Zdění bez malty – zdivo na PUR pěnu

12. května 2009

Partneři sekce:

Před třemi roky se v České republice začaly objevovat první zmínky o novém způsobu zdění. Při něm je dosud používaná malta nahrazována polyuretanovou pěnou. Protože však chyběly potřebné zkoušky a podklady, dominantní výrobci cihlářských systémů u nás se k nové technologii stavěli zdrženlivě.

Příběh zdění bez malty začal v březnu 2004. Tehdy si Helmut Roithmair podal mezinárodní přihlášku vynálezu s názvem Metoda pro spojování stavebních prvků, jakož i spojení stavebních prvků. Od té doby jsou metoda i spojení chráněny podle platné legislativy. Nikdo tedy nesmí použít tuto metodu spojování, pokud si PUR pěnu jakéhokoliv názvu nezakoupil pro zdění broušených cihel nebo jiných zdicích prvků od společnosti s licencí od autora vynálezu.

Zkoušky na renomovaných pracovištích
Vliv stárnutí speciální pěny pro zdění, od června 2007 s chráněnou obchodní značkou DRYFIX, byl prověřen v renomované nizozemské zkušebně TNO Eindhoven, vlivy na tvrdnutí pěny v německém institutu ibac v Cáchách. Zkoušky statiky a požární odolnosti se třemi druhy cihelných bloků vyrobených v rakouských cihelnách proběhly v TZÚS Brno a PAVUS Veselí nad Lužnicí pod odborným vedením a se závěrečným vyhodnocením doc. Ing. Jaromíra Kloudy, CSc.

V roce 2006 nabídl Helmut Roithmair licenci, jako její majitel, centrále společnosti Wienerberger ve Vídni. Po komplexním odzkoušení firma Wienerberger Ziegelindustrie AG licenci na zdění a zdivo spojované PUR pěnou DRYFIX zakoupila. Zároveň byla do Bruselu podána žádost o vystavení evropského technického schválení (ETA) na novou technologii. Podle odhadu odborníků bude proces schvalování probíhat ještě 2 až 3 roky.

Z výsledků zkoušek provedených pro rakouské cihelny vyplývá, že na rovnoběžnosti rovin a přesnosti zabroušení ložných ploch cihelných bloků závisí pevnosti zdiva – čím vyšší přesnost, tím lepší pevnost.
Proto byla v rámci společnosti Wienerberger cihlářský průmysl, a. s., pro výrobu broušených cihel přijata přísnější kritéria, která pro dodávky cihel POROTHERM CB DF fungují od dubna 2008. Rovinnost ložných ploch je nyní předepsána hodnotou odchylky maximálně 0,3 mm, odchylka od rovnoběžnosti rovin ložných ploch hodnotou maximálně 0,6 mm. Těchto mezních hodnot však cihly z běžné produkce dosahují pouze výjimečně, většinou jsou zjištěné odchylky menší.

Náročné testování pro ČR
Další testy proběhly v rámci České republiky přímo u výrobce za použití cihel z výroben broušených cihel Jezernice a Tuněchody. Zkoušky zdiva z broušených cihel vyzděného na PUR pěnu DRYFIX proběhly v rozsahu:

statické zkoušky,
zkoušky požární odolnosti pod zatížením,
zkoušky vzduchové neprůzvučnosti,
zkoušky bezpečnosti (průlomové odolnosti).

U PUR pěny byly převzaty výsledky ze zahraničních zkušeben.

Statické zkoušky
Soubor statických testů proběhl opět v režii doc. Jaromíra Kloudy v brněnské pobočce TZÚS. Skládal se ze:

zkoušek pevnosti a přetvárnosti zdiva v tlaku podle ČSN 73 2601-1 a 2,
zkoušek pevnosti a přetvárnosti zdiva v tlaku podle ČSN EN 1052-1,
zkoušek pevnosti zdiva v tahu za ohybu v obou rovinách podle ČSN EN 1052-2,
zkoušek počáteční pevnosti zdiva ve smyku podle ČSN EN 1052-3.

Zkoušky pevnosti a přetvárnosti zdiva v tlaku se uskutečnily jak podle ČSN 73 2601-1 a 2, tak podle ČSN EN 1052-1 na stěnách tlouštěk 440 a 240 mm. Důvodem byla možnost porovnání přetvárného chování zkušebních fragmentů zcela nového zdiva s již dříve odzkoušeným zdivem podle ČSN 73 2601-1 a 2. Při zkouškách podle evropské normy po jednotlivých zatěžovacích stupních totiž nedochází k odtížení a nezíská se tolik potřebných údajů o chování zdiva jako v minulosti.

Hodnoty pevnosti zdiva v tlaku vzešlé ze zkoušek jsou pro deklaraci výrobcem zatím redukovány o 30 % a mají charakter dočasných hodnot. Dosud totiž nebylo prokázáno chování zdiva pod dlouhodobým zatížením. Z toho důvodu probíhají jednoroční testy při třech různých hladinách zatížení s cílem ověření dlouhodobé pevnosti zdiva a získání hodnot součinitele dotvarování. Výsledky by měly být známy v květnu 2009. Je proto možné, že na jejich základě bude výrobcem dodatečně upravena deklarovaná pevnost zdiva v tlaku.

