Ve druhém čísle INTRA, které vyšlo v březnu roku 2017 a které se poprvé v historii časopisu věnovalo betonu, jsme psali o tom, že ultravysokohodnotný beton je výzvou pro budoucí architekturu. Nyní, po více než šesti letech, máme možnost sledovat, jak staveb z tohoto materiálu postupně přibývá a jak jejich tvůrci v praxi testují jeho limity. „O tom, jak namíchat UHPC, je možné se poměrně snadno dočíst ve stovkách vědeckých publikací. Problém je ale měřítko,“ říká Jan Marek ze společnosti KŠ PREFA, která je výrobcem prefabrikovaných betonových konstrukcí.

Podle profesora Jiřího Kolíska je v Česku aktuálně kolem třicítky konstrukcí z UHPC. Kolik z nich jste vyrobili vy?
Za poslední dekádu vzniklo v našich prefách více než dvacet většinou unikátních konstrukcí z UHPC, které lze najít po celé naší republice. V úzké spolupráci s Kloknerovým ústavem ČVUT v Praze a také s předními projekčními kancelářemi Pontex, Valbek, Bridge Structures a TOP CON SERVIS vznikly pilotní projekty staveb. V průběhu let byly konstrukce stále větší a odvážnější, současným vyvrcholením použití UHPC je Štvanická lávka v Praze.

V čem je tato lávka – ve srovnání s předešlými konstrukcemi z UHPC – unikátní?
Jde o unikátní konstrukci co do štíhlosti, objemu UHPC, barvy, kvality provedení i odvahy architekta. Při laickém pohledu tak masa bílého betonu sice nemusí působit, ale nosná konstrukce je extrémně subtilní – segmentová konstrukce s vnitřním vedením předpínací výztuže v kanálcích by v běžné betonářské praxi vyžadovala nejméně dvojnásobný objem betonu. I přes tuto úsporu materiálu je celkový použitý objem UHPC několikanásobkem součtu všech ostatních UHPC prefabrikátů, které jsme dosud vyrobili.

Bílá barva betonu samozřejmě vyžadovala nejen vývoj nového materiálu, ale i zvláštní péči při výrobě. Přestože současný provoz lávku již značně poznamenal a patinoval, snažili jsme se – a dokázali to! –, aby na stavbu přijížděly dokonalé, sněhobílé prefabrikáty.

Odvaha architekta navrhnout takto subtilní segmentovou konstrukci, která je prostorovou křivkou, už je na hraně technických možností, a přidat ještě zvedané otočné pole a zbytek tvořit jako spojitou konstrukci bez dilatace, to už je podle mě za hranou. Ale i přesto, a zejména díky precizní práci kolegů ze Štětí, se lávku podařilo úspěšně dokončit. Díky stabilní podpoře takovýchto projektů od našeho generálního ředitele Lukáše Smrta a také od majitele naší společnosti, pana Pavla Šilhánka, nám je umožněno UHPC skutečně používat, a to ve světovém měřítku i formě.

Kdy jste s vývojem UHPC začali?
UHPC se v našich prefách vyvíjí od roku 2011. Spolupráce začala pod hlavičkou firmy Skanska v kooperaci s Kloknerovým ústavem ČVUT v Praze, s projekční kanceláří Pontex a se společností BASF dodávající chemii do betonu. Tento první grantový výzkumný projekt byl podpořen v programu TIP Ministerstvem průmyslu a obchodu, trval od roku 2011 do roku 2015 a jeho výsledky položily základ pro technologii UHPC v celém Česku, nejen v prefabrikaci. Výsledkem byly mimo jiné metodiky certifikované Ministerstvem dopravy, tehdy šlo o první předpisovou základnu u nás. Následovaly další výzkumné projekty, financované tentokrát Technologickou agenturou ČR, v programech Epsilon (2017–2020, pozn. red.) a Doprava 2020+ (2021–2024, pozn. red.).

