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 3074 krát.
Diskuze k článku
Nenalezen žádný záznam
Kontextová reklama
Stavební systém VELOX od firmy HOFFMANN Chrudim
Využijte zkušeností lídra a výhradního partnera výrobny stavebního systému VELOX. Již přes 2900 realizací stavebního systému VELOX energeticky úsporných, nízkoenergetických a pasivních staveb za posledních 32 let. Zkušenost. Kvalita. Serióznost.Stýská se vám po létě? Pořiďte si bazén se zimní slevou!
Využijte nejvýhodnějších cen plastových bazénů MACHOV během zimních měsíců. Odolné bazény s unikátní konstrukcí, se zastřešením a zárukouSYSTRA - žaluzie, rolety, markýzy
Český výrobce stínící techniky - dodáváme venkovní žaluzie, screenové rolety, venkovní rolety, interiérové stínění, markýzy a slunolamy. Atypy jsou naše specialita.Umělé zelené stěny do soukromých i komerčních interiérů
Umělé zelené stěny FLORUM jsou trvanlivé, nenáročné na údržbu a poskytují vysokou míru zakrytí. Nepotřebují závlahu a jsou vhodné i do tmavých míst.TERRAN – barevný svět střech
Když se dokonalá směs barev a tvarů smíchá s téměř staletými výrobními zkušenostmi a technologiemi, vznikne nadčasový a moderní střešní systém. Naše společnost, která působí na trhu už několik generací, se vyznačuje neustálou snahou o inovaci a rozvoj našich služeb.Tepelná čerpadla Mach – Chameleon
Česká tepelná čerpadla Mach Chameleon s rozsáhlým řízením. Servis a vzdálená správa přímo od výrobce s tradicí 28 let. Vývoj, výroba, instalace a servis tepelných čerpadel.
Další články na téma Podlahy a podlahové krytiny
Podlahové zásuvky, o kterých nevíte aneb, jak se zbavit zbytečných kabelů
Že nemáte kam zapojit notebook na stole uprostřed místnosti nebo při odpočinku na terase? Televizi máte v jediném možném rohu vedle zásuvky a k zahradnímu grilu natahujete prodlužovací šňůru oknem? Nemusíte! Problém hravě řeší podlahové zásuvky.
Podlahové vytápění a výběr vhodné podlahové krytiny
Výběr podlahového vytápění a vhodné podlahové krytiny jde ruku v ruce. Od tepelného odporu krytiny se odvíjí teplota otopné soustavy a rozteč potrubí topného systému. Obecně by se dalo říci, že nevhodnější pro podlahové vytápění jsou keramická dlažba a přírodní či umělý kámen a nejméně vhodné jsou koberce.
Kvalitní a odolné dřevěné podlahy
Kdo chce mít krásnou a odolnou dřevěnou podlahu, nesmí podcenit péči o ni od samého začátku. Při výběru povrchové úpravy si lze zvolit ze dvou ochranných materiálů – oleje nebo laku. Podívejme se nyní na nabídku speciálních laků pro ošetření dřevěných podlah a na práci s nimi.
1900 – nejoblíbenější série španělských obkladů a dlažeb hlásí přírůstky do rodiny
Secese zase hýbe interiérovými trendy. Pod taktovkou společnosti Los Kachlos vzešla z dílen španělských designérů okouzlující kolekce se secesními vzory. Obklady a dlaždice se hodí do koupelen i obytných místností a zaujmou zejména svým rustikálním vzhledem s moderní tváří.
I s laminátovou podlahou můžete doma čarovat
Při výběru podlahy nejde pouze o materiál, ale i o jeho barvu. Nevhodně zvolená barva podlahové krytiny totiž může zcela narušit celkový dojem v místnosti a naopak. A nejde přece jen o design, ale i o samotnou atmosféru pokoje…
Výběr podlahy do koupelny
Kvalitní podlaha je základem spokojeného bydlení. To platí nejen pro obytné místnosti, ale zejména pro koupelnu. Díky zvýšené vlhkosti je právě zde nejideálnější prostředí pro výskyt plísní. Zaměřme se proto dnes na výběr toho nejvhodnějšího materiálu.
Vinylové podlahy díky svým vlastnostem vytlačují ostatní podlahoviny
Vinylové podlahy se staly v posledních letech doslova hitem pro své výjimečné vlastnosti, které předurčují jejich použití v těch nejvíce namáhaných prostorách. Pojďme se tedy blíže podívat, v čem spočívají jejich přednosti a zda se nejedná pouze o reklamní tahák.
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.
