6/2017 DOPRAVNÍ STAVBY

Transkript

1 6/2017 DOPRAVNÍ STAVBY

2 SPOLEČNOSTI A SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, Praha 5 tel.: , fax: svcement@svcement.cz MODERNIZACE DÁLNICE D1 V ÚSECÍCH 03 HVĚZDONICE OSTŘEDEK A 06 PSÁŘE SOUTICE /13 28/ BEDNĚNÍ A DETAILY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ PŘÍMO POJÍŽDĚNÁ MOSTOVKA Z VLÁKNOBETONU /46 OHLÉDNUTÍ ZA VÝSTAVBOU DOPRAVNÍCH STAVEB V IRÁKU A VELKÉ BRITÁNII 7/ /70 CELKOVÁ OPRAVA NUSELSKÉHO MOSTU V PRAZE TUNELOVÝ KOMPLEX BLANKA DVA ROKY PROVOZU /20 SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: svb@svb.cz 25/ REALIZACE CEMENTO- BETONOVÉHO KRYTU NA SILNICI I/ V ÚSEKU OLDŘICHOVICE BYSTŘICE SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Veveří 331/95, Brno tel.: tel.: ssbk@ .cz 69/ BETONOVÁ LÁVKA VYTIŠTĚNÁ NA 3D TISKÁRNĚ PODVODNÍ TUNEL PŘES ZÁTOKU PERLOVÉ ŘEKY /29 ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 0 00 Praha 1 tel.: tel.: cbsbeton@cbsbeton.eu

3 OBSAH CONTENT ÚVODNÍK O INOVACÍCH Milan Kalný / 2 TÉMA VADY A PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ Marie Birnbaumová / 3 CELKOVÁ OPRAVA NUSELSKÉHO MOSTU V PRAZE Tomáš Martinek, Viktor Stržínek / 7 MODERNIZACE DÁLNICE D1 V ÚSECÍCH 03 HVĚZDONICE OSTŘEDEK A 06 PSÁŘE SOUTICE Zdeněk Ludvík / 13 TUNELOVÝ KOMPLEX BLANKA DVA ROKY PROVOZU AUT POD ZEMÍ Pavel Šourek, Jan Kvaš / 20 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE REALIZACE CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU NA SILNICI I/ V ÚSEKU OLDŘICHOVICE BYSTŘICE Tomáš Ťažký / 25 BEDNĚNÍ A DETAILY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ ČÁST 12 Petr Finkous / 28 PODVODNÍ TUNEL PŘES ZÁTOKU PERLOVÉ ŘEKY Petr Finkous / 29 PREVENCE POŠKOZENÍ CEMENTO- BETONOVÝCH KRYTŮ ALKALICKO- KŘEMIČITOU REAKCÍ V NĚMECKU Ingmar Borchers / 36 POUŽITÍ DEKORATIVNÍCH CEMENTOBETONOVÝCH KRYTŮ NA VEŘEJNÉM PROSTRANSTVÍ Luc Rens / 40 JAK (NE)PRACOVAT S BETONEM TÉMA 6 OŠETŘOVÁNÍ BETONU Vladimír Veselý / 30 SANACE A REKONSTRUKCE REKONSTRUKCE PŘEMOSTĚNÍ Z HRÁZE KE SDRUŽENÉMU OBJEKTU VD HRACHOLUSKY Martin Ředina, Marek Hrbáček / 44 VĚDA A VÝZKUM PŘÍMO POJÍŽDĚNÁ MOSTOVKA Z VLÁKNOBETONU: PILOTNÍ APLIKACE Petr Bílý, Josef Fládr, Pavel Ryjáček, Vojtěch Stančík / 46 ZAŤAŽOVACIA SKÚŠKA A MATERIÁLOVÉ VLASTNOSTI 100 ROKOV STARÉHO PRIEHRADOVÉHO MOSTNÉHO NOSNÍKA TYPU VISINTINI Peter Paulík, Patrik Ševčík, Michal Bačuvčík, Katarína Gajdošová / 52 MOŽNOSTI POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE PRO NEDESTRUKTIVNÍ ANALYZOVÁNÍ STRUKTURNÍCH ZMĚN MALTY VYSTAVENÉ KOMBINACI NEPŘÍZNIVÝCH VLIVŮ Tomáš Melichar, Jiří Bydžovský / 59 TĚSNICÍ PŘÍSADY A JEJICH ÚČINNOST V BETONU Michal Kropáček / 66 HISTORIE OHLÉDNUTÍ ZA VÝSTAVBOU DOPRAVNÍCH STAVEB V IRÁKU A VELKÉ BRITÁNII ANEB DŮLEŽITOST SPRÁVNĚ NASTAVENÉHO SYSTÉMU PŘÍPRAVY A VÝSTAVBY Jiří Petrák / 70 AKTUALITY NAVRHOVANIE PREDPÄTÝCH KONŠTRUKCIÍ PODĽA EURÓPSKYCH NORIEM (info o knize) Martin Moravčík / 27 PROF. ING. DR. JIŘÍ KLIMEŠ (1910 AŽ 1981) Karel Dahinter / 32 REKONSTRUKCI NUSELSKÉHO MOSTU UZAVÍRÁ VÝSTAVA O JEHO HISTORII (info o výstavě) / 39 ARCHEOPARK PAVLOV SBÍRÁ OCENĚNÍ / 58 BETONOVÁ LÁVKA VYTIŠTĚNÁ NA 3D TISKÁRNĚ / 69 MŮJ DŮM, MŮJ BETON ČÁST 8 Jiří Vokřál, Hana Horáková / 76 STUDENTSKÁ ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA 2017 Monika Petříčková / BETONÁŘSKÉ DNY / 84 PROF. ING. ZDENĚK P. BAŽANT, PH.D., DR. H. C., OSLAVIL 80. NAROZENINY Vladimír Křístek / 85 SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA / 88 FIREMNÍ PREZENTACE BASF / 19 Dlubal Software / 21 Nekap / 33 Cemex / 34, 35 Fine / 37 Doka / 43 Redrock / 51 Technologie 2018 / 74 Jordahl & Pfeifer / 75 Beton University / 3. strana obálky ICCX Central Europe 2018 / 3. strana obálky ICCC Prague 2019 / 4. strana obálky ROČNÍK: sedmnáctý ČÍSLO: 6/2017 (vyšlo dne ) 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. Lucie Šimečková REDAKTORKA: Mgr. Barbora Sedlářová REDAKČNÍ RADA: prof. Ing. Vladimír Benko, PhD., prof. Francesco Biasioli, prof. Ing. Juraj Bilčík, PhD., Ing. Václav Brož, CSc., doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (před seda), prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místo předseda), Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, prof. Ing. Alena Kohoutková, CSc., FEng., doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Milada Mazurová, doc. Ing. Martin Moravčík, PhD., Ing. Stanislava Rollová, Kryštof Rössler, Ing. arch. Jiří Šrámek, prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., FEng. GRAFICKÝ NÁVRH A SAZBA: Ing. Jiří Šilar ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, 1 00 Praha 5 VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 Redakce a inzerce: redakce@betontks.cz Předplatné (i starší výtisky): predplatne@betontks.cz Časopis je zařazen na Seznam recenzovaných neimpaktovaných periodik vydávaných v České republice schválený Radou pro výzkum a vývoj. ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 792 Kč s DPH snížené pro studenty, stavební inženýry do 30 let a seniory nad 70 let: 270 Kč bez DPH, 297 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 eur bez DPH, 30,80 eur s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-157 ISSN Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne Autoři odpovídají za původnost příspěvků a jsou povinni respektovat autorská práva třetích stran. Označené příspěvky byly lektorovány. FOTOGRAFIE NA TITULNÍ STRANĚ: Armovací vůz sestavený ze systému PERI RCS, železniční tunel, Mosty u Jablunkova Foto: společnost PERI, spol. s r. o. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 1

4 ÚVODNÍK EDITORIAL O INOVACÍCH Milé čtenářky, vážení čtenáři, asi se musíme smířit s tím, že stavebnictví patří již tradičně mezi obory, ve kterých věda, výzkum a inovace hrají méně významnou roli. A pro betonové konstrukce tato skutečnost platí dvojnásob. Již dlouho předtím, než byl v roce 1824 ve Velké Británii patentován portlandský cement, byly ve starověkém Římě postaveny jedny z nejtrvanlivějších staveb, co kdy naše civilizace spatřila. A bylo by troufalé tvrdit, že od té doby prošel beton mnoha cykly radikálních inovací. Ve stavebnictví se vynakládá na výzkum a vývoj méně než 1 % z celkových výnosů, což je téměř 5 méně než v automobilovém průmyslu. Hůře než stavebnictví je na tom již jen zemědělství. Nelze se pak divit, že produktivita stavebnictví je pouze jednou třetinou průměrné produktivity v hospodářské sféře a pětinou produktivity ve strojírenství. Přitom stavebnictví spolu se zemědělstvím asi nejvíce dlouhodobě formuje prostředí, ve kterém žijeme a tvoříme. Atraktivita oboru bohužel postupně klesá, najít a udržet v profesi mladé talenty je stále obtížnější. Nové materiály, technologie, postupy výstavby a znalosti pronikají do praxe velmi pomalu, a spíše navzdory mnoha administrativním překážkám. Na jedné straně potřebujeme stabilitu, dlouhodobě zavedené standardy a otevřenou vyváženou komunikaci mezi všemi účastníky přípravy a realizace staveb. Na druhé straně je nutné podporovat tvořivou iniciativu a současně omezit diletantské kontrolní a rozhodovací procesy. Je neuvěřitelné, že nejenom stavby, ale i projekty se u nás stále vybírají prakticky pouze na základě ekonomicky nejvýhodnější nabídky, což je ovšem téměř výhradně nejnižší cena. Tato praxe není doporučená, nebo je dokonce zakázaná ve většině rozvinutých zemí, kde je hlavním požadavkem zajištění kvality projektů a staveb. Žijeme v době informačních technologií a pod vlivem záplavy dat, často virtuálních. Proklamace jako Stavebnictví 4.0 možná lákají voliče, ale skutečnému stavu techniky moc nepomohou. Pokud se zmíníme o žádoucí stabilitě nutné pro dlouhodobý rozvoj stavebnictví, musíme konstatovat, že legislativa a předpisy se nám stále více komplikují a disponibilní finanční zdroje se neustále mění podle stavu přípravy, rozpočtu a politických priorit. Nelze se pak divit, že stavební firmy pouze přežívají a investice do nových technologií jsou spíše výjimečné. Navíc většina velkých stavebních firem má zahraniční vlastníky a ti nejenže případné zisky raději vyvádějí, ale i výzkum drží centrálně ve svém sídle a šíření nových technických poznatků nijak zvlášť nepodporují. Nad rozvojem techniky je obchod a snaha ještě více ušetřit přes vybrané subdodavatele. Sektor stavebnictví trpí i tím, že je pod vlivem minimálně sedmi ministerstev a pod tlakem mnoha profesních i občanských organizací často s protichůdnými zájmy. Dopravní infrastruktura a inženýrské stavby, které financují a spravují veřejné instituce, vykazují ještě horší statistická data než průměr celého stavebnictví. Státní fond dopravní infrastruktury a Ministerstvo dopravy nedávno předložily společnou vizi a strategii pro kvalitní a moderní dopravní infrastrukturu za rozumnou cenu. Tato strategie obsahuje sedm dílčích cílů: standardizace smluv podle mezinárodních vzorů FIDIC, jasná pravidla cenotvorby a projektové přípravy, soutěžení na kvalitu a odpovědné zadávání, efektivní řešení sporů, rozšířené využití digitálních metod BIM, podpora zvýšení odborné úrovně znalostí lidí v oboru, zlepšení meziresortní komunikace a legislativy. Tuto strategii je třeba maximálně podpořit, je to ve společném zájmu všech profesních organizací včetně České betonářské společnosti ČSSI. I v současnosti však máme celou řadu možností jak využívat a zlepšovat stávající systém přípravy projektů a uplatnění inovací. Setkáváme se s tím, že menší investoři, kteří mohou rozhodovat na vlastní odpovědnost bez přebujelé administrativy a kteří berou vážně doporučení odborných konzultantů, jsou často vstřícnější k inovacím a hlavně míří přímo k cíli úspěšně realizovat rozvojové projekty. Při prvních potížích není třeba hned zavrhovat nové postupy a technologie. Chyby je nutno opravit, tyto zkušenosti patří mezi nejcennější a právě dlouhodobě sehrané týmy projektanta a zhotovitele mohou výrazně zvýšit kvalitu realizovaných staveb. V praxi se ale často setkáváme s přehnanou reakcí, kdy se každý problém zveličuje a celé technologické postupy se zakazují realizovat. Už jsem se setkal s tím, že kvůli ojedinělé chybě nebyly určitou dobu povoleny např. celé běžně používané technologie pro výstavby mostů a přitom příčiny chyby a postup jejího odstranění byly zřejmé. Bylo by dobré vrátit se ke společnému cíli, což je realizace kvalitních projektů včas a za rozumnou cenu. Rozumnou cenou myslím tu, která zajistí i potřebné investice, rozvoj oboru a stabilizaci schopných pracovníků. Příprava a realizace stavby je velmi dlouhý proces s mnoha vlivy a interakcemi (změny v legislativě a předpisech, nedostatečné podklady a průzkumy, postupné schvalování s dotčenými účastníky a protichůdné připomínky, nové technologie a vybavení vybraných zhotovitelů), proto určité změny během výstavby jsou naprosto nutné. Představa investora nebo kontrolora, že lze realizační projekt připravit bez znalosti zhotovitele, je u komplikovanějších dopravních staveb dost naivní. I když se realizuje projekt připravený objednatelem, tzv. měřený kontrakt podle Červené knihy FIDIC, neznamenají provedené variace nebo schválené návrhy na zlepšení změnu smlouvy a neměly by být důvodem k postihům investora nebo k odejmutí přidělených dotací. Automatické hodnocení změn položek za vícepráce rozhodně nelze považovat za smysluplnou inovaci. Iniciativy a inovace prosazované shora je dobré posuzovat se zdravou inženýrskou skepsí. A nejen to. Všechny profesní organizace by měly společně a velmi hlasitě protestovat a přesvědčit státní úřady, že dodržování osvědčených mezinárodních standardů prospěje všem. Když chceme podpořit aktivitu projektových a stavebních firem, potřebujeme vedle mezinárodních standardů i prostor pro uplatnění inovací. Jsem přesvědčen, že to patří k dobré tradici českého stavebnictví a že i mnoho našich regionů potřebuje realizovat alespoň některé vizionářské a inovativní projekty. A největší vizí v dopravních stavbách je dokončení dálniční sítě a vysokorychlostních železnic v přijatelné době. Otázka, zda je to reálné, už nepatří do odborného časopisu. Ing. Milan Kalný 2 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

5 TÉMA TOPIC VADY A PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ DEFECTS AND FAILURES IN CONCRETE STRUCTURES ON HIGHWAYS Marie Birnbaumová Článek je zaměřen na poruchy betonu konstrukcí pozemních komunikací, příčiny jejich vzniku a kroky vedoucí k jejich předcházení, a tím zajištění požadované životnosti. The article presents failures in concrete on highways, causes of their origin and steps, leading to prevention and ensuring the required lifespan. Pro stavby pozemních komunikací vydalo Ministerstvo dopravy soubor technických kvalitativních podmínek (TKP) a technických podmínek (TP), které stanovují požadavky na jednotlivé technologické procesy, konstrukce a výrobky; tento soubor specifikací je pravidelně aktualizován. Pro betonové konstrukce platí Technické kvalitativní podmínky Kapitola 18 Betonové konstrukce a mosty (TKP 18), která byla aktua lizována k datu TKP 18 vycházejí z platných českých a evropských norem, které pro stavby pozemních komunikací upřesňují a v některých ustanoveních zpřísňují s cílem zajistit zvýšenou životnost významných betonových konstrukcí až na 100 let, zatímco normy stanovují požadavky na životnost konstrukcí let. Životnost betonových konstrukcí pozemních komunikací je velmi ovlivňována působením okolního prostředí, a to především mrazu, vody a chemických rozmrazovacích látek používaných pro zimní údržbu. Aby byla v tomto agresivním prostředí zajištěna požadovaná životnost, jsou betonové konstrukce pozemních komunikací budovány podle zpřísněných požadavků. V praxi se přesto můžeme setkat s poruchami betonových konstrukcí, které vznikají obvykle kombinací několika příčin, jejichž identifikace nebývá vždy jednoduchá. DŮVODY VZNIKU NĚKTERÝCH PORUCH BETONU Jako důvody vzniku některých poruch betonu konstrukcí pozemních komunikací lze označit: nevyhovující odolnost povrchu betonu proti působení vody, mrazu a chemických rozmrazovacích látek, způsobující rozpad betonu, nevyhovující ošetřování betonu, způsobující vznik smršťovacích trhlin, které v důsledku snižují životnost konstrukcí, posun desek cementobetonového krytu (CBK), způsobující vystřelení desek, nevhodné (nebo chybějící) umístění dilatačních spár, způsobující chybnou dilataci konstrukčních celků, nedodržení předepsané receptury pro výrobu betonu, špatné uložení trnů a kotev v cementobetonovém krytu, nevhodný tvarový index kameniva, způsobující poruchy povrchu některých betonových prefabrikátů, nedostatečnou údržbu konstrukcí. Velkou hrozbou pro životnost betonových konstrukcí pozemních komunikací je i vznik rozpínavých reakcí v betonu. Jedním z typů rozpínavých reakcí je alkalicko-křemičitá reakce, která vzniká pokud je v betonu dostatečné množství reaktivních minerálů, dostatečně vysoká koncentrace alkálií v pórovém roztoku a dostatečný a dlouhodobý přísun vody (vlhkosti). Pro účinnou prevenci poškození konstrukce v důsledku alkalicko-křemičité reakce je nutné zajistit, aby byl alespoň jeden z těchto faktorů eliminován. Alkalicko-křemičitá reakce však nemusí být v podmínkách ČR nejvýznamnějším nebo jediným typem rozpínavých reakcí v betonu, dalším typem je např. síranová reakce. ZAJIŠTĚNÍ ODOLNOSTI BETONU PROTI PŮSOBENÍ VODY A CHEMICKÝCH ROZMRAZOVACÍCH LÁTEK A V DŮSLEDKU TOHO I DLOUHÉ ŽIVOTNOSTI BETONU POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ Obecné požadavky na trvanlivost (odolnost) povrchu betonu ve vztahu k vlivu prostředí, ve kterém je konstrukce uložena, jsou definovány a specifikovány v ČSN EN 206 (v současné době je platné konsolidované znění ČSN EN 206+A1). Pro stavby pozemních komunikací je odolnost betonu při cyklickém působení mrazu, vody a chemických rozmrazovacích látek při zkoušce podle ČSN předepsána a souborně definována v tabulce F.1.2 přílohy F ČSN P a v tabulce 18-6 TKP 18 (tab. 1). Metoda podle ČSN P CEN/ TS Odolnost proti zmrazování a rozmrazování Odlupování se jako smluvní na pozemních komunikacích v ČR nepoužívá. Pro beton pozemních komunikací se nepožaduje zkoušení odolnosti proti působení mrazu podle ČSN Předpokládá se, že pokud beton splňuje požadavky na odolnost povrchu betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek podle TKP 18 při zkoušce podle ČSN , splňuje automaticky i kritéria pro mrazuvzdornost celého průřezu konstrukce (resp. zkušebního vzorku) nejméně T 1 podle ČSN (to znamená snížení pevnosti v tahu ohybem o maximálně 25 % po 1 cyklech zmrazování a rozmrazování, vztaženo k porovnávacím nezmrazovaným trámcům). Při nesplnění předepsaných parametrů se v praxi setkáváme i s tak masivním rozpadem betonových konstrukcí, jako je zřejmé z obr. 1 dokumentujícího rozpad zkušebního vzorku (výřezu z příkopového dílce) po 100 cyklech zkoušení metodou A dle ČSN Tab. 1 Tabulka 18-6 TKP 18 Zajištění odolnosti betonu, kritéria shody Tab. 1 Chart 18-6 TKP 18 Ensuring resistant of the concrete, conformity criteria SVP XF1 XF2 XF3 XF4 Zkušební metoda Průkazní zkoušky Počet cyklů Maximální odpad [g/m 2 ] Počet cyklů A C 75 A C 5 75 A C 5 75 A C 5 75 Maximální odpad [g/m 2 ] Kontrolní zkoušky Přípustná odchylka + 20 % a) počet výsledků mimo mezní hodnoty nesmí být větší než přejímací číslo podle tab. 24 ČSN EN 206, b) u stejného druhu a třídy betonu lze hodnotit v rámci objektu všechny výsledky zkoušek v jednom souboru výsledků. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 3

6 TÉMA TOPIC 1 2 SPRÁVNÉ OŠETŘOVÁNÍ POVRCHU BETONU A JEHO VLIV NA ŽIVOTNOST KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ Obecné požadavky na ošetřování povrchu betonu jsou stanoveny v TKP 18 Betonové konstrukce a mosty a v TP 231 Ošetřování betonu. Pro ošetřování povrchu betonu jsou kromě jiných vhodné následující způsoby ošetřování, používané odděleně nebo postupně: ponechání konstrukce v bednění, pokrytí povrchu betonu parotěsnými plachtami, které jsou zabezpečeny na hranách a spojích proti odkrytí, namočení povrchu a chránění tohoto vlhkého povrchu proti vysychání, vlhčení povrchu vhodnou vodou a udržování povrchu viditelně vlhkého, nástřik vhodných ošetřovacích hmot. Špatné nebo nedokonalé ošetřování povrchu betonu v kombinaci s druhem a množstvím použitého cementu se projeví vznikem smršťovacích povrchových trhlin, které i když jsou zpočátku vlasové, způsobí snížení životnosti betonu. Na obr. 2 jsou viditelné smršťovací trhliny na povrchu cementobetonového krytu. ZAJIŠTĚNÍ SPRÁVNÉ DILATACE CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU A ODVODŇOVACÍCH PRVKŮ V poslední době jsme se v letních měsících na dálnici několikrát setkali s vystřelením desek z důvodu absence dilatačních prostorových spár, které umožňují blokům desek určitý pohyb při rozpínání vlivem teploty. Obr. 1 Rozpad zkušebního vzorku (výřezu z příkopového dílce) po 100 cyklech zkoušení metodou A dle ČSN Fig. 1 Disintegration of the testing specimen (cut from the ditch element) after 100 cycles of testing by the A method acc. to the ČSN Obr. 2 Smršťovací trhliny na povrchu cementobetonového krytu Fig. 2 Shrinkage cracks on the surface of the cement-concrete cover Obr. 3 Vystřelení desek cementobetonového krytu Fig. 3 Failure of the cement-concrete cover slabs Obr. 4 Nedostatečné oddilatování konstrukce odvodnění od cementobetonového krytu Fig. 4 Insufficient dilatation of the drainage structure from the cement-concrete cover Obr. 5 Poruchy z důvodu špatného uložení trnů v cementobetonovém krytu Fig. 5 Failures because of wrongly placed mandrels in the cement-concrete cover Obr. 6a,b Poruchy povrchu prefabrikovaných svodidel Fig. 6a,b Failures of the surface of precast crash barriers Na základě těchto zkušeností byla do ČSN Stavba vozovek Cementobetonové kryty Část 1: Provádění a kontrola shody zakotvena povinnost navrhování a vytváření prostorových spár. Prostorové spáry je nutné vytvářet u vozovek se zakřivením s poloměrem menším než 400 m. U mostů, v tunelech nebo jiných stavebních objektech se vzhledem ke značným podélným silám v místech přechodu na odlišnou konstrukci vozovky zřizují minimálně dvě bezprostředně sousedící prostorové spáry s pružnou vložkou. Vzhledem k měnícímu se klimatu se při navrhování cementobetonového krytu doporučuje uvážit s ohledem na navrženou podkladní vrstvu provedení příčných dilatačních spár i u souvislých úseků s cementobetonovým krytem delším BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

7 TÉMA TOPIC 5 než 0 m. Tímto opatřením se sníží nebezpečí tzv. vystřelení desek. Pevně vložené prvky (odvodnění, šachty apod.) se musí vždy oddělit od cementobetonového krytu prostorovými spárami. Na obr. 3 a 4 jsou dokumentovány poruchy povrchů vlivem vystřelení desek cementobetonového krytu a nedostatečným oddilatováním konstrukce odvodnění od cementobetonového krytu. ZAJIŠTĚNÍ SPRÁVNÉ POLOHY KLUZNÝCH TRNŮ A KOTEV V CEMENTOBETONOVÉM KRYTU Kluzné trny jsou vkládány do příčných spár v místě sousedících desek cementobetonového krytu ke zlepšení přenosu zatížení a zabránění rozdílného poklesu desek. Jsou vyrobeny z hladké oceli a jsou opatřeny povlakem, umožňujícím určitý vodorovný dilatační pohyb desek. V případě, že kluzné trny nejsou správně vloženy do spár, jsou např. umístěny šikmo, neumožňují dilatační pohyb desek, což může způsobit vznik trhlin, a tedy snížení životnosti a provozuschopnosti krytu (obr. 5). Pro zamezení vzniku trhlin jsou stanoveny požadavky na přesnost uložení trnů. Kluzné ocelové trny mají být uloženy tak, aby osa kluzného trnu byla ve výšce h/2 plus poloměr 6a kluzného trnu měřeno od povrchu vozovky (kde h je tloušťka CBK), v jedné rovině, rovnoběžně s povrchem CBK a s podélnou osou betonovaného pruhu, zpravidla ve vzájemné vzdálenosti 2 mm, příp. 0 mm. Dodržení předepsané polohy vložených trnů a kotev do CBK a povolená odchylka polohy je mezi odborníky velmi diskutované téma. Je velmi těžké stanovit, jaká odchylka přesnosti uložení může být ještě povolená, aniž by snížila funkci vložených prvků, nebo se dokonce projevila poruchami v krytu. Přesnost uložení je předepsána v ČSN takto: Poloha kluzných trnů, měřená po zhutnění, se nesmí odchýlit od polohy navržené v dokumentaci následovně: šikmá poloha kluzného trnu vzhledem k délce trnu 0 mm (rozdíl konců trnu v horizontálním a ve vertikálním směru) smí být do 25 mm, přičemž však tato hodnota musí být dodržena u minimálně 75 % kluzných trnů ve spáře a zbylých maximálně 25 % kluzných trnů ve spáře smí mít šikmost do 40 mm, odchylka uložení vůči horní ploše desky (hloubka uložení) smí být do 30 mm, přičemž však tato hodnota musí být dodržena u minimálně 75 % kluzných trnů ve spáře a u zbylých maximálně 25 % kluzných trnů ve spáře tato odchylka smí být do mm, odchylka vůči příčné spáře (podélný posun trnu) smí být do 75 mm, přičemž tato hodnota musí být dodržena u minimálně 75 % kluzných trnů ve spáře a u zbylých maximálně 25 % kluzných trnů ve spáře tato odchylka smí být do 120 mm. PORUCHY PREFABRIKOVANÝCH SVODIDEL Poruchy prefabrikovaných svodidel mohou být způsobené vlivem nevhodného tvarového indexu hrubého kameniva v kombinaci s malým krytím kameniva u povrchu prefabrikátů, rozdílnou teplotní roztažností kameniva a betonu či konzistencí a hutněním betonu. Při výrobě betonu svodidel na obr. 6 bylo použito hrubé kamenivo, jehož tvarový index byl na hranici povolené maximální hodnoty. Při hutnění čerstvého betonu svodidel se výrobce snažil dosáhnout co nejlepšího vzhledu povrchu betonu a intenzivní vibrací snížil tloušťku malty nad zrny hrubého kameniva. Hrubé kamenivo se intenzivním hutněním dostalo velmi blízko k ploše formy, krytí betonem bylo pouze kolem 1 mm. Rozdílná teplotní roztažnost betonového kamene a kameniva tak byla pravděpodobně hlavní příčinou vystřelení této tenké betonové vrstvičky nad kamenivem. 6b 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 5

8 TÉMA TOPIC Zdroje: [1] Technické podmínky (TKP 18). Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací Kapitola 18 Betonové konstrukce a mosty. Praha: Ministerstvo dopravy, aktualizována k datu [2] ČSN EN 206+A1. Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Praha: ÚNMZ, [3] ČSN Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, [4] Technické podmínky (TP 231). Ošetřování betonu. Praha: Ministerstvo dopravy, 20. [5] Technické podmínky (TP 137). Vyloučení alkalicko-křemičité reakce v betonu na stavbách pozemních komunikací. Praha: Ministerstvo dopravy, [6] ČSN Stavba vozovek Cementobetonové kryty Část 1: Provádění a kontrola shody. Praha: ÚNMZ, [7] ČSN P Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda Doplňující informace. Praha: ÚNMZ, [8] TNI CEN/TR Zásady pro stanovení podmínek k zabránění poruch v betonu v důsledku alkalicko-křemičité reakce (ASR). Praha: ÚNMZ, PŘEDCHÁZENÍ VZNIKU PORUCH BETONU VLIVEM ALKALICKO-KŘEMIČITÉ REAKCE V BETONU Jak je již v úvodu tohoto článku uvedeno, alkalicko-křemičitá reakce vzniká, pokud je v betonu dostatečné množství reaktivních minerálů, dostatečně vysoká koncentrace alkálií v pórovém roztoku a dostatečný a dlouhodobý přísun vody (vlhkosti). Pro účinnou prevenci poškození konstrukce v důsledku alkalicko-křemičité reakce je nutné zajistit, aby byl alespoň jeden z výše uvedených faktorů eliminován. Abychom předešli vzniku alkalicko-křemičité reakce, musí být splněny požadavky TP 137 Vyloučení alkalické reakce kameniva v betonu na stavbách pozemních komunikací, aktuální kapitola byla vydána v dubnu Z hlediska působení vlhkosti a jiných vlivů TP 137 dělí prostředí, v němž bude betonová konstrukce umístěna, na kategorie E1, E2, E3, a to na základě ustanovení TNI CEN/TR Zásady pro stanovení podmínek k zabránění poruch v betonu v důsledku alkalicko-křemičité reakce: E1 je suché prostředí ochráněné před vnější vlhkostí, jedná se tedy o vnitřní beton budov v suchém provozním prostředí, v němž vznik alkalicko-křemičité reakce nehrozí, E2 je prostředí, v němž na beton působí vnější vlhkost, jedná se o vnitřní beton budov s vysokou vlhkostí; tj. prádelny, rezervoáry, plavecké bazény, beton vystavený vlhkosti z okolního ovzduší, neagresivní podzemní vodě, ponořený ve sladké vodě nebo trvale ponořený v mořské vodě. Je to prostředí se střední agresivitou z hlediska možnosti vzniku alkalicko-křemičité reakce, E3 je prostředí, v němž na beton působí vnější vlhkost a další přitěžující faktory. Jedná se o beton vystavený rozmrazovacím solím, mořské vodě (máčení a vysoušení) nebo slanému postřiku, provlhčený beton vystavený střídavému účinku mrazu a rozmrazování, provlhčený beton vystavený dlouhotrvajícím vyšším teplotám, cementobetonové kryty vystavené nerovnoměrnému zatížení. Je to prostředí s vysokou agresivitou z hlediska možnosti vzniku alkalicko-křemičité reakce. Kamenivo se na základě výsledků zkoušek zatřiďuje podle TP 137 z hlediska rizika vzniku alkalicko-křemičité reakce do čtyř kategorií. Do kategorie s rizikovostí nízkou, střední, vysokou a extrémní. Při rozhodování o použití určité lokality kameniva je důležité zohlednit i chování tohoto kameniva v zabudovaných betonových prvcích, a to s ohledem na stáří betonu a prostředí, kterému je vystaven. Použití druhu cementu do betonu potom záleží na rizikovosti použitého kameniva, podle které je třeba použít množství a druh cementu tak, aby byly splněny požadavky na povolený obsah alkálií v betonu pro jednotlivé kategorie prostředí. Pokud bude při návrhu složení betonu postupováno podle pravidel stanovených v TP 137 a navržené složení bude při výrobě betonu dodržováno, nemusíme se v ČR se vznikem rozsáhlejších poruch vlivem alkalicko-křemičité reakce vůbec setkat. ZÁVĚR Z uvedeného textu je patrné, jak je náročné vyvarovat se poruchám betonových konstrukcí, a to nejen ve fázi výstavby, ale i ve fázi projektu a údržby konstrukcí. Na závěr článku si dovolím trochu optimismu do budoucna. S poruchami betonových konstrukcí, které uvádím v tomto článku, se v budoucnu nemusíme na stavbách pozemních komunikací vůbec setkat, pokud budou výrobci materiálů, stavební firmy a investoři dodržovat všechna ustanovení platných norem a specifikací. I když jsou některé předpisy Ministerstva dopravy velmi rozsáhlé a z tohoto důvodu kritizované, máme k dispozici velmi kvalitní soubor technických specifikací, které dávají předpoklad pro výstavbu kvalitních konstrukcí pozemních komunikací s dlouhou životností. Ing. Marie Birnbaumová Ředitelství silnic a dálnic ČR (do května 2016) marie.birnbaumova@volny.cz 6/2017 DOPRAVNÍ STAVBY PŘEDPLATNÉ NA ROK 2018 Součástí předplatného na rok 2018 je pro všechny nové zájemce speciální příloha Betonové konstrukce 21. století betony s přidanou hodnotou. ZÁKLADNÍ PŘEDPLATNÉ balného a distribuce). Cena za roční předplatné (šest čísel) je 720 Kč bez DPH (včetně ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ Zvýhodněná cena za roční předplatné (šest čísel) pro studenty, stavební inženýry do 30 let a seniory nad 70 let je 270 Kč bez DPH (včetně balného a distribuce). PRO SLOVENSKÉ PŘEDPLA TITELE DPH (včetně balného a distribuce). Cena za roční předplatné (šest čísel) je 28 eur bez ZASLÁNÍ UKÁZKOVÉHO VÝTISKU ZDARMA Na našich webových stránkách si můžete objednat jeden libovolný výtisk Beton TKS zdarma na ukázku. Přehled všech výtisků naleznete v pdf formátu v archivu, starší výtisky jsou k dispozici v plné verzi, novější pouze v náhledu (první stránky článků). Kontaktní predplatne@betontks.cz. 6 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

9 TÉMA TOPIC CELKOVÁ OPRAVA NUSELSKÉHO MOSTU V PRAZE COMPLETE RECONSTRUCTION OF THE NUSELSKÝ BRIDGE IN PRAGUE 1 Tomáš Martinek, Viktor Stržínek V polovině listopadu letošního roku byl po úspěšně provedené celkové opravě Nuselského mostu v Praze obnoven provoz ve všech třech jízdních pruzích v obou směrech. V předchozích letech zde za částečného dopravního omezení probíhala výměna izolace a příslušenství mostu spojená s odstraněním poruch betonu na nosné konstrukci a spodní stavbě. Příčinou poruch bylo působení srážkové vody v důsledku nefunkční izolace mostovky i klimatické vlivy v důsledku nedostatečného krytí betonářské výztuže. All three traffic lanes in both directions have been opened again for transport on the Nuselský bridge in Prague in the middle of November. In the previous years the traffic was limited due to the replacing of the insulation and the bridge appointments together with the repairs of the defects of concrete on the bearing structure and substructure. These aforementioned defects were caused by the rain water penetration through the non-functional insulation of the bridge slab as well as by the corrosion of the reinforcement bars due to the insufficient thickness of concrete cover. Nuselský most byl budován od roku 1965 a do provozu byl uveden v dubnu 1973 (o jeho stavbě a vývoji projektu detailně pojednává článek v Beton TKS 04/2013, pozn. redakce). Kromě rekonstrukce vozovek a izolace v roce 1981, která byla provedena za úplného přerušení silničního provozu na mostě, a pouze dílčí výměny částí mostních závěrů nebyla po dobu 40 let jeho existence prováděna žádná větší oprava nosné konstrukce ani příslušenství mostu. Od poloviny 90. let se správce mostu Technická správa komunikací hl. m. Prahy zabýval jeho zhoršujícím se technickým stavem, zejména zatékáním do podhledu mostu a následnými poruchami betonu, a nechal zpracovat rozsáhlý diagnostický průzkum. Od roku 20 byla na základě průzkumu zpracovávána projektová dokumentace opravy a v roce 2013 byla celková oprava mostu zahájena. Most tvoří důležitou dopravní spojnici mezi Prahou 2 a Prahou 4 a zároveň spojuje centrum města s dálnicí D1 a Městským okruhem (tzv. Jižní spojkou), proto bylo nutné jeho opravu provádět po částech se zachováním provozu na mostě vždy minimálně ve dvou jízdních pruzích směrem z centra i do centra. Náročnost prací zvýšil i nepřerušený provoz metra na trase C mezi stanicemi I. P. Pavlova a Vyšehrad, které vede tubusem nosné konstrukce mostu. Vzhledem k provádění oprav za provozu mostu a také vzhledem k nutnosti omezit dobu provádění hlučných prací v blízkosti obytné zástavby na základě požadavků hygienické stanice byla oprava mostu dokončena po čtyřech letech na podzim letošního roku. Současně, jako investiční akce Dopravního podniku hl. m. Prahy, probíhala výměna izolace a oprava mostovky stanice metra Vyšehrad, která bezprostředně navazuje na Nuselský most a tvoří jeho pankráckou opěru. POPIS KONSTRUKCE MOSTU A JEHO STAVU PŘED OPRAVOU Jedná se o předpjatou rámovou konstrukci o pěti polích s rozpětími 68, ,5 + 68,5 m (obr. 1), s komorovou nosnou konstrukcí z betonu B4, délky 485 m a šířky 26,5 m. Světlá šířka vozovky mezi svodidly je 2 9,6 m a světlá šířka chodníků pro pěší je 2 2,3 m. Konstrukční výška mostu je cca 6,5 m (obr. 2). Podélný sklon komunikace na mostě je pouze 0,6 % směrem do centra. Most byl vybudován metodou letmé betonáže, kromě krajních polí betonovaných částečně na pevné skruži. Mostovka nosné konstrukce je vzhledem ke své šířce příčně předepnutá a z důvodu zatížení spodní desky komory provozem metra je předpínací výztuž také svislá, umístěná ve stěnách tubusu nosné konstrukce. Dříky čtyř pilířů mostu, založených na šachtových pilířích ve skalním podloží na dně Nuselského údolí, sestávají ze čtyř samostatných listů ze železobetonu, s líci skloněnými od svislé roviny. Na opěrách je komorová nosná konstrukce uložená na Obr. 1 Boční pohled na most s přístupovou lávkou a lešením u pilíře P2 Fig. 1 Side view to the bridge with the access footbridge and scaffolding at pier P2 Obr. 2 Vzorový příčný řez původní stav před opravou Fig. 2 Cross section original state before reconstruction 2 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 7

10 TÉMA TOPIC betonových kyvných stěnách s mohutnými ocelovými kloubovými ložisky. Technickou zajímavostí je použitý způsob budování příčného řezu mostu. Z důvodu jeho velké šířky pro betonážní vozík a patrně i kvůli omezení hmotnosti vahadel nosné konstrukce při letmé betonáži byla mostovka vybetonována v šířce 21,7 m pouze po svodidlové zídky na okraji mostovky (obr. 3). V příčném směru byla mostovka vyztužena příčnými žebry s osovou vzdáleností 3,5 m, které v sobě měly připravené kabelové kanálky pro příčné předpětí mostovky. Samotná deska mostovky mimo žebra byla také poměrně hustě příčně předepnuta kabely z 12 patentovaných drátů Ø 7 mm v rozteči po 160 až 300 mm. Kotvy příčných kabelů byly umístěny ve spodní části svodidlové zídky, která je součástí okraje mostovky. Zbývající krajní části měly být (podle dochované projektové dokumentace) původně tvořeny prefabrikovanými žebry připínanými k hotové části konstrukce. V průběhu stavby však byly modifikovány na žebra monolitická, betonovaná do pojízdného bednění. To bylo sestavené z dílů provizorního mostu TMS vyvěšených z okraje mostovky za pomoci závěsů a protizávaží. Po odbednění žeber byly připravenými kabelovými kanálky protaženy dva kabely z 12 patentovaných drátů Ø 7 mm a mostovka byla i v místě žeber příčně předepnuta až po vnitřní líc římsového nosníku, který byl po osazení prefabrikovaných chodníkových desek dobetonován jako poslední část příčného řezu mostu a tvoří i ochranu předpínacích kotev příčných žeber. Chodníková část byla navržena co nejvíce vylehčená (obr. 4). Tvořily jí prefabrikované desky tloušťky 100 mm spočívající v podélném směru na příčných žebrech a v příčném směru na ozubu na rubu svodidlové zídky a na průběžném římsovém nosníku, do kterého je zároveň ukotveno zábradlí mostu. Povrch chodníku v příčném sklonu 1,5 % ke svodidlové zídce byl opatřen 30 mm litého asfaltu, který tvořil izolaci povrchu desek a zároveň kryt chodníku. Výše popsaná technická finesa s rozčleněním příčného řezu se ale ukázala jako zásadní příčina pozdějších poruch. Nad mostovku vystupující svodidlová zídka, přestože byla opatřena řadou otvorů pro odvodnění chodníků, totiž tvořila zábranu srážkové vodě stékající z chodníků a vanová izolace mostovky a chodníkových desek na ní byla z obou stran vytažena. Přes zatěsnění okrajů izolace obrubníky z litého asfaltu nebylo možné srážkovou vodu 100% odvést do odvodnění a zatékání za izolaci bylo stále větší, s následkem koroze betonářské výztuže a poruch betonu na podhledu mostovky (obr. 5). Původní kobercové mostní závěry byly další slabé místo mostu a jejich netěsností docházelo k zatékání srážkové vody na čelo nosné konstrukce (do míst kotev podélného předpětí) a na závěrnou zídku, což bylo příčinou rozsáhlých poruch betonu. V posledních letech před zahájením opravy došlo několikrát k zatékání srážkové vody do prostor metra v komoře mostu. To mělo za následek přerušení jeho provozu, a proto byly závěry samostatnou investiční akcí TSK ještě v roce 20 vyměněny za lamelové, s nízkohlučnou úpravou. Most byl od začátku 90. let dlouhodobě sledován a byla vypracována řada diagnostických průzkumů poruch mostu, které odhalily mnoho závad, z nichž nejzávažnější byly: zatékání do podhledu mostu v místě chodníků a odvodňovacích svodů, které způsobovalo poruchy krycí vrstvy výztuže s počínající korozí výztuže na podhledu mostu, zároveň také do míst kotev příčného předpětí mostovky, poruchy betonu a koroze výztuže na opěrách a čele nosné konstrukce v místě zatékání z odvodnění mostovky a netěsných mostních závěrů, poruchy betonu na pilířích i opěrách a na tubusu nosné konstrukce způsobené vlivem malého krytí výztuže (podle archivní dokumentace pouze 20 mm), některé dřívější, nátěrem kryté vysprávky povrchu betonu na podhledu a tubusu nosné konstrukce vykázaly nízkou soudržnost s podkladem a nebyla vyloučena možnost jejich odpadnutí, vlivem netěsné izolace docházelo lokálně k zatékání i do podhledu mostovky v komoře mostu se vznikem výluhů a k možnému odstřelování krycí vrstvy způsobenému korozí betonářské výztuže, což se jevilo jako výrazné nebezpečí pro provoz metra. Na základě vyhodnoceného technického stavu mostu se jeho oprava v nejbližší možné době ukázala jako nezbytná, proto jeho správce vypsal v roce 20 soutěž na vypracování projektové dokumentace. 8 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

11 TÉMA TOPIC Obr. 3 Schéma příčného řezu nosné konstrukce část betonovaná letmo / na skruži Fig. 3 Scheme of the cross section of the load bearing structure the cast in-situ part / on the scaffolding Obr. 4 Schéma dobetonované části okraje nosné konstrukce na pojízdném bednění Fig. 4 Scheme of the finished concrete edge of the load bearing structure on the mobile formwork Obr. 5 Poruchy betonu na podhledu mostu Fig. 5 Defects of concrete on the edge of the bridge slab Obr. 6 Izolace na okraji mostovky: a) původní řešení, b) nové řešení Fig. 6 Insulation solution at the edge of the bridge slab: a) original way, b) new way Obr. 7 Nová vpusť odvodnění Fig. 7 New inlet of the drainage Obr. 8 Obrubníkové odvodnění u mostního závěru Fig. 8 Curb drainage at the bridge lock Tým projektantů firmy SUDOP PRAHA, a. s., zpracovával projektovou dokumentaci DSP, včetně vyřízení stavebního povolení, a zadávací dokumentaci pro soutěž na výběr zhotovitele (DZS). Následně zpracoval i projektovou dokumentaci pro realizaci stavby (RDS). Podkladem pro zpracování projektové dokumentace jim byla neúplná archivní dokumentace, diagnostické průzkumy a v neposlední řadě i podrobná prohlídka mostu a určení rozsahu a umístění poruch betonu. 6a 7 6b TECHNICKÉ ŘEŠENÍ DETAILŮ A POSTUPU OPRAVY MOSTU Jedním z hlavních úkolů projektanta bylo navrhnout přístup k podhledu nosné konstrukce ve výšce přes 40 m nad okolním terénem. Ten bylo nutné zajistit nejen pro samotné bourací a sanační práce, ale také pro provedení doplňkového diagnostického průzkumu nosné konstrukce a spodní stavby. Byla navržena přístupová lávka zavěšená pomocí kotevních přípravků na žebra konzol mostovky nosné konstrukce v rozteči 3,5 m do provrtaných otvorů v žebrech. Lávka zajišťovala kromě přístupu k podhledu mostu také ochranu prostoru pod mostem po dobu od demontáže stávajících chodníkových desek a bouracích prací až do osazení nových chodníkových desek. Pro spolehlivé odvodnění mostovky a chodníků bylo navrženo svodidlovou zídku ubourat a okraj mostovky překrýt novou konstrukcí chodníků, kotvených do příčných žeber a mostovky, s pochozí izolací a s kamenným obrubníkem. To se neobešlo bez odbourání stávajících chodníkových desek. Izolace mostovky je ukončena na zvýšeném ozubu desky mostovky nahrazujícím ubouranou svodidlovou zídku, pod konstrukcí chodníku, jehož pochozí izolací je překryta (obr. 6). Chodníkové desky byly navrženy jako prefabrikované, tloušťky 130 mm z betonu C30/37-XF4, XC4, XD3, vyztužené betonářskou výztuží B0B, s petlicovým stykem tvořeným výztuží z jednoho boku desky a z čela směrem k obrubníku. Nové chodníkové desky tak po dobetonování monolitické části chodníku tvoří dilatační celek vždy jako dvojice v délce 7 m a jsou kotveny do povrchu příčného žebra dvojicí kotev ze závitových nerezových tyčí a dále stejnými kotvami do okraje konzoly nosné konstrukce. Jejich příčný sklon byl navržen 2 %, aby bylo zajištěno spolehlivé odvedení srážkové vody z chodníku. Původní rigolové odvodňovače podél chodníků byly nahrazeny novými. Zhotovitelem bylo v rámci RDS navrženo použití uličních vpustí Visla (obr. 7), které jsou zároveň rigolové a obrubníkové. Ve spolupráci s dodavatelem odvodnění bylo navrženo osazení atypických talířů odvodňovačů do nik v konzole mostovky v místě původních odvodňovačů, napojených na nové svody a zaústěných do stávajících sběračů DN 400 mm 8 v komoře mostu. Vzhledem k poloze hustě rozmístěných kotev příčného předpětí v okraji konzoly mostovky bylo nutné dodržet rozteč a půdorysná vzdálenost odvodňovačů je tedy stejná jako u původních. Nové odvodňovače jsou však oproti původním navrženy s větší kapacitou. V rámci výměny izolace byly osazeny také nové odvodňovací trubičky, propojené proužkem z drenážního plastbetonu pod kamenným obrubníkem kotveným trny do monolitické části chodníku. Pro odvedení srážkové vody z prostoru mostního závěru byly na opěrách mostu i na nosné konstrukci navrženy obrubníkové odvodňovače Ronn (obr. 8) napojené na obnovené svody v opěrách a na nosné konstrukci. Tím je zabráněno možnosti zatečení srážkové vody do prostor metra. Výměna izolace probíhala postupně od středu mostu k jeho okrajům. V 1. fázi opravy bylo pro výměnu stávající izolace nutné zbourat stávající střední římsu šířky 1,2 m s ocelovými svodidly a se stožáry osvětlení výšky 6 m. Po položení nové izolace v šířce 1,6 m byla vybetonována nová římsa šířky shodné s původní, která byla osazena trojicí chrániček pro vedení kabelů osvětlení a kabelů telematiky TSK. Nové stožáry veřejného osvětlení byly navrženy výšky 8 m a v rozteči 30 m byly osazovány na kotevní stoličky zabeto- 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 9

