Konštrukčné riešenie a drevostavba z ľahkého betónu
Drevo-betónovou kompozitnou konštrukciou sa rozumejú rôzne materiálové zmesi a spôsoby výstavby. Na stropy sa často používajú kompozitné sendviče vyrobené z vrchnej tlakovo odolnej vrstvy normálneho betónu, t. J. Cementu s minerálnymi kamenivami, a „stratenej“ debniacej a napínacej vrstvy z dreva (rezivo, lepený materiál, CLT atď.).
Únosnosť sendviča sa zvyšuje pomocou šmykového spojenia (väčšinou kovové spojovacie prvky alebo tvarové spojenie) medzi betónom a drevom. Existujú potenciálne úspory vďaka tenším dreveným vrstvám, jednoduchším technikám spojenia a ľahším tlakovým vrstvám betónu.
Výrobky z dreva viazaného na cement sa dnes používajú hlavne na nenosné účely, ako sú zvukotesné alebo protipožiarne panely. Ľahký betón v novom zložení by sa mohol použiť aj na stropné a stenové prvky, a mohol by tak prispieť k únosnosti. V súčasnosti sú však znalosti na praktické použitie nosných prvkov pomocou ľahkého betónu z dreva stále príliš malé. Chýbajú najmä informácie o zložení ľahkého drevobetónu na konkrétny účel, o tom, aký typ spojovacích prvkov by sa mal použiť, o tom, ako sú hospodárne navrhnuté celé stropné alebo stenové prvky, a o spôsoboch dimenzovania týchto komponentov.
Som zamknutý z Rakúska agentúra na podporu výskumu FFG Pre financovaný výskumný projekt sa priemyselne vyrábaný štiepaný betón, ktorý je známy už celé desaťročia, používal ako medzivrstva vystavená šmykovému namáhaniu (namiesto minerálnych agregátov sa na zníženie hmotnosti a zlepšenie priečnej pevnosti v ťahu použili drevené častice ako piliny, drevitá vlna, drevná štiepka atď.). Východiskovým materiálom boli štandardné drevotrieskové betónové panely od spoločnosti VELOX Werk GesmbH. Ťah sa prenášal trením a čiastočne tenkými medzivrstvami vystuženými vláknami a skrutkami.
Použitie mineralizovaných drevných agregátov, minerálnych jemných agregátov a nových druhov cementu s nízkymi emisiami CO2 má za cieľ zvýšiť pevnosť zmesi v šmyku a tlaku. Statické, dynamické a akustické vlastnosti kompozitných sendvičov by sa mali zlepšiť napriek nižšej celkovej hmotnosti - pri nižších nákladoch na drevenú ťahovú vrstvu napriek neustálej požiarnej odolnosti celého systému.
Viac informácií na TISS.
Toto od vedecký fond FWF - Fond na podporu vedeckého výskumu - financovaný výskumný projekt sa zaoberá vývojom nových základov pre nosné komponenty z dreva a ľahkého dreveného betónu. Okrem vylepšenej statickej únosnosti môžu tieto nové typy konštrukčných prvkov ponúkať aj ekonomické a ekologické výhody (zníženie hmotnosti, tepelná a zvuková izolácia, požiarna odolnosť, akumulácia tepla, opätovné použitie pri výrobe elektriny a tepla).
Cieľ:
Cieľom projektu je vyvinúť ľahké betónové zmesi s rôzne upravenými drevenými komponentmi a otestovať ich vhodnosť ako nosného stavebného materiálu. Výsledky sú zakomponované do koncepčného konštrukčného riešenia stropných a stenových prvkov a sú doplnené testami spojok pre jednotlivé komponenty.
Pomocou metód dimenzovania, ktoré sa doposiaľ pri drevostavbách doteraz ťažko používali, vedci predpovedali nosné chovanie celých komponentov až po zlomenie a testovali ho vo veľkých zaťažovacích skúškach. Z výsledkov odvodzujú praktické dizajnérske prístupy. Pomocou ďalších predbežných testov a prípadových štúdií vedci hodnotia ďalšie výhody, ktoré možno očakávať, napríklad pri tepelnej izolácii a skladovaní, pri ochrane pred požiarom a hlukom a vo vzťahu k hospodárskej konkurencieschopnosti.
Dôležitosť:
Nosné komponenty z ľahkého betónu sú ľahšie a ponúkajú integrovanú zvukovú a protipožiarnu ochranu. Vďaka vysokému podielu dreva sú nové komponenty z veľkej časti založené na obnoviteľných zdrojoch, sú tepelne izolačné a akumulujú teplo a po zbúraní ich možno znovu použiť na výrobu tepla a energie. Dizajnové prístupy, ktoré sa majú vyvinúť, predtým vyhradené pre tradičné stavebné materiály oceľ a železobetón, by mohli zefektívniť stavbu z dreva a výrobkov z dreva, a tak prispieť k rozumnému použitiu dreva a lesa.
Viac informácií na TISS.