Obkladový tenkostěnný panel z vláknobetonu

Obkladové tenkostěnné panely jsou desky tloušťky 45 mm z vláknobetonu C 35/45-XF4 o maximální velikosti zrna 8 mm. Polypropylenová vlákna délky 12 mm se do betonové směsi přidávají v množství 2 kg/m3. Ve střednicové ploše desky je z důvodů bezpečnosti při manipulaci vložena buď pozinkovaná síť z drátu ∅ 2,8 mm, anebo je možno ji nahradit výztužnou čedičovou tkaninou. Desky se vyrábějí v různých velikostech o délkách stran 1-3 m podle potřeby projektu (obr. 1).

Cílem řešení bylo:

- odstranění mokrého procesu;
- vytvoření pohledového efektu;
- ochránění nosných stěn před požárem;
- snížení spotřeby betonu.

Kotvení panelů

Jednotlivé desky jsou kotveny do obkládané konstrukce pomocí kotev a kotevních šroubů. Ty umožňují jejich rektifikaci v obou směrech zaručující dosažení dokonale rovného pohledového efektu. Desky se montují s mezerou 60-200 mm od nosného povrchu stěn, podle maximálních tvarových imperfekcí nosného podkladu (obr. 3).

Obr. 3. Obklad milánských stěn tenkostěnnými vláknobetonovými panely v hloubených tunelech úseku Letná stavby Tunelového komplexu Blanka - příčný řez vnější stěnou

Chování při požáru

Pro ověření chování takto vytvořeného souvrství v podmínkách požáru se v Požární zkušebně PAVUS, a.s., ve Veselí nad Lužnicí uskutečnila zkouška požární odolnosti (č. protokolu Pr-13-2.110). Zkouška simulovala situaci v hloubených tunelech úseku Letná stavby Tunelového komplexu Blanka, kde je nosná část tunelové trouby
z milánských stěn obkládána tenkostěnnými panely z vláknobetonu (obr. 2). Podmínky zkoušky vycházely ze základních požadavků návrhu ČSN 737507 Projektování tunelů pozemních komunikací s tím, že zkoušce byl vystaven vzorek o rozměru 3 x 3 m, respektující skladbu celého ostění (monolitická stěna a doplňkový obklad). Teplotní namáhání se zvolilo podle uhlovodíkové teplotní křivky (tj. s rychlým nárůstem teplot 1014 ºC během 10 minut a pak konstantní teplotou 1080 ºC po dobu celkem 180 minut). Toto přísnější namáhání bylo zvoleno s ohledem na eventuální možnou širší aplikaci systému.

Zkouška byla provedena podle ČSN EN 1364-1 Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků - Část 1: stěny. Výsledkem zkoušky bylo hodnocení dosažení mezních stavů požární odolnosti a stav vzorku s ohledem na odprýskávání obkladových panelů. Kritéria požární odolnosti, tj. celistvost, izolace a radiace, nebyly po dobu 180 minut překročeny. Přitom povrchová teplota na vzorku nosné stěny byla nižší než 300 ºC. Po zkoušce a po vychladnutí se ukázalo, že obkladové panely jsou mírně vyboulené, jejich povrch je však nenarušený - neoprýskaný. Povrch desek z ohřívané strany pokrývaly nepravidelné praskliny (obr. 4-6). Na rubové straně desky byla dosažena maximální teplota do 500 ºC. Při těchto teplotách se polypropylenová vlákna odpařila. Z výsledků zkoušky vyplývá, že degradace desek závisí na délce a intenzitě požáru. Desky vystavené požáru po 180 minut a teplotě 1000 ºC by se pochopitelně musely vyměnit.

Tento výsledek lze považovat za průlomový, protože při srovnání s konstrukčními postupy založenými na mokrých procesech, kterými se běžně upravuje tunelové ostění, nedochází k vystřelování kusů betonu, jež mohou následně ohrožovat osoby v době požáru v tunelu. Za mokré procesy označujeme provedení pohledové části přibetonováním nebo torkretem. Podle informací z dostupné literatury i při použití polypropylenových vláken do materiálu ostění (beton, torkret) se oddálí proces poškození povrchu (odstřelování kusů betonu) řádově pouze o 30 minut.


Obr. 2. Obkládání nosné části tunelové trouby z milánských stěn tenkostěnnými panely z vláknobetonu v hloubených tunelech úseku Letná stavby Tunelového komplexu Blanka.

Další aplikace

Další použití těchto panelů bude možno uplatnit i v podzemních garážích, kde panuje obdobné nebezpečí porušení nosných stěn při požáru.

Samostatnou kapitolu tvoří použití těchto desek jako obkladu opěrných zdí tvořených pilotami nebo milánskými stěnami. Pro tento případ by bylo vhodné upravit pohledovou plochu desek pomocí matric napodobujících dřevo nebo kámen. Také je možné vytvořit sendvičový panel tak, že vláknobetonová deska bude z pohledové plochy opatřena kamenným obkladem tloušťky 20-50 mm.




Obr. 4-6. Ověření chování obkladových tenkostěnných panelů z vláknobetonu zkouškou požární odolnosti v Požární zkušebně PAVUS, a.s., ve Veselí nad Lužnicí. Zkouška simulovala situaci v tunelu Blanka.

Ekonomická výhodnost

Pro posouzení cenové výhodnosti použití tenkostěnných panelů v podzemních stavbách byla vytvořena srovnávací cenová tabulka s tradičními technologiemi úpravy pohledových ploch stříkaným torkretem nebo přibetonávkou k nosné stěně.

Zkouška tříštivosti

Začátkem listopadu proběhla na Technickém a zkušebním ústavu stavebním zkouška tříštivosti tenkostěnného obkladového panelu z vláknobetonou. Na panel upevněný šesti šrouby k nosnému rámu bylo spouštěno kyvadlo normovým způsobem. Přestože zatím nebyla vydána závěrečná zpráva o zkoušce, bylo viditelné, že nedošlo k vizuálnímu poškození zkoušeného panelu (obr. 7). To dává jistotu, že při aplikaci těchto panelů v tunelech nebo u opěrných zdí nebude docházet k poškozování pohledových ploch kamínky odletujícími od kol jedoucích vozidel.


Obr. 7. Zkouška tříštivosti tenkostěnného obkladového panelu z vláknobetonu byla provedena v TZÚS

Závěr

Výrobek je ochráněn užitným vzorem č. 25645 U1 z 11. července 2013 u Úřadu průmyslového vlastnictví České republiky. Využití dobrých vlastností vláknobetonu v inženýrském stavitelství je krokem správným směrem, pomáhajícím vytvářet odolné tenkostěnné betonové konstrukce, které dokážou přinést materiálovou a finanční úsporu na stavebním trhu.