Geotechnické stavby

využívajúce tekutý samonivelačný ľahko čerpateľný penobetón SIRCONTEC na efektívne zhotovenie ľahkej tepelnoizolačnej a pritom geotechnicky pevnej, súdržnej konštrukcie bez potreby zhutňovania sa dajú rozdeliť do 5 konštrukčných skupín:

1. Obnova výkopov

Penobetón je ideálnym materiálom pre šetrné zasypávanie výkopov, hlavne plytkých inžinierskych sieti, izoláciu a vystužovanie potrubí.

2. Zakladanie budov, hál, ciest a zásobníkov

Penobetón sa vďaka optimálnej vyváženosti izolačnej schopnosti, pevnosti a nákladov stal optimálnym materiálom pre izoláciu a spevňovanie podložia pod budovami, výrobnými halami, cestami a nadzemnými zásobníkmi.

3. Výplne oporné, spevňujúce a izolačné

Výplne opôr nájazdov na mosty, výplne spevňujúce aktívne svahy a brehy, ľahké výplne medzi zvislými konštrukciami a rôznymi stenami, napr., stenami výkopov. Penobetónová výplň má po hydratácií pevnú, previazanú štruktúru, tzn., nezaťažuje priľahlé konštrukcie.

4. Injektáže a vypĺňanie Prstenca, Dutín a Potrubí

Penobetón sa kvôli svojej nízkej cene a vysokej schopnosti bez potreby vibrácii vyplniť priestor akéhokoľvek rozmeru a tvaru tiež používa na injektáž a vypĺňanie medzipriestoru chráničiek potrubí, rôznych dutín a potrubí pod cestami, železničnými traťami, betónovými doskami a pri stavbe tunelov.

5. Vypĺňanie a zasypávanie veľkých priestorov

Navyše sa penobetón využíva na zasypanie nepotrebných priestorov pod zemou, napr., baní, podchodov, kde je potrebná výplň veľkého objemu o nízkej hmotnosti, aby sa znížilo zaťaženie na stlačiteľné podložie, zabránilo možnosti skvapalnenia počas zemetrasení a sadaniu pôdy a/alebo zabránilo prístupu ľudí/zvierat.

Ideálny geotechnický materiál

Penobetón SIRCONTEC je ideálnym materiálom pre širokú škálu geotechnických aplikácií.

Použitie penobetónu obvykle vedie k nižším počiatočným stavebným nákladom a značne zníženým nákladom na údržbu v porovnaní s tradičnými stavebnými metódami. Väčšinou sa ušetrí veľa času v pláne výstavby.

Medzi hlavné dôvody pre uplatnenie penobetónu v geotechnických konštrukciách patrí nízka hodnota súčiniteľa vodivosti λ, nízka objemová tiaž, vynikajúca nosnosť, vysoká životnosť a odolnosť voči ohňu a chemikáliám, minimalizácia výkopových prác, jednoduchá inštalácia, zjednodušenie a skrátenie doby realizácie, a v konečnom dôsledku zlacnenie konštrukcie.

Penobetón SIRCONTEC je možné čerpať aj na veľké vzdialenosti v podstate do akéhokoľvek priestoru. Je vysoko tekutý a ľahko čerpateľný, prúdi/vojde do každého kúta a štrbiny bez vibrácií alebo úsilia/námahy pri inštalácii.

Penobetón SIRCONTEC je možné vyrobiť s objemovou hmotnosťou v mokrom stave od 200 do 1,800 kg/m3, pričom väčšina geotechnických aplikácií sa realizuje s objemovou hmotnosťou od 400 do 600 kg/m3.

Vzťah medzi objemovou hmotnosťou, minimálnou pevnosťou a tepelnou vodivosťou  je nasledovný:

Penobetón verzus alternatívne materiály

Penobetón umožňuje lepšie a efektívnejšie metódy výstavby a jeho použitie obvykle vedie k nižším stavebným nákladom a značne zníženým nákladom na údržbu v porovnaní s tradičnými stavebnými metódami. Väčšinou sa ušetrí veľa času v pláne výstavby.

