Uplatnění UHPC / UHPFRC

Ultra-vysokohodnotné betony a jejich uplatnění v
Ultraarchitektuře
Robert Coufal
Betony pro moderní stavby a design
Obsah prezentace
 Terminologie
 Materiálové charakteristiky UHPC / UHPFRC
 Lávka v Čelákovicích
 Zajímavé stavby ze zahraničí
Stránka 2
Betony pro moderní stavby a design
Terminologie

Přesná definice UHPC / UHPFRC není v normě pro výrobu betonu ČSN EN 206
uvedena

UHPFRC = UHPC + vlákna

Základní parametry ultra-vysokohodnotných betonů (UHPC) a ultravysokohodnotných
y
ý drátkobetonů ((UHPFRC))


Jemnozrnný kompozitní materiál s cementovým pojivem

Minimální charakteristická pevnost v tlaku nejčastěji 150 MPa

Vodní součinitel maximálně 0,25

Reziduální pevnost vyšší než 5 MPa

Pevnost matrice v prostém tahu vyšší než 7 Mpa
Reactive powder concrete (RPC) – Jemnozrnný beton s maximálním zrnem
kameniva 0,3mm, pevností v tlaku 200 – 800 MPa, tuhnoucí pod tlakem
Stránka 3
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Porovnání složení na řezech
C30/37
C80/95
UHPFRC
Smrštěn
ní / teplotta betonu
u / nárůstt pevnosti / penettrační odp
por [micro
ostrain / °C
C / MPa]
Chování UHPC během tuhnutí a tvrdnutí
350
70
300
60
250
50
200
40
Smrštění
150
30
Teplota
Pevnost
100
20
50
10
0
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
‐50
16
17
18
19
‐10
Stáří betonu [hodiny]
penetrační odpor
Vývoj pevností UHPC pro lávku
100,0
165,0
160,0
85,0
150,0
80,0
140,0
70 0
70,0
125 0
125,0
115,0
110,0
50 0
50,0
95 0
95,0
35,0
30,0
25,0
70,1
120,0
105,0
40,0
131,1
130,0
55,0
45,0
87,1
145,0
135,0
60,0
161,7
155 0
155,0
75,0
65,0
98,8
170,0
90,0
,
pe
evnost v tlak
ku (N/mm2)
pevnost v tlaku (N/m
p
mm2)
95,0
100,0
98,8
90,0
80,0
37,2
75,0
65 0
65,0
28,7
60,0
25,0
55,0
20,7
20,0
15,0
40,0 37,2
10,0
30,028,7
0,0
41,1
38,3
34,8
70,1
70,0
50,0
5,0
44,5
87,1
85,0
44,5
41,1
38,3
45,0
35 034,8
35,0
25,025,0
20,7
16,4
15,0
11,0
6,34
0 10,03,7
51,9
5,0
0
19
0,00,8
20,0
16,4
11 0
11,0
6,3
3,7
1,9
0,0 0,8
8
12
16
20
24
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
stáří betonu (hodiny)
0,0
0
28
24
48
72
96
120
144
168
192
216
240
264
288
312
336
360
384
stáří betonu (hodiny)
408
432
456
480
504
528
552
576
600
624
648
672
Smrštění v různých podmínkách uložení
900
800
Smrštění z
vysychání = 23%
UHP
PC shrinkage [micros
strain]
700
600
500
400
Autogenní smrštění
= 77%
300
Změna ošetřování
200
100
0
0
28
56
84
112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 392 420 448 476 504 532 560 588 616
age of concrete [days]
Dry
wet
Trvanlivost UHPC
 Lze použít pro všechny vlivy prostředí (nutno zohlednit typ
cementu)
 Průsaky tlakovou vodou 0 mm při všech provedených
zkouškách
 Odpady po 300 cyklech při zkoušce odolnosti proti vodě a CHRL
zanedbatelné
 V zahraničí
h
ičí uvažovaná
ž
á ži
životnost
t
t ažž 200 llett
Uplatnění UHPC / UHPFRC
 Nosné konstrukce, zejména mostů a lávek
– Snížení vlastní hmotnosti konstrukce
– Prodloužení životnosti konstrukce
 Sanace betonových konstrukcí a zesilování
– Přibetonávky starých konstrukcí tenkou vrstvou UHPC / UHPFRC
– Možnost přibetonovat tenkou vrstvu (cca 30mm)
– Minimální přitížení staré konstrukce
 Spoje prefabrikovaných konstrukcí
– Využití výborné soudržnosti mezi výztuží a betonem
 Filigrány pro ztracené bednění
– Zvýšení odolnosti konstrukce při zachování tuhosti
– Malá spotřeba drahého UHPC / UHPFRC
 Fasádní prvky
– Tenké prvky rozmanitých tvarů
– Vysoká trvanlivost i v agresivním prostředí
Stránka 9
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Lávka pro pěší v Čelákovicích