Dokázal byste zhodnotit, kam se za tu dobu vývoj UHPC posunul a jakým směrem se bude ubírat v budoucnu?
Kdybych to měl shrnout několika slovy, řekl bych, že vývoj se přesunul do praxe. O tom, jak namíchat UHPC, tedy jak navrhnout složení směsi, je možné se poměrně snadno dočíst ve stovkách vědeckých publikací. Mnoho laboratoří a akademických pracovišť to i běžně dělá. Problém je ale měřítko. V laboratoři se pracuje s litry a kilogramy. My ale umíme zamíchat a vyrobit prefabrikáty o objemech kubických metrů a hmotnostech desítek tun. Spolehlivě, kvalitně, stejně jako běžný beton. V tom nás spolupráce na výzkumných projektech posunula. Díky této praxi umíme i poměrně dobře navrhovat, vést ruku architektům a projektantům.

Do budoucna se budeme snažit UHPC účelně a smysluplně využívat, hledat způsoby a místa pro jeho použití, tak aby po nás zůstaly trvanlivé a funkční stavby, na které by mohly být hrdé i další generace. S tím je spojena i udržitelnost a ochrana klimatu, ať už hledání alternativ k portlandskému cementu, nebo takových aplikací, kde dlouhá životnost UHPC konstrukce vyváží počáteční emise.

Vedle vývoje a výroby UHPC se věnujete i dalším činnostem. Můžete je shrnout?
Naše společnost vznikla v podstatě zakoupením výrobních závodů společnosti Skanska v roce 2014. Dvě výrobny betonových prefabrikátů v Tovačově a ve Štětí navázaly na desítky let dlouhou tradici produkce železobetonových dílců, byla převzata i činnost realizace a montáže těchto prefabrikovaných staveb. Vlastní projekční oddělení pak trvale poskytuje potřebnou podporu v podobě interní statické a projekční kanceláře. Mimo standardní produkci prefabrikátů byl převzat vývoj UHPC, projekt vývoje nového typu železničních pražců a i další unikátní technologie, například kotvená mostní svodidla, střešní TT prvky nebo produkce sendvičových – zateplených – betonových stěn.

Jakým technologickým zázemím vaše společnost disponuje?
Aktuálně jsou to dva výrobní závody prefabrikátů, pět betonáren, z nichž tři, včetně jedné nové ve Štětí, jsou schopny vyrábět UHPC, čtyři předpínací dráhy a jeřáby se schopností manipulovat s prefabrikáty o hmotnosti až padesát, respektive až devadesát tun – první z nich máme na naší pobočce ve Štětí, ten druhý v Tovačově.

Zmiňovaná nová betonárna ve Štětí je připravena na produkci UHPC v opravdu průmyslových objemech. Ve zkušebním provozu v ní byl vyroben materiál pro 120 m³ UHPC prefabrikátů pro lávku v Hradci Králové, v případě Štvanické lávky už byla plně využita a šlo zhruba o 770 m³ bílého UHPC.

Ve Štětí máme rovněž novou, automatizovanou výrobní linku, do níž jsme investovali v rámci vývoje nového železničního pražce v letech 2020 a 2021. Jde o poloautomatickou výrobu železobetonových železničních pražců systémem dlouhé předpínací dráhy. Součástí linky jsou automatizované dopravníky, robotická skládka a robotický stohovací stroj. Linka je připravena na tepelné ošetřování pro nastávající období ekologicky šetrnějších cementů.

