Věděli jste, že se beton používal již ve staré Asýrii a je možné, že technologii „umělého kamene“ znaly již některé ještě mnohem starší civilizace? A věděli jste, že železobeton vlastně vynalezl zahradník? Proč se beton dostává na index, i když za něj vlastně dosud neexistuje náhrada?
Stručně z historie a znovuobjevování betonu
Staří Egypťané používali jako pojivo sádru a již v antice byl poprvé použit beton hydraulický, který byl podobný tomu současnému (obsahoval pojiva na bázi hydraulických vápen a přírodního, nebo portlandského cementu). Využití hydraulického betonu datujeme do republikánského období starověkého Říma. K výrobě betonu začali používat sopečný produkt pucolan (přírodní hydraulický cement výborných vlastností) a konstruovali z něj významné inženýrské stavby, přístavní hráze, akvadukty a mosty po celém Středomoří. Technologickým zázrakem a skvostem je ohromná monolitická betonová kopule na Pantheonu v Římě, která dosahuje průměru 43,3 metru a váží přibližně 5000 tun. Kopule byla postupně realizována 7 let technologií litého betonu. Přitom ještě za dalších 1500 let se takové kopule běžně stavěly jako kamenné klenby. Římská říše zanikla a s ní byly zapomenuty i mnohé technologie, což je však věčný běh lidských dějin.
)
Na našem území bylo doloženo používání velmi kvalitních betonů a malt s hydraulickým pojivem při analýze původního zdiva Karlova mostu. Je dost dobře možné, že skutečné stavební postupy byly v té době utajovány vytvářením falešných veřejně přístupných receptur a právě odsud zřejmě pochází mýtus o použití vajíček, respektive organických přísad.
)
V Evropě se začal používat portlandský cement od roku 1756 (poprvé jej použil britský inženýr John Smeaton). Teprve však až ve dvacátých letech minulého století byly na stavbách zaváděné míchačky kvůli míchání betonu. Ten totiž musel být namíchán v přesném poměru a ve stále stejné kvalitě, což nebylo ručně téměř možné. Navíc šlo i o důvod ekonomický, protože do ručně míchaného betonu je třeba přidat více cementu, nejenže je pracnější. Až v roce 1907 zavedl Thomas Alva Edison poprvé lití betonu do stavební konstrukce. A v Čechách byl beton ve 20. století použit poprvé do základů stavby v roce 1912 v Praze při stavbě budovy akademie věd.
)
Zázrak jménem železobeton
Železobeton je skutečný stavební zázrak, který změnil tvář světa. Objevil ho přitom „obyčejný“ zahradník, když vyřešil problém praskání betonových květináčů přes zimu. Vyztužil jejich konstrukci drátěným pletivem a ejhle, nepraskly. Patentovat si svůj postup nechal v roce 1867. Zahradník tak položil základ zcela novému stavebnímu oboru. Prostě vymyslel kompozitní materiál, který se stal rychle zcela nezbytným ve stavebnictví. Beton s železnou či ocelovou výztuží se stal symbolem pevnosti, stálosti, nosnosti a hospodárnosti. A právě bez železobetonu (železového betonu, železobetonového betonu) by mnoho moderních konstrukcí nebylo možné z betonu vůbec postavit.
Železobeton je tedy kompozitní materiál tvořený betonem se železnou nebo ocelovou výztuží, která se do betonu zalévá při výrobě, čímž jeho vlastnosti zásadně zlepšuje. Beton má totiž vysokou pevnost v tlaku, ale velmi malou pevnost v tahu, proto je jeho vyztužování ocelí nezbytné. Výztuž musí být navíc položena minimálně pět cm pod povrchem betonu, aby byla ve venkovních podmínkách dostatečně ochráněna před korozí.
)
)
Nejčastěji se používá ocelová výztuž, takzvaná betonářská ocel kruhového průřezu a s povrchem opatřeným příčnými žebírky nebo vtisky. Do betonu je ukládána volně ve formě tyčí, svařovaných sítí, případně prostorových nosníků. Další moderní variantou výztuží betonu je náhrada klasické ocelové výztuže kompozitními materiály. Železobeton garantuje dlouhou životnost, pevnost, stálost, odolnost, nosnost a hospodárnost. Navíc nejde pouze fenomén dnešní doby, ale o technologii prověřenou mnoha desetiletími používání. O popularizaci železobetonu se přitom opět postaral Francouz, Francois Hennebique, který v roce 1900 v Paříži představil několik železobetonových budov. Ovšem prvního využití v pozemním stavitelství se železobeton dočkal již v roce 1873, Američan William E. Ward jej využil při stavbě své vily v Port Chesteru u New Yorku. Předtím se železobeton využíval především při stavbách mostních konstrukcí. Uvědomí-li si, že od patentu uplynulo k první aplikaci při stavbě vily pouhých 6 let, nástup železobetonu byl opravdu raketový.