Tekutý penobetón, v porovnaní s tradičnými zhutňovanými zásypmi a podsypmi, popri šetrnom vystužení, prináša do realizácii geotechnických konštrukcii vyššiu produktivitu práce, a po vytvrdnutí objemovo i pevnostne v čase stabilné, previazané - súdržné konštrukcie s vysokou nosnosťou pri nízkej vlastnej hmotnosti s nulovým bočným zaťažením priľahlých stien a dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami.

Treba zdôrazniť, že v porovnaní s granulovaným materiálom, penobetón je nielen ľahším materiálom s výbornou tepelnú izoláciu, ale aj vynikajúcou nosnosťou. Poskytuje oporu dva až trikrát väčšiu, ako je odpovedajúca hrúbka vrstvy zhutneného štrku.

Objemová hmotnosť penobetónu je obyčajne na úrovni 25% hmotnosti pôdy, zhutneného štrku, cemento-popolčekovej suspenzie alebo 20% hmotnosti obyčajného betónu. Preto sa penobetón dá použiť na zníženie zaťaženia stlačiteľnej pôdy.

Penobetón sa nerozteká počas zemetrasení a v priebehu času nesadá ako bežný pôdny zásyp. Penobetón vytvorí pevný, samostatný útvar, takže nevytvára / neukladá bočné /priečne zaťaženie na priľahlé konštrukcie.

Penobetón vyplní ale nezaťaží

Pri akejkoľvek aplikácii, kde sa používajú tekuté výplňové materiály, je vysokotekutý, izolačný a ľahký penobetón vynikajúcou alternatívou a v mnohých prípadoch preferovaným materiálom.

Tepelná izolácia, ktorá je odolná a spevňuje

V porovnaní s tradičnými izolačnými materiálmi je penobetón odolnejší, najmä pokiaľ ide o možný vplyv chemikálií alebo ohňa. Pevnosť v tlaku je obvykle viac než štyrikrát väčšia než u izolácií z plastovej peny.

Viaceré geotechnické konštrukcie boli overené s aplikáciou penobetónu vyrábaného podľa návodov a doporučení SIRCONTEC.

1. Obnova výkopov inžinierskych sietí a potrubí

Zapuzdrenie (plytkých) inžinierskych sietí a potrubí penobetónom ich nielen tepelne izoluje a chráni proti korózii a chemikáliám, ale aj výrazne znižuje možnosť vychýlenia potrubia, pretože penobetón voľne tečie a nepotrebuje zhutňovanie. V prípade potreby je možné penobetón ľahko vykopať aj ručne.

Izolácia a stabilizácia inžinierskych sietí a potrubí penobetónom je ideálnym riešením problémov pri obnove výkopov, najmä keď: 

• Skúšanie zhutnenia nie je možné vykonať z bezpečnostných dôvodov, napr., blízkosť plytkých inžinierskych sietí vrátane plynu, elektriny a optických káblov bráni potrebnému zhutňovaniu. Bez skúšok zhutnenia sa nedá overiť, či sú splnené podmienky špecifikácie. Vzorky penobetónu pre kontrolu kvality sa bezpečne odoberú nad výkopom.
• Zhutnenie nie je možné fyzicky vykonať. Potrubie je potrebné kvalitne, a pritom šetrne vystužiť. Vďaka extrémnej tekutosti vypĺňa penobetón malé dutiny, pri ktorých sú bežné metódy zhutňovania nemožné alebo nepraktické.
• Potrubie je nemožné / neekonomické umiestniť do hĺbky, do ktorej nepreniká mráz; preto je ho potrebné účinne izolovať.
• Potrubie je potrebné chrániť voči ropným chemikáliám, korózii alebo otrasom.

Viac informácií k téme

• Dokumenty, technické listy a prezentácie nájdete priložené alebo v sekcii Dokumety > Geotechnické aplikácie
• Obrázky, fotky, prípadne videa ohľadom produktov / zhotovenia konštrukcií nájdete nižšie na stránke alebo v sekcii Galéria > Geotechnické aplikácie

2. Zakladanie budov, hál, ciest a zásobníkov

Princípom využitia Penobetónu je vytvorenie izolačných stavebných konštrukcií, ktoré nepodliehajú sadaniu.  Zeminy pri ktorých je potrebné náročné hutnenie na dosiahnutie požadovaných parametrov môžu byť  vykopané a následne nahradené penobetónom. Podstatne nižšia objemová objemová hmotnosť, vyššia súdržnosť a pevnosť penobetónu zabezpečí, že následné sadanie podložia bude zredukované a rovnomerné.

