Unikátní návrh kontaktní podlahy vyrobené z ultralehkého betonu na bázi pěnového skla REFAGLASS
28.10.2021
U podlah vyskytujících se nad nevytápěným prostorem (sklep, chodba) nebo u podlah v 1.NP u nepodsklepených objektů je potřeba zajistit dostatečný tepelný odpor podlahové konstrukce pro zamezení vzniku tepelného mostu či úniku tepla skrz tuto konstrukci. Jak lze využít ultralehkého mezerovitého betonu v podlahových konstrukcích?
U tradičních řešení podlahových konstrukcí se využívají nejčastěji tepelně izolační materiály vložené do konstrukce (minerální vlna, EPS a další), které zajišťují její tepelně izolační vlastnosti, a dále pro dosažení lepších vlastností podlahy z pohledu její tepelné jímavosti a poklesu dotykové teploty je výhodné využití deskových materiálů na bázi dřeva do souvrství podlahy při povrchu konstrukce pod nášlapnou vrstvu.
Při použití určité vrstvy ultralehkého mezerovitého betonu z kameniva na bázi pěnového skla je možné dosáhnout dostatečného tepelného odporu bez použití dodatečného izolantu, anebo lze dosáhnout výrazného snížení tloušťky tohoto izolantu. Lehký mezerovitý beton z pěnového skla může být také využit pro konstrukce, u kterých je nutné dosáhnout snížení tepelné jímavosti (např. podkladní vrstva pro aplikaci dlažby apod.).
Příspěvek se zabývá návrhem podlahových konstrukcí s použitím ultralehkého betonu na bázi pěnového skla jako tepelně izolační a roznášecí vrstvy. Pro návrh podlahové konstrukce byl proveden návrh receptur speciálních ultra lehkých mezerovitých betonů a bylo provedeno stanovení jejich klíčových vlastností a vlastností dalších klíčových vrstev u modelové podlahové konstrukce, která byla navržena ve formě klíčové studie. Jednalo se o stanovení mechanických a tepelněizolačních vlastností ultralehkého betonu tvořící jádro podlahy a vlastnosti cementotřískové desky jako podklad pro uložení nášlapné vrstvy.
Návrh podlahové konstrukce a receptur ultra lehkých mezerovitých betonů
V rámci výzkumných prací byl vytvořen návrh jednoduché podlahové konstrukce pro případ podlahy přiléhající k terénu, který je tvořen z podkladního betonu, vrstvy ultralehkého mezerovitého betonu, roznášecí vrstvy (2x vrstva 15 mm cementotřískových desek) a finální nášlapné vrstvy. Schéma konstrukce je uvedeno na obrázku č. 1.
Obrázek 1. Navrhovaná skladba podlahové konstrukce
Pro výrobu ultralehkého betonu byly navrženy 3 zkušební receptury, na kterých bylo provedeno stanovení základních fyzikálních, mechanických a tepelně izolačních vlastností. Z hlediska cementotřískových desek byl vybrán typicky používaný zástupce (standardní cementotřísková o tloušťce 15 mm a objemové hmotnosti 1320 kg/m3) těchto deskových materiálů a byla na vzorcích z toho materiálu vyrobených provedeno stanovení základních fyzikálních a tepelně vlhkostních vlastností. Snahou bylo simulovat reálné možné vlhkostní zatížení materiálu po zabudování do konstrukce. Snahou bylo také u obou typů materiálů stanovit reálné tepelně izolační vlastnosti se zohledněním reálné sorpční vlhkosti a jejího vlivu na tepelně izolační vlastnosti. Receptury navržených betonů jsou uvedeny v tabulce č. 1.