)
)
V roce 1903 byl v Americe postavený 1. železobetonový mrakodrap, konkétně v Cincinnati (Ohio, USA) a byl pojmenován The Ingalls Buildings. Právě díky této šestnácti patrové budově začal rozmach železobetonu při stavbách výškových budov po celých USA. Budova Homer Laughlin (1904, Broadwayi) byla jedním z prvních nákupních center postavených pomocí železobetonu a právě v ní fungoval francouzský obchodní dům.
)
Na začátku 20. století se železobeton také začal využívat při stavbách hotelů. Důvodem bylo zborcení mnoha hotelů postavených bez výztuh. Docházelo k tomu z různých příčin, často šlo o zemětřesení. Jedním z prvních hotelů postavených pomocí železobetonu byl v roce 1906 osmi patrový hotel Hayward.
)
Ovšem kromě svých skvělých vlastností se železobeton začal používat i jako prvek estetický, architektonický. Průkopnicí se stala od roku 1904 americká architektka Julia Morganová. Její první železobetonovou konstrukcí byla zvonová věž pojmenovaná El Campanil (v Mills College kousek od zálivu v San Diegu). Dva roky po dokončení toto dílo přečkalo bez újmy silné zemětřesení, kariéra Morganové tak byla touto referencí odstartována.
)
)
Následovalo využívání železobetonu při opravách a rekonstrukcích historických staveb a budov. Jako příklad můžeme uvést rekonstrukci střechy baziliky La Sagrada Família ve Španělsku. Ano, té stavby, která se staví již od roku 1882 dodnes a ještě není zcela dokončena, byť již byla vysvěcena 7. listopadu 2010 papežem Benediktem XVI., který jí propůjčil titul basilica minor. Dokončení díla bylo již mnohokrát posunuto, stavba se v minulosti dokonce podílela i na vážných finančních problémech španělské ekonomiky, aktuálně se hovoří o dokončení v roce 2026, ovšem i toto datum vzbuzuje u mnohých posměšky. Více méně probíhají v současnosti práce rychleji než výstavba českých dálnic a žně mají obzvláště sochaři.
)
Nad betonem se smráká
S betonem se však pojí ještě jedna statistika a tentokrát velmi nelichotivá. Technologie postavená na potřebě cementu na bázi vápníku, který je klíčovou složkou tradičního betonu, je totiž zodpovědná za přibližně osm procent všech celosvětových emisí oxidu uhličitého. A vzhledem k současnému trendu takzvané udržitelnosti a nutnosti významného snížení emisí CO2, se již veřejně a nahlas hovoří o nezbytné budoucnosti bez betonu a oceli. Tyto materiály jsou prostě považovány za neekologické, minimálně pak ve smyslu energetických výdajů a emisí. Se vznikem betonu se nepopiratelně pojí ohromné množství emisního znečištění. Konkrétně za něj může nikoli beton jako takový, ale především cement, který je průmyslově vypalován z vápence (uhličitanu vápenatého) při teplotě okolo 1480 °C, čímž se získává oxid vápenatý. Při výrobě se využívají fosilní paliva a vypalovaný vápenec má v CO2 vázáno téměř 40 procent své hmotnosti. Čili v betonu je sice cementu v průměru jen cca 12 procent, toto množství se však podílí na více jak 50 procentech emisí výsledného produktu. Tedy betonu.
)
Za každou vyrobenou betonovou tvárnicí stojí váha zhruba dvou kilogramů oxidu uhličitého. A jelikož se ročně na světě spotřebuje cca 30 miliard tun betonu, jsou emisní čísla CO2 opravdu až děsivá. Hledají se proto alternativy a jednou z nich se ukázal být například vynález montrealského studia CarbiCrete. Pokusili se vymyslet beton jinak a to tak, aby v něm vůbec nefiguroval cement. Nejen však to, zároveň se pokusili vymyslet materiál, který bude emise ještě snižovat. A přišli s materiálem, který nejenže nepotřebuje cement, ale dokonce v sobě zabudovává a drží uhlík. Podrobnosti o tom, jak to udělali, najdete zde.
Zdroj: idnes.cz, atreon.cz, wikipedia.org, Radomír Dohnal, ČESKÉSTAVBY.cz
)