2.1 Plytké základy s tepelnou izoláciou

Úsporu prevádzkových nákladov domov a výrobných hál možno ľahko realizovať zabezpečením primeranej izolácie pod podlahou stavby.

 

 

Izolácia a spevňovanie podložia pod budovami

Pre takéto izolačné systémy je možné efektívne použiť ako izolačný materiál penobetón. Hustota penobetónu typicky používaného na túto aplikáciu je rádovo 400-500 kg/m3, s pevnosťou v tlaku asi 1,0 MPa a tepelnou vodivosťou 0,09 W/m°K. Stále platí, že podpora/nosnosť penobetónovej izolácie je podstatne lepšia ako plne zhutneného štrku. To znamená, že izolácia môže zohrávať štrukturálnu úlohu v systéme základov, čím prispieva k ekonomickej efektívnosti.

Penobetón možno vyrábať a inštalovať veľmi rýchlo, keďže nie je potrebné zhutňovanie, čím sa urýchli proces výstavby. Okrem toho izolačné vlastnosti penobetónu zvýšia energetickú účinnosť stavby.

Pre mnohé malé až stredné stavby na dokončenie - zakrytie základov  postačuje (železo)betónová doska s hrubšími okrajmi položená na penobetónovej izolácii.

Táto alternatíva plytkých základov môže byť zvlášť užitočná pri výstavbe, kde je možné naraziť na vysoké spodné vody.

Medzi hlavné dôvody pre uplatnenie penobetónu SIRCONTEC pri zhotovovaní základových dosiek domov a výrobných hál patrí nízka hodnota súčiniteľa vodivosti λ, nízka objemová tiaž, vynikajúca nosnosť a životnosť, minimalizácia výkopových prác, skrátenie doby realizácie a v konečnom dôsledku zlacnenie základovej konštrukcie.

Výhody penobetónu v porovnaní s inými metódami

a. Zhotovenie základovej dosky je jednoduchšie, rýchlejšie a aj lacnejšie:

• Menší/plytší výkop – penobetón obvykle nahradí dvoj až trojnásobok hrúbky granulového podkladu, takže je potrebné vykopať menej pôdy z podložia.
• Jednoduchosť a rýchlosť vyhotovenia – penobetón sa dá ľahko položiť a vyrovnať do presne požadovanej hrúbky a umiestňovať na veľké vzdialenosti od výrobného zariadenia, platí to aj pre ťažko dostupné staveniska alebo úzke miesta.
• Menšie narušenie podložia – pokládka a samonivelizácia penobetónu minimalizuje narušenie podložia – žiadne zhutňovanie alebo vibrovanie.
• Znížené náklady – penobetón nahradzuje izolačný aj granulový podkladový materiál, čo vedie k značným finančným úsporám.
• Ochrana pred nepriaznivým počasím – položenie penobetónu dokáže chrániť podkladovú zeminu pred zmäknutím a poškodením počas dažďa.

b. Základová doska má lepšie konštrukčné a termo-izolačné vlastnosti a je trvácnejšia:

• Vynikajúce konštrukčné vlastnosti – penobetón vytvorí homogénny súvislý, previazaný a súdržný plošný základ objemovo i pevnostne stabilný v čase pod celým pôdorysom stavby umožňujúci rovnomernejšie sadanie celej budovy.
• Lepšia tepelná izolácia – tepelnoizolačný podklad pre hornú železobetónovú dosku - nižšie náklady na kúrenie rádovo o 10-tky %.
• Prerušenie vzlínania pôdnej vlhkosti – vrstva penobetónu pod základovou doskou preruší  vzlínanie pôdnej vlhkosti zo základovej zeminy do základovej a podlahovej konštrukcie, čo umožňuje aplikáciu plytkých základov - základových dosiek, aj v lokalitách, kde by v inom prípade bolo nutné použiť metódy špeciálneho zakladania.

