Velký průvodce vyztuženým betonem ze skelných vláken: Názory

Beton vyztužený skelnými vlákny (GFRC) se stále více používá při dokončování fasád. Obliba tohoto materiálu je celkem pochopitelná: SFRC je druh jemnozrnného betonu, který umožňuje realizaci složitých architektonických řešení a je vysoce odolný.

1. Co je beton vyztužený skelnými vlákny (GFRC), proč je potřeba a kde se používá?
2. Jak se beton vyztužený skelnými vlákny liší od běžného betonu?
3. Jak jsou prvky SFRC navrhovány a vyráběny?
4. Jak se instalují fasády z SFRC?
5. Jaké velikosti a tvary může mít prvek SFRC?
6. Jak dlouho materiál vydrží a jak lze zvýšit jeho životnost?

O tom, jak organizovat práci se sklovláknitým betonem a jaké jsou jeho konkurenční výhody oproti jiným materiálům, hovořil Artem Morozov, zakladatel a generální ředitel výrobní a stavební společnosti Morozoff.

<strong>Co je sklovláknitý beton, proč je potřeba a kde se používá?</strong>

Sklovláknobeton je druh jemnozrnného betonu, který obsahuje alkalicky odolná skleněná vlákna, rovnoměrně rozložená po celém objemu betonové matrice. Minerální křemenné nitě působí jako výztuž a přebírají vnější zatížení.

Beton vyztužený skelnými vlákny je vysoce ceněný pro své vlastnosti: je odolný, relativně lehký, mrazuvzdorný a vodotěsný. Patří do třídy nehořlavých materiálů (NC), proto se používá při úpravách veřejných prostor, vládních institucí, rezidenčních a komerčních nemovitostí obchodní třídy. SFRC je navíc pohledový beton, který je vysoce odolný proti praskání a má životnost přes 50 let.

Sklovláknobeton se používá při navrhování fasád a používá se k výrobě malých architektonických forem. Slouží jako alternativa k porcelánové kamenině, klinkerovým dlaždicím a keramickým panelům. Navíc díky výrobním technologiím může mít sklovláknitý beton jakoukoli barvu a replikovat texturu jakéhokoli přírodního kamene, od travertinu, felzitu, břidlice a tufu až po žulu, mramor a pískovec. Na rozdíl od kamene je ale z plastu a ohebného sklovláknobetonu možné vyrobit doslova vše, co architektonický koncept vyžaduje.

Mezi dokončené projekty společnosti Morozoff patří výroba a instalace fasád pro slavný muzejní komplex “ZOYA”, obytný komplex Riversky, Central Design Bureau v Moskvě a Muzeum ruských železnic v Jaroslavli. A mezi nejnovější projekty patří výroba a instalace surrealistických soch holubic na střeše a masek zajíců na fasádě nových budov v areálu ZILART. Dnes se společnost podílí na tvorbě fasád pro novou budovu RANEPA.

<strong>Jak se beton vyztužený skelnými vlákny liší od běžného betonu?</strong>

Materiály jsou svou strukturou a vlastnostmi velmi podobné, přesto existují rozdíly. Beton je vyztužený výztuží a je vhodný pro masivní konstrukce: monolitické stěny a stropy. U sklovláknitého betonu je spojovacím článkem skleněná nit nebo skleněná vlákna. Při nanášení kompozice na formu se drtí a míchá: nitě se proplétají a po celém povrchu betonu se získá jediná výztužná síť.

Hotový prvek se skládá ze dvou vrstev. První je přední vrstva o tloušťce 1 až 3 milimetry, která přenáší barvu a texturu požadovaného materiálu. Například imituje kámen nebo umožňuje vytvořit jedinečný vzor fasády. Směs sklolaminátu a betonu obsahuje druhou vrstvu, takzvaný „kožich“: je zodpovědný za pevnost materiálu.