12 TÉMA TOPIC nované do římsy. Římsa samotná byla kotvena k mostovce prostřednictvím chemických kotev z nerezových závitových tyčí. Pro revizi a zatahování kabelů byly po 60 m navrženy šachty kryté vodotěsnými poklopy. Na střední římse bylo jako záchytné bezpečnostní zařízení navrženo ocelové nadobrubníkové svodidlo MS4/H2, které je na opěře Karlov napojeno na betonová svodidla. Ve 2. fázi opravy proběhla výměna izolace a vozovky ve dvou jízdních pruzích přilehajících ke střední římse směrem do centra v levé polovině mostu a následně se totéž opakovalo na pravé polovině mostu. Provoz na chodnících mostu nebyl v 1. ani ve 2. fázi opravy omezen a vždy byly na mostě v provozu dva jízdní pruhy oběma směry. Po odstranění stávajících vyrovnávek a izolace byl povrch mostovky vyrovnán v tloušťce 10 až 40 mm sanační maltou, příp. v tloušťce 40 až 90 mm (lokálně až 130 mm) betonem C30/37-XF1, od tloušťky 60 mm kotveným trny a vyztuženým kari sítí. Nová izolace mostovky byla navržena z natavovaných asfaltových izolačních pásů, prováděných vždy ve vyloučených jízdních pruzích, které byly navázány na izolaci provedenou v předchozí fázi. Původní třívrstvá vozovka byla nahrazena dvojvrstvou, s ochrannou vrstvou z litého asfaltu a krytem z AKMS. 3. fáze opravy zahrnovala demontáž chodníkových desek, ubourání stávající svodidlové zídky, vybourání stávající izolace a vyrovnávek povrchu mostovky, demontáž prvků odvodnění a úpravy okraje desky mostovky a následně vyrovnávky povrchu mostovky, položení nové izolace a osazení prvků odvodnění, montáž nových chodníkových desek, betonáž monolitické části chodníku a pokládku vozovky. Součástí této fáze byla i sanace betonu podhledu nosné konstrukce z přístupové lávky s odstraněním degradovaného betonu na všech plochách podhledu. REALIZACE OPRAVY MOSTU Základní podmínkou celého průběhu realizace bylo zachování dvou jízdních pruhů pro každý jízdní směr a současně zajištění pěšího a cyklistického provozu vždy po jedné chodníkové římse. Všechny práce na Nuselském mostě tedy probíhaly za plného provozu této významné pražské dopravní tepny. Celá rekonstrukce mostu byla s ohledem na finanční plán investora rozložena na pět let a rozdělena na následující etapy. V letních měsících roku 2013 se začalo demolicí střední římsy, opravou horní plochy a pokládkou nových hydroizolačních vrstev. Tato etapa končila betonáží římsy a následným osazením zádržného systému a stožárů veřejného osvětlení. V roce 2014 byl uzavřen rychlý a středový pruh do centra města a byla realizována kompletní výměna vozovkového souvrství včetně opravy mostovky a pokládky nové hydroizolace. V červenci a srpnu byla doprava převedena na opravenou část mostu a obdobný rozsah prací byl realizován v rychlém a středovém pruhu z centra města. Největší rozsah oprav Nuselského mostu byl však naplánován na roky 2015 až 2017, kdy tuto technicky nejnáročnější stavební fázi reprezentovala oprava chodníkové římsy ve směru do centra a současná sanace betonových částí nosné konstrukce. Pro jejich zpřístupnění byly navrženy posuvné zavěšené přístupové lávky. Pro urychlení prací byly zhotovitelem nasazeny lávky dvě o celkové hmotnosti téměř 200 t. Malá lávka (obr. 9) obsluhovala jednu stranu nosné konstrukce a velká lávka umožňovala přístup k celému profilu. Celková délka pracoviště na lávkách byla 30 m, přičemž velká lávka (obr. 10) byla tvořena dvěma bočními lávkami vzájemně propojenými spodní pojízdnou lávkou. Tyto boční lávky byly zavěšeny do železobetonových žeber mostovky pomocí závěsů s pojezdem a dvou řad ocelových profilů IPN0 a měly tři úrovně pracovních podlah. Při průjezdu lávky kolem pilířů bylo využíváno jejich částečné sklápě BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

13 TÉMA TOPIC Obr. 9 Malá lávka a lešení u pilíře P2 Fig. 9 Smaller suspended scaffolding and working scaffold at pier P2 Obr. 10 Velká lávka nad ulicí Jaromírova Fig. 10 Bigger suspended scaffolding over the Jaromírova street Obr. Prefabrikované desky a výztuž monolitické části chodníku Fig. Precast slabs and reinforcement of the monolithic part of the sidewalk Obr. 12 Hotový chodník a odvodňovač Fig. 12 Finished sidewalk and drainage Obr. 13 Pohled na nový chodník Fig. 13 New sidewalk ní. Nejnižší podlaha mohla být kromě sklápění ještě v příčném směru mostu i vysouvána. Docílilo se tak uzavření pracovního prostoru. Volné okraje bočních lávek byly vybaveny zábradlím a protihlukovou a protiprachovou clonou. Pro zachycení vody stékající po konstrukci lávek při čištění povrchu betonu byla součástí spodní podlahy hydroizolace a odvodňovací žlab s jímkou. Spodní pojízdná lávka šířky 3 m byla zavěšena na dvojici ocelových nosníků pomocí čtveřice rolen osazených elektromotorem. Toto řešení umožnilo příčný pohyb spodní lávky a zpřístupnilo nosnou konstrukci pod tubusem mostu v celé délce velké lávky. Malá lávka byla tvořena pouze jednou boční lávkou. Posun lávek byl prováděn pomocí přímočarých hydraulických válců v taktu přibližně čtyř týdnů o maximální délce 28 m. Montáž a demontáž přístupových lávek byla prováděna z parku Folimanka a za kompletní uzavírky Čiklovy ulice. Zvedání a spouštění jednotlivých montážních celků probíhalo pomocí hydraulických válců na závěsech z tyčí. Po akustickém trasování byla poškozená místa mechanickým způsobem odbourána. Poté bylo provedeno celoplošné otryskání vysokotlakým vodním paprskem tlakem minimálně bar. Otryskáním došlo k odstranění všech zbývajících nesoudržných vrstev (včetně zbytků nátěrů, nánosů a původních povrchových izolací) betonové konstrukce. Důkladně byla také očištěna obnažená výztuž, jež byla zbavena korozního produktu pískováním a opatřena ochranným nátěrem. Veškeré reprofilace v tloušťkách od 2 do 200 mm byly realizovány pouze lokálně, nikoliv celoplošně, čímž došlo k nastavení vysoké úrovně kvality a kontroly provádění sanačních prací. Lokální, jasně ohraničené sanace taktéž umožnily zachování původního architektonicky brutalistického stylu mostu. Po vytvrzení byl proveden celoplošný ochranný nátěr, který svou skladbou nahrazuje nízké krytí výztuže, jež bylo příčinou poruch betonu spodní stavby a nosné konstrukce mimo místa zatékání srážkové vody. Celková plocha všech sanovaných ploch mostu byla m 2. V každém taktu přístupových lávek probíhala také demontáž stávajících chodníkových desek, zaměření polohy a výšky žeber (konzol nosné konstrukce) a předání dat projektantovi, který navrhl výšky vyrovnání okraje mostovky a žeber a zároveň rozměry a vyztužení nových chodníkových desek. Každá deska byla z důvodu rozměrových odchylek nosné konstrukce příčných žeber vyráběna na míru pro konkrétní místo v konstrukci a po vyzrání byly desky přivezeny na stavbu a osazeny na místo do vrstvy sanační malty. Po osazení desek proběhla montáž kamenných obrubníků do lože z drenážního plastbetonu a armování monolitické části chodníku a petlicového styku desek (obr. ). Protože výšková poloha povrchu žeber se mnohdy velmi lišila a bylo třeba zachovat příčný sklon chodníku do 2 % pro zachování bezbariérového přístupu, bylo v některých místech nutné provést proměnný sklon povrchu monolitické části chodníku pod svodidlem v rozsahu 3 až 16 %. Tomu byl následně upraven sklon patních desek sloupků svodidel (obr. 12). Izolace povrchu chodníku proti srážkové vodě byla navržena jako přímo pochozí a je dotažená až ke kamennému obrubníku kotvenému trny do monolitické části chodníku. Pro zajištění protiskluzové úpravy byl povrch izolace opatřen vsypem z křemičitého písku. Mezi dilatačními celky chodníku jsou přiznané spáry tloušťky 20 mm, vyplněné pružnou zálivkou. Toto řešení bylo zvoleno na žádost správce mostu, který považuje tento způsob uspořádání za nejsnáze obnovitelný (hlavním problémem každé opravy mostu je obtížný přístup k nosné konstrukci ve velké výšce nad terénem). Povrch příčných žeber byl proto také opatřen izolací měděným plechem s okapnicí, který by v případě porušení izolace nebo těsnicí zálivky zabránil poškozování povrchu betonu srážkovou vodou. Protože navržené zábradelní svodidlo podél chodníku je certifikováno pro výšku obrubníku 120 až 200 mm, bylo nutné provést výškový odskok mezi římsovým nosníkem osaze /2017 technologie konstrukce sanace BETON

14 TÉMA TOPIC Projektová dokumentace DSP, DZS Projektová dokumentace RDS SUDOP PRAHA, a. s. SUDOP PRAHA, a. s. (vedoucí projektant Ing. Tomáš Martinek, technická kontrola a spolupráce Ing. Petr Zíka) Investor TSK hl. m. Prahy, a. s. Sdružení firem Dálniční stavby Zhotovitel Praha, a. s., (dnes Strabag, a. s.) a SMP CZ, a. s. TDI Pontex, spol. s r. o. (Ing. Michal Kužník) Přístupové lávky PERI, spol. s r. o. Sanační práce Freyssinet CS, a. s. Výroba chodníkových Prefa PRO, a. s. desek Diagnostický průzkum předpínací Pontex, spol. s r. o. výztuže Termín realizace 2013 až 2017 Celková cena 288 mil. Kč Obr. 14 Zpevnění svahu pod ulicí Čiklova u pilíře P4 Fig. 14 Stabilizing the slope below the Čiklova street at pier P4 Obr. 15 Sonda pro zjištění stavu předpínací výztuže Fig. 15 Sond for verification of prestressing reinforcement ným zábradlím a povrchem nových chodníkových desek, který činí 30 až 80 mm (před osazením chodníkových desek byl okraj římsového nosníku, tvořený původně kapsou pro desku chodníku, dobetonován s okosením). Protože je pouze 2 mm od líce zábradlí, neznamená překážku pro chodce. Pro zajištění bezpečné chůze po chodníku byl přesto zvýrazněn barevným pruhem (obr. 13). Součástí příslušenství mostu je dvojice ocelových sběračů DN 400 mm umístěných po obou stranách v komoře mostu, do kterých jsou zaústěny svody odvodňovačů. Sběrače jsou svedeny do prostor v opěře Karlov, kde jsou napojeny na srážkovou kanalizaci svedenou do Botiče. Svody v opěře byly repasovány nebo vyměněny. Samotné sběrače byly poprvé od uvedení mostu do provozu pročištěny, protože dosud nebyly vybaveny čisticím otvorem. Ten doplnil až nyní zhotovitel opravy mostu. Byly také doplněny chybějící svody odvodnění mostovky před závěrem karlovské opěry, které dříve opakovaně nevydržely řádění vandalů, a srážková voda stékající na líc opěry poškodila její beton až do hloubky cca 100 mm. Svody byly nově zaústěny do stávající srážkové kanalizace, aby voda z mostu již nevytékala volně na terén. V rámci dokončovacích prací byla navržena náhradní výsadba zeleně namísto pokácených dřevin a úprava ploch pod mostem, dotčených opravou mostu. Stávající svah pod mostem od ulice Čiklova u pilíře P4, který vykazoval známky eroze a sesuvu zeminy, bylo navrženo zpevnit gabionovou matrací tloušťky 300 mm (obr. 14) opřenou do monolitické patní zídky zapřené o základový blok pilíře mostu. Byly opraveny také zídky podél přístupových chodníků a schodišť na začátku mostu na Karlově, aby nekazily celkový dojem z provedené opravy mostu. V srpnu roku 2016 došlo k převedení pěší a cyklistické dopravy na již dokončenou chodníkovou římsu ve směru do centra a k započetí opravy římsy směrem z centra. Tato byla dokončena v polovině listopadu 2017, kdy byla na mostě ukončena veškerá dopravní omezení. DIAGNOSTICKÝ PRŮZKUM STAVU PŘEDPĚTÍ V PRŮBĚHU REALIZACE OPRAVY V roce 2015 až 2017 byly z přístupových lávek provedeny doplňkové diagnostické průzkumy stavu předpínací výztuže, které ověřily její stav jako uspokojivý. Byly provedeny sondy (obr. 15) do kabelových kanálků ve vytipovaných místech možných poruch a bylo zjištěno jen minimální množství míst bez injektážní malty, která byla po ověření stavu výztuže vyplněna sanační injektážní hmotou. Předpínací dráty byly v sondách zastiženy bez koroze nebo pouze s povrchovou korozí z doby provádění mostu a bez jakéhokoliv oslabení jejich průřezové plochy. Byl tak prokázán dobrý stav nosné konstrukce mostu i do dalších let jeho provozu. ZÁVĚR Snahou investora, projektanta i zhotovitele bylo vrátit této unikátní a důležité konstrukci její dobrou kondici, aby mohla po 40 letech provozu dále spolehlivě plnit svojí funkci v dopravní infrastruktuře hlavního města. Věříme, že společné úsilí a důraz na kvalitu návrhu úprav a prováděných prací přinesly svůj výsledek a zaručí dobrý stav mostu po dobu dalších minimálně 30 let. Ing. Tomáš Martinek SUDOP PRAHA, a. s. tomas.martinek@sudop.cz Ing. Viktor Stržínek SMP CZ, a. s., divize 1 Dopravní stavby strzinek@smp.cz 12 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

15 TÉMA TOPIC MODERNIZACE DÁLNICE D1 V ÚSECÍCH 03 HVĚZDONICE OSTŘEDEK A 06 PSÁŘE SOUTICE REFURBISHMENT OF THE D1 HIGHWAY IN THE 03 HVĚZDONICE OSTŘEDEK AND 06 PSÁŘE SOUTICE SECTIONS Zdeněk Ludvík V článku je popsána modernizace dvou úseků dálnice D1 z pohledu realizační firmy. Přiblíženo je řešení provizorního vedení dopravy, demolice nadjezdů a mostů a průběh vlastní modernizace se zřetelem na časové nároky investora na jednotlivé fáze. The article describes refurbishment of two sections of the D1 highway from the supplier s point of view. It shows how the makeshift traffic was conducted, demolitions of the flyovers and bridges and progress of the refurbishment itself with regard to the time requirements of the investor concerning the individual phases. Předmětem stavby Modernizace D1 úsek 03, exit 29 Hvězdonice exit 34 Ostředek realizované zhotovitelským sdružením firem Metrostav, a. s., Swietelsky stavební, s. r. o., a Hochtief CZ, a. s., a zčásti souběžně prováděné stavby Modernizace D1 úsek 06, exit 49 Psáře exit 56 Soutice realizované sdružením zhotovitelů Metrostav, a. s., a Swietelsky stavební, s. r. o., byla modernizace nejstarší a nejvytíženější české dálnice D1 mezi exity 29 až 34 a 49 až 56 v souhrnném rozsahu 12 km. Modernizace dálnice D1 spočívá zejména v kompletní realizaci nového cementobetonového krytu a svrchních vozovnizace není realizována v ucelených celcích pravého a levého jízdního pásu, ale tzv. šachovnicově, kdy probíhá současně v části levého a v části pravého jízdního pásu (obr. 1 a 2). I přes snahu o maximální využití stávajícího šířkového uspořádání, které kromě svých pozitiv v minimalizaci dodatečných prací má i svoje negativa spočívající ve složitějším schématu vedení dopravního proudu, nutnosti řešení nestandardních technických detailů v místě napojení zmodernizovaných částí na stávající vozovku a dalšího omezení přístupu na staveniště, je nutné v dílčích úsecích před samotnou modernizací provést provizorní rozšíření stávající vozovky na minimální šířku,5 m, tak aby po ní mohla být vedena doprava v režimu jízdních pruhů v jednom jízdním pásu. Při provizorním rozšíření vozovky jsou v místě vnější krajnice odstraněny stávající konstrukční vrstvy na úroveň zemní pláně v šířce cca 2 až 3 m, zemní pláň je rozšířena a je zvýšena její únosnost, jsou zhotoveny konstrukční vozovkové vrstvy ze štěrkodrti a navazující svrchní asfaltové konstrukční vrstvy. Zároveň je rovněž nutné upravit stávající přilehlé zemní těleso a nainstalovat nové dálniční příslušenství včetně záchytného systému (obr. 3). 1 2 kových konstrukčních vrstev, obnově stávajících dálničních mostů a nadjezdů, výstavbě nového odvodňovacího dálničního systému, záchytných systémů, dálničního příslušenství a v neposlední řadě rovněž i v realizaci nového systému SOS-DIS a dálkové datové optické kabeláže vedené ve středním dělicím pásu dálnice. Při modernizaci dochází k rozšíření stávající vozovky o minimálně 0,75 m, tak aby mohlo dojít k vedení dopravy v režimu jízdních pruhů v jednom jízdním pásu, k navýšení příčných sklonů vozovky na minimálně 2,5 % a k dílčím úpravám nivelety vozovky. Popsané úpravy zejména šířky a příčného sklonu dálnice vedou k nutnosti rozšířit stávající zemní těleso dálnice, odstranit stávající dálniční nadjezdy a zdemolovat či přestavět nosné konstrukce a spodní stavby většiny stávajících dálničních mostů. PROVIZORNÍ VEDENÍ DOPRAVY Současný trend etapizace modernizace D1 vychází z požadavku investora na maximální využití stávajícího šířkového uspořádání a minimalizaci provizorního rozšíření dálničního tělesa nutného pro vedení dopravy v režimu jízdních pruhů v jednom jízdním pásu. Za tímto účelem jsou v maximální možné míře využívány stávající stoupací pruhy, doprava je v rámci jednoho modernizovaného úseku převáděna v režimu z jednoho jízdního pásu do druhého a samotná moder- Obr. 1 Schéma vedení dopravy při realizaci etapy výstavby 4.B stavby D1-06 Fig. 1 Scheme of how the makeshift traffic was conducted during construction of the 4.B stage of the D1-06 construction Obr. 2 Převádění dopravy v režimu přes střední dělicí pás v km 53,1 D1 Fig. 2 Transferring the traffic in the regime over the central reserve at km 53,1 of the D1 highway Obr. 3 Realizace provizorního rozšíření Fig. 3 Makeshift widening 3 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 13

16 TÉMA TOPIC DEMOLICE NADJEZDŮ Před zahájením modernizace nebo v jejím úplném začátku je nutné provést demolici stávajících nadjezdů. Vlastní demolice je specifická, neboť vyžaduje úplnou uzavírku dálnice D1, z čehož vyplývají extrémní časové nároky na provádění. S ohledem na neexistenci alternativních objízdných tras byla nákladní doprava při demolicích nadjezdů v km 34, 49 a vedena již z exitu 21 Mirošovice přes Tábor až na exit 90 Humpolec. Čas na provedení demolice nadjezdů byl stanoven správními orgány na 12 h v případě demolice nadjezdu v km 34 a na 14 h v případě souběžné demolice dvou nadjezdů v km 49 a. Před vlastní demolicí a úplnou uzavírkou dálnice D1 byla nutná přípravná fáze na snesení nadjezdu spočívající ve zřízení dopadového polštáře v jednom jízdním pásu. Po snesení nadjezdu došlo k otevření a opětovnému zprovoznění pouze jednoho jízdního pásu, neboť v druhém jízdním pásu byla nadále rozvolňována a odvážena přemístěná betonová suť z nosné konstrukce a dobourávána spodní stavba. Pro splnění těchto extrémních časových požadavků bylo nutné maximální možné nasazení kapacit strojů a lidí. Při demolici nadjezdu v km 49 MÚK Psáře bylo např. na jednom pracovišti souběžně nasazeno sedm těžkých demoličních pásových bagrů, dva kolové bagry, šest nákladních automobilů a 40 pracovníků, což je pracovní sestava, která je s ohledem na prostorové uspořádání pracoviště limitní (obr. 4). 4 STŘEDNÍ DĚLICÍ PÁSY První fází je modernizace středního dělicího pásu (SDP) dálnice, která spočívá v kompletním odtěžení SDP na úroveň zemní pláně, navazujícím odstranění stávající kanalizace v SDP a provedení nového páteřního kanalizačního řadu. Před vlastní realizací je nutné provést provizorní přeložku dálkové optické datové kabeláže, jejíž přerušení je možné pouze v řádu několika hodin s tím, že termín vlastního přerušení je nutné po projednání se správcem sítě pevně stanovit s dvouměsíčním předstihem. Po zhotovení nového hlavního kanalizačního řadu, do kterého je provizorně napojen stávající odvodňovací dálniční systém, je nutné v celé délce modernizovaného SDP provést novu kabeláž SOS-DIS systému, definitivní přeložku provizorně vymístěné dálkové optické datové kabeláže, zpětný zásyp SDP do úrovně stávající vozovky a obnovu záchytného systému. Na tyto veškeré činnosti byl při modernizaci SDP mezi exity 49 Psáře a 56 Soutice investorem stanoven časový rámec v délce cca dvou měsíců a provedení páteřního kanalizačního řádu v délce přesahujícím 6 km tak bylo nutné uskutečnit za pouhých 21 dní (obr. 5). Při této fázi byla doprava vedena v obou jízdních pásech ve dvou zúžených jízdních pruzích umístěných na krajnici s tím, že střední dělicí pás byl v celé modernizované délce oddělen od dopravního proudu pomocí dočasných svodidel, v kterých byly v odstupu 600 m provizorní vjezdy umožňující přístup na staveniště. Tento dopravní režim byl v kombinaci s nemožností využívat přilehlé exity z důvodu provedených demolic nadjezdů extrémně náročný na zajištění přístupu materiálu a mechanizace na staveniště. 6 5 Obr. 4 Demolice nadjezdu ev. č. D1-051 v MÚK Psáře Fig. 4 Demolition of flyover reg. no. D1-051 at Psáře highway junction Obr. 5 Práce na středovém páteřním řadu kanalizace v SDP Fig. 5 Works on the central sewerage system in the central reserve Obr. 6 Odtěžení stávajícího cementobetonového krytu Fig. 6 Removing the current cement-concrete cover Obr. 7 Rozšíření stávajícího tělesa dálnice Fig. 7 Widening the current body of the highway Obr. 8 Zabezpečení skalního svahu v km 29 PJP Fig. 8 Ensuring the rock hill in the right traffic line, km 29 Obr. 9 Vyztužený násypový svah v km 33 LJP Fig. 9 Reinforced highway embankment in the left traffic line, km 33 Obr. 10 Provádění geodeticky přesně naváděného frézování stávající cementové stabilizace Fig. 10 Geodetically exactly led milling of the current cement stabilization Obr. Recyklace za studena Fig. Cold recycling 14 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

17 TÉMA TOPIC JÍZDNÍ PÁSY DÁLNICE Po provedení úvodních fází byla zahájena vlastní modernizace jízdních pásů dálnice, kdy byla doprava v obou směrech vedena v protilehlém nemodernizovaném jízdním pásu v režimu jízdních pruhů oddělených dočasným svodidlem. Nejprve byl odstraněn betonový či asfaltový kryt na úroveň vrstvy stávající cementové stabilizace (obr. 6). Z povrchu stávající cementobetonové stabilizace byly prováděny příčné překopy pro přípojky a vyústění nového odvodňovacího systému dálnice, překopy pro přípojky kabeláže systému SOS-DIS a také vlastní rozšíření zemního tělesa dálnice. Při rozšíření tělesa dálnice byly odstraněny stávající konstrukční vrstvy na úroveň zemní pláně v šířce cca 2 až 3 m, byla rozšířena zemní pláň a zvýšena její únosnost, byl zhotoven nový drenážní systém a navazující konstrukční vozovkové vrstvy ze štěrkodrti (obr. 7). V místech zářezů docházelo k odtěžení a nastrmění stávajících zářezových svahů, které bylo v některých případech nutné zabezpečit (obr. 8). V místech násypů bylo rozšíření zemního tělesa realizováno pomocí výztužných prvků zajišťujících stabilitu nově budovaných násypových těles (obr. 9). Po provedení zemních prací bylo realizováno plošné geodeticky přesně naváděné odfrézování stávající cementové stabilizace na výškovou úroveň vrchního povrchu konstrukční vrstvy recyklace za studena, tj. na úroveň 390 mm pod povrchem nového cementobetonového krytu (obr. 10). Z této výškové úrovně byla provedena recyklace za studena v tloušťce 120 mm s doplněním materiálu a zvětšením tloušťky prováděné recyklace v místě rozšíření zemního tělesa ve vnější krajnici, kde tloušťka prováděné vrstvy recyklace za studena dosahovala až 0 mm (obr. ). K provedení vrstvy recyklace za studena bylo použito příměsi 5 až 7 % cementu. Po 10 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 15

18 TÉMA TOPIC vyzrátí vrstvy recyklace za studena a po investorem předepsané technologické přestávce v délce sedmi dní byla realizována nová vrstva cementové stabilizace v tloušťce 120 mm. Při realizaci obou staveb bylo pro cementovou stabilizaci využito materiálu recyklovaného ze stávajícího vybouraného cementobetonového krytu. Za tímto účelem byla v exitu 34 Ostředek a v exitu 49 Psáře vybudována recyklační centra, v kterých byl stávající vybouraný cementobetonový kryt podrcen, přetříděn a ve vybudovaných mobilních betonárnách z něho byla umíchána směs pro zhotovení nové vrstvy cementové stabilizace (obr. 12). Pokládka vrstvy cementové stabilizace byla prováděna současně na celou šířku konstrukční vozovkové vrstvy za pomocí dvou souběžných finišerů (obr. 13). Po vyzrátí položené vrstvy cementové stabilizace a opětovné investorem předepsané technologické sedmidenní přestávce byla zahájena.l.. pokládka stěžejní konstrukční vrstvy, tj. dvouvrstvého cementobetonového krytu tloušťky 270 mm s vymývaným povrchem. Betonová směs pro jeho realizaci byla vyráběna ve dvou mobilních betonárnách vybudovaných za tím účelem v km 34 MÚK Ostředek a v km 49 MÚK Psáře (obr. 14). Ve velkokapacitní mobilní betonárně umístěné v MÚK Ostředek byla kontinuálním způsobem míchána betonová směs pro spodní vrstvu (tzv. spodní beton) a v mobilní betonárně v MÚK Psáře byla šaržovým způsobem míchána betonová směs pro horní vrstvu (tzv. horní beton). Pokládka cementobetonového krytu byla realizována sestavou dvou betonářských finišerů a jednoho postřikovací BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

19 TÉMA TOPIC ho finišeru při celkové délce sestavy cca 45 m (obr. 15). Po vytuhnutí položeného betonového krytu a opětovné investorem předepsané sedmidenní technologické přestávce byla zahájena pokládka konstrukčních asfaltových vrstev navazujících na položený cementobetový kryt v předpolích mostů, na mostech, v odbočeních, připojeních, v mimoúrovňových křižovatkách a v neposlední řadě v SOS zálivech. Svrchní asfaltové vrstvy bylo nutné zhotovit na celé šířce rychlého a pomalého jízdního pruhu sledem finišerů nebo finišerem s pevnou lištou (obr. 16). Se zahájením pokládky asfaltových vrstev byly po uběhnutí technologické přestávky předepsané pro vytuhnutí cementobetonového krytu současně zahájeny dokončovací práce spočívající v realizaci monolitických a prefabrikovaných odvodňovacích žlabů a rigolů, vyústních objektů kanalizace a drenáží, zemních a zpevněných krajnic, ohumusování, vegetačních úprav a záchytných systémů ve vnější krajnici (obr. 17). Obecným požadavkem investora byla realizace modernizace obou jízdních pásů během jedné stavební sezóny, a z toho vyplýval požadavek na provedení modernizace jednoho jízdního pásu v horizontu cca tří měsíců, přičemž pouze investorem předepsané technologické přestávky na realizovaných konstrukčních vrstvách činily tři týdny. Obr. 12 Recyklační centrum a mobilní betonárna v MÚK Ostředek v km 34 Fig. 12 Recycling centre and mobile concrete plant at Ostředek highway junction, km 34 Obr. 13 Pokládka vrstvy cementové stabilizace mezi exity 49 Psáře a 56 Soutice Fig. 13 Laying the concrete stabilization layer between exits 49 Psáře and 56 Soutice Obr. 14 Mobilní betonárna Fig. 14 Mobile concrete plant Obr. 15 Pokládka cementobetonového krytu Fig. 15 Laying the cement-concrete cover Obr. 16 Pokládka asfaltových vrstev Fig. 16 Laying the tar layers Obr. 17 Dokončovací práce Fig. 17 Finishing works Obr. 18 Demolice dálničního rámového mostu v km 32,5 D1 u Bělčic Fig. 18 Demolition of the highway frame bridge at km 32,1 of the D1 highway near Bělčice Obr. 19 Prefabrikované nosníky dálničního mostu u odpočívky Střechov v km 52 D1 Fig. 19 Precast beams of the highway bridge near the rest area Střechov at km 52 of the D1 highway MOSTNÍ OBJEKTY Samostatnou kapitolou při realizaci modernizace dálnice D1 byla výstavba mostních objektů. S ohledem na investorem stanovené termíny realizace díla bylo nutné dálniční mosty zdemolovat a znovu vystavět v časovém horizontu cca 2,5 měsíců. Menší rámové objekty byly kompletně zdemolovány včetně základových konstrukcí a následně byly postaveny nové monolitické konstrukce mostů (obr. 18). U mostů větších rozpětí bylo pro výstavbu nosných konstrukcí využíváno betonových prefabrikovaných předepnutých nosníků (obr. 19). Vlastní realizaci dálničních mostních objektů velmi stěžoval omezený rozsah staveniště, nutnost vést dopravu v režimu v souběžném jízdním páse často v kombinaci s investorem vyžadovaným zachováním veřejné dopravy rovněž v prostoru pod nově budovaným mostem. Zabezpečení výkopu u souběžného dálničního pásu bylo téměř po celou dobu výstavby nových dálničních mostů nutné provést pomocí rozsáhlého záporového pažení. Ochranu veřejného provozu vedeného pod nově budovanými dálničními mosty bylo nutné zabezpečit pomocí ochranných skruží a lávek (obr. 20). Výstavba dálničních nadjezdů převádějících přes dálnici silnice nižších tříd byla prová /2017 technologie konstrukce sanace BETON 17

20 TÉMA TOPIC 20 Obr. 20 Výstavba nového dálničního monolitického mostu ev. č. D1-037 Fig. 20 Constructing a new monolithic highway bridge reg. no. D1-037 Obr. 21 Montáž nosníků na nadjezdu ev. č. D1-051 Fig. 21 Fixing the beams on flyover reg. no. D děna za plného provozu vedeného po dálnici D1 pod realizovaným nadjezdem. Při realizaci nadjezdů bylo nutné souběžně provést spodní stavbu na obou krajních opěrách a na pilíři umístěném ve středním dělicím pásu dálnice, který byl od ostatních pracovišť oddělen veřejnou dopravou vedenou po dálnici ve dvou jízdních pruzích v každém jízdním pásu. Požadavek investora byl provést demolici stávajícího nadjezdu a vybudovat nový za jednu stavební sezónu, tj. s přihlédnutím k nutným dopravním opatřením realizovaným v souvislosti s výstavbou na dálnici D1 za období cca šesti měsíců. Pro urychlení výstavby bylo využíváno prefabrikovaných spodních částí středových příčníků a nosná konstrukce nadjezdu byla realizována pomocí betonových prefabrikovaných předepnutých nosníků. Veškeré činnosti včetně betonáže nosné konstrukce, vyjma demolice nadjezdu a osazovaní prefabrikovaných nosníků, byly realizovány při zachování provozu na dálnici D1. Při osazování prefabrikovaných předepnutých nosníků nosné konstrukce byl provoz na dálnici D1 veden v každém směru v jednom jízdním pruhu a při montáži jednotlivých nosníků docházelo pouze ke krátkodobému zastavování dopravy v jednom směru v délce trvání uzavírky cca 15 až 20 min (obr. 21). DOKONČOVACÍ PRÁCE Na závěr bylo nutné dokončit modernizaci středního dělicího pásu dálnice. Při této fázi výstavby byly rychlé jízdní pruhy v obou jízdních směrech uzavřeny pomocí přenosných značek a v celé délce modernizovaného úseku středního dělicího pásu byl demontován stávající záchytný systém a namontován nový, byly zhotoveny přejezdy středního dělicího pásu, nainstalováno svislé dopravní značení ve středním dělicím pásu, dokončeny terénní úpravy a integrován systém SOS-DIS. Posledními pracemi bylo dokončení vodorovného dopravního značení a odstranění provizorního vodorovného dopravního značení. Na tuto poslední fázi výstavby byl vyčleněn čas v rozsahu cca čtyř týdnů. ZÁVĚR Obecně lze konstatovat, že realizace modernizace dálnice D1 patří v současné době k nejnáročnějším realizovaným dálničním stavbám, a to zejména s ohledem na časovou a organizační náročnost stavby související s nutností zachovat veřejný provoz na dálnici při současné intenzivní realizaci stavebních prací. Investorem stanovené časové limity pro realizaci jednotlivých fází modernizace D1 jsou na hranici technologických možností a současná snaha investora o další zrychlení výstavby modernizace D1 jde již dle mého názoru za tuto hranici. Pro zdárnou realizaci prací v uvedených extrémních časech bylo nutné masivní nasazení výrobních, strojních i lidských kapacit a maximální využití dovedností odborného personálu. Obě realizované stavby byly v termínech požadovaných investorem uvedeny do veřejného provozu a již slouží motoristické veřejnosti. Ing. Zdeněk Ludvík Metrostav, a. s. zdenek.ludvik@metrostav.cz 18 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

21 5 % Vyšší ziskovost * 6 % Nižší emise CO 2 * 4-násobné Prodloužení doby zpracovatelnosti * POTŘEBUJI BETON, KTERÝ LZE SNADNO ČERPAT MasterEase: Řešení pro beton s vysokou odolností a nízkou viskozitou QUANTIFIED SUSTAINABLE BENEFITS REDUCE YOUR FOOTPRINT AND BOOST YOUR BOTTOM LINE Specialista na tunely, společnost Marti Tunnelbau, čelil výzvě během výstavby tunelu de Champel v Ženevě ve Švýcarsku. Po změně cementu se stříkaný beton stal lepivým, což ztěžovalo čerpatelnost a stříkání směsi. Řešení: produkt MasterEase od společnosti BASF. Tato jedinečná superplastifikační přísada pomáhá výrobě betonu s optimálními reologickými vlastnostmi a dobu zpracovatelnosti prodlužuje čtyřnásobně. Výsledkem je, že společnost Marti Tunnelbau zvýšila efektivitu a snížila náklady. Více informací o této úspěšné spolupráci se můžete dozvědět na: sustainability.master-builders-solutions.basf.cz info.cz@basf.com * Údaje jsou převzaty ze specifi cké případové studie vypracované společností Marti Tunnelbau ve Švýcarsku

22 TÉMA TOPIC TUNELOVÝ KOMPLEX BLANKA DVA ROKY PROVOZU AUT POD ZEMÍ THE BLANKA TUNNEL COMPLEX TWO YEARS IN OPERATION CARS UNDER THE GROUND Pavel Šourek, Jan Kvaš V září letošního roku uběhly přesně dva roky od otevření tunelového komplexu Blanka. V článku jsou shrnuty jak praktické zkušenosti z dosavadního provozu, tak zajímavé a ojedinělé betonářské práce od ražeb přes výstavbu definitivních konstrukcí až po dokončovací práce. It has been exactly two years in September this year, when the Blanka tunnel complex was opened. The article summarizes both the practical experience from the traffic operation and interesting and unique concreting works ranging from driving over constructing the final structures to the finishing works. 1 Většina z nás má jistě v živé paměti politické proklamace, ke kterým se odkazuje titulek našeho příspěvku. Medializace a zpolitizování tohoto technicky mimořádného projektu, a to nejen na české poměry, je hlavním motem, pod jehož dojmem toto ohlédnutí za výstavbou, zkušenostmi z ní, ale především pak zkušenostmi z provozu vzniklo. Domníváme se, že projekt tunelového komplexu Blanka by měl být už konečně hodnocen pouze odborně technicky, proto jsme si pro vás připravili shrnutí některých zajímavých a ojedinělých použití betonů a praktických zkušeností z dosavadního provozu. 19. září letošního roku uběhly přesně dva roky od uvedení celé severozápadní části pražského Městského okruhu (MO) do zkušebního provozu. Převážná část této cca 7 km dlouhé a nadmíru důležité části městské dopravní infrastruktury je tvořena tunelovým komplexem Blanka (TKB). Samotná délka tunelové části v hlavní trase MO činí cca 5,5 km, což je minimálně na evropském kontinentě doposud nejdelší městský automobilový tunel. Návrhu technického řešení, postupům výstavby a použitým materiálům a technologiím jsme se již na stránkách Beton TKS věnovali (5/2009, 6/2012, 1/2013 a 6/2015), proto zde jen pro shrnutí uveďme pár základních informací. Nový úsek Městského okruhu prochází silně urbanizovaným prostředím střední části města na hranici historického jádra a rovněž prostorem chráněné přírodní památky Královská obora. Aby zásah provozu na nové trase negativně ovlivnil své okolí minimálně, byla nová komunikace navržena převážně v tunelech. Vznikly tak tři navazující tunelové úseky: tunel Brusnický (1,4 km) vede od severního portálu Strahovského tunelu ve stopě ulice Patočkovy nejdříve hloubenými tunely. Za křižovatkou s ulicí Myslbekova vstupuje trasa do raženého úseku, který končí před menší křižovatkou Prašný most, tunel Dejvický (1 km) začíná v mimoúrovňové křižovatce Prašný most a pokračuje v celé délce hloubenými tunely ve stopě třídy Milady Horákové až do místa budoucí mimoúrovňové křižovatky U Vorlíků na Letné, tunel Bubenečský (3,07 km) pokračuje od křižovatky U Vorlíků nejdříve krátkým hloubeným úsekem na Letné, na který navazuje ražený úsek vedoucí směrem pod zástavbu, Stromovku (Královská obora), plavební kanál, Císařský ostrov, Vltavu a dalším hloubeným úsekem až k trojskému portálu. Délka celého tunelového komplexu činí m v severní tunelové troubě a m v troubě jižní. Celková délka všech ražených tunelových trub dosahuje 5,54 km, celková délka všech hloubených tunelových trub je 6,56 km. Doba výstavby po řadě zpoždění způsobených absencí potřebných povolení, mimořádnými událostmi při ražbě, nepříznivými klimatickými podmínkami, změnami předpisové základny, neplněním finančních závazků ze strany investora a vývojem požadavků dotčených Obr. 1 Tunel v provozu Bubenečský tunel Fig. 1 The tunnel in operation Bubenečský tunnel městských částí a ostatních organizací přesáhla deset let (duben 2005 až září 2015). Na období výstavby navázal zkušební provoz souboru staveb s předpokládaným koncem původně 31. prosince 2016 následně odložený, i vlivem insolvence původního dodavatele, do 30. srpna Náklady zkušebního provozu činí cca 12 až 15 mil. Kč za měsíc. S ustálením jednotlivých provozních procesů a ukončováním jednotlivých vyhodnocování se náklady trvale snižují. BETONÁŘSKÉ OHLÉDNUTÍ Použití betonů na stavbě TKB bylo mimořádné jak svým rozsahem, tak mnohdy i novými technologiemi, z nichž některé jsou dokonce chráněny jako průmyslový vzor zhotovitele. Pojďme chronologicky od ražeb přes výstavby definitivních konstrukcí až po dokončovací práce. Jako první stojí za připomenutí speciálně upravená receptura stříkaného betonu primárního ostění pro úsek ražeb dvoupruhových tunelů při průchodu pod Stromovkou. Zde bylo nutno dosáhnout takových parametrů betonové směsi, které si na první pohled vzájemně odporují. Z důvodu zvýšených přítoků podzemní vody a nestability odhaleného výrubu při ražbě bylo nezbytné, aby tuhnutí čerstvé betonové směsi po přidání urychlovače při aplikaci probíha- 20 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

23 TÉMA TOPIC lo podle náběhové křivky J3. Z důvodu technologie ražby a s ohledem na zajištění maximální akceschopnosti a bezpečnosti na straně jedné a udržení rozumných nákladů na dodávku čerstvého betonu na straně druhé bylo současně nutné prodloužit zpracovatelnost betonové směsi na maximální možnou dobu. Výsledná receptura měla finální dobu zpracovatelnosti čerstvé betonové směsi stanovenou až na 7 h. Požadovaných parametrů bylo dosaženo zejména kombinací retardérů a urychlovačů tuhnutí betonu. Druhým způsobem využití stříkaného betonu, který stojí za zmínku, je použití této technologie pro výstavbu definitivního ostění. Stříkaný beton se aplikoval na fóliovou hydroizolaci, jejíž pokládka byla upravena s ohledem na tento způsob aplikace betonu. Vlastní realizace ostění probíhala ve vrstvách s minimalizovaným odstupem, tak aby bylo zamezeno vzniku pracovních spár, současně s postupnou montáží nosné ocelové výztuže. Definitivní ostění bylo tímto způsobem realizováno v tunelových propojkách a v místech křížení tunelů se vzduchotechnickými kanály, kde by bylo klasické provádění ostění do individuálního bednění časově a finančně nehospodárné. U monolitického definitivního ostění horních kleneb tunelu se na základě předchozích realizací projevila obava zhotovitele i projektanta stavby týkající se zpracovatelnosti betonu s příměsí polypropylenových (PP) vláken, která jsou nezbytná k dosažení potřebné požární odolnosti, a proto bylo před vlastní realizací těchto konstrukcí v tunelech rozhodnuto o provedení zkušebních vzorků v reálné velikosti, které byly následně odzkoušeny dle ČSN na požadavek REI 180. Výsledkem byla směs s takovým typem a množstvím vláken, které na straně jedné umožňovaly bezproblémovou zpracovatelnost a na straně druhé prokazatelně plnily požadavek na požární odolnost hotového díla. Minimálně svým rozsahem bylo zajímavé použití samozhutnitelných betonů C30/37-XF2 s 1 kg PP vláken. Využití této speciální receptury bylo vynuceno řadou míst, kde bylo obtížné garantovat standardní zpracování čerstvé betonové směsi při ukládce. Typicky se jednalo o čelní stěny technologických center, nouzových zálivů atp., u kterých bylo nutno použít jednostranné systémové bednění s omezenou možností hutnění klasickými vibrátory. Nesmíme opomenout ani realizaci trvalého ostění raženého objektu z vodonepropustných betonů tímto způsobem je provedeno definitivní ostění větracího kanálu a šachty u Brusnického tunelu. S odstupem času lze toto řešení označit za prověřené a plně funkční, byť jeho použití podmiňují určité omezující podmínky, které je nutné dodržet zejména při vlastních betonážích. Pověstnou třešinkou na dortu mohou být v případě výstavby hloubených tunelů obklady podzemních stěn Dejvického tunelu, kde bylo nutno zkombinovat požadavky na protipožární odolnost, vývoj smršťovacích trhlin a subtilnost konstrukce pohledových obkladových panelů z betonu C35/45-XF4 + 2 kg PP vlákna / 1 m³. Prefa panely tloušťky 45 mm má zhotovitel chráněny jako průmyslový vzor. Samostatný článek by se dal jistě napsat také o použití speciálních betonů při výstavbě Trojského mostu. Při tomto telegrafickém výčtu dovolte zmínit alespoň použití vysokohodnotných HPC betonů C70/85-XF2 pro výrobu prefabrikovaných příčníků a chlazení čerstvé betonové směsi pro zárodky oblouků tekutým dusíkem v letních měsících. ZKUŠENOSTI A VYHODNOCENÍ PROVOZU TKB V tuto chvíli doposud není ukončen celý proces zkušebního provozu a jeho vyhodnocení a nejsou ani ukončeny nezbytné kontrolní úkony 2. hlavní prohlídky tunelu. Přesto se dá s poměrně vysokou objektivitou konstatovat, že soubor staveb TKB jako celek obstál při provozu i údržbě. Za celé dva roky nebylo nutné uzavřít tunel z důvodu vady stavební nebo technologické části takového charakteru, která by bránila bezpečnému provozu. Reklamační závady menšího charakteru (mj. opravy dveřních výplní, lokální průsaky, opravy ucpávek, výměny poškozených kabelů, lokální opravy chodníků a obkladů) byly odstraněny dodavateli za pravidelných nočních výluk určených pro údržbu a čištění tunelu. Stejně tak i opravy závad způsobené uživateli tunelu (střet se závorou 18, poškozené tlumiče nárazu 2 apod.). Jediným uživateli zaznamenatelným omezením tak byla pouze lokální omezení nočního provozu (23:00 až 05:00), nezbytná pro odstranění průsaků do dopravního prostoru raženého úseku Bubenečského tunelu pod Letnou. Firemní prezentace RFEM 5 RSTAB 8 ZKUŠEBNÍ VERZE ZDARMA NA Statika, která Vás bude bavit! Dlubal Software s.r.o. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 21

24 TÉMA TOPIC Rozdíl intenzit automobilové dopravy ( ) (v tis. vozidel za pracovní den) Jedná se o úsek stavby, kde podle prováděného měření a sledování hladiny podzemní vody (manometry, hydrovrty) nikdy od období výstavby a dokončení díla nebyla hladina nad úrovní vozovky, resp. vrchlíku klenby tunelu. Poruchy funkčnosti hydroizolačního souvrství v těchto místech proto nebylo možné odhalit již během výstavby nebo následného zkušebního provozu. Navíc se jedná o místo se značně komplikovanou dispozicí (připojení propojky, vzduchotechnických kanálů a technologického centra), tedy náročný úsek pro realizaci. Oproti cca pětiletému předcházejícímu období se cca od dubna 2017 začala hladina podzemní vody v dané oblasti zvyšovat. Naměřené hodnoty v říjnu 2017 indikovaly nárůst hladiny podzemní vody až o cca 8 m oproti stavu v dubnu 2017, tím byl nově zavodněn celý tubus tunelu v tomto úseku. Je nezbytné upozornit, že zvýšená hladina podzemní vody nemá žádný podstatný vliv na statické chování konstrukce tunelu s výjimkou právě odhalení netěsnosti hydroizolace. Celý systém je navržen dle předpokladu výšky hladiny podzemní vody zastižené v rámci podrobného průzkumu a dosahující jen několik metrů pod povrch terénu. Průsaky v postižených pracovních spárách dosahovaly několika l/min a kromě ostění tunelu se projevovaly i na vozovce, kde musela být snížena povolená rychlost. Postupnými kroky následných dotěsňovacích injektáží, s využitím během stavby instalovaného systému injektážních hadic v pracovních spárách a v ploše hydroizolace i dodatečně prováděných průvrtů definitivního ostění, se podařilo průsaky doposud omezit na celkový přítok pod 1 l/min. Dotěsňovací práce nadále pokračují, tak aby bylo dosaženo plné těsnicí funkce obálky finálního ostění a průsaky byly odstraněny tam, kde se to zatím nezdařilo. ZKUŠENOSTI S VLIVY STAVBY A PROVOZU NA OKOLÍ Očekávané změny dopravních intenzit v oblasti širšího centra Prahy jsou zobrazeny na obr. 2. V tunelovém komplexu se po zprovoznění předpokládaly denní intenzity dopravy kolem cca 70 tis. vozidel v obou jízdních směrech. Skutečná průměrná denní intenzita aktuálně dosahuje 82,8 tis. vozidel Obr. 2 Rozdílový kartogram předpokládaných dopravních intenzit po zprovoznění severozápadní části MO (zdroj/source: TSK UDI Praha) Fig. 2 Map of differencies of forecasted traffic intensities after putting into operation the north-west part of the city ring (source: TSK UDI Praha) Obr. 3 Mytí ostění tunelu Dejvický tunel Fig. 3 Washing the tunnel lining Dejvický tunnel Obr. 4 Situace s pozicemi dopravních nehod v tunelu (zdroj SATRA, spol. s r. o.) Fig. 4 Situation and the positions of the traffic accidents in the tunnel (source SATRA, spol. s r. o.) 2 (za 1. rok 74,6 tis.). Průměrná denní intenzita o víkendu činí cca 55,6 tis. vozidel. Maximální dosažená denní intenzita za dva roky zkušebního provozu činí 94,5 tis. vozidel (12. července 2016). K uvedeným hodnotám intenzit, znamenajícím evidentně vyšší poptávku, než bylo v tomto období po zprovoznění předpokládáno dopravně inženýrskými prognózami, je nezbytné dodat, že nedošlo ke zvýšení celkového přepravního výkonu v širším okolí TKB, přestože v celé komunikační síti Prahy došlo v roce 2016 k nárůstu počtu registrovaných automobilů a ke zvýšení dopravního výkonu. Nenastala tak aktivisty často proklamovaná dopravní indukce vlivem zprovoznění nové stavby. Po zprovoznění došlo u očekávaných komunikací ke snížení intenzit dopravy (třída Milady Horákové -35 %, Veletržní ulice -40 %, Severojižní magistrála -13 %), u komunikací navazujících přímo na jednotlivé tunely došlo k očekávanému nárůstu intenzit dopravy (Patočkova ulice +43 %, ulice V Holešovičkách +23 %). Tento stav je způsoben vlivem etapového dokončování staveb nadřazeného skeletu (mj. chybějící severní částí Pražského dálničního okruhu, severovýchodní částí Městského okruhu a Břevnovskou radiálou), nikoliv vlastní stavbou TKB. Pro omezení těchto negativních důsledků je postupně přijímána řada dopravních opatření pro zvýšení kvality dopravy a životního prostředí (efektivní řízení dopravy, úprava rychlosti, omezení nákladní dopravy, realizace protihlukových opatření, úpravy počtu jízdních pruhů atd.). Nelze opomenout, že v období zprovoznění TKB došlo zároveň i k řadě úprav uličních prostorů některých souvisejících městských komunikací (Plzeňská, Střešovická, Evropská a další). Omezení kapacity těchto komunikací 3 22 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