2.2 Izolácia a konštrukčná opora ciest

Penobetónový podkladový materiál niekedy kombinovaný s geotextíliami a mriežkovými výstuhami dokáže značne zlepšiť možnosť výstavby a životnosť ciest. Ľahkosť penobetónu sa dá využiť na „nadnášanie“ ciest na močaristej pôde.

Použitím penobetónového podkladového materiálu s pevnosťou až trikrát väčšou, než má zhutnené kamenivo, je možné dosiahnuť vysokú nosnosť. Izolačná schopnosť penobetónu sa dá využiť k zabráneniu dvíhania v dôsledku mrazov alebo k ochrane spodnej trvale zmrznutej pôdy.

Výhody penobetónu v porovnaní s inými metódami

a. Zhotovenie vozoviek je jednoduchšie, rýchlejšie a aj lacnejšie:

• Menší/plytší výkop – penobetón obvykle nahradí dvoj až trojnásobok hrúbky granulového podkladu, takže je potrebné vykopať menej pôdy z podložia.
• Jednoduchosť kladenia – penobetón je možné odlievať do hrubého výkopu. Penobetón sa dá položiť a vyrovnať do presne požadovanej hrúbky a umiestňovať na veľké vzdialenosti od výrobného zariadenia, platí to aj pre ťažko dostupné staveniska alebo úzke miesta.
• Menšie narušenie podložia – pokládka a samonivelizácia penobetónu minimalizuje narušenie podložia – žiadne zhutňovanie alebo vibrovanie.
• Znížené náklady – penobetón nahradzuje izolačný aj granulový podkladový materiál, čo vedie k značným finančným úsporám.
• Ochrana pred nepriaznivým počasím – položenie penobetónu dokáže chrániť podkladovú zeminu pred zmäknutím a poškodením počas dažďa.

b. Cesta má pevnejšiu konštrukciu, dlhšiu životnosť a lepšie vlastnosti:

• Vynikajúce konštrukčné vlastnosti - penobetón ako podkladový materiál vozovky umožní vytvoriť homogénnu, súvislú, previazanú, mimoriadne pevnú a stabilnú štruktúru vozovky, čím sa predlžuje jej životnosť a znižujú sa náklady na údržbu.
• Izolačná funkcia / Izolačné vlastnosti – použitím penobetónu v štruktúre vozovky sa značne znižuje poškodenie povrchu vozovky v dôsledku dvíhania pri mraze a jarnom rozmrazovaní.
• Prerušenie vzlínania pôdnej vlhkosti - vrstva penobetónu preruší  vzlínanie pôdnej vlhkosti do konštrukcie vozovky.
• Ochrana pred otrasmi  – penobetón má schopnosť pohlcovať kinetickú energiu.

2.3 Izolácia a opora nadzemných nádrži

Nadzemné zvárané oceľové zásobné nádrže sa obyčajne budujú v priemyselných prevádzkach na skladovanie rôznych kvapalín. Tieto nádrže môžu byť vyššie ako 15 m a s priemerom väčším ako 30 m, preto predstavujú vysoké zaťaženie na veľkej ploche. V petrochemických prevádzkach sa pri týchto nádržiach obvykle vyžaduje, aby bola pod nádržou umiestnená sekundárna obalová vložka. Mnohé z týchto nádrží pracujú pri vysokej teplote, preto je potrebná izolácia základne, aby sa zabránilo poškodeniu vložky a vysúšaniu pôdy podložia, čo by mohlo viesť k nadmernému sadaniu.

Penobetón v týchto situáciách obvykle poskytuje tepelnú izoláciu, zníženie zaťaženia podložia a štrukturálnu oporu pre nádrž.

Pre porovnanie, typické izolačné materiály majú veľmi obmedzenú nosnosť. Na prekonanie tohto obmedzenia sa často vyžadujú viaceré konštrukčné vrstvy, čím sa značne zvyšujú náklady a  predlžuje realizačný čas.

Pri použití štrku na rozptýlenie tepla je zas potrebná niekoľkometrová výplň.