Pro vytvoření fasádního prvku nebo drobné architektonické formy se používají dva způsoby aplikace kompozice. Pro velké formy je vhodná pneumatická pistole: směs prochází pod tlakem hadicí stroje, mísí se se sklolaminátem a nanáší se na předem připravenou formu. Tato metoda se používá pro velké objemy bez složitých dílů.

Jiná metoda vyplní všechna úzká místa a složité tvary rychleji a snadněji: nit se naseká, ručně smíchá s betonem a nanese na povrch. V tomto případě nejsou všechny závity spojeny a vzniká studený můstek, podél kterého se může rozbít velký prvek. Proto lze tuto metodu použít pouze na malé díly.

Beton a GFRC jsou živé materiály: v závislosti na povětrnostních podmínkách se smršťují a roztahují, absorbují vlhkost a mohou se deformovat v normálních mezích. Proto je v obou případech při návrhu důležité počítat s dilatačními spárami 3 a více milimetrů, aby materiál vlivem teplotních změn nepraskal a dlouho vydržel.

<strong>Jak beton vyztužený skelnými vlákny napodobuje kámen a další materiály?</strong>

Na rozdíl od jiných oblíbených materiálů, které imitují kámen nebo dřevo, je sklovláknitý beton schopen reprodukovat texturu přírodního materiálu prostřednictvím vnějšího nátěru nebo tisku.

Pro dosažení požadovaného odstínu se do roztoku přidávají pigmenty. Plniva, jako jsou kamenné třísky kontrastní barvy, pomohou dát charakteristickou texturu. Hotová směs se nanáší vrstva po vrstvě na formu požadovaného rozměru a vzoru budoucího fasádního prvku. Po vytvrzení SFRC se forma odstraní a v případě potřeby se brousí, aby se odhalila textura a dosáhlo se maximální podobnosti s referenčním materiálem.

<strong>Jak jsou prvky SFRC navrhovány a vyráběny?</strong>

Na první pohled se zdá, že vytvoření fasádního obkladu podle představ architekta je čistě výrobní proces: stačí připravit formu, nalít směs a hotové panely nainstalovat na místo. Ve skutečnosti jde o vícestupňový a zdlouhavý proces, který nepostrádá kreativitu.

Každý projekt je skutečně individuální: v této výrobě není možné použít přířezy a fasádní prvky nejsou skladovány ve skladu. Jsou vytvořeny tak, aby vyhovovaly požadované struktuře a tvaru budovy, s ohledem na způsoby upevnění a rozměry každé části, která bude tvořit budoucí povrchovou úpravu.

Práce na vytvoření fasády začíná vývojem vnějšího vzhledu materiálu – jeho textury, struktury a barvy. Společnost Morozoff pro tento účel vyvinula vlastní knihovnu receptur, která obsahuje více než tři sta možností. Pokud existuje vzorek, jak má fasáda vypadat, vybere technolog v knihovně recepturu nejbližší normě, změní množství barviv a objem vody v ní, v případě potřeby přidá plniva, nalije 5-6 možností a vybere tu, která se nejvíce podobá vzorku. Tuto iteraci lze opakovat, dokud nebude recept dokonalý. Právě tento recept je přesně zaznamenán a použit při výrobě.

Paralelně s vymýšlením receptury probíhá fáze projektování fasády. Exteriér budovy je rozdělen na části – panely, které budou tvořit fasádu. V této fázi je promyšleno pohodlí práce pro výrobu i instalaci: jaká by měla být velikost panelů, jaké budou švy mezi nimi a v jakém pořadí budou instalovány.

Po odsouhlasení rozmístění fasádních prvků se vypočítá umístění podsystému, ke kterému budou připojeny. Zejména zatížení větrem a sněhem se vypočítává v závislosti na regionu. V této fázi může být nutné upravit uspořádání, protože konzoly mohou narazit na protipožární bariéry, dilatační spáry nebo jiné důležité inženýrské prvky. Pokud se změní dispozice, projekt je znovu koordinován s architektem.

Teprve poté je fasáda uvedena do výroby: vyrobí se formy a nalije se beton. Směs je nutné nechat 28 dní tvrdnout: v prvních 5-7 dnech získá beton asi 70 % své pevnosti, poté se barva prvků vyrovná a materiál zpevní. Poté můžete zahájit instalaci.

