Původem švédská stavební společnost Skanska vstoupila na český trh v roce 1992. V současnosti patří mimo jiné mezi přední propagátory konceptu takzvaných zelených staveb a od roku 2009 se soustřeďuje také na vývoj, výrobu a aplikaci UHPC. Přestože je tato firma podepsána již pod řadou úspěšných realizací z tohoto materiálu, nikoho zřejmě nepřekvapí, že ty největší výzvy jí přinesla až stavba Štvanické lávky…

Skanska, jež se specializuje na široké spektrum stavebních projektů včetně rezidenčních, komerčních, infrastrukturních a průmyslových objektů, je známá svým inovativním a udržitelným přístupem k výstavbě. Společnost se zaměřuje na využívání moderních technologií a materiálů, které minimalizují dopad na životní prostředí a zvyšují energetickou efektivitu budov, a aktivně snižuje uhlíkovou stopu.

Téměř 15 let s UHPC

Počátky používání UHPC ve firmě Skanska v České republice sahají do roku 2009, kdy firma začala zkoumat možnosti využití tohoto moderního materiálu v jedné ze svých poboček – v současné době KŠ PREFA. Postupně se firma zaměřila na vývoj, výrobu a aplikaci UHPC pro různá odvětví stavebního průmyslu, primárně však pro použití v inženýrských konstrukcích, především mostech. V letech 2010 až 2014 měla Skanska první zkušenosti s výrobou předpjatých nosníků, sloupků protihlukových stěn, fasádních panelů a lehkých obvodových plášťů. Díky vysoké pevnosti a odolnosti UHPC jsou tyto prvky schopny odolávat extrémním podmínkám, jako jsou vysoké teploty, mráz, UV záření, chemické vlivy nebo zatížení.

Nová receptura

V důsledku narůstajícího počtu krádeží kovového vybavení mostů zahájila Skanska v roce 2014 práce na úpravě receptury UHPC, tak aby bylo možné použít tento materiál pro výrobu výplňových panelů do rámu mostního zábradlí. Nejprve šlo o plné deskové panely, poté o celé zábradlí ve formě desek s vylehčujícím otvory (například projekt lávky v obci Čeperka [obr. 2], jejíž nosná konstrukce z UHPC nosníků je doplněna i o zábradlí z tohoto materiálu). Obdobným projektem z let 2016 až 2017 byla lávka Na Kácku přes řeku Sázavu (šlo o grantový projekt číslo TE01020168 CESTI, který vedl až k certifikaci produktu [obr. 3]).

Mezi významné projekty z UHPC realizované v posledních letech (2020–2023) patří lávka v Žamberku (obr. 4) a Štvanická lávka v Praze (obr. 1), jež je poslední a prozatím největší aplikací UHPC nejen ve formě segmentů, ale také ve formě monolitické části mostu. Vedle 57 prefabrikovaných segmentů vyrobených kolegy v KŠ PREFA Štětí je součástí mostu také rozplet o objemu zhruba 125 m³.

Realizace Štvanické lávky

Nároky na tuto část konstrukce vyplývaly z projektové dokumentace, jež vyžadovala třídu pevnosti betonu C 110 s minimální pevností v tahu za ohybu 18 MPa. Zajímavostí byl i požadavek na barvu lávky, která měla být bílá. Za tímto účelem byl použit speciální bílý cement, jenž byl dovezen z nejbližší možné lokality – z obce Rohožník na Slovensku. Pro optimalizaci požadovaného odstínu byla navíc dávkována titanová běloba a speciální písek světlé barvy.

Použitá receptura byla nejprve laboratorně vyvinuta a poté v několika krocích ověřována. V rámci vývoje receptury stálo před firmou Skanska několik výzev. První z nich spočívala v efektivním rozmísení velkého množství ocelových drátků, které si lze představit jako silnější jehly, jež se shlukují a navzájem proplétají. Druhou výzvu představovala vysoká dávka cementu a předpokládaná doba realizace v nejteplejších dnech roku. Kombinace těchto faktorů by totiž generovala teplotu betonového jádra přes 100 stupňů Celsia, která je pro čerstvý beton kritická. Aby se tomu předešlo, byli již v počátku návrhu směsi přizváni ke spolupráci odborníci z ČVUT a proběhla řada zkušebních betonáží. Jako nejefektivnější způsob snížení teploty se ukázalo vodní chlazení, jež bylo navrženo jako systém plastových hadic v celkové délce přes 1,5 kilometru, uložených ve třech vrstvách (obr. 6).

Z důvodu komplikovanosti konstrukce v místě rozpletu a vysokým nárokům na mechanicko-fyzikální vlastnosti byla konstrukce v místě realizace UHPC hustě vyztužena, navíc byly průřezem vedeny další konstrukční prvky – zejména předpětí, inženýrské sítě a vedení k senzorům trvalého sledování lávky. Místo rozpletu bylo navrženo s podélným sklonem přes osm procent, a proto byla celá jeho část betonována s horním zaklopením. Tyto okolnosti vyžadovaly samozhutňující směs o vysoké tekutosti a s životností a zpracovatelností přesahující 10 hodin. V České republice tak jde o největší nasazení UHPC na neprefabrikované konstrukci (deska 165 m² při mocnosti 0,75 metru).

Použití UHPC v rámci whitetoppingu

Dalším experimentem v oblasti aplikace UHPC bylo jeho užití metodou whitetoppingu. Princip této technologie, využívané při opravách vozovek, spočívá v překrytí asfaltové nebo betonové konstrukce tenkou vrstvou betonu. UHPC se pro tento účel jevil jako velmi vhodný materiál – díky odolnosti a možnosti pokládky tenké vrstvy –, ale po sérii testů a zkušebních aplikací došli odborníci ze společnosti Skanska k závěru, že vhodnější je beton o vyšších pevnostech, typicky C 50/60, s kamenivem do D_max 8 mm. S ohledem na neustálý vývoj UHPC však není vyloučeno, že se k jeho užití v rámci whitetoppingu firma ještě někdy v budoucnu vrátí.

Na závěr by se snad hodilo zmínit, že Skanska své zkušenosti s UHPC neomezuje jen na Českou republiku, ale že s tímto relativně novým materiálem pracují i naši zahraniční kolegové. Například v New Yorku na Mulberry Street Bridge se ukázalo, že UHPC má potenciál snižovat potřebu údržby konstrukcí a zároveň prodlužuje jejich životnost a zvyšuje bezpečnost, na Bayonne Bridge byl zase UHPC zakomponován do spodní stavby pro zlepšení strukturální integrity.

Skanska
www.skanska.cz

Skanska – oblast mosty
Michal Hrutkai, Michal Kořenář, Michal Kunc