Kompozitní novinky a inovace

PREFA KOMPOZITY, a.s. je českým průkopníkem ve výrobě kompozitních materiálů a konstrukcí určených především pro stavebnictví, energetiku a dopravu.

Kompozitní novinky a inovace

Po celou dobu své existence aktivně spolupracuje s vysokými školami a s mnoha výzkumnými institucemi v ČR i v zahraničí. Nejvýznamnějším partnerem v oblasti vývoje, inovaa zkušebnictví je Stavební fakulta VUT v Brně.
PREFA KOMPOZITY, a.s. je od roku 2005 dceřinou společností PREFA BRNO, a.s. Toto propojení betonářské společnosti s tzv. "umělohmotnou" výrobou má svůj význam. V další části tohoto článku budou popsány některé výsledky vývoje a aplikace, které tento význam dokazují.

V kompozitech se kombinují různé mate­riály, obvykle jde o vláknovou výztuž, dodávající výslednému materiálu potřebné mechanické vlastnosti, a pojivovou složku - pryskyřici. V tomto zdánlivě jednoduchém systému však lze volit typ vláken, jejich směry uložení a délku, vzájemný poměr vláken a pryskyřice, typ pryskyřice a v neposlední řadě i technologii výroby. Tyto složky tak lze uspořádat nesčetným počtem různých kombinací. Pokud se sejde výrobní know-how a dobrý nápad, je možné vytvořit mnoho nových aplikací.

Vývojové projekty, jejichž výsledkem je vždy konkrétní aplikace, jsou převážně řešeny na základě smluvních vztahů v rámci různých projektů. Výsledkem této spolupráce je řada nových vlastností, celých výrobků a praktických aplikakompozitních materiálů.

Kompozitní výztuže
Kompozitní výztuže byly vyvinuty ve spolupráci se Stavební fakultou VUT v Brně a jsou zavedeny do běžného sortimentu výrobků (viz obr. 1). Najdou si své místo při stavbě a sanaci konstrukcí. Kompozitní výztuže ve formě uhlíkových lamel pro dodatečné zesilování konstrukcí jsou odborníkům znáa byly popsány v literatuře.

Pro vyztužování nových nebo zesilování starších stavebních konstrukcí byly vyvinuty kompozitní tyče z kompozitu vyztuženého uhlíkovými nebo skleněnými vlákny. Lze je využít k vyztužování betonu, zdiva nebo dřeva. Námi vyvinuté tyče ze skleněných vláken dosahují o 50 % vyšší pevnost v tahu než obdobné zahraniční výrobky a téměř dvojnásobek ve srovnání s ocelovými výztužemi. V řaaplikací pak mohou konkurovat ocelovým výztužím (viz obr. 2 vpravo) nebo např. nerezovým (helikálním) výztužím při sanaci zdiva (obr. 2). Jejich hlavními výhodami jsou:

- Velmi vysoká pevnost v tahu po směru vláken - 1000 MPa
- Odolnost proti působení agresivního prostředí
- Odolnost proti korozi
- Nevodivost, materiál je absolutně nemagnetický
- Vysoká životnost, malá hmotnost, atd.
Společné výzkumné projekty, programy POKROK a TIP
Projekt, v rámci programu POKROK, s názvem "Trvanlivé betonové konstrukce nové generace se zvýšenou odolností vůči agresivním vlivům", řešil náhradu kovových výztuží kompozitními tyčemi a byl úspěšně dokončen a oponován v únoru 2010. Byla vyvinuta nekovová výztuž na bázi FRP (Fiber Reinforced Polymer) v modifikaci se skleněnými a uhlíkovými vlákny a zejména také systém vyztužování betonových a zděných konstrukcí pomocí nekovové výztuže (chráněn několika užitnými vzory, je podána patentová přihláška). Tento projekt byl také oceněný v soutěži "Inovace roku".
Současně byly, opět se Stavební fakultou VUT Brno a dalšími partnery, zahájeny práce na novém projektu v rámci programu TIP, s názvem "Betonové konstrukce s nekovovou výztuží se zvýšenou požární odolností a odolností vůči agresivním vlivům. V rámci řešení je nutno vyvinout výztuže a optimalizovat návrh prvků pro pilotní aplikační oblasti: kolektory, šachty, protihlukové stěny, dopracovat laboratorně vyvinuté a ověřené technologie výroby pro účely zavedení inovovaných betonových prvků, které lze charakterizovat jako bezúdržbové a odolné vůči agresivním vlivům (chloridy, zmrazovací cykly, slabé kyseliny atd.).
Cílem projektu je i vývoj nového kompozitního materiálu na bázi polymerní matrice a dlouhovláknové výztuže, který může být použit jako nosná výztuž betonových konstrukcí.
Nový materiál bude vyvíjen nejen s ohledem na zajištění dostatečně vysokých mechanických vlastností za běžných teplot, ale i pro aplikace s vysokou provozní teplotou nebo aplikace, které vyžadují zajištění nosnosti konstrukce v případě požáru (tunely, únikové cesty, podzemní prostory). Jedná se o rozšíření výzkumu a výrazný posun v kvalitě a použitelnosti vyvinutého systému zesilování konstrukcí.

