Vysokohodnotné betony jsou výzvou pro budoucí architekturu

Beton je fascinující stavební materiál, který architekti ctí a stavitelé respektují. Jeho tvárnost je bez hranic. Téměř vše, co si lidská fantasie dokáže představit, je možné převést do reality. Navíc, současné možnosti využití vysokohodnotných betonů rozšiřuje jeho uplatnění v architektuře.

Ultra-vysokohodnotný beton, pod mezinárodně známou zkratkou UHPC (ultra high performance concrete), je jednou z největších výzev moderní technologie betonu po celém světě. Beton s pevností výrazně nad normově danými třídami, s dlouhou trvanlivostí a odolností pro nejnáročnější podmínky. Uvažovaná životnost činí 200 let a více.

V České republice lze vysokohodnotné betony, které svým složením vycházejí z ultra-vysokohodnotných betonů (UHPC), najít v nabídce skupiny Českomoravský beton pod označením TOPCRETE^®. Pro omezení křehkosti jsou vyztuženy tenkými rozptýlenými drátky, jenž při vyšších dávkách vláken zajišťují zaručené pevnosti v tahu za ohybu. Transportbeton Topcrete se dodává ve vysoce tekutých konzistencích SF1, SF2 a SF3 a dle níže uvedeného grafu zahrnuje uvedené pevnostní třídy.

Výhody a využití betonu Topcrete

Betony Topcrete se vyznačují extrémně vysokou pevností, která umožňuje zmenšit průřezy konstrukcí a snížit tak jejich vlastní hmotnost. Díky své vysoké krychelné a tahové pevnosti se dají použít pro tenkostěnné nevyztužené desky v tloušťkách od 50 mm.

S tímto betonem se nejčastěji uvažuje do prostředí s vysokým namáháním chloridy, mrazovými cykly nebo chemicky agresivními látkami. Samozhutnitelné verze betonu Topcrete umožňují vytvářet komplikované tvary pouhým vylitím materiálu do formy. Nejčastější použití těchto betonů je však v mostním stavitelství.

Trojský most

Trojský most nad Vltavou vyniká jedním z nejplošších oblouků mezi ve světě realizovanými mosty. Nízké vzepětí tohoto oblouku a celkově subtilní konstrukci bez opory v podobě pilířů v řece mohli i zde projektanti navrhnout díky použití nadstandardních vysokohodnotných betonů Topcrete s pevností vyšší než 100 MPa.

Specifika betonů pro tuto stavbu spočívala především ve speciálních statických, technologických a klimatických aspektech. Použité speciální vysokohodnotné betony bylo nutné průběžně ověřovat nejen v laboratoři, ale také na modelech v měřítku 1 : 1. Při výstavbě byly použity i další pokrokové technologie jako např. chlazení betonu dusíkem nebo aplikace vláken pro redukci trhlin od smršťování.

Trojský most měří celkem 262,1 metrů a je široký úctyhodných 36 metrů. Celková výška nosné konstrukce je 34 m nad maximální plavební hladinou Vltavy. Nosnou konstrukci jeho hlavního pole tvoří ocelovobetonový plnostěnný předpjatý síťový oblouk s dolní mostovkou. Rozpětí oblouku hlavního pole mostu činí 200,4 m, vzepětí oblouku 20 m. Předpjatá deska mostovky je spřažena s prefabrikovanými předpjatými příčníky. Navazující inundační betonový most (tj. most sloužící jako preventivní ochrana před povodní) na trojské straně je projektován jako prostě podepřená dvoutrámová konstrukce s prefabrikovanými příčníky a monolitickou deskou.

Lávka přes Labe v Čelákovicích

Pro unikátní lávku přes Labe v Čelákovicích byl použit ultra-vysokohodnotný beton u mostovky. Jedinečnost této konstrukce je nejen kvůli prvnímu použití UHPC pro nosnou konstrukci v ČR, ale i pro největší rozpětí hlavního zavěšeného pole v ČR (156 m).

