preskočiť na hlavný obsah

Inovácie betónu z pohľadu aplikácie na fasády

/up/images/featured/images/beton_fasada_078.png

Smerovanie betónu, od tradičného konštrukčného materiálu k novým typom funkčných materiálov, zaznamenalo v posledných rokoch prudký vývoj. Vyžadujú sa už od neho také vlastnosti, ktoré doteraz pre betón neboli typické a často súvisia s požiadavkami praxe pre rozsiahle technické riešenia vo výstavbe. Orientované sú predovšetkým na oblasť zvýšenia trvanlivosti materiálov/ konštrukcií a predĺženie životnosti stavieb. Preto sa začali vyvíjať betóny, ktoré okrem tradičných funkcií majú aj ďalšie, ako napr. schopnosť prispôsobiť sa pôsobiacim podmienkam, diagnostikovať svoj stav, prípadne zabezpečiť opravu a pod. Tieto funkcie predstavujú pre betón istú pridanú hodnotu. V ďalšom texte prezentujeme niekoľko netradičných technológií, ktoré umožňujú zaujímavým spôsobom riešiť betón ako výrazný fasádny architektonický prvok.

Samočistiaci betón

Samočistiaci betón je možnosťou k zabezpečeniu jeho trvanlivosti z hľadiska vzhľadu a stálofarebného povrchu. Silné slnečné žiarenie alebo ultrafialové svetlo rozkladá veľa organických materiálov v pomalom, prirodzenom procese. Fotokatalyzátory urýchľujú tento proces a stimulujú chemickú reakciu bez toho, aby boli (podobne ako iné katalyzátory) spotrebované alebo oslabené touto reakciou. Tento jav je možné využiť pre dosiahnutie čistejších povrchov betónových plôch. Ak je fotokatalyzátor použitý v betóne, môže rozkladať organické materiály spôsobujúce znečistenie jeho povrchu. Vhodným fotokatalyzátorom môže byť oxid titaničitý (TiO2), ktorý patrí do skupiny polovodičov. Pridanie jeho nanočiastočiek do zloženia cementu a použitie takéhoto spojiva na výrobu betónu umožní pri zachovaní všetkých úžitkových vlastností získať samočistiaci betón.

Tento mechanizmus samočistenia spočíva v 2 javoch, ktoré sú popísané na schéme 1. Medzi zložky ovplyvňované fotokatalyzátormi patria: nečistoty (prach, sadze, olej), biologické organizmy (plesne, riasy, baktérie), alergény, polietavé polutanty (prchavé organické látky vrátane formaldehydu, tabakový dym, SOx a NOx). Katalyzované zložky sa menia na kyslík, CO2, vodu, sírany, dusičnany a iné molekuly neškodné pre prostredie. Aj tuhé produkty katalytickej reakcie sa ľahko odstraňujú z upraveného povrchu, pretože ten sa stáva hydrofilným – vlhkosť na povrchu je vo forme tenkého filmu, ktorý bráni zachytávaniu nečistôt. Vytvorená klzná plocha umožňuje ich ľahké zosúvanie. Dážď alebo oplachovanie potom nečistoty ľahko zmyje. Trvale čistý povrch betónu prináša aj ďalší environmentálny efekt - čistý betón je svetlejší, a takto môže prispieť k znižovaniu prehrievania budov v mestských aglomeráciách počas horúcich období.

Ďalším prínosom fotokatalytickej reakcie je, že prichádza k redukovaniu škodlivín v ovzduší. Ako príklad poslúži, že takto upravené betónové cesty/chodníky spôsobia rozklad 15 % oxidu dusného produkovaného výfukovými plynmi a sú účinnejšie ako stromy vysadené po oboch stranách komunikácie. Iné zdroje uvádzajú, že kvalita ovzdušia v mestách by mohla byť zlepšená o 80 %, ak by všetky cesty, chodníky a povrchy budov boli upravené týmto systémom (ideálny prípad, ak sa neuvažuje produkcia CO2).