Tab 1. Přehled vyrobených receptur
U výroby vzorků z lehkého mezerovitého betonu se vycházelo z postupu, který by bylo možné následně aplikovat na stavbě. Nejprve bylo objemově nachystáno lehké kamenivo na bázi pěnového skla a následně hmotnostně ostatní vstupní složky. Míchání probíhalo pomocí staveništní míchací vrtule do vzniku zavlhlé směsi (všechna zrna kameniva obalena cementovým tmelem). Čerstvý beton byl ukládán pomocí vibračního stolu do zkušebních forem a zároveň byla čerstvá směs do forem vtlačována pro jejich dokonalé vyplnění a zhutnění vzorku. Ze zkušebních receptur byly vyrobeny dva typy zkušebních vzorků, na kterých byly stanoveny požadované vlastnosti:
1) Trámečky 40 x 40 x 160 mm (stanovení mechanických a fyzikálních vlastností)
2) Čtvercové vzorky 200 x 200 x 35 mm (stanovení mechanických a tepelně izolačních vlastností)
Obrázek 2. Vyrobený vzorek ultralehkého betonu ULC3,
Obrázek 3. Vyrobený vzorek ultralehkého betonu ULC 3 (detail obalení zrn kameniva cementem)
Metodika a zkušební postupy
Na připravených vzorcích byly po 14 a 28 dnech stanoveny klíčové vlastnosti, které jsou důležité z hlediska využití vyvíjených materiálů do podlahových kontaktních konstrukcí. Všechny provedené zkoušky probíhaly dle uvedených platných technických norem (viz níže):
- Objemová hmotnost v čerstvém/ztvrdlém stavu byla stanovena na vzorcích lehkých betonů v souladu s ČSN EN 12350–6 a ČSN EN 12390-7,
- Pevnost ztvrdlých lehkých betonů v tahu ohybem byla stanovena dle ČSN EN 12390-5,
- Pevnost ztvrdlých lehkých betonů v tlaku byla stanovena dle ČSN EN 12390-3,
- Stanoveni součinitele tepelné vodivosti lehkých betonů i deskových materiálů bylo provedeno v ustáleném stavu metodou desky dle ČSN EN 12667 a ISO 8301,
- Tloušťkové bobtnání deskových materiálů bylo stanoveno dle ČSN EN 317.
Stanovení objemové hmotnosti bylo provedeno v čerstvém stavu a dále v ztvrdlém stavu po 14 a 28 dnech. Stanovení mechanických vlastností (pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu) bylo provedeno ve ztvrdlém stavu po 14 a 28 dnech od namíchání. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 2 a na obrázku č. 2.
Tab 2. Přehled mechanických vlastností ultralehkého mezerovitého betonu
Obrázek 4. Přehled fyzikálně mechanických vlastností ultralehkého mezerovitého betonu
Stanovení tepelně izolačních vlastností bylo provedeno v ustáleném stavu metodou desky pomocí přístroje Lasercomp Fox 200 Vacuum při střední teplotě +10°C a teplotním spádu 10°C.
Měření bylo provedeno na zkušebních vzorcích ultra lehkých betonů všech tří receptur a na vzorku cementotřískové desky kondiciované v laboratorním prostředí (teplota 23°C a relativní vlhkost 50 %). Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 3. Z výsledků je patrné, že naměřené hodnoty tepelných vodivostí u ultra lehkých betonů jsou ve všech případech velmi nízké a pohybují se v rozmezí 0,099 – 0,114 W/(m.K). Tyto hodnoty jsou nižší než hodnoty běžných lehkých betonů srovnatelné objemové hmotnosti (např. dle ČSN 73 0540-3). V případě cementotřískové desky byla zjištěna hodnota 0,2201 W/(m.K), což je při objemové hmotnosti 1260 kg/m3 výrazně nižší hodnota, než je hodnota uváděná v ČSN 730540-3).
Tab 3. Přehled součinitele tepelné vodivosti u vzorků kondiciovaných v laboratorním prostředí (teplota 23°C a relativní vlhkost 50 %).
Obrázek 5. Závislost součinitele tepelné vodivosti na objemové hmotnosti u vzorků lehkého betonu (laboratorní prostředí)
Dále bylo provedeno studium tepelně vlhkostního chování obou typů materiálů, aby bylo možné stanovit reálné chování materiálů po zabudování do konstrukce. Bylo provedeno kondiciování vzorků v prostředích s teplotou +23°C a různou relativní vlhkostí (0 – 93% u cementotřískové desky, 0 – 80% u ultra lehkého betonu). Pro toto studium byla z lehkých betonů zvolena pouze receptura č. 3, která vykazovala nejlepší mechanické vlastnosti a také nejlepší poměr tepelně izolačních vlastností a objemové hmotnosti, jak je i patrné z obrázku č. 5.