25 TÉMA TOPIC , ,000 km 21,5 18 km 22,0 21, KŘIŽOVATKA TROJA (EXIT TROJA) , ,5 km TP B km 1 20, , , B18 21 B16 21,5 TP B19 TP B17 TP 20,0 TP TP B , Legenda: ,5 19,0,5 km , km , střet s pevnou překážkou ,5 19,000 km 18, ,0 km ,0 10,0 km km km 17,000 2,632 MOS JTT 12,386 STT , ,0 18,5 km 10 18, ,0 17,5 17 střet se zavřenou závorou , ,0 km ,5 střet s vozidlem Tunel: 0203 KŘIŽOVATKA MALOVANKA (EXIT MALOVANKA) 1048 KŘIŽOVATKA 10 km 35 20,0 20,0 Brusnice Dejvice Bubeneč TKB-VYHODNOCENÍ ZP je dalším důvodem přitížení přivaděčů TKB. Podstatným pozitivním výstupem ze sledování městské dopravní sítě je podle informací DP hl. m. Prahy a ROPID skutečnost, že uvedení tunelů do zkušebního provozu nemá negativní vliv ani na počty cestujících MHD. Od roku 2014 je sledován nárůst počtu cestujících pražskou veřejnou dopravou o cca 4 %. Jedním z hlavních důvodů zkušebního provozu tunelu (i jeho délky trvání) je požadavek stavebních povolení ověřit vlivy na životní prostředí provedenými měřeními hluku a imisí v ovzduší. Plynulý provoz a rovnoměrný rozptyl znečištěného vzduchu výdechovými komíny vede ke snížení množství imisí z dopravy. O 21 % méně imisí NO2 je např. i v ulici V Holešovičkách (i při zvýšeném množství vozidel, díky výrazně plynulejší dopravě). Na dopravní síti je možno sledovat i převážné snížení hlukové zátěže; Veletržní ulice snížení až o 4 db, třída Milady Horákové snížení až o 3,2 db, Argentinská ulice snížení o 1,4 db, navýšení je pak sledováno mj. na ulici Patočkova až o 0,6 db (při výrazném navýšení dopravy). 6/2017 ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÉHO V Y B AV E N Í A P R O V O Z U T U N E L U Kromě dopadů provozu na okolí je samozřejmě sledován a vyhodnocován vlastní provoz zařízení a jejich systémů, chyby, poruchy a vady celého díla. Pro ilustraci rozsáhlosti a komplikovanosti technologického vybavení stavby je vhodné uvést, že stavbu je třeba obsluhovat hned dvěma řídicími systémy, do kterých vstupuje celkem cca 25 tisíc vstupů z jednotlivých zařízení tunelu a procesů v nich. Za jeden měsíc provozu tak do řídicího systému vstupuje více /2017 název přílohy: zpracovatel: měřítko: SATRA, spol s.r.o 1:120 PŘEHLEDNÁ SITUACE DOPRAVNÍCH NEHOD ZA OBDOBÍ: než 0 tisíc informací. Jen z instalované videodetekce je to mezi 20 až 30 tisíci událostí měsíčně. Vlastní provoz technologických zařízení je řízen z dispečerského pracoviště na Strahově, dopravní provoz potom z hlavní dopravní řídicí ústředny Na Bojišti (Dopravní policie ČR). Činnosti údržby, provozu, kontrol a servisních úkonů představují nepřetržitý proces zaměstnávající desítky dalších pracovníků. V souvislosti s vyhodnocováním provozu v tunelech Městského okruhu, a to nejen TKB, je vhodné upozornit na níz- Tab. 1 Výskyt mimořádných událostí v tunelu po dvou letech zkušebního provozu (zdroj: SATRA) Tab. 1 Incidence of emergencies in the tunnel after 2 years of trial run (source: SATRA) Událost Požár v technologickém prostoru tunelu Dopravní nehoda se zraněním Dopravní nehoda pouze s hmotnou škodou Nepojízdné vozidlo, překážka v dopravě z toho nedostatek PHM porucha, defekt Výskyt osob nebo zvířat v tunelu BRU A DEJ A BUB A A BRU B DEJ B BUB B B A+B technologie konstrukce sanace BETON 23

26 TÉMA TOPIC 5 Obr. 5 Tunel v provozu Brusnický tunel Fig. 5 Tunnel in operation Brusnický tunnel Investor a vlastník stavby Zhotovitel stavební části Zhotovitel technologické části Hlavní město Praha Metrostav, a. s., a Eurovia CS, a. s. ČKD DIZ Praha, a. s. SATRA, spol. s r. o., Projektant spolu s PUDIS, a. s., a Metroprojekt Praha, a. s. Dodavatel geotechnického INSET, s. r. o. monitoringu Správce stavby INŽ, a. s., a VIS, a. s. Kompletní provoz a správu stavby zajišťuje Technická správa komunikací hl. m. Prahy, a. s., prostřednictvím SATRA, spol. s r.o. kou pozornost řidičů vůči proměnnému dopravnímu značení, ale i ostatním zákazovým a příkazovým dopravním značkám. Jízda v jednotlivých jízdních pruzích je řízena proměnným dopravním značením (S8A-D) využívající mj. zelenou šipku (S8B jízdní pruh v provozu), žluté šipky (S8C/D příkaz vyklidit jízdní pruh v udaném směru) a červený křížek (S8A zákaz jízdy jízdním pruhem). Právě zákazová verze dopravního symbolu je poměrně často nerespektována, čímž řidiči ohrožují kromě dalších účastníků provozu i pracovníky údržby, případně i sebe a spolujezdce. Další často nerespektovanou dopravní značkou je zákaz vjezdu nákladních vozidel nad 12 t do tunelu, denně je to až 100 vozidel. Ze statistiky dvou let zkušebního provozu lze interpretovat řadu zajímavých čísel: 65 mil. vozidel využilo podzemní trasu TKB místo povrchových komunikacích (počet vozidel, která použila alespoň jeden z tunelů), plynulý průjezd tunelem ušetřil řidičům přes 620 let, každý uživatel, který využívá TKB alespoň 2 denně uspořil alespoň 88 h, bezpečnost na komunikaci TKB je více než 5 vyšší než na běžné uliční síti Prahy (138 nehod s hmotnou škodou, 6 nehod se zraněním, žádné úmrtí ani požár), každý měsíc překročí maximální povolenou rychlost v tunelu cca vozidel (je třeba sledovat proměnné dopravní značení!), v tunelu nefunguje GPS navigace (řidič z těchto důvodů zastavil v tunelu a řešil reklamaci s prodejcem), 8 řidičům došly v tunelu pohonné hmoty, 462 došlo v tunelu k poruše vozidla, jeden řidič začal v tunelu opravovat vozidlo, protože venku pršelo, zákaz vjezdu a vstupu do tunelu (silnice pro motorová vozidla) porušují kromě chodců a cyklistů i liška, zajíc, kuna, kachny a holubi (a jiní ptáci), filmové záběry z interiéru tunelu můžete vidět i v několika českých seriálech nebo reklamách. Kromě úlevy od dopravy, a tím zmenšení negativních dopadů pomohla výstavba TKB i urbanistickému dotvoření značné části města. V rámci výstavby se podařilo: nové propojení přes Vltavu mezi Holešovicemi a Trojou (Trojský most), rekonstrukce bastionů pražského barokního opevnění na Praze 6, vybudování nových podchodů a vestibulů metra, rozšíření mostu přes dráhu na Svatovítské ulici, vybudování více než 3 km nových cyklistických obousměrných tras (mimo parkové chodníky), nově je přes 20 křižovatek SSZ řešeno s integrací cyklistické dopravy, rozsáhlá rekonstrukce více než 4,8 km tramvajových tratí včetně pěti zastávek a více než 7 km významných městských ulic, vybudování hned několik zcela nových veřejných ploch parků (park Van der Stöela, park na Prašném mostě) nebo upravení/rozšíření parků na Letné, v Troji, na Petynce, zhotovení dvou nových podzemních garáží s počtem stání přesahujícím míst. ZÁVĚR Tento článek jistě není převratným odborným přínosem z hlediska problematiky výzkumu, návrhu nebo provádění betonových konstrukcí. Přesto má smysl i takto zhodnotit zkušenosti ze zcela výjimečného projektu stavby, kde bylo uloženo více než 1 mil. m 3 konstrukčního betonu. Jsme přesvědčeni, že TKB v celém rozsahu plní svou očekávanou funkci jak z hlediska dopravních očekávání, tak i z hlediska provozních vlastností jednotlivých prvků stavby. Bezporuchový provoz za první dva roky provozu dokládá využití správných návrhových i realizačních postupů spolu s využitím vhodných materiálů a zařízení. To ovšem neznamená, že pro nás TKB není studnicí zkušeností, co a jak na dalších obdobných projektech dělat jinak, třeba i lépe. Zcela zásadním výstupem vyhodnocení efektivity této stavby je pak nezbytnost celý nadřazený systém komunikační sítě hlavního města Prahy dobudovat, a to co nejdříve. Využití zkušeností z výstavby a provozu z dokončené části je pak samozřejmostí. Více informací na Fotografie: 1, 3, 5 Jakub Karlíček, SATRA Ing. Pavel Šourek SATRA, spol. s r. o. pavel.sourek@satra.cz Ing. Jan Kvaš, MBA Metrostav, a. s. jan.kvas@metrostav.cz 24 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

27 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY REALIZACE CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU NA SILNICI I/ V ÚSEKU OLDŘICHOVICE BYSTŘICE I/ ROAD, OLDŘICHOVICE BYSTŘICE SECTION, APPLICATION OF CEMENT-CONCRETE PAVEMENT Tomáš Ťažký Článek informuje o dokončeném úseku Oldřichovice Bystřice na silnici I/ a pojednává zejména o technologii výroby a ukládky dvouvrstvého cementobetonového krytu CB I s obnaženým kamenivem horní vrstvy. Tato infrastrukturní stavba je pro Třinec a jeho okolí velmi zásadní, protože současná dopravní situace je zde velice špatná, dlouhodobě neudržitelná a její vysoká hustota, kterou umocňují časté dopravní havárie a komplikace, se zásadně podílí na špatném ovzduší. Vybudováním nové silnice se sníží dopad i na životní prostředí CHKO Beskydy. This article focuses and provides details on the completed section of the I/ road, stretch from Oldřichovice to Bystřice, and particularly describes the technology used to produce and lay the two-layer CB I cementconcrete pavement, exposing the aggregate of the top layer. This infrastructure construction work is crucial for the region and the area around Třinec, as the current traffic situation in the region is very poor and unsustainable and the high traffic density, which results in frequent road accidents and complications, is a considerable factor in the deterioration of air quality; the construction of this infrastructure will also reduce the environmental impact in the Beskydy Protected Landscape Area. PROJEKT SILNICE I/ ÚSEK OLDŘICHOVICE BYSTŘICE Novostavba silnice I. třídy v úseku Český Těšín Mosty u Jablunkova nahrazuje stávající silnici I/ procházející zastavěným územím okrajové části Třince, obcemi Oldřichovice, Lyžbice a Vendryně, severně od CHKO Beskydy, využívané zejména k tranzitní dopravě se Slovenskem a Polskem. V současné době je také jedinou komunikací, kterou je obsluhován podnik Třinecké železárny. Všechna křížení s ostatními silnicemi i místními komunikacemi jsou úrovňová a je zde mnoho sjezdů na přilehlé pozemky a vjezdy do jednotlivých objektů. Při sčítání dopravy v roce 2004 byl denní průměr průjezdu vozidel obcí Vendryně 22 tisíc a vzhledem k okolnosti, že zde silnice stoupá od řeky Olše směrem na Oldřichovice, se jednalo o nejkritičtější místo. Nutnost výstavby nové silnice I/ vyplynula i z nevyhovujících parametrů stávajícího směrového a výškového řešení a šířkového uspořádání. Význam výstavby byl znásoben i v souvislosti se zprovozněním automobilky Hyundai Motor Company (lokalita Nošovice) a s požadavkem na kapacitní propojení s automobilkou KIA Motors na Slovensku. Stavba I/ Oldřichovice Bystřice řeší přeložku stávající silnice I/ mimo hustě zastavěná území. Přeložka je navržena v kategorii S24,5/100, měří m a je zde vybudováno 13 mostních objektů (z toho devět na silnici I/ a čtyři na ostatních komunikacích, celková délka mostů je m a jejich celková plocha je m 2 ), jedna mimoúrovňová křižovatka (MÚK Bystřice délka větví m), jedna okružní křižovatka (průměr 40 m) a 18 protihlukových stěn (délka stěn m a plocha m 2 ). Celková cena díla je Kč bez DPH. Začátek stavby je situován do prostoru za mimoúrovňovou křižovatku Oldřichovice s přivaděčem silnice II/476 v km 10,260, který je součástí stavby I/ Nebory Oldřichovice. Trasa na začátku prochází lesním komplexem v katastrálním území Oldřichovic a Lyžbic, dále přechází mostním objektem údolí Tisového potoka a místní komunikaci a pokračuje po zemědělských pozemcích. Přechod místní komunikace, řeky Olše a údolní nivy na levostranném břehu, koryta řeky a silnice III/042 na pravém břehu je řešeno v délce 782 m mostní estakádou SO 206 o 16 polích s horní mostovkou, která je ve výškovém a půdorysném oblouku. Zde je vystavěna trámová spřažená ocelobetonová spojitá mostní konstrukce se součtem rozpětí 722 m a rozpětím hlavního mostního pole 70 m. Dále se trasa přibližuje ke stávající silnici I/, pokračuje v jejím souběhu a mostním objektem přechází silnici III/044. Konec stavby je v prostoru stávající silnice I/ za obcí Bystřice v km 16,0, kde navazuje na stavbu průtahu Hrádkem realizovanou v rámci modernizace III. železničního koridoru. Všechna křížení se stávajícími silnicemi a polními cestami jsou mimoúrovňová (obr. 1). Silnice prochází územím pahorkovitého charakteru s nadmořskou výškou v rozsahu 321 až 380 m n. m. REALIZACE CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU Cementobetonový kryt třídy CB I byl na stavbě navrhnut jako dvouvrstvý s obnaženým kamenivem o celkové tloušťce 270 mm (tloušťka spodní vrstvy je 220 mm a tloušťka horní vrstvy mm). Beton byl navrhnut a průkazní zkoušky vypracovány ve spolupráci s nezávislou společností AZL při VUT v Brně Obr. 1 Nově vystavěný úsek silnice I/ Oldřichovice Bystřice Fig. 1 Newly built section of the I/ road, stretch from Oldřichovice to Bystřice 1 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 25

28 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY a společností MC-Bauchemie, která byla dodavatelem chemie do betonu i vymetacích a ošetřujících postřiků. Jako pojivo byl použit silniční cement CEM I 42,5R (sc) Prachovice. Plnivo do spodní vrstvy bylo drobné těžené kamenivo frakce 0/4 mm z lokality Náklo a hrubé drcené kamenivo frakce 8/16 a /22 mm z lokality Jakubčovice. Do horní vrstvy cementobetonového krytu s obnaženým kamenivem bylo použito těžené kamenivo frakce 0/2 mm z lokality Bienkowice a hrubé těžené kamenivo frakce 4/8 mm z lokality Jakubčovice. U kameniv bylo dbáno, aby splnilo veškeré parametry, které na něj klade norma ČSN , Tab. 4. Byly použity superplastifikační přísada Muraplast FK19, která zároveň působí i jako retardační přísada, a provzdušňující přísada na tenzidové bázi Centrament Air 202 koncentrát. Jako vymetací prostředek byl po uložení betonu nanášen Emcoril RC a jako parotěsný postřik po vymetení byl nanesen prostředek Emcoril S. Spodní vrstva betonu byla míchána v mobilní betonárně, kde objem jedné záměsi činil 4 m 3, a horní vrstva byla dodávána z betonárny v Třinci, kde byl maximální objem záměsi 2 m 3. Betonárna Stonava byla pouze jako záložní závod v případě poruchy a byla využita pouze jeden pracovní den. Na stavbě byla udržována konzistence betonu u spodní vrstvy cca 0 až 20 mm sednutí kužele a u horní vrstvy 20 až mm (tento interval byl ovlivněn zejména klimatickými podmínkami a dobou dodání na stavbu dopravní situací), provzdušnění betonu spodní vrstvy bylo 3,5 až 6 % a u horní vrstvy 4,5 až 7 %. Snahou bylo, aby teplota čerstvého betonu před ukládkou nebyla vyšší než 30 C. V nejteplejších dnech byla tato hodnota i mírně překročena a v jednom případě musela být z důvodu vysoké teploty betonu betonáž přerušena. Hodnoty pevností v tlaku betonu po 28 dnech se pohybovaly v rozmezích 40 až 51 MPa u horní vrstvy a 43 až 61 MPa u spodní vrstvy, pevnost v tahu za ohybu obou vrstev byla 5 až 9 MPa a odpady při zkoušce odolnosti povrchu proti chemickým rozmrazovacím látkám (CHRL) byly u betonů obou vrstev až 800 g/m 2. Ukládka cementobetonového krytu byla provedena pomocí dvouvrstvého finišeru Wirtgen 1600 (obr. 2 až 5). 6 Obr. 2 Dvouvrstvý finišer Wirtgen 1600 Fig. 2 Two-layer finisher Wirtgen 1600 Obr. 3 Betonáž spodní vrstvy cementobetonového krytu třídy CB I Fig. 3 Concreting the bottom layer of the cement-concrete pavement (CB class I) Obr. 4 Betonáž horní vrstvy cementobetonového krytu třídy CB I Fig. 4 Concreting the top layer of the cement-concrete pavement (CB class I) Obr. 5 Cementobetonový kryt po uložení a před nanesením vymetacího prostředku Fig. 5 Cement-concrete pavement after laying and before applying the brush-out agent Obr. 6 Vymetací práce na cementobetonovém krytu Fig. 6 Brush-out works on the cement-concrete pavement Obr. 7 Finální cementobetonový kryt Fig. 7 Final cementconcrete pavement 26 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

29 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Pokládka zkušebního úseku proběhla 26. září 2016 a betonáž prvního úseku o dva dny později. V říjnu 2016 se celá stavba zastavila z důvodu záměru sdružení odstoupit od smlouvy kvůli insolvenci jednoho člena sdružení. Po mnoha jednáních ŘSD a vlády se zhotovitelem se stavba znovu začátkem roku 2017 dala do pohybu a betonáže dalších úseků probíhaly od dubna až do října letošního roku (včetně veškerých připojovacích a odbočovacích pruhů a oprav). Celkem bylo na stavbě uloženo cca m 3 cementobetonového krytu CB I spodní vrstvy a cca m 3 horní vrstvy. Vymetání cementového tmele, a tím obnažování kameniva horní vrstvy probíhalo po 6 až 8 h od zabetonování a zastříkání betonu retardačním přípravkem Emcoril RC (obr. 6). Po vymetení probíhala ihned aplikace ošetřujícího prostředku Emcoril S. V zatvrdlém betonu byla sledována homogenita propojení spodní a horní vrstvy, hloubka vymetení povrchu hloubka textury MDT a rozmístění zrn ve vymetaném povrchu. 7 Ředitelství silnic a dálnic ČR, Investor správa Ostrava sdružení SUDOP Praha, a. s., Projektant DSP a Mott Mac Donald, s. r. o. Společnost pro výstavbu I/ Oldřichovice Bystřice: MOTA Zhotovitel ENGIL CENTRAL EUROPE Česká Republika, a. s., společník: SDS EXMOST, spol. s r. o. Ukládka CB krytu Budpol Sp. z o. o. Dilatační spáry Rekma Sp. z o. o. Zkoušky čerstvého i ztvrdlého betonu Začátek výstavby srpen 2014 nezávislá AZL Qualiform Slovakia, s. r. o. Zdroje: [1] ŘSD ČR. Ředitelství silnic a dálnic ČR [online] Dostupné z: [2] LETOCHA, P. Silnice I/ Oldřichovice Bystřice. Silnice železnice [online]. KONSTRUKCE Media, Dostupné z: silnice-i--oldrichovice-bystrice/ ZÁVĚR Příspěvek informuje o dokončené novostavbě rychlostní komunikace silnice I/, zejména o ukládce cementobetonového krytu. Stavba nebyla kvůli svým hydrogeologickým poměrům vůbec jednoduchá a firmy se musely vypořádat s opravdu složitými podmínkami. Velkým problém byla velká hustota dopravy na stávající komunikaci, která byla využívána jako příjezdová, kdy i přes relativně malou vzdálenost dodávajících betonáren byl občas problém dostat na stavbu beton v době zpracovatelnosti, protože díky reliéfu okolního terénu a blízkosti CHKO Beskydy na stavbu téměř nejsou alternativní příjezdové komunikace. Po uvedení do provozu by dopravní situace měla být v těchto místech výrazně lepší. Bude však nutné vybudovat další úseky před obcí Nebory, aby se tento problém neposunul pouze o několik kilometrů vedle. Ing. Tomáš Ťažký CEMEX Czech Republic, s. r. o. tomas.tazky@cemex.com NAVRHOVANIE PREDPÄTÝCH KONŠTRUKCIÍ PODĽA EURÓPSKYCH NORIEM doc. Ing. Martin Moravčík, PhD. Predpätý betón využívame v stavebníctve už viac ako 100 rokov a jeho aplikácie dnes evidujeme naprieč celým spektrom stavebných konštrukcií. Od objektov pozemného staviteľstva, cez inžinierske konštrukcie na - pr. vodohospodárskych stavieb, líniových stavieb, až po mostné konštrukcie prakticky všetkých rozpätí. Súčasnosť je charakteristická nárastom požiadaviek na spoľahlivosť stavebných kon štrukcií, ktorá je primárne zaistená v kvalitnej analýze konštrukcie premietnutej do výpočtových postupov. V každej dobe sa využívajú schémy a procedúry návrhu konštrukcie, zodpovedajúce aktuálnej úrovni vedeckého poznania. Preto myšlienka poskytnúť ucelený pohľad na modernú teóriu navrhovania a analýzu predpätých konštrukcií bola hlavnou inšpiráciou a dala podnet pre vznik tejto monografickej publikácie. Základnou líniou publikácie je v rozsahu osmich kapitol prezentovať hlavné princípy statickej analýzy a navrhovania predpätých konštrukcií z pohľadu súčasných poznatkov obsiahnutých v európskych normách. Teoretický výklad problematiky a výpočtové postupy sú doplnené ilustračnými príkladmi, ako aj príkladmi z praxe obohatenými o výsledky autorových diagnostických meraní, prieskumov a analýz predpätých konštrukcií. Publikácia je tiež bohato doplnená aj farebnými obrázkami a grafmi. Obsah: Predslov 1. Vývoj a základné princípy predpätého betónu 2. Výhody, nevýhody a aplikácia predpätého betónu v stavebníctve 3. Technológie predpätého betónu 4. Materiály pre predpätý betón 5. Statické účinky predpätia 6. Napätie v predpínacej výstuži a jeho zmeny 7. Základné princípy návrhu a posúdenia predpätých prvkov, MSU, MSP 8. Postupne budované predpäté konštrukcie 9. Literatúra Recenzenti: prof. Ing. Jaroslav Halvonik, PhD., prof. Ing. Vladimír Benko, PhD. Vydavatel: EDIS, Žilinská univerzita Rok vydání: 2017 Počet stran: 206 Počet obrázků/tabulek: 190/10 ISBN: /2017 technologie konstrukce sanace BETON 27

30 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY BEDNĚNÍ A DETAILY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ ČÁST 12 Petr Finkous Dopravní stavby zahrnují širokou škálu typů konstrukcí. Článek týkající se různých metod výstavby mostů byl publikován v Beton TKS 4/2017, předkládaný příspěvek je zaměřen na tunely, a sice na konstrukce betonované přímo na místě do bednicí formy. Stručná definice tunelu říká, že je to dopravní stavba, která vede pod zemí skrz krajinnou vyvýšeninu, pod mořem, říčním tokem či městem. Rozlišujeme dva základní typy tunelů hloubený a ražený. Postup výstavby hloubeného tunelu je následující: nejprve se vyhloubí jáma trasy tunelu, postaví se tunelové tubusy, provede se jejich zaizolování a následně se zasypou (obr. 1). Výstavba raženého tunelu je technologicky značně komplikovanější: nejprve je potřeba provrtat se skrz překážku, vzniklý prostor následně zajistit, zaizolovat, postavit armaturu a zabetonovat. To vše probíhá ve velmi stísněném prostoru (obr. 2). Existují ještě i podvodní tunely, které mohou být skládané ze segmentů, případně odlity vcelku a následně vysunuty. Segmenty se betonují ve výrobnách poblíž budoucího místa usazení, následně jsou loděmi převezeny, zaplaveny, usazeny do pozic, ukotveny na dně, pospojovány a poté vysušeny. Tunelové roury jsou bezesporu složitou konstrukcí, avšak existují i konstrukce mnohem složitější, které je v podzemí potřeba vybetonovat. Příkladem mohou být různé tunelové propojky, napojení stanic metra s tunelovými rourami a eskalátorovou rourou apod. (obr. 3). 1a 1b 1c Obr. 1 Hloubené tunely: a) tunelový propustek na dálnici D3, b) pojízdná bednicí forma ze systémových prvků pro hloubený tunel, c) postup výstavby hloubeného tunelu Obr. 2 Ražené tunely: a) pojízdná tunelová bednicí forma včetně pojízdného armovacího vozíku, b) armovací vozík v popředí, za ním ocelová bednicí forma, c) postup výstavby raženého tunelu Obr. 3 Čelní stěna stanice metra: a) před betonáží finálního ostění, b) skládání bednění pro finální stěnu, c) zabedněno Fotografie: společnost PERI, spol. s r. o. 2a 2b 2c 3b 3a 3c 28 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

31 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY PODVODNÍ TUNEL PŘES ZÁTOKU PERLOVÉ ŘEKY 1 3 2a 4 2b Hongkong na jihu Číny byl propojen s Macaem a Zhuhai pomocí 35 km dlouhé silnice vedoucí přes zátoku Perlové řeky. Hlavní částí ambiciózní dopravní stavby je nejdelší podvodní tunel na světě o délce 6 km, jehož šest pruhů vede 44 m pod hladinou vody. Přechod mezi tunelem a mosty je realizován dvěma uměle vytvořenými ostrovy. V doku bylo na dvou linkách vyrobeno celkem 33 železobetonových částí tubusu tunelu, z nichž každá část je 180 m dlouhá, 38 m široká,,4 m vysoká a váží t. Pomocí dvou bednicích strojů byly tyto části s nedělenou konstrukcí postupně vyráběny v záběrech dlouhých 22,5 m metodou betonáže s výsuvným nosníkem. Jednu část tunelu tvořilo celkem osm záběrů. Hotová část byla nakonec po suchém doku a přes poklesovou nádrž dotažena přímo na místo. Hydraulicky ovládané bednění jedné výrobní linky PERI se skládalo z šesti hlavních konstrukčních částí bednění dna, dvou vnějších a tří vnitřních bednění. Ty společně s m dlouhými příhradovými nosníky tvořily celé horizontálně posuvné zařízení, s kterým bylo možné pokaždé zajet zpět do betonážní pozice, a tím i do předem připravených armovacích košů. Skruž, portálový jeřáb a dvě varianty bednění čel představovaly neméně důležitou součást celkové koncepce. S pomocí pojízdné techniky bylo možné najednou zhotovit dno, vnější stěny a strop bez vodorovných pracovních spár a především bez spínání. Tím se ušetřily tisíce spínacích míst, což minimalizovalo nebezpečí netěsnosti. Betonáž jednoho záběru, tj. nalití m 3 betonu do formy, trvala 30 h. Návrh konstrukce s životností 120 let kladl enormní požadavky na veškerý stavební materiál a maximální nároky na kvalitu a postup prací. Obr. 1 3D grafika zobrazuje jednu ze dvou výrobních linek se třemi částmi tunelového bednění (horizontální posuvné zařízení, pevné vnější bednění a bednění dna) Obr. 2a,b Vnitřní bednění pojíždělo hydraulicky nad vysunutým nosníkem do armovacích košů a tím do betonářské pozice Obr. 3 Ve dvou výrobních linkách bylo zhotoveno celkem 33 částí tunelu Obr. 4 Části tubusu tunelu dlouhé 180 m byly přesunuty z výrobny do suchého doku, zde byly uzavřeny přepážkami, zaplaveny a odtaženy do finální pozice Vážení čtenáři, v předchozích jedenácti vydáních časopisu Beton jsem nejprve popisoval povedené detaily, ale i chyby při provádění monolitických konstrukcí, dotkl jsem se témat betonáží v zimě, problematiky betonování vysokých subtilních konstrukcí, sanací betonových konstrukcí, různých typů mostních konstrukcí, bezpečnostních systému pro provádění a nyní okrajově i tunelů. Doufám, že Vám seriál, připravovaný společně s redakcí Beton TKS, otevřel nový pohled na potřebu profesionálně odvedené práce a řemeslné zručnosti nezbytných pro návrh, přípravu a zhotovení bednění, které je důležitou součástí výstavby kvalitní betonové konstrukce. Přeji Vám veselé Vánoce a úspěšné vykročení do roku Ing. Petr Finkous PERI, spol. s r. o. petr.finkous@peri.cz 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 29

32 JAK (NE)PRACOVAT S BETONEM HOW (NOT) TO WORK WITH CONCRETE JAK (NE)PRACOVAT S BETONEM TÉMA 6 OŠETŘOVÁNÍ BETONU Vladimír Veselý Pokud jsme beton zdárně dovezli na stavbu, uložili a zhutnili ho, zdálo by se, že již nic nebrání vzniku dokonalého betonového díla. Stačí vyčkat, až beton získá svoje konečné vlastnosti, a je to! Opak toho je pravdou, neboť právě v tomto okamžiku je potřeba věnovat pozornost konečné fázi zhotovení betonové konstrukce ošetřování. Podcenit, nebo dokonce zcela pominout tuto fázi může mít fatální následky pro finální kvalitu betonového díla. PROČ BETON OŠETŘOVAT Beton je materiál, který získává požadované vlastnosti v čase, resp. během procesu tuhnutí a tvrdnutí. Tyto procesy probíhají podstatně déle než jeho vlastní výroba, doprava a ukládání a pro dosažení předpokládaných technických parametrů betonu v konstrukci je třeba zajistit odpovídající podmínky pro jejich zdárný průběh po dostatečně dlouhou dobu. V počátečním stadiu není beton schopen přenášet napětí a v souladu s normou [1] je nezbytné: ošetřovat jej, aby se: - minimalizovalo plastické smršťování, - zajistila dostatečná pevnost povrchu, - zajistila dostatečná trvanlivost povrchové vrstvy, chránit jej před: - škodlivými vlivy počasí, - zmrznutím, - škodlivými otřesy, nárazy nebo poškozením. Ztráta vody Plastické smršťování, nedostatečná pevnost povrchu a snížení trvanlivosti povrchové vrstvy souvisí se ztrátou vody z betonu a z jeho povrchu. Rychlý úbytek vody odpařováním má za následek: rychlé smršťování betonu a tvorbu trhlinek v povrchové vrstvě, deficit vody potřebné pro hydrataci povrchové vrstvy, a tím zvýšení její pórozity. Takovéto otevření se povrchové vrstvy betonu umožňuje snadnější pronikání negativních vlivů okolního prostředí (CO 2, Cl -, H 2 O) a způsobuje její rychlejší degradaci, a tím i ztrátu životnosti. Množství odpařené vody z povrchu betonu závisí na teplotě, relativní vlhkosti a rychlosti proudění vzduchu. Množství odpařené vody lze odečíst z nomogramu na obr. 1. Vlivy okolního prostředí Vliv počasí, mráz, škodlivé otřesy, nárazy a poškození lze zařadit společně do kategorie negativní vlivy okolního prostředí na mladý beton v konstrukci, ke kterým patří: vysoké teploty a intenzivní proudění vzduchu, které značně urychlují odpařování vody z povrchu a způsobují degradaci povrchové vrstvy (viz výše), intenzivní sluneční svit, který může nadměrně ohřát povrch betonu nebo bednění, a tím rovněž způsobit degradaci povrchové vrstvy, intenzivní přehřátí tvrdnoucího betonu nad 30 C v počátečním stadiu vývoje pevnosti, které přispívá k razantnímu náběhu pevností, avšak následné tvrdnutí po 28 dnech se zpomalí ve srovnání s tvrdnutím betonu při teplotách 17 až 23 C a dosáhne jen cca 90 % jeho pevnosti po 90 dnech (viz [3] tabulka 14.1 na obr. 2), nízké teploty v rozmezí 6 až 16 C, relativní vlhkost vzduchu [%] teplota vzduchu 20 C, relativní vlhkost vzduchu %, teplota betonu 20 C, 2 h (Schulze). Obr. 1 Odpařování vody z povrchu betonu v závislosti na počasí (zdroj: [2]) Obr. 2 Vliv teploty na vývoj pevnosti betonu (zdroj: [3]) Obr. 3 Graf vlivu teploty na vývoj pevnosti betonu (zdroj: [3]) Obr. 4 Třídy ošetřování (zdroj: [1]) Obr. 5 Nejkratší doba ošetřování betonu [d] pro jednotlivé třídy ošetřování teplota vzduchu [ C] 4,0 které zpomalují náběh pevností betonu, v konečném důsledku, pokud beton v průběhu tvrdnutí nezmrzne, mohou však znamenat příspěvek k dlouhodobé pevnosti, vystavení betonu nízkým teplotám pod +5 C, které znamená vždy snížení konečných pevností, intenzivní dešťové srážky, které naopak zvýší vodní součinitel povrchové vrstvy, nebo dokonce vyplaví cementový tmel, a tím způsobí masivní degradaci povrchové vrstvy, vystavení betonu v plastickém stavu a v raném stadiu tvrdnutí mechanickým impulsům (vibrace, otřesy apod.), které poruší tvořící se pevnou strukturu betonu a vedou ke snížení konečných pevností a odolnosti betonu. Obecně lze konstatovat, že teploty, při kterých beton zraje a které se významně liší od pásma teplot 18 až 22 C (tj. teplot při kterých zrají zkušební tělesa určená k hodnocení shody dle ČSN EN 206), mají podstatný vliv na průběh vývoje pevnosti betonu v čase, na pevnost betonu po 28 dnech i na další vý teplota betonu [ C] h] Teplota [ C] 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0, Pevnost betonu [%] v čase [d] BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

33 JAK (NE)PRACOVAT S BETONEM HOW (NOT) TO WORK WITH CONCRETE 3 4 Třída Třída Třída Třída [%] Pevnost betonu [%] v čase [d] ošetřování 1 ošetřování 2 ošetřování 3 ošetřování Doba ošetřování [h] 12* nepoužívá se nepoužívá se nepoužívá se 140 Teplota [ C] Procentní hodnota předepsané charakteristické nepoužívá se 35 % % 70 % denní pevnosti *Za předpokladu, že tuhnutí nepřekročí 5 h a teplota povrchu betonu je 5 C nebo vyšší % 0 % Nárůst pevnosti betonu f Teplota Třída ck2 / f ck % 95 % povrchu betonu t [ C] ošetřování rychlý střední pomalý 90 % r 0, 0, > r 0,30 0,30 > r 0,15 80 t 25 C 1 1,5 2,5 25 C > t 15 C 1 2, třída 2 15 C > t 10 C 1, C > t 5 C 2 5 % 6 9 t 25 C 1,5 2,5 3, C > t 15 C třída C > t 10 C 2, C > t 15 C třída 4 15 C > t 10 C [d] 10 C > t 5 C C > t 5 C 3, t 25 C voj dlouhodobých pevností. To ilustrují obr. 2 a 3. JAK BETON OŠETŘOVAT Způsoby ošetřování betonu se přímo vážou k požadavkům zajistit odpovídající prostředí pro zdárné zrání betonu. Jejich cílem je: zabránit ztrátě vody (která by chyběla pro hydrataci a jejíž nedostatečné množství by způsobilo rozvoj trhlin), zabránit působení vnějších vlivů prostředí. Ztráta vody Ztrátě vody odpařováním a následně vysycháním se lze bránit především opatřeními uvedenými v tab. 1. Působení vnějších sil Negativní působení vibrací, otřesů či nárazů, ale i vlastní tíhy vodorovných konstrukcí lze eliminovat nejčastěji ponecháním betonu v bednění s dostatečnou tuhostí. Předčasné odstraňování vzpěr a pod pěr bednění může u nedostatečně vyzrálého betonu způsobit trvalé nadměrné deformace konstrukce. KDY ZAČÍT A JAK DLOUHO BETON OŠETŘOVAT Z čerstvého betonu uniká voda (jde o procesy vypařování, vysychání) během všech fází výroby, dopravy, ukládání do konstrukce, hutnění, konečné úpravy povrchu, tuhnutí i tvrdnutí. Vzhledem k tomu, že je v betonu prakticky vždy více vody, než je třeba pro hydrataci celé dávky cementu (výjimku mohou tvořit vysokopevnostní betony (UHPC), u kterých část cementových zrn cíleně nehydratuje a je využita pro doplnění plynulé křivky zrnitosti), začíná její ztráta vadit právě po jeho zhutnění a konečné úpravě povrchu. Z tohoto důvodu je nezbytné zahájit ošetřování právě v tomto okamžiku a to bez odkladu (viz ČSN EN článek 8.5 odstavec 4) [1]. Doba, po kterou je třeba beton ošetřovat, vychází z vývoje vlastností v jeho povrchové vrstvě. Tento vývoj je popsán pro třídy ošetřování, které musí být předepsány v prováděcí dokumentaci stavby dle ČSN EN článek 8.5 odstavec 7 [1]. Volba třídy ošetřování závisí na prováděcí třídě konstrukce (Pozn.: Tři prováděcí třídy podle [1] jsou spojené se třemi úrovněmi rozlišení spolehlivosti uvedené v EN 1990:2002, Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí, Příloha B), složení betonu a krytí výztuže. Pro jednotlivé třídy ošetřování je pak stanoveno buď požadované procento předepsané charakteristické Tab. 1 Opatření zabraňující ztrátě vody během procesu tuhnutí a tvrdnutí Uzavření povrchu betonu Dotace chybějící vody Kombinace pevnosti (viz Tabulka 4 Třídy ošetřování v normě [1] na obr. 4), nebo doba ošetřování v závislosti na rychlosti vývoje pevností betonu (viz Tabulka 16 Teploty povrchu betonu a třídy ošetřování v normě [4] na obr. 5). ZÁVĚREM Z uvedeného plyne, že ošetřování betonu je činnost velmi důležitá pro celkovou kvalitu díla betonové konstrukce. Bez správného a náležitě dlouhého ošetřování nelze očekávat dosažení kýženého výsledku. Autor si na základě zkušeností dovoluje tvrdit, že úspora nákladů krácením doby ošetřování či volbou levnějšího, avšak nevhodného způsobu ošetřování nevyváží případné náklady na dodatečnou opravu či sanaci betonové konstrukce. Informace o tom, jak pracovat s betonem, jsou dostupné v řadě dokumen- Opatření Působení Vhodné Méně vhodné Ponechání betonu po celou dobu od ukončení svislé konstrukce vodorovné konstrukce v bednění betonáže až do odbednění (stěny, pilíře) (stropy, podlahy) Překrytí fólií (tmavé/černé po celou dobu od překrytí až po vodorovné konstrukce fólie nepoužívat ve dnech odstranění fólie (záleží na možnosti (horní plocha stropů, s intenzivním slunečním přístupu ke konstrukci okamžik podlahy, horní plochy svislé konstrukce svitem) překrytí) betonu v bednění) Aplikace ošetřovacího nástřiku Mlžení (nutno používat vodu přibližně stejné po celou dobu aplikace teploty jako je momentální teplota povrchu betonu) Kropení (nutno používat vodu přibližně stejné teploty jako je momentální teplota povrchu betonu) Překrytí vlhkou geotextilií a její následné pravidelné kropení po celou dobu od nástřiku až po jeho odstranění (sublimace) po celou dobu aplikace (nutno vyčkat zatvrdnutí povrchu betonu, aby nedošlo k vymývání cementového mléka) po celou dobu aplikace pro všechny plochy konstrukce pro všechny plochy konstrukce pro všechny plochy konstrukce pro všechny plochy konstrukce nutno zajistit kontinuitu i v období technologické pauzy stavby nutno zajistit kontinuitu i v období technologické pauzy stavby nutno zajistit kontinuitu i v období technologické pauzy stavby 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 31

34 JAK (NE)PRACOVAT S BETONEM HOW (NOT) TO WORK WITH CONCRETE Literatura: [1] ČSN EN Provádění betonových konstrukcí. Praha: ÚNMZ, [2] Příručka technologa: BETON: Suroviny výroba vlastnosti. Aktualizace 1. vydání. Českomoravský beton, a. s., Dostupné z: transportbeton.cz/stahnoutsoubor?id=3203 [3] COLLEPARDI, M. Moderní beton. Praha: Informační centrum ČKAIT, [4] ČSN EN A1. Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Praha: ÚNMZ, tů, které byly v průběhu seriálu citovány. Stručný a názorný návod na to, jak pracovat s betonem, abychom dosáhli kýženého výsledku, je dostupný také v dokumentu Všeobecný (základní) návod na použití betonu, který je volně dostupný na stránkách Svazu výrobců betonu ČR ( nebo na jeho informačním webu Zdálo by se, že správným ošetřením betonu ve zhotovované konstrukci práce končí. Uvědomíme-li si, že po uvedení stavby (konstrukce) do provozu začíná etapa jejího užívání, která s sebou nese i její pozvolnou degradaci zatížením z provozu či působením prostředí, měli bychom se zabývat i následnou údržbou betonových konstrukcí. Nikoho nepřekvapí, že se ocelové nebo dřevěné konstrukce pravidelně natírají, že se čas od času provádí oprava omítek zděných konstrukcí a jejich malování. Preventivní či následné údržbě konstrukcí z betonu, která by mohla prodloužit jejich životnost, věnuje pozornost jen málo investorů či uživatelů staveb. Zpravidla se o beton začínáme zajímat v okamžiku jeho viditelného poškození nebo hrozící destrukce, kdy je třeba urychleně řešit sanace, nebo kdy už jsou příp. sanace tak nákladné, že je třeba zvažovat odstranění staré betonové konstrukce a její nahrazení konstrukcí novou. Příkladem může být Libeňský most v Praze. Údržba betonových konstrukcí je však již jiná disciplína, která nebyla předmětem tohoto seriálu. Pevně věřím, že se mi ve spolupráci s redakcí podařilo v šesti dílech tohoto seriálu přehledně přiblížit problematiku a úskalí práce s betonem od jeho specifikace až po uložení, neboť pouze kvalifikovaná práce s tímto materiálem může být základem kvalitní betonové stavby. Ing. Vladimír Veselý Betotech, s. r. o. vladimir.vesely@betotech.cz PROF. ING. DR. JIŘÍ KLIMEŠ (1910 AŽ 1981) V letošním roce uplynulo 60 let od uvedení do provozu Branického mostu v Praze, známého též pod názvem Most inteligence. Jeho autorem je prof. Ing. Dr. Jiří Klimeš, jehož život a dílo je v příspěvku připomenuto. Jiří Klimeš absolvoval v roce 1934 Vysokou školu inženýrského stavitelství v Praze. Po jednoletém působení v konstrukční kanceláři Škodových závodů v Plzni, kde spolupracoval na projektování lodí, přešel v roce 1935 k Československým státním dráhám. Zde pracoval na projektování a výstavbě řady železničních mostů, např. při stavbě druhé koleje trati Hranice Horní Lideč či mimoúrovňové spojky Drahotuše Hranice. Po krátkém působení ve Státním ústavu železničního projektování, kde pracovali na obnově válkou zničených mostů na východním Slovensku, pokračoval v této činnosti od roku 1946 na Ministerstvu dopravy ČSR. Zde významně přispěl k zavedení železového a zejména předpjatého betonu pro stavbu železničních mostů u nás a pod jeho vedením byla v tomto smyslu navržena a postavena, resp. rekonstruována řada železničních přemostění. Dalším významným počinem byl podnět k vypracování vzorových výkresů a výpočtů železničních mostů, ať již deskových ze železobetonu či trámových z předpjatého betonu. Tím byly položeny základy pro následný rozvoj typizace v této oblasti u nás. V tomto období navrhl Ing. Klimeš též dva obloukové mosty s originálním statickým systémem oblouku sdruženého s rámem, a to most přes zhlaví železniční stanice v Chocni a železniční most v Praze Braníku. Řešení rozpracoval ve své dizertační práci, kterou obhájil v roce Most v Braníku má délku 921 m a přemosťuje železniční trať Praha Plzeň, silnici Strakonickou, Vlta vu, inundační území, silnici Modřanskou Obr. 1 Charakteristické pole železničního mostu v Braníku (přezdívaného též Most inteligence) 1 32 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

35 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Firemní prezentace Literatura: [1] JANDA, L. Sedmdesát let prof. Ing. Dr. Jiřího Klimeše. Inženýrské stavby. 1980, č. 4. [2] KLIMEŠ, J. Les ponts-rail en béton précontraint. In: Rapport special de la FIP. Juin 1966, No. 3. UDC [3] STODOLA, I. Branický most. In: JOSEF, D. a kol. Most tisíciletí a mosty století v České republice. Pamětní publikace vydaná při příležitosti konání 6. mezinárodního sympozia Mosty, Brno duben Praha: Sekurkon, ŘSD ČR, a železniční trať Praha Čerčany. Je dvoukolejný se společnou spodní stavbou a samostatnými nosnými konstrukcemi. Ve své době byl nejdelším železobetonovým železničním mostem v Evro pě. Rozhodnutí o výstavbě mostu bylo schváleno v roce 1948, stavba byla zahájena v roce 19, hlavní prohlídka a zatěžovací zkoušky proběhly v roce 1955 a jednokolejný provoz byl zahájen v roce Most, od jehož uvedení do provozu letos uplynulo 60 let, byl v roce 2001, při příležitosti konání 6. mezinárodního sympozia Mosty 2001 v Brně, zařazen v kategorii betonové železniční mosty mezi čtyři mosty století (obr. 1). V roce 1954 byl Jiří Klimeš pro své vynikající znalosti i praktické zkušenosti jmenován profesorem a vedoucím Katedry mostů a tunelů na nově založené Vysoké železniční škole v Praze. V té době napsal poslední díl publikace Technický průvodce Mostní stavitelství Část II Sešit 4: Betonové mosty typizované a montované. Po přeložení školy do Žiliny byl v letech 1961 až 1963 ředitelem Státního ústavu dopravního projektování. V roce 1963 byl jmenován řádným profesorem na Fakultě stavební ČVUT, kde v letech 1963 až 1973 vedl Katedru betonových konstrukcí a mostů. V letech 1968 až 1971 byl současně i ředitelem Stavebního (dnes Kloknerova) ústavu ČVUT. Jako profesor a pedagog se plně věnoval výchově nových stavebních inženýrů, jednak přednášel a jednak napsal řadu skript a především celostátních vysokoškolských učebnic, společně s prof. Karlem Zůdou z VUT v Brně např. vydali publikace Betonové mosty I: z prostého a železového betonu (1968) a Betonové mosty II: z předpjatého betonu (1969). I v této době byl ve stálém kontaktu se stavební praxí. V rámci spoluprací byly řešeny otázky typizace silničních a železničních mostů, problematika velkých prefabrikovaných nosníků pro železniční mosty a zcela nová oblast segmentových mostů. Po prvních segmentových mostech s prostorovými spárami, jakým byl i první železniční most v Margecanech, plně podpořil segmentové mosty s kontaktními spárami, systému FI s násobným zazubením, které lze při dodržení technologických zásad posuzovat jako monolit. Další významnou oblastí činnosti Jiřího Klimeše byly konzultace složitých staveb a případy rekonstrukcí a sanací mostů i dalších objektů. Z mostů lze uvést příklad zesílení spodní desky Nuselského mostu ocelovým roštem po změně vozů metra, které zachránilo spodní desku a celý most před havarijním stavem. Tento most byl na zmiňovaném sympoziu uveden jako most století v kategorii silniční betonové mosty. Profesor Klimeš byl i poradcem při provádění sanací prvních čtyř železobetonových montovaných základů turbogenerátorů elektrárny v Počeradech, která je dosud v provozu. Bylo by možno jmenovat celou řadu dalších staveb, v energetice i při výstavbě metra v Praze, televizních vysílačů apod., na kterých se účinně podílel. Mimořádnou aktivitu vyvíjel Jiří Klimeš i ve FIP (Mezinárodní federaci pro předpětí), jako předseda národní odborné skupiny a zástupce ČSR ve FIP od roku Na 5. kongresu FIP v Paříži v roce 1966 byl generálním zpravodajem pro železniční mosty z předpjatého betonu, v letech 1966 až 1981 byl členem výkonného výboru FIP a v roce 1974 byl jmenován čestným člen FIP. Měl i rozhodující zásluhu na konání 6. kongresu FIP v roce 1970 v Praze, kde byl předsedou přípravného výboru. Profesor Jiří Klimeš byl vynikající osobností nejen ve svém oboru, ale i jako pedagog při výchově nových stavebních inženýrů, což mu přineslo jejich trvalé přátelství. Byl důstojným pokračovatelem profesora Stanislava Bechyně na Katedře betonu na Fakultě stavební ČVUT, což bylo po zásluze odměněno udělením Felberovy zlaté medaile v roce Ing. Karel Dahinter, CSc. Česká silniční společnost 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 33

36 FIREMNÍ PREZENTACE COMMERCIAL PRESENTATION Oblast zhotovení smršťovacích spár (RCC) RCC- válcovaný beton Únosnost Zhutnění (konsolidace dokončena) Oblast zhotovení smršťovacích spár (PCC) PCC - beton pro vozovky Vhodné pro příležitostné zatížení dopravou Začátek hydratace cementové pasty Čas Začátek pokládky Tření (zhutnění válcem) Soudržnost (hydratace cementu) Únosnost BETONOVÉ VOZOVKY VYDRŽÍ DÉLE I S VYŠŠÍ ZÁTĚŽÍ Schematické znázornění meze únosnosti válcovaného betonu a standardního betonu pro stavbu vozovek během jejich počáteční fáze Jestli něco závidíme našim německým sousedům, tak jsou to kvalitní dálnice a silnice. Dálniční systém v Německu patří k nejhustším sítím na světě a přibližně třetina, zhruba čtyři tisíce kilometrů, byla postavena z betonu. Tento materiál má totiž ve svém rodném technickém listě jasné dva benefity vysokou odolnost při minimální údržbě a oproti asfaltovým vozovkám až dvojnásobnou životnost. Výhod betonových vozovek, jejichž předním dodavatelem na českém trhu je společnost CEMEX, je však podstatně více bezpečnější provoz, nižší spotřeba pohonných hmot díky deflexi nebo třeba nižší efekt tepelného ostrova, a tedy šetrnost vůči životnímu prostředí, jak dokládají i studie americké Agentury pro ochranu životního prostředí. snížení spotřeby paliva vozidel ve Spojených státech by ušetřilo asi 46,5 mil. tun CO 2, což odpovídá produkci např. celého Dánska. S využitím betonu se dnes realizují nejrůznější typy silnic, od dálnic přes místní komunikace, parkoviště a chodníky až po průmyslové areály, letištní ranveje, venkovské silnice či silniční podklady. Betonová vozovka velmi dobře odolává vysokému zatížení, beton v podstatě působí jako pevný most, který roznáší zatížení na velkou plochu podkladních vrstev. Vzhledem k tuhosti a pevnosti betonové desky jsou zatížení a napětí rozloženy po celé ploše podloží. Během celého životního cyklu vykazují komunikace s cementobetonovým krytem až třetinové náklady na údržbu oproti asfaltovým vozovkám. Betonové vozovky tak lze konstruovat na 40 let a více a doba do první opravy činí více než 20 let, je tedy asi třikrát delší než u silnic asfaltových. Pokládka CB vozovky silnice I/ na obchvatu Třince TUHÉ BETONOVÉ VOZOVKY JSOU ODOLNĚJŠÍ PROTI VYJÍŽDĚNÍ KOLEJÍ Betonové vozovky jsou odolné proti poruchám i vyjíždění kolejí, vykazují dlouhou životnost a vysokou pevnost (v tlaku 30 až MPa). Tuhá betonová vozovka se proto pod koly automobilů nedeformuje tak jako pružné asfaltové vrstvy. Tento efekt zvaný deflexe je prostým okem neviditelný, ale má značný vliv nejen na životnost vozovky, ale i na spotřebu paliva, která je v důsledku deflexe na asfaltu více než dvojnásobná ve srovnání s betonem stejné tloušťky. Podle údajů Technologického institutu v Massachusetts (MIT) mohou betonové vozovky snížit spotřebu pohonných hmot až o 3 %. A např. 3% BETON JE V HORKÝCH DNECH CHLADNĚJŠÍ A V NOCI ZLEPŠUJE VIDITELNOST V letních slunečných dnech lze zase na termografických snímcích sledovat jev označovaný jako efekt tepelného ostrova, kdy je světlý betonový povrch výrazně chladnější než jiné typy vozovek, ve srovnání s asfaltem se v horkém počasí jedná i o více než 15 ºC. Využívání betonových vozovek ve městech tak zvyšuje pohodlí, protože tolik nepřispívá k zvýšení okolní teploty, a snižuje riziko zdravotních obtíží obyvatel. Světlejší povrch betonu pomáhá i k vyšší bezpečnosti jízdy. Tím, že nepohlcuje světlo tak jako černé povrchy, zajišťuje v noci lepší viditelnost. DO DLOUHÉHO TUNELU PATŘÍ BETON Betonové vozovky jsou nezastupitelné v tunelech, protože beton v případě požáru nehoří, netaví se a neuvolňují se z něj toxické plyny, což je zásadní požadavek na materiály použité při výstavbě tunelů (dle platných norem lze v ČR realizovat asfaltový povrch pouze v tunelech s délkou nepřesahující m). 34 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

