

Fig. 2 State of terrazzo after fifty freeze-thaw cycles in water

21



nit jak v projektových požadavcích, tak i při vlastním prová-

dění. Současně je zřejmé, že pokud bude povrch trvale vy-

staven vodním roztokům či aerosolům s obsahem soli, bude

nezbytné povrch např. hydrofobizovat či provádět jeho údrž-

bu, která vstup chloridových iontů do struktury v maximální

možné míře omezí.

V případě nevhodně složené směsi však bude docházet

k rozpadu i při expozici povrchových teracových vrstev v běž-

né vodě. Na obr. 3 a 4 je záběr světlé teracové vrstvy, fixované

na novém betonovém podkladu. Prvky jsou součástí zahrad-

ní architektury a po čtyřleté venkovní expozici dochází k po-

stupnému povrchovému rozpadu teraca (obr. 5 a 6). Zasta-

vit tento proces je v dané situaci prakticky nemožné. V tomto

konkrétním případě je nepříjemnou okolností i skutečnost, že

podkladní beton, původně specifikovaný jako mrazuvzdorný,

byl následně zaměněn za beton shodné třídy, avšak bez za-

ručení mrazuvzdornosti. I tato okolnost přispívá k zrychlené-

mu chátrání teracových vrstev, protože dochází k jejich dela-

minaci od podkladu.

REPROFILACE BETONOVÝCH

A ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

I v případě sanace, která je prioritně reprezentována lokální

či celoplošnou reprofilací, mají aspekty mrazuvzdornosti pro

úspěšnost sanačního zásahu zcela zásadní charakter.

I když se pro reprofilační materiály v Evropských normách

i ve všech dostupných technických podmínkách požaduje je-

jich mrazuvzdornost, není zcela běžné jejich hodnocení po-

stupem podle ČSN 73 1326, která jako jediná může postih-

nout dlouhodobé změny jejich povrchu.

Zcela se však opomíjí, a to zejména při provádění diagnos-

tických prací, identifikace mrazuvzdornosti staršího betono-

vého podkladu. Diagnostika obvykle pečlivě hodnotí pevnost

betonu v tlaku, případně jeho tahové pevnosti (pevnost v ta-

hu povrchových vrstev). I když tyto parametry jsou vyhovují-

cí, v případě, že beton není mrazuvzdorný, bude dlouhodo-

bá stabilita adhezně kotvené reprofilace jen velmi problema-

tická. Prověření mrazuvzdornosti podkladního betonu podle

ČSN 73 1326 je proto zásadním a nepominutelným podkla-

dem pro kompetentní návrh sanace. V případě, že podklad

je nemrazuvzdorný, je nezbytné reprofilační vrstvy kotvit me-

chanicky, a to např. aplikací subtilní antikorozně chráněné vý-

ztužné síťky, případně dalších podobných systémů na bázi

např. čedičových vláken.

Na obr. 7 je demonstrován stav pečlivě sanovaných železo-

betonových konstrukcí velmi kvalitními reprofilačními materiá-

ly, avšak bez ohledu na mrazuvzdornost podkladu. Vzhledem

k tomu, že ve většině exteriérových aplikací nelze zabránit

vstupu srážkové či spodní vody do železobetonového prvku,

vytvoří reprofilace částečnou difúzní bariéru. To vede k po-

stupnému zvyšování vlhkosti povrchových vrstev podkladních

betonů. Tato okolnost pak výrazně zesiluje mrazovou degra-

daci. Ke ztrátě adheze pak stačí porušení velmi tenké povr-

Obr. 3 Teraco, situované v parku po čtyřech letech ❚

Fig. 3 Terrazzo, situated in a park, after four years

Obr. 4 Celkový pohled na parkové prvky, opatřené povrchovou

úpravou světlým teracem ❚ Fig. 4 Overall view of park components,

with applied surface finish by light terrazzo

Obr. 5 Podkladní beton a teracová vrstva z parku po dvaceti pěti

zmrazovacích cyklech ve vodě ❚ Fig. 5 Substrate concrete and

terrazzo layer from the park, after twenty-five freeze-thaw cycles in water

Obr. 6 Celoplošná reprofilace stěn jímek záchytné vany po čtyřleté

expozici ve venkovním prostředí ❚ Fig. 6 Area-wide re-profiling

of walls of the arresting reservoir, after four year exposure to exterior

environment

Obr. 7a, b Delaminace celoplošné povrchové reprofilace na stěnách

čistírny odpadních vod ❚ Fig. 7a, b Delamination of area-wide

re-profiling on walls of the sewage treatment plant

4

6

3

5



chové vrstvy podkladního betonu. Následná delaminace se

začne projevovat nejprve lokálně, postupně však obvykle ve-

de k celoplošnému selhání sanačního zásahu.

CELKOVÉ ZÁVĚRY

Mrazuvzdornost betonu je velmi podstatným fyzikálním para-

metrem, který je potřeba zohledňovat nejen při návrhu nových

betonových a železobetonových konstrukcí, ale velmi pečlivě

prověřovat i při sanaci konstrukcí starších. Zkušenosti ukazují,

že zejména v oblasti hydrotechnických staveb jsou provedené

betony většinou zcela nemrazuvzdorné a sanační zásah, reali-

zovaný bez zohlednění této situace, může následně vést k ne-

příjemným poruchám a reklamacím. Hodnocení mrazuvzdor-

nosti betonu musí tedy být při rekonstrukcích a sanacích vět-

šinou nedílnou součástí diagnostických prací.

Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc.

Betonconsult, s. r. o.

tel.: 602 324 116, e-mail: [email protected]

www.dohnalek.org

Literatura:[1] Powers T. C.: A Working Hypothesis for Further Studies of Frost

Resistance of Concrete. Journal of the American Concrete Institute 16 (1945) No. 4, S. 245–272

[2] Fagerlund G.: The Critical Degree of Saturation Method Assessing the Freeze-Thaw Resistance of Concrete. Materials and Structures 10 (1977), s. 217–229

[3] Setzer M. J.: Einfluß des Wassergehalts auf die Eigenschaften des erhärteten Betons. Schriftenreihe Deutscher Ausschuß für Stahlbeton, H. 280, s. 43–117, Ernst & Sohn, Berlin 1977

[4] Stark J., Wicht B.: Dauerhaftigkeit von Beton. Schriften der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen, H. 100., F.A. Finger-Institut, Weimar 1995

[5] Grübl P.: Über die Rolle des Eises im Gefüge zementgebundener Baustoffe, beton 31 (1981) H. 2, s. 54–58

[6] Fagerlund G.: Determination of Pore-Size Distribution From Freezing-Point Depression. Materials and Structures 7 (1973), s. 215-224

[7] Werse H.-P.: Prüfung des Frost-Tausalzwiderstandes des Betons von Brückenkappen. Betonwerk + Fertigteil-Technik (1976) H. 1, s. 24–28 sowie H.2, s. 93–96

[8] Stockhausen N., Dorner H., Zach B., Setzer M. J.: Unter suchun-gen von Gefriervorgängen in Zementstein mit Hilfe der DTA. Cement and Concrete Research (1979) Vol. 9, s. 783–794

[9] Blümel O., Springenschmid, R.: Grundlagen und Praxis der Herstellung und Überwachung von Luftporenbeton. Zement und Beton (1969) H. 47, s. 19–25

[10] Walz K., Springenschmid R.: Betonstraßen und Tausalzeinwirkung. Beton 12 (1962) H. 11, s. 507–512

[11] Würth E.: Beanspruchung des Betons bei Tausalzanwendung. Betonwerk + Fertigteil Technik (1977) H. 11, s. 542–548

[12] Harnik A. B., Rösli A.: Temperaturschock beim Auftauen von ver-eistem Beton mit Tausalz. Schweizerische Bauzeitung 93 (1975) H. 46, s. 735–739

[13] Wilk W., Dobrolubov G.: Temperaturschock und Eigenspannung in Beton unter Frost-Tausalzeinwirkung. Betonstraßen (1982) Nr. 129, s. 2–16

7a 7b

DECORATIVE & INNOVATIVE USE OF CONCRETEGraham F. True

V protikladu s široce rozšířeným přesvědčením, že beton je šedivý a nudný, představuje nová kni-ha z vydavatelství Whittles Publishing dlouhou řa-du příkladů použití betonu v nosných konstruk-cích ale také jako designového materiálu, kdy je jeho užití skutečně inovativní (HSC, UHSC, CSCC, LWC ad), zajímavé a atraktivní.

V historickém přehledu je vybráno nejen něko-lik ikonických staveb světově známých architektů (A. Perret, F. L. Wright, R. Schindler, Le Corbusier, B. Lubetkin, O. Arup, P. L. Nervi, O. Niemeyer ad.), ale čtenář je seznamován i s jejich méně známý-mi díly, která si však také zaslouží jeho pozornost. Na površích betonových staveb jsou ukázány růz-né techniky a postupy, které jsou užívány k dosa-žení požadované struktury materiálu a barvy, nebo pro formování či změnu vzhledu povrchu betonu dle nových požadavků uživatele stavby.

Kniha demonstruje pozoruhodný potenciál beto-nu ať už v popsaných technikách barvení a úprav betonových ploch nebo v nekonečných variacích kombinací architektonického návrhu s dobrým in-ženýrským a technologickým projektem a pečlivou realizací stavby (A. Hernandez, L. Snozzi, M. Botta, E. Ushida, S. Calatrava, T. Ando, Z. Hadid ad.). Ve všech představených příkladech je beton no-sitelem architektonického a výtvarného výrazu vy-tvořeného v kontextu působení místa stavby.

V závěru knihy je uvedena rozsáhlá Bibliografie a užitečný Index.

Vydalo Whittles Publishing 2012

www.whittlespublishing.com

ISBN: 978-1904445-48-7

308 stran, tuhá vazba, 175 x 246 mm

POUŽITÍ STRUNOVÝCH TENZOMETRŮ PRO ZATĚŽOVACÍ

ZKOUŠKY MOSTŮ ❚ USAGE OF STRAIN GAUGES FOR

LOADING TESTS OF BRIDGES



Miloš Zich, Jan Koláček, Petr Daněk

V loňském 4. čísle časopisu Beton TKS [1] byla představena koncepce

dlouhodobého sledování tří mostů na dálnici D47 Ostrava Hrušov–

–Bohumín. V navazujícím příspěvku jsou prezentovány hodnoty poměr-

ného přetvoření betonu naměřené během zatěžovacích zkoušek mostů.

Je uvedeno srovnání naměřených a vypočtených hodnot. ❚ This paper

follows the paper published in the fourth volume of this journal last year

[1], where the concept of a long-term monitoring of three bridges on the

highway D47 Ostrava Hrušov–Bohumín was described. Now we present

the values of concrete strains measured during the loading tests of those

bridges. Measured and calculated values are compared.

V článku [1] byla uvedena celková koncepce sledování

mostních konstrukcí postavených na dálnici D47 v letech

2004 až 2007. Jednalo se o sledování následujících kon-

strukcí:

• Most s označením SO201 přes řeku Odru a Antošovic-

ká jezera (spojitý monolitický dvojkomorový nosník výšky

2,2 m o čtrnácti polích 24,5 + 2 x 33 + 36 + 105 + 56,6 +

39,4 + 6 x 39 + 27,5 m s hlavními poli zavěšenými na oce-

lobetonovém pylonu [2]).

• Most SO233 přes řeku Ostravici (spojitý nosník o čtyřech

polích 66,7 + 100,3 + 70 + 54 m s nosnou konstrukcí tvo-

řící ocelové koryto proměnné výšky 2,2 až 4,5 m spřaže-

né s příčně předepnutou mostovkou, v podélném směru je

nosník předepnut volnými kabely [3]).

• Most SO202 přes řeku Odru (spřažený ocelo-betonový

trámový most o pěti polích 40 + 50,5 + 84,5 + 50,5 + 40 m

s horní příčně předpjatou mostovkou [4]).

Projekt a realizace sledování byla prováděna Ústavem be-

tonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně ve spolu-

práci s projektantem mostů firmou Stráský, Hustý a partne-

ři, s. r. o., Brno a dodavateli jednotlivých staveb.

V rámci sledování byly v průběhu výstavby mostů zabeto-

novány do průřezů strunové tenzometry TES/5.5/T od firmy

Gage Technique. Popis umístění tenzometrů je blíže uveden

v [1] a [5]. Tenzometry jsou využívány nejen pro dlouhodo-

bé sledování, ale byly vždy využity i pro sledování namáhá-

ní konstrukce během statických zatěžovacích zkoušek. Tato

měření sloužila jako doplňková k měření deformací (většinou

průhybů) mostů. U tenzometrů jsou zabudovaná i teplotní

odporová čidla. Bylo tak možné velmi dobře sledovat změny

teploty betonu během provádění zkoušky a z toho případ-

ně stanovit jejich vliv na namáhání mostu. Výsledky a zku-

šenosti získané měřením strunovými tenzometry během za-

těžovacích zkoušek jsou pro jednotlivé mosty uváděny dále.

MOST PŘES ODRU A ANTOŠOVICKÁ JEZERA

Statická zatěžovací zkouška mostu probíhala ve dvou dnech.

Dne 27. října 2007 proběhla zkouška zavěšené části mostu

(ZS4 a ZS5). V zatěžovacím stavu ZS4 bylo použito čtrnáct

vozidel Tatra o váze 25 t. Vozidla byla umístěna v hlavním po-

li o rozpětí 105 m, symetricky po sedmi na levém i pravém

mostě (obr. 1). V zatěžovacím stavu ZS5 bylo použito dva-

náct vozidel Tatra umístěných jen na levém mostě hlavního

pole (obr. 2). Následující den se uskutečnila zkouška estakád-

ní část mostu (ZS1, ZS2, ZS3). V zatěžovacím stavu ZS1 by-

lo použito šest vozidel symetricky umístěných v 9. poli pravé-

ho mostu. V ZS3 bylo použito šest vozidel symetricky umístě-

ných v 3. poli levého mostu a v ZS2 šest vozidel nesymetricky

umístěné v 9. poli pravého mostu. Vlastní průběh zatěžovací

zkoušky, rozmístění vozidel na mostě, stanovení jejich hmot-

nosti, sledování průhybů nosné konstrukce mostu, výchylky

pylonu apod. navrhla a případně i prováděla firma Pontex [6].

Měření poměrného přetvoření (FAST VUT v Brně) při za-

těžování hlavního pole mostu probíhalo pomocí čtyř zázna-

mových ústředen DataTaker. Dvě ústředny byly zapojeny

kontinuálně (řezy A a B levého mostu) s intervalem zázna-

mu jedné minuty. Další dvě sloužily pro sběr okamžitých dat

z ostatních měřických řezů (vždy před nájezdem, po nájez-

du, ustálení deformací a odjetí vozidel). Měření v řezech E,

F v 9. poli estakádní části proběhlo pomocí průběžného zá-

znamu dvou ústředen.

Z množství naměřených dat je v rámci tohoto článku uve-

den časový průběh poměrného přetvoření betonu v nejví-

ce namáhaném řezu B levého mostu. Obr. 3 dokumentuje

změnu přetvoření v průběhu zkoušky od dvou zatěžovacích

stavů (symetrický na levém i pravém mostě a nesymetrický

s vozidly pouze na levém mostě). Je patrný postupný nájezd

vozidel, ustálení zatížení a jejich odjezd. Zřejmá je i nižší na-

měřená hodnota přetvoření u nesymetrického stavu.

Hodnoty „okamžitých“ změn poměrného přetvoření v příč-

ných řezech A a B jsou zakresleny v obr. 4 až 7 černě pl-

1 2



ně. Hodnoty poměrného přetvoření v hlavním poli mostu by-

ly vyhodnoceny ve spolupráci s projektantem mostu firmou

Stráský, Hustý a partneři Brno. Do obr. 4 až 7 je červeně do-

plněno porovnání s průběhem poměrného přetvoření, které

bylo stanoveno pomocí deskostěnového výpočetního mo-

delu (obr. 8). Z hodnot změn přetvoření je též možné usuzo-

vat na změny napjatosti v betonu.

Výsledky

Porovnáním výsledků výpočtu a provedeného měření by-

lo možno konstatovat, že konstrukce prokázala větší tuhost

statického systému (cca o 15 %), než bylo uvažováno ve vý-

počtovém modelu projektanta. To bylo ve shodě s naměře-

nými deformacemi mostu [6].

Výsledky statického modelu ukazují na rovnoměrnější roz-

dělení napětí (přetvoření) v horní desce oproti reálně změ-

řeným. V řezu A (u podpěry 5) je patrný větší rozdíl naměře-

ných a vypočtených hodnot ve spodní desce. To je způso-

beno nepřesností modelování zesílené spodní desky pomo-

cí deskostěnových prvků v blízkosti příčníků.

Trvalé změny hodnot poměrného přetvoření po provede-

ní zatěžovací zkoušky jsou velmi malé (okolo 1 až 2 μm/m);

na hranici přesnosti měření strunovými tenzometry.

Hodnoty přetvoření celkově ukazují na správnost výpočto-

vých předpokladů zatěžovací zkoušky s tím, že se konstruk-

ce při zatěžovací zkoušce chovala v souladu s předpokla-

dy projektu [2].

Všechny hodnoty přetvoření ukazují staticky předpoklá-

daný průběh přetvoření (napětí). To je důležitý závěr i z hle-

diska dlouhodobého sledování. Byla tak ověřena funkčnost

tenzometrů pro okamžitá zatížení a je tedy předpoklad jejich

správné funkce i pro dlouhodobá měření.

Obr. 1 ZS4 symetrické zatížení – zavěšená část mostu ❚ Fig. 1 LC4 symmetrical load – cable-stayed part of the bridge

Obr. 2 ZS5 nesymetrické zatížení levého mostu – zavěšená část mostu

❚ Fig. 2 LC5 unsymmetrical load of the left bridge – cable-stayed part

of the bridge

Obr. 3 Průběh poměrného přetvoření betonu v čase – řezu B, levý most

❚ Fig. 3 Time course of concrete strain – section B, the left bridge

Obr. 4 Poměrná přetvoření betonu [μm/m] – řez A, ZS4 ❚ Fig. 4 Concrete strain [μm/m] – section A, LC4

Obr. 5 Poměrná přetvoření betonu [μm/m] – řez B, ZS4

❚ Fig. 5 Concrete strain [μm/m] – section B, LC4

Obr. 6 Poměrná přetvoření betonu [μm/m] – řez A, ZS5 ❚ Fig. 6 Concrete strain [μm/m] – section A, LC5

Obr. 7 Poměrná přetvoření betonu [μm/m] – řez B, ZS5

❚ Fig. 7 Concrete strain [μm/m] – section B, LC5

Obr. 8 Výpočtový model ❚ Fig. 8 Analysis model

ý stav

ý

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12

BL1BL2BL3BL4BL5BL6BL7BL8

4.ZS - symetrick 5.ZS - nesymetrick

čas [h]

po

měrn

é p

řetv

oře

ní [μ

m/m

]

3

8

4

5

6

7



MOST PŘES OSTRAVICI

Dne 6. září 2007 se uskutečnilo měření poměrného přetvoře-

ní betonu během statické zatěžovací zkoušky pravého mos-

tu. Měření poměrného přetvoření betonu byla prováděna ja-

ko doprovodná měření k měření průhybů mostu, které s ce-

lou zkouškou zajišťovala firma Inset. Měření bylo realizováno

pro zatěžovací stav ZS1, tj. pro symetrické postavení vozi-

del (9 x 25 t – tři řady vozidel Tatra po třech) vyvozující maxi-

mální ohybový moment v hlavním poli mostu (obr. 9). V prů-

běhu měření bylo sledováno přetvoření betonu hlavního po-

le mostu v horní a dolní desce řezu B (u podpory) a v horní

desce řezu A (v poli).

Průběh poměrného přetvoření betonu na jednotlivých či-

dlech je uveden na obr. 10 až 11. V grafech je zřetelný po-

čátek měření, bohužel již na zatíženém mostě (zhotovitel

zkoušky nerespektoval požadavky na současný začátek

měření strunovými tenzometry), jeho odtížení (stanovení vý-

chozího stavu), opětovné najetí vozidel, ustálení (cca 30 min)

a následné odtížení mostu.

K vyhodnocení chování byl použit prutový výpočtový mo-

del mostu [3]. Z výpočtového modelu byly stanoveny vnitřní

síly v místě měřických řezů. Ze stanovených vnitřních sil byl

pro jednotlivá čidla proveden výpočet okamžité změny po-

měrného přetvoření. V obr. 12 a 13 je v příčném směru mos-

tu provedeno srovnání naměřených a vypočtených změn

poměrného přetvoření.

Výsledky ukazují na velmi dobrou shodu měření a výpo-

čtu, zejména na čidlech u podpory v horní desce (obr. 13).

Nerovnoměrnost v dolní desce je způsobena prostorovým

namáháním v místě ložiska. V poli (obr. 12) je v horní des-

ce naměřená nerovnoměrnost způsobená lokálním rozno-

sem osamělých sil od kol jednotlivých vozidel. Roznos ne-

ní pochopitelně v prutovém modelu vystihnut. Lomený prů-

běh červené čáry (výpočet) po šířce desek je dán rozdílnou

Obr. 9 Postavení vozidel v podélném směru

mostu ❚ Fig. 9 Positioning of trucks in the

longitudinal direction of the bridge

Obr. 10 Průběh poměrného přetvoření betonu v čase –

řez A, střed pole ❚ Fig. 10 Time course of concrete

strain – section A, mid of span

Obr. 11 Průběh poměrného přetvoření betonu v čase-

řez B, podpora ❚ Fig. 11 Time course of concrete

strain – section B, support

Obr. 12 Průběh poměrného přetvoření betonu [μm/m]

– řez A, střed pole ❚ Fig. 12 Concrete strain [μm/m]

– section A, mid of span

Obr. 13 Průběh poměrného přetvoření betonu [μm/m]

– řez B, podpora ❚ Fig. 13 Concrete strain [μm/m] –

section B, support

etí

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10,0

16:19 16:48 17:16 17:45 18:14 18:43 19:12

A1

A2

A3

A4

A5

Odjetí vozidelOdj vozidel

Najetí

čas [h]

po

měrn

é p

řetv

oře

ní [μ

m/m

]

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

17:16 17:31 17:45 18:00 18:14 18:28 18:43 18:57

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

Najetí vozidel

Odjetí vozidel

Horní deska

Dolní deska

čas [h]

po

měrn

é p

řetv

oře

ní [

μm

/m]

9

10 11

12

13



výškovou úrovní jednotlivých čidel vzhledem k těžišti průře-

zu. Přesnější výsledky by mohly být získány např. pomocí

deskostěnového modelu.