Tab 4. Přehled vlastností použité cementotřískové desky
Tab 5. Přehled vlastnosti ultralehkého betonu receptura 3
Obrázek 6. Závislost součinitele tepelné vodivosti na relativní vlhkosti prostředí při teplotě +23°C
Obrázek 7. Závislost materiálové sorpční vlhkosti na relativní vlhkosti prostředí při teplotě +23°C
Využití ultralehkého mezerovitého betonu v podlahových konstrukcích
Na základě naměřených tepelných vodivostí materiálů, byl proveden návrh modelové podlahové konstrukce a byla stanovena potřebná tloušťka lehkého betonu, aby bylo dosaženo požadované hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN 730540-2 UN,20 = 0,45 W/(m2.K). Při návrhu nebyla započítána finální nášlapní vrstva, aby nebyl výpočet ovlivněn případným vyšším tepelným odporem přídavných vrstev (např. v případě plovoucí podlahy). Pro dosažení požadovaných vlastností by byla nutná vrstva cca 240 mm lehkého betonu (s návrhovou tepelnou vodivostí 0,1193 W/(m.K)), což je hodnota mírně vyšší než je běžná skladba obsahující tepelný izolant a např. železobetonovou desku. Výhodou je však rychlejší a jednodušší provádění podlahy a i skutečnost, že je použito lehké kamenivo vyráběné z recyklovaného skla. Při zohlednění objemové hmotnosti použitého betonu lze tvrdit, že 240 mm lehkého betonu odpovídá hmotnostně cca 59 mm železobetonu při objemové hmotnosti 2400 kg/m3.
Ve většině skladeb lze kombinovat lehký mezerovitý beton a tepelný izolant, kterého je ovšem možné využít menší množství, čímž se dosáhne výrazných úspor (i finančních). Zlepší se také tepelně technické parametry výsledné konstrukce a její chování v obvodové části přiléhající se svislým konstrukcím. Také bude dosaženo příznivější hodnoty tepelné jímavosti v případě, kde bude jako nášlapná vrstva použita povlaková krytina nebo dlažba (zde především v případech, že by byla aplikována přímo na vyrovnaný lehký beton).
Konečně ultra lehký beton může najít využití i u rekonstrukcí, kde jeho aplikací lze snížit zatížení konstrukce, lze ho využít i na vyplnění dutin, nerovností, zateplení kleneb sklepů a podobně.
Lehký beton je možné kombinovat v podlahových konstrukcích velmi výhodně s dřevocementovými, dřevo vláknitými a dalšími deskovými materiály, které budou působit na povrchu jako roznášecí vrstva a chránit ultralehký beton před účinky bodového zatížení. Výhodou tohoto systému je relativně jednoduchá a rychlá výstavba a menší nároky na vlastnosti podkladního povrchu, což může být výhodné především u rekonstrukcí, kdy je možné podkladní konstrukci vyrovnat přímo mezerovitým betonem.
Poděkování:
Příspěvek byl vytvořen v rámci řešení projektu FV20086 "Vývoj lehkých novodobých stavebních materiálů s využitím lehkého kameniva na bázi odpadní skleněné moučky" podporovaného Ministerstvem průmyslu a obchodu a projektu specifického výzkumu VUT v Brně FAST-J-19-6034 - Trvanlivost a chování deskových materiálů na bázi dřeva při různých expozicích.
Kontakt:
REFAGLASS s.r.o.
Na Flusárně 168
261 01 Příbram
Česká republika
Tel: +420 800 12 13 13
E-mail: info@refaglass.cz, www.refaglass.cz
Autoři: ZACH Jiří, BUBENÍK Jan, SEDLMAJER Martin,
Brno, VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ, fakulta stavební, ústav technologie stavebních hmot a dílců,
Centrum AdMaS, Purkyňova 139, 612 00 Brno, Czech Republic
Článek byl zobrazen 2263 krát.
Diskuze k článku
Nenalezen žádný záznam
Kontextová reklama
Terasy na klíč - rok 2024 na nové terase
Terasy a ploty, WPC i dřevěné materiály, různé dekory, realizace na klíč profesionálně a kvalitně. Terasová prkna skladem, vyberte si terasu na našem e-shopu nebo nás navštivte v terasovém centru a objednejte si termín realizace včas. Poradíme vám s projektem dle vašich představ.Nábytek ENO - nábytek, postele a sedací soupravy on-line
Široká nabídka sedacího nábytku, nábytku do obývacího pokoje, dětského nábytku, ložnicového nábytku, nábytku do kuchyně a jídelny, rustikálního nábytku, kancelářského nábytku a zahradního nábytku. 1200 m2 výstavní a prodejní plochy, vlastní doprava.Moderní rodinné domy ze zateplených tvárnic Durisol
Zateplené tvárnice DURISOL mají řadu předností. Domy stavěné z tohoto systému jsou navíc moderní, promyšlené do posledního detailu a krásné. Prohlédněte si náš katalog RD!Kvalitní nábytek české výroby
Moderní český nábytek za rozumnou cenu - kuchyně, obývací pokoje, ložnice, dětské pokoje, předsíně, kanceláře. Vybavte si celý dům v jednom stylu. Nábytek MONARC - nábytek s tradicí od roku 1991.Tepelná čerpadla Mach – Chameleon
Vysoce výkonná česká tepelná čerpadla Mach Chameleon. Servis a vzdálená správa přímo od výrobce s dlouholetou tradicí. Vývoj, výroba, instalace a servis tepelných čerpadel.Schody na zakázku od českého výrobce
Trepp-art vám nabízí dřevěné a ocelové schody a schodiště na zakázku. Máme za sebou téměř 20 let zkušeností a tisíce realizací po celé Evropě. Digitální zaměření po celé ČR je zdarma.
