Materiály pro svislé a vodorovné konstrukce

7. – 8.
říjen
Materiály pro svislé a vodorovné konstrukce
Přírodní a umělý kámen
Podle množství nerostů, které kámen obsahuje, dělíme horniny:
•
jednoduché, které jsou složeny pouze z jednoho nerostu - křemen, vápenec, sádrovec
•
složené obsahují několik nerostů - žula, pískovec, čedič
Podle vzniku dělíme horniny do tří základních skupin:
a)Vyvřelé - Horniny vznikaly ztuhnutím magmatu (hlubinné, žilné, výlevné) – žula, syenit, diorit,
gabro, čedič
b)Usazené horniny – vznikly usazováním již vzniklých hornin – mechanické (písek, štěrkopísek,
tufy, břidlice), chemické (travertin, sádrovec, magnezit), organogenní biomechanické (vápenec),
organogenní hořlavé (rašelina, uhlí, asfalt, ropa, zemní plyn)
c)Přeměněné horniny vznikly přeměnou vyvřelých nebo usazených hornin, vlivem vysokých teplot,
tlaků, chemických látek, plynů a vodních par – rula, mramor, porcelanity, fylit, amfibolit
Přírodní kámen je jedním z nejstarším stavebních materiálů, který se stále používá.
Ve stavebnictví se po jednoduchém opracování využívá jako stavivo nebo po úpravách drcením,
mletím jako surovina pro výrobu jiných stavebních materiálů.
Vlastnosti kamene jsou velmi důležité pro jeho použití ve stavebnictví. U stavebního kamene nás
zajímá především:
•
Pevnost - souvisí s objemovou hmotností. Pevnost v tlaku je většinou vyhovující, dosahuje
hodnoty kolem 500 MPa
•
Objemová hmotnost se uvádí v kg.m3 a těžké horniny mají objemovou hmotnost větší než
1800 kg.m3, únosnost kamene je tedy vysoká
•
Kromě objemové hmotnosti a pevnosti se u stavebního kamene zjišťují tepelně izolační
vlastnosti, lom, štěpnost, vryp, vzhled, tvrdost, pórovitost a hustota, nasákavost,
mrazuvzdornost, puklinatost, odlučnost aj.
Odolnost proti ohni je u stavebního kamene oproti ostatním stavebním materiálům podstatně
vyšší. Záleží na složení kamene, pokud obsahuje kámen křemen, začíná se hornina
přeměňovat již při 550° C. Nejvyšší odolnost proti ohni má čedič, odolává teplotě až 900° C a
přesto se taví a tavením se z něj vyrábějí čedičová vlákna a z nich se zpracovávají izolační
rohože, desky a pásy, která se vyvážejí do celého světa.
Obrusnost se využívá tam, kde bude materiál velmi namáhán. Velmi nízkou obrusnost má
žula a proto se používá na dlažby, schodiště a náhrobky.
Lesk a jeho zachování je důležité hlavně u ozdobných kamenů, při použití na obklady,
podlahy, sloupy, schodiště, pomníky apod. Např. leštěná žula si zachovává lesk po mnoho let,
ale mramor působením povětrnostních vlivů lesk ztrácí a říká se, že slepne
Celistvý kámen se těží v povrchových kamenolomech, štěrk a písek ve štěrkovnách a pískovnách,
říční štěrky a písky z řek a jezer. Způsob těžby závisí na vlastnostech těžené horniny, na jejím
množství a také na co bude těžená hornina použita. Podle jejich pevnosti a soudržnosti dělíme horniny
do sedmi pevnostních tříd.
Při těžbě velmi pevných hornin v kamenolomech se používají trhaviny a zemina se rozpojuje
odstřelem.
1
Štěrky a písky se těží pomocí lžícových nebo korečkových rypadel. Při tomto druhu těžby je třeba
dbát velké pozornosti při provádění skrývky, aby nedošlo k promísení štěrků nebo písků s jílem nebo
hlínou. Takto znehodnocený materiál by ve stavebnictví mohl být použit pouze na záhozy a zásypy.
Základním kamenným výrobkem je lomový kámen, který je neopracovaný a dodává se na stavby v
kusech nepravidelného tvaru. Podle pevnosti se třídí do 4 skupin s pevností v tlaku
od 40 MPa do 110 MPa.
Netříděný neupravený kámen velikosti 150 až 1 000 mm se používá jako základní materiál v
dopravním stavitelství. Tříděný neupravený kámen velikosti 150 až 350mm se používá do základů a
při stavbě silnic.