Uskutečnění měření tenzometry během zatěžovací zkouš-

ky umožnilo ověřit roznos zatížení do průřezu. Zejména

v horní desce v řezu B, kde se neprojevují lokální účinky za-

tížení vozidel, ani není měření ovlivněno lokálními porucha-

mi okolo ložiska, se zatížení rozneslo do desky rovnoměrně

po celé šířce. Ukázala se tak dobrá přesnost prutového mo-

delu, která postačovala pro ověření napjatosti mostu v roz-

hodujících řezech.

MOST PŘES ODRU

Dne 25. října 2007 se uskutečnila zatěžovací zkouška levé-

ho mostu ve třech zatěžovacích stavech: ZS1 pro vyvození

extrémního kladného momentu v hlavním poli mostu pomo-

cí 3 x čtyř vozidel Tatra (obr. 14), ZS2 pro vyvození extrém-

ního krouticího momentu s 2 x pěti vozidly na vnější straně

vozovky (obr. 15) a ZS3 vyvozující extrémní záporný moment

nad podporou P3 (2 x dvě + 2 x dvě vozidla umístěná nad

podporou vzdálenější od měřických řezů). Pro všechny stavy

bylo provedeno měření poměrného přetvoření betonu v hor-

ní i spodní desce (řez A) u podpory a v horní desce v po-

li (řez B), [1].

Průběh změny poměrného přetvoření od zatížení vozidly

při zatěžovací zkoušce v čase je uveden pro horní desku

na obr. 16 a pro dolní desku na obr. 17. U ZS1 je horní des-

ka v místě měřického řezu tažená a dolní tlačená. V horní

desce (obr. 16) je zřejmé, že všechna čidla po najetí vozidel

ukazují tahové přírůstky, u čidla AL2 a AL3 od určité úrov-

ně namáhání tah (cca 20 μm/m) přestane růst, průběh pře-

tvoření se otočí (na nulové hodnoty a mírně do tlaku). To si

lze vysvětlit vznikem trhliny v betonu v místě obou tenzome-

trů a následným přerozdělením vnitřních sil. Po odjetí vozidel

se již hodnoty přetvoření na čidlech A2 a A3 nevrátily na pů-

vodní hodnotu. Zůstala na nich naměřená trvalá deformace.

Obr. 14 Sestava aut – 1. zatěžovací stav pro extrémní kladný podélný

moment (3 x 4 vozidel) ❚ Fig. 14 Location of trucks – 1st loading

case for the extreme positive longitudinal moment (3 x 4 trucks)

Obr. 15 Sestava aut – 2. zatěžovací stav pro kroucení (2 x 5 vozidel)

❚ Fig. 15 Location of trucks – 2nd loading case for the torsion

(2 x 5 trucks)

Obr. 16 Průběh změny poměrného přetvoření betonu – čidla v horní

desce ❚ Fig. 16 Development of concrete strain – gauges in the top

slab

Obr. 17 Průběh změny poměrného přetvoření betonu – čidla v dolní

desce ❚ Fig. 17 Development of concrete strain – gauge in the

bottom slab

Obr. 18 Pohled zespodu na horní desku v místě podpory, zvýrazněná

příčná trhlina v desce ❚ Fig. 18 Bottom view on the top slab in the

position of support, highlighted transverse crack in the slab

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

13:12 14:24 15:36 16:48 18:00 19:12

AL1

AL2

AL3

1.ZS

2.ZS

3.ZS

nájezd vozidel

odjezd

čas [h]

po

měrn

é p

řetv

oře

ní [μ

m/m

]

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8

čas [h]

po

měrn

é p

řetv

oře

ní [μ

m/m

]

AL6AL7AL8

1.ZS

odjezd

nájezd vozidel

2.ZS 3.ZS

16

14

17 18

15



Na obr. 18 jsou dokumentovány příčné trhliny v horní desce.

Jedná se o pohled na spodní povrch desky. Trhliny se vy-

skytují pravidelně ve vzdálenosti cca po 300 mm. V podél-

ném směru se jedná o železobetonovou desku (tedy bez tla-

kových rezerv od předpětí), vznik trhlin je tak možné vysvět-

lit překročením tahové pevnosti betonu. S tím bylo pochopi-

telně již uvažováno v projektu stavby.

Zbývající zatěžovací stavy vykazují logicky hodnoty přetvo-

ření menší. Pochopitelně se objevuje otázka, nakolik je to-

to měření po vzniku trhlin v horní desce důvěryhodné. Trh-

liny zcela jasně výsledky měření ovlivní. Hodnota přetvoře-

ní v horní desce se u žádného stavu nikdy po odjetí vozidel

nevrátila na hodnotu před najetím vozidel. Kromě vlivu vzni-

ku trhlin je to částečně možno přisoudit i změně teploty bě-

hem zatěžovací zkoušky. Bylo slunečno, zatěžovací zkouš-

ka probíhala relativně dlouho, teplota v horní desce se zved-

la za dobu trvání zkoušky o 3,5 °C.

Poměrná přetvoření v dolní desce by dle předpokladů

z prutového výpočtového modelu měla být od všech zatě-

žovacích stavů tlaková. Čidla AL6 a AL8 tlakové namáhání

skutečně vykazují (obr. 16). U druhého stavu (nesymetrické

postavení vozidel blíže k vnějšímu nosníku) je čidlo AL6 i lo-

gicky namáhané více než AL8. Čidlo AL7 ale ukazuje taho-

vé namáhání, byť relativně malé. Je umístěno uprostřed dol-

ní desky a relativně blízko vykrojení spodní desky, a tak tyto

průběhy lze vysvětlit prostorovým roznosem zatížení v dol-

ní desce.

Po provedení zatěžovací zkoušky lze konstatovat, že na-

měřené hodnoty u podpory v horní desce jsou výrazně

ovlivněny vznikem trhlin a jejich srovnání s běžnými pro-

jekčními výpočtovými modely obtížné. Pro vyšetřování např.

dlouhodobých účinků je proto možné brát v úvahu jen čidla

ve spodní desce (AL6 a AL8 sledující tlakové namáháním

od dlouhodobého zatížení).

ZÁVĚR

Provedená měření pomocí zabetonovaných strunových

tenzometrů během zatěžovacích zkoušek mostů ukázala

u dvou sledovaných mostů na dobrou shodu naměřených

a vypočtených hodnot poměrného přetvoření betonu. Potvr-

dil se i soulad měření strunovými tenzometry a měření prů-

hybů mostu. U třetího mostu se rozumná shoda přetvoření

prokázat nepodařila, i když most bezpečně vyhověl stanove-

ným kritériím pro průhyb mostu.

Bylo ověřeno, že výpočty mohou být v uspokojivém soula-

du s měřením za předpokladu, že v konstrukci nevznikají vý-

znamné tahové trhliny. Vzniknou-li trhliny, je srovnání výpo-

čtů a měření poměrného přetvoření značně obtížné.

U měření poměrného přetvoření betonu strunovými tenzo-

metry není možné očekávat shodu naměřených a vypočte-

ných hodnot v řádu jednotek procent. Jsou-li rozdíly v řá-

du desítek procent, je možné to považovat za velmi dobrou

shodu. Měření je totiž ovlivněno řadou chyb, zejména v ob-

lasti teplotní kompenzace. Navíc je to měření lokální, kde

se sčítají vlivy jak příčného směru, tak podélného. Srovnání

hodnot je ovlivněno i výstižností použitého výpočtového mo-

delu (prutový, deskostěnový, brickový apod.).

Provádění měření pomocí tenzometrů při zatěžovací zkouš-

ce je důležité i z hlediska věrohodnosti dlouhodobého mě-

ření. Ověřuje se tím zároveň i funkčnost tenzometrů. Nelze-li

totiž jednoznačně vysvětlit naměřené hodnoty od jasně de-

finovaného okamžitého zatížení, nelze pak vysvětlit ani mě-

ření dlouhodobá.

Ukázalo se, že pro vystižení sledování chování železobe-

tonové mostovky (s předpokládaným vznikem trhlin) bylo lé-

pe použít tenzometry s delší základnou, např. optovláknové,

nebo umístit tenzometry na ocelovou část.

Měření strunovými tenzometry při zatěžovacích zkouškách

umožňují ověřit roznos zatížení, je ale vždy nutné chápat je

jako doprovodná měření k měřením průhybů mostů.

U zatěžovacích zkoušek je třeba důsledně sledovat změ-

nu teploty samotné konstrukce, nestačí jen sledovat změ-

nu teploty vzduchu. Případná nerovnoměrná změna tep-

loty konstrukce má nemalý vliv na chování mostu a ovlivní

tak negativně výsledky měření.

Výsledky průběhů přetvoření od zatěžovací zkoušky uka-

zují na možnou chybu měření v důsledku dopravy na mos-

tě, neboť pro dlouhodobá měření tenzometry se často nedá

při vlastním provádění měření plně vyloučit na mostě provoz.

Poděkování:

Autoři děkují za podporu sledování mostů Ředitelství silnic a dálnic.

Prezentované výsledky byly dále získány za finanční podpory z prostředků

státního rozpočtu prostřednictvím MPO ČR v rámci projektu FI-IM5/128

„Progresivní konstrukce z vysokohodnotného betonu“ a za finančního

přispění MŠMT ČR, projekt 1M0579, v rámci činnosti výzkumného centra

CIDEAS.

Ing. Miloš Zich, Ph.D.

tel.: 541 147 860, e-mail [email protected]

Ing. Jan Koláček


oba: FAST VUT v Brně

Ústav betonových a zděných konstrukcí


Ing. Petr Daněk, Ph.D.

FAST VUT v Brně

Ústav stavebního zkušebnictví



Literatura:

[1] Zich M.: Koncepce dlouhodobého sledování mostů na dálnici

D47, Beton TKS 4/2011, str. 80–86, ISSN 1213-3116

[2] Konečný L., Novák R., Romportl T., Stráský J.: Projekt zavěše-

ného mostu přes řeku Odru, sborník konference Mosty 2007,

Brno 2007

[3] Stráský J., Hustý I., Choleva J.: Composite Bridges of the

Freewary D47 and D1, Stucture concrete in Czech Republic

2002–2005, 2nd fib Congress, Naples 2006

[4] Stráský J., Smejkal D., Pachl R., Vítek T.: Most přes Odru

na stavbě dálnice D47091/2, sborník konference Betonářské

dny 2006, ISBN 80-903807-2-7, Hradec Králové

[5] Zich M.: Projekty sledování jejich realizace a analýza dlouhodo-

bého chování betonových konstrukcí, habilitační práce,

FAST VUT v Brně, 2011

[6] Komanec P., Zich M.: Zatěžovací zkoušky zavěšených mostních

konstrukcí, sborník konference Mosty 2008, str. 211–218, Brno,

ISBN 978-80-86604-35-0

ÚČINKY KORÓZIE VÝSTUŽE NA SPOĽAHLIVOSŤ BETÓNOVÝCH

KONŠTRUKCIÍ ❚ EFFECT OF REINFORCEMENT CORROSION

ON RELIABILITY OF CONCRETE STRUCTURES



Juraj Bilčík, Ivan Hollý

V príspevku sa životnosť modeluje ako pasívne, resp. aktívne štádium

korózie výstuže a rozlišujú sa poruchy z hľadiska medzných stavov

používateľnosti a únosnosti. Uvádzajú sa rovnice na stanovenie pravde-

podobnosti karbonatáciou betónu iniciovanej depasivácie výstuže a roz-

voja trhlín v dôsledku jej korózie. V priebehu korózie sa prejavujú ďalšie

poruchy, ako plošné alebo lokálne zmenšenie prierezovej plochy výstuže,

odpadávanie krycej vrstvy a redukcia súdržnosti. ❚ In the paper the

service life is modelled as the initiation and propagation of reinforcement

corrosion; serviceability and structural failures are distinguished. The

equations of probability of failure for carbonation and crack opening due

to reinforcement corrosion are presented. The major failures generated by

the corrosion process are general or local reduction of cross-sectional area

of reinforcement, spalling of cover layer and reduction of bond strength.

Navrhovanie betónových stavieb sa sústreďuje predovšet-

kým na účinky priameho zaťaženia pre odolnosť a používa-

teľnosť konštrukcií. V súvislosti s používaním nových tech-

nológií (napr. biele vane), požiadavkami na predĺženie život-

nosti a zvýšenou agresívnosťou prostredia sa v posledných

rokoch stále častejšie zohľadňujú aj účinky nepriameho, mi-

moriadneho a environmentálneho zaťaženia. Dlhodobý úči-

nok environmentálneho zaťaženia (fyzikálne, chemické a bio-

logické účinky prostredia) spôsobuje degradáciu betónu

a výstuže. Navrhovanie na medzné stavy trvanlivosti podľa

STN ISO 13823 [1] vyžaduje realistické a dostatočne presne

definované environmentálne zaťaženia, materiálové vlastnos-

ti a degradačné modely. Takýto holistický prístup k navrho-

vaniu a hodnoteniu betónových konštrukcií je vhodné po-

užiť predovšetkým na zvlášť významné stavby infraštruktú-

ry, nakoľko sa väčšinou jedná o železobetónové konštruk-

cie so zvýšenou životnosťou a veľkým pomerom medzi plo-

chou vystavenou obklopujúcemu prostrediu a prierezovými

rozmermi.

Jednou z dominantných príčin straty spoľahlivosti betóno-

vých konštrukcií je korózia výstuže, ktorá vyvoláva poruchy

spojené s medznými stavmi používateľnosti (MSP) a v ďal-

šom priebehu aj medznými stavmi únosnosti (MSÚ). Napriek

skutočnosti, že sa problematike manažérstva, prognózova-

nia a hodnotenia betónových konštrukcií venovali viaceré

európske vedecké projekty, napr. DuraCrete [2], LIFECON

[3], chýbajú všeobecne akceptované pravdepodobnost-

né modely degradácie pre aktívne štádium korózie výstuže

a postupy na stanovenie zostatkovej životnosti.

Eurokódy zabezpečujú trvanlivosť na základe normatívne-

ho návrhu (prescriptive design). V EC 2 [4] účinky environ-

mentálneho zaťaženia predstavujú stupne agresívnosti pro-

stredia a odolnosť konštrukcie zaisťujú konštrukčné a tech-

nologické opatrenia. Takúto zjednodušenú koncepciu zod-

povedajúcu strednej hodnote návrhovej životnosti 50 ro-

kov, nie je možné použiť na modelovanie degradácie, kde

ako zaťaženie, tak aj odolnosť konštrukcie, sú časovo zá-

vislé veličiny s určitým rozptylom. Technologické požiadav-

ky uvedené v EN 206-1 [5] sa zakladajú na skúsenostiach.

Inžiniersky návrh na trvanlivosť, t.j. výpočtové overenie do-

by životnosti sa nepredpokladá. Tak sa môže stať, že návrh

na životnosť 10, resp. 100 rokov je nehospodárny, resp. ne-

vyhovujúci. Ďalším nedostatkom normatívneho návrhu je,

že projektant nepozná pravdepodobnosť, s akou je návrho-

vá hodnota prekročená, alebo podhodnotená a ani mieru

bezpečnosti medzi odolnosťou betónu a účinkami prostre-

dia (ďalej definovaná ako β.σG). Tieto pojmy sa v praxi bežne

nepoužívajú, aj keď STN EN 1990 [6] zaviedla manažérstvo

spoľahlivosti stavieb s využitím pravdepodobnostných me-

tód, zohľadňujúcich náhodný charakter parametrov zaťaže-

nia a odolnosti.

Použitím výkonnostného návrhu (performance based de-

sign) je možné uvedené nedostatky odstrániť. Vzhľadom

na jeho komplexnosť nájde využitie najmä pri stavbách s mi-

moriadnym prevádzkovým alebo národohospodárskym vý-

znamom. Výkonnostný návrh výrazne mení úlohu projek-

tanta, ktorý musí pri návrhu konštrukcie poznať a zohľad-

niť via ceré vlastnosti prostredia a betónu s ich štatistický-

mi parametrami.

Obe uvedené koncepcie na zabezpečenie trvanlivosti

predstavujú z metodického hľadiska extrémne prípady, me-

dzi ktorými nájdu uplatnenie aj iné metódy. V nasledujúcich

rokoch možno predpokladať, že v národných i medzinárod-

ných predpisoch bude normatívny návrh doplnený výkon-

nostnými testami použitých materiálov alebo nahradený me-

tódou globálneho súčiniteľa bezpečnosti [7].

SPOĽAHLIVOSŤ KONŠTRUKCIE

Konštrukciu možno považovať za spo ľahlivú, ak jej odolnosť

( R ) a účinky zaťaženia ( E ) spĺňajú podmienku R ≥ E alebo

ak funkcia medzného stavu G = R – E ≥ 0 (obr. 1). Odolnosť

konštrukcie R a účinky zaťaženia E sú náhodne premenné.

Pri navrhovaní a hodnotení konštrukcií sa musia zohľadniť

náhodnosti a neistoty vstupných parametrov. Na tento účel

sa používajú rôzne pravdepodobnostné metódy. Eurokó-

dy požadujú po celú dobu životnosti stavieb dodržanie po-

žadovanej úrovne spoľahlivosti, v závislosti od tried násled-

kov poruchy (CC1 až CC3), ku ktorým sú priradené triedy

spoľahlivosti (RC1 až RC3). Miera spoľahlivosti sa vyjadruje

pravdepodobnosťou dosiahnutia medzného stavu Pf (prav-

depodobnosť poruchy) alebo indexom spoľahlivosti β. Sme-

rodajná ochylka σG vyjadruje náhodnú premenlivosť funkcie

medzného stavu G. Miera bezpečnosti β.σG je teda závislá

na požadovanej hodnote indexu spoľahlivosti a náhodnej va-

riabilite funkcie medzného stavu [8].

Odporúčané cieľové hodnoty indexu spoľahlivosti β pre

navrhovanie nových konštrukcií sú uvedené v tab. 1.

Miera spoľahlivosti nie je v čase konštantná hodnota.

Na obr. 2 je schematicky znázornené zmenšovanie spoľahli-

vosti (zväčšovanie pravdepodobnosti poruchy) spôsobené

nárastom účinkov zaťaženia E(t) a poklesom odolnosti kon-

štrukcie R(t) počas jej životnosti. Keďže odolnosť aj účin-

ky zaťaženia podliehajú rozptylom, ako to naznačujú krivky

rozdelenia, musia byť ich fyzikálne modely dané pravdepo-

dobnostnou funkciou. S vekom konštrukcie narastajúci prie-

nik oboch kriviek rozdelenia predstavuje zvýšenú pravdepo-

dobnosť poruchy Pf. Keďže Pf je funkciou času, tak aj hod-

nota indexu spoľahlivosti β je závislá od času.



Pravdepodobnosť poruchy Pf má byť menšia ako cieľová

pravdepodobnosť poruchy Ptarget, čo možno zapísať v tvare

Pf(t) = P {R(t) – E(t) < 0} < Ptarget. (1)

Spoľahlivosť existujúcich konštrukcií môže byť nižšia vzhľa-

dom na presnejšie hodnoty vstupných parametrov zaťaže-

nia i odolnosti a vyššie náklady na zvýšenie ich spoľahlivosti,

ako u nových konštrukcií. Pri existujúcich konštrukciách sa

môžu použiť nižšie cieľové úrovne spoľahlivosti, ak sa dajú

zdôvodniť na základe druhu a významu konštrukcie, mož-

ných následkov poruchy a spoločensko-ekonomických kri-

térií (Príloha F ISO 13822 [10]). V tab. 2 sú uvedené navrho-

vané cieľové indexy spoľahlivosti pre existujúce konštrukcie

na špecifikované referenčné doby.

Pokles odolnosti konštrukcie v čase je spôsobený via-

cerými degradačnými procesmi. V ďalšom sa analyzu-

je účinok karbonatáciou betónu iniciovanej korózie výstuže

na spoľahlivosť konštrukcie.

KORÓZIA VÝSTUŽE IN ICIOVANÁ KARBONATÁCIOU

BETÓNU

Proces degradácie betónových konštrukcií koróziou výstu-

že je charakterizovaný rôznymi štádiami porušenia. Poruchy

môžu byť spojené s dosiahnutím niektorého z medzných sta-

vov. Karbonatáciou betónu spôsobená depasivácia výstuže

znamená stav, pri ktorom karbonatácia dosiahne povrch vý-

stuže. Výpočet pravdepodobnosti depasivácie výstuže inicio -

vanú karbonatáciou betónu je založený na rovnici (2), v kto-

rej sa porovnáva hrúbka betónovej krycej vrstvy a s hĺbkou

karbonatácie xc(t) v sledovanom čase t

Pf,i(t) = P{a − xc(t) ≤ 0} ≤ Ptarget . (2)

Plne pravdepodobnostné modely pre karbonatáciou betó-

nu alebo difúziou chloridových iónov iniciovanú koróziu vý-

stuže uvádza Model Code SLD 2006 [11] i Model Code 2010

[9]. V tomto prípade sa nejedná o klasický medzný stav, je-

ho dosiahnutie nevyvolá obmedzenie používateľnosti alebo

únosnosti. Ide o náhradný medzný stav, ktorý predchádza

MSP. Pre takto pomerne konzervatívne definovaný medzný

stav možno pripustiť menšiu mieru spoľahlivosti Pf = od 10-1

až 10-2 (β = 1,28 až 2,32) [9].

Poruchy vyvolané dlhodobými účinkami environmentálne-

ho zaťaženia vo forme: širokých trhlín, odpadnutnia krycej

vrstvy, redukcie kotvenia výstuže alebo veľkej straty prie-

rezovej plochy výstuže, môžu zapríčiniť dosiahnutie MSÚ.

Z hľadiska korózie výstuže možno životnosť betónových

konštrukcií rozdeliť na pasívne a aktívne štádium (obr. 3). Po-

čas pasívneho štádia prenikajú oxid uhličitý CO2, resp. chlo-

ridové ióny Cl¯ smerom k výstuži. Pasívne štádium je ukon-

čené, ak povrch výstuže je depasivovaný karbonatáciou be-

tónu alebo difúziou chloridov.

Aktívne štádium je obdobie, počas ktorého prebieha ko-

rózie výstuže, jeho hlavným parametrom je rýchlosť korózie

Vcorr. Rýchlosť korózie nie je počas aktívneho štádia kon-

štantná. Ako najvýznamnejšie parametre rýchlosti korózie

boli identifikované: odolnosť betónu, galvanické účinky, ob-

sah chloridov a vlhkosť/teplota betónu. Odolnosť betónu je

hlavný parameter ovplyvňujúci rýchlosť korózie depasivova-

nej výstuže, je závislá od zloženia a vlhkosti betónu. Dura-

Crete projekt [2] uvádza pre karbonatáciou betónu iniciova-

nú koróziu výstuže strednú rýchlosť Vcorr hodnotu 0,002 pre

zakryté, resp. 0,005 mm/rok pre nezakryté vonkajšie po-

vrchy betónu. Tieto hodnoty predstavujú pre prút s prie-

merom 8 mm ročne 1 až 2,5% stratu prierezovej plochy. Pre

väčšie priemery prútov sú hodnoty straty adekvátne menšie.