Další články na téma Podlahy a podlahové krytiny
Jak vybrat podlahu?
Otázka, na kterou hledá odpověď velké množství lidí. I když má každý naprosto jiné nároky, jsou vlastnosti jednotlivých podlahových krytin jasně dány, proto výběr nemusí být tak obtížnou záležitostí, jak se na první pohled zdá. Musíte si pouze ujasnit, co od svojí budoucí podlahy očekáváte.
Klasické dřevěné parkety a mozaiky – návrat k přírodě nebo vkusné retro?
Klasické dřevěné parkety, mozaika nebo kantovka vždy byly dokladem dobrého vkusu a mají své místo v každém klasickém interiéru. Přednosti dřevěných parket jsou vedle vzhledu také v jejich užitných vlastnostech – dlouhá životnost a odolnost.
Dřevěné podlahy – hlavní výhody a výběr dřevin
Důvodů, proč se rozhodnout pro dřevěnou podlahu je hned několik. Nejenže hezky vypadají, ale mají také skvělé vlastnosti – především výbornou izolaci a nadčasovost. Také mezi dřevěnými podlahami existují velké rozdíly a je z čeho vybírat – klasické parkety, plovoucí podlaha, mozaika nebo kantka? Důležité je také zvolit správnou tuzemskou nebo exotickou dřevinu a vybírat nejen podle vzhledu a barvy dřeva.
Plovoucí podlaha a její pokládka
O tom, že plovoucí podlaha ve skutečnosti na ničem neplave, už ví snad každé malé dítě. Svůj název získal tento typ podlahy díky metodě, jakou se pokládá na podklad v místnosti. Ničím se totiž nepřipevňuje, leží a drží na místě pouze svou vlastní vahou. Dalo by se tak říct, že „plave“ na povrchu. Její pokládka tak není nijak složitá a zvládne ji průměrně zdatný kutil.
Vinylové podlahy nové generace jsou mimořádně odolné a nenáročné na údržbu
Vinylové podlahy patří v posledních letech mezi nejpoužívanější podlahoviny oblíbené pro své vlastnosti i vzhled uživateli i architekty. Nová generace zámkových vinylových podlah Rigid je díky své odolnosti vůči mechanickému poškození a vlhkosti vhodná i do komerčních a průmyslových objektů.
Možnosti litých podlah
Ještě donedávna byly lité podlahy doménou průmyslových objektů, garáží a administrativních budov. S postupem času jejich výhody oceňují i stavitelé rodinných domků, a tak lité podlahy začínají postupně nahrazovat doposud hojně užívané klasické betonové potěry. Podívejme se, jaké možnosti a varianty nabízejí.
Samolepící vinylová podlaha
Přemýšlíte právě o změně podlahy a nevíte, jakou vybrat? Nechce se vám volat odborníky a zároveň si na víc, než na položení koberce netroufnete? Vyzkoušejte samolepící vinylovou podlahu, která je velmi oblíbenou novinkou na trhu, o níž je stále větší zájem.
Korkové podlahy jsou odolné, ale velmi tiché a měkké
Korek nepatří mezi nejpoužívanější podlahové krytiny, přestože jeho užitné vlastnosti z něj činí takřka ideální podlahovou krytinu, a to téměř pro každý prostor. Nejprve zjistěte, který typ korkových podlah se hodí právě pro váš interiér. Na výběr totiž máte z různých tlouštěk, masivních dlaždic, sendvičových dlaždic a také plovoucí pokládku, ať už s povrchovou úpravou nebo bez ní. Z nabídky si vybere tedy každý příznivec korkových podlah.
