Ekonomický návrh výztuže vodotěsných železobetonových konstrukcí s použitím krystalizační přísady XYPEX®

V současné době je celosvětovým trendem provádět spodní stavby velkých průmyslových a bytových objektů i další podzemní i nadzemní vodotěsné železobetonové konstrukce způsobem tzv. bílých van. Tento způsob nevyužívá žádných samostatných izolačních vrstev, ale spodní stavba je tvořena právě železobetonovými vodotěsnými konstrukcemi. Při realizaci bílých van je výhodné použít krystalizační přísadu (např. XYPEX® ADMIX).

Vodotěsnost železobetonových konstrukcí

Beton je obecně tvořen třemi základními součástmi. Je to cementový tmel, kamenivo různých zrnitostí a póry různých velikostí. Vodotěsnost železobetonových konstrukcí je ovlivněna třemi hlavními parametry, kterými jsou právě výše zmíněný pórový systém a jeho propojenost, výskyt a šířka trhlin v dané konstrukci a rovněž důležitým parametrem je tloušťka samotné konstrukce. Cementový tmel ani kamenivo samy o sobě nejsou slabým místem konstrukce z hlediska vodotěsnosti. Pro dosažení vodotěsnosti je potřeba omezit prostup vody pórovým systémem betonu a zároveň předejít vzniku trhlin v betonové konstrukci, ať již je jejich vznik důsledkem objemových změn nebo statického působení.

Omezení vzniku trhlin

Při daném zatížení není ve většině případů možné ovlivnit množství výztuže v dané konstrukci. Oproti tomu je omezení vzniku trhlin možné několika způsoby.

Základním způsobem redukce množství trhlin v konstrukci při vlastní realizaci je ošetřování konstrukce v počátcích jejího zrání. To zahrnuje dostatečnou dotaci povrchu konstrukce vodou po odbednění, ochranu povrchu před přímým působením slunečního svitu a působení větru a také ochranu před nízkými teplotami v zimních obdobích.

Ve fázi návrhu je možné ovlivnit vznik trhlin správným složením betonové směsi a dostatečným vyztužením povrchových partií betonu. Pokud má být betonová konstrukce vodotěsná, je nutné ji standardně navrhovat na mezní šířku trhlin 0,10–0,15 mm. Tento návrh by měl zajistit to, že v konstrukci nevzniknou trhliny, kterými by byl umožněn prostup vody. U trhlin velikosti do 0,20 mm totiž může dojít za příznivých okolností k jejich zacelení procesy probíhajícími při hydrataci částí cementu, které do reakce nevstoupily v době realizace konstrukce. Současně však stále více dochází k tomu, že jsou konstrukce vyztuženy natolik, že se stává problematickým samotné plnění bednění betonovou směsí z důvodu vysokého stupně vyztužení konstrukce a místo trhlin v ní vznikají závažnější imperfekce (štěrková hnízda a nežádoucí dutiny), které mohou mít vliv nejen na vodotěsnost této konstrukce, ale i na její statické působení.

Ovlivnění návrhu výztuže krystalizační přísadou

Právě použití krystalizační přísady XYPEX^® ADMIX může mít vliv na návrh železobetonové konstrukce, resp. na množství výztuže v konstrukci, která je ur-čena pouze pro zachycení povrchových napětí zodpovědných za vznik trhlin. V tuzemsku je použití krystalizačních přísad podvědomě spjato s rekonstrukcemi a sanacemi, kam samozřejmě také patří, ale v zahraničí jsou tyto přísady běžně využívány již dlouhá desetiletí při realizaci nových železobetonových konstrukcí. Krystalizační přísada XYPEX^® ADMIX zvyšuje schopnost samozacelení (kolmatace) trhlin z 0,20 mm na 0,40 mm. Tato schopnost byla ověřena celou řadou zkoušek v tuzemsku i zahraničí. Návrh na mezní šířku trhlin je potom zjednodušen a kritérium maximální šířky trhliny, při které beton stále působí jako vodotěsný, se posouvá z 0,15 mm na 0,40 mm. Tím dochází i k menšímu vyztužení povrchových partií betonů a jsou omezeny problémy s vyplněním všech částí konstrukce betonem (předchází se vzniku nezhutněných hnízd apod.).

Pro určení množství výztuže zachycujících objemové změny povrchových partií a omezujících vznik trhlin je nutno provést výpočet pro každou konstrukci individuálně.

Vzorovými výpočty však bylo ověřeno, že při výpočtu na mezní šířku trhlin tl. 0,40 mm místo na tl. 0,20 mm je možné ušetřit až 50 % výztuže stěny. Úspora spočívá nejen v samotném nižším množství výztuže, ale i v menší pracnosti prováděného armokoše. Současně se snižuje riziko imperfekcí konstrukce vznikajících na základě složitějšího plnění bednění, jak bylo uvedeno výše.

Závěr

Použití krystalizační přísady XYPEX^® ADMIX má množství výhod, které mají jak technický, tak ekonomický dopad.

Prvou výhodou je ekonomická úspora vyplývající z menšího množství ocelové výztuže.

Druhou, již zmíněnou ekonomickou výhodou, je snížení pracnosti při realizaci armokoše.

Z technického i ekonomického hlediska je pak nesporně výhodné, že se snižuje riziko vzniku defektů, hnízd a nezhutněných partií betonu.

Hlavní výhodou oproti „černým vanám”, kterou obecně technologie „bílých van” s využitím prostředků sekundární krystalizace XYPEX^® ADMIX má, je tzv. opravitelnost, obnovení úplné vodotěsnosti při vzniku dodatečných poruch či nezbytnosti dodatečně vybudovat v již dokončené spodní stavbě prostupy apod. Relativně snadné je konstrukci dodatečně utěsnit např. nátěrem XYPEX^® CONCENTRATE aplikovaným na povrch konstrukce z pozitivní i z negativní strany, v případě dodatečných zhotovených prostupů lze otvor vyplnit nebo utěsnit pomocí rychletuhnoucí ucpávky XYPEX^® PATCH'N'PLUG, čímž lze dosáhnout rychle opětovné vodotěsnosti konstrukce i proti tlakové vodě.

Lze říci, že úspora výztužných vložek železobetonových konstrukcí a snadná opravitelnost mluví jednoznačně pro použití tzv. sekundární krystalizace v konstruk cích bílých van, stejně jako se doposud plně osvědčila i v oblasti rekonstrukcí a sanací vodotěsných konstrukcí.