Pri navrhovaní betónových konštrukcií bolo doteraz aktív-

ne štádium väčšinou zanedbávané. Tento postup je opráv-

nený pri rýchlom priebehu korózie, keď aktívne, v porovnaní

Obr. 1 Funkcia medzného stavu G, pravdepodobnosť poruchy

Pf a index spoľahlivosti β ❚ Fig. 1 Limit state function G,

probability of failure Pf and reliability index β

Obr. 2 Vzťah medzi spoľahlivosťou a životnosťou [7] ❚

Fig. 2 Relationship between reliability and service life [7]

Tab. 1 Odporúčané cieľové hodnoty β pre navrhovanie [9] ❚

Tab. 1 Recommended target reliability indices β for to be designed

structures [9]

Trieda

spoľahlivosti

Medzné stavy únosnosti Medzné stavy používateľnosti

Referenčná doba

1 rok 50 rokov 1 rok 50 rokov

RC3 5,1 4,3

RC2 4,7 3,8 3 1,5

RC1 4,1 3,1

Tab. 2 Cieľové indexy spoľahlivosti β na hodnotenie existujúcich

konštrukcií [9] ❚ Tab. 2 Target reliability indices β for verification

of existing structures [9]

Medzné stavy Cieľový index spoľahlivosti β Referenčná doba [roky]

Medzné stavy

používateľnosti1,5 Zvyšková životnosť

Medzné stavy

únosnosti

3,1 až 3,8 50

3,4 až 4,1 15

4,1 až 4,7 1

fE (e)

fR (r) k . E

k .

Rk Ek

fE (e)

fR (r) E

R- odolnos konštrukcie

R E

E- efekt za a enia

R

e, r Pf

. G

G

fG (g)

0

0 G = . G= R - E

Pf

G = R - E

G g

E(t)

R(t)

Pf

as (t)

Úin

ky z

aa

enia

(E),

odol

nos

(R)

1

2



s pasívnym štádiom, je relatívne krátke alebo, ak sa pri hod-

notení konštrukcie netoleruje žiadna forma korózie výstuže.

Keďže na mnohých existujúcich betónových konštrukciách

sa viac alebo menej prejavuje korózia výstuže, treba aktívne

štádium zahrnúť do výpočtu zvyškovej životnosti.

Na obr. 3 sú znázornené poruchy počas aktívneho štádia

korózie výstuže:

• MSP 1: depasivácia výstuže, začiatok korózie výstuže,

• MSP 2: zmenšenie prierezovej plochy výstuže,

• MSP 3: vznik trhlín na povrchu betónu,

• MSÚ 1: výrazné zmenšenie prierezovej plochy výstuže

a súdržnosti,

• MSÚ 2: odpadnutie krycej vrstvy,

• MSÚ 3: prekročenie cieľovej hodnoty pravdepodobnos-

ti poruchy.

VZNIK TRHLÍN V BETÓNE

Používateľnosť a trvanlivosť betónových konštrukcií môže

byť nepriaznivo ovplyvnená prítomnosťou trhlín. Pri ich návr-

hu treba kontrolovať, aby šírka trhlín nedosiahla väčšie hod-

noty, ako pripúšťa EC2 pre dané prostredie.

Počas korózie výstuže vznikajú rôzne korózne produkty,

ktoré v závislosti od hustoty a chemického zloženia majú

4 až 6násobne väčší objem ako pôvodný kov. Zväčšova-

nie objemu má za následok, že na rozhraní medzi betónom

a výstužou narastajú radiálne tlakové napätia σc, ktoré gene-

rujú tangenciálne ťahové napätia σt (obr. 4). Ak sú tieto väč-

šie ako pevnosť betónu v ťahu fct, dochádza k vzniku trhlín

pozdĺž výstuže. Pravdepodobnosť poruchy v dôsledku vzni-

ku trhlín Pf,c(t) spôsobených koróziou výstuže možno vyja-

driť rovnicou:

Pf,c(t) = P {σt(t) ≥ fct } < Plim . (3)

Model Code 2010 [9] uvádza na výpočet pravdepodob-

nosti vzniku trhlín od korózie výstuže vzťah:

Pf,c(t) = P {Δr(R)- Δr(E)(tSL) < 0} < Plim , (4)

kde Δr(R) je nárast polomeru výstuže potrebný na vznik trhlín;

Δr(E)(tSL) nárast polomeru výstuže v dôsledku tvorby koróz-

nych produktov; tSL návrhová životnosť.

Okrem posúdenia vzniku trhlín treba pre medzné stavy po-

užívateľnosti a trvanlivosti urobiť aj kontrolu ich šírky. Prav-

depodobnosť, že šírka trhlín bude väčšia, ako prípustná,

možno podľa [12] vypočítať:

Pf,w(tSL) = P {wcr – wa(tSL) <0} < Plim , (5)

kde wcr je kritická šírka trhlín v betóne a wa aktuálna šírka

trhlín.

Vznik trhlín v smere korodujúcej výstuže bol skúmaný ex-

perimentálne i analyticky [3]. Výsledky preukázali, že vzťah

medzi stratou prierezovej plochy výstuže a vznikom pozdĺž-

nych trhlín závisí od veľkého množstva činiteľov.

ODPADNUTIE BETÓNOVEJ KRYCEJ VRSTVY

V laboratórnych aj terénnych podmienkach boli sledované

činitele, ktoré ovplyvňujú proces odpadávania betónovej kry-

cej vrstvy. Na základe týchto pozorovaní bolo konštatované,

že odpadávanie krycej vrstvy ovplyvňujú najmä [13]:

• výstuž: hrúbka krycej vrstvy, priemer výstuže a vzájomná

vzdialenosť výstuže, poloha výstuže v priereze (rohový prút,

krajný prút,..), spôsob vystuženia a typ výstuže,

• korózia: druh korózie (plošná alebo jamkovitá), aktuálny

korózny úbytok, rýchlosť korózie, dĺžka a plocha korodujú-

cej časti výstuže, typ koróznych produktov,

• expozícia: vlhkosť betónu, teplota (oslnenie), teplotné cyk-

ly, cykly vysúšania a zmáčania, vietor, namáhanie mrazom,

• betón: kvalita betónu (zloženie, pomer w/c, pórový a kapi-

lárny systém), mechanické vlastnosti (pevnosť v ťahu, mo-

dul pružnosti), existencia trhlín,

• iné: vibrácie (napr. od dopravy), vynútené napätie od ob-

jemových zmien.

Obr. 3 Vplyv korózie výstuže na poruchy počas životnosti

konštrukcie ❚ Fig. 3 Effect of reinforcement corrosion on failures

during service life of the structure

Obr. 4 Napätie vyvolané expanznými účinkami koróznych

produktov: σc – radiálne tlakové napätie, σt – tangenciálne ťahové

napätie ❚ Fig. 4 Stresses induced by expansive corrosion products:

σc – radial compressive stress, σt – circumferential tensile stress

Tab. 3 Porovnanie minimálnych koróznych úbytkov na vznik trhlín

a odpadávania krycej vrstvy ❚ Tab. 3 Comparison of the minimum

required corrosion rate for cracking and spalling

Pomer hrúbky krytia

a priemeru výstuže

Potrebný korózny úbytok [mm] na

vznik trhlín odpadnutie krycej vrstvy

0,5 0,006 0,08

1 0,011 0,17

2 0,022 0,33

3 0,033 0,5

Poruchy MSÚ: MSÚ 1 MSÚ 2 MSÚ 3

as Aktívne štádium Pasívne štádium

RH

T

O2 Depasivácia CO2, Cl¯

Poruchy MSP: MSP 1 MSP 2 MSP 3 Ko

rózi

avý

stu

e

ivotnos

ø cx

c

c t

t

cy

cy

ø

3 4



Pre posúdenie rizika odpadávania krycej vrstvy treba

okrem vyššie uvedených činiteľov zohľadniť aj špecific-

ké faktory závislé od konkrétnej konštrukcie. Tab. 3 obsa-

huje porovnanie minimálnych radiálnych prírastkov korózie

na vznik trhlín a odpadnutie betónu. V porovnaní so vzni-

kom trhlín v krycej vrstve, na odpadávanie krycej vrstvy sú

potrebné približne 15krát vyššie korózne úbytky.

Viaceré práce skúmali vplyv geometrických a koróznych pa-

rametrov na riziko odpadnutia betónovej krycej vrstvy. Bolo

zistené, že pokiaľ osová vzdialenosť medzi prútmi s je väč-

šia ako 6násobok priemeru výstuže d, nedochádza k interak-

cii jednotlivých trhlín a odpadávanie betónu prebieha približ-

ne pod uhlom 45°. V prípade, že vzdialenosť medzi prútmi

je menšia ako 6d, trhlina prechádza rovinou výstuží (obr. 5).

STRATA SÚDRŽNOSTI

Súdržnosť je základnou podmienkou pre spolupôsobenie be-

tónu a betonárskej výstuže v železobetónových konštrukciách.

Korózia výstuže, vznik a rozvoj trhlín v betónovej krycej vrst-

ve zmenšujú medzné napätie v súdržnosti. Vplyv korózie vý-

stuže na zmenu súdržnosti bol sledovaný pri skúškach hlad-

kej aj rebierkovej výstuže. Začiatok korózie vedie spočiatku

k miernemu zvýšeniu súdržnosti. Nárastom koróznych pro-

duktov, a s tým spojeným vznikom a rozvojom trhlín, dochá-

dza k výraznému zmenšovaniu súdržnosti (obr. 6). K pokle-

su pod východiskovú hodnotu dochádza až po vzniku vidi-

teľných pozdĺžnych trhlín. Pri hodnotení zvyškovej odolnos-

ti betónových konštrukcií možno preto predpokladať dob-

rú súdržnosť, ak sa na povrchu neprejavili trhliny od korózie

výstuže.

Pre konštrukcie bez priečnej výstuže predstavuje zmenše-

nie súdržnosti väčšie ohrozenie odolnosti, ako strata prie-

rezovej plochy hlavnej výstuže. Po vzniku viditeľných trhlín

môže, v závislosti od stupňa vystuženia priečnou výstužou,

nastať výrazné zmenšenie súdržnosti. Ak pomer plochy

priečnej výstuže k ploche hlavnej výstuže ρtr je v kotevnej

dĺžke vyšší ako 0,25 (minimálna hodnota požadovaná podľa

EC2), možno pevnosť v súdržnosti vypočítať [14]:

fb = 4,75 – 4,64p(t) , (6)

kde p(t) je hĺbka korózie výstuže [mm]. Rovnica dáva hod-

noty súdržnosti pre všetky hodnoty korózneho úbytku, ak sa

zohľadní aktuálna prierezová plocha priečnej výstuže.

STRATA ODOLNOSTI KONŠTRUKCIE

Formálne sa za ukončenie životnosti považuje okamih,

keď konštrukcia nespĺňa požadovanú úroveň spoľahlivos-

ti, vyjadrenú pravdepodobnosťou poruchy Pf alebo indexom

spoľahlivosti β.

Korózia výstuže v betóne prebieha v zásade ako rovno-

merná (plošná) alebo jamkovitá. Plošná korózia je spájaná

s karbonatáciou betónu, jamkovitá s chloridmi iniciovanou

koróziou. Zvyšková (reziduálna) prierezová plocha výstuže

Ares pri plošnej korózií sa vypočíta [3] ako

Ares = A0 – Acorr = π (db – 2p(t))2 /4 , (7)

kde A0 je pôvodná prierezová plocha [mm2]; Acorr strata prie-

rezovej plochy [mm2]; db pôvodný priemer výstuže [mm]

a p(t) hĺbka korózie [mm].

Vplyv straty prierezovej plochy výstuže na odolnosť železo-

betónových prvkov je zrejmá. Menej známa je skutočnosť,

že jamkovitá korózia vyvoláva aj zmenšenie medze klzu,

resp. pevnosti a ťažnosti ocele. Pokles uvedených vlastnos-

tí betonárskej výstuže sa v súčasnosti vyjadruje empirickými

vzťahmi, v závislosti od strát prierezovej plochy. Pre medzu

klzu korodujúcej výstuže fy možno použiť vzorec [3]

fy = (1 – αy Acorr) fy0 , (8)

kde Acorr je strata prierezovej plochy výstuže [%]; Acorr = 0 až

25 %; αy redukčný súčiniteľ [-]; αy = 0,01 až 0,016; fy0 med-

za klzu nekorodujúcej výstuže [MPa].

Ako veľmi redukuje korózia silu vo výstuži, pri napätí

na medzi klzu, možno znázorniť na príklade výstuže s 10%

stratou prierezovej plochy

Fy = 0,9 A0 (1 – 0,015 . 10) fy0 = 0,765 A0 fy0 . (9)

Účinok straty prierezovej plochy na zvyškovú odolnosť sta-

ticky určitých konštrukcií sa zisťuje obvyklými výpočtovými

postupmi, s uvážením zmenšenej prierezovej plochy výstuže

a medze klzu. Ak sa pri návrhu staticky neurčitej konštrukcie

počíta aj s plastickými deformáciami, pokles ťažnosti koro-

dujúcej výstuže obmedzí redistribúciu momentov v plastic-

kom kĺbe. Podobne treba redukovať aj medzu klzu hlavnej

výstuže v tlačených prvkoch, ak pre stratu prierezovej plochy

alebo odpadnutie krycej vrstvy, strmienky prestanú účin -

ne brániť ich vybočenie.

ZÁVERY

V minulosti často zanedbávané dlhodobé účinky environ-

mentálneho zaťaženia majú významný vplyv na spoľahlivo-

sť betónových konštrukcií, najmä na inžinierske konštrukcie

Obr. 5 Geometrické parametre ovplyvňujúce odpadnutie krycej

vrstvy [13] ❚ Fig. 5 Geometric parameters affecting the spalling

of concrete cover [13]

Obr. 6 Schematické znázornenie vplyvu korózie výstuže

na súdržnosť [14] ❚ Fig. 6 Schematic illustration of bond strength

variation with reinforcement corrosion [14]

c - krytie s - vzdial medzi prútmi b - šírka tr y

d - priemer D - š p j

krycej vr tvy

s1

c

s2

d d

D b

100%

Súd

K rózia

Vz i ych trhlí

5 6



s predĺženou životnosťou a/alebo vystavené vlhkému obklo-

pujúcemu prostrediu. Kým pre karbonatáciou betónu a di-

fúziou chloridov iniciovanú depasiváciu výstuže sú známe

všeobecne akceptované plne pravdepodobnostné mode-

ly, tak pre aktívne štádium sú k dispozícií iba deterministic-

ké modely degradácie. Rozptyl vlastností betónu a ich reak-

cie na environmentálne zaťaženia si vyžadujú aj pre aktívne

štádium pravdepodobnostné modely. Pravdepodobnostné

metódy a modely sa budú v budúcnosti vo zvýšenej miere

uplatňovať pri navrhovaní i hodnotení betónových konštruk-

cií. Táto problematika bude aj v nasledujúcich rokoch v cen-

tre pozornosti výskumu, ale z hľadiska dlhodobého rozvoja

betónových konštrukcií je aktuálna aj pre projektantov.

Príspevok vznikol za podpory výskumného projektu VEGA č.1/0784/12

„Holistické navrhovanie a overovanie betónových konštrukcií“.

Prof. Ing. Juraj Bilčík, PhD.


tel.: +421 259 274 546

Ing. Ivan Hollý


tel.: +421 259 274 295

oba: Katedra betónových konštrukcií a mostov

Stavebná fakulta STU Bratislava

Radlinského 11, 813 68 Bratislava

MEZIVÁLEČNÉ GARÁŽE V ČECHÁCHPetr Vorlík

„Automobil změnil svět. Prvoplá-

nované konstatování, ale ve své

prostotě pravdivé. Změnil poje-

tí času, prostoru, osobní svobo-

dy. Akceleroval globalizaci i prů-

myslovou revoluci. Vtiskl nesma-

zatelnou stopu do struktury měst

a krajiny. A zásadně ovlivnil i vý-

chodiska moderní architektury…

Kniha si klade za cíl odhalit nad-

časové styčné plochy životního

stylu, technologie a stavební kul-

tury, detailněji zmapovat histo-

rii prvopočátků garážování v Čechách, a především uchopit dosud

neprávem opomíjené a podceňované téma jako významný civili-

zační fenomén, pádnou výpověď o ambicích doby, společnosti, ale

i nově se rodící „automobilové“ kultury.“

Tolik ukázka z předmluvy ke knize Petra Vorlíka Meziválečné garáže

v Čechách s podtitulem Zrod nového typologického druhu a proměny

stavební kultury, kterou vydalo Výzkumné centrum průmyslového

dědictví a Fakulta architektury ČVUT v Praze v roce 2011.

Kniha podrobně mapuje vznik a vývoj automobilismu a jeho otisk

v osnově osídlení, především pak parkování a garážování automobilů.

To je velice přehledně rozdělené na jednotlivé kapitoly, které se věnují

parkování v improvizovaných, dočasných a přenosných garážích, izo-

lovaných rodinných domech, nájemních obytných domech v měst-

ské zástavbě, polyfunkčních palácích, administrativních a veřejných

budovách, hotelích a nájemných hromadných garážích. Kapitola Ga-

ráže v literatuře a tisku je důležitou součástí pro uchopení dynami-

ky prosazování garáží v našem prostředí. Mimořádně zajímavý do-

klad vývoje v oblasti garážní i automobilové techniky představuje ka-

pitola s ukázkami stavebních předpisů a především porovnání jejich

proměn v průběhu času.

V knize je velké množství zajímavých fotografií spolu s výkresovou

dokumentací jak realizovaných staveb, tak i soutěžních projektů. Ne-

zbytnou součástí je celá řada citací z dobového tisku, nařízení, před-

pisů, vyhlášek, technických zpráv ze soutěží... Rozhodně se nejedná

o beletrii, ale o velmi pečlivě a vyčerpávajícím způsobem zpracované

zajímavé téma, které jistě osloví jak čtenáře z řad odborné veřejnos-

ti tak i motoristických nadšenců, kteří mají zájem o historii svých „mi-

láčků“ a vše s nimi související.

Vydalo Výzkumné centrum průmyslového dědictví

a Fakulta architektury ČVUT v Praze 2011

ISBN: 978-80-01-04924-2

135 stran, měkká vazba, 189 x 239 mm

Obr. 1a, b Václav Antonín Beneš - Grandgaráže Flora v Praze-Žižkově

Literatúra:

[1] ISO 13823 (2008): General principles on design of structures for

durability. 2008, pp. 46

[2] DuraCrete – Final Technical Report (2000): Probabilistic

Performance based Durability Design of Concrete Structures.

pp. 138

[3] Lay S., Schießl P.: LIFECON DELIVERABLE D 3.2: Probabilistic

service life models for reinforced concrete structures. (2003),

pp. 169

[4] STN EN 1992-1-1 (2006): Eurokód 2 Navrhovanie betónových

konštrukcií. Časť 1-1 : Všeobecné pravidlá a pravidlá pre budo-

vy. 200 str.

[5] STN EN 206-1 (2002): Betón. Časť 1: Špecifikácia, vlastnosti,

výroba a zhoda. 70 str.

[6] STN EN 1990 (2009): Eurokód. Zásady navrhovania. 68 str.

[7] Müller H. S., Vogel M.: Lebensdauerbemessung im Betonbau.

Beton- und Stahlbetonbau 6/2011, S. 394-402

[8] Červenka V., Teplý B., Vítek J. L.: Nová modelová norma fib

2010. Beton TKS 5/2010, str. 3-6

[9] fib bulletin 55 (2010): Model Code 2010. First complete draft.

Volume 2. pp. 288

[10] STN ISO 13822 (2010): Zásady navrhovania konštrukcií.

Hodnotenie existujúcich konštrukcií. 72 str.

[11] fib bulletin 34 (2006): Model Code for Service Life Design.

pp. 110

[12] Vořechovská D., Teplý B., Chromá M.: Probabilistic Assessment

of Concrete Structure Durability under Reinforcement Corrosion

Attack. Journal of Performance of Constructed Facilities. ASCE.

11&12/2010, pp. 571-579

[13] Hunkeler F., Mühlan B. & Ungricht H.: Risiko von

Betonabplatzungen infolge Bewehrungskorrosion. TFB, Wildegg

2006, 89 S.

[14] fib bulletin 10 (2000): Bond of reinforcement in concrete.

pp. 427

1a 1b

POSUDEK CHLADÍCÍ VĚŽE JADERNÉ ELEKTRÁRNY MOCHOVCE

DLE NOVĚ PLATNÝCH EVROPSKÝCH NOREM A JEJÍ STABILITNÍ

ANALÝZA ❚ ASSESSMENT OF A COOLING TOWER IN

NUCLEAR POWER PLANT MOCHOVCE ACCORDING TO THE

NEW EUROPEAN STANDARDS AND ITS STABILITY ANALYSIS



Jan Hamouz, Lukáš Vráblík

Posudky konstrukcí dle nově platných norem EC

jsou v mnoha ohledech přísnější, než tomu bylo

v případě dnes již neplatných Českých státních

norem. Cílem příspěvku je posoudit konstrukci

realizovanou před 25 lety dle nových evropských

norem. Vzhledem k štíhlosti konstrukce je pro-

vedena i její stabilitní analýza. ❚ Assessments

of structures according to new Eurocodes are in

many respects more severe than it was the case

applying the now invalid Czech state standards.

The main intention of this paper is to assess

– according to new European standards –

a structure that was built 25 years ago. Due to

the slenderness rate of the structure its stability

analysis was also made.

Chladící věže jsou typickým příkla-

dem betonových skořepinových kon-

strukcí, tedy konstrukcí vyznačujících

se velmi malou tloušťkou. Právě vzhle-

dem k malé tloušťce hraje u těchto sta-

veb zásadní roli trvanlivost betonu, ze-

jména s ohledem na ochranu výztu-

že před korozí. V současné době plat-

né evropské normy zpřísňují požadavky

na kvalitu betonu i na ochranu výztu-

že před korozí dle prostředí, v kterém

se konstrukce nachází. Nabízí se tak

otázka, zda by dříve realizované kon-

strukce chladících věží vyhověly i no-

vě platným normám EC. Další otázkou

je stabilita takto štíhlé konstrukce a vliv

případných imperfekcí na pokles sou-

činitele kritického zatížení. K posouze-

ní byla vybrána chladící věž elektrár-

ny Mochovce na Slovensku. Vzhledem

k umístění stavby je posudek proveden

podle slovenských Národních dodatků.

POPIS POSUZOVANÉ

KONSTRUKCE A JEJ Í FUNKCE

Jaderná elektrárna Mochovce se na-

chází mezi městy Nitra a Levice na jihu

Slovenské republiky.

Chladící věže s přirozeným tahem ma-

jí tvar rotačního hyperboloidu a jejich

projektovaný výkon je 38 000 m3/hod.