Záhozový kámen různých rozměrů do hmotnosti 200 kg se používá pro zpevňování sypaných hrází.
Upravený kámen velikosti 200 až 500 mm s jednou rovnou plocho se vyrábí ze žuly a čediče.
Používá se ke dláždění svahů, rigolů a břehů. Kámen se dvěma rovnými plochami se používá na
podezdívky. Ze zvlášť upraveného kamene s lícní plochou mnohoúhelníkového tvaru se vytváří tzv.
kyklopské zdivo podezdívek a opěrných zdí.
Neupravený lomový kámen pokud není použit jako stavební materiál, putuje do drtičů a granulátorů,
ve kterých se upravuje na drcený štěrk. Získaný materiál se třídí na jednotlivé frakce ve vibračních
nebo bubnových třídicích.
Pro využití kamene ke kamenickému zpracování se využívá lomový kámen vytříděný pro tento
způsob opracování. Nejznámější způsoby opracování kamene při výrobě kamenických výrobků pro
stavebnictví jsou: lámáním, bosírování, hrubé špicování, zrnování, pendlování, rýhování,
polobroušení, broušení, leštění.
Kamenivo je přírodní materiál, který se ve stavebnictví využívá k výrobě malt betonových směsí, na
výplně, zásypy a v dopravním stavitelství.
Říční písek a štěrk se těží přímo z řek, jezer nebo ze starších říčních usazenin. Je většinou bez
přídavku humusovitých částí, zrna jsou zaoblená, kulatá a hladká. Říční je písek a štěrk je pročištěný
vodou.
Kopaný písek a štěrk obsahuje humusovité části, je znečištěn jílovitými a hlinitými horninami a má
zrna s ostrými drsnými hranami. Písek a štěrk se od sebe liší pouze velikostí zrn, písek obsahuje zrna
velikosti do 4 mm a štěrk se pokládá za hrubší. Za štěrk se pokládá kamenivo se zrny velikosti od 4
mm do 125 mm.
Rozdělení kameniva podle frakcí do skupin:
•
Drobné kamenivo - 0-1, 0-2, 0-4, 1-2, 2-4 mm
•
Hrubé kamenivo - 4-8, 4-16, 4-22, 4-32, 8-16, 8-22, 8-32, 16-22, 16-32, 16-63, 63-125 mm
•
Štěrkopísek - 0-8, 0-16, 0-22, 0-32, 0-63 mm
Kamenivo do betonu musí mít vhodné složení frakcí a správný poměr hmotnosti písku a štěrku,
abychom vyrobili kvalitní a trvanlivý beton.
Výrobky z přírodního kamene jsou kopáky, kvádry, obkladové a krycí desky, dlažební
desky a kostky, benátské dlaždice a drcené kamenivo.
Písky a štěrky dělíme podle způsobu těžby na kopané písky a štěrky a říční písky a štěrky.
Umělý kámen - v umělém kameni se využívá vlastností materiálu, který je hlavní surovinou pro
výrobu umělého kamene, a tím jsou betony s různými přísadami. Výrobky jsou zhotovovány různými
způsoby zpracování. Je znám tzv. štípaný beton pro výrobu tvárnic podezdívek, i jiné výrobky např. z
materiálu Liapor atd. – tvárnice, obklady, dlažby, užitné výrobky jako květináče, nádoby, oplocení
2
9. – 10.
listopad
Keramické materiály – cihlářské výrobky
Surovinou jílovité materiály – kolečkovými rypadly vytěžená hlína se halduje a nechá odležet, poté
dokonale smíchá a zpracuje v mlýnech, poté prochází šnekovým lisem, který končí formou, která
dodává cihle tvar, pak se jednotlivé cihly oddělují.
V sušárnách se poté z cihel odpadním teplem z pecí odstraní přebytečná voda, pak se v tunelových
pecích cihly vypálí při teplotě 900 – 1000°C
Cihlářské výrobky se vyrábějí v mnoha druzích, liší se tvarem a rozměry. Podle použití je dělí do
skupin:
•
•
•
•
•
•
•
prvky pro svislé konstrukce
prvky pro vodorovné konstrukce
pálená střešní krytina
cihelné dlaždice a obkládačky
pálené prvky pro speciální účely
antuka
keramická prefabrikace
PRVKY PRO SVISLÉ KONSTRUKCE
Zdící materiály se dělí na dvě skupiny a to na tradiční a inovované zdící prvky. Tradičním zdícím
prvkem jsou především cihly.