37 FIREMNÍ PREZENTACE COMMERCIAL PRESENTATION Dovoz RCC je možný i ve sklopném návěsu ALTERNATIVY PRO KONKRÉTNÍ PROVOZ Kromě tradičního konstrukčního řešení cementobetonového krytu vozovky s minimální doporučenou tloušťkou 120 mm realizuje společnost CEMEX v závislosti na konkrétním užití i alternativní provedení vozovky s minimalizovanou tloušťkou desky. Té je dosaženo díky optimalizaci velikosti desky menší formáty navržené s roztečí spár 1,5 až 3 m minimalizují ohybové zatížení desky a snižují napětí na okrajích desky. Toto řešení je vhodné zejména pro vozovky s nižším provozem. Pro všechny druhy silnic i s tím nejvyšším zatížením, nezávisle na tom, zda se jedná o nové vozovky, nebo rekonstrukce stávajících, je ideální inovativní technologie válcovaného betonu od společnosti CEMEX (Roller compacted concrete RCC). Ta doplnila výhody tuhé betonové vozovky, tedy dlouhou životnost a vysokou pevnost, o další skvělý parametr rychlou realizaci. Válcované betony jsou pokládány obdobným postupem jako asfaltové, tedy pomocí asfaltového finišeru s následným hutněním silničními válci. VÁLCOVANÝ BETON UNESE VĚTŠÍ ZÁTĚŽ Vozovky z válcovaného betonu jsou odolné, trvanlivé a eliminují běžné problémy, které jsou tradičně spojovány s jinými typy konstrukcí vozovek. Válcovaný beton od společnosti CEMEX je schopen vydržet velké bodové a opa kující se zatížení, je odolný vůči poškození způsobené pohonnými hmotami, oleji a je mrazuvzdorný. Má i dostatečnou únosnost, aby zvládl zatížení přejíždějících vozidel téměř ihned po finálním zhutnění. Zhutňovací proces vytváří vysoké vnitřní tření mezi jednotlivými zrny kameniva a dochází tak k vzájemnému zaklínění jednotlivých frakcí. To umožňuje přejezd lehkých vozidel po čerstvě položené vozovce bez poškození nebo rozrušení již zabudovaného materiálu. Náklady na výstavbu komunikací z válcovaného betonu jsou srovnatelné s výstavbou hutněných asfaltových vrstev. Pokud ale předpokládáme vysoké dopravní zatížení, tak budou ve výsledku nižší dlouhodobé náklady na údržbu RCC betonových vozovek přinášejí ve srovnání s asfaltovými silnicemi úsporu až 30 % za dobu životnosti vozovky. CEMEX je předním světovým dodavatelem betonových vozovek, který od roku 2010 vybudoval celosvětově více než 31,6 milionů m 2 vozovek, což odpovídá km dlouhé dvouproudé komunikace. Více informací o betonových vozovkách CEMEX hledejte na Pavel Polák CEMEX Czech Republic, k. s. pavel.polak@cemex.com Pokládka RCC volně ložené vrstvy za pomoci přídavné lišty Pokládka RCC do silničního obrubníku Detail lišty Válcování je finální úprava RCC vozovky Pokládka RCC finišerem Ruční pokládka v těžce dostupném úseku 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 35

38 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY PREVENCE POŠKOZENÍ CEMENTOBETONOVÝCH KRYTŮ ALKALICKO-KŘEMIČITOU REAKCÍ V NĚMECKU PREVENTION OF DAMAGING ASR ON CONCRETE ROAD PAVEMENTS IN GERMANY Ingmar Borchers Reaktivnost s alkáliemi v cementobetonových krytech vozovek může být posuzována pomocí zkoušek na alkalicko-křemičitou reakci (ASR). Tento příspěvek představuje německé směrnice, zaměřené na zmírnění škodlivého vlivu ASR v cementobetonových krytech, a rovněž popisuje podklady k hodnocení zkoušky betonu při 60 C s externím doplňováním alkálií, která se provádí při zkoušení odolnosti betonových směsí vůči alkalicko-křemičité reakci pro cementobetonové kryty vozovek v Německu. Cementobetonové kryty, poškozené v různém rozsahu, byly klasifikovány do kategorií poškození. Byly odebrány jádrové vývrty a zkoušeny při 60 C s externím doplňováním alkálií. Zkoušky byly provedeny s 3% a 10% roztokem chloridu sodného (NaCl). Pro oba případy byla odvozena hodnoticí kritéria, která pro zkoušky alkalicko-křemičité reakce lze aplikovat nejen pro hodnocení složení betonové směsi (ASR performance zkouška), ale i pro kamenivo. The alkali reactivity of concrete mixes for road pavements can be assessed with ASR (alkali-silica reaction) performance tests. This article presents the regulations in Germany to mitigate a damaging ASR in concrete road pavements and the background to the evaluation of the 60 C concrete test with external supply of alkalis that is applied to test the resistance of concrete mixes against an ASR in concrete roads in Germany. Concrete road pavements that had been damaged to differing extents were classified into damage categories. Drill cores were then taken from them and tested with the 60 C concrete test with external supply of alkalis. The tests were carried out with 3% and 10% sodium chloride (NaCl) solutions. Assessment criteria were derived for both cases. The assessment criteria can be applied equally to ASR performance testing (evaluation of a concrete mixture) and aggregate testing (evaluation of an aggregate). Poslední verze směrnic pro alkálie vyšla v roce 2014 s datem říjen Na spolkových dálnicích v Německu platí zvláštní pravidla pro prevenci poškození cementobetonových krytů v důsledku výskytu ASR. Spolkové ministerstvo dopravy, výstavby a městského rozvoje vydalo v roce 2013 Obecný oběžník o výstavbě silnic (ARS) č. 04/2013 [4], kterým se doplňují Technické podmínky dodávek stavebních materiálů a materiálových směsí pro podkladní vrstvy stmelené hydraulickými pojivy a cementobetonové kryty (TL Beton- -StB 07) [5]. Kryty vozovek s třídou zatížení Bk1.8 až Bk100 podle Směrnice pro standardizaci horních staveb vozovek (RStO 12) [6] se zařazují do vlhkostní třídy WS (pozn. překl.: beton je vystaven vnější vlhkosti, externímu přísunu alkálií z rozmrazovacích prostředků a silnému dynamickému zatížení). Podle ARS č. 04/2013 musí být nereaktivnost kameniva nebo betonu pro vlhkostní třídu WS ověřena jednou ze tří následujících metod: expertní zprávou o složení betonu, zpravidla provedením ASR performance zkoušky, WS základní zkouškou hrubého kameniva s minimální velikostí zrna d 2 mm, WS ověřovací zkouškou hrubého kameniva, která následuje po úspěšné WS základní zkoušce nebo posouzením návrhu složení směsi provedením zkoušek složek betonu, následující po úspěšné ASR performance zkoušce. ASR performance zkouška a WS zkouška kameniva mohou být provedeny použitím metod zkoušení betonu při teplotě 60 C s externím doplňováním alkálií [7 až 10] a uložení při střídavých klimatických podmínkách [], [12]. Obě metody dávají srovnatelné výsledky pro hodnocení identických betonů [13] a jsou uznávané Spolkovým ministerstvem dopravy a digitální infrastruktury (BMVI) dříve BMVBS (Spolkové ministerstvo dopravy, výstavby a městského rozvoje) (viz Příloha k [4]). Od roku 2005 provádí společnost VDZ zkoušky betonu při teplotě 60 C s externím doplňováním alkálií s cílem hodnotit kameniva a betony vhodné pro praktické použití. Vhodný pro praktické použití znamená na jedné straně spolehlivě zabraňující škodám, na druhé straně musí nadále umožňovat výstavbu s kamenivy a betony, které se prokazatelně osvědčily v praxi. Cementobetonové kryty s nižší třídou zatížení od Bk0,3 do Bk1,0 jsou zařazeny do vlhkostní třídy WA (betonový prvek je vystaven vnější vlhkosti a externímu přísunu alkálií z rozmrazovacích prostředků). Pro tuto vlhkostní třídu je třeba řídit se směrnicí pro alkálie. ASR PERFORMANCE ZKOUŠKA NA BETONU Expertní zpráva o odolnosti vůči alkalicko-křemičité reakci betonových směsí pro vlhkostní třídu WS obecně vychází z ASR performance zkoušky. Společnost VDZ používá k hodnocení betonových směsí zkoušku betonu při teplotě 60 C s externím doplňováním alkálií. Zkouška prováděná na třech trámcích zahrnuje počáteční uložení zkušebních těles po dobu 28 dní a poté střídavé uložení, které se opakuje každých 14 dní (tab. 1). V Evropě nejsou předpisy pro předcházení poškození betonu v důsledku alkalicko-křemičitých reakcí podle EN harmonizované, a proto je třeba řídit se národními předpisy v místě použití. V Německu se obecně používají Alkali- -Richtlinie (směrnice pro alkálie) Německého výboru pro konstrukční beton (DAfStb) [1], které stanovují preventivní opatření vůči poškození v důsledku ASR u konstrukčních prvků z vyztuženého betonu a předpjatého betonu v souladu s DIN EN a DIN [2], [ 3]. Tab. 1 Zkouška betonových trámců při 60 C s externím doplňováním alkálií Tab. 1 Storage in the 60 C concrete prism test with external alkali supply Fáze uložení Počáteční (28 dní) Střídavé (14denní cyklus 10 opakování) Doba uložení Měření na [d] konci uložení Prostředí 1 ve formě 6 teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost > 95 % 14 teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost (65 ± 5) % 6 teplota (60 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 1 nulové měření teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 5 teplota (60 ± 5) C; v sušárně 2 teplota (20 ± 2) C; ponořeno ve zkušebním roztoku 6 měření teplota (60 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 1 měření teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 36 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

39 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Tab. 2 Hodnocení odolnosti vůči alkalicko-křemičité reakci betonu vlhkostní třídy WS pro cementobetonové kryty Tab. 2 Assessment values for the resistance to alkali-silica reaction of a concrete composition of the moisture class WS for concrete pavements Kritérium Parametr pro expanzi ε 168 betonových trámců po 10 cyklech střídavého uložení (stáří 168 dní) Zkušební roztok Odolnost vůči alkalicko-křemičité reakci dostatečná nedostatečná 10% roztok NaCl ε 0, mm/m ε > 0, mm/m 3% roztok NaCl ε 0,30 mm/m ε > 0,30 mm/m Statika a dimenzace stavebních konstrukcí Hodnoty pro posouzení výsledků pro cementobetonové kryty zkoušek betonových trámců při teplotě 60 C s externím doplňováním alkálií jsou uvedeny v tab. 2. Tab. 3 Složení betonových směsí pro WS základní test Tab. 3 Concrete compositions for WS basic tests WS ZÁKLADNÍ ZKOUŠKA Podle ARS č. 04/2013 může být vhodnost hrubého kameniva do betonu vlhkostní třídy WS ověřena pomocí WS základní zkoušky. Nejdříve se stanoví reaktivnost s alkáliemi všech frakcí kameniva, určených do cementobetonových krytů vozovek a odebraných z jednoho místa v těžební lokalitě, a to urychlenou dilatometrickou zkouškou rozpínání maltových trámečků podle směrnice pro alkálie (Alkali-Richtlinie) [10]. Na třech vzorcích se sledují skutečně naměřené délkové změny. Získané výsledky slouží k rozhodnutí pro provedení mineralogického/petrografického rozboru a WS zkoušky betonu na zvolených frakcích. V použitém složení betonové směsi existují odlišnosti pro WS základní zkoušku u betonu s maximálním zrnem kameniva 8 mm v použité frakci (horní vrstva betonu (0/8)) a u betonu s maximálním zrnem > 8 mm (horní vrstva betonu (D > 8) a beton spodní vrstvy). Složení betonových směsí je uvedeno v tab. 3. Všechny certifikované instituty v Německu používají stejný WS standardní zkušební cement CEM I 42,5 N a WS standardní zkušební písek pro účely všech WS základních zkoušek. Zkušební metody a hodnoticí kritéria jsou pro ASR performance zkoušku stejné (viz předchozí kapitola). WS OVĚŘOVACÍ ZKOUŠKA Pokud kamenivo úspěšně projde WS základní zkouškou, může být pak rychle hodnoceno pomocí WS ověřovací zkoušky, a pokud se zjistí dostatečná shoda s původními výsledky, může být Beton horní vrstvy (0/8) Beton horní vrstvy (D>8) a beton spodní vrstvy cement 430 kg/m³ WS standardní zkušební cement CEM I 42,5 N 360 kg/m³ WS standardní zkušební cement CEM I 42,5 N Na 2 O-ekvivalent 0,75 až 0,80 % hm. (obvykle 0,76 % hm.) voda 193,5 kg/m³ 162 kg/m³ v/c 0,45 obsah vzduchových pórů 5,5 až 6,5 % obj. 4,0 až 5,0 % obj. 0/2 mm 30 % objemu WS standardní zkušební písek 2/8 mm 15 % objemu zkoušeného kameniva 70 % objemu zkoušeného kameniva 8/16 mm 25 % objemu zkoušeného kameniva 16/22 mm 30 % objemu zkoušeného kameniva kamenivo Tab. 4 Uložení vzorků při zkoušce betonu při 60 C s vnějším přísunem alkálií Tab. 4 Storage plan in the 60 C concrete test with external addition of alkalis Fáze uložení Příprava vzorků, připevnění značek pro měření Počáteční uložení (7 dní) Střídavé uložení (14denní cyklus 10 opakování) Doba uložení [d] Měření na konci doby uložení Prostředí teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost (65 ± 5) % 6 teplota (60 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 1 nulové měření teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 5 teplota (60 ± 5) C; v sušárně 2 teplota (20 ± 2) C; ponořeno ve zkušebním roztoku 6 teplota (60 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % 1 měření teplota (20 ± 2) C; relativní vlhkost > 98 % Edice 2018 FIN 2D, FIN 3D FIN 3D Protlak Geotechnické programy Edice 2018 (nový program) - zadávání a import všech provedených - (CPT, SPT, DMT...) Patka CPT (nový program) tel.: fax: hotline@fine.cz Firemní prezentace 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 37

40 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY použito pro stavbu betonových povrchů. Shoda se ověřuje urychlenými dilatometrickými zkouškami maltových trámečků a mineralogicko/petrografickým rozborem aktuálních vzorků kameniva. Vhodnost lze pravidelně potvrzovat buď inspekcí třetí stranou, nebo zkouškou, která se provede před zabudováním betonu do konkrétní stavební konstrukce. Urychlené dilatometrické zkoušky na maltových trámečcích se provádí v souladu se směrnicí pro alkálie. Zkušební metoda vychází z metody RILEM AAR-2.2 [14] a používá se při ní standardní ASR zkušební cement CEM I 32,5 R, který všem německým institutům dodává společnost VDZ. Na rozdíl od AAR-2 jsou zkušební trámečky uloženy po dobu 13 místo 14 dní v 1% hm. roztoku hydroxidu sodného. Limitní hodnota expanze je 1 mm/m (0,1 %). Tab. 5 Rozdělení znaků porušení betonu do kategorií Tab. 5 Allocation of the features to damage categories Kategorie poškození I II III Charakteristika poškození změna barvy v oblasti příčných spár / křížení spár (většinou začíná v místě křížení spár) žádné trhliny kromě smršťovacích zřetelné zabarvení v oblasti spár trhliny v oblasti křížení spár vznikající až vytvořené síťové trhlinky případné podélné a příčné trhliny u příčných spár případné další podélné trhliny ve stopách vibrátorů, zatím bez ztráty materiálu zřetelné zabarvení v oblasti spár velmi výrazné trhliny (často se změnou barvy) případné poškození hran a/nebo ulámané rohy případná ztráta materiálu, např. drolení, rozpad HODNOCENÍ NÁVRHU SLOŽENÍ SMĚSI Tam, kde beton úspěšně projde zkouškou ASR, je možné beton nebo kamenivo rychle posoudit pomocí hodnocení návrhu složení směsi a lze je použít pro výstavbu krytu vozovky, pokud existuje dostatečná shoda s původními výsledky. Shoda se ověřuje pomocí urychlených dilatometrických zkoušek rozpínání malty na trámečcích a mineralogického/petrografického rozboru na aktuálních vzorcích kameniva včetně písku 0/2 mm. Vhodnost může pravidelně potvrzovat buď inspekce třetí strany, nebo zkouška, která se provede před započetím pokládky betonu při konkrétních stavebních projektech. Zkoušky veškerých cementů pro cementobetonové kryty provádí v Německu pravidelně inspekce třetí strany. Obsah alkálií v cementu je předepsán v TL Beton-StB 07 [5]. Při hodnocení návrhu složení směsi se obsah alkálií ak tuálního vzorku cementu srovnává s cementem použitým při ASR performance zkoušce. Pro hodnocení návrhu složení betonové směsi je zapotřebí doba čtyř až osmi týdnů. ODVOZENÍ KRITÉRIÍ POUŽITELNÝCH V PRAXI Pro odvození hodnocení kritérií z výsledků ASR performance zkoušky Zdroje: [1] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, DAfStb. Richtlinie vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Hrsg. Berlin: Beuth, [2] DIN EN Beton, Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Kon- formität; Deutsche Fassung EN 206-1:2000. Deutschland: Beuth. [3] Deutsches Institut für Normung, DIN. Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Teil 2: Beton Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Kon-formität; DIN : ; Anwendungsregeln zu DIN EN Concrete, reinforced and prestressed concrete structures Part 2: concrete specification, properties, production and conformity application rules for DIN EN Beuth, [4] Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS). Vermei- dung von Schäden an Fahrbahndecken aus Beton in Folge von Alkali- Kieselsäure-Reaktion (AKR): Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 04/2013; Sachgebiet 06.1: Straßenbaustoffe; Anforderungen, Eigenschaften; Sachgebiet 04.4: Straßenbefestigung; Bauweisen, B. u. S. Bundesministerium f. Verkehr, Hrsg. Bonn: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Prevention of a damaging alkali-silica reaction in concrete pavements. Dostupné z: Qualitaetsbewertung/Listen/pdf/allgemeine s-rundschreiben. pdf? blob=publicationfile&v=1 [5] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV). Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton TL Beton-StB 07: TL Beton-StB 07. Ausgabe 2007, F. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen und Arbeitsgruppe Betonbauweisen, Hrsg. Köln: FGSV-Verl., [6] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV). Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen: RStO 12. For- schungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Hrsg. Köln, [7] MÜLLER, C., BORCHERS, I., EICKSCHEN, E. Experience with ASR test methods: advice on obtaining practical evaluation criteria for performance testing and aggregate testing. Cement International. 2013, Bd., Nr. 3, pp [8] MÜLLER, C., BORCHERS, I., EICKSCHEN, E. Erfahrungen mit AKR-Prüfverfahren. Straße und Autobahn. 2008, Bd. 59, Nr. 5, pp [9] MÜLLER, C., BORCHERS, I., EICKSCHEN, E. AKR Prüfverfahren: Auf dem Weg zur Performance-Prüfung. Beton- und Stahlbetonbau. 2007, Bd. 102, Nr. 8, pp [10] SIEBEL, E., BÖHM, M., BORCHERS, I., MÜLLER, C., BOKERN, J., SCHÄFER, E. AKR- Prüfverfahren: Vergleichbarkeit und Praxis-Relevanz, Teil 1, Teil 2. Beton. 2006, Bd. 56, Nr. 12, pp ; 2007, Bd. 57, Nr. 1-2, pp [] STARK, J., SEYFARTH, K., GIEBSON, C. Beurteilung der Alkali- Reaktivität von Gesteinskörnungen und AKR-Performance- Prüfung Beton. Internationale Baustofftagung: 16. ibausil: , Bd. 2, pp [12] STARK, J., FREYBURG, E., SEYFARTH, K., GIEBSON, C., ERFURT, D. 70 years of ASR with no end in sight? Zement-Kalk-Gips. 2010, Bd. 63, Nr. 4, 5, pp , [13] MÜLLER, C., BORCHERS, I., STARK, J., SEYFARTH, K., GIEBSON, C. Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Betonzusammensetzungen Vergleich von Performance-Prüfverfahren. Bauhaus-Universität Weimar (Hrsg.): 17. Internationale Baustofftagung: Tagungsbericht (Weimar ). Weimar, 2009, pp , [14] NIXON, P. J., SIMS, I. RILEM Recommendations for the Prevention of Damage by Alkali-Aggregate Reactions in New Concrete Structures: State-of-the-Art Report of RILEM Technical Committee 219-ACS. Dordrecht: Springer, BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

41 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 1 2 Expanze polovin jádrových vývrtů [mm/m] Doba [d] BK0 BK1 BK2 BK3 BK4 BK5 BK6 BK7 BK8 BK9 BK10 BK Kategorie poškození III: Ztráta materiálu (drolení) Kategorie poškození II: Počínající a výrazné trhliny Kategorie poškození I: Změny barvy v okolí příčných spár, křížení spár nebo smršťovací trhliny Bez poškození Expanze s 10% roztokem NaCl [mm/m] Expanze s 3% roztokem NaCl [mm/m] Poloviny jádrových vývrtů z cementobetonových krytů Betony připravené v laboratoři a WS základní zkoušky byly z cementobetonového krytu vozovky v různém stupni poškození odebrány jádrové vývrty. Vývrty byly rozpůleny a poloviny vývrtů byly podrobeny zkoušce betonu při 60 C s vnějším přísunem alkálií použitím 3% roztoku chloridu sodného (NaCl) (tab. 4). Cementobetonové kryty byly roztříděny do kategorií podle typických znaků poškození uvedených v tab. 5. Obr. 1 ukazuje expanzi polovin jádrových vývrtů. Značky byly rozlišeny barevně tak, aby odpovídaly kategorii poškození cementobetonových krytů. Čím vyšší je kategorie poškození cementobetonového krytu, tím větší je také zbytková (reziduální) expanze polovin jádrových vývrtů. Betony z nepoškozených krytů nebo z kategorie poškození I vykazovaly po 10 cyklech (140 dní) maximální rozpínání 0,3 mm/m. Tyto cementobetonové kryty na spolkových dálnicích v pruhu pro pomalá vozidla po 10 až 18 letech intenzivního používání nevykazovaly žádné známky poškození ASR nebo vykazovaly pouze mírné projevy síťových trhlin nezapříčiněné alkalicko-křemičitou reakcí. Částečně bylo zabarveno okolí příčných spár a křížení spár. U vyšších expanzí je třeba předpokládat, že k poruchám v rozsahu kategorie poškození II nebo III dojde u cementobetonových krytů vlhkostní třídy WS po 9 až 15 letech. POROVNÁNÍ RŮZNÝCH KONCENTRACÍ CHLORIDU SODNÉHO Srovnávací zkoušky s 10% roztokem NaCl při zkoušce betonu při teplotě 60 C (běžná metoda) ukázaly, že ve většině případů se získá stejné hodnocení jako s 3% roztokem NaCl, pokud se použije hodnoticí kritérium 0,6 mm/m po deseti cyklech (obr. 2). Byly zdůrazněny dvě výjimky s rozdílným hodnocením. Zdá se, že s 3% roztokem NaCl a hodnoticím kritériem rozpínání 0,3 mm/m by fungovalo převedení do praktických podmínek lépe než zkouška s 10% roztokem NaCl a hodnoticím kritériem 0,5 mm/m po deseti cyklech (běžná praxe). Obr. 1 Expanze polovin jádrových vývrtů Fig. 1 Expansion of halves of the core samples Obr. 2 Expanze polovin jádrových vývrtů z cementobetonových krytů a laboratorně připravených betonů Fig. 2 Expansion of halves of the core samples of road pavements and laboratory-made concretes ZÁVĚR Spolkové ministerstvo dopravy, výstavby a městského rozvoje vydalo Obecný oběžník pro výstavbu silnic (ARS) č. 04/2013 [4], řešící způsob prevence poruch způsobených alkalicko-křemičitou reakcí v cementobetonových krytech vozovek v Německu. Pro německé spolkové dálnice musí být vhodnost veškerého hrubého kameniva nebo veškerých betonových směsí v souladu s ARS č. 04/2013 potvrzena úředně uznaným znalcem. Zkouší se buď potenciál reaktivnosti hrubého kameniva s alkáliemi ve standardizované betonové směsi pomocí WS základní zkoušky nebo odolnost konkrétní betonové směsi vůči alkalicko-křemičité reakci pomocí ASR performance zkoušky. V obou případech je možno provést zkoušku betonu při 60 C s externím doplňováním alkálií. Hodnoticí kritéria byla odvozena pro oba případy a byla číselně ohodnocena pomocí zkoušek jádrových vývrtů odebraných z cementobetonových krytů, které vykazovaly různé stupně poškození. Dipl.-Ing. Ingmar Borchers VDZ GmbH Concrete Technology Duesseldorf, Německo Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. REKONSTRUKCI NUSELSKÉHO MOSTU UZAVÍRÁ VÝSTAVA O JEHO HISTORII Do 28. února 2018 můžete v Muzeu Policie České republiky navštívit výstavu, kterou zapůjčilo Národní technické muzeum. Textem i obrazem je představena historie myšlenky přemostění Nuselského údolí spojená s řešením dopravy v rostoucí metropoli, vyčerpávající přehled několika architektonických soutěží i výsledný návrh kolektivu autorů z PÚDISu. Přehledným způsobem jsou shrnuty podstatné okamžiky navrhování a provádění této výjimečně náročné stavby, včetně známé zátěžové zkoušky s pomocí 66 tanků. Část výstavy představuje zrod konceptu a autentické rozhovory s autory architektonického a technického řešení mostu. V neposlední řadě výstava v krátkosti mapuje rozsáhlou opravu provedenou mezi lety 20 až Zdroj: TSK, a. s. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 39

42 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY POUŽITÍ DEKORATIVNÍCH CEMENTOBETONOVÝCH KRYTŮ NA VEŘEJNÉM PROSTRANSTVÍ USE OF DECORATIVE CONCRETE PAVEMENTS IN PUBLIC SPACES Luc Rens Vymývaný beton se v poslední době stále častěji používá při úpravách veřejného prostranství. Příspěvek se zaměřuje na stavební hlediska a technické požadavky týkající se zejména návrhu betonové směsi. Exposed aggregate concrete (EAC) has been recently used more and more often when remodelling the public spaces. This article focuses on construction aspects and technical requirements concerning primarily the design of the concrete mixture. Cementobetonové kryty se v současnosti nevyužívají pouze při výstavbě dálnic a hlavních silnic, ale velice často se pokládají i ve městech při obnově veřejného prostranství. Architekti a urbanisté volí různé typy dekorativních cementobetonových krytů z estetických důvodů s ohledem na vhodné začlenění do okolního prostředí. Zvláště oblíbený je barevný vymývaný beton, používají se však i jiné typy povrchové úpravy, např. leštění, pemrlování, pískování ad. Volba závisí jak na estetických, tak i funkčních požadavcích, důležitým kritériem pro majitele je trvanlivost krytu a bezpečnost a pohodlí uživatelů. VÝVOJ DEKORATIVNÍCH POVRCHŮ V Belgii získal beton významné místo při výstavbě silnic zejména díky své trvanlivosti, používá se především při výstavbě dálnic, ale také při výstavbě regionálních, místních a venkovských komunikací. Ve městech se kryt betonovaný přímo na místě používá ve srovnání s kryty dlážděnými, např. betonovými dlaždicemi, kostkami či jinou dlažbou, málo, avšak betonové dlaždice byly v minulosti a jsou i v současnosti stále používány, neboť mohou mít různé tvary, velikosti a texturu, a tak nabízejí projektantům celou řadu kreativních možností. Zajímavou alternativou je barevný vymývaný beton (exposed aggregate concrete, EAC), který má v Belgii v posledních dvou desetiletích stále větší úspěch. Inspirací jsou francouzské příklady, neboť barevný vymývaný beton je tam v centrech měst a obcí běžně používán. 1 Technologie výroby vymývaného betonu je následující: po vybetonování se na povrch stále čerstvého betonu nastříká zpomalovač tuhnutí, který zabrání hydrataci cementu. Nezhydratovaná vrstva betonu se vymývá např. vysokotlakým čisticím zařízením. Takto obnažené hrubé kamenivo významně ovlivňuje vzhled a barvu, tj. estetické kvality, výsledného povrchu, přírodní odstíny kameniva lze navíc zdůraznit vmícháním barviva do betonu. Vedle vymývání se nabízí celá řada dalších povrchových úprav, které lze pro dosažení kýženého výsledku použít. Francouzská asociace stavebních firem (SPECBEA) vydala publikaci s padesáti různými typy povrchových úprav, mezi které patří např. zdrsňování povrchu koštětem, jemné hlazení, leštění, pískování, pemrlování, reliéf ní úprava ad. (obr. 1). OD PROJEKTU K VÝSTAVBĚ U projektu, ve kterém se má dosáhnout individuálního estetického výsledku, je důležitá komunikace mezi majitelem, projektantem a zhotovitelem. V prvé řadě by měli majitel i projektant velice dobře vědět, jakého vzhledu chtějí dosáhnout. Často se inspirují okolním prostředím nebo přilehlými stavebními objekty, např. barva betonové dlažby nebo přírodní dlažební prvky mohou být pro odstín barevného vymývaného betonu v městském prostředí výchozí. Někdy bývá cílem imitovat přírodní barvu třeba nedaleké písečné pláže nebo pěšiny z dolomitového kameniva. Všem by však mělo být jasné, že nelze získat dokonalou kopii barvy a textury, cílem je spíše nalézt povrch s texturou, odstínem nebo barvou, který do prostředí harmonicky zapadá. Aby bylo zřejmé, čeho lze při finální rea lizaci dosáhnout, doporučuje se již během fáze návrhu betonové směsi vyrobit malé vzorky dlažby v laboratoři (obr. 2). Umožní to zkontrolovat vliv barvy písku a kameniva, dávkování barviv, dosaženou hloubku textury s různými typy zpomalovačů tuhnutí atd. Jakmile se dosáhne uspokojivého výsledku, je možné přikročit k vytvoření technické části nabídkové dokumentace na základě betonové směsi použité v laboratoři. Veškeré další elementy, které mohou být určující pro vzhled, je třeba uvést do specifikací, ovšem aniž by se předepisovala konkrétní betonová směs. Součástí nabídkové dokumentace by však mohly být vzorky betonu nebo fotografie. Konečná odpovědnost zůstává v rukou zhotovitele. Betonové dlaždice vyrobené v laboratoři nevykazují vždy stejné výsledky jako skutečný kryt na stavbě, proto by smluvní ustanovení měla obsahovat také požadavek, aby zhotovitel ještě před zahájením prací vyrobil desku o velikosti cca 1 m², příp. desku větší o rozměrech např. 4 3 m. Ze zřejmých důvodů musí zhotovitel pro výrobu takových desek použít stejné materiály, jako později použije při realizaci dekorativního povrchu. Také další podmínky na staveništi, jako způsob hutnění betonu, volba zpomalovače tuhnutí, způsob kartáčování atd., by měly být co nejpodobnější. Desky vyrobené zhotovitelem slouží jako referenční desky při provádění prací. U skutečně rozsáhlých projektů je možné dokonce zvážit možnost začít se zkušebním úsekem v reálných podmínkách BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

43 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY TECHNICKÉ POŽADAVKY NA VYMÝVANÝ BETON Betonová směs Pro různé typy povrchů vozovek jsou definované jasné a přesné receptury. Konstrukce krytu (tloušťka horní vrstvy a typ a tloušťka spodní vrstvy) musí být uzpůsobena očekávanému dopravnímu zatížení a podmínkám prostředí. Složení směsi je navrženo tak, aby vznikl trvanlivý a bezpečný kryt vozovky s nezbytnou mechanickou pevností a odolností např. vůči cyklům mrazu a tání za přítomnosti rozmrazovacích solí a s odolností proti alkalicko-křemičité reakci. Pro písek a hrubé kamenivo je stanoveno několik technických požadavků (obsah jemné frakce, granulometrická křivka, koeficient Los Angeles, stanovení hodnoty odladitelnosti ad.). Většina těchto požadavků a receptur platí i pro dekorativní povrchy, přinejmenším do té míry, do jaké jsou podmínky používání stejné. Avšak na dekorativní povrchy jsou kladeny další technické požadavky, aby byly zajištěny estetické nároky majitele, projektanta nebo (zahradního) architekta. U vymývaných betonů je estetický aspekt určen kamenivem, které bude viditelné na povrchu, a cementovým tmelem kolem něho. Jejich poměr závisí většinou na betonové směsi a hloubce textury. Na výsledném efektu se podílejí všechny složky cementového tmele: kamenivo/písek, voda, cement a příp. barvivo následovně: voda: nižší obsah vody vede k tmavší barvě cementového tmelu, vyšší obsah vody naopak k barvě světlejší. Vliv je však omezený a měly by tedy rozhodovat požadavky na trvanli - vost, cement: odstín vysokopecního cementu (CEM III) je ve srovnání s odstínem cementu portlandského (CEM I) světlejší, totéž platí pro cementový tmel vyrobený z těchto cementů. Rozdíly jsou viditelné, ovšem vliv bývá často omezený v důsledku malého podílu cementového tmelu na povrchu. Při použití bílého cementu bude samozřejmě odstín cementového tmelu světlejší. U barevného betonu se při použití bílého cementu dosáhnou jasnější barvy, písek: při použití barviva je vliv barvy písku omezen, bez použití barviva se písek stává důležitějším a volba odstínu písku může sehrát svou roli. Frakce hrubého písku od 2 do 4 mm někdy může narušit požadovaný vzhled, Obr. 1 Titulní stránka francouzské publikace o dekorativních betonových površích Fig. 1 Cover page of the French publication on decorative concrete pavement Obr. 2 Vzorová deska v laboratoři s použitím různých zpomalovačů tuhnutí Fig. 2 Sample slab in the laboratory with the use of different setting retarders Obr. 3a,b,c Příklady povrchů z vymývaného betonu Fig. 3a,b,c Examples of EAC surfaces proto je nejlepší volbou písek s granulometrickým složením 0/2, kamenivo: na vzhled povrchu z vymývaného betonu má největší vliv hrubé kamenivo. Parametrem pro návrh nejsou pouze jeho vlastnosti, ale také množství viditelného kameniva, které může být do jisté míry dáno granulometrickou křivkou směsi a poměrem písek/(písek + hrubé kamenivo). Maximální velikost kameniva je dána požadovaným vzhledem. Je vhodné zvolit kamenivo dostupné v místě stavby což je nejlepší řešení, pokud se tak získá požadovaný vzhled. V případě, že je třeba kamenivo, např. bílý křemen, červený nebo žlutý granit ad., dovážet, může to mít značný dopad na finanční stránku výstavby, přísady: většinou nemívají přímý dopad na vzhled betonu, barviva: měly by se používat pouze stabilní pigmenty syntetického původu. Je lepší udržovat dávky poměrně nízké (1 až 4 % z množství cementu), aby byla zachována dobrá zpracovatelnost betonu bez přidávání vody. Stavební aspekty 3a 3b 3c Jednovrstvý či dvouvrstvý kryt? Kryt z barevných vymývaných betonů je vhodný dvouvrstvý. Vzhledem k relativně vysokým nákladům na drobné barevné kamenivo a také barvivo je finančně výhodné použít je pouze pro horní vrstvu tloušťky cca mm, zatímco spodní vrstva může být z tradičního šedého betonu a běžně dostupného a levnějšího kameniva. Dokonalé spojení obou vrstev může být zaručeno pouze, pokud se použije postup mokré na mokré, tzn. že horní vrstva by se měla položit během 30 min (maximálně do jedné hodiny) na čerstvý beton spodní vrstvy (obr. 4). Během zhutňování horní vrstvy by se mělo dbát na to, aby se kamenivo spodní vrstvy neobjevilo na povrchu krytu. Kromě finančních výhod přináší dvouvrstvý kryt také výhodu v možnosti použít pro výrobu spodní vrstvy recyklované betonové kamenivo (v Belgii je povoleno v množství 20 %, a to pouze vysoce kvalitní recyklované kamenivo, pocházející většinou ze starých cementobetonových krytů), což je řešení šetrné k životnímu prostředí. Hlavní nevýhodou je komplikovaná logistika během výstavby je třeba vyrobit dvě různé betonové směsi a dodat je na stavbu v odpovídajícím množství. Navíc je to poněkud citlivá pracovní operace kvůli krátkému časovému intervalu mezi pokládkou obou vrstev, zvláště v případě nějakého problému, kdy je třeba práci přerušit. Ve srovnání s tím je jednovrstvý beton jednodušší, ovšem může být nákladnější, pokud se použijí dražší materiály. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 41

44 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 4 Obr. 4 Dvouvrstvá struktura pokládání horní vrstvy Fig. 4 Construction in two layers placement of the top layer Obr. 5 Použití dřevěných desek v kombinaci s vymývaným betonem Fig. 5 Use of wooden beams in combination with EAC Obr. 6 Profil z PVC jako bednění pro pokládku betonového krytu Fig. 6 PVC profile as formwork for concrete paving Obr. 7 Vymývání povrchu: a) ruční vymývání pomocí vysokotlaké hadice, b) strojní zařízení s vymetacím kartáčem Fig. 7 Washing out of the surface: a) manual washing by high-pressure hose, b) machinery washing with washing brush Obr. 8 Měření hloubky makrotextury povrchu odměrnou metodou na vzorku cementobetonového krytu v laboratoři Fig. 8 Sand patch test on a sample slab in the laboratory Pokládka V zásadě nejsou rozdíly v porovnání s pokládkou běžných cementobetonových vozovek. Delší rovné úseky se pokládají pomocí finišeru s kluznými bočnicemi, menší nebo nepravidelné úseky se zhotovují ručně mezi pevným bedněním. Někdy se používá betonová směs s přetržitou granulometrickou křivkou, kterou nelze pokládat finišerem s kluznými bočnicemi. Na veřejném prostranství mívá většina staveb malé objemy prací nebo pro ně bývají typické různé rozměry a tvary desek, a proto bývá vhodnější pokládka pomocí pevného bednění. Ve Francii bývá běžné lemovat a oddělovat jednotlivé úseky pruhy jiných materiálů. Mohou to být kusy z malé dlažby, jako betonové dlaždice, nepálené cihly nebo dlažební kostky, ale také pruhy přírodního kamene, dřevěné trámy 5 6 (obr. 5) nebo ocelové profily. Vzniká tak celá řada kombinací různých materiálů, které umožňují zdůraznit kontrast mezi nimi nebo přerušují monotónní vzhled velkých ploch ze stejného materiálu. Z technického hlediska omezuje použití takových materiá lů a technologie bednění problémy spojené se smršťováním a rozpínáním betonu. Z důvodu stability je důležité ukotvit lemující materiály do podkladní vrstvy. Spáry Základní funkce různých typů spár (umožnit smršťování a rozpínání krytu) zůstává stejná jako u vozovek, ovšem další požadavky jsou na funkci dekorativní. Vzor vytvářený samotnými spárami již může být navržen jako součást architektonického řešení. Pokud je cílem zvětšit vzdálenost mezi spárami v případě větších desek, může být řešením použití ocelových sítí. Při použití ocelových vláken je zapotřebí opatrnosti, protože se mohou objevit na povrchu a podléhat korozi. Další možností je použití syntetických vláken, která však většinou mají světlou barvu a mohou rušit v případě betonových povrchů tmavšího odstínu. Pokud jsou zapotřebí další spáry, je možné zvážit vytvoření falešných spár, které se vyřežou pouze do hloubky 10 až 20 mm a nepůsobí tedy jako zdroj případného vzniku trhlin. Mohou být utěsněny a upraveny stejným způsobem jako běžné dilatační spáry. Je třeba vyhnout se ostrým úhlům, i když ty jsou na místech bez dopravního zatížení, jako jsou pěší zóny, méně náchylné k poškození. Jako těsnicí materiál lze použít tradiční hmoty pokládané za tepla, ovšem na trhu dnes existují také barevné tmely, většinou polyuretanové. Lze použít i jiné druhy materiálů, které se použijí jako bednění a které se pak ponechají na místě jako spojovací materiál mezi jednotlivými oddělenými úseky, např. prefabrikované profily z PVC (obr. 6). Zpomalovač tuhnutí Na trhu se vyskytuje celá řada zpomalovačů tuhnutí a dodavatelé je mohou nabízet ve škále barevně kódovaných tříd, z nichž každá je vhodná pro různou hloubku obnažení nebo maximální velikost kameniva v betonu. Je třeba si uvědomit, že hloubka obnažení kameniva neodpovídá vždy konečné dosažené hloubce textury, a když se v případě vymývaného povrchu hovoří o velikosti kameniva, má se na mysli kamenivo, které bude viditelné na povrchu (např. u betonu s maximální velikostí kameniva 20 mm je možné, že většina kameniva na povrchu je velikosti od 4 do 8 mm). V každém případě je třeba mít pro správné řešení k dispozici zkušební desky. Určujícím faktorem je nejen použitý zpomalovač tuhnutí, ale také teplota prostředí, doba aplikace zpomalovače a samozřejmě také moment provedení vymývání betonového povrchu. Ačkoliv je většina produktů pro životní prostředí bezpečná, doporučuje se vymytou cementovou kaši odstranit a zabránit jejímu vniknutí do kanalizačních sítí. Vymývací zařízení Na veřejném prostranství je možné na malých plochách provádět vymývání ručně, tj. vodou pomocí vysokotlaké hadice (obr. 7a), kterou se dosahují nejlepší okamžité výsledky. V případě větších ploch lze použít strojní zařízení s rotačním kartáčem (obr. 7b), ovšem je třeba dávat pozor a neprovádět kartáčování cementové kaše opakovaně, resp. kdy už je na povrchu obnažené kamenivo. Ochrana povrchu Aby se předešlo tvoření vlasových trhlin, je nutné povrch chránit před vyschnutím přinejmenším po dobu 72 h. U vymývaného betonu toho lze bě- 42 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

45 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 7a 8 Zdroje: [1] RENS, L. Verhardingen in gekleurd uitgewassen beton (Pavements in exposed aggregate concrete). Brussels: FEBELCEM publication, [2] SPECBEA. Les bétons décoratifs: voiries et aménagements urbains. Tome 1: Finitions, gestes et techniques (Decorative concretes: roads and urban redevelopments. Part 1: finishing, gestures and techniques). Specbea, b hem první fáze tuhnutí dosáhnout pomocí plastové fólie, dokud se neprovede vymytí povrchu, po kterém se nanese ošetřovací postřik. Vhodné je zvolit výrobek, který kombinuje zpomalovač tuhnutí a ošetřovací postřik, ovšem je třeba prokázat jeho účinnost (předložení atestu v souladu s národními nebo evropskými normami). Hodnocení výsledku Na hodnocení povrchu z barevného vymývaného betonu neexistují žádná pevná pravidla. Lze provést srovnání dokončeného povrchu se zkušebními dlaždicemi, ovšem pokud je to provedeno na základě subjektivního posouzení, může docházet ke vzniku konfliktních situací mezi majitelem/projektantem a zhotovitelem. Jednou z možností, jak docílit vyšší objektivity, je provedení zkoušky odměrnou metodou podle EN , při které se měří hloubka makrotextury (obr. 8). Zkoušku provádí na obou površích stejný pracovník a následně provede porovnání výsledků. Obtíže zůstávají při stanovení povolených tolerancí, např. 1,2 ± 0,3 mm. Další možností je počítání obnaženého kameniva na referenční ploše, např. čtvercovém povrchu mm, a porovnání výsledků na staveništi s výsledky na zkušební desce. Tato metoda je dobře známá v Rakousku při hodnocení nízkohlučných cementobetonových krytů na dálnicích, avšak pro použití hodnocení estetického hlediska je zapotřebí ji dopracovat. ZÁVĚR Použití barevného vymývaného betonu na veřejných prostranstvích zaznamenává v Belgii rychlý vzestup díky inspiraci z celé řady příkladů z Francie. Svoboda při volbě barvy, kameniva, textury ad. skýtá výhody pro kreativitu projektanta, avšak je nadále důležité respektovat základní požadavky na trvanlivý povrch cementobetonového krytu. Vyrovnaná spolupráce urbanisty, technologa a inženýra, pečlivý a motivovaný přístup zkušeného zhotovitele a jasná komunikace mezi všemi zúčastněnými stranami jsou naprosto nezbytné pro dosažení konečného úspěchu. Ir. Luc Rens Federation of the Belgian Cement Industry & European Concrete Paving Association Brusel, Belgie l.rens@febelcem.be Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. Odborníci na bednění. Pomáháme vám jít dál Je jedno, zda stavíte rodinný dům, kancelářskou budovu nebo mostní konstrukci. kci. Důležitá je profesionální podpora, kvalitní produkty, společná vize i radost z dobrého díla. S bednicími systémy Doka a podpůrnými službami je navíc každá realizace snazší. Proto jsme s vámi už téměř čtvrt století. Jsme Česká Doka, vaši odborníci na bednění. Firemní prezentace Doka Safety. Zvláštní bednění. mydoka. Bezpečnost na vaší stavbě je pro nás prioritou. Proto nabízíme ucelený bezpečnostní program. Pomůžeme realizovat vaše plány. S výrobnou zvláštního bednění neznáme nerealizovatelný projekt. CeskaDoka S platformou elektronické správy staveniště máte stavbu stále a jednoduše pod kontrolou. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 43

46 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION REKONSTRUKCE PŘEMOSTĚNÍ Z HRÁZE KE SDRUŽENÉMU OBJEKTU VD HRACHOLUSKY RECONSTRUCTION OF THE BRIDGING FROM THE DIKE TO THE COMBINED OBJECT OF THE HRACHOLUSKY HYDROELECTRIC DAM Martin Ředina, Marek Hrbáček 1 V článku jsou popsány důvody a průběh rekonstrukce přemostění z hráze ke sdruženému objektu malé vodní elektrárny na vodním díle Hrac holusky. This article presents reasons for reconstruction and its course of the bridging from the dike to the combined object of a small hydroelectric power station at the Hracholusky dam. Vodní dílo Hracholusky bylo vybudováno na řece Mži zhruba 15 km západním směrem od Plzně v letech 1959 až Součástí vodního díla je i sdružený objekt s malou vodní elektrárnou s vertikální Kaplanovou turbínou o výkonu 2,9 MW a šachtovým přelivem. Jediná přístupová komunikace k tomuto objektu vede po hrázi a dále z levého břehu po přemostění, které bylo předmětem rekonstrukce. Původní přemostění tvořila železobetonová konstrukce o pěti polích a celkové délce 42 m. První dvě pole byla v přímé o rozpětí 2 12 m a tvořil je železobetonový dvoutrám, zbývající tři pole byla v oblouku o poloměru 15,26 m, rozpětí 3 6 m a tvořila je železobetonová deska. Nosná konstrukce je založena na opěře a pěti pilířích, které dosahují délky až 24 m. Hlavním důvodem rekonstrukce byl špatný stav nosné konstrukce. Docházelo k velkým průsakům dilatačními spárami a k zatékání v místech odvodňovačů, což mělo za důsledek nedostatečnou tloušťku krycí vrstvy výztuže, velkou tloušťku zkarbonatované vrstvy betonu a poruchy sanačních vrstev, které byly na konstrukci provedeny v minulosti. Při rekonstrukci byla provedena kompletní výměna nosné konstrukce včetně mostního svršku a vybavení. V rámci spodní stavby byly na pilíře a opěru vybetonovány nové úložné prahy a osazena nová elastomerová ložiska. Novou nosnou konstrukci měly tvořit prefabrikované železobetonové nosníky tvaru T délky až 12 m, na které měla být vybetonována spřahující železobetonová monolitická deska. Ještě před zahájením stavby se objevil zásadní problém, jak tyto nosníky osadit na pilíře. Bylo zvažováno několik variant: buď nosníky dopravit k přemostění po vodě a pak je zvednout na pilíře, nebo osadit nosníky na pilíře ze břehu pomocí jeřábu. Prostor za opěrou však nebyl dostatečně velký pro umístění jeřábu a varianta s dopravou nosníků po vodě by byla velmi obtížně proveditelná. Z toho důvodu zhotovitel navrhl mostní nosníky vybetonovat přímo na místě pomocí podpěrné skruže zavěšené na pilířích a opěře. Tato varianta byla nakonec vyhodnocena ve všech směrech jako nejvýhodnější i s ohledem na údržbu a životnost mostu. Zavěšená skruž byla použita nejenom k betonáži nosníků nového přemostění, ale i jako podepření a plošina pro demolici původní nosné konstrukce. Pro výstavbu skruže bylo nutné nejprve zavěsit ocelové konzoly na pilíře. Před zavěšením konzol byly proto na pilířích provedeny odvrty vzorků betonu, které byly odzkoušeny v laboratoři. Výsledky zkoušek potvrdily požadované pevnosti betonů. Bylo nutné také zaměřit polohu výztuže pilířů, aby při osazování konzol nedošlo k jejímu porušení. Na konzoly byly poté osazeny nosníky IP 0 s dřevěnou podlahou, která sloužila jako ochrana proti pádu materiálu při demolici do nádrže. Před zahájením demoličních prací byla zřízena provizorní lávka, která sloužila jako pěší přístup pro obsluhu sdruženého objektu a současně pro přeložení inženýrských sítí. Lávka byla osazena % 2.0% na vykonzolované nosníky skruže podél pravé strany stávajícího přemostění. Demolice nosné konstrukce proběhla postupně od sdruženého objektu směrem k hrázi. Nejprve byla nosná konstrukce rozepřena do nosníků skruže, po - tom byla odbourána střední část vozovky a přeloženy inženýrské sítě na pro viz orní lávku. V celé délce mostu byly odřezány římsy a následně bylo možné začít s demolicí trámů a desky nosné kon- Obr. 1 Přemostění ke sdruženému objektu VD Hracholusky Fig. 1 Bridging to the combined object of the Hracholusky hydroelectric dam Obr. 2 Příčný řez nosné konstrukce, pole 3 až 5 Fig. 2 Cross section of the load bearing structure, field 3 to 5 Obr. 3 Podpěrná skruž zavěšená na ocelových konzolách kotvených do pilířů Fig. 3 Supporting shaft ring, pensile on steel braces anchored into piers Obr. 4 Bourání původní nosné konstrukce pomocí kladiva na minirypadle Fig. 4 Removing the original load bearing structure with a hammer on a mini excavator Obr. 5 Výztuž nosné konstrukce, pole 3 až 5 Fig. 5 Reinforcement of the load bearing structure, field 3 to 5 Obr. 6 Betonáž nosné konstrukce, pole 3 až 5 Fig. 6 Concreting the load bearing structure, field 3 to 5 Obr. 7 Celkový pohled na nové přemostění Fig. 7 View on the new bridging BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

