5.6.1.6
Ultra vysokohodnotný beton 06: Příklady praktických aplikací – Architektonické prvky staveb
Ing. Bohumír Číhal
Velmi efektivní je vytváření fasádních panelů z UHPC plnící zejména architektonickou funkci. V zásadě lze fasádní prvky rozdělit na prvky tvořící plnohodnotnou funkci fasády (ochrana před deštěm, větrem a v případě sendvičových panelů i s tepelně technickými vlastnosti) a fasádní panely předsazené hlavní fasádě.
NahoruAutobusové nádraží v Paříži
Mezi první typ lze zařadit fasádu autobusového nádraží v Paříži. Povrch fasády obsahuje kruhové výstupky, které ilustrují možnosti dané vysokou tekutostí UHPC (Ductal) během výroby
Obr. č. 1: Fasáda Autobusového nádraží RATP v Thiais, Paříž
NahoruUniversity of Southern Denmark
Příkladem druhého typu je fasáda na budově Dánské univerzity, realizovaná roku 2015 ve městě Odense. Fasádní desky z UHPC vytvářejí osobitý architektonický vzhled. Z dálky vypadá budova jako děravý sýr. Je to fasáda, která přitahuje pozornost, což bylo úmyslem, protože univerzita provádí výzkum na mezinárodní úrovni.
Obr. č. 2: Fasádní desky z UHPC budovy University Of Southerm Denmark
Volba materiálu je současně představením výzkumu, který bude v budově probíhat: Inovace v oblasti stavebnictví.
Jsou využívány ideální vlastnosti UHPC. Materiál umožňuje odlévat prvky, které jsou velmi štíhlé a mají extrémní pevnost a odolnost, a dodává stavbě pohledovou lehkost. Perforovaná fasáda je tvořena 292 jednotlivými prvky. Každý z prvků má rozměry 5 x 3 metry, minimálně jeden otvor o průměru 1,2 metru a má tloušťku 65 mm. Perforovaná plocha tvoří 65 % prvku.
Obr. č. 3: Boční pohled odkrývá jádro budovy
NahoruMateřská školka v Paříži
V roce 2012 byla v Paříži realizována mateřská školka se sendvičovými panely, kde svrchní část sendvičového panelu tvoří deska z UHPC tl. 30 mm. Nosný systém budovy tvoří monolitický skelet z běžného betonu. Na skelet jsou zavěšeny fasádní sendvičové panely tvořené dvojitě zakřivenými deskami z UHPC s tepelnou izolací tl. 200 až 300 mm.
Obr. č. 4: Samonosná sendvičová fasáda mateřské školy v Paříži
Výhodou použití fasádních desek z UHPC je snížení množství spár oproti klasickým např. hliníkovým fasádním panelům. Fasády vytvářející větší bezespáré plochy navíc vypadají elegantněji. Vysoká kvalita UHPC umožňuje výrobu fasádních panelů přibližně od tl. 20 mm. Významnou výhodou je trvanlivost. Desky z UHPC netrpí vlivem UV záření, karbonatací, abrazí a jsou odolné i proti biologické korozi. Jsou snadno čistitelné tlakovou vodou bez rizika poškození. Proto jsou zejména vhodné do velmi agresivního prostředí (průmyslové areály, přístavy).
NahoruOpěrné stěny
Opěrné stěny z UHPC mohou být výrazně subtilnější než stěny z běžného železobetonu. Studie představená na Symposium on UHPC v roce 2016 reprezentuje možnosti využití UHPC v této oblasti.
Úhlová stěna má výšku 2,5 m a půdorysné rozměry 2 x 2 m. Tvoří ji dvojice tenkých desek – základová deska tl. 40 mm a svislá deska tl. 30 mm. Desky jsou na sebe kolmé a jsou vyztuženy dvojicí žeber. Každé žebro je vyztuženo dvěma pruty betonářské výztuže.
Použitý UHPC dosahoval tlakové pevnosti 150 MPa (28 dní), tahová pevnost byla stanovena na 27 MPa. Opěrná stěna byla zhotovena v ocelové formě a hutněna příložnými vibrátory [
Ve srovnání se stejně vysokou prefabrikovanou železobetonovou stěnou stěna má stěna z UHPC 7x nižší hmotnost, 5x nižší hmotnost použité betonářské výztuže, dosahuje 86 % menší spotřeby materiálu, 57 % menší množství celkové energie potřebné na její výrobu a výrazně vyšší životnosti, vyšší kvality povrchu a udržení vzhledu po delší dobu.
Obr. č. 5: Prefabrikovaná opěrná stěna z UHPC
Obr. č. 6: Úhlová stěna z UHPC – zadní pohled
NahoruZesilování stropních konstrukcí
Přibetonováním tenké vrstvy UHPC na stávající konstrukci se zvýší únosnost v ohybu. Záleží na tloušťce vrstvy UHPC, která se může pohybovat v rozmezí 30 až 60 mm.
Po několika letech výzkumu v oblasti zesilování trámů pomocí UHPC pro zvýšení jejich únosnosti v ohybu a 16ti vědeckých studiích publikovaných v roce 2019 v časopise Engineering structures 205 lze klasifikovat čtyři základní možnosti umístění zesilující vrstvy z UHPC na železobetonovém trámu.
Obr. č. 7: Umístění zesilující vrstvy na železobetonovém trámu
Je možná kombinace umístění vrstvy UHPC na tlačený povrch (a) a tažený povrch (b). Varianta aplikace vrstvy UHPC ze stran trámu (c) vykazuje zvýšení únosnosti v ohybu od 35 do 45 % (v závislosti na stavu a vlastnostech zesilovaného trámu). V případě aplikace vrstvy UHPC ze tří stran (d) moment…