TiO2 môžeme pridať do sivých aj bielych cementov, použiť pri výrobe monolitického betónu aj prefabrikovaných prvkov. Z ekonomického hľadiska je vhodné aplikovať iba tenké povrchové vrstvy betónu obsahujúceho cement s TiO2, napr. lícové vrstvy prefabrikovaných prvkov, povrchová úprava vibrolisovaných prvkov. Možnosti použitia: malorozmerové cestné prvky, prefabrikované fasádne veľkorozmerové prvky, protihlukové bariéry, výstužné prvky v tuneloch a prvky „malej“ architektúry.

Grafický betón

Nový vzhľad povrchu betónu umožňujú dosiahnuť aj technológie, pomocou ktorých sa vytvárajú rôzne dekoratívne motívy a prezentujú sa ako grafické betóny, fotografické betóny, fotobetóny. V súčasnosti boli prezentované nasledovné technológie: • Vytváranie dekoratívnych prvkov na povrchoch betónov – je možnosťou pre vytváranie ostrých, zreteľných vzorov pomocou šablóny. Na jej vyplnenie sa používajú rôzne farby, pigmenty, lazúry, moridlá a krycie vrstvy. Zároveň sa pritom môžu využiť technológie ryteckej práce, prípadne leptania povrchu betónu (napr. kyselinovým moridlom). Ten sa následne vymyje a opatrí tesniacou povrchovou úpravou. Takýmto spôsobom sa môžu prenášať na jeho povrch aj fotografické motívy.

• Aplikácia špeciálneho filmu na povrch betónu – film je potlačený bežnou bodovou (rastrovou) tlačiarenskou technológiou, avšak namiesto farby používame spomaľovač tuhnutia betónu. Ten, nanesený na membránu, po kontakte so zámesovou vodou spôsobí spomalenie tuhnutia betónu do požadovanej hĺbky a na vopred špecifikovanej ploche vytvorí grafický obrazec. Obvykle na 2. deň je retardovaná časť povrchu betónu vymytá tlakovou vodou, čím sa odhalí štruktúra kameniva. Vymytá časť tak opticky, vďaka drsnosti a farebnému kontrastu, vystúpi a odhalená štruktúra betónu sa stane zreteľne viditeľnou. Za pomoci tohto princípu je možné na povrchu betónu vytvárať vopred definované grafické vzory. Cement môže byť tiež zafarbený pigmentami a pre ešte lepší kontrast vymytých a nevymytých plôch je možné použiť rôzne variácie veľkosti a farby kameniva. Je ideálnym riešením pre fasádne panely, deliace steny a záhradné prvky.

Priesvitný betón

LiTraCon® (Light transmitting concrete) – je betón so zabudovaným priesvitným materiálom - sklenými vláknami, ktoré prenášajú svetlo z jednej strany materiálu na druhú. Aby sme zabezpečili, že konce každého vlákna budú v kontakte s povrchom oboch strán materiálu, do formy sa vlákna ukladajú v pozdĺžnom smere vo vrstvách. Po niekoľkých opakovaniach výsledný dlhý betónový trámec môže byť rezaný na krátke pravouhlé stavebné dielce. Priemer vlákien sa pohybuje od 2 µm do 2 mm, v množstve asi 4 % objemu betónu. Použitím vlákien s rozličným priemerom môžu architekti dosiahnuť rôzne svetelné efekty. Optické efekty tohto betónu môžu byť využívané ako pri fasádnych paneloch (cez deň je interiér ožiarený slnečným svetlom a v noci svetlo zvnútra preniká v opačnom smere), aj pri deliacich stenách v interiéri (riadenie svetelných efektov susediacich miestností). Podobný princíp je ďalej vyvíjaný, napr. pri overovaní možnosti využiť plastické vlákna usporiadané v určitom vzore alebo presnej mriežke. Svetlo, ktoré svieti cez stenu, tak môže pripomínať napr. hviezdnu oblohu.