Kompozitní poklopy
V loňském roce byl ukončen vývoj a zahájena výroba nových kompozitních poklopů PREFAPLATE (obr. 4). Vhodnou volbou materiálu a technologie výroby bylo dosaženo zařazení do skupin od A15 (1,5 tuny) až po D400 (40 tun), tj. nejvyšší nosnosti požadované na našich komunikacích. Kompozitní poklopy však dosáhnou této nosnosti při čtvrtinové vlastní hmotnosti a jako bonus přináší další výhody jako je chemická a korozní odolnost, elektrická a tepelná nevodivost, nižší hlučnost provozu a pak nenahraditelnou výhodu v tom, že nejsou vykupovány ve sběrnách druhotných surovin.

Nehořlavé kompozity
V souvislosti se vstupem do EU byla u nás zavedena nová a velice přísná norma pro stavební výrobky ČSN EN 13501-1, která kategorizuje stavební materiály podle jejich reakce na oheň. Tato nová norma prakticky znemožnila použití klasických pryskyřičných kompozitů v takových stavbách, jako jsou podzemní kolektory, konstrukce v energetice, tunely, podzemní dráhy a další. Materiály, které této normě vyhoví, jako je ocel, beton nebo keramikaak nenabízí takový komfort, na jaký si zvykli projektanti v přípakompozitních materiálů. Právě v této oblasti probíhá poslední vývojový projekt. Ve spolupráci se Stavební fakultou VUT v Brně a Sdružením požárního a bezpečnostního inženýrství a v rámci projektů CIDEAS a EUREKA se snažíme snížit hořlavost našich materiálů tak, abychom dosáhli lepšího zatřídění než do třídy B, tedy tříd A2 a A1.

Požární odolnost
Nedávno jsme provedli úspěšnou zkoušku nové kompozitní matrice v požární zkušebně FIRES, s.r.o. Batizovce, Slovenská republika.
Testován byl kompozitní profil tvaru U o rozměrech 115 x 70 x 1000 mm s tloušťkou stěny 5 mm. Vzdálenost podpor byla 800 mm.
Zkouška probíhala 120 minut podle normové křivky s maximální teplotou 860 °C, následně byla teplota zvýšena na 1000 °C a dále zkouška probíhala až do 171. minuty bez porušení kompozitního vzorku.
Při této zkoušce požární odolnosti jsme dosáhli požární odolnost 171 min.

Renovace lodních plášťů
Další zajímavou aplikací, která je výsledkem spolupráce s výzkumnými organizacemi, je renovace lodního pláště pomocí kompozitních materiálů pro pražského zákazníka. Tento projekt byl řešen se stavebními fakultami v Brně a v Praze a některé jeho části byly součástí výzkumného centra CIDEAS. Cílem bylo nahradit nákladnou výměnu zkorodovaného ocelového pláště úpravou z nekorodujícího kompozitního materiálu.

ČOV Budapešť
Roky 2009 a 2008 byly ve společnosti PREFA KOMPOZITY ve znamení dodávky a montáže kompozitních konstrukcí na velkou městskou ČOV v Budapešti. Na tuto, v té době největší stavbu v Maďarsku, bylo nainstalováno několik kilometrů zábradlí, mnoho schodišť, lávek, poklopů a dalších konstrukcí.

Plovoucí mola
Vývoj plovoucích mol probíhal opět za spolupráce s odborníky ze Stavební fakulty VUT v Brně. Výsledkem jsou mola zvláštní materiálové kombinace, a to betonu, polystyrénu a kompozitu. Na obrázku je dokončená sestava plovoucích mol na Vltavě v Českých Budějovicích.

Závěr
Záměrem tohoto článku byla snaha poukázat na výsledky vzájemné spolupráce mezi společností PREFA KOMPOZITY a výzkumnými organizacemi a vysokými školami. Do tohoto článku bylo možné zařadit pouze základní informace. Přehled našich standardních kompozitních výrobků, hlavních vývojových projektů a jejich podrobnější popis, je možné nalézt na našich internetových stránkách www.prefa-kompozity.cz nebo u autorů příspěvku.


PREFA KOMPOZITY, a.s.
Kulkova 10, 615 00 Brno, tel.: 541 583 208 (292), 602 764 520
e-mail: kompozity@prefa.cz, www.prefa-kompozity.cz

Vyhledávač stavebních pojmů

Nechte si zasílat měsíční newsletter

Na facebooku

NAŠI PARTNEŘI Další partneři