47 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION strukce. První 2/3 každého pole byly odbourány ručními hydraulickými kladivy, zbývající část bylo možné rozbourat pomocí minirypadla (obr. 4). Po odbourání nosné konstrukce započaly práce na úpravě spodní stavby. Nejprve byly dočištěny hlavy odbouraných pilířů i opěry a potom byla mezi stávající výztuž vlepena nová kotevní výztuž. Na pilíře a opěru byly vybetonovány nové úložné prahy u opěry i nová závěrná zídka. Po dokončení demolice byly provedeny drobné úpravy skruže, aby bylo možné na nosníky osadit bednění nosné konstrukce. Betonáž proběhla ve dvou betonážních taktech. V prvním taktu bylo betonováno 1. a 2. pole 7 a ve druhém taktu 3. až 5. pole. První dvě pole jsou v přímé délky 2 12 m a mají předpjaté nosníky výšky 0,8 m. Pole 3. až 5. jsou v oblouku o rozpětích 3 6 m a mají železobetonové nepředpjaté nosníky výšky 0,8 m. Nosníky jsou uloženy na nová elastomerová ložiska. Na přemostění jsou osazeny tři mostní závěry: nad pilířem P2 (přechod mezi přímou a obloukem) je osazen povrchový dilatační, nad pilířem P0 (v místě napojení mostu na sdružený objekt) a nad opěrou OP5 jsou osazeny podpovrchové dilatační závěry. Niveleta mostu má nulový spád, proto je veškeré odvodnění mostovky řešeno příčným střechovitým a podélným střídavým sklonem horního líce desky nosné konstrukce. Z toho důvodu bylo nutné na přemostění osadit 14 odvodňovačů. Na mostě jsou železobetonové monolitické římsy a asfaltová vozovka. Na římsách je osazeno nové ocelové zábradlí stejného vzhledu jako původní, aby se vizuálně napojilo na zábradlí před mostem a na sdruženém objektu. ZÁVĚR Díky dobré spolupráci mezi investorem, projektantem a zhotovitelem se podařilo najít vhodné technické řešení, které mělo minimální dopad na okolí stavby, a zároveň se podařilo dodržet plánované termíny. Investor Povodí Vltavy, s. p. Projektant Pontex, spol. s r. o. Generální dodavatel Metrostav, a. s., divize 6 Zhotovitel mostu Metrostav, a. s., divize 4 Provoz mostních technologií Ing. Martin Ředina martin.redina@metrostav.cz Ing. Marek Hrbáček oba: Metrostav, a. s., divize 4 Provoz mostních technologií 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 45

48 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH PŘÍMO POJÍŽDĚNÁ MOSTOVKA Z VLÁKNOBETONU: PILOTNÍ APLIKACE UNPROTECTED FIBRE-REINFORCED CONCRETE BRIDGE DECK: PILOT APPLICATION Petr Bílý, Josef Fládr, Pavel Ryjáček, Vojtěch Stančík Tradiční skladba mostovky železobetonových mostů pozemních komunikací se v evropských podmínkách skládá z několika vrstev, z nichž každá má svou oddělenou funkci nosnou, vyrovnávací, izolační a obrusnou. V severoamerických zemích je obvyklé řešení s tzv. přímo pojížděnou mostovkou (PPM), kde nosná konstrukce není chráněna proti vlivům povětrnosti ani dopravy žádným ochranným souvrstvím. Článek pojednává o vývoji a aplikaci materiálu pro pilotní konstrukci s PPM v České republice. Po zvážení požadavků na konstrukci a materiál byl jako vhodná alternativa zvolen vláknobeton vyztužený polymerními vlákny. Složení materiálu bylo optimalizováno při rozsáhlém experimentálním programu, který zahrnoval zkoušky zpracovatelnosti, obsahu vzduchu, pevnosti v tlaku, pevnosti v tahu za ohybu, odolnosti proti vodě a chemickým rozmrazovacím látkám (CHRL), odolnosti proti průsaku tlakové vody a smršťování. Vyvinutý materiál byl následně aplikován na mostu malého rozpětí na místní komunikaci. Byla provedena jednoduchá analýza nákladů pro odhad ekonomické náročnosti navrženého řešení. Pilotní konstrukce bude podrobena dlouhodobému sledování s cílem ověřit spolehlivost konceptu PPM z vláknobetonu vyztuženého polymerními vlákny a provést detailnější analýzu nákladů životního cyklu. In European conditions, a deck of a concrete bridge usually consists of several layers with specialized functions: loadbearing reinforced concrete slab, adjusting, waterproofing and wearing. The concept where all the functions are integrated into one layer (called unprotected concrete bridge deck UCBD in this paper) is popular in North America. The paper deals with development and application of the material for pilot UCBD structure in the Czech Republic. Considering the requirements on the structure and the material, polymer fibre reinforced concrete (PFRC) was selected as the most suitable alternative. The composition of the material was optimized during an extensive experimental program, which included the tests of slump, air content, compressive strength, flexural strength, resistance to water with deicing chemicals, depth of penetration of water under pressure and shrinkage. The developed material was then applied on a small-span bridge on a local road. A cost analysis was carried out to estimate the economic efficiency of the solution. The pilot structure will be subjected to long-term monitoring with the aim to verify the reliability of PFRC UCBD concept and to perform a more detailed life cycle cost analysis. 1 Tradiční skladba mostovky železobetonových mostů pozemních komunikací se v evropských podmínkách skládá z několika vrstev, z nichž každá má svou oddělenou funkci (obr. 1) nosnou, vyrovnávací, izolační (obvykle asfaltové nebo polymerní hmoty) a obrusnou (obvykle asfaltové souvrství). V severoamerických zemích je obvyklé řešení s tzv. přímo pojížděnou mostovkou (PPM), kde nosná konstrukce není chráněna proti vlivům povětrnosti ani dopravy žádným ochranným souvrstvím. Podle US Federal Highway Administration (FHWA) National Bridge Inventory [1] bylo v roce 2016 v USA v provozu 426 tisíc mostů s betonovou mostovkou, z nichž 222 tisíc mělo PPM. Procentuální zastoupení mostů s PPM tedy činilo 52 % a bylo přitom velmi podobné ve všech klimatických pásmech. V Evropě je koncept PPM využíván jen zřídka. Aktuální statistická data nebyla dohledána, avšak zpráva Transportation Research Board of the National Research Council [2] z roku 1996, která porovnávala severoamerickou a evropskou praxi v oblasti výstavby mostů, dospěla k závěru, že mostovky betonových mostů v Evropě jsou téměř vždy překryty ochranným izolačním a obrusným souvrstvím (sledovanými evropskými zeměmi byly Dánsko, Německo, Švýcarsko, Francie a Velká Británie). Nakolik je známo autorům tohoto článku, nedošlo v tomto směru v posledních dvaceti letech k žádnému významnému posunu. V literatuře jsou zmiňovány pouze tři případy použití technologie PPM v České republice. V 80. letech byly postaveny dvě lávky pro pěší nad dálnicí D5 [3], v roce 1997 jeden dálniční most poblíž hraničního přechodu Rozvadov Waidhaus [3] a v roce 2016 dva mosty malého rozpětí na okružní křižovatce na dálnici D47 u Bohumína [4]. Autorům tohoto článku není známa žádná konstrukce využívající pro PPM vláknobeton s polymerními vlákny, a to Asfaltobetonový kryt Izolační systém Železobetonová deska Obr. 1 Tradiční skladba mostovky železobetonového mostu pozemních komunikací Fig. 1 Typical structure of reinforced concrete road bridge deck v České republice, v Evropě ani jinde ve světě. Ve Spojených státech amerických a Kanadě byly v několika případech použity přímo pojížděné nosníky z ultra vysokohodnotného betonu s ocelovou rozptýlenou výztuží (UHPC) nebo UHPC spoje prefabrikovaných prvků [18]. Z technologického i ekonomického hlediska skýtá technologie PPM řadu výhod vyplývajících z její jednoduchosti. Díky eliminaci několika konstrukčních vrstev je výstavba jednodušší, rychlejší, méně náročná na mechanizaci a koordinaci dodavatelů. Odpadá také riziko řady vad a poruch, např. v důsledku delaminace jednotlivých konstrukčních vrstev nebo vyjíždění kolejí v asfaltobetonovém krytu. Na druhou stranu je nutno vzít v úvahu některé nové technologické nároky vyplývající z absence ochranných vrstev nosné konstrukce. TKP 18 [5] v takovém případě požadují sekundární ochranu nosné výztuže proti korozi. Zvýšené požadavky jsou kladeny na kvalitu betonu, který kromě vysoké pevnosti musí vykazovat i velmi dobrou odolnost proti obrusu, mrazu, vodě v kombinaci s CHRL a průsaku vody. Je rovněž nutno vzít v úvahu potřebu vysoké technologické kázně, neboť případné vady nosné konstrukce (nerovnosti, lokální vady povrchu apod.) nelze kompenzovat v krycím souvrství. VLÁKNOBETON PRO PPM Hlavním cílem prezentované práce byl vývoj a uplatnění vhodného materiálu pro PPM v českých podmínkách. Vláknobeton byl zvolen jako potenciálně velmi vhodný materiál pro PPM, neboť přítomnost rozptýlené výztuže vede k omezení šířky případných trhlin, a tedy k lepší odolnosti materiálu proti všem klimatickým vlivům a zimní údržbě rozmrazovacími prostředky. Vlákna zároveň činí materiál kompaktnějším a odolnějším proti obrusu. Cílem bylo navrhnout směs vlákno- 46 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

49 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Tab. 1 Receptury vláknobetonu pro PPM Tab. 1 Fibre-reinforced concrete mixtures for unprotected concrete bridge deck Složka Specifikace Vzorová receptura [kg/m 3 ] Použitá receptura [kg/m 3 ] cement CEM I 42,5 R CEM II/A 42,5 R voda vodní součinitel v/c - 0,42 0,4 jemné kamenivo frakce 0/ střední kamenivo frakce 4/ hrubé kamenivo frakce 8/ frakce / Centrament provzdušňovač air 202 0,4 - Microporan 2-0,51 superplastifikátor Stachement ,52 - Stachement S33-2,60 vlákna Forta Ferro dl. 54 mm 3 3 Tab. 2 Splnění požadavků platných předpisů pro jednotlivé receptury. Požadovaná hodnota obsahu vzduchu závisí na maximálním zrnu kameniva, proto je pro použitou recepturu nižší než pro vzorovou Tab. 2 Accomplishment of relevant requirements for particular mixtures. The required air content depends on the maximum aggregate grain size, therefore it is lower for the applied mixture than for the prototype mixture Požadavek Vzorová receptura Použitá receptura Požadovaná Zdroj požadované hodnota hodnoty Naměřená Naměřená Splněno? Splněno? hodnota hodnota obsah cementu min. 340 kg/m 3 TKP kg/m 3 ANO 425 kg/m 3 ANO vodní součinitel v/c max. 0,45 TKP 18 0,42 ANO 0,40 ANO stupeň konzistence min. S3 TKP 18 S3-140 mm ANO S4-190 mm ANO obsah vzduchu min. 4,5 % (vzorová receptura) min. 4 % TKP 18 5,86 % ANO 4,2 % ANO (použitá receptura) pevnostní třída min. C30/37 TKP 18 C35/45 ANO C35/45 ANO pevnost v tahu za ohybu min. 3 MPa TKP 18 3,43 MPa ANO 4,7 MPa ANO odolnost proti obrusu min. C30/37 ČSN EN 206-1/Z3 C35/45 ANO C35/45 ANO odolnost proti vodě a CHRL odolnost proti průsaku vody max g/m 2 po 100 cyklech metodou A max. 35 mm max. 20 mm TKP 18 ČSN EN 206-1/Z3 (životnost let) TKP 18 (životnost 100 let) 695 g/m 2 po 100 cyklech metodou A 32,6 mm ANO ANO NE 714 g/m 2 po 100 cyklech metodou A 13 mm ANO ANO ANO betonu, která by vyhověla všem požadavkům platných předpisů, zejména TKP 18 [5]. Byly uvažovány požadavky kladené na nosné konstrukce bez vodotěsné izolace (řádek 12 v tabulce 18-2 TKP 18). Speciální předpis pro mosty s přímo pojížděnou mostovkou TP 260 [6] vydaný v lednu 2017 nebyl v době prvotního návrhu (rok 2015) k dispozici. Postupnou optimalizací v laboratoři Katedry betonových a zděných konstrukci Fakulty stavební ČVUT v Praze byla stanovena vzorová receptura vláknobetonu (tab. 1), pro kterou bylo zkouškami ověřeno splnění všech relevantních požadavků platných předpisů (tab. 2). Navrženo bylo použití polypropylenových vláken Forta Ferro délky 54 mm. Od použití ocelových vláken bylo upuštěno s ohledem na obavy z možnosti povrchové koroze a nebezpečí poškození pneumatik vozidel přejíždějících po PPM. Postup ověřovacích zkoušek proběhl podle standardních normových postupů a byl blíže popsán v odborném článku [7]. 2a 2b Vzorová receptura nesplnila požadavek na průsak vody pro životnost 100 let, který je reálně dán nároky na ochranu výztuže proti korozi. Jelikož byla zároveň navržena ochrana výztuže povlakováním při horním povrchu PPM do hloubky 100 mm, je nesplnění požadavku na průsak irelevantní. Povlakování bylo na reálné konstrukci po dohodě s dodavatelem, společností LIKAL, provedeno termoplastickým povlakovým práškem Thermofix KPE 03 v tloušťce minimálně 0,3 mm. Vzorová receptura byla pro aplikaci na reálné konstrukci mírně upravena po dohodě s dodavatelem směsi, společností ZAPA beton, betonárna Vlašim, a to s ohledem na materiály dostupné v daném závodě. Výsledné složení použité pro reálnou konstrukci mostu je uvedeno v tab. 1. Směs byla opět laboratorně ověřena, zkoušky byly provedeny podle normových postupů popsaných v [7]. Tab. 2 uvádí přehled požadavků dle platných předpisů a hodnoty dosažené u vzorové i použité receptury. Všechny relevantní požadavky byly splněny. PILOTNÍ KONSTRUKCE Po návrhu a laboratorním ověření byla vyvinutá technologie přímo pojížděné mostovky z vláknobetonu aplikována při opravě mostu SZ-001 Na Kácku ve městě Sázava, který byl v havarijním stavu. Řešenou konstrukcí byl jednopruhový most malého rozpětí spojující město Sázava s ostrovem na řece Sázavě, na kterém se nachází hotel s restaurací, kemp a různá sportoviště. Stávající konstrukce mostu byla značně poškozena při opakovaných povodních v průběhu předchozích 15 let (obr. 2), a bylo proto nutné její celkové odstranění a nahrazení konstrukcí novou. Obr. 2 Původní konstrukce mostu SZ-001 Na Kácku: a) boční pohled na most, b) opěrná zeď po odstranění mostu Fig. 2 Original structure of SZ-001 Na Kácku bridge: a) lateral view of the bridge, b) abutment after removal of the bridge 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 47

50 NÁHON VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 3 SÁZAVA VLB MONOLIT. DESKA FILIGRÁNOVÁ DESKA CELKEM OSTROV % 00 SÁZAVA OSTROV mm VLB MONOLIT. DESKA 120mm FILIGRÁNOVÁ DESKA 4mm CELKEM 4 2.0% 4.0% Obr. 3 Schematický podélný řez navrženou konstrukcí nového mostu Fig. 3 Schematic longitudinal section of the new bridge Obr. 4 Schematický příčný řez navrženou konstrukcí nového mostu Fig. 4 Schematic cross section of the new bridge Obr. 5 a) Celkový pohled na most před zhotovením monolitické dobetonávky z vláknobetonu, b) detail výztuže, horní výztuž desky je opatřena ochranným termoplastickým povlakem Fig. 5 a) General view of the bridge before concreting of the fibre-reinforced concrete deck, b) detail of the reinforcement; reinforcement of the upper surface is covered by thermoplastic coating Obr. 6 a) Vyrovnávání povrchu pomocí profilovaného prkna, b) povrch čerstvého vláknobetonu po provedení striáže Fig. 6 a) Levelling of concrete surface by profiled board, b) surface of fresh concrete after scarification by a rough fabric Obr. 7a,b Dokončený most Fig. 7a,b The new bridge Projekt nového mostu byl vypracován v první polovině roku Navržen byl deskový železobetonový most s přímo pojížděnou mostovkou z vláknobetonu s následujícími parametry: teoretické rozpětí 8,34 m, délka přemostění 7,04 m, celková šířka mostu včetně říms 4,6 m, šířka desky mostovky 4 m, volná šířka 3 m, tloušťka desky 4 mm. Konstrukce byla založena na dvou trojicích mikropilot délky 7,8 m (ocelové trubky TR89/10 S355 vyplněné cementovou injektážní směsí) s kořenem délky 5 m a průměrem 200 mm. Napojení desky mostu na mikropilotový základ bylo realizováno přes nadpodporový příčník průřezu mm (obr. 3 a 4). Pro statický výpočet dle ČSN EN 1992 [9], [10] byl uvažován model zatížení LM1, skupina pozemních komunikací 2 dle ČSN EN 1991 []. Přímo pojížděná železobetonová deska byla navržena jako prefa-monolitická, skládající se z filigránových panelů ztraceného bednění tloušťky 120 mm s bočnicemi a monolitické dobetonávky z vláknobetonu tloušťky 330 mm, a to především z důvodu urychlení výstavby a zkrácení doby omezení provozu ekonomických subjektů působících na ostrově. Prefabrikovaná a monolitická část byly spřaženy prostřednictvím diagonál filigránových žebříčků. Hlavní výztuž desky z oceli B0B byla následující: spodní povrch: 7 Ø 25/bm v podélném směru, 7 Ø 12/bm v příčném směru (výztuž umístěna v prefabrikátech), horní povrch: 7 Ø 12/bm v obou směrech, nad podporami přídavná výztuž 7 Ø 14/bm v podélném směru, výztuž monolitické desky a příčníku do hloubky 100 mm pod horním povrchem byla opatřena povlakem z termoplastického povlakového prášku Thermofix KPE 03 v tloušťce minimálně 0,3 mm. Realizace projektu proběhla po zajištění financování na jaře roku Objednatelem bylo město Sázava, projektantem doc. Ing. Pavel Ryjáček, Ph.D., zhotovitelem firma Silmex. Po odstranění původní poškozené konstrukce proběhla betonáž mikropilot, vyspravení opěrných zdí, osazení filigránových panelů a jejich montážní podepření, dobednění nadpodporových příčníků a vyvázání výztuže (obr. 5). Následovaly betonáž monolitické části desky přímo pojížděné mostovky z vláknobetonu, vyrovnání povrchu a jeho zdrsnění tažením jutou (striáž) (obr. 6). Vlákna byla dávkována do směsi přímo v betonárně. Přítomen byl technolog, který dohlížel na správný postup míchání směsi. Aby nedošlo ke tvorbě shluků vláken, byla vlákna sypána do míchačky postupně v malých dávkách. Tvorba shluků vláken nebyla pozorována. Povrch mostovky byl ošetřován po dobu tří dnů. Po dokončení mostovky a nezbytné technologické přestávce byly vybetonovány monolitické římsy a připevněny lícní římsové prefabrikáty, bylo provedeno propojení mostu s navazujícími komunikacemi a bylo osazeno zábradlí. Výplňové panely zábradlí z ultra vysokohodnotného betonu dodala Skanska. Panely byly vyvinuty v rámci projektu CESTI v letech 2014 až 2016 ([12], užitný vzor č registrovaný u Úřadu průmyslového vlastnictví) a jedná se o jejich druhou aplikaci (po lávce pro pěší přes Opatovický kanál v obci Čeperka dokončené v roce 2016 (více v Beton TKS 4/2016, pozn. redakce). Most byl zkolaudován 9. června Z obr. 7a a 8b,c je patrné, že bylo u přímo pojížděné mostovky z vláknobetonu dosaženo vysoké kvality povrchu. Povrch je bez výraznějších nehomogenit a zcela bez trhlin. Drobné nehomogenity spolu se striáží zajišťují drsnost po- 48 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

51 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 5a 5b 6a 6b vrchu nezbytnou pro dosažení dostatečných protismykových vlastností. Na konstrukci bylo vytipováno několik míst, kde bude dlouhodobě vizuálně sledován účinek klimatických a dopravních zatížení na PPM (obr. 8a). KONTROLA SPLNĚNÍ POŽADAVKŮ TP 260 V lednu 2017 byl vydán speciální předpis pro přímo pojížděné mosty pozemních komunikací TP 260 [6]. Tento dokument nebyl k dispozici při vývoji technologie a zpracování projektu mostu v roce Dodatečně však byla provedena kontrola projektu a navržené 7a technologie přímo pojížděné mostovky z vláknobetonu podle tohoto předpisu. V prvním kroku byl most zatříděn do klasifikace podle TP 260 jako PPM III m; TC1; P; resp. TP 260 (most skupiny III (obslužná místní komunikace), malý (plocha do 1 m 2 ), s možností tahového namáhání pojížděné plochy u podpor (TC1), návrhová životnost let, před dosažením životnosti proběhne překrytí stávající mostovky novou pojížděnou vrstvou (P)). Dále bylo zkontrolováno dodržení požadavků, které předpis TP 260 [6] definuje nově nebo přísněji oproti předpisu TKP 18 [5]: 7b množství cementu: požadováno je minimálně 3 kg/m 3, použitá směs obsahovala 425 kg/m 3, kontrola smrštění: pro typ namáhání TC1 se požaduje rozdíl smrštění prefabrikované a monolitické části po 28 dnech maximálně 1 μm/m. Na třech zkušebních tělesech rozměru mm odebraných při betonáži bylo zkouškou podle ČSN [13] v laboratoři Katedry betonových a zděných konstrukcí Fakulty stavební ČVUT v Praze stanoveno smrštění vláknobetonu po 28 dnech 289 μm/m. Výpočtem v programu CaS [14] založe- 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 49

52 2.0% 4.0% VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 8a B01 B03 1.0% B02 Obr. 8 a) Lokalizace míst na mostě určených pro dlouhodobé sledování, b) detail plochy B01, c) detail plochy B04 Fig. 8 a) Localization of areas on the bridge selected for long-term monitoring, b) detail B01, c) detail B04 2 B % 300 8b ném na výpočetním modelu B3 [15] byla pro tyto vzorky při uvažování relativní vlhkosti prostředí % stanovena hodnota smrštění 273 μm/m (obr. 9). Tím byla ověřena shoda chování materiálu s modelem B3 a bylo možné pomocí programu CaS stanovit smrštění monolitické části desky mostu po 28 dnech (hodnoty smrštění vzorku a reál né konstrukce se značně liší s ohledem na odlišný poměr průřezové plochy a obnaženého obvodu vystaveného vysychání). Výpočtem byla stanovena hodnota smrštění po 28 dnech 52 μm/m, která vyhovuje stanovenému požadavku, třída agresivity prostředí: požadována je odolnost vůči stupňům XC4, XD3, XF4, XM2, použitý vláknobeton splňuje stupně XC4, XD3, XF4, XM3, je tedy vyhovující, chloridová propustnost: 9 Smrštění [μm/m] Čas [d] 8c pro případ povlakované uhlíkové výztuže se požaduje difúzní součinitel prostupu chloridů betonem D c,36 < 2, m 2 /s. Výpočtem v programu CarboChlorCon [16] založeném na modelu podle Kwona [17] bylo pro použitý vláknobeton stanoveno D c,36 = 1, m 2 /s. Tato hodnota je vyhovující, vyhověla by i pro nepovlakovanou výztuž, vodní součinitel: požadována je hodnota vodního součinitele maximálně 0,4, použitá směs měla vodní součinitel přesně 0,4, kontrola šířky trhlin: pro typ namáhání TC1 se požaduje šířka trhliny přímo pojížděné vrstvy (PPV) od časté kombinace maximálně 0,15 mm. (Pozn.: PPV je dle TP 260 část Měření (průměr 3 vzorků) Model B3 (CaS) PPM, kterou bezprostředně pojíždějí dopravní prostředky. V případě vícevrstvých typů PPM se jedná o nejsvrchnější vrstvu). Výpočtem Obr. 9 Vývoj smrštění porovnání dat z měření a predikce modelu B3 Fig. 9 Development of shrinkage comparison of measured data and B3 prediction byl zjištěn podporový moment od časté kombinace 55,9 knm/m, který je menší než moment na mezi vzniku trhlin 2,5 knm/m. Trhliny od časté kombinace tedy nevzniknou, minimální tloušťka PPV: požadována je tloušťka minimálně 130 mm, monolitická dobetonávka měla tloušťku 330 mm, výztuž PPV na účinky smršťování: požadována je výztuž minimálně Ø 12 à 1 mm v obou směrech. Deska byla při horním povrchu vyztužena pruty 7 Ø 12/bm v obou směrech. Vyztužení je vyhovující, římsy: požaduje se výška říms minimálně 1 mm (doporučeno 200 mm), pracovní spáry maximálně po 6 m. Výška říms byla 200 mm, maximální vzdálenost pracovních spár byla 5,2 m. Římsy jsou vyhovující. ANALÝZA NÁKLADŮ V porovnání s tradičním řešením s izolačním a obrusným souvrstvím bylo na vzorové stavbě mostu Na Kácku dosaženo následujících úspor (ceny jsou uvedeny s DPH a byly stanoveny podle běžných cen u projektů obdobného rozsahu v čase realizace vzorového mostu): vynechání priméru a izolačního souvrství: Kč, vynechání asfaltobetonového krytu, ložné vrstvy a litého asfaltu jako ochrany izolace: Kč, eliminace budoucích oprav asfaltobetonového krytu (v dalších letech se uvažuje 2 výměna obrusné vrstvy): Kč, zkrácení doby výstavby o 15 dnů (při uvážení fixních nákladů zhotovitele na udržení stavby 10 % ceny díla): 32 5 Kč. Naproti tomu vznikly náklady, které by při použití tradičního řešení nenastaly: BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

53 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Literatura: [1] National Bridge Inventory ASCII files 2016 [online]. Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation Dostupné z: ascii.cfm?year=2016 [2] Report on the 1995 Scanning Review of European Bridge Structures. Transportation Research Board, National Research Council. Washington, D.C.: National Academy Press, ISBN [3] POSPÍŠIL, K. Přímo pojížděné mostovky [online] Dostupné z: [4] FIŠER, V. Priamo pojazdné mostovky možnosti ich uplatnenia v rámci výstavby pozemných komunikácií na Slovensku. Zpráva pro Slovenskou správu ciest. Brno, [5] Technické podmínky (TKP 18). Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací Kapitola 18 Betonové konstrukce a mosty. Praha: Ministerstvo dopravy, aktualizována k datu [6] Technické podmínky (TP 260). Přímo pojížděné mosty pozemních komunikací. Praha: Ministerstvo dopravy, [7] FLÁDR, J., BÍLÝ, P., RYJÁČEK, P., VODIČKA, J. Development of special fibre reinforced concrete for exposed concrete pavements on bridges. In: Proceedings of Fibre Concrete 2015 Technology, Design, Application. Praha, [8] ČSN EN 206-1/Z3. Beton Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Praha: ÚNMZ, [9] ČSN EN Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: ÚNMZ, 20. [10] ČSN EN Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 2: Betonové mosty Navrhování a konstrukční zásady. Praha: ÚNMZ, [] ČSN EN Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 2: Zatížení mostů dopravou. Praha: ÚNMZ, [12] SLÁNSKÝ, B., ŠEVČÍK, S., PEŠKA, J., TICHÝ, J. Panely mostního zábradlí z UHPC. Materiály pro stavbu. 2016, č. 1, s [13] ČSN Stanovení objemových změn betonu. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, [14] VRÁBLÍK, L. CaS Výpočetní program pro stanovení účinků a parametrů smršťování a dotvarování betonu dle modelu B3 [online] Dostupný z: vrablluk/veda.htm [15] BAŽANT, Z. P., BAWEJA, S. Creep and Shrinkage Prediction Model for Analysis and Design of Concrete Structures: Model B3. In: Adam Neville Symposium: Creep and Shrinkage Structural Design Effects. ACI. Farmington Hills, Michigan, USA [16] ŠMILAUER, V., POHL, K. CarboChlorCon 1.0 software for concrete carbonation and chloride ingress [online] Dostupné z: php?id=software [17] KWON, S. J., NA, U. J., PARK, S. S., JUNG, S. H. Service life prediction of concrete wharves with early-aged crack: Probabilistic approach for chloride diffusion. Structural Safety. 2009, Vol. 31, No. 1, s [18] RUSSELL, H. G., GRAYBEAL, B. A. Ultra-High Performance Concrete: A State-of-the-Art Report for the Bridge Community. FHWA report no. FHWA-HRT USA: FHWA, opatření výztuže horního povrchu PPM termoplastickým povlakem: 35 9 Kč, použití vláken Forta Ferro v množství 3 kg/m 3 : Kč. Ve výsledku dosáhla úspora na dané stavbě Kč, což odpovídá úspoře cca 5 % z celkové ceny díla. Podobnou úsporu lze očekávat i u jiných mostů obdobného typu. U jiných typů mostů může být ekonomická bilance odlišná v závislosti na podílu nákladů na realizaci mostovky k celkové ceně díla. Zkrácení výstavby se ekonomicky příznivě odrazilo i na snížení ekonomických ztrát okolních subjektů (ubytovacích a restauračních zařízení na Sázavském ostrově, pořádání akcí na ostrově). Tento vliv z důvodu neznalosti nákladů nebyl zahrnut, může ale být ještě vyšší než výše uvedený přímý přínos. Konstrukce bude dlouhodobě sledována, aby mohly být vyhodnoceny náklady na její údržbu, provoz a opravy a aby mohla být provedena analýza celkových nákladů životního cyklu konstrukce. ZÁVĚRY Technologie přímo pojížděné mostovky z vláknobetonu je využitelná při výstavbě nebo rekonstrukci mostovek železobetonových mostů pozemních komunikací. Zvláště vhodná je pro deskové mosty menších rozpětí na nižších třídách pozemních komunikací, vhodná je i pro lávky pro pěší. Přes řadu technologických i ekonomických výhod není technologie PPM v Česku ani jinde v Evropě běžně využívána, a to zejména kvůli prakticky nulovým zkušenostem s ní. Realizace vzorové stavby mostu Na Kácku přispěje k získání praktických zkušeností a umožní větší rozšíření této technologie, výhledově i na stavby větších mostů. Článek byl připraven za podpory grantů TAČR č. TE Centrum pro efektivní a udržitelnou dopravní infrastrukturu (CESTI) a GAČR č S Analýza závislostí mezi mikrostrukturou a makroskopickými vlastnostmi ultravysokohodnotných betonů. Ing. Petr Bílý, Ph.D. Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí petr.bily@fsv.cvut.cz Ing. Josef Fládr, Ph.D. Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí josef.fladr@fsv.cvut.cz doc. Ing. Pavel Ryjáček, Ph.D. Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí pavel.ryjacek@fsv.cvut.cz Ing. Vojtěch Stančík Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí vojtech.stancik@fsv.cvut.cz Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. Firemní prezentace PROFESIONÁLNÍ ŘEŠENÍ výzkum vývoj výroba obchod poradenství pro sanace betonových konstrukcí Redrock Construction s.r.o. Újezd 40/4, Michnuv palác Praha 1, Malá Strana Telefon: Fax: info@redrock-cz.com 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 51

54 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH ZAŤAŽOVACIA SKÚŠKA A MATERIÁLOVÉ VLASTNOSTI 100 ROKOV STARÉHO PRIEHRADOVÉHO MOSTNÉHO NOSNÍKA TYPU VISINTINI LOAD BEARING CAPACITY TEST AND MATERIAL PROPERTIES OF A 100 YEARS OLD TRUSS BRIDGE GIRDER OF THE VISINTINI TYPE Peter Paulík, Patrik Ševčík, Michal Bačuvčík, Katarína Gajdošová Most, ktorého súčasťou bol skúmaný nosník, bol postavený niekedy v období rokov 1910 až 1919 na ceste tretej triedy v maďarskom okrese Nýiregyháza. Železobetónový priehradový nosník bol odobratý počas demolačných prác z mosta nad riekou Érpatak pri obci Nyírszőlős. Išlo o zriedkavú konštrukciu mosta pozostávajúcu z desiatich železobetónových priehradových nosníkov s rozpätím 5 m. Most bol využívaný až do roku Po tom, ako bol most v roku 2013 rozobratý, jeden z jeho nosníkov bol prevezený do Technického a skúšobného ústavu stavebného (TSÚS) v Bratislave. Tam bol neskôr podrobený nedeštruktívnym skúškam, overeniu jeho únosnosti a nakoniec deštruktívnym skúškam na jadrových vývrtoch. Výsledky experimentálnych overení poskytujú hodnotný súhrn poznatkov o súčasnom fyzikálnom a chemickom stave ojedinelého, približne 100 rokov starého, železobetónového priehradového nosníka. The bridge, built in the period between 1910 and 1919, was situated on the 3rd class road in Hungary in the Nýiregyháza district. The reinforced concrete truss girder was removed during the demolition works from the bridge over the Érpatak brook in the village of Nyírszőlős. It was a rare bridge structure, consisting of ten reinforced concrete truss girders with a span of 5 m. The bridge was in service until After the bridge was disassembled in 2013, one of its main truss girders was transported to Bratislava to the Technical Building and Research Institute (TSÚS). Later on, it was subjected to non-destructive tests followed by a load bearing capacity test and destructive tests on drilled core samples. The results provide valuable knowledge about the current physical and chemical state of rare, approximately 100-year-old, reinforced concrete truss girder. Prvé patenty týkajúce sa betónu vystuženého oceľovými prútmi pochádzajú z. a 60. rokov 19. storočia, pričom prvý železobetónový most sveta bol postavený v roku 1875 J. Monierom, ktorý predtým vlastnil patent na výrobu drôtovým pletivom vystužených kvetináčov. Po prvom patente na železobetónové mosty typu Monier sa postupne objavujú aj ďalšie patenty na stavbu železobetónových mostov a stropov ako napr. patenty Wünsch, Melan, Hennebique, Coignet, Freytag, Wayss a pod. Tieto prvé patenty z konca 19. storočia sa líšia najmä spôsobmi vystuženia oblúkov a trámov, avšak neskôr (začiatkom 20. storočia) sa začínajú objavovať aj mosty s vyľahčenými stenami ako je to napr. u mosta pri Krapine v dnešnom Chorvátsku (obr. 1). Medzi nevšedné patenty z tejto doby patrí aj nosník Franza Visintiniho, ktorý si dal najskôr v Rakúsko-Uhorsku a neskôr, v roku 1903, aj v Amerike patentovať železobetónové prefabrikované priehradové nosníky (obr. 2). Vo svojom patente opisuje výhody tohto systému v tom, že konštrukčný materiál je len v tých častiach, kde je naozaj potrebný, a taktiež v prípade stropov umožňujú otvory prestup potrubí. Ako výstuž sa v týchto nosníkoch používala klasická betonárska výstuž, avšak často v kombinácii s plochými valcovanými tyčami [3]. Nosníky typu Visintini sa používali na stavbu mostov najmä v rokoch 1910 až 1920 [3]. Podrobne sa nosníkmi tohto typu vyrábanými na začiatku 20. storočia zaoberá článok Ing. Špačka z roku 1908 [16], v ktorom sú okrem spôsobu 2 výroby a výpočtov nosníkov uvedené aj výsledky zaťažovacích skúšok uskutočnených v Zürichu, Krakove, Vroclave a Paríži. V článku je uvedený aj pomer zmesi rýchlo tuhnúceho portlandského cementu a kameniva v betóne, ktorý bol 1 : 4 (v tej dobe sa pomer miešania uvádzal podľa objemu). Dobová fotografia z transportu takéhoto prefabrikovaného mostného nosníka (obr. 3) sa zachovala v knihe Massivbrücken gestern und heute [2] a po BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

55 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH chádza zo stavby mosta v meste Erdmannsdorf (Nemecko) z roku Niekoľko mostov tohto typu bolo postavených aj v bývalom Rakúsko- Uhorsku, avšak do dnešných dní sa z nich zachovalo len zopár. Jedným z nich bol aj most pri maďarskej obci Nyírszőlős nad riekou Érpatak. Tento most bol pre nevyhovujúce šírkové usporiadanie a nízku zaťažiteľnosť v roku 2014 nahradený novým mostom, pričom jeden z originálnych nosníkov sa v rámci odbornej spolupráce Slovenska a Maďarska previezol do Bratislavy, kde bol experimentálne odskúšaný. STRUČNÝ POPIS MOSTA V čase výstavby mosta, ktorá je datovaná v období rokov 1910 až 1919, boli Slovensko a Maďarsko súčasťou Rakúsko-Uhorska. O takmer 100 rokov neskôr sa obe tieto krajiny na výskume priehradového nosníka spolupodieľali. Pôvodný most (obr. 4) pozostával z desiatich paralelných priehradových nosníkov s rozpätím 5 m, pričom nosníky boli vždy zdvojené a uložené v piatich pároch. Železobetónová mostovka hrúbky 200 mm bola čiastočne spojená s hlavnými nosníkmi oceľovými prvkami. Výška nosníkov bola 690 mm, hrúbka hornej pásnice bola 140 mm, hrúbka spodnej pásnice a diagonál bola 90 mm. Šírka nosníka bola 2 mm. Vystuženie nosníka bolo v celku unikátne, zhotovené so zámočníckou precíznosťou. Horný pás a diagonály boli vystužené klasickou betonárskou výstužou s hladkým povrchom rôznych priemerov (v závislosti od zaťaženia jednotlivých prvkov), pričom tlačené prvky boli vystužené len konštrukčne. Spodný pás bol vystužený dvoma plochými valcovanými tyčami rozmeru mm. K spodnému oceľovému pásu bola výstuž diagonál pripojená pomocou hákov prechádzajúcich otvormi vyvŕtanými v strede výšky pásu 5 4 Obr. 1 Most s vyľahčenými stenami komory v meste Krapina (Chorvátsko) zo začiatku 20. storočia [4] Fig. 1 Bridge with lightened walls of the chamber in Krapina city (Croatia) from the beginning of the 20th century [4] Obr. 2 Visintiniho patent z roku 1903 Fig. 2 Patent of Visintini from 1903 Obr. 3 Transport nosníka typu Visintini pri stavbe mosta v Erdmannsdorfe (Nemecko) v roku 1910 [2] Fig. 3 Transport of the Visintini girder during the bridge construction in Erdmannsdorf (Germany) in 1910 [2] Obr. 4 Jeden z nosníkov mosta pri obci Nyírszőlős (Maďarsko) počas demolačných prác Fig. 4 One of the bridge girders near the Nyírszőlős village (Hungary) during demolition works Obr. 5 Detail napojenia výstuže diagonál na spodný pás Fig. 5 Detail of the connection of diagonals to bottom flange Obr. 6 Schéma tvaru nosníka a jeho vystuženia Fig. 6 Dimensions of the girder and its reinforcement Obr. 7 Očistená výstuž nosníka Fig. 7 Cleaned reinforcement of the truss girder 6 (obr. 5). Výstuž zvislíc bola tiež ukončená hákom, ktorý prechádzal popod plochú valcovanú tyč spodného pásu. Zamerané krytie výstuže bolo v priemere 25 mm. Tvar nosníka a jeho vystuženia je na obr. 6. Po odskúšaní nosníka bol betón mechanicky odstránený a výstuž bola očistená a zakonzervovaná náterom. Časť takto zakonzervovanej armatúry nosníka je vystavená na katedre BKaM v Bratislave (obr. 7). METODIKA REALIZOVANÝCH SKÚŠOK V rámci výskumu boli realizované nedeštruktívne skúšky, zaťažovacia skúška a deštruktívne skúšky na odvrtoch. Súbor nedeštruktívnych skúšok zahŕňal: stanovenie pevnosti betónu Schmidtovým tvrdomerom podľa STN EN [5]. Výsledky sú ovplyvnené skarbonatovanou povrchovou vrstvou betónu (20 až 30 mm), ktorú nebolo možné úplne odstrániť, čo je pri veľkých hrúbkach karbonatácie na starých mostoch všeobecný problém a teda výsledky sú touto skutočnosťou skreslené, overenie homogenity mechanických vlastností betónu pomocou ultrazvuku prístrojom Pundit, podľa STN EN [6], odtrhové skúšky podľa STN EN [7], skúšky permeability povrchu betónu Torrentovou metódou [8]. Zaťažovacia skúška bola realizova- 7 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 53

56 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Tab. 1 Informatívna a zaručená pevnosť betónu v tlaku Tab. 1 Informative and guaranteed compressive strength of the concrete Pevnosť z tabuľky [MPa] Stanovená informatívna pevnosť [MPa] Priemerná hodnota informatívnej pevnosti 74,5 56,9 ± 7,4 Zaručená pevnosť v tlaku 40,6 Tab. 2 Permeabilita povrchových vrstiev betónu priehradového nosníka Tab. 2 Permeability of the surface layer of the concrete at the truss girder Miesto merania Koeficient permeability k T ( m 2 ) Stupeň kvality Trieda kvality betónového povrchu 1 85, 5 veľmi zlá 2 1,074 4 zlá 3,56 5 veľmi zlá 4 0,128 3 normálna 5 4,099 4 zlá 6 57,19 5 veľmi zlá 7 0,189 3 normálna 8 0,387 3 normálna 9* 0,561 3 normálna 10* 14,94 5 veľmi zlá * 22,26 5 veľmi zlá * merané na základnom povrchu Tab. 3 Priľnavosť povrchových vrstiev betónu Tab. 3 Adhesion of the surface concrete layer Miesto merania Maximálna sila [kn] Priľnavosť vyjadrená ako pevnosť v ťahu [MPa] Spôsob porušenia 1 9,2 4,67 v betóne 2 8,4 4,26 v betóne + lepidlo z betónu 3 4,2 2,14 v betóne + lepidlo z betónu 4 8,7 4,41 v betóne 5 10,1 5,15 v betóne 6 7,4 3,77 v betóne 7 9,8 4,99 v betóne 8 7,7 3,92 v betóne 9 7,6 3,87 v betóne 10 6,2 3,16 v betóne 6,4 3,26 v betóne 12,1 5,65 v betóne 8 ná podľa STN [9] pomocou piatich hydraulických lisov simulujúcich zaťaženie nosníka v každom uzle hornej pásnice. Toto usporiadanie bolo zvolené na základe predchádzajúcej numerickej analýzy, z výsledkov ktorej bolo zrejmé, že výstuž v diagonálach bola navrhnutá na rovnomerné zaťaženie. Nosník bol zaťažovaný postupne po krokoch reprezentujúcich 10 % z predpokladanej vypočítanej únosnosti. Po dosiahnutí zaťaženia na úrovni 90 % únosnosti bol nosník odľahčený a proces zaťažovania bol zopakovaný rovnako ako prvýkrát, teraz sa však nosník zaťažoval až do porušenia. Po porušení nosníka boli z neho odobraté štyri jadrové vývrty priemeru 100 mm na ďalšie laboratórne skúšky, ktoré zahŕňali stanovenie modulov pružnosti a pevnosti betónu v tlaku. Merané boli nasledovné veličiny: hĺbka karbonatácie pomocou fenolftaleínu [10], dynamický modul pružnosti stanovený ultrazvukom [6], Youngov modul pružnosti stanovený podľa STN ISO 6784 [], pevnosť betónu v tlaku meraná podľa STN EN [12]. Následne boli vzorky zohriate na 60 C, rozdrvené a zomleté na jemnosť pod 0,063 mm a podrobené chemickej analýze. Tab. 4 Dynamický modul pružnosti betónu meraný na miestach naznačených na obr. 6 Tab. 4 Dynamic modulus of elasticity of the concrete truss girder locating measurement sites shown in Fig. 6 Orientácia na nosníku Miesto merania Dynamický modul pružnosti [GPa] ľavá strana B U1 U2 U3 U nemeraný 12,8 20,7 nemeraný pravá strana B U5 U6 U7 U8 U ,8 30,2 30,2 32,9 36,6 - - základňa U U14 U17 U20 U23 U26-29,6 17,5 32,4 30,7 29,5 24,0 - diagonály U12 U15 U18 U21 U24 U27-34,8 34,9 33,1 32,3 31,5 26,7 - vertikály U10 U13 U16 U19 U22 U25 U28 29,6 29,2 31,3 32,0 32,0 29,3 24,9 hodnota dynamického modulu pružnosti nebola merateľná ZISTENÉ VLASTNOSTI ŽELEZOBETÓNOVÉHO PRIEHRADOVÉHO NOSNÍKA Nedeštruktívne skúšky Pevnosť betónu v tlaku nameraná Schmidtovým tvrdomerom je sumarizovaná v tab. 1. Namerané hodnoty boli upravené ďalšími súčiniteľmi: vplyv veku betónu α t = 0,9; vplyv vlhkosti betónu α w = 0,85; vplyv tvaru vzorky κ e = 1. Priemerná hodnota informatívnej pevnosti z výsledkov skúšok bola 56,9 ± 7,4 MPa. Rozdiely medzi jednotlivými meraniami boli 13 %. Zaručená pevnosť v tlaku stanovená touto metódou bola 40,6 MPa. Na nosníku sa vykonali aj merania permeability povrchu betónu pomocou Torrentovej metódy (tab. 2), ktoré boli uskutočnené oproti miestam merania pevnosti (miesta merania 1, 2, 3, 5, 6, 10 a ). Priľnavosť povrchových vrstiev betónu k hlbším vrstvám je definovaná ako pevnosť v ťahu povrchovej vrstvy, ktorej namerané hodnoty sú zosumarizované v tab. 3. Pevnosť v ťahu dosahovala relatívne vysoké hodnoty v rozmedzí 3 a 4 MPa. Označenie polohy meraní na stanovenie dynamického modulu pružnosti betónu priehradového nosníka sú znázornené na obr. 8 a namerané hodnoty sú v tab. 4. S výnimkou troch meraní sa hodnoty dynamického modulu pružnosti pohybujú medzi 24,9 a 34,9 GPa. Tieto hodnoty korelujú s nedeštruktívne na- 54 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

57 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 9 10 Obr. 8 Schéma usporiadania ultrazvukových meraní modulu pružnosti Fig. 8 Scheme of the transit time of the ultrasonic wave measurement at the bridge truss girder Obr. 9 Zaťažovacia sústava nosníka Fig. 9 Truss girder just before the load test Obr. 10 Usporiadanie meracích zariadení (p1, p2, a, b, c, d, e, f, g) a zaťažovacích hydraulických lisov so silomermi Fig. 10 Scheme of the arrangement of the measurement gauges (p1, p2, a, b, c, d, e, f, g) and loading hydraulic jacks equipped with force sensors during the load bearing test Obr. Meranie rozvoja trhlín počas zaťažovacej skúšky Fig. Measurements of the crack propagation during the load bearing test Obr. 12 Pretvorenie počas prvej fázy zaťažovania nosníka Fig. 12 Deformation during the course of the 1st loading cycle of the girder Obr. 13 Pretvorenie počas druhej fázy zaťažovania nosníka Fig. 13 Deformation during the course of the 2nd loading cycle of the girder 0 2 p1 a b c d e f g p % % 30% % % % 70% 80% 90% 0% Deformácia [mm] Deformácia [mm] p1 a b c d e f g p2 0% východiskový stav v 2. kroku 10% 20% 30% 40% % 60% 70% 80% 90% 100% meranými pevnosťami v tlaku (tab. 1) a v ťahu (tab. 3). Zaťažovacia skúška nosníka Priehradový nosník bol prevezený na Slovensko z Maďarska v rámci cezhraničnej odbornej spolupráce. Zaťažovacia skúška nosníka sa vykonala v laboratóriu TSÚS v Bratislave. Pred samotnou zaťažovacou skúškou bola vykonaná statická analýza nosníka, pri ktorej sa ukázalo, že najvhodnejší spôsob zaťaženia nosníka je rovnomerné zaťaženie cez styčné uzly v hornom páse. Tento typ zaťaženia vyvodzuje vo všetkých prvkoch nosníka napätosť úmernú ich vystuženiu. Vychádzajúc z materiálových vlastností získaných výskumom na iných obdobne starých mostov bolo možné predpovedať maximálnu únosnosť nosníka a určiť jednotlivé zaťažovacie stupne. Počas zaťažovacej skúšky sa okrem priehybu (obr. 9 a 10) sledovali vo vyznačených miestach aj pomerné pretvorenia (obr. 14) a zaznamenával sa rozvoj a šírka trhlín (obr. ). Prvé trhliny sa objavili na spodnej pásnici takmer okamžite na začiatku zaťažovacej skúšky a dosiahli ku koncu až 1,5 mm. Drobné trhliny sa v súlade s predpokladmi objavili aj v rámci ťahaných diagonál. Pretvorenie počas prvej a druhej fázy zaťažovania nosníka je znázornené na obr. 12 a 13. Po ôsmom kroku (obr. 12), keď zaťaženie prekročilo 80 % predpokladanej únosnosti nosníka, je z priebehu pretvorení zrejmé, že výstuž dosiahla medzu klzu, a teda časť deformácie bola už trvalá, o čom svedčí aj zostatkový priehyb po odľahčení nosníka. Na obr. 14 sú znázornené meracie body pomerných pretvorení. Namerané hodnoty v jednotlivých zaťažovacích krokoch sú na obr. 15. Po odľahčení nosníka z 90 % vypočítanej únosnosti sa všetky pomerné pretvorenia vrátili na pôvodné hodnoty, okrem spodnej pásnice. Priehradový nosník sa počas zaťažovania správal presne tak, ako bolo predpokladané na základe numerickej analýzy. Všetky uzly mali dostatočnú kapacitu a ich statické pôsobenie je možné označiť za kĺbové. K porušeniu nosníka došlo roztrhnutím výstuže spodného pásu v mieste oslabenom otvorom, cez ktorý bola pripojená výstuž diagonál (obr. 17). Skutočná nameraná únosnosť priehradového nosníka bola 102 % z vopred vypočítanej hodnoty. K takémuto presnému odhadu únosnosti napomohol fakt, že tok síl v priehradovom nosníku je jedno- 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 55