Výška věží je 125 m, průměr v patě je

85,5 m, v hrdle potom 56 m. Tloušťka

skořepiny je proměnná. V místě styku

se stojkami dosahuje 600 mm, s výš-

kou věže se tloušťka snižuje až na ko-

nečných 150 mm. Stojky mají prů-

řez tvaru pravidelného osmiúhelníku

o vnějším průměru 0,65 m, jejich dél-

ka je 10,8 m.

Funkcí chladící věže obecně je ochla-

zovat vodu posledního, zpravidla třetí-

ho, okruhu elektrárny. Ohřátá voda je

pomocí speciálních trysek rozstřiková-

na uvnitř věže a letící kapky jsou proti-

směrně proudícím vzduchem ochlazo-

vány. Ochlazená voda padá do bazé-

nu, z kterého je vedena zpět do kon-

denzátoru, kde znovu ochlazuje páru

sekundárního okruhu.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

STÁVAJÍCÍ KONSTRUKCE A JEHO

POROVNÁNÍ S POŽADAVKY EC2

Materiály

Veškerá výztuž je vyrobena z oceli

10 335 J. Jedná se tedy o žebírkovou

ocel s mezí kluzu fyk = 325 MPa. Beton

použitý v konstrukci je třídy B250 dle

ČSN 73 2001-70 (zde znamená Čes-

koslovenská státní norma). Ta odpo-

vídá dnes platné třídě C16/20. Posu-

zovaná kvalita betonu byla uvažována

podle projektové dokumentace, neby-

la ověřena zkouškami. Vzhledem k to-

mu, že chladící věž je konstrukce vysta-

vená střídavě suchému a vlhkému pro-

středí, jedná se o stupeň vlivu prostře-

dí z hlediska karbonatace betonu XC4.

Nahlédneme-li do tabulky „Indikativní

pevnostní třídy“ v Příloze E normy STN

EN 1992-1-1 [4] je patrné, že minimál-

ní pevnostní třída betonu pro tento stu-

peň vlivu prostředí je C30/37. Poža-

dovaná kvalita betonu je tedy o tři tří-

dy vyšší než kvalita betonu použitého.

Již v rámci použitých materiálů tedy

konstrukce nevyhovuje požadavkům

Eurokódu.

Betonová krycí vrstva

Jako značný nedostatek původních vý-

kresů výztuže, které byly pro posouze-

ní konstrukce k dispozici [1], se jeví ab-

sence údajů o tloušťce krycí vrstvy be-

tonu. Z tohoto důvodu musela být pro-

jektovaná krycí vrstva určena odečte-

ním z výkresu. Projektované krytí bylo

zjištěno cprov = 20 mm. Minimální krycí

vrstva je pro třídu konstrukce S3 a stu-

peň vlivu prostředí XC4 rovna cmin =

25 mm. Vzhledem k tomu, že v tom-

to případě není možno uplatnit snížení

přídavku na návrhovou odchylku Δcdev

je požadovaná tloušťka nominální krycí

vrstvy podle [4]:

cnom = cmin + Δcdev = 25 + 10 =

= 35 [mm] (1)

Je patrné, že stávající betonová krycí

vrstva nevyhovuje požadavkům STN

EN 1992-1-1.

Vyztužení konstrukce, ověření

konstrukčních zásad

Plášť věže je vyztužen svislou a vodo-

rovnou výztuží u obou povrchů, při-

čemž na větším rameni působí výztuž

vodorovná. Stupeň vyztužení se zmen-

šuje s výškou konstrukce pro oba smě-

ry výztuže. Použité průměry vložek jsou

8, 10 a 12 mm.

Požadavky Eurokódu 2 pro minimální

a maximální plochu výztuže, minimál-

ní a maximální vzdálenost prutů výztu-

že a kotevní délky výztuže konstruk-

ce splňuje.

ZATÍŽENÍ KONSTRUKCE

DLE EUROKÓDU 1

Na konstrukci je při prováděné analý-

ze zjednodušeně uvažováno pouze za-

tížení vlastní tíhou, větrem a nerovno-

měrnou složkou teploty.

Zatížení vlastní tíhou

Zatížení vlastní tíhou je automaticky

generováno ve výpočetním programu

Scia Engineer 2010.1, objemová tí-

ha železobetonu je uvažována γc =

25 kNm-3.

Zatížení větrem

Pro určení zatížení větrem byla kon-

strukce věže rozdělena po obvodě

na svislá pásma A-Z a po výšce na vo-

dorovná pásma 1-10 (obr. 1).

Průniky těchto pásem vytvářejí jed-

notlivá pole, pro která bylo určeno za-

tížení větrem. Velikost plošného za-

tížení závisí na výšce pole nad teré-

nem, na poloměru věže v daném mís-

tě a na úhlu φ, který svírá průmět nor-



mály daného pole do vodorovné roviny

se směrem větru. Funkce závislosti za-

tížení větrem na úhlu φ a její aplikace

na FEM model ukazují obr. 2 a 3.

Zatížení teplotou

Při určení zatížení teplotou bylo postu-

pováno podle kapitoly 7 příslušné nor-

my, která popisuje, mimo jiné, teplotní

změny u chladících věží. Hodnoty mini-

málních a maximálních teplot vzduchu

ve stínu byly získány ze slovenské Ná-

rodní mapy izoterem. Maximální teplota

ve stínu v letním období je pro dané

území rovna Tmax = 40 °C. Minimální

teplota v zimě je Tmin = – 29 °C.

V letním období byl navíc zohledněn

účinek slunečního záření a teplota při

vnějším povrchu byla určena:

Tout = Tmax + T4 = 40 + 30 =

= 70 [°C] (2)

Provozní teploty uvnitř věže by-

ly získány z výzkumu JE Temelín.

V létě je vnitřní teplota rovna prů-

měrně Tin,s = 30 °C, v zimě Tin,w =

23 °C. V létě je tedy rozdíl teplot mezi

vnitřním a vnějším povrchem pláš-

tě ΔTs = Tout–Tin,s = 70 – 30 = 40 [°C],

v zimě potom ΔTw = |Tmin| + Tin,w

= 29 + 23 = 52 [°C].

Při posouzení konstrukce se mu-

sí uvažovat rovnoměrná změna tep-

loty konstrukce a lineárně proměnná

změna teploty mezi vnějším a vnitřním

povrchem pláště věže. Zatížení kon-

strukce rovnoměrnou změnou teplo-

ty nevyvolává díky její rotační symetrii

a způsobu podepření – uvažovanému

kloubovému spojení pláště se stojkami

věže – žádné namáhání konstrukce. Při

určování kombinací zatížení byla tedy

uvažována pouze lineárně proměnná

rozdílová složka teploty ve skořepině.

Jsou uvažovány dvě kombinace za-

tížení:

a) Vlastní tíha + Zatížení větrem + Ne-

rovnoměrné ochlazení

b) Vlastní tíha + Zatížení větrem + Ne-

rovnoměrné oteplení

Vzhledem k většímu rozdílu teplot vně

a uvnitř věže v zimním období je pro

posudek konstrukce vybrána kombi-

nace a).

POSTUP URČENÍ VNITŘNÍCH SIL

A POSOUZENÍ KONSTRUKCE

Z HLEDISKA MSÚ

Nejexponovanější části konstrukce

jsou posuzovány jako prvky namáhané

kombinací normálové síly a ohybového

momentu, přičemž posuzované průře-

zy mají šířku 1 m, jejich výška pak od-

povídá tloušťce skořepiny dle konkrét-

ního místa posudku.

Nejprve je nutno určit nejnepříznivěj-

ší kombinaci N + M, a to ve svislém

i vodorovném směru. Toho je dosa-

ženo vyhledáním největších normálo-

vých napětí při vnitřním a vnějším po-

vrchu pláště ve svislém a vodorovném

směru. Dále je určeno, jaký je příčinek

jednotlivých zatěžovacích stavů k těm-

to extrémním napětím a dle toho jsou

určeny součinitele zatížení. V přípa-

dě vlastní tíhy závisí součinitel zatížení

na jejím účinku – příznivý nebo nepříz-

nivý. Poté jsou určeny návrhové hod-

noty vnitřních sil a provedeny posud-

ky jednotlivých průřezů pomocí inter-

akčního diagramu. Jako příklad je uve-

den posudek svislého pásu skořepi-

1

2 3

O br. 1 Rozdělení konstrukce

na pásma pro určení zatížení

větrem ❚ Fig. 1 Division of

the construction into parts to

determine wind load

Ob r. 2 Zatížení větrem

po obvodě věže ❚ Fig. 2 Wind

load on the stock perimeter

Obr . 3 Model zatížení

větrem ve Scia

Engineer ❚ Fig. 3 Modelling

the wind load in Scia Engineer sw



ny namáhaného tlakem a ohybovým

momentem. Účinky smykových napě-

tí v této konstrukci skořepinového cha-

rakteru nebylo třeba posuzovat.

Z interakčního diagramu na obr. 5 je

patrné, že průřez není schopen návr-

hové vnitřní síly přenést a konstruk-

ce z hlediska mezního stavu únosnosti

podle STN EN 1992-1-1 nevyhovuje.

STABIL ITNÍ ANALÝZA

KONSTRUKCE

Skořepiny jsou štíhlé konstrukce,

u kterých na rozdíl od masivních kon-

strukčních prvků vyvstává závažný pro-

blém – možné vybočení vlivem proje-

vů geometrické nelinearity. U těchto

konstrukcí může dojít k selhání nejen

dosažením mezní únosnosti, ale také

kolapsem, který se – v tomto případě

ne zcela přesně, ale v návrhové praxi

obvykle – označuje jako ztráta stability.

Přitom hrají zcela zásadní roli imper-

fekce, a to jak materiálové, tak pře-

devším geometrické. Již malá odchyl-

ka skutečného tvaru střednicové plo-

chy od jejího tvaru ideálního může vy-

volat velké změny velikostí vnitřních sil

a deformací.

Druhá část tohoto příspěvku se sou-

středí na posouzení stability chladící

věže a na vliv možných geometrických

imperfekcí na pokles součinitele kritic-

kého zatížení.

Zatížení konstrukce a výpočet

V případě stabilitního výpočtu jsou

vytvořeny dvě kombinace zatížení.

První kombinace S1 obsahuje pouze

zatížení vlastní tíhou konstrukce, dru-

há kombinace S2 obsahuje zatížení

vlastní tíhou a větrem. Je použit geo-

metricky nelineární výpočet a charak-

teristické hodnoty zatížení. Výpočet je

proveden v programu SCIA Engineer

2010.1. Jelikož nám v tomto případě

jde především o stabilitu vlastní skoře-

piny, jsou stojky věže nahrazeny klou-

by s možným posunem v radiálním

směru.

Součinitele kritického zatížení

a tvary deformované konstrukce

Součinitel kritického zatížení je poměr

kritické a působící síly – udává, kolikrát

můžeme zvětšit dané zatížení na kon-

strukci, než dojde v jejím kritickém mís-

tě ke ztrátě stability. Pro kombinaci S1

vychází tento součinitel λS1 = 12,87,

pro kombinaci S2 potom λS2 = 10,12.

Tvary vybočení pro jednotlivé kombi-

nace jsou naznačeny na obr. 7. Vzhle-

dem k tomu, že λ přesahuje hodno-

tu 10, můžeme považovat konstrukci

za odolnou proti ztrátě stability. Ovšem

při výpočtu stability včetně stojek již

součinitele vycházejí λS1′ = 5,92 a λS2′ = 3,04. Je tedy patrné, že kritickým

místem z hlediska ztráty stability jsou

právě štíhlé stojky věže. Při těchto

hodnotách součinitele λ již dochází

k významnému zvětšování vnitřních sil

a deformací vlivem nelineárního chová-

ní konstrukce.

Vliv geometrických imperfekcí

na pokles součinitele kritického

zatížení

V případě u takto štíhlé a zároveň roz-

měrné konstrukce hraje zásadní ro-

li technologická kázeň a přesnost vý-

roby. Chyby ve tvaru bednění a při be-

tonáži konstrukce mají významný vliv

na výsledné průběhy vnitřních sil a de-

formací. Při posuzování vlivu počáteč-

ních imperfekcí na stabilitu skořepiny je

uvažováno s realizací pláště věže v nej-

nepříznivějším možném tvaru, tj. v prv-

ním tvaru vybočení. Přitom je zadána

maximální počáteční imperfekce w0.

Pro přemístění bodu potom platí:

w wN

N

nl

cr

0

1

1, (3)

kde wnl je absolutní přemístění sledova-

ného uzlu, w0 je počáteční imperfekce

v uzlu, N je působící zatížení, Ncr je kri-

tické zatížení.

Součinitel kritického zatížení je tedy

možno určit ze vztahu:

N

Nλ

w

w

w

w w

cr

nl

nl

nl0 0

1

1

(4)

S narůstající počáteční imperfekcí

dochází k poměrně razantnímu pokle-

su součinitele kritického zatížení. Prů-

běh závislosti součinitele λ na počá-

teční imperfekci odpovídá hyperbole.

Pokud by konstrukce byla vybetono-

vána v prvním tvaru vybočení s maxi-

mální imperfekcí rovnající se deforma-

ci, při které již dochází ke ztrátě stabi-

lity w0,max (jmenovatel ve vzorci (4) by

nabyl nulové hodnoty), došlo by ke zří-

Počáteční imperfekce [-]

1

So

učin

itel kritickéh

o z

atížen

í

[-]

w0,max

max

λ λ

Ohybový moment [kNm]

Mezní křivka

Posuzované

kombinace

No

rmálo

vá s

íla [kN

]

-20 0 20 40 60 80

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

4

5 6



cení konstrukce bezprostředně po ak-

tivaci vlastní tíhy. Tento případ před-

stavuje na grafu průsečík hyperboly

a funkce λ = 1.

Výše uvedená úvaha však odpoví-

dá pouze situaci, kdy by byla skořepi-

na opravdu realizována v prvním tvaru

vybočení a materiálová nelinearita ne-

ní součástí výpočtu. To je samozřejmě

v praxi velmi nepravděpodobné a tu-

díž by případné chyby v realizované

geometrii skořepiny neměly takový vliv.

Přesto lze říci, že i malá (řádově milime-

trová) odchylka od ideálního tvaru způ-

sobí významný pokles součinitele kri-

tického zatížení.

ZÁVĚR

Stávající konstrukce chladící věže JE

Mochovce na Slovensku nevyhovuje

evropským normám již konstrukčním

řešením. Nesplňuje požadavky na mi-

nimální třídu betonu ani na požadova-

nou krycí vrstvu, což plyne ze zpřísně-

ných podmínek Eurokódu 2 na trvanli-

vost betonových konstrukcí. Dále bylo

prokázáno, že mezní únosnost pláště

je nedostačující pro přenesení návrho-

vých vnitřních sil a konstrukce je tak

nevyhovující i ze statického hlediska. Je

však nutno dodat, že hodnoty uvažo-

vaných zatížení, určených dle Eurokó-

du 1, jsou podstatně vyšší než hodnoty

zatížení, vypočtených na základě dnes

již neplatných ČSN (Československých

státních norem).

Provedená stabilitní analýza prokáza-

la, že samotná skořepina není náchyl-

ná ke ztrátě stability (λ > 10). To ovšem

platí pouze pro perfektně provedenou

konstrukci. Při počátečních imperfek-

cích hodnota součinitele λ klesá a za-

číná docházet k dramatickému ná-

růstu vnitřních sil a deformací. Ce-

lá konstrukce včetně stojek je ne-

bezpečně štíhlá (λ = 3), a proto je

třeba při návrhu takovéto stavby vě-

novat zvýšenou pozornost její sta-

bilitní analýze. Na druhou stranu se

jedná o mnohokrát staticky neurči-

tou konstrukci a je tedy umožněna

mnohonásobná redistribuce vnitřních

sil. Vliv počátečních imperfekcí na sta-

bilitu skořepinových konstrukcí obecně

bude předmětem dalších studií.

Příspěvek vznikl za finanční podpory Ministerstva

průmyslu a obchodu v rámci výzkumného

projektu TIP FR-TI3/531 „Zvýšení trvanlivosti

betonových konstrukcí vystavených extrémním

zatížením“ a v rámci řešení grantového projektu

č. TA 01031920 udělených Technologickou

agenturou České republiky.

Text článku byl posouzen odborným lektorem.

Ing. Jan Hamouz


Doc. Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D.


oba: Fakulta stavební ČVUTv Praze

Katedra betonových a zděných

konstrukcí

Thákurova 7, 166 29 Praha 6

tel.: 224 354 365

Obr. 4 Příklad izolinií vnitřních sil – ohybové

momenty ve svislém směru od zatížení

větrem ❚ Fig. 4 Example of isolines of

inner forces – bending moments in the vertical

direction due to wind load

Ob r. 5 Interakční diagram vybraného

pásu skořepiny ❚ Fig. 5 Moment-force

relationship of selected strip of the shell

Obr. 6 Graf závislosti součinitele λ

na počáteční imperfekci ❚

Fig. 6 Dependence of λ coefficient on initial

imperfection

Obr . 7 Tvary vybočení pro stabilitní

kombinace S1 a S2 ❚ Fig. 7 Shapes of

deviation for stability combinations S1 and S2

Literatura:

[1] Ryc htařík, Henzl, Franěk: Realizační

dokumentace chladící věže Mochovce,

Armabeton Praha, prosinec 1986

[2] STN EN 1991-1-4: Zaťaženia kon-

štrukcií – Časť 1-4: Všeobecné zaťaže-

nia. Zaťaženie vetrom, SUTN, 2007

[3] STN EN 1992-1-5: Zaťaženia kon-

štrukcií – Časť 1-5: Všeobecné zaťa-

ženia – Zaťaženia účinkami teploty,

SUTN, 2008

[4] STN EN 1992-1-1: Navrhovanie

betónových konštrukcií – Časť 1-1:

Všeobecné pravidlá a pravidlá pre

budovy, SUTN, 2006

7a

7b

ZOHLEDNĚNÍ TRVANLIVOSTI PŘI HODNOCENÍ KVALITY

POVRCHOVÉ VRSTVY BETONU ❚ CONSIDERING DURABILITY

AT QUALITY EVALUATION OF CONCRETE SURFACE LAYER



Pavel Reiterman, Zlata Kadlecová, Karel Kolář,

Martin Keppert, Jiří Adámek, Ondřej Holčapek

V příspěvku jsou představeny vybrané experimentální metody pro hod-

nocení kvality povrchové vrstvy betonu zaměřené na sledování pro-

pustnosti betonu, neboť permeabilita betonu je vlastnost ovlivňující

trvanlivost betonu. Popsané metody jsou doplněny experimentálními

výsledky a dalšími tradičními zkouškami. ❚ The paper presents selected

experimental methods of evaluation quality of surface layer of concrete

aimed at concrete permeability monitoring, as concrete permeability is

a property uniquely affecting durability of concrete. These methods are

complemented by experimental results and other traditional tests.

Vznik a povaha povrchové vrstvy jsou dány technologií vý-

roby betonových prvků, kdy při hutnění pomocí vibrační-

ho zařízení dochází ke stoupání vzduchových bublin smě-

rem vzhůru. Tím se beton zbavuje vzduchových bublin, zá-

roveň však dochází ke koncentraci jemných částí při stěnách

bednění. Hrubé kamenivo se vlivem své geometrie nedosta-

ne celou svou plochou k bednění ani k rohům [1]. Proto má

několikacentimetrová vrstva betonu u jeho povrchu zcela ji-

né vlastnosti než ostatní hmota. Tento proces se nazývá stě-

nový efekt.

Charakteristickou vlastností povrchové vrstvy je menší ob-

sah hrubého kameniva a naopak zvýšené množství cemen-

tového kamene, který je tvořen jemnými frakcemi kameniva

a hydratovaným cementem. Velmi důležitou vlastností je pře-

devším zvýšený obsah pórů oproti vnitřní vrstvě. Takto vznik-

lá povrchová vrstva mající tloušťku od 20 do 50 mm vykazuje

zcela odlišné, a to zpravidla horší, vlastnosti než okolní ma-

teriál. Na základě dosavadních zkušeností a informací je roz-

díl např. u nasákavostí běžně i 10 %, záleží však na řadě dal-

ších faktorů. Proto je třeba kvalitě povrchové vrstvy věnovat

zvýšenou pozornost. Každá dutinka a trhlina znamená sní-

žení krycí vrstvy oceli a urychlení procesu její koroze, který je

spojen i s vizuální degradací celé stavby.

Působením okolního prostředí na povrchové vrstvy beto-

nu dochází k řadě fyzikálně-chemických změn. Pro účely

přípravy pohledových prvků jsou důležité změny, které jsou

zaznamenatelné lidským okem, snižující estetické paramet-

ry materiálu a projevující se na jeho povrchu [2]. K materiálo-

vým, a v některých případech následně i vizuálním, změnám

dochází převážně vlivem vnějšího prostředí, při kterém na-

stává jeho více či méně intenzivní interakce se složkami da-

ného materiálu. Intenzita tohoto působení závisí jak na che-

mických, tak i fyzikálních podmínkách jako jsou koncentra-

ce působícího média, teplota, tlak, rychlost proudění apod.

Příčiny vzniku degradačních procesů lze v zásadě rozdělit

na tyto skupiny:

• fyzikální vlivy (střídání teplot a vlhkosti, působení mrazu,

slunečního, popř. UV záření z jiného zdroje, koroze I. dru-

hu tzv. hladovou vodou),

• chemické vlivy (působení korozních médií, jako např. ky-

selé deště, karbonatace, korozní procesy II. a III. druhu),

• chemicko-fyzikální vlivy (působení vody, rozmrazovacích

prostředků, koroze za napětí apod.).

Veškeré zmíněné degradační procesy úzce souvisí s kvali-

tou povrchové vrstvy a pórového systému použitého betonu.

Jelikož povrchová vrstva je nejexponovanějším, a tím i nejza-

tíženějším místem konstrukce, nedochází k rovnoměrné dis-

tribuci napětí po celém průřezu. Napětí jsou soustředěna

na nejslabší místa, podél trhlinek a pórů. Většinou se jedná

o tahová napětí, která, když převýší pevnost materiálu v tahu,

vedou ke vzniku trhlinek, jež se stávají původcem dalších vi-

zuálních problémů. Takovéto porušení vytváří nové přístupové

cesty pro další agresivní média, která se podílejí na postup-

né degradaci materiálu. Jedná se o rozsáhlý proces chemic-

ko-fyzikálních dějů, proto nelze jednotlivé degradační proce-

sy od sebe oddělit, probíhají vždy současně.

Prostup agresivních plynných nebo kapalných látek z okol-

ního prostředí závisí mimo jiné i na stavu pórové struktury,

která se vytváří vlivem mnoha různých faktorů. U stejného ty-

pu betonu tak můžou její vlastnosti značně kolísat. Propust-

nost vrstvy ovlivňuje mnoho aspektů – výběr použitých slo-

žek, návrh složení čerstvého betonu, uložení v bednění, způ-

sob hutnění a jeho ošetřování v počátku a během tuhnutí [3].

