Vodopropustné betony a jak na ně
Stávajícím velkým problémem měst je nakládání s dešťovou vodou. Rozlehlé plochy zpevněných, nepropustných povrchů znemožňují její aktivní vsakování, což vede nejen k vysychání krajiny, ale i k častému hromadění stojaté vody ve špatně odvodněných lokalitách. Řešením tohoto problému mohou být vodopropustné betony.
Dlouhodobě nízké srážky vývoj a nedostatek vody v krajině vyžaduje pečlivější přístup k hospodaření s dešťovou vodou. Aby byla v krajině zachována vlhkostní rovnováha, je zapotřebí minimalizovat odtok srážkové vody a tuto vodu, pokud možno udržet v místě spádu.To je prováděno buď přirozeným vsakem u zelených ploch, nebo pomocí zadržovacích a retenčních nádrží, biotopů apod. Plochy realizované z vodopropustných materiálů mohou umožnit buď uschování srážkové vody ve svém podloží, nebo vytvoření doplňku systému retencí a biotopů.
Výhodou oproti tendenčním nepropustným komunikacím je snížení náporu odtékající vody, což je problematické zejména u přívalových dešťů, které vyžadují i návrh dostatečné jímavosti kanalizačních vtoků. U nově drenážních povrchů je plošná propustnost 5 000 až 45 000 litrů/hod. Jedná se o několik řádů vyšší množství vody než při velmi intenzivním dešti. Tím je snadnější kontrolovat odtok vody a zamezit jejímu nekontrolovanému lokálnímu hromadění.
Vodopropustné betony Pervia (pervious concrete) jsou jednou z několika možností hospodaření s dešťovou vodou v oblasti zpevněných ploch. Nespornou výhodou použití monolitické betonové konstrukce je snadnější příprava podkladních vrstev a vysoký výkon celého systému. Vodopropustný beton PERVIA použitý jako podkladní drenážní vrstva zároveň otevírá nové možnosti provádění sportovních a atletických ploch, dětských hřišť nebo zatravněných ploch s vysokou stabilitou. Široké spektrum použití betonu nám stále ukazuje, že tento materiál má díky mnoha modifikacím stále významné místo ve stavebnictví i tvorbě krajiny.
Přirozené čištění vody
Na povrchu parkovišť a komunikací se usazují znečišťující látky z vozidel a jiných zdrojů ve formě uhlovodíků a těžkých kovů, jež jsou výrazným zdrojem znečištění vody. Z běžného parkoviště odtéká znečištěná voda do kanalizace a přímo do potoků a řek. Systém vodopropustných ploch tyto znečišťující látky zachycuje, filtruje a čistí přirozeným procesem mikrobiální konverze uhlovodíků. Vodopropustný beton, podložní štěrková vrstva a půda v podloží nakládá s vodou stejně, jako by to oblast činila sama, pokud by tam nebylo vybudováno žádné parkoviště – lze proto i říct, že tento systém přibližuje podmínky krajiny k přirozenému stavu.
Teplotní vliv na okolí a bonus pro zeleň
Je prokázáno, že teplotně jímavé povrchy ve městech mohou zvyšovat teplotu okolí až o 5 °C a fungují jako tepelné baterie, jež udržují v noci teplotu vyšší až o 10 °C oproti normálu. Takto vznikající „tepelné ostrovy“ se stoupajícím teplým vzduchem vytváří tzv. tepelnou střechu, čímž ještě více snižují objem srážek v těchto oblastech. Například začleněním zeleně do komunikačních ploch dokážeme snížit průměrnou letní teplotu až o 2,8 °C, což znamená snížení spotřeby na provoz klimatizací až o 20 %.
Běžné vozovky však nepropustí ke kořenům stromů vodu ani vzduch a je potřeba vytvářet propustné zóny poblíž stromů. To bývá komplikované v místech s omezeným prostorem, kde jsou stromy v rámci chodníků nebo poblíž silnic a parkovišť. Právě vodopropustný beton je praktické řešení pro pokládku tvrdých povrchů. Umožňuje totiž dešťovým srážkám a vzduchu propustnost skrz vozovku ke kořenům. Nejen, že je uspořen prostor, ale také výrazně snížena spotřeba vody pro zavlažování.
Vodopropustný beton absorbuje méně tepla než běžné hutné povrchy. Pórovitá struktura propouští chladnější teplotu zeminy zespodu a spolu s odpařováním vlhkosti je ochlazován povrch i okolí. Řízené chlazení pomoci vody má navíc výrazně delší efekt.