Beton vyztužený skelnými vlákny vyžaduje opatrné zacházení při návrhu, výrobě a přepravě. Ale po instalaci se materiál stává pevným, odolným a náchylným k opravám a rekonstrukci.

<strong>Jak se instalují fasády z SFRC?</strong>

Existuje mnoho možností pro upevnění fasádních prvků vyztužených skleněnými vlákny: kolíky, řezy, spony a různé desky. Nejčastěji se používají zářezy a čepy – chemické kotvy.

Při vývoji upevňovacích systémů je nutné počítat s napojením fasádních prvků na okna, střechu domu nebo jiné materiály. Je nutné určit pořadí akcí: jak zvednout díly do požadované výšky, který prvek bude použit k zahájení instalace, který prvek bude poslední a jak jej upevnit. Proto již ve fázi návrhu fasády je vybrána potřebná metoda, je vypracován projekt vložených dílů, ke kterým budou prvky následně připojeny. Při výrobě se zapuštěné díly „zamrazí“ do betonu, subsystém se připevní na stěnu budovy a při montáži se tyto prvky sestaví jako stavebnice.

Navzdory jednoduchému popisu je proces instalace podobný dokování kosmické lodi Sojuz-Apollo. V jednom z posledních projektů, rekonstrukci fasád Ruské prezidentské akademie národního hospodářství a veřejné správy, instaluje firma Morozoff pomocí jeřábu prvky z SFRC o maximální velikosti 5×3 metry a hmotnosti dvě tuny. Prvky jsou umístěny pod vyčnívajícím parapetem mezi vitrážemi a přesnost polohování dvoutunového prvku je ±5 milimetrů.

Beton vyztužený skelnými vlákny se často používá pro nestandardní řešení. Například v projektu rezidenčního komplexu Dynasty byly realizovány římsy s přesahy 3-4 metry. Pro tento účel byly navrženy speciální komplexní subsystémy, které zohledňují zatížení sněhem a větrem. Vzhledem k vlastnostem materiálu a tomuto způsobu upevnění lze fasádu instalovat po celý rok: ve dne, ráno, v zimě, v horku a dokonce i v dešti.

<strong>Jaké velikosti a tvary může mít prvek SFRC?</strong>

Tloušťka sklovláknobetonového prvku je zpravidla 15-20 milimetrů. Aby se zajistilo, že procesy probíhající uvnitř betonu nenaruší geometrii součásti, je nutné zachovat určité proporce. Proto je minimální rozměr fasádního prvku vyráběného firmou Morozov 15×15 centimetrů, maximální 5×3 metry.

Sklovláknobeton se používá i při výrobě drobných architektonických forem – soch nebo krajinářských prvků. Firma například vyráběla a instalovala sochy na novostavbách v areálu ZILART. Je mezi nimi 238 zaječích masek, vysokých 75,6 cm a vážících 29 kg, instalovaných na fasádě jedné z budov domu č. 12. Dále 23 plastik holubic, velikostně srovnatelných s výškou člověka: výška sochy je 185 cm, obvod 85 cm a 156,6 cm od hrudi k ocasu. Hmotnost jednoho holuba je asi 200 kg.

<strong>Jak dlouho materiál vydrží a jak lze zvýšit jeho životnost?</strong>

Především je nutné při návrhu vzít v úvahu vlastnosti materiálu: mezi prvky z SFRC položit vzdálenost minimálně 3 mm, aby procesy tepelné roztažnosti materiál nezničily.

Stejně jako každý jiný materiál je důležité o sklovláknitý beton správně pečovat. SFB lze v případě potřeby umýt, obnovit a přelakovat. Pro snížení vlivu povětrnostních podmínek a vnějšího prostředí můžete beton hydrofobizovat – pokrýt ho speciální vodoodpudivou směsí, která zvyšuje třídu voděodolnosti a zhutňuje materiál.