Vliv povrchové struktury spočívá v tom, že vzhled fasád-

ního prvku, zejména jeho jas, se bude měnit v závislos-

ti na struktuře povrchu a stupni hydratace. Jinak řeče-

no, opatřím-li dokonale hladkou plochu barevnou úpravou

a stejně upravím plochu strukturovanou, bude se strukturo-

vaná plocha jevit tmavší a to tím více, čím je použitý odstín

sytější. Důvodem je vyšší absorpce záření na strukturova-

né ploše. Nebezpečí například spočívá v opatření struktur-

ní plochy odstínem, který byl vybrán podle vzorkovníku, jenž

je ve většině případů hladký. Dodavatel při přípravě odstínu

kontroluje jeho správnost většinou na hladké ploše. Může se

tedy stát, že odstín nátěru je správně dodán, ale po aplikaci

na objektu se jeví tmavší.

S různou barevností povrchu a dalšími barevnými defek-

ty je problém v případě, pokud vyžadujeme jednotný od-

stín na celé ploše, tedy téměř vždy. Tuto nepříjemnost ne-

lze odstranit ani řízenou prefabrikovanou výrobou, neboť při

produkci velkého množství prvků je sice možné se předzá-

sobit a předejít tak komplikacím s různými výrobními šarže-

mi jednotlivých složek, ale prvky jsou vždy vyráběny za růz-

ných klimatických podmínek. Je již dlouho obecně známo,

že při betonáži za nižších teplot dosahují výsledné povr-

chy mnohem sytější a jasnější odstín, což je způsobeno po-

malejší hydratací a následnou jemnější krystalickou struk-

turou. Náchylnost k defektům na pohledových prvcích lze

poměrně snadno potlačit vhodnou volbou a aplikací sepa-

račního prostředku nebo strukturováním a členěním povr-

chu na menší díly. Asi nejstarším a nejjednodušším způso-

bem jak zlepšit kvalitu povrchu je správné ošetřovaní beto-

nu. Tento způsob je v praxi často spojen se značnými pro-

blémy [4]. V dnešní době však díky kvalitním surovinám ze

stavební chemie dosahujeme v oblasti pohledových betonů

výborných výsledků.

Chceme-li při návrhu betonových konstrukcí zohlednit i tr-

vanlivostní parametry, je nutné rozlišovat transport plynných

a kapalných médií. V následujících kapitolách budou před-

staveny použité metody měření pro hodnocení kvality povr-

chové vrstvy z pohledu jejích transportních parametrů.



TORRENT PERMEABIL ITY TESTER (TPT)

Přístroj pracuje na principu vytvoření vakua v betonu vyvo-

zeného vakuovou pumpou a měří se průtok vzduchu z povr-

chové vrstvy betonu přes dvoukomorovou buňku daný sni-

žováním hodnoty vakua pro stanovenou hodnotu. Měření se

zastaví, až se vyrovná tlak mezi vnější a vnitřní komorou va-

kuové buňky. Z naměřeného času a změny tlaku vzduchu

proudícího do střední komůrky se vypočte hodnota souči-

nitele propustnosti pro vzduch kT [10-16 m2]. Výpočet prů-

chodu média pórovou strukturou válce pod vnitřní komůr-

kou sondy je značně složitý proces a počítá se podle Poise-

uilleho vztahu (1).

2 8Q

p

lr y ydy

r p

l

r2 2

0

4

, (1)

kde r je poloměr [m], η dynamická viskozita [kg m-1s-1], Δp

změna tlaku [Pa], Δl změna délky [m].

Značnou výhodou TPT je, že se celý proces výpočtu sou-

činitele propustnosti kT a hloubky průniku vakua děje soft-

warově. Přístroj naměřené hodnoty změn tlaku a objemy

vzduchu vyhodnocuje automaticky a na displeji je po ukon-

čení měření možné odečíst naměřené hodnoty. Proces jed-

noho měření trvá nejdéle 12 min, rychlost pochopitelně zá-

visí na kvalitě betonu. Pro vytvoření vakua slouží vakuová

pumpa, která využívá napětí 230 V. Vnitřní a vnější vakuo-

vé pumpy, regulátor tlaku a indikační přístroj vybavený LCD

tvoří zbývající součásti. Třída kvality krycích vrstev betonu

z hlediska trvanlivosti se stanovuje pomocí tabulky dané vý-

robcem (tab. 1).

Tato metoda je výhodná pro měření přímo na stavbě, ne-

boť samotné zařízení je tvořeno vakuovou pumpou, vakuo-

vou buňkou, regulátorem tlaku a monitorem. Drobnou nevý-

hodou měření propustnosti je ovlivnění výsledků povrcho-

vou vlhkostí. Nutno upozornit, že tato metoda používá jako

měřící médium vzduch, proto poskytuje přímou informaci

o propustnosti s ohledem na atak agresivních médií roz-

puštěných v okolní atmosféře. Zkoušek propustnosti je ce-

lá řada, ovšem většina z nich je založena na principu Dar-

cyho zákona.

GERMANN WATER PERMEATION TEST (GWT)

Přístroj pro stanovení propustnosti povrchových vrstev sta-

vebních materiálů pracuje na principu měření rychlosti průto-

ku tlakové vody strukturou povrchové vrstvy v čase (obr. 1).

Jedná se tedy o tok kapaliny v nasyceném prostředí, čemuž

odpovídají i měřené veličiny. Z doby průtoku vody danou plo-

chou, ze zvoleného tlaku vody a objemu zatvrdlého cemen-

tového tmele k celkovému objemu betonu se pak z Darcyho

zákona vypočítá součinitel propustnosti betonu. Z této veli-

činy se posléze určí součinitel vnitřní propustnosti ki [m2]. Ta-

to veličina závisí na rozdílu vstupního a výstupního tlaku ka-

paliny, její dynamické viskozitě, hustotě a tíhovém zrychle-

ní [5]. Hodnota vnitřní propustnosti povrchové vrstvy je v řa-

dě standardů evropských zemí považována za základní hod-

notící kritérium pro posouzení trvanlivosti stavebních betonů.

Např. německá norma DIN 1045 pro betonové konstrukce

za trvanlivé betony považuje ty, jejichž vnitřní propustnost

povrchové vrstvy ki je menší než 1.10-16 m2.

Princip měření spočívá v připevnění a utěsnění kruhové tla-

kové komůrky na zkušební těleso, do komůrky se napustí

destilovaná voda a povrch betonu se nechá 5 min smáčet.

Poté se uzavře napouštěcí ventil, otočením horního prstence

se vytváří tlak od 0,25 do 2,5 bar. Ve stěně komůrky je vedle

tlakoměru zabudován mikrometrický šroub s připojeným ko-

líkem, který se zatlačuje zašroubováním do komory a udr-

žuje tak stálý tlak v komoře s kapalinou. Objem vody vsáklé

za definovanou dobu do betonu je nahrazen objemem za-

sunovaného kolíku. Jakmile se kolík celým objemem zasune

do vody a sníží se původní tlak vody pod 0,2 bar, zkouška

končí. Je zřejmé, že platí přímá úměra mezi dobou potřeb-

nou pro provedení testu a propustností struktury zkoušené-

ho betonu. Při zkoušce samotné musíme provést vývrty pro

pevnou fixaci kotev přístroje k povrchu zkušebního vzorku.

IN IT IAL SURFACE ABSORPTION TEST ( ISAT)

Následující permeační metoda, využívající jako měřící mé-

dium také destilovanou vodu, velmi dobře postihuje počá-

teční resp. krátkodobou nasákavost povrchu, která je v reál-

Obr. 1 Germann Water Permeation Test [8], a) schéma, b) zkušební

zařízení ❚ Fig. 1 Germann Water Permeation Test [8], a) scheme,

b) test device

Tab. 1 Hodnocení kvality krycí vrstvy dle kT ❚ Tab. 1 Evaluation of

concrete surface layer quality

Kvalita krycí vrstvy Index kT [10-16 m2]

Velmi špatná 5 > 10

Špatná 4 1 – 10

Střední 3 0,1 – 1

Dobrá 2 0,01 – 0,1

Velmi dobrá 1 < 0,01

1b1a



ných podmínkách nejčastější. K dalším výhodám patří rela-

tivní jednoduchost zkušebního zařízení. Na zkušební vzorky

nejprve pevně připevníme průhlednou komůrku, přes kterou

působí voda pod tlakem 0,02 bar (2 kPa) (obr. 2). Po vzájem-

ném kontaktu vody a suchého povrchu zkoušeného vzor-

ku betonu je voda systémem pórů dopravována hlouběji

do struktury vzorku. Hybnou silou pro tento děj jsou z fyzikál-

ního hlediska kapilární síly. Pro kvantitativní vyjádření množ-

ství absorbované vody slouží kapilární trubice se stupnicí.

Měření provádíme v časovém intervalu 10, 30, 60 a 120 min.

Výsledné naměřené hodnoty vyjadřujeme v ml m-2 s-1. Ta-

to hodnota pak slouží k porovnání množství absorbova-

né vody pro různá měření rozdílných vzorků. Levitt odvodil

následující matematický vztah (2), který vystihuje podstatu

zkoušky:

p atn , (2)

kde p je počáteční povrchová absorbce [ml m-2s-1], t čas

od začátku zkoušky [s], a konstanta [-], n parametr nabýva-

jící hodnot od 0,3 do 0,7 závisející na stupni zaplavovacího

nebo vyplavovacího mechanismu [-].

VYSOKOTLAKÝ PERMEAMETR

K experimentálnímu stanovení hydraulické vodivosti byla po-

užita metoda založená na přímém využití definičního vzta-

hu (3). Měření bylo prováděno na zařízení vyrobeném firmou

CNE Technology (obr. 3). Konstrukce tohoto zařízení vychází

z práce [11]. Hlavní součástí je ocelová Hasslerova komora.

V ní je umístěn válcový vzorek (vývrt) o průměru 1,5‘‘ a délce

50 mm. Vzorek musí být před vlastním měřením nasycen ka-

palinou, v tomto případě destilovanou vodou. Během měření

pak protéká vzorkem ve směru podélné osy voda jako „ve-

dená“ kapalina. Aby byl zajištěn její jednosměrný tok a bylo

zabráněno obtékání vzorku, je vzorek utěsněn rukávem z ni-

trilového kaučuku. Potřebný těsnící tlak vně rukávu je zajištěn

pomocí tlakové lahve s dusíkem (plná láhev 20 MPa) a pro-

střednictvím zásobníku tlaku a destilované vody je tlak při-

veden do těsnícího prostoru Hasslerovy komory. Konstant-

ní nastavený průtok kapaliny transportované vzorkem je za-

jišťován chromatografickým čerpadlem, schopným poskyt-

nout kapalině tlak až 40 MPa. Měření je prováděno tak, že

se nastaví požadovaný průtok kapaliny a měří se tlak (resp.

tlakový spád na vzorku) potřebný k jeho dosažení. Směrni-

cí této závislosti je právě hydraulická vodivost (3). Více mě-

řených bodů závislosti samozřejmě poskytuje lepší výsledek.

Rovnice vychází z předpokladu, že ve vzorku platí Darcyho

zákon a závislost průtoku na tlaku prochází počátkem. Ob-

dobná metoda pro stanovení hydraulické vodivosti staveb-

ních materiálů není v Evropě standardizována, známa je pou-

ze americká armádní norma [12]. Více o použité metodě mě-

ření viz [15].

kQ

p

l

d4

22g , (3)

kde Q objemový průtok kapaliny vzorkem [m3s-1], d průměr

kapiláry [m], ρ hustota kapaliny [kg m-3], g gravitační zrychle-

ní [m s-2], Δp tlakový spád na vzorku [Pa].

Tab. 2 Složení zkušebních směsí ❚ Tab. 2 Composition

of concrete mixtures

Zkušební směs I II III IV

Složky [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3]

Cement CEM I 42,5 R Mokrá 350 394 400 400

Kamenivo:

písek 0-4 mm, Dobříň 785 882 930 930

drť 4-8 mm, Zbraslav 350 394 315 315

drť 8-16 mm, Zbraslav 650 731 600 600

Plastifikátor (Sika 1035) 0 0 3 2

Voda 186 208 180 180

Tab. 4 Výsledky měření metodami TPT a GWT ❚ Tab. 4 Results

of the measurement by TPT and GWT

Směs

TPT GWT

Povrchová

vlhkost

Součinitel

propustnosti

kT*10-16

Hloubka

vniknutí

vakua

Kvalita

povrchové

vrstvy

Povrchová

propustnost

ki

Je beton

trvanlivý?

[%] [m2] [mm] [1-5] [m2] [ano/ne]

I 2,8 0,09 20 2 – dobrá 1,606E-15 NE

II 2,5 0,434 33,3 3 – střední 1,777E-15 NE

III 4 0,021 8,7 2 – dobrá 2,272E-15 NE

IV 3,2 0,015 4 2 – dobrá 2,277E-15 NE

Pozn.: za trvanlivý beton lze dle DIN 1045 považovat pouze v případě,

že k1 < 1·10-16 m2Tab. 3 Vlastnosti zkušebních směsí ❚ Tab. 3 Properties

of concrete mixtures

Zkušební směs I II III IV

Objemová hmotnost [kg/m3] 2 325 2 330 2 310 2 320

Krychelná pevnost po 28 dnech [MPa]

46,7 43,8 67,8 60,5

Obr. 2 Schéma zkoušky ISAT ❚ Fig. 2 ISAT scheme

Obr. 3 Schéma zařízení pro měření hydraulické vodivosti ❚

Fig. 3 Scheme of device for the measurement of hydraulic conductivity

Obr. 4 a) Rozmístění prováděných zkoušek, b) betonový blok po všech

zkouškách ❚ Fig. 4 a) Scheme of test location, b) concrete block

after testing

2 3



SROVNÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍCH VÝSLEDKŮ

Popsanou metodou byla změřena hydraulická vodivost čtyř

pohledových betonů tab. 2. Vzhledem k tomu, že jejich hyd-

raulická vodivost byla nízká, byl experiment na hranici pou-

žitelnosti dané metody. Tlakový spád potřebný pro navození

ustáleného toku kapaliny vzorkem se i při minimálním nasta-

vitelném průtoku (0,02 ml/min) blížil maximálnímu těsnícímu

tlaku, který dosahoval hodnoty 15 MPa. Při použití vyššího

těsnícího tlaku docházelo k praskání vzorků kvůli překročení

jejich pevnosti v příčném tahu. Proto nebyla bohužel změře-

na závislost průtoku na tlakovém spádu, ale měření bylo pro-

váděno tzv. jednobodově. Byl měřen tlakový spád při průto-

ku 0,02 ml/min a z těchto hodnot byla vypočtena hydraulic-

ká vodivost podle (3) (tab. 4). Je zřejmé, že všechny studova-

né betony jsou, z hlediska hydraulické vodivosti, srovnatelné.

Změřené, poměrně nízké, hodnoty řádu 10-11 m/s (odpovída-

jící permeabilita 10-18 m2) vyhovují požadavkům na „trvanlivý

beton“ podle klasifikace RILEM [14]. Uvedené hodnoty, vzhle-

dem k popsanému pohybu na hranici použitelnosti metody,

není možné brát jako absolutně fyzikálně správné, nicméně

indikují velkou podobnost a dostatečnou trvanlivost zkouše-

ných pohledových betonů.

Předmětem diskuze může být, zda-li je použitá metoda,

nebo dokonce hydraulická vodivost jako parametr, vhodná

k odhadu trvanlivosti pohledových betonů. Popsaná zkouš-

ka neindikuje rozdíly mezi jednotlivými pohledovými betony

a neumožňuje tedy popsat vliv složení směsi a vodního sou-

činitele na trvanlivost, což by jistě byl žádoucí výstup z pro-

vedených experimentů. Naproti tomu metody TPT, GWT

a ISAT se ukazují jako velice vhodné, neboť na základě je-

jich výstupů lze rozeznat mezi jednotlivými recepturami i po-

vrchovými úpravami citelné rozdíly.

Dílčí výsledky z měření jednotlivých zkušebních ploch

jsou uvedeny v tabulkách 4, 5 a 6. Zkoušky propustnos-

ti byly doplněny také měřením drsnosti povrchu užitím la-

serové konfokální mikroskopie. Předpokladem bylo, že

u povrchů s vyšší drsností dojde vlivem většího skutečné-

ho povrchu k větší adsorpci zkušebního média, tato sku-

tečnost měla být nejlépe patrná především na krátkodo-

bých nasákavostech. Právě nasákavost je v souvislos-

ti s trvanlivostí betonu velmi často skloňované téma, ne-

boť tato poměrně jednoduchá zkouška je výborným uka-

zatelem odolnosti povrchu právě vůči vnějším klimatickým

vlivům.

Tab. 5 Výsledky měření metodami ISAT, Schmidtova kladívka

a odtrhových pevností ❚ Tab. 5 Results of the measurement by

ISAT, Schmidt hammer and pull-off test

Směs

ISATSchmidt

Odtrhová

pevnostPovrchová

vlhkost

[%]

5 s 30 s 60 s 10 min 30 min 60 min

[ml/m2/s] [MPa] [MPa]

I 2,6 1,08 0,98 0,91 0,27 0,16 0,12 39 3,1

II 2,4 1,56 1,46 1,32 0,23 0,15 0,11 34 2,2

III 4 0,24 0,16 0,13 0,09 0,05 0,03 39 3,2

IV 3,2 0,36 0,28 0,27 0,17 0,12 0,07 38 2,9

Tab. 6 Výsledky měření vysokotlakým

permeametrem ❚ Tab. 6 Results of the

hydraulic conductivity measurement

k

[m/s]

I 0,8 . 10-11

II 1,2 . 10-11

III 1,2 . 10-11

IV 1,2 . 10-11

4a 4b



ZÁVĚR

V souvislosti se zavedením nové normové soustavy nabyla

problematika trvanlivosti betonu na významu. Působením ag-

resivních médií koncentrovaných ve vnějším prostředí dochází

k rozvoji celé řady korozních mechanismů. Většina stavebních

konstrukcí je před působením nepříznivých podmínek chráně-

na dalšími typy konstrukcí. U pohledových betonů je však ta-

to ochranná vrstva tvořena pouze vlastním materiálem. Vzhle-

dem k faktu, že degradační procesy betonu jsou děje dlouho-

dobé a agresivní látky působí v nízkých koncentracích, je vel-

mi obtížné takové působení popsat a kvantifikovat vzniklý de-

gradační jev na základě zkoušky v laboratoři. Trvanlivost závisí

nejen na kvalitě povrchové vrstvy, ale i na charakteru pórové

struktury, která tvoří skutečně určující parametr, protože ovliv-

ňuje rychlost, kterou pronikají agresivní látky plynné či kapalné

z vnějšího prostředí do vnitřní struktury betonu, a tím i rychlost

degradace daného materiálu a jeho trvanlivost. Velmi důleži-

té je pak omezení transportu vody a vlhkosti mající význam při

ochraně výztuže vůči korozi.

Mnoho předních odborníků se shoduje na důležitosti sle-

dování „pokožky“ betonu, jakožto nejzatíženějšího místa

konstrukce vlivem vnějšího prostředí. Proto byla do hod-

nocení kvality povrchové vrstvy zahrnuta především měře-

ní predikující trvanlivost betonu. Aby byly výsledky zkoušek

mezi sebou srovnatelné, musí mít betonový povrch stejnou

povrchovou vlhkost. Kromě vysokotlakého permeametru,

kdy byla měřena hydraulická vodivost, všechny představe-

né metody se ukázaly vhodnými pro hodnocení kvality po-

vrchových vrstev. V případě porézních stavebních materiálů

je hydraulická vodivost jedním z parametrů, jež ovlivňují je-

jich chování v konstrukcích; závisí na ní vodotěsnost a zpro-

středkovaně i odolnost vůči působení mrazu, solím a dalším

degradačním procesům, neboli trvanlivost. Hydraulická vo-

divost, permeabilita a sorpce představují, v případě beto-

nu, fyzikálně definovanou alternativu k výsledkům zkoušky

vodotěsnosti na vodotlačné stolici. Na tomto místě je třeba

upozornit, že ve stavební praxi a výzkumu se pojem permea-

bilita používá dosti volně (pro různé zkoušky); vždy je třeba

výsledky prezentovat zároveň s metodou a podmínkami ex-

perimentu. Je zřejmé, že jeden materiál bude mít dramatic-

ky jinou permeabilitu pro vzduch, pro vodu a nebo „permea-

bilitu“ pro chloridové ionty, uváděnou v Coulombech [15].

Experimentální měření propustnosti povrchové vrstvy beto-

nových kvádrů ukázalo, že součinitel vzduchové propustnos-

ti kT i součinitel povrchové propustnosti ki jsou výraznými kri-

térii pro hodnocení povrchu betonu. Zkoušené byly betony

vyšších tříd, které pro obdobná měření nejsou příliš obvyk-

lé, ale tyto směsi byly navrženy tak, aby reflektovaly u nás

běžně vyráběné betonové směsi. Naměřená data poukazu-

jí na to, že složení betonové směsi výrazným způsobem ovliv-

ňuje vlastnosti povrchové vrstvy betonu a zároveň se výsled-

ky těchto zkoušek stanou podkladem pro vytvoření korelač-

ních závislostí propustnosti betonu a metodik pro hodnocení

betonu z hlediska jeho trvanlivosti.

Tento příspěvek vznikl za podpory projektu

GAČR P105/12/G059.


Ing. Pavel Reiterman


Doc. Ing. Karel Kolář, CSc.


Ing. Ondřej Holčapek

e-mail: ondrej.holcapek@ fsv.cvut.cz

všichni tři: Fakulta stavební ČVUT v Praze

Experimentální centrum

Ing. Martin Keppert, Ph.D.

Fakulta stavební ČVUT v Praze

Katedra materiálového inženýrství a chemie


Ing. Zlata Kadlecová


prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.


oba: Fakulta stavební VUT v Brně, Ústav stavebního zkušebnictví

Literatura:

[1] Dubský N., Kolísko J., Klečka T.: Vizuální a optické změny povr-

chů prvků z hmot na cementové bázi, Sborník 3. konference

Speciální betony, Praha 2005

[2] Kolísko J., Klečka T., Kolář K.: Netradiční pohledový beton

fasády dostavby Smíchovké synagogy, Sborník 5. konference

Speciální betony, Praha 2007

[3] Rieger P., Štěrba A.: Složení a výroba pohledového betonu,

Beton 6/2004

[4] Černý J., Koudelka M.: Praktické aspekty koloristiky, Sborník

semináře STOP: Barva a její vnímání v památkové péči, Praha,

2000

[5] Matoušek M., Drochytka R.: Atmosférická koroze betonu,

ISBN 80-902558-0-9, Praha 1998, IKAS ČKAIT, 171 s.