Plné cihly CP se vyrábějí ve velkém formátu 290 x 140 x 65 mm nebo v malém formátu 250 x 120 x
65 mm. Jsou stále používaným klasickým stavebním materiálem, ze kterého se tvoří klasické cihelné
vazby jako technologický základ dovedností zedníka. Většinou se používaly pro nosné zdivo o
tloušťce 450 mm a 300 mm. Zdivo je hmotné, pracné, vyznačuje se velkou spotřebou malty i zdících
prvků a tedy velmi neekonomické. Také tepelně izolační vlastnosti cihel plných neodpovídají
současným požadavkům na nosné obvodové zdivo, ale stále se používají na zdění režného
neomítaného zdiva a to cihly s pevnostní značkou P 25, které jsou odolné proti mrazu.
Samozřejmě platí zásady zdění na vazbu (min. 1/4 cihly), tedy žádné spáry nesmí být nad sebou.
Příčkovky podélně děrované jsou většinou dvou- a tříděrové. Používají se výhradně pro nenosné
výplňové zdivo a na příčky. Mají malou pevnost v tlaku.
a - tříděrová o tloušťce 40 mm, b - dvouděrová o tloušťce 65 mm
3
Inovované keramické tvarovky byly vyvinuty hlavně proto, aby splnily zvýšené nároky na tepelně
technické vlastnosti stavebních konstrukcí. Vyrábějí se ve větších formátech a šetří tak množství
zdících prvků, nosné zdivo může být menší tloušťky, mezi zdícími prvky jsou menší spáry a spár je
méně a tím je zdění z těchto prvků ekonomičtější a rychlejší. Nosné obvodové zdivo musí splňovat
požadavky na pevnost, tepelnou izolaci, mají chránit vnitřní prostor před mrazem, vlhkem a hlukem a
také před požárem. V současné době se na trhu objevují cihelné tvarovky větších rozměrů, které
splňují tyto požadavky. Jsou to například tvarovky
systému POROTHERM (viz obr. Porotherm 44
P+D), HELUZ, KLIMABLOC, KERATHERM,
THERMOPOR, NOVATHERM, ECOTON, které
všechny se vyrábějí v provedení P + D ( pero a
drážka ), u kterého se nemaltuje styčná spára,
protože tvarovky do sebe zapadají a tvoří tak pevný
celek. Nejnovějším výrobkem na trhu jsou tzv.
broušené cihelné bloky, u kterých se nepoužívá
klasická malty, ale tenkovrstvé maltové směsi, které
se nanášejí speciálním nářadím pouze na ložnou
spáru. Díky tomu se minimalizují tepelné ztráty a
vznik tepelných mostů. Každý výrobce dodává
kompletní program výrobků pro zhotovení
hrubé stavby a tím umožňuje rychlé,
ekonomické a snadné stavění. (Obr. Vlevo Příklad skladby ostění okenního otvoru)
Nadpraží okenního nebo dveřního otvoru se
zhotovuje pomocí například keramických
nosných překladů (viz 5x Porotherm KP7 –
obrázek dole)
Další možnosti jsou ploché překlady KP 11,5
a 14,5
Ztužující pozední věnec se provádí v úrovni
každého stropu pro zvýšení tuhosti ve vodorovném směru, zachycení tahových sil ve svislých
konstrukcích a rovnoměrné roznesení tíhy stropních nosníků. Jako ztracené bednění z vnější strany tak
fungují věncovky Porotherm VT 8 (viz obr. vpravo nad překlady) + tepelná izolace k omezení
tepelného mostu vznikajícího vždy u železobetonové konstrukce ztužujícího věnce.
4
11. – 12.
Listopad
Keramické prvky pro vodorovné konstrukce - stropy
Pro montované keramické stropy se používají
stropní vložky MIAKO nebo SIMPLEX, které se
ukládají mezi stropní nosníky. Montované stropy se
skládají na stavbě a zalévají se betonem a tím se
vytvoří celistvá stropní konstrukce. Tyto stropy lze
montovat bez použití jeřábu, ručně.
Ke starším výrobkům stropních keramických nosníků
patří desky HURDIS, mají rozměry 1 090 x 250 x 80
a 1 190 x 250 x 80 mm a vyrábějí se s rovnými (CSD1
- HURDIS) nebo šikmými (CSD2 - HURDIS) čely.
Kladou se zpravidla na spodní přírubu ocelových I
nosníků do malty nebo pomocí speciální keramické
patky, která se uloží na spodní přírubu ocelového I
nosníku.