Mnohé tradičné základne nádrží majú pod sebou vrstvu piesku, ktorá sa pri stavaní nádrže narúša. Toto často vedie k potrebe opravných prác, ako je injektáž pod medzikrúžový prstenec. Penobetón nemá túto nevýhodu, keďže sa počas stavebných prác nehýbe.

3. Výplne oporné, spevňujúce a izolačné

Penobetón ľahko vyplní a vyrovná nerovností podkladu a stien a pritom vytvorí malý bočný tlak tekutiny na približne 6 hodín. Po vytvrdnutí je súdržnosť penobetónu taká silná, že vznikne dobre previazaná štruktúra, ktorá neukladá žiadne bočné zaťaženie na priľahlé konštrukcie.

3.1 Výplň opôr nájazdov na mosty a nadjazdy

Penobetón je ideálny na výstavbu alebo sanáciu mostných a nadjazdových prístupov - nepotrebuje zhutňovanie, časom sa nestlačí, nevytvorí sa „ponor“ v mostovom alebo nadjazdovom prístupe. Okrem toho značne zníži bočné zaťaženie existujúcej opory.

3.2 Výplň spevňujúca aktívne svahy a brehy

V prípade konštrukcie, ktorá vyžaduje vonkajšie oporné steny, nahradenie určitého množstva ťažkej pôdy penobetónom výrazne znižuje bočné zaťaženie v návrhu.

Penobetónová výplň medzi aktívnym svahom alebo brehom a oporným múrom, respektíve štetovnicou je ďalším štandardným použitím penobetónu - je konceptom „nulového priečneho zaťaženia“. Penobetón spevni ale nezaťaží podložie, a hlavne nevytvorí žiadne bočné zaťaženie na priľahlé oporné konštrukcie.

3.3 Výplň medzi konštrukciami a stenami výkopov

Penobetónová výplň medzi spodnou časťou budovy, napr., podzemným parkingom alebo konštrukciou nádrže, bazénom a výkopom, či výsekom v skale poskytuje tepelnú izoláciu a spevnenie, ktoré nezaťaží podložie a minimalizuje priečné zaťaženie konštrukcie.

Výplň medzi spodnou časťou stavby a výsekom v skale

Stáva sa, že spodnú časť budovy je potrebné vysekať do skaly. Skala potom zostane hrbolatá.

Alt.1: Stena výkopu sa obšaluje ľahkým debnením a medzi skalu a debnenie sa naleje penobetón a potom takto zarovnaná skala slúži ako stratené debnenie múru stavby.

Alt.2: Alebo sa najprv postavia/vybetonujú múry spodnej stavby a penobetónom sa vyplní priestor medzi nimi a stenou výkopu.

V oboch prípadoch vysoko tekutý penobetón dokonale vyplní nerovnosti v stene výkopu bez potreby zhutňovania.

Výplň medzi konštrukciou nádrže a stenou výkopu

Jednoduchá inštalácia penobetónovej výplne medzi konštrukciu nádrže a výkop bez potreby zhutňovania. Po vytvrdnutí homogénna dobre previazaná a súdržná štruktúra penobetónu zabezpečuje stabilitu okolia telesa nádrže bez deformít povrchu, rovnomerne prenáša zaťaženie a zároveň poskytuje tepelnú izoláciu.

Viac informácií k téme

• Dokumenty, technické listy a prezentácie nájdete priložené alebo v sekcii Dokumety > Geotechnické aplikácie
• Obrázky, fotky, prípadne videa ohľadom produktov / zhotovenia konštrukcií nájdete nižšie na stránke alebo v sekcii Galéria > Geotechnické aplikácie

4. Injektáže a vypĺňanie Prstenca, Dutín a potrubí

Tekutosť robí z penobetónu ideálny materiál na vypĺňanie nepravidelných dutín pod zemou. Penobetón je stlačiteľná kvapalina, takže sa počas hydratácie môže vystaviť ľahkému tlaku, čím sa zabezpečí úplné vyplnenie dutiny. Ak treba, penobetónovú výplň je možné ľahko znovu vykopať.

4.1 Injektáž a vypĺňanie prstenca

Pri projektoch so zasúvaním sa penobetón často špecifikuje na vyplnenie prstencového priestoru, pretože znižuje možnosť plávania potrubia a tiež preto, že ho možno čerpať pri veľmi nízkom tlaku aj na veľké vzdialenosti. 

