Ultravysokohodnotný beton, označovaný zkratkou UHPC (ultra-high performance concrete), je jednou z největších výzev moderní technologie betonu po celém světě. Za UHPC se většinou považuje beton s válcovou pevností vyšší než 150 MPa s uvažovanou životností přes 200 let v nejnáročnějších podmínkách. TBG Metrostav dokáže tento beton po dlouhém vývoji vyrobit a dodat na staveniště ve formě transportbetonu.
UHPC umožňuje řešit náročné tenkostěnné architektonické konstrukce stejně jako extrémně namáhané detaily nebo sanace. Největší stavbou, na kterou byl tento beton s obchodním názvem TOPCRETE dodán, byla lávka přes Labe v Čelákovicích. Stavba získala prestižní ocenění Česká dopravní stavba roku 2014.
Složení UHPC
Receptury UHPC se vyznačují velmi vysokými dávkami pojiva a mikrosiliky, extrémně nízkým vodním součinitelem (0,18–0,22) a vysokou hutností uloženého betonu. Složená křivka zrnitosti směsi musí být optimalizována od nejjemnějších částic (mikrosilika) až po hrubé kamenivo. Hrubé kamenivo může mít zrnitost až 16 mm, ovšem běžně má maximální zrno průměr do 8 mm. Další důležitou složkou UHPC jsou drátky. Někdy je potom UHPC s drátky označován jako UHPFRC (ultra-high performance fibre reinforced concrete). Drátky nám pomáhají omezit křehké chování betonu a zároveň výrazně zvýšit pevnosti v tahu, a tak lze tento kompozit využít i pro prvky nevyztužené běžnou výztuží.
Vlastnosti UHPC
Konzistence UHPC se může pohybovat v rozmezí téměř zavlhlých směsí až po samozhutnitelné betony. Samozhutnitelná konzistence UHPC je asi nečastější (rozliv Abramsovým kuželem 650–750 mm), ovšem vysoká stabilita směsi a nutnost dosáhnout co nejvyšší hutnosti betonu vyžaduje často intenzivní vibraci zkušebních těles i konstrukce. Způsob ukládky a intenzita vibrace vždy závisí na konkrétním složení směsi a na její viskozitě.
Pevnost v tlaku se měří na různých tělesech, jejichž výsledky ovšem nejsou příliš porovnatelné. Jako nejvhodnější se ukazuje měření pevnosti na krychlích o hraně 100 mm nebo na válcích o výšce 300 mm. Poměr těchto pevností není stabilní pro všechny typy UHPC, jako je tomu pro běžné betony. Už při specifikaci betonu je tedy nutné stanovit, jaká pevnost a na jakém tělese je potřeba.
Pevnost v tahu za ohybu je dalším důležitým parametrem UHPC. Pevnost v tahu za ohybu se nejčastěji zkouší na trámcích délky 700 mm a průřezu 150×150 mm. Pevnost v tahu za ohybu je možné zkoušet pomocí trojbodého ohybu se zářezem (místo vzniku trhliny je pevně dané) nebo pomocí ohybu čtyřbodého (trhlina vznikne v nejslabším místě). Pokud se uvažuje o použití tohoto materiálu bez výztuže, pohybuje se pevnost v tahu za ohybu přes 15 MPa
Závěr
Je otázkou, jestli se dá UHPC ještě považovat za beton, nebo jestli už jde o speciální kompozit na bázi cementového pojiva. Tak jako tak jde o velice zajímavý materiál blízké budoucnosti, který nám umožní budovat subtilní lehké konstrukce s výrazně prodlouženou trvanlivostí. Kromě samostatných konstrukcí je možné s tímto typem materiálu vytvářet ochranné tenké vrstvy na standardních konstrukcích, např. přímo pojížděné ochranné nabetonávky mostovek, ochranné vrstvy mostních říms, nebo piliřů. Ve světě už se UHPC pro tyto účely začíná využívat.
V TBG Metrostav máme technologii výroby a přepravy UHPC zvládnutou a jsme schopni UHPC, tzn. beton s válcovou pevností větší než 150 MPa, zákazníkům dodat. Na beton třídy C110/130 už máme vydán i certifikát, vyšší třídy je možno certifikovat dle potřeby zákazníků.
Robert Coufal,
technolog TBG Metrostav
