PERMACRETE – ucelený koncept technologie betonu pro bílé vany

Bílé vany jsou velmi rozšířenou možností řešení spodní stavby. Bílá vana spojuje požadavky na vodonepropustnost a statickou únosnost v jedné konstrukci. Pro zajištění vodonepropustnosti je důležité konstrukci správně navrhnout, zejména její tloušťku, tvar a detaily. Dále je nutno navrhnout konstrukci (vyztužení) z pohledu šířky trhlin, a to jak na statické zatížení, tak na vynucená namáhání. V neposlední řadě je nutno použít vhodný beton a správně stavbu provést.

Beton pro bílé vany PERMACRETE
Technologie betonu pro bílé vany zdaleka nespočívá pouze v přidání všespasitelné přísady nebo v předepsání přísnějšího maximálního průsaku tlakovou vodou. Toto je zřejmé například z literatury ([1] a [2]), která je původem z Rakouska a Německa. Zásadním principem je omezení vynucených namáhání, což znamená hlavně snížení vývinu hydratačního tepla a smrštění. Omezením vynucených namáhání omezíme výskyt trhlin, které jsou jedním z hlavních rizik pro vznik poruch vodonepropustné konstrukce. Dále je nutné, aby beton měl dobrou zpracovatelnost – pro konstrukce bez kaveren a pro ukotvení těsnicích prvků v betonu. Omezení hloubky průsaku tlakové vody do betonu je samozřejmostí.

PERMACRETE, značkový beton pro vodonepropustné konstrukce, je tímto způsobem navržen. Betony PERMACRETE splňují požadavek na maximální přípustnou teplotu betonového dílu pro normalizovaný beton BS1 A dle [1], tzn. 45 °C pro stavební díly průměrné tloušťky max. 1,2 m. PERMACRETE má omezené jak autogenní smrštění, tak smrštění z vysychání. Beton PERMACRETE splňuje požadavky rakouské normy ÖNORM B 4710-1:2007 pro betony se silně redukovaným smrštěním RRS. Jeho deklarované parametry byly prokázány laboratorními zkouškami i měřením přímo na stavbě. Beton byl použit na mnoha stavbách, je tedy ověřen i praxí.

PROVÁDĚNÍ KONSTRUKCÍ BÍLÝCH VAN S BETONEM PERMACRETE
Pouze kvalitní beton správnou funkci bílé vany nezajistí. Níže jsou uvedeny základní principy provádění konstrukcí bílých van.

Příprava podkladu
Příprava podkladu pod základovou desku bílé vany a způsob založení významně ovlivňují vynucená namáhání v základové desce. Principem je nebránit betonu základové desky v objemových změnách způsobených hydratačním teplem a smrštěním. V případě, že je objemovým změnám bráněno, vzniká napětí v betonu a tím i riziko vzniku trhlin. Bránit v pohybu desky můžou například napojení na pevný podklad, výškové odskoky v desce (šachty atd.) nebo třeba pevné napojení na piloty. Možností provedení separační vrstvy pro základovou desku je více a jsou uvedeny například v [1].

Vyztužení, osazení těsnicích prvků, řízené trhliny
Vyztužení konstrukce bílé vany se navrhuje nejen z pohledu únosnosti, ale i maximální návrhové šířky trhliny. Toto vyztužení je vhodné dodržet i v případě použití krystalizačních přísad, i když někteří dodavatelé těchto produktů tvrdí opak. Snížením stupně vyztužení se zvyšuje riziko vzniku trhlin a tím i vzniku průsaků. V praxi pak lze jen obtížně spoléhat na „krystalizační samozahojení“ vzniklých trhlin a čekat měsíce, než se průsak vody trhlinou zastaví. Je přirozené, že investoři požadují odstranění takové vady konstrukce ihned, a v případě poruchy je nutné netěsnost sanovat okamžitě, například injektážní hmotou. Logickým řešením je pomocí vhodného typu betonu a jeho správným vyztužením tvorbě trhlin zabránit, než je následně draze sanovat. Velmi vhodný způsob vyztužení konstrukcí bílých van je pomocí rozptýlené výztuže – drátků.