58 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Pomerné pretvorenie [mm/m] bod 1 bod 2 bod 3 bod cyklus zaťažovania 2. cyklus 5 zaťažovania Stupeň zaťaženia značný, uzly sa pri vysokých hodnotách zaťaženia správali ako kĺby, a taktiež skutočnosť, že vlastnosti materiálov boli na základe predošlého výskumu obdobne starých mostov dobre odhadnuté. Ak porovnáme priebeh zaťažovacej skúšky s priebehom zaťažovacích skú šok uvádzaných v historickej literatúre z roku 1908 [16], môžeme konštatovať, že skúmaný nosník sa správal duktilnejšie. V prípade nosníka odskúšaného v TSÚS bol pozorovaný výrazný nárast priehybu (na dvojnásobok) pri zväčšení zaťaženia z 80 % na 90 % maximálnej únosnosti (obr. 12). V prípade zaťažovacích skúšok nosníkov uvádzaných v [16] nebol pozorovaný taký výrazný nárast deformácií pri týchto hladinách namáhania, pohyboval sa na úrovni cca 20 % (pri zvýšení zaťaženia z 80 % na 90 % MSÚ). Treba však podotknúť, že všetky skúmané nosníky uvádzané v [16] boli od nosníka odskúšaného v TSÚS výrazne subtílnejšie a líšili sa aj vystužením a v niektorých prípadoch aj typom priehradovej sústavy. Graficky spracované údaje zo zaťažovacej skúšky nosníkov typu Visintini (výška nosníka 2 mm, rozpätie 5,8 m) uskutočneného v Paríži pred rokom 1908 sú uvedené na obr. 19. Hĺbka karbonatácie Karbonatácia bola stanovovaná na štyroch jadrových odvrtoch z priehradového nosníka pomocou fenolftaleínu (tab. 5). Hĺbku karbonatácie v rozmedzí 13 a 33 mm pri betóne starom približne 100 rokov možno považovať za relatívne nízku. Mechanické vlastnosti Výsledky skúšok mechanických vlastností na štyroch jadrových odvrtoch sú zhrnuté v tab. 6. Valcová pevnosť v tlaku bola prepočítaná na kocky s hranou 1 mm kvôli približnému zatriedeniu do súčasných tried podľa STN EN [13]. Na základe uvedených výsledkov deštruktívnych skúšok bol betón podľa tabuľky 1 STN EN [13] zatriedený do pevnostnej triedy C 12/15 podľa STN EN 206 [14]. Okrem mechanických vlastností betónu sa odobralo aj osem vzoriek výstuže z rôznych častí priehradového nosníka. Výsledky sú uvedené v tab. 7. Pracovné diagramy boli vzájomne podobné (obr. 20 a 21). Povrchová úprava výstuží bola hladká (obr. 5). 16a 16b Obr. 14 Miesta merania pomerných pretvorení (1, 2, 3, 4) počas zaťažovacej skúšky Fig. 14 Arrange ment of relative strain measurements (1, 2, 3, 4) during the load bearing test Obr. 15 Pomerné pretvorenia počas zaťažovacej skúšky nosníka Fig. 15 Strains during loading of the girder Obr. 16 a) Priehradový nosník tesne po porušení, b) celkový kolaps nosníka Fig. 16 a) Truss girder just after the failure, b) total collapse of the girder Obr. 17 Roztrhnutie výstuže spodného pásu (foto pred celkovým kolapsom nosníka) Fig. 17 Rupture of reinforcement of the bottom flange (photo before failure of the whole girder) BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

59 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Deformácia [mm] Vzdialenosť od podpery [mm] % 20% 30% 40% % 60% 70% 80% 90% Tab. 6 Objemová hmotnosť, modul pružnosti a pevnosť v tlaku na jadrových odvrtoch Tab. 6 Volume density, elasticity module and compressive strength on the drilled cores Číslo vzorky Priemer [mm] Objemová hmotnosť [kg/m 3 ] Dynamický modul pružnosti* [GPa] Youngov modul pružnosti [GPa] Valcová pevnosť v tlaku [MPa] Kocková pevnosť v tlaku [MPa] 1 102, ,6 19,8 16,03 19, , ,6 15,6 14,99 18, , ,9 13,4 20,25 25, , ,1 15,3 16,43 19,4 * dynamický modul pružnosti bez úpravy zmenšovacím koeficientom κ u [15] Tab. 5 Stanovenie hĺbky karbonatácie Tab. 5 Determination of the carbonation depth Číslo vzorky Hĺbka karbonatácie [mm] Obr. 18 Historická fotka zo zaťažovacej skúšky nosníka typu Visintini uskutočnenej pred rokom 1908 [16] Fig. 18 Historical photo of a load test of the Visintini girder carried out sometimes before 1908 [16] Obr. 19 Grafické znázornenie priebehu zaťažovacej skúšky nosníka typu Visintini odskúšaného pred rokom 1908 v Paríži Fig. 19 Graphic representation of the load test of the Visintini girder tested before 1908 in Paris Obr. 20 Pracovný diagram výstuže (pásoviny) z dolného pásu priehradového nosníka Fig. 20 Stress-strain diagram of steel strip from the bottom flange of truss girder Obr. 21 Pracovný diagram výstuže (Ø 18) z diagonály Fig. 21 Stress-strain diagram of steel reinforcement (Ø 18) from the diagonal Tab. 7 Mechanické vlastnosti betonárskej ocele priehradového nosníka Tab. 7 Mechanical properties of concrete reinforcement of truss girder Vzorka Poloha výstuže Rozmer výstuže Medza klzu Medza pevnosti Ťažnosť A [mm] [MPa] [MPa] [%] 1 dolný pás 60 x dolný pás 60 x diagonála Ø diagonála Ø zvislá v podpere Ø horný pás Ø horný pás Ø zvislá v strede Ø ZÁVER Z dosiahnutých výsledkov je zrejmé, že betón približne 100-ročného priehradového nosníka má nasledovné vlastnosti: priemerná pevnosť betónu stanovená nedeštruktívne Schmidtovým tvrdomerom (na skarbonatovanom povrchu hrúbky 20 až 30 mm) bola až 57 MPa, čo je takmer trojnásobok voči pevnostiam nameraným na odvrtoch (21 MPa po prepočte na kockovú pevnosť). V rámci realizovaného výskumu 100 rokov starých mostov bol viackrát pozorovaný výrazný rozdiel medzi pevnosťami stanovenými Schmidtovým tvrdomerom na skarbonatovanom povrchu a pevnosťou stanovenou na odvrtoch. Nedeštruktívne skúšky často výrazne precenili reálnu pevnosť betónu v konštrukcii [17] a bez doplnenia skúšok na vývrtoch môžu byť veľmi zavádzajúce, ťahová pevnosť 3 až 4 MPa, stanovená na základe prídržnosti v rámci odtrhovej skúšky, je pomerne vysoká a koreluje s vysokou pevnosťou v tlaku stanovenou nedeštruktívnym Napätie [MPa] Napätie [MPa] Ťažnosť [%] Ťažnosť [%] 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 57

60 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Literatúra: [1] WELLER, B., TACHE, M. Massive Brücken in Mitteldeutschland. Betonund Stahlbetonbau. 2006, Vol. 101, No. 4, p [2] DEINHARD, J. M. Vom Caementum zum Spannbeton. Band II. Massivbrücken gestern und heute. Wiesbaden/Berlin: Bauverlag, [3] BECHYNĚ, S. Technický průvodce 12 Mostní stavitelství Betonové mosty trámové a rámové. Praha: SNTL, [4] BEKE, J., RICHTER, K. Vasbetétes betonszerkezetek, Budapešť, Maďarsko, [5] STN EN Skúšanie betónu v konštrukciách. Časť 2: Nedeštruktívne skúšanie. Stanovenie tvrdosti odrazovým tvrdomerom [6] STN EN Skúšanie betónu. Časť 4: Určenie rýchlosti ultrazvukového impulzu [7] STN EN Metódy skúšania mált na murovanie. Časť 12: Stanovenie prídržnosti zatvrdnutých spodných a krycích omietkových mált k podkladom [8] TORRENT, R., FRENZER, G. Study on methods to determine and judge characteristic values of the cover concrete on site. Bern: Bundesamt für Strassenbau, [9] STN A-1/88. Zaťažovacie skúšky stavebných konštrukcií. Spoločné ustanovenia [10] STN EN Výrobky a systémy na ochranu a opravu betónových konštrukcií. Skúšobné metódy. Skúšanie hĺbky karbonatizácie v zatvrdnutom betóne fenolftaleínovou metódou [] STN ISO Betón. Stanovenie statického modulu pružnosti v tlaku [12] STN EN Skúšanie betónu v konštrukciách. Časť 1: Vzorky z jadrového vŕtania. Odber, preskúmanie a skúška pevnosti v tlaku [13] STN EN Stanovenie pevnosti betónu v tlaku v konštrukciách a v betónových prefabrikátoch [14] STN EN 206. Cor. 1 2/15, NA /15. Betón. Špecifikácia, vlastnosti, výroba a zhoda [15] ČSN Nedeštruktívne skúšanie betónových konštrukcií. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, [16] ŠPAČEK, S. Betonové, železem vystužené trámy. Cement, železo a beton. Zvláštní otisk z časopisu. Praha, [17] PAULÍK, P. Historické aspekty hodnotenia spoľahlivosti betónových mostov. Bratislava, Habilitačná práca. STU v Bratislave, Stavebná fakulta, Katedra betónových konštrukcií a mostov. spôsobom. Obe tieto namerané pevnosti sú však v rozpore s pevnosťami stanovenými na odvrtoch. Tieto odchýlky je zrejme možné pripísať hrubej vrstve skarbonatovaného betónu (13 až 33 mm), hĺbka karbonatácie v rozmedzí 13 až 33 mm (priemerne 25 mm) je pri uvážení veku betónu (100 rokov), jeho nízkej pevnosti (C12/15) a vysokej permeability, ako aj prostredia, akému bol nosník vystavený (XC3), pomerne nízka, betón vykazoval vysokú permeabilitu povrchových vrstiev, priemerný dynamický modul pružnosti zistený nedeštruktívne ultrazvukovou metódou (19,6 GPa po prepočte zmen - šovacím súčiniteľom podľa [15]) je približne o 20 % vyšší ako normový mo dul pružnosti zistený na odvrtoch (16 GPa). Počas zaťažovacej skúšky sa priehradový nosník správal tak, ako bolo predpokladané na základe predchádzajúcej numerickej analýzy. Jasný tok síl, ktorý je možné pri takejto konštrukcii predpokladať, umožnil stanoviť veľmi presne predpokladanú únosnosť pomocou jednoduchého výpočtového modelu. Roz diel medzi predpokladanou a skutočnou únosnosťou bol približne 2 %. Veľký priehyb a nadmerný rozvoj trhlín svedčia o požadovanom ťažnom charaktere správania sa nosníka. Pri posudzovaní starých mostov sa odporúča vždy vykonať odvrty z konštrukcie a nespoliehať sa len na nedeštruktívne stanovenie mechanických parametrov betónu. Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV a Univerzitného vedeckého parku STU Bratislava (ITMS: ). Ing. Peter Paulík, PhD. SvF STU v Bratislave Katedra betónových konštrukcií a mostov peter.paulik@stuba.sk Ing. Patrik Ševčík TSÚS Bratislava sevcik@tsus.sk Ing. Michal Bačuvčík TSÚS Bratislava bacuvcik@tsus.sk Ing. Katarína Gajdošová, PhD. SvF STU v Bratislave Katedra betónových konštrukcií a mostov katarina.gajdosova@stuba.sk Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. ARCHEOPARK PAVLOV SBÍRÁ OCENĚNÍ Hlavní cenu v soutěži Česká cena za architekturu 2017 dostali Radko Květ a Pavel Pijáček za areál Archeoparku Pavlov na Břeclavsku, který leží přímo v lokalitě archeologického naleziště na místě osídlení z období mladého paleolitu. Vítěz vzešel z šesti finalistů, celkem se do druhého ročníku soutěže pořádané Českou komorou architektů přihlásilo 249 děl. Oceněné projekty jsou až do 28. ledna 2018 vystaveny v Galerii Jaroslava Fragnera v Praze. Archeopark je 4 m pod zemí, do exteriéru vystupují prosvětlovací věže, nálevkovitě tvarovaný vstup a výhledy na Pavlovské vrchy a vodní nádrž Nové Mlýny. Stavba má evokovat jeskynní prostory. Přímo do expozice tvůrci zakomponovali naleziště mamutích kostí. Porota ocenila jeho celkové působení i s péčí vybrané a použité materiály, jako je pohledový beton litý do bednění z přírodního dřeva v podzemí a naopak probarvený litý beton s vápencovým kamenivem uplatněný v nadzemní části (více o Archeoparku Pavlov v Beton TKS 5/2016, pozn. redakce). Dalším oceněním je první místo v soutěži CEMEX Building Award vyhlašované v Mexiku. Podle poroty je pavlovské muzeum věnované kultuře lovců mamutů nejlepším veřejným prostorem z betonu postaveným v roce Do letošního ročníku bylo přihlášeno celkem 70 staveb ze 17 zemí z celého světa. 4. října Archeopark Pavlov získal také prestižní ocenění Iconic Awards 2017 v německém Mnichově v kategorii Best of the Best. Iconic Awards je první nezávislá mezinárodní soutěž v oblasti architektury a designu, která se zaměřuje na interdisciplinární spolupráci. Soutěž oceňuje zejména vizionářského ducha architektonického zpracování a udržitelnost projektu. Připomeňme ještě ocenění získaná v loňském roce: Stavba roku 2016, Stavba Jihomoravského kraje 2016 a 2. místo v kategorii Muzejní počin roku 2016 v Národní soutěži Gloria musaealis. Zdroj: ČTK, stavbaweb.cz 58 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

61 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH MOŽNOSTI POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE PRO NEDESTRUKTIVNÍ ANALYZOVÁNÍ STRUKTURNÍCH ZMĚN MALTY VYSTAVENÉ KOMBINACI NEPŘÍZNIVÝCH VLIVŮ POSSIBILITIES OF COMPUTED TOMOGRAPHY FOR NON-DESTRUCTIVE ANALYSING OF STRUCTURAL CHANGES OF MORTAR EXPOSED TO ADVERSE EFFECTS COMBINATION Tomáš Melichar, Jiří Bydžovský Článek je zaměřen na využití počítačové tomografie (jako jedné z metod) pro nedestruktivní analyzování třídimenzionální struktury nově vyvíjené malty vystavené kombinaci nepříznivých vlivů. Konkrétně byl kompozit na bázi směsné polymercementové matrice, pórovitého a hutného kameniva vystaven působení prostředí o zvýšené koncentraci oxidu uhličitého s následným namáháním extrémními teplotami. Vyvíjená hmota byla exponována v plynném prostředí po dobu 3 a také 5 měsíců s následným teplotním šokem až do 1000 C. Kromě posouzení tomografem byly sledovány a hodnoceny i vybrané fyzikálně-mechanické či chemické charakteristiky včetně mikrostruktury. Nastolené podmínky simulovaly kritický scénář, který se může odehrát na reálné konstrukci. Vyvíjený materiál by mohl nalézt uplatnění v dopravním stavitelství např. při sanaci ostění tunelů. The article is focused on use of computed tomography (as one of methods) for non-destructive analysing of three-dimensional structure of a newly developed mortar exposed to combined adverse effects. This composite based on blended polymer-cement matrix, lightweight and dense aggregate, was exposed to environment of increased concentration of carbon dioxide with subsequent stress by extreme temperatures. The developed material was exposed to gas environment for 3 and also 5 months with further thermal shock up to 1000 C. Except the assessment by tomography, selected physicalmechanical or chemical characteristics including microstructure were monitored and evaluated. Set-up conditions simulated a critical scenario that could take place on a real structure. The developed material could be applied in transport engineering e.g. rehabilitation of tunnel lining. Trvanlivost patří mezi klíčové vlastnosti stavebních hmot. Při vývoji nových či inovaci a optimalizaci složení stávajících materiálů je nutné soustředit se na jejich chování v různých nepříznivých prostředích. Výsledné vlastnosti a jejich změny ovlivňuje řada faktorů. Běžným jevem, ke kterému dochází při expozici cementových hmot klimatickým podmínkám exteriéru, je karbonatace. Zjednodušeně lze konstatovat, že při karbonataci reaguje Ca(OH) 2 obsažený v cementové matrici s CO 2, pocházejícím z atmosféry, za vzniku CaCO 3. Komplex reakcí probíhajících při karbonataci je však mnohem komplikovanější. Během karbonatace totiž dochází v několika fázích k různým jevům, což ve svém důsledku vede ke zhoršení vlastností výsledného kompozitu na bázi cementové matrice. Touto problematikou se již zabývalo a stále zabývá mnoho autorů. Odolnost betonu vůči karbonataci podrobně popsal Thomas a kol. [1], Kou a kol. [2], Faella a kol. [3], Sisomphon a Franke [4], Matoušek a Drochytka [5]. Zhoršení vlastností konstrukčního materiálu vlivem karbonatace by mohlo mít zásadní vliv na jeho chování v různých extrémních situacích, např. při působení vysokých teplot při vzniku požáru. Jevy, které nastávají při rostoucí teplotě v kompozitních materiálech na bázi cementové matrice (malty, betony atd.) jsou taktéž poměrně podrobně definovány v mnoha vědeckých publikacích. Byly popsány i např. vlivy různého složení hmot na teplotní odolnost, což uvádí např. Horszczaruk a kol. [7], Wang [8] a Donatello a kol. [6]. Nicméně je patrné, že za reálných podmínek působí běžně více nepříznivých vlivů buď následně za sebou, či v nejhorším případě současně. Synergické působení různých činitelů se pak projeví mnohem negativněji na vlastnostech a chování daného materiálu. Působení vysokých teplot s následným posouzením odolnosti vůči karbonataci prezentuje např. Wang a kol. [9]. Autoři tohoto článku se zabývají situací, kdy byl beton vystaven teplotnímu namáhání a následně prostředí o zvýšené koncentraci CO 2. Zajímavý a neméně podstatný je ovšem i případ, kdy beton či malta odolává dlouhodobému působení CO 2 s následným vznikem požáru, což příliš prozkoumáno není. Wang a kol. poměrně detailně zkoumá vlastnosti dvou typů betonu (typické složení a modifikované pojivo vysokoteplotním popílkem) při působení maximální teploty 5 C. Teploty požáru však mohou dle výzkumu, který prezentuje Garlock a kol. [10] dosahovat běžně i C, proto je v tomto článku věnována pozornost právě ověření nově vyvíjené malty s obsahem zvýšeného množství alternativních surovin při synergickém působení několika nepříznivých prostředí. Konkrétně jde o analýzu vlivu karbonatace s následným teplotním zatížením až do C. Pro podrobné studium strukturních změn testované hmoty je využito rentgenové tomografie (Computed Tomography, CT), což není pro tento účel příliš rozšířená metoda. Hodnocením pórovité struktury a trhlin v cementové pastě vystavené vysokým teplotám se zabývá např. Kim a kol. [], jehož výzkum prokázal, že při teplotách nad 900 C se vytvořila ve zkoumaných vzorcích síť trhlin zapříčiňující explozivní odstřelování. Využití analytické metody CT pro hodnocení struktury stavebních materiálů prezentuje také např. Wang a Dai [12]. Tito autoři posuzovali pórovitý systém vč. molekulární difuze cementových malt. METODIKA Při návrhu receptury polymercementové malty byl zohledněn fakt, že by se tato hmota měla vyznačovat jednak odolností vůči extrémním teplotám a současně by měla být i rezistentní vůči klimatickým vlivům (působení oxidu uhličitého). Záměrem bylo rovněž aplikování co možná nejvyššího množství alternativních surovin, jejichž využívání šetří primární zdroje. Jako pojivo byl použit portlandský cement (CEM I 42,5 R), který byl substituován v množství 35 % jemně mletou granulovanou vysokopecní struskou. Pro modifikaci pojiva byla využita také polymerní přísada, konkrétně disperzní prášek kopolymeru vinylacetátu a etylenu. Pro dosažení dobré teplotní odolnosti a současně pro zajištění dostatečných parametrů byla použita směs hutného a pórovitého kameniva. Směs kameniva sestávala z popílkového agloporitu o velikosti zrn 0 až 1 mm a amfibolitu o velikosti zrn 1 až 2 mm. Agloporit byl použit s ohledem na jeho schopnost odolávat působení zvýšené teploty, což proká- 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 59

62 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Tab. 1 Složení testované receptury pro kombinované působení oxidu uhličitého a vysokých teplot Tab. 1 Composition of tested mixture for combined effect of carbon dioxide and high temperatures Složka Množství [kg.m -3 ] cement CEM I 42,5 R 423 jemně mleta granulovaná vysokopecní struska 205 kopolymer vinylacetátu a etylenu 20 mikrosilika 26 agloporit 0-1 mm 621 amfibolit 1-2 mm 497 polypropylenová vlákna 1,2 voda 154 zal např. Černý a kol. [13]. Skutečnost, že lze s využitím agloporitu dosáhnout vysoké pevnosti výsledného kompozitu, prezentuje Černý a kol. [14] možností výroby lehkého vysokopevnostního betonu. Podstatnou složkou malty byla také polypropylenová vlákna. Dále byla využita také mikrosilika v dávce 4 % (z pojiva). Konzistence byla regulací dávky vody upravována tak, aby bylo docíleno dobré plastičnosti a přilnavosti čerstvé malty. Důvodem dosažení takovéto konzistence je možnost aplikace malty jako např. správkové hmoty pro opravy železobetonových konstrukcí. Pórovité kamenivo bylo předem nasyceno vodou. Nasákavost tohoto kameniva dosahuje cca 39 až 45 % (dle použité frakce). Míra nasycení z maximální nasákavosti činila 78 až 90 %. Nelze exaktně stanovit, kolik vody se uvolnilo během míchání směsí, tj. přesný vodní součinitel. Podrobné složení receptury analyzované malty je uvedeno v tab. 1. Celkem byly vyrobeny tři sady zkušebních těles o rozměrech mm. První sada těles byla testována po 28 dnech zrání, další dvě sady těles byly určeny pro dlouhodobější testování, tj. po třech a pěti měsících. Pro posouzení odolnosti vůči karbonataci byly malty uloženy v klimatizační komoře obsahující CO 2 o koncentraci 1 % při relativní vlhkosti 60 % tak, aby byla expozice ukončena ve stáří těles tří a pěti měsíců. Pro sledování vlivu extrémního teplotního namáhání byla všechna tělesa exponována při teplotách 22 (referenční), 400, 600 a C, a to jak po 28 dnech, tak po třech a pěti měsících. Tímto postupem bylo možné vzájemně komparovat vlastnosti a příp. mikrostrukturu v různém stáří a při působení různých expozičních podmínek. Teplotní zatěžování probíhalo v elektrických pecích s možností nastavení řízeného teplotního režimu. Nárůst byl zvolen cca 10 C/min vždy na danou maximální teplotu. Izotermní výdrž byla udržována po dobu 90 min. Chlazení probíhalo pozvolně v pecích při poklesu teploty přibližně 1 C/min. Pro hodnocení vlivu synergického působení expozičních podmínek byly u všech těles stanoveny objemové hmotnosti, změny hmotnosti a pevnostních charakteristik (pevnost v tlaku a tahu za ohybu) vč. vizuálního hodnocení. Využity byly jak fyzikálně-mechanické, tak fyzikálně-chemické (XRD rentgenová difrakční analýza, DTA diferenční termická analýza a FFT fenolftaleinový test), resp. mikrostrukturní analýzy (SEM elektronová mikroskopie a CT počítačový tomograf). SEM a CT byly využity pouze pro vybraná zkušební tělesa, jejichž průběh vlastností se jeví jako nejpodstatnější a zajímavý z hlediska probíhajících dějů ve struktuře, resp. mikrostruktuře analyzovaných malt. VÝSLEDKY A JEJICH DISKUZE Z hlediska testovaných parametrů byla nejprve stanovena objemová hmotnost a změny hmotnosti. Vzhledem k tomu, že diference mezi maltami různého stáří a uložení byly zanedbatelné, není zde graf uveden. Souhrnně lze s ohledem na změnu hmotnosti konstatovat, že expozicí při C docházelo k průměrnému poklesu do 10 %, přičemž teplotně neexponovaná malta vykazovala po 28 dnech kg.m -3, po 3 měsících kg.m -3 a po 5 měsících kg.m -3. Další hodnocenou charakteristikou byla pevnost v tlaku (obr. 1). Jak je patrné, tlaková pevnost se s rostoucím stářím malty zvyšuje. Průměrné hodnoty pevnosti byly stanoveny v rozmezí cca 45 až 48 N.mm -2 (bez teplotní expozice). Nepatrný nárůst pevnosti v tlaku se projevil po pětiměsíční expozici v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2. Jednalo se však pouze o změny v minimální míře. Při průběhu karbonatace jsou zdrojem krystalů kalcitu prekurzory Ca(OH) 2 (portlandit ve zhydratované matrici) a CO 2 (z agresivního prostředí). Pro počáteční fázi karbonatace vlivem působení CO 2 je u cementových kompozitů charakteristický nárůst pevností. Zlepšování fyzikálně-mechanických vlastností je způsobeno postupným zaplňováním pórů vzniklými produkty. Problém nastává následně, až poté co dojde k zaplnění pórů a rekrystalizaci uhličitanových novotvarů. Tehdy začíná postupné narušování struktury vyvolané krystalizačními tlaky. Vzhledem k tomu, že testovaná malta obsahuje pórovité kamenivo, by však mohl být negativní projev případně vzniklých expanzních tlaků vlivem tvorby kalcitu do určité míry eliminován. S ohledem na dosažené pevnosti v tlaku lze usuzovat na velmi mírný až zanedbatelný vliv karbonatace a to pouze pro stáří pět měsíců. Podstatná je také skutečnost, že karbonatací mohly být zasaženy spíše pouze povrchové partie, což by pro exaktní posouzení ovlivnění mechanických vlastností tímto jevem vyžadovalo využití např. metod pro stanovení tvrdosti povrchu. Hloubka karbonatace byla fenolftaleinovým testem hodnocena až v následující fázi výzkumu (obr. 5). Trend mírného zvyšování tlaku vlivem stáří a příp. karbonatace je patrný pouze po teplotní expozici malty do 400 C. Uvedené skutečnosti naznačují, a tedy potvrzují, že testovaná malta by se mohla nacházet (pokud se nachází) ve velmi raném stadiu karbonatace. Během tohoto stadia ještě nelze zaznamenat chemické, resp. mineralogické změny ve výrazné míře. Jemnozrnný aragonit se rozkládá cca od teploty 700 C a hrubozrnný vaterit až od přibližně 800 C. Pokud by byl tedy kalcit obsažen ve zvýšeném množství, rostoucí trend pevnosti zkarbonatované malty by byl s největší pravděpodobností zachován, a to i příp. u malty exponované až do teploty cca 700 C (při této teplotě se již začíná aragonit rozkládat). Zde by však také mohl hrát nezanedbatelnou roli vliv dekompozice i ostatních hydratačních produktů silikátové matrice, jako např. hojně obsažený portlandit a CSH fáze s amorfní strukturou. Expoziční teplota 400 C měla na pevnost v tlaku téměř zanedbatelný vliv, tj. pokles do cca 10 %. Znatelnější diference byly patrné až od zatížení teplotou 600 C, kdy se poklesy tlakové pevnosti pohybovaly v intervalu 21,5 až 32,2 %. Expoziční teplota C se již projevila na pevnosti v tlaku ve větším měřítku. Dosažené hodnoty naznačují mírné zlepšování teplotní odolnosti s rostoucím stářím malty. Jedná se však o diference v řádu několika procent. Byl identifikován mírně negativní vliv CO 2 o zvýšené koncentraci po pětiměsíčním uložení, kdy si referenční malta po teplotním namáhání C zachovala 35,6 % pevnosti v tlaku a malta exponovaná CO 2 vykazovala reziduální tlakovou pevnost 30,1 %. Vzhledem 60 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

63 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Pevnost v tlaku [N.mm -2 ] Expoziční teplota [ C] Změna pevnosti [%] Pevnost v tahu za ohybu [N.mm -2 ] Expoziční teplota [ C] Změna pevnosti [%] f c,28d Δf c,28d f c,3m-r Δf c,3m-r f c,3m-c Δf c,3m-c f c,5m-r Δf c,5m-r f c,5m-c Δf c,5m-c 1 2 f b,28d Δf b,28d f b,3m-r Δf b,3m-r f b,3m-c Δf b,3m-c f b,5m-r Δf b,5m-r f b,5m-c Δf b,5m-c k tomu, že průběh teplotní odolnosti je v případě jednotlivých expozičních teplot variabilní, nelze exaktně a s jistotou na základě pevnosti v tlaku konstatovat, že se jednalo o negativní vliv výhradně způsobený karbonatací. Ohybové pevnosti malty (obr. 2) se v porovnání s pevností v tlaku vyznačovaly již odlišným trendem. Po pěti měsících byl zaznamenán úbytek pevnosti v méně výrazné míře. Malty v prostředí bez zvýšené teploty vykazovaly pevnosti v tahu za ohybu v intervalu 6,2 až 7,3 N.mm -2. Mírný nárůst pevnosti v tlaku vlivem expozice v prostředí se zvýšenou koncentrací CO 2 byl zaznamenán pouze v případě malty vystavené tomuto negativnímu vlivu po dobu tří měsíců. Při expozici ve zmíněném prostředí po dobu pěti měsíců se však tento rostoucí trend neprojevil. Na základě průběhů pevnosti v tahu za ohybu včetně vlivu teplotního namáhání nelze jednoznačně usuzovat na negativní vliv karbonatace, a to jak na sledovanou pevnostní charakteristiku, tak na teplotní odolnost. Lze pouze konstatovat, že výsledky poukazují na dosažení velmi dobré teplotní odolnosti. Zbytková pevnost v tahu za ohybu po teplotním namáhání C dosahuje v případě malty vystavené působení CO 2 po pěti měsících 2,6 N.mm -2 (přibližně 38 % referenční hodnoty ohybové pevnosti). Malty byly hodnoceny také vizuálně, na obrázcích jsou zachycena reprezentativní zkušební tělesa ve stáří pěti měsíců po uložení v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 a i s následným působením extrémní teploty C (obr. 3 a 4). Jedná se o tělesa po provedení zkoušky pevnosti v tahu za ohybu. Jak je patrné z pořízených snímků, na lomových plochách nejsou patrné prakticky žádné poruchy. Lze pouze zaznamenat výraznější změnu odstínu zejména polymercementové matrice. Při vizuál ním pozorování trhliny identifikovány nebyly. Struktura hmoty se jeví kompaktní, a to jak na povrchových partiích, tak na lomové ploše reprezentující vnitřní strukturu. Hloubka karbonatace neboli přesněji změna ph malty, což s průběhem karbonatace souvisí, byla stanovena fenolftaleinovým testem. Pokles ph pod hodnotu 9,5, což fenolftaleinový test prokazuje, je charakteristický pro III. a IV. etapu karbonatace, kdy již dochází ke zhoršování parametrů daného kompozitu s matricí na cementové bázi. Fenolftalein byl aplikován pouze na lomové plochy zkušebních těles teplotně neexponovaných, a to ve stáří tři a pět měsíců. Reprezentativní tělesa jsou zachycena na snímcích na obr. 5. Průměrná hodnota hloubky karbonatace se pohybovala ve stáří tři měsíce na úrovni 0,8 mm a v případě hmot o stáří pět měsíců pak kolem 2,9 mm. Je 3a 4a Obr. 1 Porovnání pevnosti v tlaku a jejích změn Fig. 1 Compressive strength and its changes comparison Obr. 2 Porovnání pevnosti v tahu za ohybu a jejích změn Fig. 2 Bending tensile strength and its changes comparison Obr. 3 Vzorek malty exponované v prostředí se zvýšenou koncentrací CO 2 po pěti měsících bez teplotního namáhání (v grafech výše 5m-C ): a) povrch, b) detail lomové plochy Fig. 3 Sample of mortar exposed to environment with increased concentration of CO 2 after 5 months without thermal stress (in graphs marked as 5m-C ): a) surface, b) detail of fracture area Obr. 4 Vzorek malty exponované v prostředí se zvýšenou koncentrací CO 2 po pěti měsících s následným namáháním teplotní expozicí C (v grafech výše 5m-C ): a) povrch, b) detail lomové plochy Fig. 4 Sample of mortar exposed to environment with increased concentration of CO 2 after 5 months and subsequent exposition to C (in graphs marked as 5m-C ): a) surface, b) detail of fracture area 3b 4b 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 61

64 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Obr. 5 Lomová plocha zkarbonatované malty: a) tři měsíce, b) pět měsíců bez vysokoteplotní expozice Fig. 5 Fracture area of carbonated mortar: a) 3 months, b) 5 months without high temperature exposition Obr. 6 CT snímek malty exponované po dobu tří měsíců v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 (v grafech značeno 3m-C ) bez následného teplotního namáhání: a) řez, b) detail Fig. 6 CT picture of mortar exposed to environment of increased CO 2 concentration (in graphs marked as 3m-C ) without subsequent thermal stress for 3 months: a) cross section, b) detail Obr. 7 CT snímek malty exponované po dobu 3 měsíců v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 (v grafech značeno 3m-C ) s následným namáháním teplotou C: a) řez, b,c,d) detail Fig. 7 CT picture of mortar exposed to environment of increased CO 2 concentration (in graphs marked as 3m-C ) with subsequent thermal stress C for 3 months: a) cross section, b,c,d) detail Obr. 8 CT snímek malty exponované po dobu pěti měsíců v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 (v grafech značeno 5m-C ) bez následného teplotního namáhání: a) řez, b) detail Fig. 8 CT picture of mortar exposed to environment of increased CO 2 concentration (in graphs marked as 5m-C ) without subsequent thermal stress for 5 months: a) cross section, b) detail 5a 6a 7a 5b 6b 7b však nutné brát v potaz, že testovaná malta obsahovala pórovité kamenivo agloporit a to o velikosti zrn v rozmezí 0 až 1 mm. Tato skutečnost má zásadní vliv na pórovitou strukturu finálního kompozitního materiálu, a tím i na difuzní vlastnosti kompozitního systému, což ve svém důsledku značně přispívá ke schopnosti lépe absorbovat různé plynné sloučeniny, mimo jiné i CO 2. Struktura analyzované malty byla posouzena detailně pomocí CT. Ze snímků na obr. 6 a 8 je patrné, že struktura je poměrně kompaktní, kamenivo i pórovitý systém rovnoměrně rozloženy a matrice je bez výraznějších poruch či defektů. Na tělesech bez expozice v nepříznivém prostředí obsahujícím CO 2 včetně teplotního namáhání nebyly identifikovány prakticky žádné poruchy, a to i při detailnějším zkoumání. Dále jsou uvedeny pouze vybrané snímky malty testované po třech a pěti měsících, které zachycují strukturu zasaženou synergickým působením CO 2 a extrémních teplot (obr. 7 a 9). Jak je patrné, na tělesech byly po třech měsících zaznamenány trhliny o šířce v řádu μm, a to velmi ojediněle. Trhliny vzniklé po teplotní expozici u malty exponované po dobu tří měsíců v prostředí obsahující CO 2 se tvořily jak v matrici, tak v kamenivu (zejména hutném). Při detailnějším pozorování výstupů z CT bylo zjištěno, že identifiko- 7c 8a 7d 8b 62 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

65 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Obr. 9 CT snímek malty exponované po dobu pěti měsíců v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 (v grafech značeno 5m-C ) s následným namáháním teplotou C: a,e) řez, b,c,d,f,g,h,i,j) detail Fig. 9 CT picture of mortar exposed to environment of increased CO 2 concentration (in graphs marked as 5m-C ) with subsequent thermal stress C for 5 months: a,e) cross section, b,c,d,f,g,h,i,j) detail 9a 9b vané trhliny se vyznačovaly šířkou v řádu μm (obr. 7b). Při detailním pohledu na příčný řez (obr. 7c a 7d) je patrné, že se vlivem teplotního namáhání a působení CO 2 tvořily trhliny odlišného charakteru a délky. Byly zaznamenány jednak trhliny zasahující pouze matrici, které byly nepravidelného průběhu, jednak bylo možné zpozorovat trhliny, které měly počátek v pórech, přičemž byly směrem od těchto pórů orientovány paprskovitě (obr. 7d) a nakonec se jednalo o trhliny, jež svým průběhem kopírovaly okraje zrn hutného kameniva, kdy takto orientované trhliny probíhaly kontinuálně i kolem více zrn kameniva současně a zasahovaly také k okraji pórů (obr. 7d). V případě delší expozice v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 bez na máhání extrémními teplotami nebyly zaznamenány prakticky žádné trhliny či jiné poruchy, a to ani v okrajových partiích, kde byla fenolftaleinovým testem prokázána změna ph související s karbonatací (obr. 8). Snímky na obr. 9 zachycují strukturu malty po pětiměsíčním synergickém působení CO 2 a extrémních teplot. V tomto případě bylo zaznamenáno mírně vyšší množství poruch projevujících se vznikem trhlin. Opět však docházelo pouze k jejich minimálnímu výskytu. Dle výskytu byly zaznamenány převážně dva typy trhlin, a to trhliny tvořící se v oblasti pórů a dále trhliny v kontaktní zóně kameniva a matrice. Podstatné je, že se jednalo o kontaktní zónu hutného kameniva (amfibolitu). Velmi ojediněle byly identifikovány trhliny procházející matricí a pórovitým kamenivem (obr. 9b a 9f). V případě všech identifikovaných trhlin na tělesech ve stáří pěti měsíců byla opět zaznamenána šířka těchto trhlin pouze v řádech μm. Ve struktuře byly místy patrné také trhliny probíhající kontinuálně na rozhranní matrice a hutného kameniva s návazností průběhu pórovitým kamenivem (obr. 9d). Ve struktuře testované malty bylo možné místy evidovat zřetelně i větší zrna pórovitého kameniva (agloporitu), kdy bylo možné zpozorovat i drob- 9c 9e 9g 9i 9d 9f 9h 9j 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 63

66 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Obr. 10a,b SEM snímek malty exponované v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 po pěti měsících Fig. 10a,b SEM picture of mortar exposed to increased concentration of CO 2 after 5 months Obr. a,b SEM snímek malty exponované v prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 po pěti měsících s následnou expozicí při C Fig. a,b SEM picture of mortar exposed to increased concentration of CO 2 after 5 months and subsequent exposition to C 10a 10b a b né trhliny nacházející se v oblasti tohoto kameniva (obr. 9i). S ohledem na komplexní posouzení analyzované hmoty byly provedeny i další fyzikálně-chemické analýzy, konkrétně DTA a XRD, kterými byl kvantitativně a kvalitativně posouzen průběh karbonatace. Pro tyto analýzy byly odebrány vzorky jednak povrchových partií malty a jednak i z jádra zkušebního tělesa. Výsledky DTA (odebrané z jádra těles) poukazují na skutečnost, že došlo k mírnému zvýšení obsahu kalcitu (převážně ve formě aragonitu) v případě expozice malt prostředí o zvýšené koncentraci CO 2, což potvrdila i mírně zvýšená intenzita píků (XRD) kalcitu u vzorků exponovaných v komoře s obsahem CO 2. Výše uvedené tvrzení je však platné jen pro stáří malty pět měsíců a nárůst množství kalcitu byl stanoven pouze ve stopovém množství. Za dominantní složku matrice testované malty lze označit CSH gely, což se projevilo zejména na výstupech XRD. V případě vzorků odebraných z povrchových partií byl analýzami zaznamenán i vaterit a vyšší intenzita píků kalcitu. Pomocí elektronového mikroskopu bylo umožněno detailně prozkoumat mikrostrukturu testované malty. Pozornost byla zaměřena na posouzení synergického působení plynného CO 2 o zvýšené koncentraci a extrémních teplot do C. Při hodnocení mikrostruktury byl hodnocen stupeň narušení matrice, příp. kontaktní zóny matrice a kameniva. Vybrané snímky SEM malty (vzorky odebrané z jádra zkušebních těles) ve stáří pěti měsíců jsou uvedeny na obr. 10 a. Na snímcích SEM (obr. 10a) je zřetelně pozorovatelná typická struktura jak matrice, tak pórovitého kameniva včetně jejich kontaktní zóny, kdy se jednalo o maltu tepelně neexponovanou. Jak je patrné, matrice se jeví jako kompaktní s dokonalou návazností na povrch Zdroje: [1] THOMAS, C., SETIEN, J., POLANCO J. A., et al. Durability of recycled aggregate concrete. Construction Building Materials. 2013, Vol. 40, p [2] KOU, S. C., POON, C. S. Long-term mechanical and durability properties of recycled aggregate concrete prepared with the incorporation of fly ash. Cement and Concrete Composites. 2013, Vol. 37, p [3] FAELLA, C., LIMA, C., MARTINELLI, E., et al. Mechanical and durability performance of sustainable structural concretes: An experimental study. Cement and Concrete Composites. 2016, Vol. 71, p [4] SISOMPHON, K., FRANKE, L. Carbonation rates of concretes containing high volume of pozzolanic materials. Cement and Concrete Research. 2007, Vol. 37, No. 12, p [5] MATOUŠEK, M., DROCHYTKA, R. Atmosférická koroze betonů. Praha: IKAS ČKAIT, ISBN [6] HORSZCZARUK, E., SIKORA, P., CENDROWSKI, K., MIJOWSKA, E. The effect of elevated temperature on the properties of cement mortars containing nanosilica and heavyweight aggregates. Construction and Building Materials. 2017, Vol. 137, p [7] WANG, H. Y. The effects of elevated temperature on cement paste containing GGBFS. Cement and Concrete Composites. 2008, Vol. 30, No. 10, p [8] DONATELLO, S., KUENZEL, C., PALOMO, A., FERNÁNDEZ- JIMÉNEZ, A. High temperature resistance of a very high volume fly ash cement paste. Cement and Concrete Composites. 2014, Vol. 45, p [9] WANG, W., LU, C., LI, Y., YUAN, G., LI, Q. Effects of stress and high temperature on the carbonation resistance of fly ash concrete. Construction and Building Materials. 2017, Vol. 138, p [10] GARLOCK, M., PAYA-ZAFORTEZA, I., KODUR, V., GU, L. Fire hazard in bridges: Review, assessment and repair strategies. Engineering Structures. 2012, Vol. 35, p [] KIM, K. Y., YUN, T. S., PARK, K. P. Evaluation of pore structures and cracking in cement paste exposed to elevated temperatures by X-ray computed tomography. Cement and Concrete Research. 2013, Vol., p [12] WANG, Y. S., DAI, J. G. X-ray computed tomography for pore-related characterization and simulation of cement mortar matrix. NDT & E International. 2017, Vol. 86, p [13] ČERNÝ, V. Quality of the structure of ash bodies based on different types of ash. Materiali in Tehnologije. 2015, Vol. 49, No. 4, p [14] ČERNÝ, V., KOCIÁNOVÁ, M., DROCHYTKA, R. Possibilities of Lightweight High Strength Concrete Production from Sintered Fly Ash Aggregate. Procedia Engineering. 2017, Vol. 195, p [15] ČSN EN Nedestruktivní zkoušení Radiografické metody Počítačová tomografie Část 1: Terminologie. Praha: ÚNMZ, [16] ČSN EN Nedestruktivní zkoušení Radiační metody Počítačová tomografie Část 2: Princip, zařízení a vzorky. Praha: ÚNMZ, [17] ČSN EN Nedestruktivní zkoušení Radiační metody Počítačová tomografie Část 3 Pracovní postup a vyhodnocení. Praha: ÚNMZ, BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

67 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH kameniva (agloporitu). Dále byl identifikován karbonátový komplex (obr. 10b). Produkty karbonatace však byly v mikrostruktuře malt nalezeny velmi ojediněle. Mikroskopem byla analyzována i dlouhodobě exponovaná malta s následným extrémním teplotním zatížením (obr. a), přičemž na tomto snímku je zachycena typická reprezentativní struktura testované malty po pětiměsíční expozici v komoře obsahující CO 2 s následným teplotním šokem C. Lze zpozorovat degradovanou matrici, což je způsobeno extrémní teplotou, a s tím souvisejícím rozkladem zejména hydratačních produktů (portlandit, CSH gely atd.) včetně případných produktů karbonatace, tj. uhličitých sloučenin (aragonit, karbonátový komplex aj.). I přes extrémní namáhání kombinací nepříznivých vlivů je patrné velmi dobré spolupůsobení pórovitého kameniva (agloporitu) s matricí (obr. b). Lze rovněž konstatovat, že pomocí SEM nebylo identifikováno větší množství trhlin, což koresponduje s výstupy CT. ZÁVĚR S přihlédnutím k dosaženým výsledkům a nabytým zjištěním lze konstatovat, že využitím vyššího množství alternativních surovinových zdrojů lze vyrobit polymercementový kompozit značně odolný vůči synergickému působení nepříznivých vlivů. Je možné usuzovat na velmi příznivé spolupůsobení popílkového agloporitu v polymercementové matrici. Dále je evidentní, že vliv působení prostředí o zvýšené koncentraci CO 2 po dobu pěti měsíců nemá téměř žádný vliv na teplotní odolnost zkoumané polymercementové malty. Vhodným složením polymercemetových kompozitů lze výrazně regulovat jejich výsledné (požadované) vlastnosti. Podstatným zjištěním je skutečnost, že lokalita výskytu trhlin identifikovaných pomocí počítačové tomografie nekorespondovala s prokázanou oblastí karbonatace, kdy případné ojedinělé trhliny vznikaly rovnoměrně v celé struktuře zkušebních těles malt, přičemž karbonatace výrazněji probíhala pouze do vzdálenosti 3 mm od povrchu těles. Lze se proto domnívat, že příčinou vzniku trhlin je primárně působení extrémních teplot a vliv karbonatace je s ohledem na identifikované poruchy téměř zanedbatelný. Počítačová tomografie se pro hodnocení struktury kompozitní hmoty zasažené variací nepříznivých prostředí ukázala jako velmi účinná a efektivní, neboť pomocí této techniky bylo možné jednoznačně nedestruktivně prokázat vznik případných poruch, jejich četnost, charakter, lokalitu a koncentraci výskytu včetně ostatních podstatných faktorů vedoucích k objasnění chování konkrétní hmoty za daných působících podmínek. Pomocí počítačové tomografie lze rovněž posoudit trojrozměrnou strukturu dané hmoty z hlediska rozložení jednotlivých složek, jejich návaznost, homogenitu, příp. anomálie atd. Při vývoji nových progresivních hmot, příp. modifikace stávajících materiálů alternativními surovinami představuje CT zcela nepochybně moderní analytickou techniku, která má zajisté své nezastupitelné místo a uplatní se jako klíčová pro doplnění výstupů z běžně používaných analýz, jako je v tomto případě XRD, DTA, SEM a fenolftaleinový test včetně stanovení základních fyzikálně-mechanických charakteristik (objemová hmotnost, pevnost atd.). Z hlediska navazujícího výzkumu se jako velmi zajímavé jeví testování vyvíjené polymercementové malty v nepříznivém prostředí (obsahujícím CO 2 ) v řádu několika let a také i výrazněji akcelerovaným testem, např. s nastolením podmínek intenzívnější cirkulace CO 2 přímo skrz testovaný kompozit (zvýšením tlaku plynu apod.) se současným zvýšením koncentrace agresivního média. Tento příspěvek vznikl za finanční podpory projektu GA ČR S s názvem Studium kinetiky dějů probíhajících v kompozitním systému při extrémních teplotách a vystavených agresivnímu prostředí. Článek byl dále vytvořen v rámci řešení projektu č. FAST-S s názvem Unikátní analytické metody pro posouzení souvislosti vlastností a struktury stavebních hmot na bázi surovin z alternativních zdrojů. Ing. Tomáš Melichar, Ph.D. melichar.t@fce.vutbr.cz doc. Ing. Jiří Bydžovský, CSc. bydzovsky.j@fce.vutbr.cz oba: Fakulta stavební VUT v Brně Ústav technologie stavebních hmot a dílců Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. INZERCE PRO VÁS! EDIČNÍ PLÁN BETON TKS NA ROK 2018 Číslo Hlavní téma CENÍK Objednání inzerce Dodání inzerce Formát Umístění Cena v Kč A4 4. strana obálky ,- A4 3. strana obálky 000,- A4 vnitřní strana ,- 1/2 A4 vnitřní půlstrana ,- 1/3 A4 vnitřní třetina strany ,- 1/4 A4 vnitřní čtvrtstrana ,- 1/6 A4 inzerát nebo tisková zpráva 8 000,- 1/8 A4 inzerát nebo tisková zpráva 6 000,- propagační článek za každou celou stranu ,- vklad vlastních propagačních materiálů 8 000,- Ceny jsou uvedeny bez DPH. Způsob placení: inzerce a PR články jsou placeny na základě faktury vystavené po jejich vytištění v časopise. Klient obdrží současně s fakturou dva výtisky časopisu, v případě záj mu lze přiobjednat větší množství. SLEVY: při opakování inzerátu v rámci ročníku % pro členy SVC ČR, SVB ČR, ČBS ČSSI a SSBK % při objednání inzerce do konce ledna % při objednání celoroční inzerce (6 ks) % Jiné možnosti či kombinace po dohodě s redakcí. PŘIRÁŽKY: přesné umístění % grafické zpracování % PŘÍJEM INZERCE Datum vydání 1/2018 Pozemní stavby /2018 Technologie /2018 Sanace a rekonstrukce 4/2018 Mosty /2018 Beton a architektura 6/2018 Betonové vozovky TECHNICKÉ ÚDAJE PRE-PRESS zlom InDesign přibalit použitá písma a obrázky inzerce Acrobat režim CMYK, formát PDF grafika Photoshop (bitmapa) režim CMYK, formát TIFF min. rozlišení 300 b/p monochromatický režim, formát TIFF min. rozlišení 600 b/p Illustrator (vektory) režim CMYK, formát AI média CD, DVD, USB flash PC / MAC TISK čistý formát (maketa) barevnost technologie tisku papír obálka papír vnitřní strany tiskový rastr / rozlišení mm 4 barvy (CMYK) plochý ofset 2 g/m 2 lesklá křída/lamino 1 g/m 2 matná křída 175 lpi / 3810 dpi Nepoužívejte prosím formát Corel, ale export pro AI (všechny texty v křivkách, obrázky ve CMYK režimu). Není možné použít inzeráty z PowerPointu a Wordu. Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: , redakce@betontks.cz 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 65