[6] Reiterman P., Kolář K., Klečka T., Kolísko J.: Application of con-

focal laser scanning microscope system In: Proceeding of the

2nd conference on experimental and computational method for

directed design and assessment of functional properties of buil-

ding materials in honour of the 50th birthday of R. Cerny.

Prague: Czech Technical University, 2008, vol. 1, p. 95–105.

ISBN 978-80-01-04184-0

[7] Adámek J., Juránková A.: Detection of imperfection in

concrete structure from durability viewpoint. XVI. international

conferen ce MCM – Mechanics of composite materials. Latvia.

2010. p. 20–20

[8] Adámek J., Juránková V., Kadlecová Z., Stehlík M.: Three NDT

methods for the assesment of concrete permeability as a meas-

ure of durability. In Nondestructive testing of materials and struc-

tures. Istanbul, Turecko, Springer in RILEM Bookseries. 2012.

p. 732–738. ISBN 978-94-007-0722-1

[9] Adámek J., Juránková V., Kucharczyková B.: Fibre concrete and

its air permeability, příspěvek na konferenci Proceedings of 5th

international conference Fibre concrete 2009,

ISBN 978-80-01-04381-3, CTU Prague, Praha, 2009

[10] ASTM C 1202-97: Standard test method for electrical indication

of concrete’s ability to resist chloride ion penetration, American

society for testing and materials, 1997

[11] Green K. M., Hoff W. D., Carter M. A., Wilson M. A., Hyatt J. P.:

A high pressure permeameter for the measurement

of liquid conductivity of porous construction materials. Review

of scientific instruments, 1999, Vol. 70, pp. 3397–3401

[12] CRD C 163-92: Test method for water permeability of concrete

using triaxial cell, U.S. Army corps of engineers standards, 1992

[13] Keppert M., Vytlačilová V., Reiterman P., Dvorský T., Černý R.:

Vodotěsnost a permeabilita vysokohodnotného betonu. Stavební

obzor, 2010, Vol. 19, pp. 145–148

[14] RILEM Report 12: Performance criteria for concrete durability.

Ed. by J. Kropp and H. K. Hilsdorf, E. and F. N. Spon, 1995

[15] Keppert M., Reiterman P.: Hydraulická vodivost pohledových

betonů: 7. konference speciální betony – sborník konference.

Praha: Sekurkon, 2010, s. 51-57. ISBN 978-80-86604-50-3

VLIV GUMOVÉHO GRANULÁTU NA ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI

SAMONIVELAČNÍCH CEMENTOVÝCH POTĚRŮ ❚ EFFECT

OF RUBBER GRANULATE TO THE BASIC PROPERTIES OF

SELF-LEVELLING SCREED



Karel Nosek, Stanislav Unčík

Příspěvek se zaobírá ověřením možnosti využití odpadního gumového

granulátu jako částečné náhrady plniva pro výrobu polymercementových

hmot. Jsou zde uvedeny výsledky, které byly dosaženy s jeho aplikací

při vývoji nového samonivelačního cementového potěru. ❚ The paper

deals with possibilities of utilising waste rubber granulate as a partial

replacement of fine aggregate for the production of polymer-cement

composites. Here we present results, achieved during the development of

new self-levelling floor screeds.

V posledních letech se stal udržitelný vývoj stavebních ma-

teriálů v celosvětovém stavebnictví problémem s rostou-

cí důležitostí v souvislosti s vyčerpatelností přírodních zdro-

jů a nutností ochrany životního prostředí. Negativní vliv stá-

le rostoucího množství odpadů na životní prostředí, ale rov-

něž ekonomické důvody vedou ke snaze o druhotné využití

odpadních surovin. Stavebnictví zatěžuje životní prostředí při

výrobě stavebních hmot, zejména těžbou přírodních surovin,

spotřebou energie při výrobě a produkcí emisí CO2 při tepel-

ném rozkladu vápence a dolomitu, ale na druhou stranu ta-

ké poskytuje významný prostor pro využití průmyslových od-

padů při výrobě stavebních materiálů a dílců. Jedním z nich

je gumový granulát.

Gumový granulát představuje odpadní produkt, připrave-

ný drcením a granulací plášťů ojetých pneumatik, pro kte-

rý se v EU vžila zkratka ELT (End of Life Tyre). Tohoto od-

padu se vyprodukuje poměrně velké množství. Podle růz-

ných údajů vzniklo např. v roce 2004 v České republice

13 000 až 38 000 t ELT. Gumový granulát se vyrábí v ně-

kolika frakcích podle potřeb technologií, v kterých se pou-

žívá. Spektrum jeho použití je poměrně široké, např. spor-

tovní povrchy, podlahové povrchy, doplňky konstrukcí do-

pravních staveb na snížení dopravního hluku a omezení

průmyslových vibrací, nebo jako jedna ze složek do gumá-

renských směsí.

Cílem této práce bylo ověřit možnost využití odpadní-

ho gumového granulátu jako částečné náhrady plniva pro

výrobu polymercementových hmot. Jako referenční hmo-

ta byl vybrán samonivelační cementový potěr AlfaFORM

SCE.

POUŽITÉ MATERIÁLY

V referenčním materiálu a taktéž v modifikovaných směsích

byl použit portlandský cement CEM I 42,5 R z cementárny

Hranice. Chemické složení cementu se uvádí v tab. 1. Počá-

tek tuhnutí cementu je 130 min, doba tuhnutí 210 min, měr-

ná hmotnost 3 120 kg.m-3, měrný povrch 360 m2.kg-1, pev-

nost v tlaku po 28 dnech 49,7 MPa.

Dále byl použit hlinitanový cement Fondu od francouzské-

ho výrobce s označením Lafarge Aluminates. Jeho chemic-

ké složení se uvádí v tab. 1. Cement má počátek tuhnutí

120 min, dobu tuhnutí 240 min, měrnou hmotnost

2 065 kg.m-3, měrný povrch 400 m2.kg-1, pevnost v tlaku

po 6 h 20 MPa a po 24 h 33,8 MPa.

V samonivelačních směsích byl použit syntetický anhydrit

ve formě jemného šedého prášku. Obsahoval minimálně

90 % CaSO4, maximálně 1 % chemicky vázané vody a ma-

ximálně 7 % nečistot.

Jako plnivo byl použit křemenný písek a mleté vápence.

Základní vlastnosti písku: měrná hmotnost 2 650 kg.m-3,

sypná hmotnost volně sypaná 1 370 kg.m-3, setřesená

1 580 kg.m-3, nasákavost 23,4 %. Jeho chemické složení je

uvedeno v tab. 1, zrnitost v tab. 2. Dominantním minerálem

písku je křemen.

Na optimalizaci zrnitosti plniva byly použity tři frakce mle-

tého vápence: Carolith 0,2–0,5, Carolith 0–0,2 a Omyacarb.

Zrnitost mletých vápenců je uvádena v tab. 2. Jedná se

o vysoce čisté vápence s dominantním minerálem kalcitem.

Výrobce referenčního materiálu používá na zlepšení vlast-

ností potěru směs aditiv, obsahující redispergovatelný kopo-

lymer etylenvinylacetát, ether celulózy (stabilizátor) a odpě-

ňovač. Tato směs byla použita i v případě modifikovaných

směsí.

Gumový granulát z opotřebovaných pneumatik byl frak-

ce 0–0,4 mm, jeho sypná hmotnost volně sypaná byla

370 kg.m-3, setřesená 411 kg.m-3.

Tab. 1 Chemické složení cementů a plniv ❚ Tab. 1 Chemical composition of cements and aggregate components

CementSiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 SO3 TiO2 K2O Na2O MnO Cl-

[%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]

CEM I 42,5R 56,8 1,8 1,3 28,9 6,2 0,2 2 1,8 0,3 0,03 0,1

Hlinitanový 6 39,8 1,5 37 18,5 0,4 4 0,4 - -

Křemenný písek 98,5 - - 0,18 0,95 - 0,21 - - - -

Vápenec Carolith 0,06 55,2 0,65 0,09 0,12 0,8 0,01 0,02 - 0,01 -

Tab. 2 Zrnitost jednotlivých složek plniva ❚ Tab. 2 Grading of

aggregate components

Kontrolní síto [mm]

Celkový propad [%]

Křemenný

písek

Carolith

(0,2-0,5 mm)

Carolith

(0-0,2 mm)

Omyacarb

40/VA

2 100 100 100 100

1 100 95,2 100 100

0,5 99,1 71,8 100 100

0,25 56,3 52,5 100 98,9

0,125 6,6 27,1 56,8 65,2

0,09 0,8 7,2 31,3 17,1

0,063 0,2 0,1 21,6 7,1

0,045 0,1 0,01 4,2 1

pod 0,045 0 0 0 0



Složení směsí

Složení směsí vycházelo ze složení referenčního materiálu

– cementového potěru AlfaFORM SCE. Tento materiál ob-

sahuje směs cementů (portlandský cement CEM I 42,5 R

Hranice a hlinitanový cement od Lafarge), směs plniv, anhy-

drit a směs aditiv. Rámcové složení referenčního materiálu je

uvedeno v tab. 3. Podrobnější informace o poměrech mícha-

ní cementů, plniv a aditiv jsou předmětem obchodního ta-

jemství výrobce referenčního materiálu.

V rámci výzkumu byl referenční materiál modifikován pří-

davkem gumového granulátu a taktéž bylo modifikováno

původní plnivo mletými vápenci Carolith a Omyacarb. Ostat-

ní složky, tj. cementy, křemenní písek, anhydrit a aditiva zů-

staly beze změn v porovnání s referenčním materiálem. Dáv-

ka gumového granulátu byla 3 a 5 % z hmotnosti plniva. Slo-

žení modifikovaných směsí je uvedeno v tab. 3.

PŘÍPRAVA POTĚRŮ A PROVÁDĚNÉ ZKOUŠKY

Směsi byly připraveny v normové laboratorní míchačce.

Po skončení míchání se stanovila konzistence čerstvých

malt zkouškou rozlivu pomocí výtokového poháru objemu

100 ml s průměrem výtokového otvoru 8 mm. Výška výtoku

byla 150 mm. Rozliv se stanovil jako průměr vzniklého ko-

láče. Rozlití potěrů dosahovalo hodnoty v rozsahu 216 až

220 mm.

Následně se ze směsí připravily zkušební vzorky pro

zkoušky základních fyzikálně-mechanických vlastností.

Na trámcových vzorkách byla stanovena:

• objemová hmotnost podle ČSN EN 13 872,

• pevnost v tahu za ohybu podle ČSN EN 13 892-2,

• pevnost v tlaku podle ČSN EN 13 892-2.

Tyto vlastnosti byly stanoveny při standardních podmín-

kách ve stáří vzorku 28 dní a taktéž po uložení vzorku při

vyšší teplotě – 14 dní ve standardních podmínkách, 14 dní

při teplotě 70 °C a 1 den při standardních podmínkách.

Pro stanovení přídržnosti byly potěrové směsi naneseny

na betonový podklad a byly ošetřovány standardním postu-

pem 28 dní. Zkouška přídržnosti byla provedena podle ČSN

EN 13 892-8. Přídržnost byla stanovena také po ošetřová-

ní při teplotě 70 °C (obdobně jako při pevnostních charak-

teristikách).

Na stanovení smrštění během tvrdnutí byla vyrobena

trámcová zkušební tělesa o rozměrech 40 x 10 x 160 mm.

Na 24 h staré vzorky byly osazeny měřící hroty ve vzdále-

nosti 100 mm a bylo provedeno výchozí měření, další měře-

ní následovala ve stáří 2, 3, 7, 14, 21, 28 a 56 dnů.

Měření každé vlastnosti bylo realizováno na třech zkušeb-

ních vzorcích.

Výsledky zkoušek

Dosažené výsledky jsou uvedeny v tab. 4 a graficky znázor-

něny na obr. 1 až 4.

Dle očekávání vedla aplikace gumového granulátu ke sní-

žení objemové hmotnosti samonivelačního potěru. Byl tak-

též zaznamenán pokles pevnosti v tlaku. Při náhradě plniva

gumovým granulátem v množství 3 % je tento pokles zane-

dbatelný, při dávce 5 % je už znatelný.

V případě pevnosti v tahu za ohybu došlo při nižší dáv-

ce granulátu (3 %) dokonce k nárůstu pevnosti v porovnání

s referenčním materiálem. Zvýšení dávky granulátu na 5 %

se již projevilo snížením i pevnosti v tahu za ohybu.

Ošetřování materiálů při vyšší teplotě (70 °C) nemě-

lo výrazný vliv na jejich pevnostní charakteristiky. V zá-

sadě se projevily stejné tendence jako při standardním

ošetřování. V případě pevnosti v tlaku vykazovaly smě-

si s granulátem dokonce mírný nárůst pevnosti v porovná-

ní se standardním ošetřováním, zatímco referenční mate-

riál zaznamenal pokles pevnosti. V případě pevnosti v ta-

hu za ohybu byl zaznamenán mírný nárůst téměř u všech

směsí.

Přídržnost samonivelačních potěrů byla rovněž ovliv-

ňována gumovým granulátem obdobně jako pev-

nost v tlaku. S narůstáním dávky granulátu se přídržnost

snižovala.

Na přídržnost potěrů měl výrazný vliv způsob ošetřování.

V případě ošetřování při vyšší teplotě došlo k podstatnému

snížení přídržnosti (obr. 3).

Náhrada části plniva gumovým granulátem měla pozitiv-

ní vliv na smršťování samonivelačních potěrů. Nejvyšší hod-

noty smršťování po 56 dnech vykazoval referenční materiál.

Nově navržené směsi s obsahem gumového granulátu mě-

ly smršťování nižší.

Tab. 3 Složení referenční a nově navržených směsí ❚ Tab. 3 Composition of designed mixtures

Označení směsi

Složení směsi na 1000 g

[g]

Směs cementů Křem. písekCarolith

(0,2-0,5 mm)

Omyacarb

40/VA

Carolith

(0-0,2 mm)Anhydrit Aditiva

Gumový

granulátVoda

Ref. SCE 360 576 30 34 - 245

1/5 GG 360 172,8 230,4 86,4 57,6 30 34 28.8 245

2/5 GG 360 172,8 230,4 115,2 28,8 30 34 28.8 245

3/3 GG 360 172,8 230,4 97,9 57,6 30 34 17.3 245

4/3 GG 360 172,8 230,4 115,2 40,3 30 34 17.3 245

Tab. 4 Vybrané výsledky ❚ Tab. 4 Selected results

Označení směsiObjemová hmotnost

[kg.m-3]

Pevnost v tlaku

[MPa]

Pevnost v tahu

za ohybu [MPa]

Pevnost v tlaku

po uložení při vyšší

teplotě [MPa]

Pevnost v tahu

za ohybu po uložení

při vyšší teplotě

[MPa]

Počáteční přídržnost

[MPa]

Přídržnost

po uložení při vyšší

teplotě

[MPa]

Ref. SCE 1 870 20,7 6,3 17,4 6,7 1,53 0,58

1/5 GG 1 800 15,8 5,5 16,1 5,4 1,36 0,44

2/5 GG 1 810 15,9 5,3 15,8 5,3 1,41 0,45

3/3 GG 1 830 20,3 6,8 20,8 7 1,45 0,61

4/3 GG 1 840 20,5 6,8 20,6 6,8 1,44 0,58



ZÁVĚR

Při použití odpadního gumového granulátu bylo dosaženo

zajímavých výsledků z hlediska vlivu na změnu vlastností sa-

monivelačních cementových potěrů. Bylo zjištěno a proká-

záno mírné zlepšení mechanických vlastností jako je pevnost

v tlaku a také v tahu za ohybu u směsí s nižším obsahem

(3 %) odpadního gumového granulátu, jako částečné náhra-

dy plniva, oproti referenční směsi. Zvýšení dávky granulátu

(5 %) již vedlo k mírnému snížení pevnosti v tlaku a taktéž

pevnosti v tahu za ohybu.

Hodnoty přídržnosti směsí s obsahem gumového granu-

látu byly mírně nižší ve srovnání s referenčním materiálem,

a to jak při normálním uložení, tak i při uložení při vyšší tep-

lotě. Toto snížení přídržnosti je však relativně malé. Dosaže-

né hodnoty přídržnosti jsou dostatečné pro daný účel pou-

žití materiálu. I v případě přídržností se prokázala jako vhod-

nější nižší dávka gumového granulátu (3 %), při které byly

dosaženy vyšší hodnoty.

Rozdílné dávkovaní jemných materiálů (mletých vápenců)

se na dosažených výsledcích prakticky neprojevilo. Vlast-

nosti materiálů s rozdílnými poměry Carolithu (0–0,2 mm)

a Omyacarbu 40/VA byly prakticky stejné.

Podobné výsledky prezentuje i A. Benazzouk a kol. [3]

ve svém článku z roku 2007, který popisuje snížení mecha-

nických vlastností s vyšším přídavkem gumového granulátu,

snížení objemových hmotností a z toho plynoucí vhodnost

použití těchto směsí pro lehčené konstrukce.

Příspěvek vznikl za podpory výzkumného záměru MSM 0021630511

s názvem: „Progresivní stavební materiály s využitím druhotných surovin

a jejich vliv na životnost konstrukcí“.


Ing. Karel Nosek

VUT v Brně, Fakulta stavební, UTHD



Doc. Ing. Stanislav Unčík, PhD.

Stavebná fakulta STU, KMTI

Radlinského 11, Bratislava


Literatura:

[1] Ohama Y.: Polymer-based Admixtures, Cement and Concrete

Composites 1998, 20: 189–212

[2] Ohama Y.: The Past, Present and Future of Concrete-Polymer

Composites: A Life’s Work, Proceedings of ICPIC 2007.

XII. Intenational Congress on Polymers in Concrete, 1sted.

Chuncheon, Korea: Kangwon National University, 2007,

ISBN 89-960-0450-2, p. 969–979

[3] Benazzouk A., Douzane O., Langlet T., Mezreb K.,

Roucoult J. M., Queńeudec M.: Physico-mechanical

properties and water absorption of cement composite

containing shredded rubber wastes, Cement & Concrete

Composites 29, (2007), p. 732–740

Obr. 1 Pevnost v tlaku ❚ Fig. 1 Compressive strength

Obr. 2 Pevnost v tahu za ohybu ❚ Fig. 2 Flexural strength

Obr. 3 Přídržnost ❚ Fig. 3 Adhesion

Obr. 4 Smršťování samonivelačních cementových potěrů ❚

Fig. 4 Shrinkage of self-levelling screeds

0369

121518

21242730

Pevn

ost

v t

laku

[MP

a]

Ref

. SCE

1/5

GG

2/5

GG

3/3

GG

4/3

GG

Označení směsí

Pevnost v tlaku [MPa]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pevn

ost

v o

hyb

u[M

Pa]

Ref

. SCE

1/5

GG

2/5

GG

3/3

GG

4/3

GG

Označení směsí

Pevnost v ohybu [MPa]

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

Příd

ržno

st

[MP

a]

Ref

. SCE

1/5

GG

2/5

GG

3/3

GG

4/3

GG

Označení směsí

Přídržnost [MPa]

Počáteční přídržnost Přídržnost po uložení při vyšší teplotě

Sm

rště

ní sm

ěsí

-0,300

-0,260

-0,220

-0,180

-0,140

-0,100

-0,060

-0,020

0,020

1.d

en

3.d

en

7.d

en

14.d

en

28.d

en

56.d

en

Dny měření

[mm

]

1/5 GG 2/5 GG 3/3 GG 4/3 GG Ref. SCE

1

2

3

4

HOLANDSKÝ WORKSHOP „SUPERBETON“ ANEB KDYŽ

ARCHITEKTI SPOLEČNĚ S BETONÁŘI TESTUJÍ

NOVÝ TYP BETONU


A K T U A L I T Y ❚ T O P I C A L S U B J E C T S

Jitka Prokopičová

Spolupráce mezi architekty a výrobci betonu,

kterou se podařilo zrealizovat v rámci holandské-

ho workshopu Superbeton, přinesla řadu zajíma-

vých nápadů na použití ultravysokopevnostního

betonu. Architekti měli příležitost důkladně se

seznámit se všemi možnostmi a výhodami zvo-

leného materiálu.

Ve svých projektech architekti rádi po-

užívají nová netradiční řešení. Bohužel

však mají málo příležitostí a času po-

dílet se na testování nových materiálů.

Neznají dostatečně nové materiály, ne-

ví, jak široké jsou možnosti jejich použi-

tí, jak se budou chovat za určitých pod-

mínek, jaké jsou příslušné normy apod.

To vše znají výrobci, ale ti často zase

nevědí, co architekti od daného mate-

riálu přesně očekávají, aby mohli realizo-

vat svoje představy. Je potřeba dát hla-

vy dohromady, spojit síly, učit se jeden

od druhého.

V Nizozemí těmto cílům napomáhá or-

ganizace Booosting platform voor ko-

plopers in bouwinnovatie (dále jen Boo-

sting), která byla založena v roce 1988

a která kombinuje iniciativy stavební-

ho průmyslu, investorů i architektů. Bo-

oosting si dala za úkol urychlit pokrok

ve stavebnictví tím, že bude fungovat

jako platforma pro výměnu znalostí, ná-

zorů, nápadů a získávání zkušeností.

„V tomto se lišíme od tradičních asoci-

ací, které většinou sdružují organizace

jednoho profesního odvětví. My dává-

me dohromady odborníky, kteří mohou

přispět k debatě a řešení, vedoucímu

k lepší úrovni stavebního sektoru“, říká

Martin Smit, předseda sdružení Boo-

osting a jinak také architekt vlastnící ar-

chitektonické studio Martin W Smit Ar-

chitects. „Ten, kdo ovlivňuje nové stav-

by, to nejsou jenom inženýři, techno-

logové a architekti. To může být třeba

i sociolog či psycholog, který se např.

v případě škol, nemocnic může účastnit

projektové přípravy a ovlivnit výslednou

podobu stavby“, vysvětluje Smit.

Na sklonku roku 2011 organizovalo

sdružení Booosting společně s holand-

skou asociací Cement en Beton Cent-

rum a výrobcem betonu Romein Beton

sérii workshopů, kde architekti zkouše-

li pracovat s ultravysokopevnostním be-

tonem (Ultra High Performance Con-

crete – UHPC).

UHPC, u kterého se jako vyztužení po-

užívají jemná ocelová vlákna, se použí-

vá zatím především na stavbu mostních

konstrukcí a výškových budov, ale může

mít samozřejmě mnohem širší uplatně-

ní. Jeho vysoká pevnost umožňuje pro-

jektovat a realizovat stavby s mnohem

odvážnějším architektonickým řešením

než v případě klasického betonu. Nos-

né prvky mohou být subtilnější, budo-

vy elegantnější. Jeho vlastnosti se mo-

hou uplatnit i v interiérech, a to byl prá-

vě úkol pro architekty – přijít s neotřelý-

mi nápady a vyzkoušet si to přímo u vý-

robce.

