Kontext neviditeľnej sily - HeidelbergCement

Prvý nemecký železničný most z betónu s veľmi vysokou pevnosťou bol uvedený do prevádzky v Tegernsee. V porovnaní s konvenčným riešením má podstatne nižšiu konštrukčnú výšku. Na výrobu inovatívneho prefabrikovaného prvku bola použitá zmes UHPC „Effix PLUS“ od spoločnosti HeidelbergCement.

sily

Výstavba dopravných trás

Veda a podnikanie vždy hľadajú, často spoločne, alternatívne riešenia pre nadchádzajúce úlohy. V sieti železníc Tegernsee v Hornom Bavorsku sa chystal nahradiť most z roku 1882. Cieľom bola štíhla a ľahká konštrukcia, ktorá by mala umožniť čo najjednoduchší stavebný proces, krátke doby zatvárania železničnej trate a väčší prietočný prierez pre pravidelne zaplavujúce Dürnbach.

Museli sa spojiť rôzni aktéri, aby si klient, spoločnosť Tegernsee-Bahn, mohol objednať celoštátny významný pilotný projekt. Vďaka kontaktom s Technickou univerzitou v Mníchove (TUM), najmä s profesorom Oliverom Fischerom z katedry pevných konštrukcií, sa klient dozvedel o betóne s dlhou životnosťou, ktorý je mimoriadne odolný a umožňuje veľmi štíhly dizajn.

Na rozdiel od klasickej železobetónovej konštrukcie, ktorá by si vyžadovala úplne novú stavbu mosta, použitie ultra vysokopevnostného vláknobetónu (UHPFRC) umožnilo obnovu a stavbu mosta s pomerne ľahkým celkovým prefabrikovaným prvkom v priebehu niekoľkých dní. Vďaka svojej nízkej hmotnosti necelých 22 ton tento komponent, ktorý bol vyrobený v prefabrikovanej továrni Max Bögl ako predpätá doska v tvare žľabu, umožnil použitie existujúcich spodných stavieb. Piliere starého mosta sa mohli zachovať kvôli nízkej hmotnosti nového prefabrikovaného mosta. Okrem toho stavebná výška iba 20 centimetrov priniesla aj požadovanú zvýšenú svetlosť pod mostom a od inak obvyklého ochranného betónu a tesnenia pod záťažou sa dalo upustiť.

Počas výroby boli presne načasované dve vozidlá, každé s piatimi metrami kubickými špeciálneho betónu. Vrátane zavedenia oceľových vlákien bol čas miešania so zmesou UHPC od spoločnosti HeidelbergCement podstatne kratší ako päť minút. Betón so svojimi samozhutňovacími vlastnosťami sa potom musel v továrni spracovať do 90 minút. Na mieste bol 22-tonový prefabrikovaný prvok nakoniec pomocou žeriava od stavebnej spoločnosti PORR umiestnený na existujúce podpery nad Dürnbachom.

Technická univerzita v Mníchove (TUM)

Na Fakulte technickej univerzity v Mníchove sa profesor Fischer a jeho tím z katedry pevných konštrukcií dlhodobo zaoberajú základným výskumom betónu s veľmi vysokou pevnosťou, ktorý je podľa odborníkov jedným z najdôležitejších vývojov v oblasti technológie a aplikácie betónu na celom svete. UHPC sa už používa v iných krajinách, často s poznatkami získanými v Nemecku. „Sľubná technológia je tu stále v počiatočných blokoch, pretože je potrebné ju krok za krokom skontrolovať a sú potrebné bezpečné technické predpisy,“ hovorí Oliver Fischer. V pilotnom projekte poskytuje TUM tiež metrologickú a vedeckú podporu železničnej prevádzke (vrátane skúšobného zaťaženia s definovaným zaťažením nápravy) s cieľom získať okrem laboratórnych skúseností aj príslušné znalosti v skutočnej prevádzke.

Ultravysoký pevnosť vláknobetónu

Ultravysoký betón vystužený vláknami, ktorý je podľa profesora Olivera Fischera z Technickej univerzity v Mníchove „míľnikom vo vývoji betónových stavebných materiálov“, otvára úplne nové možnosti a oblasti použitia v stavebníctve. Na obnovu nadstavby mosta cez Dürnbach sa použil ultra vysoko výkonný betón UHPC (ultra vysoko výkonný betón), mimoriadne hustý betón. Vďaka optimalizovanému zloženiu zrna je možné dosiahnuť extrémne hustú štruktúru, veľmi vysokú pevnosť a vynikajúce vlastnosti z hľadiska trvanlivosti. UHPC má veľmi vysokú pevnosť v tlaku, ktorá je zvyčajne nad 150 MPa. To znamená, že pevnosť je asi trikrát až päťkrát vyššia ako pevnosť bežného betónu, ktorý sa v súčasnosti používa pri stavbe mostov. Vyznačuje sa tiež vysokou chemickou odolnosťou a mechanickou pevnosťou. Pridanie mikrooceľových vlákien ako výstuže vedie k veľmi vysokej pevnosti v ťahu (po prasknutí) a v medznom stave únosnosti reaguje UHPC vystužený vláknami oveľa pružnejšie podľa správy Technickej univerzity v Mníchove.

Prvý pokyn pre betón s veľmi vysokou pevnosťou

Predpisy pre aplikáciu UHPFRC na obnovu nadstavby na Dürnbachu, ktoré boli definované TUM v rámci znaleckého posudku, vychádzali najmä z aktuálneho návrhu nového usmernenia DAfStb „Ultra-high-pevnosti betónu“ a boli čiastočne doplnené o ďalšie aplikačné pravidlá založené na našich vlastných výsledkoch výskumu a laboratórne skúsenosti predsedu, ako aj medzinárodné predpisy. Usmernenie Nemeckého výboru pre železobetón (DAfStb), ktoré sa v súčasnosti pripravuje, poskytne spoľahlivý plánovací základ pre širšie použitie ultravysokopevnostného betónu v nemeckej stavebnej praxi pre budúce aplikácie.
Viac informácií tu.

O spoločnosti Max Bögl

Pri výstavbe pilotného projektu nad Dürnbachom prichádzalo do úvahy iba niekoľko odborníkov, ktorí majú dostatočné skúsenosti s manipuláciou so špeciálnymi betónmi pri prefabrikovaných betónových konštrukciách. Spoločnosť Max Bögl zo Sengenthalu už získala skúsenosti s ultravysokopevnostným betónom pre mostné diely v Rakúsku. Pri výrobe predpätého prefabrikátu s celkovým objemom viac ako 10 metrov kubických v závode na prefabrikáty Max Bögl mohli všetci zúčastnení získať ďalšie dôležité poznatky pre uplatnenie nového materiálu v stavebnej praxi. Pre technológa betónu v centrálnom laboratóriu Bögla pre Jochena Hafnera je tento betón „určite alternatívou pre určité komponenty, pokiaľ ide o výhody ako štíhly dizajn a redukcia hmotnosti“.
Viac informácií tu.

Výkonná zmes pre UHPC

Spoločnosť HeidelbergCement vyvinula špeciálny produkt pre samozhutniteľný špeciálny betón, ktorý umožňuje obzvlášť ľahké, štíhle a zároveň veľmi stabilné komponenty: Zmes Compix Effix PLUS, s ktorou sa spoločnosť chystá začať, sa skladá z vysoko kvalitného cementu, prísad, horninového prášku a piesku jemne vyladená gradačná krivka.