Vodopropustný beton je druh betonu, jehož vnitřní struktura obsahuje navzájem propojené mezery, umožňující protékání vody skrz vytvořenou konstrukci. Takový beton vzniká při určitém poměru složení kameniva a cementové pasty – pojiva. Vodopropustný nebo také drenážní beton dosahuje obdobných pevností jako běžný beton. Drenážní vlastnosti vodopropustných betonů jsou úspěšně využívány v Evropě již od 18. století ke stavbě vozovek nebo nosných a opěrných zdí.
Omezení vlivu bleskových povodní (zahlcení kanalizace)
Nezřídka se setkáváme s tzv. bleskovými povodněmi způsobenými přívalovými srážkami, které nedokáže pojmout kanalizační sít. Ke zmírnění je nutno snížit rychlost přísunu vody do kanalizační sítě a to pomocí drenážních ploch a retencí dešťové vody. Např. velkokapacitní parkoviště jsou primárním zdrojem velkého objemu „rychlé vody“. V posledních letech se úspěšně využívá výhod provádění těchto ploch jako drenážních s tím, že dešťová voda zůstává v podkladních štěrkových vrstvách komunikace a pomalu vsakuje do podloží, nebo je pozvolna odváděna do přilehlých retenčních ploch.
Ekonomický přínos
Vodopropustné plochy mají nezanedbatelný vliv na snížení nákladů za odvod dešťových vod – stočné, zejména u rozlehlých ploch komunikací podnikatelských subjektů. Z ekonomického hlediska jsou drenážní plochy úsporné také kvůli menší potřebě budování kanalizační sítě a nemalou roli hrají také náklady na údržbu komunikačních ploch v zimě. Pórovitá struktura vykazuje na povrchu vozovky rychlejší tání ledu a sněhu ve srovnání s nedrenážními povrchy. Voda z tajícího sněhu je ihned odváděna plochou vozovky, nenamrzá na povrchu a nedochází tak ke vzniku ledových ploch, které je potřeba solit. Drenážní plochy vyžadují až o 70 % nižší potřebu použití posypových materiálů.
Provoz a údržba
Správně zhotovená vozovka z drenážního betonu může dobře fungovat po celou dobu své životnosti – a to i bez čištění, jelikož i při více než 90% ucpání je drenážní schopnost stále dostačující. Vozovka však bude fungovat lépe, pokud se průběžně odstraní písek, listí a další nečistoty, které jsou postupem času obtížněji odstranitelné. Četnost čištění závisí na množství usazenin, které se na povrchu hromadí.
Obecně jsou obavy z použití vodopropustných betonů v podmínkách opakovaného mrazů a tání. V případě, že je vozovka provedena správně a podkladní vrstvy jsou v odpovídající tloušťce, nevzniká žádný problém. Pórovitá struktura vykazuje na povrchu vozovky rychlejší tání ledu a sněhu a voda je odváděna bez vzniku ledových ploch.
Potřeba rozmrazovací chemie a posypových inertních materiálů je tak výrazně menší. Rozmrazovací prostředky obsahující chlorid sodný nebo chlorid vápenatý mohou být běžně používány. Inertní posypy je vhodné volit se zrnem větším než 2,5 mm. Povrch ošetřován inertními posypy je potřeba pro zachování propustnosti vyčistit propláchnutím a vysátím po skončení zimního období.
U vozovek z vodopropustného betonu existují tři základní typy spár: dilatační spáry, oddělovací spáry a pracovní spáry. Dilatační spáry jsou spáry umístěné ve vozovce pro kontrolu místa smršťovacích prasklin.
Spáry v drenážním betonu je ideální provádět prořezáním. Příčné smršťovací spáry se vytváří 35% až 40% oslabením průřezu vrstvy betonu, podélné spáry pak řezem do hloubky 40 až 45 % tloušťky desky. Vzdálenost řezání spár je 4,5 až 6 m pro tloušťku vrstvy do 200 mm a 7 m pro tloušťky nad 200 mm.
Provádění vodopropustných ploch krok za krokem
01 Posouzení podkladního terénu
Při návrhu je nutné posoudit vsakovací vlastnosti podloží a stanovit objem přítoku. V případě výskytu jílovitých zemin je nutné zajistit dostatečnou kapacitu pro uložení vody v podkladní štěrkové vrstvě a popř. doplnit drenáže, jež vodu odvádí do retenčních nádrží apod. Drenážní beton může být v určitých případech umístěn také přímo na zhutněnou půdu. Tato možnost se využívá v oblastech, kde jsou půdy vysoce propustné a při minimálním zhutnění tvoří dobrý podklad.