68 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH TĚSNICÍ PŘÍSADY A JEJICH ÚČINNOST V BETONU SEALING ADDITIVES AND THEIR EFFECT IN CONCRETE Michal Kropáček Článek pojednává o problematice těsnicích přísad, jejich použití a účinnosti v betonu s důrazem na požadované parametry dle technických norem. V úvodu článku je upřesněno názvosloví, dále je vysvětlen důvod používání těsnicích přísad a po komentáři výsledků zkoušek je v závěru zhodnocen význam, účinnost a ekonomický důsledek použití, k+terý je doplněn o návrh alternativních variant. The article deals with the problems of sealing additives, their use and efficiency in concrete with emphasis on the required parameters according to the technical standards. At the beginning of the article we specify the nomenclature and explain the reason for use. After commenting on the results of the tests, we evaluate the significance, efficiency and economic consequence of the use, complemented by the proposal of alternative variants. Jednou z přirozených vlastností cementového betonu je vznik trhlin. Tato vlastnost je z hlediska technologie betonu provázána již s jeho tuhnutím a tvrdnutím, resp. je spojena se smršťováním betonu. Jelikož se jedná o negativní a z pohledu investora nežádoucí jev, měla by existovat maximální snaha o redukci trhlin již v rámci přípravy a následně při vlastní výstavbě. Tu lze ovlivnit správným návrhem konstrukce, vhodně zvolenou specifikací betonu s přizpůsobeným složením a důsledným ošetřováním. Z pohledu investora (resp. projektanta) je velmi vhodné předem jasně definovat počet a maximální šířku trhlin a podle toho následně posuzovat konstrukci v rámci přejímacího řízení. Obecně lze říci, že trhliny mají výrazný vliv na pronikání škodlivých látek pod povrch betonu, čímž dochází k rychlejší degradaci a snížení odolnosti konstrukce. Trhliny v betonu rovněž snižují jeho vodonepropustnost, což může být problém zejména u konstrukcí bílých van a dalších vodonepropustných konstrukcí, které jsou navrhovány na nízkou hloubku průsaku vody. Trhliny tento parametr obvykle narušují. Jednou z aktuálně nabízených alternativ v rámci technologie betonu je používání těsnicích přísad, které by měly trhliny utěsňovat a v konečném výsledku jejich počet a šířku redukovat (omezovat). Na úvod je nutné upozornit, že ačkoli se u tohoto druhu materiálu objevují v technických listech [1], [3], [5], [9], [] pojmy jako krystalizační příměs nebo přísada, dále také hydroizolační hmota a podobné charakteristiky, dle normy ČSN EN A1 [4] se jedná o těsnicí přísady. Takové výrobky podléhají vydávání prohlášení o vlastnostech a v rámci volby materiálu je vhodné dle kvalitativních standardů kontrolovat tyto doklady a označení CE. (Ze zkoušených výrobků měly v době vzniku tohoto článku veřejně dostupné doklady pouze materiály Redrock Krystol Mix a Sika WT-200). Těsnicí přísady jsou dle dikce technické normy přísady, které snižují kapilární absorpci ztvrdlého betonu, a v tabulce 9 [4] jsou uvedeny požadavky na ně kladené. Jedná se o již zmíněnou kapilární absorpci, dále o obsah vzduchu v čerstvém betonu a pevnost ztvrdlého betonu. Problém hodnocení přísad tkví v tom, že kapilární absorpce se posuzuje na normové maltě, nikoliv na betonu. Podle obsahu vzduchu a pevnosti v tlaku se určí, zdali přísada nemá negativní vliv na daný beton. Těsnicí přísady jsou do betonu ve velké míře dávkovány s očekáváním zajištění výrazně lepších vlastností (utěsňování trhlin a snížení průsaku vody), než má beton bez těchto přísad. Tato očekávání podrobil autor článku sérii níže uváděných zkoušek a na základě výsledků pak kritickému zhodnocení, která by měla poskytnout odpovědi na otázky investorů a projektantů a případně by mohla vést ke zvážení možnosti jiného řešení Hloubka průsaku [mm] Referenční beton Admix C-1000 Admix C-1000 NF WT-200 P Akvatron 12 Krystol Mix Masterseal 1 Obr. 1 Hloubka průsaku tlakovou vodou [6] Fig. 1 Depth of penetration of water under pressure [6] Obr. 2 Hloubka průsaku tlakovou vodou: a) modifikovaný postup, b) modifikovaný postup s vysušením vzorků [2] Fig. 2 Depth of penetration of water under pressure: a) modified procedure, b) modified procedure with drying of specimens [2] Obr. 3 Pevnost v tlaku [6] Fig. 3 Compressive strength [6] Obr. 4 Modul pružnosti [6] Fig. 4 Modulus of elasticity [6] Hloubka průsaku [mm] Referenční beton Admix C-1000 Admix C-1000 NF WT-200 P Akvatron Conseal Admix Liquid Idrocrete KR 1000 Hloubka průsaku [mm] Referenční beton Admix C Admix C-1000 NF 26 Kompletní průsak, neměřitelné WT-200 P Akvatron Conseal Admix Liquid Idrocrete KR a 28 dní 31 dní 41 dní 2b 28 dní 31 dní 41 dní 66 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

69 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Tab. 1 Složení betonu C20/25-XC3 Tab. 1 Composition of concrete C20/25-XC3 Množství Složka na 1 m 3 [kg] vodní součinitel w/c 0,55 cement CEM I 42,5 R Hranice 280,00 voda 154,00 0/4 Tovačov 871,00 kamenivo 4/8 Hrabůvka 152,00 8/16 Hrabůvka 871,00 superplastifikátor PCE 0,8 % z hmotnosti cementu BASF Glenium SKY 665 Seznam těsnicích přísad použitých při zkouškách: Akvatron 12 (Moramis, s. r. o.) [1], Conseal Admix Liquid (AMCO, s. r. o.) [3], Idrocrete KR1000 (MAPEI, s. r. o.) [5], Krystol Mix (Redrock Construction, s. r. o.) [8], Masterseal 1 (BASF Stavební hmoty, s. r. o.) [9], WT-200 (Sika CZ, s. r. o.) [10], Xypex Admix C-1000 (Nekap, s. r. o.) [], Xypex Admix C-1000 NF (Nekap, s. r. o.) []. Pozn.: Přísady byly dávkovány v množství rovnajícím se střední hodnotě minimální a maximální procentuální dávky určené dle příslušného technického listu. 2,24 Před popisem experimentální části v následující kapitole by autor rád upozornil, že grafy na obr. 1, 3, 4, 5 a 6 již byly autorem publikovány v Beton TKS 2/2015. Nicméně předchozí článek se podrobněji zabýval technologií betonu a popisem jednotlivých zkoušek [7]. Aktuální článek doplňuje další poznatky a popisuje těsnicí přísady v širších souvislostech. Grafy byly opětovně použity z důvodu přehlednosti a názornosti zejména vůči nově přidaným grafům popisujícím alternativní metody zkoušení. Tab. 2 Složení betonu C25/30-XC4 Tab. 2 Composition of concrete C25/30-XC4 Množství Složka na 1 m 3 [kg] vodní součinitel w/c 0, cement CEM I 42,5 R Hranice 300,00 voda 176,00 0/4 Tovačov 947,00 kamenivo 4/8 Hrabůvka 156,00 8/16 Hrabůvka 819,00 superplastifikátor PCE 1 % z hmotnosti cementu Sika Viscocrete ,00 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST Jednou z hlavních zkoušek prokazujících vliv těsnicí přísady je hloubka průsaku tlakovou vodou dle ČSN EN [13], která je uvedena na obr. 1 [6]. Jako referenční byl zvolen beton C20/25-XC3 navržený dle ČSN EN 206 [14], jehož složení je uvedeno v tab. 1. Jedná se o beton, u kterého by mohlo být použití těsnicích přísad určitým způsobem přínosné, protože jeho složení (především obsah cementu a v/c) samo o sobě nezaručuje zvýšenou odolnost proti průsaku tlakovou vodou. Z obr. 1 je však patrné, že ve srovnání s referenčním betonem mají přísady minimální nebo žádný vliv, s výjimkou přísady Redrock Krystol Mix. Hloubka průsaku tlakovou vodou (obr. 2a a 2b) byla zkoušena modifikovaným způsobem také na betonu C25/30-XC4 navrženém v souladu s ČSN EN 206, jehož složení je uvedeno v tab. 2 [2]. Obr. 2a zobrazuje hloubku průsaku vody u těles zkoušených normovaným postupem pouze s nižším počtem těles, obr. 2b pak znázorňuje vliv vysušení kostek se záměrným vytvořením mikrotrhlin na hloubku průsaku vody. Postup ukládání betonu do forem a zkoušení těles zůstal shodný s normou, lišila se pouze délka uložení a prostředí. V souvislosti s těsnicími přísadami se často hovoří o jejich dlouhodobé účinnosti, při které může docházet k utěsňování trhlin neboli k samoregeneraci betonu. Tento jev byl podroben zkoušce, kdy byla sada tří těles ze stejné záměsi ihned po odformování vložena do sušárny s cílem záměrně vytvořit v tělese mikrotrhliny. Po 14 dnech byla tělesa uložena do vody a následně byla zkoušena po 28, 31 a 41 dnech. Další sada byla zkoušena v souladu s normou. Celkový počet zkušebních těles jedné záměsi byl vždy šest. Ze srovnání grafů na obr. 2a a 2b lze vypozorovat určitý trend, kdy v čase dochází k samoregeneraci a hloubka průsaku je u předem vysušených vzorků nižší. Nicméně lze opět pozorovat, že ve srovnání s referenčním betonem je vliv těsnicích přísad zanedbatelný či neprokázaný. K samoregeneraci betonu je nutné doplnit, že za přísunu vody probíhá tento jev i bez těsnicích přísad, pokud je v betonu obsažen dosud nezhydratovaný cement. Pozitivní vliv těchto přísad uváděný v technických listech je tudíž neprůkazný a neměřitelný. Aby mohl být na tento jev brán zřetel, muselo by být jasně stanoveno, v jakém čase dochází k zarůstání trhlin a jaké šířky trhlin je schopna těsnicí přísada na principu krystalizace zacelit. Vliv těsnicích přísad byl podroben i dalším zkouškám. Všechny byly provedeny v souladu s platnými technickými normami. Pevnost v tlaku (obr. 3) [6] a modul pružnosti (obr. 4) [6] lze ve zkratce okomentovat tak, že přísady nemají žádný nebo nijak významný vliv ani na tyto parametry. Zajímavé výsledky byly zjištěny při zkoušce odolnosti proti mrazu a chemickým rozmrazovacím látkám (CHRL), kde je z obr. 5 [6] velmi názorně vidět určitý vliv přísad. Je však třeba zdůraznit, že zkoušky byly provedeny na neprovzdušněném betonu C20/25-XC3, což je beton, u kterého nelze předpokládat odolnost proti CHRL, a tomu také odpovídají hodno- Pevnost v tlaku [MPa] Referenční beton Admix C-1000 Admix C-1000 NF WT-200 P 7 dní 28 dní 90 dní 3 4 Akvatron 12 Krystol Mix Masterseal 1 Modul pružnosti [GPa] Referenční beton Admix C-1000 Admix C-1000 NF Statický modul pružnosti WT-200 P Akvatron 12 Krystol Mix Masterseal 1 Dynamický modul pružnosti 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 67

70 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Odpad betonu [g/m 2 ] Počet cyklů 100 Referenční beton Admix C-1000 Admix C-1000 NF WT-200 P Akvatron 12 Krystol Mix Masterseal 1 Obr. 5 Odolnost proti mrazu a chemickým rozmrazovacím látkám [6] Fig. 5 Resistance to frost and chemical de-icing agents [6] Obr. 6 Kapilární absorpce [6] Fig. 6 Capillary absorption [6] Obr. 7 Kapilární absorpce modifikovaný postup [2] Fig. 7 Capillary absorption modified procedure [2] Kapilární absorpce CA [kg/m 2 ] 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 CA7-1 CA7-7 CA90-1 CA90-7 CA90-28 Kapilární absorpce CA [kg/m 2 ] 2,0 1,5 1,0 0,5 0 CA7-1 CA7-7 CA7-14 Referenční malta Akvatron 12 Admix C-1000 Krystol Mix Admix C-1000 NF Masterseal 1 WT-200 P 6 7 Referenční malta Akvatron 12 Admix C-1000 Conseal Admix Liquid Admix WT-200 P C-1000 NF Idrocrete KR 1000 ty odpadů. Zkouška byla zastavena po 75 cyklech s odpadem přes g/m 2. Přísady sice prokázaly určitý vliv a došlo ke snížení odpadů, ale beton je stále nevyhovující. Ke zkouškám těsnicích přísad na provzdušněném betonu nebylo přistoupeno, protože se autor domnívá, že použití těsnicích přísad do provzdušněného betonu (a s tím související předpoklad utěsnění kompenzačních mikropórů) by bylo kontraproduktivní. Jedinou metodou, která se blíží prokazování účinnosti těsnicích přísad, je zkouška kapilární absorpce dle ČSN EN A1 [4]. Zkouška se provádí na normované cementové maltě dle ČSN EN [12], což je pro porovnání reálného chování přísady v betonu neporovnatelné. Princip zkoušky je takový, že malta s těsnicími přísadami by měla absorbovat vodu méně než referenční malta. Dle normy musí malta s přísadou po sedmi dnech ošetřování a po sedmi dnech zkoušení absorbovat alespoň o % méně vody ve srovnání s maltou referenční a po 90 dnech ošetřování a 28 dnech zkoušení alespoň o 60 % méně vody. Z obr. 6 [6] je patrné, že tyto požadavky nesplnila žádná z testovaných přísad. Navíc lze sledovat trend, kdy je určitý vliv přísady pozorovatelný v počátečních fázích zkoušení a postupem času se hodnoty kapilární absorpce vzorků s přísadami dorovnávají hodnotám zjištěným na vzorcích referenčních. Modifikovaná zkouška kapilární absorpce (obr. 7) [2] byla provedena pouze po sedmi dnech ošetřování, nicméně byla navýšena doba zkoušení na 14 dní. Záměrem bylo více reflektovat situaci ve stavební praxi. Ve všech případech se neprokázal vliv těsnicích přísad, naopak některé přísady absorbovaly ve srovnání s referenční maltou po 14 dnech zkoušení více než dvojnásobné množství vody. Literatura: [1] AKVATRON 12 Hydroizolační krystalizační hmota koncentrát. Ostrava: Moramis, Dostupné také z: cz/pdf/technicky_12.pdf [2] BAMBUCHOVÁ, M. Vliv krystalizačních příměsí na strukturu mikrotrhlin a vodotěsnost betonu v čase. Ostrava, Diplomová práce. VŠB TUO Fakulta stavební. Vedoucí práce Jiří Šafrata. [3] CONSEAL ADMIX Liquid: Hydroizolační přísada do betonu tekutá. Vizovice: Amco, Dostupné také z: wp-content/uploads/2016/06/conseal-admix-liquid-technickylist.pdf [4] ČSN EN A1. Přísady do betonu, malty a injektážní malty Část 2: Přísady do betonu Definice, požadavky, shoda, označování a značení štítkem. Praha: ČNI, [5] Idrocrete KR1000: Krystalizační přísada na výrobu vodonepropustných betonů. Praha: Mapei, Dostupné také z: [6] KROPÁČEK, M. Vliv sekundární krystalizace na vlastnosti betonu. Ostrava, 2014, 20 s. Studentská práce. VŠB TUO Fakulta stavební. Vedoucí práce Jiří Šafrata. [7] KROPÁČEK, M., ŠAFRATA, J. Vliv sekundární krystalizace na vlastnosti betonu. Beton TKS. 2015, roč. 15, č. 2., s ISSN [8] KRYSTOL MIX: Prášková přísada na bázi cementu a speciálních chemikálií k utěsnění betonu pomocí krystalizace. Praha: Redrock, Dostupné také z: produkty/pdf/krystol_mix.pdf [9] MasterSeal 1: Krystalizace pro zvýšení vodonepropustnosti betonů. Chrudim: Basf, Dostupné také z: master-builders-solutions.basf.com /Shared%20Documents/ PDF/Czech%20(Czech%20Republic)/TL/basf-masterseal-1- tl.pdf [10] Sika WT-200 P: Krystalizační a těsnicí přísada do betonu. Brno: Sika, Dostupné také z: getdocument.get/a332c c-b93e-51dd3d1d8de4/ Sika%20WT-200%20P.pdf [] Xypex Admix C-1000/C-1000 NF. Praha: Xypex, Dostupné take z: [12] ČSN EN Metody zkoušení cementu Část 1: Stanovení pevnosti. Praha: ČNI, [13] ČSN EN Zkoušení ztvrdlého betonu Část 8: Hloubka průsaku tlakovou vodou. Praha: ÚNMZ, [14] ČSN EN 206. Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Praha: ÚNMZ, [15] EN Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: ČNI, BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

71 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS ZÁVĚR Na základě provedených zkoušek lze konstatovat, že vliv těsnicích přísad byl pro zkoušené betony nevýznamný. Obecně lze říct, že vliv těsnicích přísad je neprůkazný, neměřitelný a jejich použití je neekonomické. Vlastnosti udávané v technických listech nejsou podložené veřejně dostupnými výsledky zkoušek a nejsou definovány parametry na vstupní betony, jejichž vlastnosti se mají zlepšit. Pokud v ojedinělých případech definovány jsou, pak se jedná o betony, do kterých je zbytečné přidávat těsnicí přísady, neboť jejich složení (obsah cementu, v/c a křivky zrnitosti) samo o sobě predikuje odolnost proti průsaku tlakovou vodou. Přidání těsnicí přísady pak znamená jen umělé navýšení ceny. Těsnicí přísady mohou tvořit až třetinu nebo čtvrtinu ceny původního betonu, což je při současné praxi neúnosné prodražení, a přitom cílených parametrů lze dosáhnout alternativními způsoby, které jsou prokazatelné a jsou výhodnější i z ekonomického hlediska. Jsou to zejména: správný návrh konstrukce dle EN (Eurokód 2) [15] s potřebnou omezenou šířkou trhlin dle článku 7.3 této normy, návrh složení betonu s nízkým vývojem hydratačního tepla a s redukcí celkového smrštění. K tomu vedou vhodně volená dávka a typ cementu, použití kameniva s plynulou křivkou zrnitosti, rozptýlené výztuže a příměsí (např. popílku, strusky, mletého vápence, mikrosiliky nebo kamenných odprašků), důkladné, vhodné a dostatečně dlouhé ošetřování. Tato opatření rovněž vedou ke zvýšení nákladů na beton, avšak oproti nákladům při použití těsnicích přísad do celého objemu betonu v konstrukci, jsou významně nižší. (Pozn. lektora: Krystalizační přísady mají dosud prokázán účinek v rámci buď preventivních (např. utěsnění záchytných nádrží ropných látek před jejich uvedením do provozu) nebo následných sanačních opatření.) BETONOVÁ LÁVKA VYTIŠTĚNÁ NA 3D TISKÁRNĚ V říjnu letošního roku byla v Nizozemsku uvedena do provozu betonová lávka vytištěná na 3D tiskárně. Lávka je určena pro cyklisty či pěší a je součástí cyklostezky okolo města Gemert. Projekt, který financovala provincie Severní Brabantsko, je výsledkem spolupráce společnosti BAM Infra a Technické univerzity v Eindhovenu. Veřejné instituce často projekt pouze zadají a bez dalšího vlastního úsilí od zhotovitele očekávají tvořivou iniciativu. V tomto případě jsme však měli štěstí, neboť nás zadavatel (provincie i městský úřad) podporoval, od začátku chtěl být součástí dění, poskytl nám potřebný prostor pro práci a měl v nás důvěru, hodnotí hlavní pozitiva prof. Theo Salet ze stavební fakulty Technické univerzity v Eindhovenu. Výroba lávky probíhala v laboratořích eindhovenské univerzity tři měsíce, během kterých tiskárna uložila cca milimetrových vrstev cementové malty s krychelnou pevností 15 N/mm 2. Během tisku byl navíc mezi některé vrstvy vkládán i ocelový drát pro zajištění příčného ztužení, přičemž celková délka použitého drátu byla 20 km. Laboratoř TU v Eindhovenu: jednotlivé segmenty byly tištěny do výše 1 m Úspěšného výsledku bychom nedosáhli ani bez zápalu mnoha lidí, kteří odvedli velký kus práce a neohlíželi se přitom na hodiny přesčasů strávené v laboratoři. Občas nám dodávali elán mladí studenti, kteří byli nezbytnou součástí týmu a kteří neměli pochyb o zdaru projektu, komentuje proces výroby prof. Theo Salet. Po vytištění bylo šest samostatných segmentů, každý o váze 4,5 t, převezeno na místo v blízkosti plánovaného usazení. Segmenty byly spojeny a společně předepnuty kabely volného předpětí. Lávka je dlouhá Nanášení spojovací vrstvy Slavnostní otevření lávky, jak jinak než v oranžové barvě 8 m, široká 3,5 m, má asfaltovou pojížděnou vrstvu a je opatřena zábradlím. Plošné zatížení lávky je navrženo na 5 kn/m 2 a přejezd jednoho lehkého vozidla. Její návrhová životnost je 30 let. Zakázku jsme zadali společnosti BAM, ne boť nás jejich nabídka zaujala. A ano, na vý sledek jsme patřičně hrdí, uzavírá Theo Koek koek, projektový manažer provincie Severní Brabantsko, podobně jako Rob Leenders, projektový manažer společnosti BAM Infra Nederland, který ještě před finálním dokončením prohlásil, věřte, že po této lávce budu často jezdit na kole s širokým úsměvem a pocitem dobře odvedené práce. Detail tisku Ošetřování cementové malty a kontrola tisku Fotografie: 1, 2 (převzato z videa TUE BAM 3Dbrugprintshots PresKit V2) archiv společnosti BAM Video o výrobě mostu si můžete prohlédnout na facebooku Beton TKS. Acknowledgement: Mr. Bert Ooms, BAM Infra Nederland Hotový segment konstrukce Ing. Michal Kropáček Fakulta stavební VŠB-TU Ostrava & Pragoprojekt, a. s. kropacek@pragoprojekt.cz Spojování segmentů pomocí kabelů volného předpětí Usazování lávky na místo Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 69

72 HISTORIE HISTORY OHLÉDNUTÍ ZA VÝSTAVBOU DOPRAVNÍCH STAVEB V IRÁKU A VELKÉ BRITÁNII ANEB DŮLEŽITOST SPRÁVNĚ NASTAVENÉHO SYSTÉMU PŘÍPRAVY A VÝSTAVBY LOOKING BACK ON TRANSPORT INFRASTRUCTURE PROJECTS IN IRAQ AND ENGLAND IMPORTANCE OF SETTING UP PROPER SYSTEM FOR PROJECT PREPARATION AND CONSTRUCTION Jiří Petrák Autor příspěvku vzpomíná na výstavbu dopravních staveb, kterých se účastnil v Iráku (dálniční obchvat města Qurny, výstavba dopravní infrastruktury v Basře, Adhamiyah Bridge Approaches v Bagdádu) a v Anglii (dálniční okruh kolem Londýna, komorní dopravní projekt na nejvýchodnějším cípu Anglie u města Lowestoft). Svou pozornost věnuje také různým způsobům řízení výstavby. The author of this article recalls his experience on projects in Iraq (Motorway bypass of Qurna and projects in Basra in southern Iraq and Adhamiyah Bridge Approaches project in Baghdad) and in England (remodelling the section of Motorway M25 in Dartford, smaller transport project in England`s most easterly city of Lowestoft). The article focus also on different ways of managing the construction process. Ve svém pětačtyřicetiletém profesním životě jsem si prošel různými formami zadávací a smluvní dokumentace a vztahů mezi partnery výstavby. Začínal jsem za hlubokého socialismu. Projektanti, dodavatelé i klienti byli zaměstnanci jedné firmy státu. Otevřená výběrová řízení nebyla, protože o tom, kdo co bude dělat, rozhodoval někdo nahoře. Na všechno byly normy, normativy, ceníky a předpisy a o strategicky důležitých věcech rozhodovali privilegovaní občané komunisté. Jako bezpartijní projektant jsem měl možnost projektovat podle někým schválené koncepce, jak nejlépe jsem uměl. Oficiální stavební dozor (supervize) nebyl, ale projektant v rámci autorského dozoru byl v době realizace pořád na stavbě po ruce dodavateli a investorovi a de facto stavbu dozoroval, příp. vychytával nedostatky projektu. O další věci (finance, termíny, smlouvy atd.) jsem se nemusel a ani neměl starat. Konečný výsledek závisel do velké míry na odbornosti, poctivosti a chuti účastníků přípravy a výstavby udělat dobré dílo. Největší nepřítel kvality staveb byl obyčejně termín dokončení plánovaný k nějakému státnímu svátku (obyčejně v listopadu), protože při obvyklém zpoždění stavby se poslední měsíce na stavbách děly zvěrstva, jen aby se v určený svátek stavba otevřela. IRÁK V roce 1982 jsem byl vržen do kapitalistického systému. Odejel jsem do Iráku supervizovat mostní a silniční stavby. Nejdříve se jednalo o stavby ve válečné Basře a okolí. Schválení, prokádrovaní experti tam s ohledem na vysoké riziko odmítli jet. Protože by ale stát neobsazením místa přišel o velké peníze a protože jsem splňoval všechny odborné, jazykové a zdravotní požadavky, dostal jsem i jako bezpartijní a neprokádrovaný šanci uniknout z normalizační beznaděje a stát se mezinárodním expertem. I když se Irák v té době už rok topil v kruté válce s Íránem, byl jedno obrovské staveniště. Stavěly tam největší a nejlepší firmy z celého světa. Jen pro představu, mimo desítek dalších velkých projektů se tam během pěti let postavila 1 0 km dlouhá prvotřídní dálnice přes celý Irák mezi syrskou, jordánskou a kuvajtskou hranicí. Irák převzal pro přípravu a výstavbu dopravní infrastruktury britské způsoby řízení a ty fungovaly. Základem byla pečlivě připravená projektová dokumentace a dobře propracované všeobecné a zvláštní technické specifikace. Irácké všeobecné a zvláštní smluvní podmínky byly odvozeny z britské dokumentace ICE (Institution of Civil Engi neers), a tak byly kompatibilní s celosvětově používanými dokumenty FIDIC (Fédération Internationale Des Ingénieurs-Conseils), protože dokumenty FIDIC Red Book (Červená kniha) byly de facto z dokumentů ICE odvozeny. Používání takovéto smluvní dokumentace pro kontrakty umožnilo bezproblémové zapojení velkých firem z celého světa, protože ty byly na podmínky FIDIC navyklé. Jako inženýr stavby jsem nejprve dohlížel na stavby v jižním Iráku a necelý rok, než jsem se odstěhoval do Basry, jsem dokonce měl dům v biblic Obr. 1 Zatěžovací zkouška piloty v biblic kém ráji na soutoku Tigridu a Eufratu v Qurně Fig. 1 Load bearing test of a pile in the biblical paradise on the confluence of the Tigris and Euphrates in Qurna city Obr. 2 Most přes řeku Garmat Ali nedaleko irácké Basry: a) beranění metrových pilot pilíře otáčecího mostu, b) příprava na betonáž pilíře otáčecího mostu, c) montáž otáčecího mostu, d) betonáž desky mostovky, e) kanceláře inženýra stavby v datlovém háji (v indickém kempu a zařízení staveniště za kanceláří inženýra s námi žilo a bylo hýčkáno asi dvacet (pro Indy posvátných) krav), f) dokončený most Fig. 2 Bridge over the Garmat Ali river near the Iraqi city of Basra: a) driving the m piles of the central pier of the swing bridge, b) preparing for the concreting of central pier of the swing bridge, c) mounting the swing bridge, d) concreting the bridge slab, e) project engineer's office in a date grove (about twenty cows holy animals for the Indians were living and being spoiled in Indian camp behind our office), f) completed bridge kém ráji na soutoku Tigridu a Eufratu, kde se stavěl 6 km dlouhý dálniční obchvat města Qurny s náročnými mosty přes Eufrat a vysokým násypem dálnice v bezedných bažinách kolem řeky (obr. 1). Přestože Basra byla ve válečné zóně, probíhala tam intenzivní výstavba dopravní infrastruktury, včetně miliardové investice nového mezinárodního letiště Basra. Nové letiště se mělo po válce stát centrem letecké dopravy pro celou oblast Perského zálivu. Práce byly značně ovlivněny válkou, fronta byla asi 20 km od mé největší stavby, 400 m dlouhého otočného mostu přes řeku Garmat Ali (obr. 2). Hlavním dodavatelem byli Indové s no BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

73 HISTORIE HISTORY 2a 2b 2c 2f minovanými (klientem předepsanými) rakouskými a švýcarskými subdodavateli. Všichni účastníci výstavby si museli vzájemně pomáhat, aby stavby vůbec mohly pokračovat a byly dokončeny. O kvalitě se vůbec nediskutovalo, musela být perfektní, ale termíny byly trochu posouvány a platby o pár procent zvýšeny. Při jednom bombardování dopadla bomba přímo na naši stavbu a ironií je, že zabila několik právě projíždějících Iráčanů, ale nikomu ze šesti set cizích pracovníků se nestalo nic, i když mnoho z nás poznalo, jak sviští šrapnel kolem hlavy. Protože jsem byl v té oblasti jediný pro stát pracující zahraniční mostní inženýr, supervizor, měl jsem na starosti i stavby dalších menších mostů v oblasti a v jednom kritickém období jsem byl na čas přidělen armádě, abych jí pomohl s návrhem a výstavbou provizorních mostů na frontových ústupových cestách. První ligu ve výstavbě jsem si vychutnal až v Bagdádu. Jako supervizor jsem se zúčastnil výstavby velké dopravní stavby v centru této metropole Adhamiyah Bridge Approaches. Stavba v hodnotě přes sto milionů USD obnášela všechno, včetně 2d 2e 3,5 km betonových i ocelobetonových mostů přes vlakové nádraží, necelých 2 km šestipruhové dálnice a kilometrů dalších obslužných komunikací a překládek starých a výstavby nových sítí. To vše uprostřed husté zástavby poblíž posvátné šíitské mešity Adhamiyah. Výběrové řízení na dodavatele stavby vyhrála tehdy největší stavební firma světa Boyugues. Firma byla pevně zakotvená na Středním východě a v Saudské Arábii získala největší lump sum projekt (projekt s pevnou ce nou: dodavatel dostane od klienta přesné specifikace a za dohodnutou pevnou cenu vyprojektuje, postaví, zkolauduje, zprovozní a předá hotové dílo) v historii (postavit v Rijádu královskou univerzitu za dvě miliardy USD) a proslavila se tím, že pro měsíční platby posílala do Rijádu svoje tryskové letadlo, aby ten den hotovost dopravilo do banky v New Yorku a firma neztratila pár dní na úrocích. Zadávací dokumentace Adhamiyah Bridge Approaches pozůstávala z pěti dílů: všeobecné smluvní podmínky, založené na podmínkách FIDIC, s doplňky a instrukcemi pro soutěžící; standardní a zvláštní specifikace; soupis prací; výkresy a kniha vytyčení stavby. Všechny dokumenty byly vydány v dobře svázaných knihách a v jednotném formátu A4. Pouze kniha výkresů byla k dispozici ve formátech od A3 až do A1. Mimo všeobecné smluvní 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 71

74 HISTORIE HISTORY 3a 3b 3c 3d podmínky a standardní specifikace byla dokumentace vypracována britskou firmou Maunsell Consultants LTD. Nikdy předtím ani potom jsem se nesetkal s tak dokonalou projektovou dokumentací. Na 98 výkresech bylo téměř bezchybně vše. Podle smlouvy ale dodavatel samozřejmě přebíral zodpovědnost za technickou správnost dokumentace, a proto na všechny práce vyráběl stovky prováděcích výkresů. Ty ale byly z velké části zvětšeniny částí výkresů ze zadávací dokumentace. Podrobně byly rozkreslovány pouze armovací výkresy, protože zadávací dokumentace definovala pouze počty, tvary a velikosti profilů ve všech průřezech konstrukcí, a samozřejmě výrobní dokumentace ocelových mostů. Dodavatel měl silný projektantský tým, který mimo prováděcích a výrobních výkresů stavby vyráběl bezpočet projektů technologie výstavby a výkresy podle skutečného provedení. Klient má při tomto způsobu výstavby, kdy přesně definuje, co chce, stavbu pod dokonalou kontrolou. Neexistují prakticky vícepráce, změny mohou být akceptovány pouze v případě, že přinesou zlepšení kvality a příp. ještě klientovi úsporu. Dodavatel nárokuje kompenzace především za nezaviněné zpoždění stavby a vícenáklady za případnou akceleraci prací. S dobrou projektovou dokumentací je to pro něj ale dosti obtížné a ve výsledku se může jednat maximálně o procenta z ceny stavby. Na stavbě došlo k jediné zásadní změně oproti zadávací dokumentaci, a to náhradě původně projektovaného zakládání na 30 m dlouhých beraněných pilotách za velkoprůměrové vrtané piloty s bentonitovým výplachem. Tato změna byla ale klientem schválena již v období vyjednání a zakotvena do smlouvy. Klíčovým materiálem pro stavbu byly betony. Do čtrnácti dnů po podepsání kontraktu byla stavba zahájena vybudováním zpevněné plochy zařízení staveniště a prvním stavebním objektem, hned po kancelářích inženýra stavby to byla dokonale vybavená laboratoř. V ní se usídlil se svými spolupracovníky významný odborník na betony a během tří měsíců s pomocí tisíců vzorků a zkoušek definoval receptury všech osmi druhů betonů, které byly stavbou vyžadovány. Při potřebě téměř půl milionu tun betonu hrála ekonomika návrhu každé složky betonu stěžejní roli, přitom však byly výhradně použity pouze velice kvalitní místní cementy a kamenivo. Zvláštní pozornost byla věnována receptuře 60 tisíc tun betonu pro 684 dodatečně předpjatých prefabrikovaných cca 30 m dlouhých U nosníků mostovky. Technologický postup, který předepisoval pro každý den výrobu jednoho nosníku v každé ze čtyř sofistikovaných forem (každý nosník byl trochu jiný), vyžadoval částečné předepnutí nosníků po patnácti hodinách od skončení betonáže, jejich vyzdvižení z formy a dopravení na místo, kde beton dozrál a nosníky mohly být finálně dopnuty. Po 15 h od skončení betonáže beton musel být třídy /60. Vycizelovaný technologický postup a přísná kontrola všech kroků při výrobě zajistila, že nikdy nedošlo k nesplnění množství jeden nosník denně v každé z forem (šest dní v týdnu) ani k nesplnění požadavku na pevnost v tlaku /60 po 15 h od betonáže. Beton 72 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

75 HISTORIE HISTORY byl do formy dopravován z míchacího centra jeřábem a každá záměs byla před vylitím do formy kontrolována zkouškou sednutí kužele a pro každý nosník bylo odebráno šest sad zkušebních válců. Válce pro zkoušku po 15 h se ponechávaly zrát ve formě za stejných podmínek jako nosník sám. Projekt byl velice náročný pro všechny účastníky přípravy a výstavby a vyžadoval vysokou odbornost a nasazení od všech. Napočítal jsem, že v některých fázích na něm pracovalo až tisíc pracovníků ze třiceti pěti zemí celého světa. Kancelář inženýra však měla pouze deset pracovníků a na ústředí pár projektantů, kteří kontrolovali a schvalovali dodavatelovu prováděcí dokumentaci. Kvalita byla na prvním místě, pouze jednou se stalo, že kvůli poruše betonárny došlo při noční betonáži pilíře k uložení nekvalitního betonu. Dopoledne bylo jasné, co se stalo, dodavatel pilíř zakryl a v noci byl pilíř odbourán a příští den postaven nový. Při jiné betonáži spadly jednomu z pracovníků do pilíře pracovní rukavice. Mladý inženýr dodavatele se vrhl dovnitř a s rukama po ramena hledal v betonu, dokud nám rukavice vítězoslavně neukázal. Základem úspěchu stavby bylo jednoznačné zadání, kvalitní projektová dokumentace, prvotřídní světový dodavatel, moudří zástupci klienta i zkušený inženýr stavby. VELKÁ BRITÁNIE Velká Británie je kolébkou inovativních způsobů řízení výstavby. Předurčovalo ji k tomu celosvětové působení britských konzultantů (projektantů) a nutnost zavedení standardních smluvních Obr. 3a až d Přesouvání mostu v Dartfortu (100 m dlouhý a t těžký rámový třípolový most jsme odřízli od pilířů, zdvihli o 2 m, posunuli 70 m, otočili, tak aby měl malou šikmost a vešly se pod něj další pruhy dálnice, a usadili už jako spojitý třípolový most na nová ložiska) Fig. 3a to d Re-locating the bridge in Dartford (100 m long and weighing t, frame, three-span bridge was cut off its columns, lifted by 2 m, shifted by 70 m, turned so that its smaller skew enabled to fit more highway lanes under it and finally was set as continuous three-span bridge to new bearings Obr. 4 Most královny Alžběty přes Temži na východě Londýna (na dálničním okruhu Londýna M25) Fig. 4 Queen Elizabeth II bridge over the river Thames on the east of London (part of the M25 highway ring round London) podmínek platných po celém světě. Na konci 80. a na počátku 90. let jsem tam pracoval nejdříve krátce jako projektant a pak na supervizi projektů. Na všech platily smluvní podmínky ICE schválené v roce 1973 a revidované v roce Za mého působení tam probíhal lítý boj mezi ACE (Asociace konzultačních inženýrů) a FCEC (Federace dodavatelů inženýrských staveb), spolutvůrců smluvních podmínek ICE, ohledně znění chystaného nového vydání podmínek. Obě strany usilovaly o větší roli v řízení projektů a vypadalo to, že FCEC budou mít navrch a příští edice podmínek posílí pozici dodavatele. Podobně jako se tomu stalo u Červené knihy FIDIC v roce 1999 oproti staršímu vydání z 80. let. Podobně jako v Iráku umožňoval měřený kontrakt státu přes konzultanta (inženýra stavby) relativně dobrou kontrolu nad projektem. Základem byla opět propracovaná a jednoznačná zadávací dokumentace s podrobnými technickými specifikacemi a kvalitní projektovou dokumentací. První velká stavba, na které jsem pracoval v pozici vedoucího jedné ze tří sekcí stavby, byl 6km úsek dálničního okruhu kolem Londýna M25 před mostem královny Alžběty přes Temži na východě Londýna (obr. 4 a 5). Stavba v hodnotě milionů liber byla velice náročná nejen technicky, ale především na logistiku provádění. Projekt zdvojnásoboval kapacitu stávající dálnice protínající město Dartford a řešil křižující a souběžné komunikace. Po celou dobu výstavby musel být zachován bezpečný a spolehlivý průjezd stavbou až sto padesáti tisíc vozidel 4 denně a muselo fungovat všech šest nadjezdů druhotné sítě, i když všechny mosty byly postupně nahrazeny novými. Dopravní opatření byla měněna i vícekrát za den a hodně náročných prací bylo prováděno v šesti nočních hodinách mezi 23 h večerní a 5 h ranní, kdy se doprava na M25 zklidnila natolik, že pro ni postačily pouze čtyři nebo i jen dva pruhy. Dodavatelem byla velice zkušená, ale tvrdá anglo-americká stavební firma, která se soustřeďovala nejen na stavbu, ale hlavně na jakoukoliv záminku, jak pomocí víceprací a akcelerací prací získat více peněz. Prakticky každý den přicházely nějaké claimy, které musely být samozřejmě vždy řádně projednány a vyřízeny. Proto jsem ve svém týmu musel mít i několik zkušených inspektorů, kteří byli při jakékoliv stavební činnosti a hlídali nejen kvalitu prací, ale také podrobně zaznamenávali mimo jiné potřebné údaje, počty a doby nasazení pracovníků a veškeré mechanizace dodavatele. Jejich záznamy pak byly velice důležitým podkladem při řešení claimů. Přestože se jednalo o velice náročný projekt s velice nesmlouvavým dodavatelem, byl projekt dokončen včas, v dobré kvalitě a za předpokládané peníze. Na úspěchu se podílela především jasná smluvní dokumentace (pravidla hry, která samozřejmě pamatovala i na férové řešení claimů ), velice kvalitní zadávací projekt a v neposlední řadě i dobře fungující a sehraná kancelář inženýra stavby. Ta byla obsazena čtyřiceti až padesáti pracovníky. Inženýrem stavby byla firma, která pro klienta (silniční agenturu minister- Fotografie: 1 až 3 archiv autora, /2017 technologie konstrukce sanace BETON 73

76 HISTORIE HISTORY 5 stva dopravy) připravila všechny stupně projektové dokumentace a projednání stavby až po kompletní dokumentaci zadání stavby. V kanceláři inženýra bylo také několik klíčových projektantů, což bylo výhodné i pro dodavatele, protože projektanti detailně věděli, co bylo jak navrženo a proč, a tím dodavateli významně pomáhali při navrhování správných technologických postupů i schvalování případných změn. Můj druhý projekt byl v nejvýchodnějším cípu Anglie a byl to komorní dopravní projekt na pobřeží moře v Lowestoftu. Nejzajímavější součástí byly dva zdvihací mosty, 200 m dlouhý násep přes bývalé bažiny, dnes mořskou lagunu, kde 4 m pod hladinou byla 8 m silná vrstva rašeliny, a kompletní rekonstrukce 1 let starého zdymadla s m dlouhou zděnou komorou. Projekt byl zpestřen tím, že se nacházel na území ovlivněném přílivem a odlivem a velká část prací musela být programována podle úrovně mořské hladiny při přílivu a odlivu. Projekt byl organizován podle stejných pravidel jako v Londýně, avšak dodavatelem byla menší tradiční britská stavební firma. Ta zvolila nekonfliktní přístup a plně se projevily všechny výhody dobře nastavených pravidel a dobře připraveného projektu. Ne že by nedocházelo také ke střetům, ale oproti Londýnu to pro mě osobně byla naprostá pohádka v tom, že jsem se mohl naplno věnovat nejdůležitější povinnosti inženýra stavby důsledné kontrole kvality prací a především spolupráci s dodavatelem při přípravě technologických postupů, které nejlépe zaručovaly kvalitní provedení. Obr. 5 Most královny Alžběty přes Temži na východě Londýna Fig. 5 Queen Elizabeth II bridge over the river Thames on the east of London ZÁVĚR Výstavba naší dopravní infrastruktury se dnes potýká s obrovskými problémy, především zdlouhavou přípravou, nekvalitní zadávací dokumentací vedoucí k mnoha změnám při výstavbě a špatnou kvalitou prací. Na příkladech ze zahraničí jsem chtěl ukázat, že při dodržování správně nastavených pravidel jde realizovat kvalitní stavby i za mnohdy daleko obtížnějších podmínek než u nás. Ing. Jiří Petrák, FENg. jiri.petrak.feng@gmail.com Česká betonářská společnost ČSSI POZVÁNKA NA KONFERENCI TECHNOLOGIE 2018 HLAVNÍ TÉMA Pohledový beton DATUM A MÍSTO 12. a 13. dubna 2018, Hotel Gustav Mahler, Jihlava Česká betonářská společnost ČSSI TP 03 Technická pravidla ČBS 03 POHLEDOVÝ BETON 2018 Na konferenci bude prezentována aktualizovaná publikace TP 03 (2018) Pohledový beton Firemní prezentace 74 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

77 FIREMNÍ PREZENTACE COMMERCIAL PRESENTATION MNOHOKRÁT VRTAT, NEBO JEDNOU VKLÁDAT? Ing. Matěj Stejskal Také do dopravních staveb začínají pronikat postupy osvědčené u staveb pozemních. Řeč je o prvcích předem vkládaných do betonu transportních, kotevních, upevňovacích nebo zemnicích, které se většinou aplikují u přidružených konstrukcí. Stojí za to zvážit změnu dosavadních principů a aplikovat novinky, které lépe naplní požadavek předpokládané dlouhé životnosti dopravních staveb (až 100 let). Vlivů ohrožujících životnost vkládaných prvků je mnoho: povětrnost, UV záření, agresivita prostředí (zapříčiněná buď uměle, nebo přirozeně). V případě umělé agresivity jde zejména o posypové soli rozpuštěné ve vodě a o různé rozmrazující postřiky. Vkládané prvky podstupují celou řadu testů, na jejichž konci je certifikát akreditovaného zkušebního pracoviště potvrzující vlastnosti daného výrobku. Odvodnění komunikací je prováděno z prefabrikovaných trub nebo skruží. Pro manipulaci s těmito prvky vyvinula německá firma PFEIFER systém šachtových kotev SAS, který zohledňuje tenké stěny prvků s příčným namáháním transportních kotev. Samostatnou kapitolou jsou protihlukové stěny (PHS). Systém kombinující nosné sloupy s hlukpohlcujícími panely je doménou prefabrikace. S tím souvisí celý systém transportních kotev, jejichž konkrétní volba je závislá na tvaru a hmotnosti prvku. Nosné sloupy se pomocí kombinace patek sloupů a základových kotev snadno a rychle osadí do požadované polohy a po dotažení okamžitě přenáší zatížení. Funkci ochrany proti hluku začíná doplňovat funkce estetická. Stěny mají vypadat elegantně. Tím vzniká požadavek na jednoduché spojování prvků, které vzhledově neruší. Jako ideální volba se jeví kotevní kolejnice, kotvy pro trvalé upevnění nebo jejich kombinace. U mostů najdou uplatnění velmi únosné lanové kotvy PFEIFER BS schopné přenést zatížení až 180 t! Používají se pro osazení celých železobetonových mostovek menších rozpětí nebo jejich částí na úložné prahy opěr. Výhodou tohoto postupu je rychlost výstavby mostu bez požadavku na podpůrnou skruž a kvalita provedení konstrukce díky výrobě v prefě. VĚŘÍME, ŽE SE PRVKY VKLÁDANÉ DO BETONU, OSVĚDČENÉ U NAŠICH ZÁPADNÍCH SOUSEDŮ, OBJEVÍ I V NAŠICH REALIZACÍCH, říká Ing. Matěj Stejskal Systém šachtových kotev PFEIFER SAS Liniová vedení jako jsou trubky odvodnění, slaboproudé a silnoproudé kabely lze snadno podvěsit pod mostovku díky předem vloženým kotevním kolejnicím nebo trvalým kotvám. Výhoda kotevních kolejnic oproti trvalým kotvám je ve volnosti pohybu v ose kolejnice. Liniová vedení se umístí do požadované polohy a následně se jejich poloha zafixuje díky utahovací matici. Pokud by se v průběhu výstavby změnil požadavek na druh nebo množství liniových vedení, stačí vždy upravit polohu nebo počet závěsů do kolejnice. Nežádoucímu příčnému posunu se dá předejít buď předepnutím kotevního šroubu v kolejnici, nebo volbou speciálního šroubu s vrubovou hlavou, která se díky dvojici vrubů zakousne do ústí kolejnice. Tento Mostní nosník s kotvami PFEIFER BS spoj je schopen přenést sílu až 10 kn. Případně lze navrhnout ozubené kotevní kolejnice, které díky svému provedení přenáší všesměrná zatížení. Stejné prvky lze použít i pro upevnění zábradlí na mostní římsy. Buď se použije dvojice rovnoběžně umístěných kotevních kolejnic, nebo kotvy pro trvalé upevnění s montážní šablonou zajišťující jejich přesnou polohu. Kotevní kolejnice a trvalé kotvy od firmy JORDAHL jsou testovány a schváleny pro použití i v konstrukcích zasažených seismickým zatížením. Nespornou výhodou všech vkládaných prvků do betonu je fakt, že se instalují současně s betonáží. Po odbednění jsou kotevní body na požadovaných místech, v přesné poloze, připravené okamžitě plnit svoji funkci. Naproti tomu dodatečně vrtané kotevní prvky přichází na řadu až ve chvíli, kdy je konstrukce odbedněná. Následuje vrtání, často v těžko dosažitelných místech a s rizikem navrtání výztuže, opakované čištění vyvrtaného otvoru, aplikace chemické kotvy a osazení kotevního šroubu / závitové tyče. Přidáme-li k výčtu činností nežádoucí hluk, prach a také fakt, že se jedná o destruktivní proces na nově zhotovené konstrukci, vychází předem vkládané kotevní prvky jako jednoznačný vítěz. I ekonomicky vychází tyto prvky výhodněji. Samotný výrobek má vyšší cenu, odpadnou-li však dodatečné práce, je cena za celou aplikaci nižší. Autor článku je technickým konzultantem ve společnosti JORDAHL & PFEIFER Stavební technika, s.r.o. Liniová vedení uchycená pomocí kotevních kolejnic JORDAHL JTA 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 75