Injektáž a vypĺňanie medzipriestoru chráničiek potrubí alebo ich rekonštrukcií

Potrubná infraštruktúra na konci svoje životnosti potrebuje obnovu. Rekonštrukcia prebieha metódou Sliplining – relining, kedy sa do vyčisteného úseku potrubia vkladá alebo   vtláča/vťahuje nové potrubie s menším priemerom, takže medzi pôvodným a novým potrubím  vzniká voľný medzipriestor.

Ako vhodný výplňový materiál sa ukázal penobetón, kvôli vysokej tekutosti, schopnosti dokonale vyplniť dutiny, nízkej objemovej hmotnosti a pevnosti. Penobetón je čerpaný do profilu potrubia pri nízkych tlakoch na dlhé vzdialenosti, čo zabraňuje možnosti poškodenia novo uloženého potrubia, a po zatuhnutí a vytvrdnutí chráni nové potrubie pred plávaním/otrasmi a koróziou. 

4.2 Injektáž a vypĺňanie dutín a potrubí

Výplne dutín pod betónovými doskami

Pod betónovými doskami na zemine alebo pod cestami sa často tvoria dutiny v dôsledku nedostatočného zhutnenia pôdy, erózie alebo použitia zamrznutej pôdy k zasypaniu. Tradičné injektážne metódy nedokážu vyplniť tieto dutiny bez potreby navŕtania niekoľkých injektážnych miest.

Penobetón sa dá vyrábať nákladovo efektívne a veľmi rýchlo, ľahko sa čerpá a tečie na veľké vzdialenosti, čo z neho robí vynikajúcu voľbu pre tieto typy aplikácií.

Injektáž a vypĺňanie odstavených potrubí pod cestami, železničnými traťami a  betónovými doskami

Spevnenie nepotrebnej rúry jej vyplnením penobetónom je zábranou proti nekontrolovaným prepadom a poklesom povrchu nad rúrou; to znamená, odstraňuje sa nutnosť jej vykopania s následnou realizáciou sypaných vrstiev podložia.

Ak sa postupuje od nižšieho miesta k vyššiemu, penobetón vytvorí homogénnu výplň celého objemu rúry. Výplň je objemovo i pevnostne stabilná v čase a teda nehrozí žiadna deformita povrchu terénu nad rúrou.

Injektáž, vypĺňanie dutín pri stavbe tunelov   

Penobetón v tunelovom staviteľstve sa používa ako výplň  dutín, ktoré vznikajú medzi výrubom a primárnym ostením.

Viac informácií k téme

• Dokumenty, technické listy a prezentácie nájdete priložené alebo v sekcii Dokumety > Geotechnické aplikácie
• Obrázky, fotky, prípadne videa ohľadom produktov / zhotovenia konštrukcií nájdete nižšie na stránke alebo v sekcii Galéria > Geotechnické aplikácie

5. Vypĺňanie a zasypávanie veľkých podzemných priestorov

Penobetón sa používa na vyplnenie nepotrebných podzemných priestorov, dutín v (opustených) baniach, nepoužívaných podchodoch, bývalých krytov, všade tam, kde je potrebná výplň (už od 300 kg/m3 ) veľkého objemu o nízkej hmotnosti pre zníženie hydrostatického tlaku na steny a zaťaženie podložia, a ako redukcia možnosti prepadu nadložia.

V čase rastúceho nedostatku popolčeka je penobetón tiež vhodnou náhradou za cemento popolčekovú suspenziu. Hodinový výkon inštalácii je v rozmedzí 10 - 25 m3/hod - podľa typu čerpadla a v prípade dobrej prístupnosti k miestu inštalácie sa môže vylievať priamo zo žľabu autodomiešavača s výkonom i viac ako 50 m3/hod.

Viac informácií k téme

• Dokumenty, technické listy a prezentácie nájdete priložené alebo v sekcii Dokumety > Geotechnické aplikácie
• Obrázky, fotky, prípadne videa ohľadom produktov / zhotovenia konštrukcií nájdete nižšie na stránke alebo v sekcii Galéria > Geotechnické aplikácie