Můžete popsat, jaké výhody zmiňovaná předpínací dráha přináší?
Předem předpjaté železobetonové dílce jsou tou nejkvalitnější možností, jak využít plného statického potenciálu jednotlivých materiálů. Klasická betonářská výztuž v kombinaci s moderním betonem vyšší třídy a předpínací ocelí umožňuje dosáhnout u ohýbaných prvků značných materiálových, a tedy i hmotnostních a ekonomických úspor. Tento trend přechodu od železobetonových k předpjatým konstrukcím je možné pozorovat jak ve světě, tak u nás. Investice do nové předpínací dráhy a rozšíření kapacity o možnost produkovat až osmdesát metrů dlouhé řady prefabrikovaných dílců byly tedy nutným krokem. Rád bych ještě podotkl, že tento popsaný trend je při použití materiálu UHPC ještě výraznější. Dokonalá ochranná funkce a současně vysoká tlaková pevnost – i rychlý počáteční nárůst pevnosti – je splněným statickým snem.

Není pochyb o tom, že UHPC je prémiový materiál. Jak si stojí cenově v porovnání s běžným betonem?
Obvyklá cena ve světě je deseti- až třicetinásobek ceny běžného betonu, v Česku je to zhruba desetinásobek. Je však třeba brát v potaz, že cena materiálu je jen minoritní část pořizovací ceny celého stavebního díla. V případě prefabrikovaného dílce je cena materiálu obvykle poloviční až třetinová, záleží na opakovatelnosti formy a sériovosti výroby. Při uvážlivém návrhu je použití „drahého“ UHPC ve výsledku levnější variantou.

Je vyšší cena vyvážena například delší životností materiálu?
Velmi hustě vyplněná mikrostruktura materiálu a v důsledku velmi nízká permeabilita rozhodně zaručují velice vysokou trvanlivost UHPC. Vlastní matrice se například podle testů mrazuvzdornosti chová tak, že by spolehlivě měla fungovat dvě stě a více let. Tomu je vhodné přizpůsobovat celý návrh konstrukcí, tak aby části s menší trvanlivostí byly vyměnitelné a rekonstruovatelné anebo aby byly chráněny před vlivy vnějšího prostředí touto UHPC obálkou.

Setkáváte se ve spojení s UHPC s nějakými mýty, které byste rád uvedl na pravou míru?
V senzacechtivých mediích se objevují články o kluzkých lávkách. My samozřejmě povrchy testujeme, pečlivě a zodpovědně, tak abychom veřejnosti vždy dali do užívání povrch vhodný a bezpečný. Může se pochopitelně stát, že v zimě povrch namrzne, stejně jako kterýkoli jiný chodník či vozovka. Pak samozřejmě klouže, ale tomu nelze volbou materiálu ani typu konstrukce stoprocentně zabránit. Zde je vhodné si přiznat, že subtilnější konstrukce jsou k rychlému namrzání citlivější, ale o to rychleji zase námraza při ohřátí taje.

Co všechno jste nyní schopni svým zákazníkům nabídnout?
Společnost dlouhodobě drží pozici zavedeného a tradičního dodavatele betonových prefabrikovaných hal pro skladovací, výrobní či obecně developerské projekty. Běžně také dodáváme až šedesátitunové mostní nosníky například pro dálniční mosty či betonová silniční svodidla v množství mnoha kilometrů. Tisíce schodišťových ramen z naší produkce slouží obyvatelům nových bytových domů převážně v Praze, ale samozřejmě i všude po celém Česku. Celková strategie je ale profilovat se jako špička v technologii a inovativních řešeních, avšak samozřejmě při zachování spolehlivosti tradičního a kvalitního dodavatele prefabrikátů.

Investováním do výzkumu a vývoje nových technologií a nových produktů umíme nabízet zákazníkům unikátní řešení – jsme jedna z mála pref, která pracuje pro zákazníka na klíč a umí se přizpůsobit jedinečným návrhům a architektonickým požadavkům. Náš dlouhodobý cíl, tedy uvedení nového železničního pražce na trh v Česku, o němž jsem se již zmiňoval, byl dokončen v roce 2021 a investoři i generální dodavatelé od té doby mají i jinou možnost než jen jednoho monopolního výrobce pražců.

KŠ PREFA
www.ksprefa.cz