78 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS MŮJ DŮM, MŮJ BETON ČÁST 8 V osmé části našeho seriálu představujeme zahradní pavilon, který se stal neoddělitelnou součástí rodinného domu. Jeho autorům se podařilo pro obyvatele domu vytvořit prostor, který uprostřed města nabízí soukromí, zve k trávení volného času ať již při lenošení kolem bazénu, či při společných setkáních celé rodiny, umocněných možností využít letní kuchyň. Přijměte pozvání a nechte se inspirovat Vaše redakce 1 ZAHRADNÍ PAVILON V OLOMOUCI Architektonické řešení Zahradní pavilon byl realizován jako 2. etapa výstavby rodinného domu v Olomouci-Slavoníně. Pavilon je umístěn na jižní hranici pozemku, zakončuje pohled z obývacího pokoje rodinného domu a zároveň zintimňuje prostor atria a interiér domu. Hmota zahradního pavilonu navazuje na křídla rodinného domu, vzniká tak opticky uzavřený útvar záměrně rozvolněný podélnou osou v zahradě. Na východní straně stavby je umístěna dvougaráž s vjezdem a na západní straně objektu je technické zázemí se skladem a otevřenou letní kuchyní, která navazuje na centrální část s pobytovou terasou a bazénem. Stavba je převážně z pohledového betonu, čímž materiálově navazuje na beton atik rodinného domu. Z pohledového betonu je rovněž pevná část uličního oplocení, které je spojeno se stavbou pavilonu a uzavírá tak oplocení pozemku se stavbou do jednoho celku. Hmota pavilonu je komponována jako jednolitý betonový odlitek, pod jehož střechou v západní části je vsazen dřevěný box objekt zázemí s kuchyní, záměrně odstoupený od vnějšího líce stavby. Obklad fasády této části je z dřevěných latí řazených svisle vedle sebe. Ty vytvářejí jednoduchou texturu, která hmotu vloženého boxu ještě zdrobňuje (stejným dřevěným obkladem jsou opatřeny i dveře boxu, které tak splývají se zbývající částí fasády). Výrazným akcentem v boxu je pouze kuchyňská nika obložená kamenným obkladem z černé žuly. Pavilon je napojen na stávající rozvody inženýrských sítí na pozemku (kanalizaci, silnoproud a vodovod) a jeho vnitřní prostory jsou v zimním období temperovány. Na střeše garáže jsou umístěny solární panely pro ohřev užitkové a bazénové vody. Stavebně konstrukční řešení Založení zahradních objektů je plošné na základových pasech šířky 400 až 700 mm. Základy jsou konstrukčně vyztuženy věncovou výztuží. Pod venkovním bazénem je monolitická železobetonová deska tloušťky 200 mm vyztužena při obou površích kari sítěmi. Beton základů je C20/25-XC2 s věncovou výztuží B0B. Svislé nosné konstrukce objektu jsou kombinací železobetonových monolitic BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

79 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Obr. 1 Pohled ze zahrady kombinace pohledového betonu a dřevěného obkladu Obr. 2 a) Celkový půdorys domu se stavbou pavilonu, b) podélný řez zahradním pavilonem Obr. 3 Montáž systémového oboustranného bednění dilatačního celku železobetonové stěny Obr. 4 Lokální opravy kaveren betonu stěrkou a vybroušením Obr. 5 a) Vytvoření prostupů v betonové stěně pro osazení skleněných luxfer pozinkované trubky přivařené k výztuži, b) skleněná čočka vytvořená spojením dvou luxfer, c) osazení skleněných luxfer v připraveném otvoru, d) lemování otvorů nerezovými prstenci z vnější i vnitřní strany stěny 2a 2b kých stěn a stěn z keramických tvarovek. Obvodové stěny jsou sendvičové s vnějšími monolitickými stěnami z pohledového betonu tloušťky 200 mm, které jsou s ohledem na eliminaci vzniku trhlin dilatovány, a s vnitřními stěnami z keramických tvarovek tloušťky 365 mm. Garáž a technické zázemí jsou mezi sebou vzájemně propojeny monolitickou železobetonovou stěnou z pohledového betonu tloušťky 200 mm, která je vzhledem k celkové délce a navazujícímu přesahu střechy nad venkovní kuchyní rozdělena na tři dilatační úseky. Celkově je pavilon rozdělen na tři hlavní dilatační celky: garáž, podélná propojovací stěna a technické zázemí. V místě dilatací jsou nerezové smykové trny typu HED-S 20 mm s plastovým pouzdrem GK. U objektu technického zázemí jsou obvodové a vnitřní 5b nosné stěny doplněny o venkovní kruhový monolitický železobetonový sloup Ø 200 mm (na sloup nebyly z hlediska požární odolnosti kladeny žádné nároky). Monolitické železobetonové stěny a sloup jsou z betonu C30/37-XC4, XF1 s výztuží B0B. Stěny z keramických tvarovek jsou pevnostní třídy P10 na maltu M5. Vodorovné nosné konstrukce jsou monolitické železobetonové desky tloušťky 180 mm (střecha nad technickým zázemím) a 240 mm (střecha nad garáží). Ve stropech jsou zesilující žebra (orientovaná při horním líci desek), která částečně tvoří atiky plochých střech. Obrácený průvlak nad garážovými vraty a atiky garáže jsou součástí venkovních železobetonových stěn a nejsou staticky propojeny se stropem. S ohledem na tepelnou techniku garáže je strop uložen na vnitřní stěně z keramických tvárnic a od vnějších stěn je oddělen tepelnou izolací. U objektu technického zázemí je navíc kuchyňská nika zastropena pomocí monolitické železobetonové desky tloušťky 120 mm. Nad dveřními otvory jsou systémové ploché keramické překlady. Strop nad garáží je z betonu C25/30-XC3, XD1 s výztuží B0B, strop nad technickým zázemím je z betonu C30/37-XC4, XF1 s výztuží B0B. Viditelné povrchy byly navrženy jako pohledový beton třídy PB 2 dle TP ČBS 03 se zkosením viditelných hran mm. Garáž je zastřešena jednoplášťovou plochou střechou s vnitřním odvodněním do střešních vpustí, jejíž nosnou konstrukci tvoří monolitická železobetonová deska tloušťky 240 mm. Spád střechy 2 % směrem ke střešním vpustím je řešen spádovými klíny (20 až 95 mm) tepelné izolace z EPS s nataveným asfaltovým pasem o minimální tloušťce 80 mm. Střecha je zateplena deskami ze stabilizovaného polystyrenu v celkové tloušťce 120 mm (2 60 mm s překrytím spár). Jako krytina je použita fóliová hydroizolace z mpvc se zatěžovací vrstvou, kterou tvoří skladba substrátu pro extenzivní rostliny. Zázemí je zastřešeno dvouplášťovou plochou střechou, jejíž nosnou konstrukci tvoří monolitická železobetono- 5d 5a 5c 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 77

80 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 6 vá deska tloušťky 180 mm. Spád střechy 1,4 až 3,6 % je vytvořen betonovou mazaninou o minimální tloušťce 40 mm. Jako krytina je použita fóliová hydroizolace. Stropní konstrukce v interiéru je dřevěná z hranolů 80/140 mm, mezi nimiž je vložena tepelná izolace z minerální vaty. Na dřevěné trámy je namontován sádrokartonový podhled. Z průběhu stavby Na pravidelných kontrolních prohlídkách byly řešeny veškeré detaily a podrobné vzorkování všech viditelných prvků stavby, včetně odsouhlasování rastru bednicích dílů atd. Při realizaci díla byl kladen velký důraz na geometrickou přesnost a především na spolupráci navazujících řemesel, což bylo zásadní při realizaci truhlářských prací, které výslednou preciznost pohledových betonů jenom umocnily. Požadavky na kvalitu betonových povrchů byly následující: struktura hladká a uzavřená, bez hnízd hrubšího kameniva, zajištění spojů dílců bednění, aby se eliminovaly výrony cementového mléka (přípustné jsou maximálně do 10 mm a 5 mm hloubky), odskoky mezi bednicími dílci do 5 mm, otřepy do 5 mm, pórovitost minimální, barevné skvrny a čárové probarvení od prokreslení výztuže bylo nepřípustné. Velká příprava byla věnována zajištění požadované kvality povrchu betonových konstrukcí a bylo třeba dodržet následující kroky: odsouhlasit rastr bednění, upínacích tyčí a prostupů autorským dozorem, úpravy finálních poloh koncových prvků přizpůsobit vybranému rastru bednění tj. zkoordinovat polohu skleněných čoček, svítidel, všech dalších viditelných koncových elementů stavby atd., oboustranné systémové bednění používat nové nebo řádně očištěné bez škrábanců a defektů, v místě prostupů pro skleněné čočky k výztuži přivařit pozinkované galvanizované trubky pro vytvoření kruhových otvorů, zajistit maximálně jednolitý povrch. Nežádoucí byl nesourodý povrch se zvý BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

81 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Obr. 6 Pohled od garáže dřevěná terasa s bazénem je zakončena letní kuchyní s posezením a střechou z pohledového betonu Obr. 7 Pohled z ulice betonová stěna perforovaná kruhovými otvory se skleněnými čočkami Obr. 8 Atika rodinného domu z pohledového železobetonu zakončuje stěny s horizontálně profilovanou omítkou Obr. 9 Atrium pohled z terasy u obývacího pokoje Obr. 10 Atrium pohled z letní kuchyně pavilonu Obr. Detail bazénu a terasy Obr. 12 Posezení u bazénu a letní kuchyně 9 10 Architektonické řešení Spolupráce Stavební řešení Statika Generální dodavatel Ing. arch. Jiří Vokřál, Ing. arch. Hana Horáková Ing. Eva Wagnerová, Ing. Peter Babka, Ing. Zdeněk Šuchma, Ing. Václav Přikryl Ing. Peter Babka, Ing. Zdeněk Šuchma JP Statika Ing. Václav Přikryl Ptáček pozemní stavby, s. r. o. Projekt 2013 až 2014 Realizace 2014 až 2015 razněním kameniva, a proto nesměl být čerstvý beton ukládán z velké výšky, aby nedošlo k rozvolnění betonové směsi na kamenivo a cementové mléko. Proto bylo při betonáži použito potrubí s rukávcem, které bylo spuštěno mezi výztuž až k patě stěny a průběžně bylo s plněním stěny vytahováno, řádně a průběžně vibrovat betonovou směs v bednění, dodržet krycí vrstvu výztuže, aby nedošlo k jejímu prokreslení, používat novou výztuž bez rzi, aby byl eliminován výskyt rezavých skvrn na povrchu betonu, používat lišty z cementovláknitými tělísky, aby nedošlo k prokreslení distančních podložek krycí vrstvy v pohledovém betonu, řádně upevnit distanční podložky tak, aby nedošlo k jejich vyplavení na povrch konstrukce při betonáži a současně aby ocelové dráty výztuže nezasahovaly k povrchu pohledového betonu, při bednění pohledových železobetonových konstrukcí zajistit, aby nedošlo k otisku povrchově zkorodované výztuže vytažené z pasů, dodržet technologickou kázeň, pohledové betony opatřit hydrofobním bezbarvým nátěrem. Lokální opravy betonu. Místa s většími kavernami byla vyspravena pomocí stěrky PCI Betonspachtel. Po zatvrdnutí stěrky byla kompletně všechna opravovaná místa vybroušena ručně brusným kamenem do ztracena. Závěr Výsledné celkové kvality díla a detailů stavby bylo dosaženo především díky vzájemné spolupráci dodavatele stavby s technickým a autorským dozorem a investorem. Ing. arch. Jiří Vokřál JVArchitekt jvarchitekt@gmail.com Ing. arch. Hana Horáková KAMKAB!NET kudy@kamkabi.net Fotografie: Lukáš Němeček 12 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 79

82 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS STUDENTSKÁ ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA 2017 Letošní, již čtvrtý ročník studentské architektonické soutěže Beton a architektura probíhal v porovnání s předchozími soutěžemi Beton a architektura z let 20, 2013 a 2015 v novém duchu. Vzhledem k tomu, že předchozí ročníky prohloubily vzájemnou důvěru mezi pořadateli FA VUT v Brně, Výzkumným ústavem maltovin Praha a Svazem výrobců cementu ČR a navíc došlo ke shodě a vzájemné domluvě s dostatečným předstihem, vznikl prostor pro plánování a přípravu ročníku, který probíhal pro všechny studenty architektury na celorepublikové platformě. Soutěže se tak mohli účastnit studenti nejenom FA VUT v Brně, ale i oboru architektura FAST VUT v Brně, FA ČVUT v Praze, oboru FA ČVUT v Praze, FUA TU v Liberci, oboru A VŠB-TU Ostrava, AVU a UMPRUM. Pořádání soutěže v celorepublikovém měřítku bylo spojeno se zcela novým pojetím organizace a průběhem celé akce. Jádrem prezentace a komunikace byly webové stránky kde mohli zájemci nalézt všechny potřebné informace o aktuálním průběhu soutěže i představení ročníků minulých, a především se zde mohli prostřednictvím registračního čísla přihlásit. Soutěžní projekty studenti odevzdávali elektronicky a podmínkou bylo uvedení fotodokumentace fyzicky zpracovaného modelu na odevzdaném panelu. Byly vyhlášeny dva tematické celky, ověřené již v minulých ročnících: Bydlení s betonem obytný dům nebo soubor domů pro potřeby individuálního bydlení včetně atraktivního uplatnění betonu v interiéru, Volné téma jakýkoliv typ stavby, drobná městská architektura, výtvarné dílo ve městě (o toto téma byl již tradičně větší zájem, neboť nabízí větší možnosti tvorby a kreativity s přesahem do stavu snění, místy až s vizionářským viděním). Průběh celé soutěže odstartoval již na počátku roku 2017 zprovozněním webových stránek, oficiálním vyhlášením soutěže a propagací na všech zapojených fakultách. V březnu proběhl motivační cyklus přednášek, kde vystoupili Ing. Jan Gemrich, Ing. Jana Margoldová, Ing. arch. Martin Rosa a ocenění studenti z minulého ročníku Bc. Josef Kala a Bc. Marek Maloň, kteří se podělili s mladšími kolegy o svoje poznatky a zkušenosti ze soutěže. Z původně přihlášených 60 prací bylo nakonec k hodnocení odevzdáno 36 soutěžních projektů (z toho v kategorii Volné téma 22 prací a v kategorii Bydlení s betonem 14 prací), které odborná porota pod vedením prof. Ing. arch. Zdeňka Fránka podrobila kritickému vícekolovému hodnocení a 23. června vyhlásila výsledky. Vítězkou v kategorii Bydlení s betonem se stala Denisa Dolanská z FA ČVUT s projektem Diplomatická vila pod odborným vedením doc. Ing. arch. Zdeňka Rothbauera a v kategorii Volné téma uspěl Michal Solár z FA VUT v Brně s projektem Městský sál ve Znojmě pod odborným vedením Ing. arch. Jana Hory. V letošním ročníku se porota navíc rozhodla udělit v kategorii Volné téma i ocenění za pozoruhodný projekt Most, jehož autorkou je Bc. Lenka Levíčková z FA ČVUT z ateliéru doc. Ing. arch. Romana Kouckého. TEMATICKÝ OKRUH BYDLENÍ S BETONEM Diplomatická vila 1. místo autorka: Denisa Dolanská, 3. r. FA ČVUT v Praze vedoucí práce: doc. Ing. arch. Zdeněk Rothbauer Autorská zpráva: Vila se nachází v pražské Tróji, na pozemku, jehož jižní část výškově vyrovnává protipovodňový val. Vstup do do- 1a RYS 1NP M1:200 1c RYS 2NP M1:200 1d 1b 1.15 M1:200 1e 80 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

83 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS mu je umístěn na severní straně pozemku, kde navazuje na komunikaci. Podél jižní a západní strany pozemku vedou pěší cesty. Tímto směrem se otvírají výhledy na řeku Vltavu a Prahu. Území, na němž se pozemek nachází, navazuje na bývalou diplomatickou čtvrť. Plánuje se zde výstavba různých typů bydlení, včetně ubytování pro velvyslance. (obr. 1) Hodnocení poroty: Návrh vyniká výtvarnou čistotou jak v konceptu, tak ve výsledném řešení. Přepis předobrazu římské vily do železobetonové soudobé konstrukce je samozřejmý a elegantně nenásilný. Půdorys osciluje mezi racionální kompozicí a ambicí reprezentovat, výraz je přitom civilní a architektonicky samozřejmý. Jednoduchý miesovský kubus působí i svou geometrickou důsledností a čistotou. Náročnost technických detailů je vyvážena architektonickou podmíněností a elegancí. 2a 2b Dostavba objektů FA + FAVU na Údolní 2. místo autor: Bc. Ludvík Šimoník, 6. r. FA VUT v Brně vedoucí práce: doc. Ing. arch. Zdeněk Makovský Autorská zpráva: Areál je řešen v širším kontextu jako otevřený park, jehož náplní je mimo jiné prezentace výtvarných děl. Zelená plocha vytváří jasnou hranici mezi dvěma urbanistickými strukturami a umožnuje tak jejich nenásilný přechod. Tento přechod je dále dotvořen budovou Galerie architektury a výtvarného umění, která je situována k neřešené jižní hranici parcely na ulici Tvrdého. Nová budova galerie zakončuje urbanistickou strukturu solitérní zástavby a současně vytváří novou kvalitu ve vztahu k parteru. Podobný princip je použit také u nové budovy kolejí, které nahrazují stávající objekt na jihozápadní straně parcely. 3 Hodnocení poroty: Návrh prolínající se pozoruhodným způsobem celým areálem s historickou kontroverzí, ale velice pozoruhodnou dostavbou budovy školství se vyznačuje velkorysým doplněním bytových domů pro celý školní areál. Umístěním do klidnější části, orientací exponovaných průčelí do vnitrobloku se zahradními úpravami a dalšími podněty nabízí k úvaze možnost, jak naložit s tímto typo logickým druhem. Vhodným rozčleněním hmoty do tří objemů citlivě navazuje na okolní zástavbu. Architektonická čistota a kompoziční vyváženost působí velmi přesvědčivě, a přestože jsou zřejmá východiska od mistra evropské architektury, porota oceňuje přiměřenost jejich použití. Návrh je oceněn přes pozastavení poroty nad marginalitou tematického zaměření bydlení vůči pravděpodobně jinému těžišti řešení celého projektu. (obr. 2) Cell Plant Residence 3. místo autorka: Bc. Katarína Hajšelová, Bc. Magdalena Obrusníková, 5. r. FA VUT v Brně vedoucí práce: Ing. arch. Jiří Marek Autorská zpráva: Hlavní prostorová kompozice je navržena jako buněčná struktura složená z identických, konstrukčně oddělených jednotek. Každá buňka má, podobně jako ve světě přírody, svoje přesně definované místo ve struktuře organismu. Pozice každé buňky definuje její identitu a nepostradatelnost. Výšková budova složená z buněk je usazená na zem na klidný horizontální objem parteru, který obsahuje komerční prostory, vstupní halu pro rezidenční komplex s uzavřeným prostorem pro bicykly určeným obyvatelům a podzemní podlaží sloužící pro parkování. (obr. 3) Hodnocení poroty: Porota ocenila odvážný architektonický koncept celulární architektury. Strukturální charakter bytového domu umožňuje jedinečné prostorové zážitky a oživuje vzpomínku na strukturalismus konce 60. let (strukturalismus metabolismus), který ovšem rozvíjí dílčím způsobem. Pozoruhodné východisko z buněk se nepromítlo do celkového přesvědčivého výsledného výrazu stavby. 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 81

84 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 4a 4b TEMATICKÝ OKRUH VOLNÉ TÉMA Městský sál ve Znojmě 1. místo autor: Michal Solár, 3. r. BSP FA VUT v Brně vedoucí práce: Ing. arch. Jan Hora Autorská zpráva Objekt je schematicky rozdělen na dvě hlavní části: větší multifunkční sál a menší kongresový sál. Velkorysost objektu je dotvořena zabstrahovaním klášterní, tzv. rajské, zahrady spojující oba sály přes atrium. Pasáž na člověka působí také dominantně a nutí ho k pohybu do atria, foyer, venkovních reprezentačních prostor nebo samotných sálů. Objekt jako takový nedisponuje jasným předprostorem, město se propojuje přes pasáž s veřejnými reprezentačními prostory ve vnitrobloku. Výšková hierarchizace prostoru utváří obraz a transparentnost jednotlivých prostorů podle dané funkce. Příkladem použití je vstupní foyer, kde se rozlišují tři výškové úrovně. (obr. 4) Hodnocení poroty: Porota pozitivně vyhodnotila odvážný stereotomní princip návrhu. V něm soutěžící přináší kreace perforací základní hmoty, které svými akcenty smysluplně reagují na veřejný prostor a vyjadřují až archetypální účel stavby, a tím jí dávají význam. Přitom se nejedná pouze o vnější výraz, ale tento princip prostupuje všemi vnitřními částmi až do detailu řešení interiéru. Aplikace probarveného betonu je velmi vhodná a ve výsledném působení přínosná. Finální forma plastického tvarování ostění oblouků souzní s podstatou použitého materiálu. Duchovní prostor 2. místo autorka: Blanka Štuříková, 3. r. BSP FA VUT v Brně vedoucí práce: Ing. arch. Petra Žalmanová, Ph.D. Autorská zpráva: Prostory jsou vytvořeny pod úrovní země pomocí betonových opěrných zdí nebo svahováním. Beton má světle šedý odstín a pórovitou strukturu, kterou využijí zejména popínavé rostliny. Dilatační a technologické spáry jsou zároveň estetickým prvkem rytmizujícím prostor. Finální prostor kužele s uříznutou špicí je odvodněn prostřednictvím vpusti v podlaze uprostřed tohoto místa. V ostatních částech je odvodnění vyřešeno pomocí odvodňovacích kanálků ukrytých v dilatačních spárách mezi vodorovnou a svislou/ šikmou konstrukcí. (obr. 5) Hodnocení poroty: Až archetypálně působí navržený prostor na lidské vnímání prostřednictvím hmoty a světla. Řada prostorových zážitků nachází odezvu v použitém materiálu betonu. Neobvyklý účel stavby je prezentován přesvědčivě, až profesionálně. 5a 5b 5c 5d 5e 82 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

85 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 6a 6b Beton v oblacích 3. místo autorka: Anette Husárová, 3. r. BSP FA VUT v Brně vedoucí práce: MgA. Jan Šebánek, Ph.D. Autorská zpráva: Inspirací pro návrh byl hyperbolický paraboloid, na jehož principu je řešeno vnitřní uspořádání schodiště. Nedílnou součástí vnitřního prostoru je hra světla a stínu. Zvláště při západu slunce dochází k průchodu a lomům světelných paprsků skrz objekt a vytváří se tak výjimečná atmosféra. Objekt je navržen i pro noční využití pomocí umělého osvětlení, které je samostatnou specifickou kapitolou řešení vnitřního prostoru. (obr. 6) Nosná konstrukce schodišťových ramen s doplněnými mezipodestami je navržena jako monolitická železobetonová desková konstrukce do celoplošného bednění z pohledového betonu třídy PB3, s nosnou výztuží Ø 12 mm v obou směrech z oceli R 105. Hodnocení poroty: Zajímavý názor na řešení dnes velmi častého druhu stavby rozhledny/věže. Monumentální sochařský přístup ke ztvárnění vertikální formy vhodně využívá vlastností betonu. Kontrast vnější kubické geometrie a vnitřního sevřeného prostoru rotujícího po hyperbolickém paraboloidu je výtvarně velmi silný. Prezentace návrhu však ne zcela přesvědčivě vypovídá o jeho potenciálu. Most ocenění za pozoruhodný podnět autorka: Lenka Levíčková, 1. r. MSP FA ČVUT v Praze vedoucí práce: doc. Ing. arch. Roman Koucký 7a 7b Autorská zpráva: Hlavním prvkem formujícím tělo mostu se stává oblouk. Ten vychází z tzv. pražského fragmentu, tedy z faktu, že většina pražských mostů je obloukových. Dodává návrhu lehkost, která je podpořena rozvětvením platforem, které prostupují do řeky a nábřeží. V podmostí vzniká chrám. Chrám tvořený nosnou konstrukcí mostu s žebry vystupující z podmostí, kde se světlo láme a odráží na hladině řeky. Dodává tak smyslnost elegantní křivce mostu, jejíž proporce je definovaná kružnicí o poloměru koryta řeky. Beton dodává mostu jednotu, vytváří ji po fyzické i pocitové stránce. Most vnímáme jako jedno tělo. (obr. 7) Hodnocení poroty: Návrh výtvarným způsobem pozoruhodně pracuje s tvaroslovím odpovídajícím využití železobetonového materiálu až na hranici konstruktivní únosnosti. Přes výtvarnou nadsázku porota oceňuje novátorské využití podnětu skořepinových konstrukcí světových realizací z poloviny 20. století. V návaznosti na genia loci překračuje technicistní východisko spojení dvou břehů po přímce jiným kreativním řešením mostu jako věci výtvarné a časoprostorové. Vztah k inspiraci pražskými přemostěními z historie, vztah k řece i rafinovaný vztah obou břehů jsou řešeny nápaditým a tvůrčím způsobem. Most-lávka je tak nejen technickým dílem, ale současně i architektonickou a krajinářskou kreací. Výstava projektů v prostorách rektorátu VUT v Brně ZÁVĚR Pomyslnou tečkou za celou akcí bylo slavnostní vyhlášení výsledků 7. listopadu 2017 a předání cen oceněným soutěžícím v prostorách rektorátu VUT v Brně s doprovodnou výstavou projektů. Kultivované prostředí výstavního prostoru, radost soutěžících z udělených ocenění a bohatá účast návštěvníků byly důkazem toho, že má smysl tuto akci podporovat, a lze jen doufat v pokračování soutěže v roce doc. Ing. Monika Petříčková, Ph.D. Fakulta architektury VUT v Brně petrickova@fa.vutbr.cz 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 83

86 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 24. BETONÁŘSKÉ DNY Konference Betonářské dny organizovaná Českou betonářskou společností (ČBS), na níž se v České republice schází největší počet odborníků v oblasti betonu, se v letošním roce konala v Litomyšli ve dnech 23. a 24. listopadu. Během slavnostního zahájení přivítal všechny účastníky ředitel Kloknerova ústavu a předseda ČBS Jiří Kolísko a výkonný ředitel ČBS Michal Števula představil aktivity pořádající organizace (zajištění odborných seminářů a školení, např. Technologie betonu, Betonářská odpoledne; organizace odborných exkurzí; vydávání publikací, např. TP ČBS 04 Vodonepropustné betonové konstrukce, TP ČBS 05 Modul pružnosti betonu; a další). Společně pak jmenovali nového čestného člena ČBS, kterým se v letošním roce stal prof. Jan L. Vítek (medailon k jeho životnímu výročí byl uveřejněn v Beton TKS 4/2017, pozn. red.). Odborný program přednášek, jež byly prezentovány ve dvou sálech litomyšlského Evropského školicího centra, začal dvěma vyzvanými příspěvky zahraničních hostů. První z nich s názvem Structural Concrete Design in the 21 st Century: Are Limit Analysis Methods Obsolete?, věnující se analytickým metodám, přednesl profesor Walter Kaufmann. Druhá vyzvaná přednáška s názvem Viaduct over river Almonte: design and construction prezentovaná Dr. Guillermo Capellánem Miguelem blíže představila novou betonovou konstrukci určenou pro provoz španělské vysokorychlostní železniční tratě (zmínka o této konstrukci byla uvedena v Beton TKS 4/2017, pozn. red.). Obě vyzvané přednášky byly prezentovány in memoriam prof. Juanu José Arenasovi, španělskému mostařskému odborníkovi, který inspiroval a ovlivnil mnohé stavební inženýry a který zemřel 9. listopadu Během dvou dnů následovala prezentace cca 40 odborných přednášek rozdělených do několika sekcí: Budovy; Výzkum a technologie; Mosty; Tunely; Vodohospodářské stavby; Modelování a navrhování; Rekonstrukce a revitalizace; Normy, předpisy a certifikace a Udržitelný rozvoj. Cyklus odborných přednášek již tradičně doplnilo 34 posterů vystavených v hlavním přednáškovém sále, díky nimž se mohli zájemci blíže seznámit se zajímavými českými, slovenskými a zahraničními projekty. Součástí konference byla i výstava Beton 2017, na níž se prezentovalo dvacet společností působících na trhu betonového stavebnictví. Pozornost byla věnována také mladým a nadějným studentům, kteří si převzali ocenění za své bakalářské, diplomové a dizertační práce z oblasti betonu. Dvě dizertační práce byly autory v rámci závěrečné sekce také prezentovány. Seznam oceněných studentů a jejich závěrečných prací je uveden v tab. 1. Během společenského večera se mohli zájemci zúčastnit degustace vín či si mohli prohlédnout divadlo na zámku v Litomyšli, které vzniklo v roce 1797 a po českokrumlovském je tak druhé nejstarší v České republice. Děkujeme ČBS, zejména Petře Johové a Jiřímu Víchovi, za organizaci letošních Betonářských dnů a již nyní se těšíme na 25. Betonářské dny v příštím roce. Nově jmenovaný čestný člen ČBS prof. Jan L. Vítek Vyzvaná přednáška prof. Waltera Kaufmanna Přednáškový sál A (Jízdárna) Výstava Beton 2017 Z kuloárů Tab. 1 Vynikající studentské práce 2017 Bakalářské práce Diplomové práce Dizertační práce Kategorie Udělená ocenění Autor práce Název práce Inženýrské Vynikající bakalářská konstrukce práce Bc. Pavel Vrba, FSv ČVUT v Praze Návrh lávky přes ulici Rokycanskou v Plzni Vynikající bakalářská Technologie betonu práce Bc. Jakub Hobza, FSv ČVUT v Praze Performance-based design složení betonové směsi Zvláštní cena poroty Bc. Jan Kovář, FSv ČVUT v Praze Krystalizační přísady a odolnost betonu proti působení tlakové vody Budovy Vynikající bakalářská práce Bc. Jan Vesecký, FSv ČVUT v Praze Kroucení železobetonových prvků Vynikající diplomová Inženýrské Ing. Jan Vobecký, FSv ČVUT v Praze Návrh dálničního mostu přes údolí Vltavy u Suchdola práce konstrukce Zvláštní cena poroty Ing. Ondřej Slabý, FSv ČVUT v Praze Betonové plovoucí prvky Vynikající diplomová Technologie betonu práce Ing. David Pytlík, FAST VŠB-TU Ostrava Ultra vysokohodnotné betony pro tenkostěnné konstrukce Zvláštní cena poroty Ing. Miroslav Gabko, FAST VUT v Brně Reaktivní práškové kompozity Vynikající diplomová Analýza konstrukce vývojového centra se zaměřením na účinky Ing. Klára Pekárnová, FSv ČVUT v Praze Budovy práce smršťování betonu Zvláštní cena poroty Ing. Jitka Mádlová, FSv ČVUT v Praze Navrhování betonových konstrukcí s využitím genetického algoritmu Vynikající dizertační Navrhování Ing. Marek Vinkler, Ph.D., FSv ČVUT v Praze Experimentální a numerická analýza vysychání a smršťování betonu práce a konstrukce staveb Vynikající dizertační Aplikace prostorových konečných prvků pro řešení interakce základů z betonu Ing. Jana Vašková, Ph.D., FAST VŠB-TU Ostrava práce s podložím Technologie betonu Vynikající dizertační Experimentální a numerická analýza reologických procesů v průběhu Ing. Lukáš Zvolánek, Ph.D., FAST VUT v Brně práce zrání betonu 84 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

87 PROF. ING. ZDENĚK P. BAŽANT, PH.D., DR. H. C., OSLAVIL 80. NAROZENINY AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Profesor Zdeněk P. Bažant (McCormick School Professor, Walter P. Murphy Professor of Civil Enginering and Material Science na Northwestern University) je znám jako jeden z nejpřednějších světových odborníků v oblasti mechaniky materiálů a konstrukcí, především betonových. Narodil se 10. prosince 1937 v Praze v rodině známých českých inženýrů a profesorů ČVUT. Je synem prof. Ing. Dr. Zdeňka Bažanta ml., DrSc., předního odborníka v oblasti geotechniky, a vnukem prof. Ing. Dr. Zdeňka Bažanta, tehdejšího rektora ČVUT a zakladatele celého oboru stavební mechaniky v Československu. V roce 1955 byl vítězem matematické olympiády ČSSR a v roce 1960 vystudoval inženýrské stavitelství na ČVUT (se samými výbornými). Z politických důvodů nebyl přijat na aspiranturu, avšak externím studiem v ČSAV v roce 1963 hodnosti kandidáta věd (CSc.) dosáhl. V období 1961 až 1963 byl zaměstnán v Dopravoprojektu a byl úsekovým stavbyvedoucím na stavbě obloukového mostu přes Vltavu ve Zbraslavi. Od roku 1958 kontinuál ně publikoval výzkumné práce a v roce 1961 vyprojektoval na tehdejší dobu unikátní vysoce zakřivený předpjatý komorový most přes Jizeru u Kořenova (obr. 2). Poté pracoval na výzkumu kompozitních materiálů v Kloknerově ústavu ČVUT a současně absolvoval postgraduální kurz teoretické fyziky na Karlově univerzitě a též postdoktorandské studium v Paříži. V předvečer odchodu do Ameriky v září 1967 se stihl na ČVUT habilitovat, a získat tak titul docenta pro betonové konstrukce (a též se oženit). Po absolvování postdoctoral fellowship Ford Foundation v Torontu se od ledna 1969 zabýval výzkumem kontejnerů jaderných reaktorů na University of California v Berkeley, v té době nejvýznamnějším světovém pracovišti v oboru teorie stavebních konstrukcí (R. W. Clough zde rozvinul metodu konečných prvků). V září 1969 se stal docentem (Associate Professor) na Northwestern University v Evanstonu ve státě Illinois a v roce 1973 zde byl jmenován řádným profesorem pro obor stavebního inženýrství a později také pro obor teorie materiálů a strojního inženýrství. Na této univerzitě vykonával funkce ředitele Centra pro beton a geomateriály a koordinátora oboru stavebních konstrukci 1 a materiálů. Zastával řadu prestižních funkcí např. prezidenta Společnosti inženýrských věd (SES), šéfredaktora časopisu mechaniky (JEM) ASCE a zakládajícího prezidenta prosperujících společností IA-FRAMCOS (pro lomovou mechaniku betonu) a IA-CONCREEP (pro dotvarování a trvanlivost). V roce 1971 získal licenci konstrukčního inženýra (S.E.) v Illinois. Profesor Bažant předsedal řadě technických komisí v ASCE, ACI, ASME, RILEM a SES a byl též ředitelem sekce SMiRT pro nukleární betonové konstrukce a dlouhodobým poradcem americké národní laboratoře Argonne pro bezpečnost nukleárních reaktorů. Přínos profesora Bažanta v oblasti inženýrského stavitelství a konstrukčních materiálů je světového významu. Zásadním způsobem posunul úroveň poznání a vytvořil školu svých spolupracovníků, následovníků a žáků v mnoha zemích celého světa, jejichž přínos a velmi rozsáhlé spektrum zájmů svědčí o jeho široké odborné orientaci. Lze jmenovat zásadní výsledky jeho práce zákon vlivu velikosti při kvazikřehkém lomu (nyní v poslední fázi přijetí do normy ACI), metoda pásu trhlin pro lom kvazi křehkých materiálů (dnes převládající při výpočtu lomu kompozitu u boeingů), stabilita systému trhlin (uvažována pro fracking ), pravděpodobnostní mechanika kvazikřehkého porušení a životnosti (námět jeho nové knihy, spoluautor J. L. Le, nakladatelství Cambridge UP), nelokální metody k zabránění chybné numerické lokalizace při poškozování materiálů, stabilitní kritéria pro třírozměrné kontinuum, teorie dotvarování a vlhkostních účinků v betonu (námět jeho knihy, 930 stran, spoluautor M. Jirásek, v tisku u Springera), metoda AAEM pro výpočet dotvarování stárnoucích betonových konstrukcí (nyní zakotvena v normách), konstituční rovnice pro kvazi křehké materiály (zvláště model microplane pro beton užívaný v komerčním softwaru), chemo-mechanika agresivních reakcí v betonu, termodynamické jevy v nanopórech betonu, difuze vody skrz beton, termodynamika stability, stabilita smykově poddajných konstrukcí, lomová mechanika kompozitů, houževnatých keramických materiálů, hornin, nano-biometrických materiálů a mořského ledu, nelineární teorie konečných deformaci aj. O jeho všestranné způsobilosti a přehledu o nejaktuálnějších problémech stavebnictví svědčí i okamžitá reakce na kolaps budov World Trade Center v září 2001, kdy během dvou dnů zpracoval fundované zdůvodnění jeho příčin, které bylo v USA ihned publikováno a přeloženo do sedmi jazyků, nebo např. analýza příčin nadměrných průhybů a zřícení mostu s rekordním rozpětím v Palau (např. Beton TKS 2/2006, pozn. redakce). Profesor Bažant je autorem více než 630 odborných článků publikovaných v nejprestižnějších časopisech, autorem osmi monografií, téměř stovky vyzvaných plenárních přednášek, autorem čtyř patentů (v současnosti pracu- Obr. 1 Zdeněk P. Bažant Medal for Failure and Damage Prevention, kterou uděluje Americká asociace stavebních inženýrů (ASCE) od roku 2015 ( templates/award-detail.aspx?id=613) 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 85

88 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS je na dalším, týkajícím se zkoušení lomu kompozitů) a editorem 15 knih. Tyto práce se řadí mezi nejvýznamnější publikace světového fondu v oblasti teorie stavebních konstrukcí a materiálů. Jeho H-index je nyní 6, i10-index 556 a počet citací jeho článků je v současné době (a každoročně narůstá téměř o 4 000). Na základě vynikajícího přínosu světového významu v oblasti technických věd byl profesor Bažant zvolen členem Národní akademie věd USA (National Academy of Science). Akademie byla založena prezidentem Abrahamem Lincolnem v roce 1863 v době občanské války a členství v ní je považováno za nejvyšší ocenění, jehož je možno v americké vědecké komunitě dosáhnout. Toto prestižní členství bylo profesoru Bažantovi uděleno 30. dubna 2002 (obr. 4), a to jako jedinému autorizovanému inženýru. Vrcholným oceněním bylo jeho zvolení členem Royal Society of London (kde bylo jeho největší poctou podepsat se do knihy obsahující podpisy Newtona, Darwina, Kelvina, Mawella, Einsteina atd.) (obr. 7). Byl též zvolen do Inženýrské akademie USA (1996) a jako zahraniční člen do inženýrských akademií České republiky, Indie a Španělska a jako člen akademií věd Rakouska, Itálie (Academia dei Lincei), Řecka (Aténská akademie), Lombardie a též Academia Europaea (London). Profesor Bažant obdržel za svůj originální přínos, zejména v oblasti inženýrských materiálů a teorie stavebních konstrukcí, řadu prestižních cen. Bylo mu uděleno sedm čestných doktorátů, počínaje rokem 1991 na ČVUT v Praze (obr. 3), poté na University of Colorado, University of Ohio, Universität Karlsruhe, Politecnico di Milano, INSA Lyon a TU Wien). V loňském roce ho v Hofburgu rakouský prezident Fischer vyznamenal udělením Rakouského čestného kříže za vědu a umění I. třídy (od roku 1955 byl udělen jen 72 vědcům a umělcům) (obr. 8) a o pět let dříve mu udělil Exner Medal, nejvyšší inženýrskou cenu v Rakousku. V letošním roce profesor Bažant dostal ASME Medal, nejvyšší možné ocenění udělované Americkou společností strojních inženýrů (ASME) (obr. 9). Již dříve dostal nejvyšší ocenění za výsledky v oblasti mechaniky od ASME (Timoshenko Medal) a od ASCE (von Karman Medal), za výzkum materiálů (ASME Nadai Medal), za výzkum v oblasti konstrukcí (ASCE Newmark Medal) a za výzkum v mechanice kontinua (SES Prager Medal). Obdržel řadu dalších ocenění a poct včetně medaile 5 České společnosti pro mechaniku, Šolínovy medaile a Bažantovy (nejst.) medaile ČVUT, medaile RILEM, medaile Torroja (Madrid) a DM Roy ceny Americké společnosti keramik (ACS). Byl zvolen čestným členem ASCE, ASME, ACI, RILEM a též České společnosti pro mechaniku, České betonářské společnosti a Českého svazu stavebních inženýrů (detaily lze nalézt na northwestern.edu/people/bazant, pozn. redakce). Od roku 2015 uděluje společnost ASCE (American Society of Civil Engineers) ocenění s názvem Zdeněk P. Bažant Medal for Failure and Damage Prevention (viz award-detail.aspx?id=613) a Česká společnost pro mechaniku každým rokem uděluje Cenu Zdeňka P. Bažanta pro inženýrskou mechaniku. Všestrannost Zdeňka Bažanta prokazují i jeho sportovní aktivity v mládí závodně lyžoval a v roce 1959 (po lyžařském úrazu) dokonce patentoval bezpečnostní vázání, které v roce 1963 používala téměř třetina lyžařů v Československu (je vystaveno v Muzeu lyžování New England ve městě Franconia v americkém státě New Hampshire). V roce 1966 vyhrál výroční tenisový turnaj rekreantů v před- 86 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

89 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 6 7 Obr. 2 Most přes Jizeru u Kořenova navržený a projektovaný profesorem Bažantem v roce 1961, na tehdejší dobu unikátně zakřivený, foto z roku 2017 Obr. 3 Při proslovu po udělení čestného doktorátu ČVUT v roce 1991 Obr. 4 Při podpisu knihy členů Národní akademie věd USA (prvním podepsaným je prezident Abraham Lincoln), 2002 Obr. 5 Při přejímání čestného doktorátu TU Wien, 2005 Obr. 6 Na pláních v Corwatchu (St. Moritz), asi 2005 Obr. 7 Při podpisu knihy členů Royal Society of London, obsahující podpisy Newtona, Darwina, Einsteina ad., 2015 Obr. 8 a) Po udělení Rakouského čestného kříže za vědu a umění I. třídy od rakouského prezidenta Heinze Fischera (třetí zprava), v sálu císařovny Marie Terezie v Hofburgu ve Vídni, 2016, b) detail Rakouského čestného kříže Obr. 9 Medaile Americké společnosti strojních inženýrů (ASME) udělená 6. listopadu a 8b 9 ním pražském klubu, tehdy Dukla (pod hradem), a v roce 1981 turnaj města Kenilworth v Illinois. Doma relaxuje hraním na piano. Široký přehled ve svém oboru, vynikající orientace v teoretické oblasti, vlídné vystupování a ochota vždy si najít čas pro odborné konzultace i pro přátelský pohovor, to jsou vlastnosti ideál ního rádce a inspirátora nových idejí, jímž profesor Bažant je. Dosáhl vynikajících výsledků ve světovém měřítku, uznání odborníků a obdivu svých spolupracovníků. Těšíme se na pokračování naší spolupráce a čerpání z jeho hlubokých znalostí a zkušeností, které jsou pro nás neocenitelné (lze poznamenat, že po roce 1989 bylo u něho v Evanstonu na stáži již 19 českých výzkumníků). Z osobních vlastností je třeba si též vysoce cenit jeho zásadovosti, a to i v dobách kdy se úcta k těmto hodnotám nevyplácela. Všichni mu přejeme mnoho úspěchů a pevné zdraví do dalších let činnosti, aby se ještě dlouho mohl těšit z plodů své práce. Vladimír Křístek 6/2017 technologie konstrukce sanace BETON 87

90 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR NEDESTRUKTIVNÍ METODY VE STAVEBNÍM ZKUŠEBNICTVÍ 2018 Odborný kurz Termín a místo konání: 10. až 12. ledna a 17. až 19. ledna 2018, Brno Kontakt: DEN PRO DRŽITELE CERTIFIKÁTU TECHNIK NDT ZKOUŠENÍ VE STAVEBNICTVÍ Odborný kurz Termín a místo konání: 19. ledna 2018, Brno Kontakt: KVALITA VE STAVEBNÍM ZKUŠEBNICTVÍ 2018 Odborný kurz Termín a místo konání: 24. a 25. ledna 2018, Brno Kontakt: ZKOUŠENÍ CEMENTOVÝCH KOMPOZITŮ 2018 Odborný kurz Termín a místo konání: 26. ledna 2018, Brno Kontakt: VODONEPROPUSTNÉ BETONOVÉ KONSTRUKCE Odborný seminář Termín a místo konání: březen 2018, Praha Kontakt: KONSTRUKCE A BETONY PRO JEJICH ZHOTOVENÍ I. Seminář Termín a místo konání: 1. března 2018, Praha Kontakt: BETON RIZIKA VAD A PORUCH Seminář Termíny a místa konání: 14. března 2018, Ústí nad Labem 22. března 2018, Ostrava Kontakt: TECHNOLOGIE BETONU ročník konference Hlavní téma: pohledový beton Na konferenci bude prezentována aktualizovaná publikace TP 03 (2018) Pohledový beton. Termín a místo konání: 12. a 13. dubna 2018, Jihlava Kontakt: VÁPNO, CEMENT, EKOLOGIE 2018 Termín a místo konání: 26. až 28. června 2018, hotel Jezerka, Seč Kontakt: ZKOUŠENÍ A JAKOST VE STAVEBNICTVÍ ročník konference Termín a místo konání: 13. a 14. září 2018, Brno Kontakt: fib INTERNATIONAL PHD SYMPOSIUM IN CIVIL ENGINEERING 12. mezinárodní konference Termín a místo konání: 29. až 31. srpna 2018, Praha Advanced materials Innovative structures and details Construction technology Structural analysis and design Strengthening and repair Monitoring and structural assessment Durability and life assessment Sustainability and life cycle management Kontakt: BETONÁŘSKÉ DNY Konference s mezinárodní účastí Termín konání: 22. a 23 listopadu 2018, místo bude upřesněno Kontakt: INTERNATIONAL CONGRESS ON THE CHEMISTRY OF CEMENT 15. mezinárodní konference Termín a místo konání: 16. až 20. září 2019, Praha Kontakt: ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA INTERNATIONAL CONCRETE CONFERENCE & EXHIBITION ICCX CENTRAL EUROPE Mezinárodní konference a veletrh Termín a místo konání: 14. až 16. února 2018, Ossa, Polsko Kontakt: BETONTAGE Mezinárodní konference Termín a místo konání: 20. až 22. února 2018, Neu-Ulm, Německo Kontakt: ENGINEERING THE DEVELOPING WORLD Mezinárodní konference IABSE Termín a místo konání: 25. až 27. dubna 2018, Kuala Lumpur, Malajsie Kontakt: POLYMERS IN CONCRETE (ICPIC 2018) Mezinárodní kongres RILEM Termín a místo konání: 29. dubna až 1. května 2018, Washington DC, USA Kontakt: BETON NA SLOVENSKU Celoslovenská konferencia fib organizovaná při príležitosti 5. kongresu fib v Melbourne Termín a místo konání: 17. a 18. května 2018, Žilina Kontakt: RHEOLOGICAL MEASUREMENTS OF CEMENT-BASED MATERIALS Mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 31. května 2018, Arras, Francie Kontakt: DURABILITY AND SUSTAINABILITY OF CONCRETE STRUCTURES 2. mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 6. a 7. června 2018, Moskva, Rusko Kontakt: ITALIAN CONCRETE DAYS 2018 Mezinárodní konference Termín a místo konání: 13. až 15. června 2018, Lecco, Itálie Kontakt: FIBRE REINFORCED CONCRETE: ROM DESIGN TO STRUCTURAL APPLICATIONS 3. FRC mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 28. až 30. června 2018, Desenzano, Lake Garda, Itálie Kontakt: DURABILITY OF CONCRETE STRUCTURES 6. mezinárodní konference RILEM Termín a místo konání: 18. až 20. července 2018, Leeds, Velká Británie Kontakt: SHORT AND MEDIUM SPAN BRIDGES 10. mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. července až 3. srpna 2018, Quebec, Kanada Kontakt: CONCRETE AND DIGITAL FABRICATION 1. mezinárodní konference RILEM Termín a místo konání: 10. až 12. září 2018, Curych, Švýcarsko Kontakt: TOMORROW S MEGASTRUCTURES 40. mezinárodní symposium IABSE Termín a místo konání: 19. až 21. září 2018, Nantes, Francie Kontakt: fib CONGRESS mezinárodní kongres Termín a místo konání: 6. až 12. října 2018, Melbourne, Austrálie Kontakt: BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM (IBMS 2018) 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 26. října 2018, Hyderabad, Indie Kontakt: LIFE-CYCLE CIVIL ENGINEERING (IALCEE 2018) 6. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 28. až 31. října 2018, Ghent, Belgie Kontakt: CONCRETE REPAIR, REHABILITATION, AND RETROFITTING (ICCRRR 2018) 5. mezinárodní konference RILEM Termín a místo konání: 19. až 21. listopadu 2018, Kapské město, Jihoafrická republika Kontakt: 88 BETON technologie konstrukce sanace 6/2017

91 Získejte titul na beton! Vypsané semináře v 9. ročníku Beton University jsou zařazeny do akreditovaných vzdělávacích programů v projektech celoživotního vzdělávání ČKAIT i ČKA. Konstrukce a betony pro jejich zhotovení I Praha Beton rizika vad a poruch Ústí nad Labem Ostrava Firemní prezentace Firemní prezentace spolupořadatel seminářů betonuniversity.cz

92 SAVE THE DATE! Abstracts submission deadline has been extended till January 15, 2018 Prague, Czech Republic September 16 20, 2019 CONGRESS VENUE Prague Congress Centre CONGRESS ORGANIZERS Czech Cement Association Research Institute of Binding Materials Prague CONGRESS SECRETARIAT GUARANT International spol. s r.o. iccc2019@guarant.cz THEMES AND MAIN TOPICS Process Technology and Clinker Chemistry Hydration, Structure and Thermodynamics of Portland Cements Supplementary Cementitious Materials (SCMs) Other Binders and their Application Fresh and Hardened Concrete Concrete Durability Testing Methods Standardization and New Approach