Společnost Romein Beton má již

s tímto typem betonu určité zkušenos-

ti. Byla hlavním dodavatelem betonu

na stavbu prvního mostu z UHPC v Ho-

landsku, který byl postaven v Utrech-

tu a nedávno obdržel cenu Betonprijs

(holandskou cenu za nejlepší betonové

stavby). „Společnost Romein Beton vítá

nové technologie, nové nápady, a pro-

to jsme pozvali skupiny architektů a po-

skytli jim prostor, materiál, ale i odbor-

nou pomoc svých expertů. Byla to vý-

borná vzájemná zkušenost“, říká Valen-

tijn Blonk, ředitel společnosti.

Z workshopu Superbeton vzešla řada

zajímavých návrhů, z nichž některé

představujeme.

NAHRAZENÍ OCELOVÝCH PIL ÍŘŮ

ZÁBRADLÍ BETONOVÝMI

Architekti ze společnosti VHA Architec-

ten se specializují na inženýrské a prů-

myslové stavby a staví především mos-

ty. Navržené konstrukce jsou většinou

z ocelových prvků, které je však třeba

dobře ošetřit a zakonzervovat, čímž se

zvyšuje cena konstrukce ale také eko-

logická zátěž stavby na okolí. V rám-

ci workshopu VHA Architecten zkouše-

li možnost nahrazení ocelového zábra-

dlí betonovým, které by tyto problémy

mohlo vyřešit.

Jako vzor pro zkoušky bylo použito

mostní zábradlí (obr. 1). „U oceli se po-

užívají pláty o tloušťce 20 mm. Pro po-

kusy ve workshopu jsme použili stejnou

tloušťku“, říkají architekti. Nejdůležitější

otázka samozřejmě byla, zda plát z be-

tonu bude dostatečně pevný. Ukázalo

se ale, že toho cíle ještě nebylo dosa-

ženo. Je možné řešení? Zdá se, že ano.

Např. použitím kratších vláken. Nyní jsou

vlákna prakticky stejně dlouhá, jako je

tloušťka materiálu, jsou uložena v pod-

statě rovnoběžně a jsou nedostatečně

rozptýlená, což způsobuje, že pevnost

zvlášť při ohybu není dostatečná.

1a

1b

Obr. 1 Prvek zábradlí, a) diskuze nad

výkresovou dokumentací, b) hotový odlitek

Obr. 2 Konstrukční prvek „Krinolína“,

a) gumová forma, b) hotový odlitek

Obr. 3 Fasádní prvek „Filamenti“, a) návrh

fasády, b) příprava v dílně, c) finální podoba



KRINOLÍNA JAKO KONSTRUKČNÍ

ELEMENT

Architektka Michaela Stegerwald ráda

zkouší nové nápady, nové možnosti.

Ráda např. kombinuje prvky a metody

z módního sektoru s těmi z architektu-

ry. V tomto workshopu se inspirovala

krinolínou – kosticí, kterou nosily dámy

jako podporu svých těžkých sukní ně-

kdy v 19. století. Ušila takovou kostru

z gumy, naplnila betonem a vznikl krás-

ný a pevný objekt, který může slou-

žit jako architektonický prvek (obr. 2).

A textil nebo guma jako bednění. Vý-

sledek pokusu překvapí i na pohled.

Beton je krásně hladký, kopíruje přes-

ně formu, ve které byl odlit a málokdo

by věřil, že se skutečně jedná o beton.

Něco podobného vyzkoušela archi-

tektka Stegerwald i s jiným typem

formy. Pospojovala plastové nádoby

od citronové šťávy, a vznikl elegantní

sloupek. Podle druhů šťávy jej nazvala

Juicy a Sicilia. „Ten otisk je tak dokona-

lý, že by se tímto způsobem např. moh-

la vytvářet podniková identita – otisk-

nout a zakomponovat logo společnosti

přímo někde v budově nebo na budo-

vě“, říká Michaela.

FILAMENTI

Specifické vlastnosti UHPC se výbor-

ně hodí pro tvorbu speciálních povrchů

a fasád. Architekti ze studia AAArchi-

tecten v Haagu pokusili otestovat, kam

až mohou zajít při vytváření originálních

vzorů. Pro fasádu nazvanou Filamenti

se inspirovali svalovými vlákny. Z jejich

průřezů vytvořili „matrici“, kterou použili

ve dvou vrstvách.

Vznikla tak jakási betonová krajka

s oválnými otvory, která se částeč-

ně překrývají (obr. 3). „Docela si dove-

deme představit, že taková stěna mů-

že velmi dobře vypadat jako přepáž-

ka v interiéru“, říkají architekti, „na nos-

nou stěnu bychom to ale nedoporu-

čovali…“.

DĚRAVÝ SLOUP I PŘÍSTŘEŠÍ

Architekti z Arconiko Architecten tvr-

dí: „Pro nás je UHPC s vlákny úplně

nový konstrukční materiál. Jeho ná-

zev asociuje zlepšení vlastností betonu,

2a 2b

3a 3c

3b



ale ve skutečnosti je to nový materiál,

s novými vlastnostmi. Je nejen pevnější

než standardní beton, ale nepotřebuje

žádné armování. Beton spolu s ocelo-

vými vlákny tvoří homogenní směs, vel-

mi jemná vlákna roztroušená v betono-

vé hmotě působí stejně jako výztuž. To

dodává tomuto typu betonu jeho výji-

mečné vlastnosti. Je velmi pevný, ale

současně i neuvěřitelně tvárný.“

Při tvorbě svých návrhu se inspiro-

vali přírodou, ve které se velmi čas-

to objevují hexagony a vytvořili lehké

a otevřené konstrukce s využitím to-

hoto elementu. Po několika pokusech

hledání optimální rovnováhy mezi pev-

nou částí a otvory se jim nakonec po-

dařilo vyrobit perforovaný prvek (obr.

4a, b). Tento model může být velmi

dobře použit jako architektonický pr-

vek (obr. 5).

STŮL V IADUKT

Architektka Femke Bijlsma si dala za cíl

vytvořit elegantní betonový stůl: „ Měla

jsem ambici překvapit betonem a pod-

trhnout jeho vlastnosti. Vysoká pev-

nost UHPC umožňuje zachování leh-

kosti a subtilnosti tvaru a konstrukce,

jeho struktura dává jemnost a možnost

soustředit se na detail, jeho hutnost

umožňuje vytvoření zrcadlově lesklého

povrchu“.

Při tvorbě estetického tvaru stolu se

architektka Femke inspirovala inže-

nýrskými stavbami v padesátých le-

tech, odtud také ten název. Otisk for-

my včetně spojovacích šroubů je zá-

měrně viditelný na spodní straně stolu.

Povrch stolu je ale krásně hladký jako

zrcadlo. Přestože váží 235 kg, vypa-

dá velmi lehce (obr. 6). „Lití betonu by-

lo poměrně obtížné, protože materiál

schnul rychleji, než jsem předpokláda-

la, ale výsledek je velmi dobrý“, sdělu-

je architektka Femke.

KONSTRUKČNÍ PRVEK

Jiní architekti zkoušeli povrchové vlast-

nosti UHPC a zjistili, že tento typ beto-

nu má tak jemnou strukturu, že doko-

nale kopíruje texturu matrice a mohou

se vytvářet velmi jemné formy a tva-

ry. Může to být ovšem i nevýhodou,

protože jsou vidět i případné nedoko-

nalosti.

Ve výsledku někde trochu vadila

ocelová vlákna na povrchu a někde

příliš tenké tvary, zvlášť tam, kde

docházelo k pnutí, praskaly. To vše

se ještě bude muset řešit. „To, že ten-

to beton má vynikající vlastnosti, co se

týče pevnosti, je již známo. My jsme se

snažili ukázat při tvorbě profilu (HEM

300), jak elegantní a jemné formy se

mohou utvářet. To je výzva pro všech-

ny výrobce prefabrikátů i matric. Cena

výrobků z tohoto betonu se totiž ne-

musí odvíjet jenom od množství spo-

třebovaných kubických metrů beto-

nu, ale i od přidané hodnoty ve for-

mě designu“, říkají architekti Henk

van Laarhoven a Tamara van Kam-

pen ze studia Bierman Henket Archi-

tecten. „S ultra vysoce pevnostním

betonem je to jako s bio potravinami.

Ty normální jsou levnější“, dodávají se

smíchem.

Obr. 4 a) Matrice pro pro prvek

s hexagonovými otvory,

b) perforovaný element

Obr. 5 Vizualizace přístřešku

s využitím hexagonových otvorů

4a 4b

5



ZÁVĚR

Workshop ukázal, že má-li beton té-

měř neomezené možnosti forem a tva-

rů, pak o UHPC to platí dvojnásob, pro-

tože jeho vlastnosti umožňují vytvářet

tvary tak lehké a elegantní, že se dosud

architektům o tom ani nesnilo. UHPC je

pro architekturu určitě materiálem bu-

doucnosti. Zůstává samozřejmě ješ-

tě mnoho nezodpovězených otázek.

Jak bude tento beton odolávat nepříz-

nivým povětrnostním podmínkám? Bu-

de nenáročný na údržbu bez použi-

tí dalších konzervačních technik? Ja-

ké barevné odstíny mohou být vytvo-

řeny, a které produkty bude vhodné

dělat z tohoto typu betonu? I po spo-

lečném workshopu bude ještě mno-

ho otevřených oblastí k řešení. Mu-

sí se na něm ale ještě dále pracovat,

zkoušet nové možnosti, vylepšovat je-

ho vlastnosti a nacházet nové možnos-

ti použití. Je potřeba se nadále učit je-

den od druhého.

Jak řekl ředitel organizace Cement

en Beton Centrum Hans Köhne: „Kaž-

dá profese trpí trochu profesionální

deformací. Producenti betonu chtě-

jí mít výrobní proces pod kontrolou,

nemají rádi odchylky, požadují, aby

všechno probíhalo, jak má, a bylo do-

sahováno standardní vysoké kvali-

ty. Nejsou v tomto ohledu nakloněni

změnám a překvapením. Naproti to-

mu architekti mají přímo hrůzu z toho,

že věci probíhají pořád stejně. V kaž-

dém projektu musí být něco nové-

ho, nový nápad, překvapující varia-

ce. A právě napětí mezi těmito dvěma

skupinami dělá workshop tak zajíma-

vým a napínavým. Zvědavost a ino-

vace dostává prostor a výsledky jsou

fascinující.“

Výsledky workshopu Superbeton by-

ly vystaveny od loňského prosince

do letošního dubna v prostorách Ma-

teria inspiration Centre v Amsteroda-

mu (www.materia-ic.com).

Jitka Prokopičová

(autorka žije v Holandsku)


Organizace workshopu

Booosting – www.booosting.nl

Cement en Beton Centrum

– www.cementenbeton.nl

Romein Beton – www.romein.nl

Fotografie:

1a, b, 3b, 6b, 7a – Jolanda Steenhouwer

(www.booosting.nl),

2a, b – Michaela Stegerwald

(www.stegerwald.eu),

3a, c – z archívu společnosti – AAArchitecten

(www.aaarchitecten.nl),

4a, b, 5 – Frido van Nieuwamerongen

(www.arconiko.com)

6b – Klaas de Groot, 7b – Henk van Laarhoven

Redakce děkuje všem autorům fotografií

za jejich poskytnutí.

Obr. 6 a) Výroba stolu Viadukt, b) hotový stůl

Obr. 7 Profil HEM300, a) pohled do bednění, b) srovnání profilu

z UHPC a z oceli

Zdroj:

[1] Bakker S., van Nieuwamerongen F.,

Steenhouwer L.: Superbeton – UHSB

workshop Booosting, 2011

6a 6b

7a 7b

INFORMAČNÍ SYSTÉM PRO PODPORU OPRAVY KARLOVA

MOSTU ❚ INFORMATION SYSTEM SUPPORTING

REHABILITATION OF CHARLES BRIDGE IN PRAGUE


S O F T W A R E ❚ S O F T W A R E

Jiří Vildt, Jan Zeman, Jiří Šejnoha,

Vladimír Tvrzník

Cílem článku je představit informační systém

ISKarluvMost, který byl vyvinut v posledních

třech letech jako podpůrný prostředek pro opra-

vu Karlova mostu. ❚ The purpose of this

paper is to introduce a new information system

ISKarluvMost, which was developed during

the last three years to support rehabilitation of

Charles Bridge in Prague.

V období od 1. srpna 2007 do 31. října

2010 proběhla poslední rozsáhlá opra-

va Karlova mostu v Praze, která za-

hrnovala rekonstrukci zábradlí a mos-

tovky a obnovu hydroizolačního systé-

mu. Tato oprava byla podložena dlou-

hodobým výzkumem, zaměřeným jed-

nak na dokumentaci stavu konstrukce

a materiálů využitých v mostu, jednak

na počítačové simulace jeho chování

především pod účinky nesilových zatí-

žení. K přípravným teoretickým a expe-

rimentálním pracím přispěla řada praco-

višť a získané výsledky byly hojně pre-

zentovány v tuzemské i zahraniční lite-

ratuře. Jako vybrané příklady uveďme

shrnutí komplexního výzkumu v obdo-

bí 1994 až 2004 [1 až 3], vývoj a ověře-

ní nelineárního výpočetního modelu seg-

mentů mostu [4, 5] nebo nejnovější po-

znatky o materiálech v konstrukci [6, 7].

Především při vývoji a verifikaci počí-

tačových modelů Karlova mostu [4, 5]

pak bylo opakovaně shledáno, že i přes

výjimečný charakter této památky a její

dlouhodobý monitoring nejsou k dispo-

zici volně přístupné a soustředěné pod-

klady, o něž by se mohla jakákoliv po-

kročilá analýza opřít.

Obr. 1 Veřejně přístupné rozhraní

aplikace ❚ Fig. 1 Public access interface

Obr. 2 Příklad modulu souborů

s výpočty ❚ Fig. 2 Example of files and

calculation module

Obr. 3 Přidávání souborů s výkresovou

dokumentací základů ❚

Fig. 3 Adding files with drawing

documentation

1

2

3



Právě tato skutečnost byla hlavním

impulsem návrhu a vývoje aplikace

ISKarluvMost [8] krátce představe-

né v tomto článku. Poznamenejme,

že hlavním cílem tohoto informačního

systému je soustředit informace nut-

né pro simulace mostu a jeho násled-

né statické posouzení. To jej odlišuje

od naprosté většiny informačních sys-

témů historických památek, např. [9

až 11], které jsou primárně zaměřené

na detailní reprezentaci geometrie ob-

jektu. Proto nejprve krátce popíšeme

principy návrhu informačního systému

a funkce dostupné uživatelům. Násled-

ně specifikujeme členění informačního

systému a detailněji představíme ná-

vrh modulu pro správu výsledků mě-

ření teploty a vlhkosti v tělese mostu.

NÁVRH INFORMAČNÍHO

SYSTÉMU

Při návrhu softwarového řešení byl kla-

den důraz na minimalizaci nákladů při

zachování nezávislosti na operačním

systému uživatele. Proto je informač-

ní systém založen na open-source ná-

strojích a implementován jako webo-

vá aplikace, která umožňuje manipula-

ci a zobrazení dat soustředěných v da-

tabázi. Webové rozhraní důsledně re-

spektuje aktuální standardy tak, aby se

stránky korektně zobrazovaly v široké

škále prohlížečů. Na straně serveru je

využit svobodný operační systém De-

bian Linux a nástroje z jeho repozitářů.

Aplikace je napsána ve skriptovacím

jazyce PHP, využívá frameworku Net-

te [12] a jeho vybraných doplňků které

umožnují uživatelsky příjemné vkládá-

ní a editaci dat. Pro komunikaci s data-

bází systém používá knihovnu Dibi [13],

propojenou s databázovým softwarem

PostgreSQL [14]. Databáze je navrže-

na podle zásad relačního databázové-

ho modelu. Systém navíc obsahuje au-

tomatickou antivirovou kontrolu všech

vkládaných souborů pomocí programu

ClamAV [15]. Vlastní aplikace je členěna

do sekcí, které obsahují moduly týkají-

cí se jednotlivých logických celků. Tato

architektura umožňuje snadné rozšiřo-

vání aplikace dle případných požadav-

ků spolupracujících subjektů.

FUNKCE DOSTUPNÉ

UŽIVATELŮM

Informační systém primárně umožňuje

vkládání informací do příslušných sekcí.

Při udělení oprávnění přístupu do uživa-

telského rozhraní umožňuje administrá-

torovi systém definovat typy přístupo-

vých práv (např. vkládání, zobrazová-

ní, editace) pro jednotlivé moduly. Uži-

vatel se přes veřejně přístupné rozhraní

(obr. 1) přihlásí do uživatelské části sys-

tému, vybere si příslušnou sekci a má-li

oprávnění vykonávat akce v daném mo-

dulu, může data vkládat, zobrazovat či

jinak upravovat (obr. 2 a 3).

STRUKTURA INFORMAČNÍHO

SYSTÉMU

Z následujícího výčtu je patrná struk-

tura informačního systému a přísluš-

ných dat. Konkrétně se systém sklá-

dá ze sekcí:

• Materiály – moduly Chemické vlast-

nosti a Mechanické vlastnosti shrnují

vlastnosti materiálů zjištěné ze vzorků

odebraných přímo na stavbě; přísluš-

né hodnoty jsou uloženy přímo v da-

tabázi systému,

• Základy – informace o založení mos-

tu ve formátech pdf případně dwf,

• Modely a výpočty – vybrané výsled-

ky simulací Karlova mostu; podpo-

rován je libovolný formát dat, v sou-

časné době jsou výsledky dostupné

ve formě pdf dokumentů,

Z Á R U K A



• In-situ měření – výsledky kontinuál-

ního měření teplot a vlhkostí v tě-

le mostu dodané firmou E-THERM,

a. s., (podrobnější popis sekce v ná-

sledující kapitole); data jsou přístup-

ná pouze registrovaným uživatelům,

• Externí software – informace o vý-

početních nástrojích využitých k po-

čítačovým simulacím Karlova mostu,

výsledky fotogrammetrického zamě-

ření skupinou prof. Karla Pavelky [9],

• Dokumentace – zadávací a realizač-

ní dokumentaci stavby ve formě pdf

a dwf souborů,

• Publikace – shrnující dostupné infor-

mace o Karlově mostu z otevřené li-

teratury; vlastní publikace jsou roz-

členěny do několika kategorií a v pří-

padně dostupnosti doplněny pdf sou-

bory nebo příslušnými odkazy na je-

jich zdroj.

Pokud není uvedeno v textu výše ji-

nak, všechna data v systému jsou ve-

řejná. Jsou též většinou dostupná jak

v české, tak i v anglické verzi.

PŘÍPADOVÁ STUDIE

Pro lepší ilustraci funkcí poskytovaných

jednotlivými moduly nyní krátce popíše-

me implementované řešení pro správu

o teplotních a vlhkostních polí. Jedná se

o značné množství údajů (měření je kon-

tinuální s krokem 5 min), které jsou vzta-

žené k senzorům umístněným v jednom

ze sedmi řezů, ve kterých se měření

provádí. Úkolem modulu je nahrát data

do databáze z automaticky generova-

ného vstupního souboru, typicky o ve-

likosti desítek až stovek MB, a korekt-

ně je přiřadit ke stávajícím údajům v da-

tabázi. V neposlední řadě je třeba zajis-

tit uživatelskou přívětivost a přiměřenou

dobu zpracování dat.

Po manuálním vložení údajů o měři-

cích místech a senzorech do databáze

probíhá zpracování datového souboru

v následujících krocích:

• modul soubor syntakticky zkontrolu-

je a přiřadí k naměřeným hodnotám

údaje o měření, senzoru atd.,

• modul vytvoří nový soubor s kon-

figurací a daty pro externí program

pgloa der [16], který slouží k nahrávání

rozsáhlých datových souborů do da-

tabáze,

• pgloader nahraje data do databá-

ze (použitím tohoto nástroje se do-

cílilo snížení doby ukládání zhruba

o dva řády),

• modul vygeneruje soubory, které

umístí na server, a registrovaní uži-

vatelé si je mohou stáhnout. Jed-

ná se o textové soubory ve formátu

csv, které obsahují informace o pří-

slušném senzoru a časovém rozsa-

hu měření včetně případných chybě-

jících údajů.

Krom těchto automatických úkonů

lze pomocí externího odkazu provést

kontrolu konzistence dat v databázi

a výsledek zaslat správci systému. Ad-

ministrátor též může hodnoty zpětně

vymazat, popřípadě znovu vygenero-

vat textový soubor z hodnot uložených

v databázi.

ZÁVĚR

V tomto příspěvku byl krátce předsta-

ven informační systém soustřeďující in-

formace získané při poslední opravě

Karlova mostu a při teoretických a ex-

perimentálních pracích, které jí před-

cházely. Jsme přesvědčeni o tom, že

tento systém může přispět k zpřes-

nění znalostí o této historické památ-

ce a k výrazné racionalizaci budoucích

oprav a rekonstrukcí, a to nejen Kar-

lova mostu ale celé řady kamenných

mostů, kterých je jen v České republi-

ce zhruba třináct tisíc. Informační sys-

tém je podkladem pro certifikovanou

metodiku oprav těchto mostů. Na zá-

kladě ekonomické rozvahy o skuteč-

ném provedení oprav Karlova mostu lze

doložit, že kdyby metodika a informač-

ní systém byly k dispozici před započe-

tím oprav, podařilo by se snížit náklady

o 8,5 % původně plánované částky, tj.

cca o 226 x 0,085 = 19 mil. Kč.

Tento článek vznikl za podpory projektu

FR-TI1/381. Rádi bychom na tomto místě

poděkovali Josefu Petrákovi a Prof. Karlu

Pavelkovi (FSv ČVUT v Praze), Doc. Richardu

Přikrylovi (PřF UK) a firmě E-THERM, a. s.,

za jejich příspěvky k tvorbě informačního

systému.

Ing. Jiří Vildt

Výzkumné centrum CIDEAS


www.comp4lin.cz

Doc. Ing. Jan Zeman, Ph.D.

Katedra mechaniky


http://mech.fsv.cvut.cz/~zemanj

Prof. Ing. Jiří Šejnoha, DrSc., FEng.

Výzkumné centrum CIDEAS


všichni tři: ČVUT v Praze

Thákurova 7, 166 29 Praha 6

Ing. Vladimír Tvrzník, CSc.

Mott MacDonald CZ, spol. s r. o.

Národní 984/15, 110 00 Praha 1


Literatura:

[1] Witzany J., Mencl V., Wasserbauer R.,

Gregerová M., Pospíšil P., Čejka T.,

Zigler R., Burgetová E.: Souhrnné hod-

nocení teoretického a experimentálního

výzkumu Karlova mostu v letech 1994

až 2004 – 1. část, Stavební obzor.

2005, 14(3), 65–82

[2] Witzany J., Wasserbauer R.,

Gregerová M., Pospíšil M., Zigler R.:

Souhrnné hodnocení teoretického

a experimentálního výzkumu Karlova

mostu v letech 1994 až 2004 –

2. část, Stavební obzor. 2005, 14(4),

97–105.