Ďalší produkt prezentovali študenti architektúry na Novom Zélande. Vo vývoji je tzv. Opticrete, vyrobený zo zmesi jemného piesku, cementu, vody a plastifikačných prísad, s pridaním optických vlákien. Prírodné alebo umelé svetlo je prenášané optickými káblami zabudovanými v betónových dielcoch, meniac ich na vizuálne nápadné a polopriehľadné deliace úseky. Tento jav mení betón na výrazný architektonický prvok – na „vzdušný“ materiál, ovplyvňujúci pohodu v miestnosti. Ruší fyzické bariéry zabezpečením pocitu tepla a priestorovej voľnosti spôsobenej svetlom. V budúcnosti sa predpokladá využitie vlastností svetlo-emitujúcich polymérov (LEP) a svetlo-emitujúcich diód (LED), ktoré budú prepúšťať svetlo cez výrobok, umožňujúc variabilitu farby a intenzity svetla.

Schéma 1: Vplyv pôsobenia TiO2 v sústave cementových kompozitov
Vplyvom svetla dochádza k dvom reakciám s TiO2:


1. Oxidácia -> Kyslík zo vzduchu reaguje s aktivovaným TiO2 -> Na povrchu TiO2 sa vytvárajú reaktívne oxidy O2 a ióny OH -> Nečistoty sú oxidované na CO2 a H2O (fotomineralizácia). NOx sú oxidované na dusičnany

2. Hydrofobizácia -> Čiastočky H2O zo vzduchu reagujú s aktivovaným TiO2 -> Na povrchu TiO2 sa tvoria titánové hydroxidové skupiny -> Vytvára sa celistvá plocha vody. Nečistoty z povrchu sa ľahko s vodou zmývajú

Obrázky:
1 – Bytový dom v Zürichu
2 – Münstertor, Ulm, Nemecko;
3 – Národné múzeum umenia MAXXI, Rím, Taliansko. Pohľadový betón bol realizovaný debniacimi systémami PERI
4 a 5 – Grafický betón;  
6 – Priesvitný betón
7 – Národné múzeum umenia MAXXI, Rím, Taliansko. Pohľadový betón bol realizovaný debniacimi systémami PERI
8 – Vstup do budovy supermarketu Lidl. Pohľadový betón bol realizovaný debniacimi systémami Doka

Článok bol spracovaný v rámci riešenia projektu VEGA 1/4199/07 „Zvyšovanie trvanlivosti kompozitov optimalizáciou ich zloženia.“
Ing. Alena Sičáková, PhD. SvF TU v Košiciach
Recenzent: Ing. Mária Búciová, PhD. SvF STU v Bratislave
Foto: PERI spol. s r. o., Doka Slovakia – Debniaca technika, s. r. o., Roger Frei, www.concretedecor.net, www.litracon.hu, www.svet-bydleni.cz


Literatúra:

[1]Revolutionary advances in concrete. Concrete Magazine, Cement and Concrete Association of New Zealand, June 2005
[2]Students set standard for future of concrete. Concrete Magazine, Cement and Concrete Association of New Zealand, June 2006
[3]Song G. et al: Health monitoring and rehabilitation of a concrete structure using intelligent materials. Smart Materials and Structures 15, 2006, pp. 309-314
[4]Cement – Kruszywa – Beton (Rodzaje, wlaściwości, zastosowanie). Góraźdźe Cement S.A., Poľsko, 2007
[5]Chusid M.: Photocatalysts can keep concrete clean and reduce air pollution. www.concretedecor.net, 2007
[6]www.sciencedaily.com, www. icivilengineer.com, www.e-architect.cz

zdroj: VYDAVATEĽSTVO EUROSTAV, spol. s r.o.­

Obsah textu nie je možné bez súhlasu autora / autorov ďalej šíriť a publikovať

Páčil sa vám článok?

áno: 125     nie: 197

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

 

Odporúč známemu


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Ochrana údajov –  Podmienky poskytnutia služby