Keramický nosník POT se stropní keramickou
vložkou MIAKO - Porotherm strop tvořený
cihelnými vložkami a keramobetonovými stropními
nosníky vyztuženými svařovanou prostorovou výztuží
je možno použít v běžném i vlhkém prostředí
uzavřených objektů. Délka uložení nosníku musí být
na každé straně nejméně 125 mm!
Konstrukce stropních keramických panelů je obdobná jako konstrukce montovaných keramických
stropů, liší se však druhem použitých tvarovek (INOVA, ARMO, FEST, MIAKO, BK, STL), a tím, že
panely jsou vyráběny v továrnách a na stavbu jsou dovezeny jako hotový výrobek. Keramické
tvarovky se vyskládají do formy, vloží se výztuž a celá forma se zalije betonem. Vytvoří se tak
železobetonový panel s keramickým jádrem. Strop z keramických stropních panelů je nutno montovat
pomocí jeřábu
5
Pálené střešní krytina
Cihlářské závody dodávají různé druhy střešní krytiny:
•
•
•
•
•
tašky tažené bobrovky
tašky ražené prejzové
tašky tažené drážkové
tašky ražené drážkové
hřebenáče hladké a drážkové
Cihelné tažené obkladové pásky se vyrábějí v
rozměrech 290 x 65 x 16 mm. Používají se pro obklady vnitřního i vnějšího zdiva. Jsou odolné proti
mrazu a uplatňují se u občanských a bytových staveb.
Drenážní trubky ( trativodky ) se dodávají průřezu kruhového nebo hranatého, ve tvaru osmiúhelníku
nebo šestiúhelníku. Jejich délka je 333 mm a průměr mají 50, 65, 80, 100, 160, 180 a 200 mm.
Používají se při odvodňování základů nebo odvodňovací práce v terénu.
Stájové dlaždice se používají pro zhotovení lícové vrstvy keramických
podlahových panelů do stájí, chlévů a také na dlažby zhotovené klasickým
způsobem, kladením do cementové malty. Na povrchu jsou opatřeny rýhami,
které brání uklouznutí ustájených zvířat a umožňují odvádění výkalů.
Kanalizační cihly a klíny mají ostré nebo zaoblené hrany. Vyzdívají se z nich kanalizační šachty,
stoky a kanály. Uplatňují se hlavně tam, kde je požadována odolnost proti agresivním chemikáliím a
kde by betonové výrobky nevyhověly. Cihly musejí být dokonale vypáleny z velmi kvalitní cihlářské
hlíny. Musejí mít velkou pevnost v tlaku, odolávat povětrnostním vlivům a musejí být mrazuvzdorné.
Plotovky jsou tvarovky určené k vytváření keramických ozdobných
plotů. Vyrábějí se v několika vzhledových druzích a rozměrech.
Nejpoužívanějším rozměrem je 200 x 200 x 113 mm
Antuka je cihlářská drť vyrobená rozemletím cihlářského odpadu.
Dodává se bez přísady nebo s přísadou 5% hydraulického vápna.
Jednotlivé frakce se smísí v takovém poměru, aby vytvořily pevnou,
hladko a bezprašnou plochu atletických drah, hřišť a cest. Konečná
barva povrchu je cihlově červená.
Na komínové zdivo můžeme použít klasické cihly plné pálené, ale na komínovou hlavu používáme
cihly bílé, vyšší kvality. Komín lze vystavět z cihel, což je velmi pracné nebo lze použít komínové
tvárnice s komínovými vložkami. Komínové tvarovky vyrábí např. firma Schiedel, která je v
současné
době
největším
výrobcem komínových tvarovek.
Pro stavbu vysokých továrních
komínů kruhového průřezu se
používají
komínové
cihly,
komínovky Cko o lícním
průměru od 508 do 6300 mm.
6
13. – 14.
listopad
Nepálené výrobky pro svislé a vodorovné konstrukce
Betonové výrobky
– spíše z lehkého betonu – dle způsobu
vylehčení rozeznáváme výrobky:
z mezerovitého betonu – vynechají se nižší frakce kameniva a cementu
se použije jen na obalení zrn kameniva – vytvoří se tak dutiny
z betonu přímo lehčeného (pórobetony) - póry v betonu vzniknou tak,
že se při jeho výrobě přidá do betonové směsi pěna nebo plyn.
Pórobeton má malou objemovou hmotnost. Přesto je dostatečně pevný
na to, aby se dal použít k výrobě stavebních konstrukčních systémů.