02 Podkladní štěrková vrstva
Ve většině případů je beton ukládán na štěrkový podklad. Tloušťka podkladních vrstev by měla být navržena tak, aby zajistila dostatečnou úložnou kapacitu vody při dešti. Doporučená minimální tloušťka štěrkového podsypu je 150 mm. Větší tloušťka je zapotřebí v oblastech s vyšších intenzitou srážek a půdy s nižší propustností.
Tloušťku je vhodné také navýšit např. v oblastech, kde v zimě dochází k delšímu období mrazu. Co se týká hutnění, platí čím větší zhutnění, tím nižší propustnost. U většiny realizací s relativně nízkým provozem by mělo být zhutnění štěrkového podkladu minimalizováno, aby se zajistil přiměřený průsak. Největší hutnění by naopak mělo probíhat na podloží. Hutnost podloží pro danou oblast a zatížení by měl specifikovat v projektové dokumentaci odpovědný projektant.
03 Provádění vodopropustného betonu
Vodopropustný beton lze zpracovávat v klimatických podmínkách jako u běžného betonu. Optimální podmínky jsou při teplotě +5 °C až +25 °C. Před pokládkou drenážního betonu je důležité navlhčit podklad, který pak betonu dodává vlhkost. V chladném počasí je tento beton citlivější na nárůst pevnosti, protože jeho porézní struktura zabraňuje vytvářet a udržovat hydratační teplo. Provádění by nemělo být plánováno v období s teplotami pod bodem mrazu, aniž by bylo zajištěno opatření zabraňující zamrznutí čerstvého betonu.
04 Péče o beton při betonáži
Největším rozdílem mezi zpracováním vodopropustného a běžného betonu je načasování a odhad rychlosti realizace. Je totiž důležité, aby prováděné úseky byly chráněny či ošetřovány před odparem vody pro zachování čerstvosti cementové pasty a do dvaceti minut byl povrch opatřen krycí PE fólií. V závislosti na velikosti a tvaru plochy může být urovnání směsi prováděno různými způsoby. Automatizované finišery umožňují rychlejší zpracování a pevnostní rovnoměrnost, vibrační lišta je užívána při metodě dvojstupňové pokládky a běžná pokládka s ručním hutnícím válcem pro nenáročné plochy.
05 Hutnění
Čerstvá směs vodopropustného betonu je stlačitelná. Pro získání požadovaných vlastností vozovky je nutné provést příslušnou míru zhutnění. Typ betonové směsi je navrhován pro konkrétní způsob hutnění. Nejslabší části náchylné ke drolení jsou okraje položeného drenážního betonu, proto je vhodné tato místa hutnit intenzivněji. Hutnění může být prováděno mechanickými i ručními válci. Vždy je nutné počítat se stlačením, a plochu tedy provádět s odpovídajícím navýšením tloušťky.
06 Dilatace
Stejně jako klasický beton, také vodopropustný beton vykazuje smrštění při tvrdnutí a vysychání. Smrštění spodní strany konstrukce je vždy omezeno hrubostí podkladu – a beton má tendenci praskat. Proto jsou vytvářeny spáry sloužící k určení polohy těchto trhlin. Tvar dilatované plochy by měl být, pokud možno čtvercového tvaru, nebo obdélníku s poměrem stran 3:2 a maximálně se 6 m vzdálenosti spár.
07 Zrání a ochrana čerstvého betonu
Je důležité, aby cementová pasta mohla důkladně hydratovat a dosáhnout požadované pevnosti. Je proto velmi důležité zajistit dostatečnou vlhkost v konstrukci nepřetržitě po dobu nejméně sedmi dnů. Nejběžnější způsob ošetřování je celý povrch vozovky pokryt plastovou PE fólií. Tím se uchovává vlhkost a zamezí předčasné vysychání cementové pasty v drenážním betonu. Fólii je nutné umístit na povrch do 20 min. od pokládky nebo zajistit vlhčení povrchu, než bude zakryt.
08 Provozování a údržba
Údržba vodopropustných vozovek je odlišná od nepropustných vozovek. Cílem je udržet propustnost na úrovni navržených vlastností během celé životnosti vozovky. Pro odstranění hluboko usazených nečistot může být použita tlaková voda nebo oplach s vysokým vodním průtokem. Tlakové mytí dokáže obnovit i silně zanesené vozovky.