Beton PERMACRETE byl i v reálných podmínkách vyzkoušen také pro konstrukci bez klasické prutové výztuže, pouze s drátky v betonu. Parametry PERMACRETU vyztuženého drátky, využitelné pro statický návrh konstrukcí, jsou uvedeny v následující tabulce a grafu. Náhrada prutové výztuže drátky je v některých případech (zejména stěnové konstrukce menších objektů) velmi ekonomická a technicky vhodná.

Tabulka: Příklad pevnostních parametrů drátkobetonu PERMACRETE D

Správný návrh a provedení detailů pracovních a dilatačních spár, stejně jako prostupů a řízených trhlin, jsou další důležitou součástí funkční bílé vany. Těsnicí prvky se dělí podle použitého materiálu a umístění. Asi nejčastějším řešením jsou těsnicí plechy, umístěné ve středu stěny. Je třeba dbát zejména na jejich správné napojení a dostatečně hluboké ukotvení v betonu (dle předpisu dodavatele). Dále je třeba prvky dobře obetonovat, aby nedocházelo k průnikům vody okolo profilu. Beton PERMACRETE je díky své zpracovatelnosti na kotvení těsnicích prvků velmi vhodný.

Pro snížení vynucených namáhání se ve stěnových konstrukcích bílých van využívají profily pro vytvoření řízených těsněných trhlin. Princip spočívá v tom, že lištami umístěnými svisle na bednění oslabíme konstrukci tak, aby nám případná trhlina vznikla právě v místě, které určíme. Zároveň je v tomto místě svisle umístěn těsnicí prvek (např. křížový plech), který zajistí vodonepropustnost vzniklé trhliny.

Ukládka betonu a ošetřování
Beton PERMACRETE je vyráběn, dopravován a čerpán jako běžný transportbeton. Kvůli nízkému obsahu vody je beton viskóznější než běžný beton. Ukládka betonu se řídí stejnými postupy jako ukládka běžného betonu. Intenzitu vibrace je třeba přizpůsobit konzistenci betonu.

Pro správnou funkci konstrukce je nutné beton správně ošetřovat, například dle doporučení [1]. Zejména je nutné u tohoto typu betonu (s nízkým obsahem vody) omezit plastické smrštění od vysychání u plošných konstrukcí a u volných povrchů stěnových prvků. Plastické smrštění se dá omezit zejména včasným zahájením ošetřování konstrukce. U desek se doporučuje aplikovat na povrch betonu ihned po urovnání postřik proti odparu. Stejný způsob ochrany povrchu se dá použít i u čerstvě odformovaných stěn. Po zatuhnutí (po dosažení pochozích pevností) se povrch betonu doporučuje chránit před vysycháním fólií nebo zaplachtováním. Obzvláště v zimním období je vhodné povrch betonu ochránit před vychládáním (před zvyšováním teplotního gradientu) například geotextilií s fólií.

Závěr
Bílá vana je velmi vhodný způsob řešení podzemní konstrukce, protože je jednou konstrukcí zajištěna vodonepropustnost i statická únosnost. Při výstavbě bílé vany odpadá instalace hydroizolace i riziko jejího poškození během výstavby. Případné poruchy bílé vany lze nepoměrně snadněji sanovat než poruchy klasické hydroizolace. Realizace bílé vany však vyžaduje větší technologickou kázeň a lepší materiály než realizace běžné betonové konstrukce. Beton PERMACRETE je navržen právě pro účely výstavby vodonepropustných konstrukcí. Principem je poruchám předcházet, ne se spoléhat na jejich sanaci. Nezanedbatelný je také ekonomický pohled – cena betonu PERMACRETE je přibližně o 5 % vyšší, než je cena běžného betonu dané kategorie, naproti tomu přidání krystalizační přísady může cenu betonu zvýšit až o 25 %.

Robert Coufal, TBG Metrostav

Literatura:
1) Technická pravidla ČBS 02, Bílé vany – Vodonepropustné betonové konstrukce. Česká betonářská společnost ČSSI a ČBS Servis, s. r. o., 2007.
2) Lohmeyer, Gottfried, Karsten Ebeling. Weisse Wannen einfach und sicher, Konstruktion und Ausführung wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton. Verlag Bau+Technik GmgH, 2013.