Díky své pórovitosti má dobré tepelně izolační vlastnosti. Snadno se
opracovává, kompletní systém hrubé stavby YTONG apod.
z betonu nepřímo lehčeného - při výrobě těchto betonů se nepoužívá
plynotvorných ani pěnotvorných látek, ale jako plnivo se používají látky
s nízkou objemovou hmotností. Název této látky je potom i v názvu
betonu, např. škvára - škvárobeton.
Používané plnivo:
• Přírodní lehké horniny - sopečné tufy, přírodní vápence.
• Průmyslové odpady - škvára, struska, piliny, popílek.
• Uměle vyrobené látky - keramzit, kavitit, agloporit.
Další názvy nepřímo lehčených betonů: struskobeton, tufobeton, keramzitobeton, agloporitbeton,
perlitbeton, křemelinobeton, atd.
Mezi základní výrobky z betonů patří:
překlady, cihly a tvárnice, bednící tvárnice, stropní desky a panely, střešní desky, panely, nosníky a
vazníky, střešní tašky, komínové prvky, různé dílce pro schodiště, dlaždice a obrubníky, plotové dílce,
silniční prefabrikáty, zatravňovací a opevňovací prefabrikáty, příkopové a meliorační tvárnice,
kabelové tvárnice, trouby, prefabrikáty pro studny, prefabrikáty pro šachty
VÁPENOPÍSKOVÉ VÝROBKY
Složky pro výrobu vápenopískové hmoty jsou: křemičitý
písek, vápno, voda, přísady. Tyto složky se smíchají. Poté se
lisují a pod tlakem páry tvrdí jednotlivé výrobky.
Nejznámější jsou vápenopískové cihly, kterým se také často
říká „bílé cihly" a kvádry.
Používají se na režné zdivo, komínové zdivou nad střechou,
sloupky plotů, schránky elektroměrů, venkovní pilíře atd.
Křemelinové výrobky
Složky pro výrobu křemelinové hmoty:
•
•
•
Křemelina. Jde o pórovitou, sypkou, usazenou horninu, která je většinou tvořena schránkami
jednobuněčných řas (rozsivek) + piliny
Cement (portlandský nebo struskoportlandský)
Vápenný hydrát (tj. hašené vápno)
7
Výrobky z křemeliny
Křemelinové cihly plné a křemelinové cihly příčně děrované
Požívají se jako tepelná izolace průmyslových zařízení do teploty 900
°C, např. kotle, pece apod.
Tvárnice - používají se na příčky, výplňové zdivo, nosné zdivo pro
budovy do dvou podlaží
Stropní vložky - používají se jako nosná a zároveň tepelně izolační
vrstva. Kladou se na nosníky profilu „I" nebo obráceného „T".
Střešní tvárnice - jsou odolné proti ohni i mrazu. Dobře se řežou, vrtají, sekají a brousí. Používají se
jako tepelná izolace u plochých střech.
Příčkové desky - jsou ohnivzdorné i mrazuvzdorné. Proto se používají k vyzdívání tepelně izolačních
příček, izolačních vrstev a výplní, dále pro obklady stěn, na podlahy a v podkroví.
Křemelinová drť - používá se jako izolační zásyp pro teploty do 900 °C.
Bednící prvky z dřevocementových desek
Jedná se o tepelně izolační desky známé pod označením
Heraklit.
Vyrábí se z dřevěné vlny, která se promíchá s cementovým
mlékem, poté se slisuje na požadované rozměry a nechá
zatvrdnout.
Dále se vyrábí i dvouvrstvé a třívrstvé izolační desky v
kombinaci s polystyrenem nebo s minerálním vláknem.
Používají se jako ztracené bednění, které tvoří povrch
budoucí stavební konstrukce, jako tepelná izolace, jako
pohledový materiál.
Výhody: tepelně izolační, snadná manipulace (jsou lehké),
jednoduchá montáž, jdou omítat
Bednící tvárnice
Jde o tvárnice, které slouží jako ztracené bednění. Jsou určeny
pro vylévání betonem. Vyrábějí se s tepelnou izolací i bez
izolace. Používají se pro výrobu základů, betonových nosných
stěn a příček.
Systém
IZOBLOK
Sádrokartonové desky jsou v současnosti velmi oblíbený stavební
materiál. Při jejich použití jde z technologického hlediska o suchý proces
výstavby, tj. bez použití vody, což urychluje výstavbu.
8