 Zavěšená lávka – délka pole 156m
 Deska mostovky o tloušťce pouhých 60 mm
 Průměrná pevnost betonu v tlaku na krychlích přes 150MPa
 Transport betonu autodomíchávačem na vzdálenost 26 Km
 Investor:
 Projekt
P j kt Konstrukce:
K
t k
 Dodavatel:
 Návrh směsi a dodavatel betonu:
Stránka 10
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Město Čelákovice
P t
Pontex,
s.r.o.
Metrostav, a.s., Divize 5
TBG Metrostav,
Metrostav s
s.r.o.
ro
Lávka pro pěší v Čelákovicích
Stránka 11
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Výroba segmentů a jejich montáž
Stránka 12
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Lávka pro pěší v Čelákovicích
Stránka 13
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ocenění materiálu a lávky v Čelákovicích
Stránka 14
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí - MUCEM
 MUCEM – Museum of European and Mediterranean Civilisations
 Francie - Marseille, p
přístavní oblast
 Rozsáhlé použití UHPFRC – lávka pro pěší, nosné sloupy, fasáda
 Použit materiál Ductal®
 Návrh:
Lamoureux & Ricciotti Ingénierie, France
Stránka 15
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí - MUCEM
 Dvě lávky o rozpětí 115 a 69 m
 Jednotlivé segmenty dlouhé 4,6 m
Stránka 16
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí - MUCEM
Stránka 17
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí - MUCEM
 Sloupy a střešní betonová pergola
Stránka 18
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí - MUCEM
 Fasáda složená z panelů o rozměrech 6 x 3 m
 Účelem je ochrana před slunečním svitem na střešní terase i na
ochozu
Stránka 19
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí –
MUCEM - fasáda
Stránka 20
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí – Iceberg F d ti Louis
Fondation
L i Vuitton
V itt artt museum
 Fasádní panely z bílého UHPFRC (white Ductal®) v tloušťce 14 –
26 mm
 Fasáda vytvořena z 19 000 unikátních prefabrikátů
 Návrh – Frank Gehry
 Umístění v Jardin dʼAcclimatation v Paříži
Zdroj: www.theverge.com
www theverge com
Stránka 21
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí – Iceberg F d ti Louis
Fondation
L i Vuitton
V itt artt museum
Zdroj: www.theverge.com
www theverge com
Stránka 22
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí – Iceberg F d ti Louis
Fondation
L i Vuitton
V itt artt museum
Zdroj: www.theverge.com
www theverge com
Stránka 23
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí –
St d Jean
Stade
J
B i
Bouin
 21 000 m2 fasády z UHPFRC (Ductal®)
 Umístění
U í tě í ve Francii,
F
ii v Paříži
P říži
 Návrh – Rudy Ricciotti
Zdroj: www.info-stades.fr
Stránka 24
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Uplatnění UHPC v zahraničí –
Q t National
Qatar
N ti
l Museum
M
 Návrh – Atelier Jean Nouvel
 Umístění
U í tě í v Doha,
D h Qatar
Q t
 120 000 m2 obkladů z bílého UHPFRC
 Tloušťka obkladových panelů 40
40-60
60 mm
Zdroj:
www.wernersobek.de
Stránka 25
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Zdroj: https://blog.martin-agryroglo.com
Závěr
 UHPC / UHPFRC je moderním trendem v betonářském oboru
 UHPFRC je konkurencí spíše oceli než betonu
 UHPC / UHPFRC se určeno především pro prefabrikované prvky,
přibetonávky v rámci sanačních prací nebo pro spoje
prefabrikovaných
f b ik
ý h nosných
ý hk
konstrukcí
t k í
 Hlavní brzdou většího rozmachu je legislativa a malá konkurence
dodavatelů
 UHPC / UHPFRC jjsme schopni
p vyrobit
y
a dovézt
Stránka 26
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Děkuji za pozornost . . .
Betony pro moderní stavby a design