Vysokohodnotné betony TOPCRETE
Ultra-vysokohodnotný beton, pod mezinárodně známou zkratkou UHPC (ultra high performance concrete), je jednou z největších výzev moderní technologie betonu po celém světě. UHPC je beton s pevností výrazně nad normově danými třídami, s dlouhou trvanlivostí a odolností pro nejnáročnější podmínky. Tento článek shrnuje dosavadní zkušenosti s vývojem, výrobou, dopravou a ukládkou tohoto betonu u společnosti TBG METROSTAV člena skupiny Českomoravský beton.
Vysokohodnotné betony v nabídce skupiny Českomoravský beton jsou uváděny pod označením TOPCRETE - vychází svým složením z ultra-vysokohodnotných betonů (UHPC). Pevnostně zahrnují betony TOPCRETE materiály s pevnostními třídami dle ČSN EN 206-1 C90/105 a C100/115, stejně jako betony UHPC, které již svojí pevnostní třídu v normě nemají. Pro omezení křehkosti jsou betony TOPCRETE vyztuženy tenkými rozptýlenými drátky. Při vyšších dávkách vláken se již jedná o konstrukční vláknobeton se zaručenými pevnostmi v tahu za ohybu. Beton se dodává ve vysoce tekutých konzistencích SF1, SF2 a SF3.
Výhody a využití betonu TOPCRETE
Betony TOPCRETE se vyznačují extrémně vysokou pevností, která umožňuje zmenšit průřezy konstrukcí a snížit tak vlastní hmotnost konstrukce. Či-li díky své vysoké krychelné a tahové pevnosti se betony TOPCRETE 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. Využití tohoto typu betonu se nachází v provádění taktéž prvků ztraceného bednění pro vysoce namáhané stavby agresivním prostředím (mrazové cykly, chloridy), které ochrání před těmito vlivy hlavní nosnou konstrukci. Zároveň je možno provádět členité tenkostěnné fasádní prvky nebo sanační práce na dopravních stavbách.
Druhou hlavní, a možná ještě důležitější, výhodou je výrazně zvýšená trvanlivost konstrukce. V literatuře se uvádí životnosti UHPC více než 200 let a zejména tato zvýšená životnost ospravedlňuje zvýšené náklady na beton. Nejčastější použití je v mostním stavitelství. Samozhutnitelné verze betonu TOPCRETE umožňuje vytvářet komplikované tvary pouhým vylitím materiálu do formy.
Unikátní realizace v ČR
V loňském roce byla slavnostně otevřena unikátní lávka přes Labe v Čelákovicích, pro jejíž mostovku byl použit ultra-vysokohodnotný beton TOPCRETE (UHPC) od společnosti TBG METROSTAV člen skupiny Českomoravský beton. Lávka je určena pro pěší a cyklisty a v případě nutnosti pro složky záchranného systému. Lávka je unikátní nejen prvním použitím UHPC pro nosnou konstrukci v ČR, ale i největším rozpětím hlavního zavěšeného pole v ČR (156 m).
Betonáže segmentů
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, aby nedocházelo k blokování betonu během ukládky. Kvůli odbedňovacím časům bylo potřeba dosáhnout co nejrychlejších náběhů pevností, při zachování dostatečně dlouhé zpracovatelnosti pro dopravu na vzdálenost 28 km a ukládku trvající 30-60 minut. Finální receptura měla zaručenou zpracovatelnost 3 hodiny a pevnosti v konstrukci dosahovaly 100 MPa po 21 hodinách od ukládky (ošetřování při 45°C). Forma byla plněna zároveň ze dvou autodomíchávačů bez vibrování. Jeden segment byl betonován na dva postupy. Jeden postup činil 3,8 m3 TOPCRETE (UHPC) a na stavbu byl tento objem dopravován dvěma autodomíchávači z betonárny TBG METROSTAV z Prahy Troji. Postup se opakoval každé dva dny a na stavbu bylo dodáno celkem 190 m3 betonu typu TOPCRETE (UHPC).
Výstavba mostu
Založení mostu bylo provedeno na velkoprůměrových pilotách. Na pilotách byly umístěny základové bloky, do kterých byly 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 specielního 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. Nosná konstrukce lávky byla dokončena v prosinci 2013. Nášlapný povrch lávky byl opatřen stříkanou izolační vrstvou. Lávka byla zkolaudována a uvedena do provozu v dubnu 2014. V červnu 2014, po provedení navazujících komunikací byla lávka slavnostně otevřena.
Betonáže segmentů lávky z betonu TOPCRETE (UHPC) byly cennou zkušeností pro celý tým pracovníků TBG METROSTAV. Ve světě využití tohoto typu materiálu strmě stoupá nejen v mostním stavitelství, ale i v případě sanací dopravních staveb, nebo v případě tenkostěnných fasádních prvků. Materiál nachází své využití nejen díky své vysoké pevnosti v tlaku a tahu, což umožňuje provádět nevyztužené tenkostěnné prvky, ale i díky své extrémní odolnosti proti vlivům prostředí. Jedná se o unikátní produkt v unikátní aplikaci v evropském měřítku. Mosty nebo lávky postavené touto technologií se počítají na jednotky kusů celoevropsky, z čehož jedna tato aplikace s betonem TOPCRETE je právě Lávka pro pěší a cyklisty přes Labe v Čelákovicích.
Autoři:
Ing. Robert Coufal, Ph.D. – TBG METROSTAV s.r.o.
Ing. Jan Veselý – Českomoravský beton, a.s.