[3] Witzany J., Zigler R.: The analysis of

non-stress effects on historical stone

bridge structures (monitoring, theoreti-

cal analysis, maintenance), Journal of

Civil Engineering and Management.

2007, 13(2), 157–167.

[4] Šejnoha J., Novák J., Janda Z., Zeman

J., Šejnoha M.: Výpočet stavů napětí

a poškození Karlova mostu v Praze,

Beton TKS. 2007, 7(5), 50–53

[5] Zeman J., Novák J., Šejnoha M.,

Šejnoha J.: Pragmatic multi-scale

and multi-physics analysis of Charles

Bridge in Prague, Engineering

Structures. 2008, 30(11), 3365–3376

[6] Přikryl R., Novotná M.,

Weishauptová Z., Šťastná A.:

Materiály původního výplňového

zdiva Karlova mostu a jejich skladba,

Průzkumy památek. 2009, 16(1),

107–123

[7] Přikryl R., Weishauptová Z., Novotná

M., Přikrylová J., Šťastná A.: Physical

and mechanical properties of the

repaired sandstone ashlars in the

facing masonry of the Charles Bridge

in Prague (Czech Republic) and an

analytical study for the causes of its

rapid decay, Environmental Earth

Sciences. 2011, 63(7), 1623–1639

[8] http://iskarluvmost.fsv.cvut.cz

[9] Pavelka K., Němcová V.:

Fotogrammetrické zaměření Karlova

mostu, In: GEOS 2006, 2006

[10] Wang X., Guo W., Liu J.: A preliminary

study on GIS-based management

information system for architectural

heritage conservation, In: International

Conference on Educational and

Information Technology (ICEIT). 2010,

3, V3-464--V3-468

[11] Restuccia F., Galizia M., Santagati

C.: A GIS for knowing, managing,

preserving Catania’s historical archi-

tectural heritage, In: K. Pavelka (editor)

XXIIIrd International CIPA Symposium.

2011

[12] http://nette.org

[13] http://dibiphp.com

[14] http://www.postgresql.org

[15] http://www.clamav.net

[16] http://pgfoundry.org/projects/pgloa-

der


VADY A PORUCHY BETONOVÝCH PODLAH ANEB KDYŽ SE NEDAŘÍ…

ČÁST 2. PORUCHY NÁŠLAPNÉ VRSTVY BETONOVÝCH PODLAH

❚ DEFECTS AND FAILURES OF CONCRETE FLOORS… OR… IF

THINGS ARE GOING WRONG… PART. 2 FAILURES OF FINAL

LAYER OF CONCRETE FLOORS

Jarmila Novotná

Druhá část seriálu o vadách a poruchách betonových podlah je věnovaná poruchám nášlapné vrstvy, mezi které patří delaminace, sprašování povrchu,

nízká odolnost v obrusu a také barevná nejednotnost vsypových podlah. ❚ The second part on concrete floors failures deals with delamination,

dusting of surface, low resistance in abrasion, and also non-homogeneous colour of dry shake floors.

Poruchy nášlapné vrstvy jsou jednou

z nejčastěji reklamovaných vad betono-

vých podlah. Jejich oprava během pro-

vozu je poměrně náročná a nákladná.

Nejběžnější povrchovou úpravou beto-

nových podlah je zahlazená vrstva ce-

mentového vsypu nebo potěru, kterým

se budeme v následujícím textu hlav-

ně věnovat.

Tento typ povrchu přes svoje nespor-

né kvality a velice příznivý poměr kvalita/

cena není ale univerzálním řešením. Pro-

to je často prvotní příčinou poruch ná-

šlapné vrstvy nevhodně navržená povr-

chová úprava nebo špatná definice za-

dávacích podmínek ze strany uživatele

podlahy. Mnoho průmyslových provozů

a stavebních konstrukcí má specifické

požadavky na kvalitu nášlapné vrstvy,

které cementové vsypy a potěry nemo-

hou splnit. Jedná se především o provo-

zy, kde je podlaha často vystavena pů-

sobení různých agresivních chemických

látek, kapalin a olejů, dále provozy poža-

dující zcela bezprašný povrch nebo anti-

statickou úpravu povrchu podlahy.

Vady se nemusí projevit jen na povr-

chu podlahy, ale postupně poruchou

celé betonové konstrukce. Povrch be-

tonových podlah bez dodatečného po-

vrstvení není dostatečně těsný vůči

pronikání kapalin a právě pronikání ka-

palin dovnitř konstrukce potom umož-

ňuje rychlé odstartování degradačních

procesů v betonu.

Proto je nutné vždy pečlivě zvážit a in-

vestora upozornit nejen na všechny kla-

dy, ale i zápory betonových podlah se

vsypem nebo potěrovou vrstvou.

DELAMINACE NÁŠLAPNÉ

VRSTVY BETONOVÝCH

VSYPOVÝCH PODLAH

Delaminace nášlapné vrstvy je plošné

oddělení povrchové vrstvy v tloušťce

2 až 10 mm od podkladního betonu.

Nejčastěji se na betonových podlahách

setkáváme s delaminacemi, vznikající-

mi jako důsledek nedodržení techno-

logického postupu při pokládce vsy-

pu, vlivem nevhodného složení beto nu

a vlivem vnějších podmínek. Delamino-

vané plochy mohou mít velmi rozdílnou

velikost, od drobných puchýřků veli-

kosti mince až po plochy v rozsahu ně-

kolika metrů čtverečních (obr. 1).

Nejčastější příčinou delaminace je

předčasné uzavření povrchu betonu

vsypem. Voda a vzduch obsažené

v betonu vystupují kapilárami na po-

vrch v různém čase v závislosti na slo-

žení směsi, technologii pokládky, tep-

lotě prostředí a podkladu. K výskytu

těchto delaminací nejvíce přispívá vy-

soký obsah vzduchu v betonu, nízká

teplota pokladní vrstvy nebo betonové

směsi a neodstranění veškeré výpot-

kové vody z povrchu betonu před na-

nášením vsypu nebo potěru.

Tlakem vody nebo vzduchu v kapilá-

rách dochází k oddělení čerstvé vsypo-

vé vrstvy. Nesoudržnost vsypu a pod-

kladního betonu je často patrná již

v průběhu hlazení jako drobné puchýře.

Další příčinou delaminací je pozdní

nanášení vsypu. Vsyp není dostatečně

provlhčen a nedojde k mechanickému

propojení vsypové vrstvy a podkladní-

ho betonu během hlazení. Vznik poru-

chy ještě podporuje dodatečné vlhče-

ní povrchu betonu před vsypem, kte-

rým se vytvoří vrstva jemné cementové

kaše bez větších zrn agregátu. K oddě-

lení pak dochází na rozhraní této vrstvy

a zatvrdlého betonu, nikoliv na rozhraní

vsyp – beton (obr. 2).

Poslední příčinou delaminací je nedo-

statečné nebo zcela chybějící ošetřo-

vání povrchu podlahy po skončení be-

tonáže. Vlivem rychlého vysýchání do-

chází k nadměrnému smrštění povr-

chu a vzniku trhlin, které jsou spojeny

s delaminací.

Obr. 1 Delaminace vsypu ❚

Fig. 1 Delamination of dry shake layer

Obr. 2 Delaminace v betonu pod úrovní

vsypové vrstvy ❚ Fig. 2 Delamination

under dry shake layer

21

P O R U C H Y B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í ❚ F A I L E D C O N C R E T E



SPRAŠOVÁNÍ POVRCHU A NÍZKÁ

ODOLNOST BETONOVÝCH

PODLAH V OBRUSU

Nízká odolnost povrchu betonových

podlah v obrusu, nadměrná nasákavost

a sprašování jsou typickou vadou be-

tonových podlah. Podlaha má obvykle

velmi světlou barvu, je matná a bez les-

ku, vysoce nasákavá i přes ošetření po-

vrchu sealerem. (Sealer je nátěr, obvyk-

le nanášený bezprostřeně po skončení

betonáže, který vytváří na povrchu be-

tonu ochranný film a vyplňuje povrcho-

vé póry betonu. Zpomaluje se tak od-

pařování záměsové vody během vyzrá-

vání, snižuje nasákavost povrchu beto-

nu, zlepšuje jeho vzhled a mechanic-

ké vlastnosti.) Průvodním jevem bývá

i rychlé špinění povrchu a obtížné čiš-

tění. Podlaha působí i krátce po uvede-

ní do provozu jako několik let stará, do-

chází velmi rychle k obnažování tvrdých

zrn agregátu vsypové vrstvy.

Nejčastější příčinou je betonáž podla-

hy při nízkých nebo limitních teplotách

prostředí okolo 5 °C a rychlé ochlazo-

vání povrchu desky v průběhu betoná-

že. Povrch desky je vzhledem k tloušť-

ce betonu velmi rozsáhlou plochou.

Proto jeho teplota může v chladném

počasí poklesnout až na 2 až 3 °C, ač-

koliv teplota prostředí je obecně pro be-

tonáž vyhovující. Při teplotě 2 °C do-

chází k výraznému zpomalení až za-

stavení hydratačního procesu cemen-

tového pojiva. Tento proces již není

obnoven v původním rozsahu ani při

dodatečném zvýšení teploty. Výsled-

kem jsou podstatně slabší pojivové vaz-

by v cementové matrici vsypu nebo po-

těru (obr. 3).

K podobnému jevu může docházet

také při neodstranění výpotkové vo-

dy nebo při masivním kropení povrchu

v průběhu hlazení. Zde je příčinou vy-

soký vodní součinitel povrchové vrst-

vy, navíc dochází k zatlačení agregátu

vsypu do hloubky a na povrchu zůstá-

vá pouze málo soudržná vrstva jem-

ných částic (obr. 4).

Důvodem sprašování povrchu mů-

že být i vysoká teplota, kdy dojde

ke „zprahnutí“ povrchu a rychlému od-

paření záměsové vody.

BAREVNÁ NEJEDNOTNOST

VSYPOVÝCH PODLAH

Pod pojmem „barevná nejednotnost“

rozumíme lokální rozdíly v odstínech

barvy povrchu betonové podlahy nebo

rozdíly mezi jednotlivými pracovními zá-

běry (obr. 5, 6).

Určitá míra barevné nejednotnosti

(obr. 6) je betonovým podlahám vlastní

a nejedná se tedy o vadu betonových

podlah v pravém slova smyslu. Barev-

nou rovnoměrnost povrchu betonové

podlahy nelze srovnávat s barevnou

jednotností nátěrů či vrstev na synte-

tické bázi. Beton je heterogenní mate-

riál, jehož výsledná barevnost a její lo-

kální odchylky závisí na mnoha fakto-

rech a mění se v průběhu zrání betonu.

Barevná nejednotnost může mít roz-

sah lokálních skvrn i velkých ploch,

častá je forma šedavých výkvětů.

Může být způsobena různými vlivy,

Obr. 3 Typický vzhled podlahy pokládané

při nízké teplotě – nesoudržná vrstva

cementového tmele na povrchu ❚

Fig. 3 Concrete floor made in low

temperature, typical surface look with fine

cementitious parts with low cohesion on the top

Obr. 4 Vsyp s agregátem zatlačeným do

hloubky. Na povrchu nesoudržná vrstva

cementového mléka ❚ Fig. 4 Dry shake

aggregate pushed under the surface, there is

cementitious milk with low cohesion on the top

Obr. 5 Barevné rozdíly mezi pracovními

záběry na betonové podlaze ❚

Fig. 5 Color differences between two working

areas of concrete floor

53

4



z nichž většina není přímo ovlivnitelná

prováděcí firmou. Kvalitou prací a peč-

livostí můžeme odstranit tento jev pou-

ze částečně. Pro minimalizaci barev-

ných rozdílů betonové podlahy se do-

poručuje především:

• shodné složení betonové směsi při

všech pracovních záběrech, shodná

konzistence;

• rovnoměrná tloušťka betonu;

• kvalitní hlazení povrchu zkušenými

pracovníky;

• dodržení vnějších podmínek v průbě-

hu zrání betonu;

• rovnoměrná vrstva ošetřujícího nátě-

ru na ploše.

PORUCHY ZPŮSOBENÉ

NEDODRŽENÍM TECHNOLOGIE

POKLÁDKY A HLAZENÍ

Jedná se o celou řadu drobných povr-

chových vad, které nejsou ani tak me-

chanickou vadou podlah, jako spíše

vadou estetickou.

Stopy po hladičce

Stopy po hladičce vznikají odstavením

hladičky na ploše v průběhu hlazení,

kdy povrchová teplota ocelových lopa-

tek hladičky je bezprostředně po skon-

čení práce velmi vysoká. Tyto stopy ne-

lze odstranit, proto je nutné, aby pra-

covník provádějící hlazení důsledně vy-

jížděl s hladičkou po skončení práce

na odstavnou plochu (obr. 8).

Stržení povrchu podlahy

lopatkou, přeleštění povrchu

nebo nedohlazená místa

Tyto vady vnikají nedostatečnou erudicí

pracovníků provádějících hlazení a na-

jdeme je nejčastěji na okrajích plochy

(obr. 7). Strojní hladička nemůže zajíž-

dět až k okraji plochy, proto je nutné tu-

to část podlahy dohladit ručně ocelo-

vým hladítkem.

Stržení povrchu, hrubá struktura ne-

bo kruhové škrábance na povrchu jsou

zase způsobeny ztvrdlými návalky be-

tonu na koncích lopatek hladiček, po-

kud se lopatky dostatečně nečistí ne-

bo nemění.

Dírky, otvory, kamínky

Drobné otvory na povrchu vsypu vznikají

rovněž v důsledku hlazení. Jejich zvýše-

ný počet se vyskytuje v případě aplika-

ce vsypu na příliš měkký povrch, kdy se

do vsypu zamíchají drobné frakce beto-

nového kameniva. Stejný problém na-

stává při nanášení vsypu v příliš tenké,

nebo naopak příliš silné, nedostatečně

provlhlé vrstvě. Během hlazení nedojde

k zatlačení větších zrn vsypu do dosta-

tečné hloubky pod povrch a jejich do-

konalému propojení se vsypovou vrst-

vou. Tenká vrstva cementového tmele

na povrchu zrna je poměrně nesoudrž-

ná, rychle se poškodí a následně dojde

k uvolnění zrna agregátu.

Příště: Poruchy nášlapné vrstvy betonových

podlah 2

Ing. Jarmila Novotná

Sika CZ, s. r. o.

Bystrcká 1132/36, 624 00 Brno

tel.: 603 414 067


www.sika.cz

Obr. 6 Barevná nejednost probarvené

vsypové vrstvy, způsobená nedokonalým

hlazením a nestejnorodou vrstvou ošetřujícího

nátěru ❚ Fig. 6 Color unevenness caused

by imperfect power – troweling and uneven

layer of sealer

Obr. 7 Nedohlazený okraj betonové plochy

❚ Fig. 7 Imperfections of power troweled

surface edges of the floor area

Obr. 8 Otisk hladičky na ploše ❚

Fig. 8 Power – trowel machine mark on floor

surface

8

6

7

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA



SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR

ARCHITEKTURA VE SLUŽBÁCH MOTORISMUKonference a tematická výstavaTermín a místo konání: 20. a 21. září 2012, Hradec KrálovéKontakt: e-mail: [email protected], www.vcpd.cvut.cz, www.npu.cz, www.muzeumlb.cz

SUPERPLASTICIZERS AND OTHER CHEMICAL ADMIXTURES IN CONCRETE10. mezinárodní konference Termín a místo konání: 28. až 31. října 2012, PrahaKontakt: e-mail: [email protected], www.intconference.org

RECENT ADVANCES IN CONCRETE TECHNOLOGY AND SUSTAINABILITY ISSUES12. mezinárodní konference Termín a místo konání: 31. října až 2. listopadu 2012, PrahaKontakt: e-mail: [email protected], www.intconference.org

19. BETONÁŘSKÉ DNY 2012Konference s mezinárodní účastíTermín a místo konání: 21. a 22. listopadu 2012, Hradec Králové• Vyzvané přednášky• Výzkum a technologie• Modelování a navrhování• Významné realizace – Budovy, Mosty, Tunely

a podzemní stavby, Jiné konstrukce a stavby• Rekonstrukce, revitalizace, konverze• Beton v architektuře, designu a uměníKontakt: Sekretariát ČBS, www.cbsbeton.eu

CONCRETE ROADS 201412. mezinárodní sympozium EUPAVETermín a místo konání: 24. až 26. září 2014, Clarion Congress Hotel PrahaKontakt: e-mail: [email protected]

ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA

ERMCO CONGRESS 201216. kongresTermín a místo konání: 21. a 22. června 2012, Verona, Itálie• Fighting the crisis• The ready-mixed concrete market in Europe:

scenarios 2012-2015• Ready-mixed concrete – a sustainable material• The operating structure of a concrete

production companyKontakt: e-mail: [email protected], www.ermcocongress2012.com

INTERNATIONAL PHD SYMPOSIUM IN CIVIL ENGINEERING9. mezinárodní sympozium fibTermín a místo konání: 22. až 25. července 2012, Karlsruhe, Německo• Structural analysis and design• Innovative structural systems• Advanced materials• Sustainability and cost efficiency• Strengthening and repair• Monitoring Kontakt: e-mail: [email protected], http://fib-phd.imb.kit.edu/

INNOVATIVE INFRASTRUCTURES – TOWARD HUMAN URBANISM18. kongres IABSETermín a místo konání: 19. až 21. září 2012, Soul, Korea• Sustainable Infrastructures – A service life

perspective• New urban transportation structures• Structures & materials – extending the limits• Innovative design conceptsKontakt: e-mail: [email protected], www.iabse.org/seoul2012

FIBRE REINFORCED CONCRETE: CHALLENGES AND OPPORTUNITIES8. mezinárodní sympozium RILEMTermín a místo konání: 19. až 21. září 2012, Guimarães, Portugalsko• Rheology• Mechanical properties• Nanofibers in fiber reinforced cement based

materials• Long term properties and durability• Analytical and numerical models• Codes and standards• Innovative structural systems• Structural and industrial applications• Case studiesKontakt: e-mail: [email protected], www.befib2012.civil.uminho.pt

DESIGN OF CONCRETE STRUCTURES USING EUROCODES3. mezinárodní workshopTermín a místo konání: 20. až 21. září 2012, Vídeň, Rakousko• Maintenance of Eurocodes• National standards and national annexes• Design according to EN 1992• Experiences with (practical) application

of EN 1992• Proposal for further development• Proposal of simplificationsKontakt: e-mail: [email protected], http://workshop-ec2.conf.tuwien.ac.at/

LIFE-CYCLE CIVIL ENGINEERING – IALCCE 20123. mezinárodní sympoziumTermín a místo konání: 3. až 6. října 2012, Vídeň, RakouskoKontakt: e-mail: [email protected], www.ialcce2012.org

DURABILITY OF CONCRETE STRUCTURES8. CCC kongresTermín a místo konání: 4. až 6. října 2012, Plitvice, ChorvatskoKontakt: e-mail: [email protected], www.grad.hr/ccc8

BETONÁRSKE DNI 20129. konference s mezinárodní účastíTermín a místo konání: 25. a 26. října 2012, BratislavaKontakt: e-mail: [email protected], www.betonarskedni.sk

PERFORMENCE-BASED AND LIFE-CYCLE STRUCTURAL ENGINEERING – PLSE 20121. mezinárodní konferenceTermín a místo konání: 5. až 7. prosince 2012, Hong Kong, Čína• Performance-based structural engineering • Life-cycle structural engineering• Integration of performance-based

and life-cycle structural engineeringKontakt: www.polyu.edu.hk/fce/PLSE2012/

ADVANCES IN CEMENT AND CONCRETE TECHNOLOGY IN AFRICA – ACCTA 2013Mezinárodní konferenceTermín a místo konání: 28. až 30. ledna 2013, Johannesburg, Jižní Afrika• State-of-the-art of concrete technology

in developing countries• Case studies and concepts• Characterisation of cementitious materials• Mixture composition, additives and chemical

admixtures• Innovative use of concrete and high

performance concrete• Natural materials and innovative technologies

for construction• Design and evaluation of structural and

durability behaviour of concrete elements• Durability and structural evaluation of concrete

structures

• Concrete technology for sustainability and energy efficiency

• Rehabilitation and maintenance• Education, standardisation, future research

and visions for construction technology in developing countries

• Social, economic and environmental aspects of cement, concrete and concrete construction

Kontakt: www.accta2013.com

ENGINEERING A CONCRETE FUTURE: TECHNOLOGY, MODELING AND CONSTRUCTIONfib sympoziumTermín a místo konání: 22. až 24. dubna 2013, Tel-Aviv, Izrael• Advanced and innovative cementitious

materials and concrete• Constitutive modeling of cementitious

and composite materials• Design concepts and structural modeling• Punching and shear in RC and in PC

(prestressed concrete)• Challenges in bridge engineering• Advances in precast and PC engineering• Concrete structures under seismic and extreme

loads• Pioneering structures and construction

methods• Structural aspects of tunnel construction

and designKontakt: e-mail: [email protected], http://www.fib2013tel-aviv.co.il/

ASSESSMENT, UPGRADING AND REFURBISHMENT OF INFRASTRUCTURESMezinárodní konference IABSETermín a místo konání: 6. až 8. května 2013, Rotterdam, Holandsko• Load carrying capacity and remaining lifetime• Assessment of structural condition• Modernisation and refurbishment• Materials and products• Structural verificationKontakt:e-mail: [email protected], http://www.iabse2013rotterdam.nl/

CONCRETE SUSTAINABILITY– ICCS131. mezinárodní konferenceTermín a místo konání: 27. až 29. května 2013, Tokyo, Japonsko• Environmental impact reduction technologies• Sustainability aspects in durability• Environmental design, evaluation, and systemsSocial & economic aspectsCase studies of sustainable concrete materials and structuresKontakt:e-mail: [email protected], http://jci-iccs13.jp/

NORDIC CONCRETE RESEARCH22. sympoziumTermín a místo konání: 16. až 19. června 2013, Reykjavik, IslandKontakt: www.nordicconcrete.net

SUSTAINABLE CONSTRUCTION MATERIALS AND TECHNOLOGIES– SCMT3Mezinárodní konferenceTermín a místo konání: 18. až 21. srpna 2013, Kyoto, Japonsko • Sustainable construction materials

and structures• Durability of construction materials• Maintenance and life cycle management

of concrete structureKontakt: e-mail: [email protected], www.jci-net.or.jp/~scmt3/

4. MEZINÁRODNÍ FIB KONGRES A VÝSTAVATermín a místo konání: 10. až 14. února 2014, Mumbai, India

Slavíme 100 let

Date post:	27-Mar-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	7 times
Download:	0 times

SANACE A REKONSTRUKCE - Beton TKSBeton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 REDAKCE,...

Documents