Technické parametry zdiva
Výsledky veškerých statických zkoušek shrnul doc. Klouda v Protokolu o posouzení vlastností zdiva z přesných bloků POROTHERM CB zděných na jednosložkovou polyuretanovou pěnu DRYFIX k použití ve stavbách. Deklarované návrhové charakteristiky jsou:

Statické parametry pro výpočet podle ČSN 73 1101:

pro třídy pevnosti v tlaku zdicích prvků P8 až P15 výpočtové zatížení zdiva v tlaku:

pro f_b = 8 N/mm² R_d = 0,9 N/mm²
f_b = 10 N/mm² R_d = 1,1 N/mm²
f_b = 12 N/mm² R_d = 1,3 N/mm²
f_b = 15 N/mm² R_d = 1,5 N/mm²

součinitel přetvárnosti zdiva v tlaku, α = 800 (o tloušťce 240 mm);
součinitel přetvárnosti zdiva v tlaku, α = 1 000 (o tloušťce 440 mm);
výpočtová pevnost zdiva v tahu za ohybu rovnoběžně s ložnými spárami: R_{tfd, R} = 0,065 N/mm²
výpočtová pevnost zdiva v tahu za ohybu kolmo k ložným spárám: R_{tfd, K} = 0,050 N/mm²

Zkouška počáteční pevnosti ve smyku

Statické parametry pro výpočet podle ČSN EN 1996-1-1:

pro třídy pevnosti v tlaku zdicích prvků P8 až P15 návrhová pevnost zdiva v tlaku pro γ_M = 2,2:

pro f_b = 8 N/mm² f_b = 0,8 N/mm²
f_b = 10 N/mm² f_b = 0,9 N/mm²
f_b = 12 N/mm² f_b = 1,1 N/mm²
f_b = 15 N/mm² f_b = 1,3 N/mm²

konstituční vztah:

^uf_k = 0,42 × (f_b)^0,7 platný pro upravenou charakteristickou pevnost zdiva,
f_d = ^uf_k/γ_M platný pro návrhovou pevnost zdiva;

součinitel přetvárnosti zdiva v tlaku

K_E = 650 (o tloušťce 240 mm);

součinitel přetvárnosti zdiva v tlaku

K_E= 800 (o tloušťce 440 mm);

charakteristická pevnost zdiva v tahu za ohybu rovnoběžně s ložnými spárami:

f_xk1 = 0,13 N/mm²

charakteristická pevnost zdiva v tahu za ohybu kolmo k ložným spárám:

f_xk2 = 0,09 N/mm²

charakteristická počáteční pevnost zdiva ve smyku a úhel vnitřního tření:

f_vko = 0,09 N/mm² (úhel α_k = 22°) pro stěny 240 a 300 mm,
f_vko = 0,08 N/mm² (úhel α_k = 20°) pro stěny 440 a 365 mm;

konstituční vztah pro suché svislé spáry:

f_vk = 0,5 × ^DFf_vko + 0,40 σ_d pro stěny 240 a 300 mm,
f_vk = 0,5 × ^DFf_vko + 0,36 σ_d pro stěny 440 a 365 mm.

Požární odolnost
Zkouška požární odolnosti se uskutečnila v PAVUS Veselí nad Lužnicí na zatížené stěně o tloušťce 240 mm (cihelná část). Ta byla oboustranně omítnuta běžnou vápenocementovou omítkou do tloušťky 20 mm. Stěna bez potíží dosáhla ve zkušebně maximálně možné doby trvání zkoušky, tj. požární odolnosti 180 minut.


Zkouška požární odolnosti		Po ukončení zkoušky požární odolnosti

Vzduchová neprůzvučnost a průlomová odolnost
Měření vzduchové neprůzvučnosti proběhlo na oboustranně omítnuté zkušební stěně o tloušťce 240 mm vyzděné ve Zkušebně akustiky CSI, a. s., Praha s výsledkem 47 (–1; –5) dB. Na téže stěně poté firma TrezorTest, s. r. o., Klecany provedla zkoušku na průlomovou bezpečnost s hodnocením bezpečnostní třída 2. Tato bezpečnostní třída se požaduje pro výstavbu trezorových místností.

Tepelnětechnické hodnocení
Pro tepelnětechnické hodnocení stěn obou tlouštěk byly převzaty tepelné výpočty Zkušební laboratoře při ÚTHD FAST VUT v Brně pro stěny z broušených cihel POROTHERM CB vyzděné na maltu pro tenké spáry.

Osvědčení o vhodnosti výrobku pro stavby
Završením procesu bylo hodnocení vlastností zdiva z broušených cihel POROTHERM CB vyzděného na PUR pěnu POROTHERM DRYFIX ve smyslu šesti základních požadavků na stavby podle zákona č. 183/2006 Sb. (Stavebního zákona) a vyhlášky č. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu.

Výsledkem je Osvědčení č. OIV/2008/009-000002 o vhodnosti zdiva z přesných bloků POROTHERM CB zděných na jednosložkovou polyuretanovou pěnu POROTHERM DRYFIX k použití ve stavbách s platností do 31. června 2009. V červnu 2009 bude vydáno nové osvědčení s upravenými hodnotami pevnosti v tlaku, ve kterém bude zohledněno chování zkoumaného zdiva pod dlouhodobým zatížením.

Výše uvedený komplex zkoušek je zatím jediný, který byl pro použití tohoto druhu zdiva v České republice realizován.

Ing. Antonín Horský
Foto: archiv autora

Autor je produktovým technikem ve společnosti Wienerberger cihlářský průmysl, a. s. Je rovněž spoluautorem Cihlářského lexikonu, který vydal Cihlářský svaz Čech a Moravy (CSČM).

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.