Vzhledem k tomu, že Topcrete je velmi odlišný materiál od běžného betonu, bylo třeba provést mnoho zkoušek ukládky betonu do formy segmentu, stejně jako otestovat konstrukční detaily segmentu (protlačení desky, vyztužení kotevní oblasti atd.). Recepturu Topcrete bylo potřeba připravit tak, aby byla samozhutnitelná a co nejméně viskózní. Kvůli odbedňovacím časům bylo potřeba dosáhnout co nejrychlejších náběhů pevností, při zachování dostatečně dlouhé zpracovatelnosti pro dopravu na vzdálenost 28 km a ukládku trvající 30 až 60 minut. Finální receptura měla zaručenou zpracovatelnost 3 hodiny a pevnosti v konstrukci dosahovaly 100 MPa po 21 hodinách od ukládky (ošetřování při 45 °C). Na stavbu bylo dodáno celkem 190 m³ betonu typu Topcrete z betonárny TBG Metrostav na Rohanském ostrově člena skupiny Českomoravský beton.

Založení mostu bylo provedeno na velkoprůměrových pilotách, na kterých byly umístěny základové bloky a do nich vetknuty pylony o celkové výšce 36 m ve tvaru písmene A. Segmenty byly z výrobny dopravovány na staveniště lodí. Krajní pole byla montována na pevné skruži, hlavní pole nad řekou letmo. Segmenty pro hlavní pole se zvedaly přímo z lodi pomocí speciálního vozíku, který se pohyboval po už hotové části mostu. Pro střed hlavního pole se použil krátký segment a zabetonovaly se uzavírací spáry pomocí čerstvého betonu. Nášlapný povrch nosné konstrukce lávky byl opatřen stříkanou izolační vrstvou.

Netradiční použití ultra-vysokohodnotných betonů

Beton v dnešní moderní době přestává být pouhým konstrukčním materiálem, stále více proniká do architektury, směřuje k výrobě nábytku, městského mobiliáře, obkladových prvků, fasád a soch. Pod taktovkou architekta, projektanta či sochaře na sebe bere nejrůznější podoby od přísně geometrických tvarů až po roztodivné oblé linie. Umí probarvit exteriér i interiér, dokáže být přísný i hravý.

V bakalářské práci studenta Stavební fakulty ČVUT se Topcrete stal dokonce materiálem pro výrobu ping-pongového stolu. Recepturu ultravysokohodnotného vláknobetonu navrhlo berounské pracoviště společnosti BETOTECH.

Tento stůl je koncipován jako víceúčelový. Jeho montáž i demontáž je snadná: skládá se z šesti dílců – dvou desek a dvou kusů noh pro každou desku, přičemž hmotnost jednotlivých dílců nepřesahuje 100 kg. Stůl lze tedy přemístit bez manipulačního stroje, jen za použití lidské síly (dvou mužů). Zároveň splňuje požadavky na rovinnost, kvalitu povrchu a trvanlivost. Při návrhu byl kladen velký důraz na jednoduchý design.

Ping-pongový stůl má konstrukci s tenkostěnnou hrací deskou o tloušťce pouhých 15 mm, vyrobenou bez klasické betonářské výztuže za použití ocelových vysokopevnostních drátků délky 12 mm. K tomu splňuje všechny požadavky na rovinnost, kvalitu povrchu a trvanlivost. Norma platná pro ping-pongové stoly uvádí požadavky na kvalitu hrací plochy pro různé kategorie hry; ty se týkají především rozměrové tolerance, rovinnosti desky a odskoku míčků. Tento betonový stůl splňuje přibližně požadavky na druhou nejvyšší kategorii pro profesionální hru za předpokladu, že by deska byla natřena nazeleno a ohraničena čárami hřiště.

Exhibice ve stolním tenise na tomto betonovém stolu realizovaná ze strany mistrů Jindřicha Panského a Milana Orlowského prověřila jeho funkčnost a naplnila všechna očekávání.