Realizácia základovej dosky s využitím sklopenového granulátu

Základnou surovinou na výrobu penového skla ako tepelnoizolačného stavebného materiálu je staré odpadové alebo odpadné sklo, ktoré nie je možné iným spôsobom využiť. Zdrojom odpadového skla je sklo získané zo separovaného zberu odpadu z domácností alebo iných prevádzok.

Odpadové sklo z výroby fliaš sa zvyčajne roztaví a použije na výrobu nových fliaš. V procese výroby fliaš však vniká aj iný odpad, ktorý sa už na výrobu nových fliaš použiť nedá. Takýto nevyužitý sklený odpad sa využíva napríklad na výrobu penového skla používaného na stavebné účely. Tým sa znovu zhodnotí a vo výrobnom procese odpadá spotreba energie potrebnej na výrobu základnej suroviny – skla. Ďalším environmentálnym aspektom pri výrobe finálneho produktu – penového skla – je možnosť využiť elektrický prúd pochádzajúci z vodných elektrární.

Výroba penového skla
Východiskový materiál tvorí použité sklo rôznorodej kvality. Môže ísť o sklo z marmeládovej fľaše, okennej tabule, zelené, biele alebo hnedé sklo z pivových fliaš. Sklený materiál sa v prvotnej fáze pretriedi, rozdrví na prach a prechádza niekoľkostupňovými oddeľovacími a drviacimi cyklami. Následne sa sklený granulát s hrúbkou až do 10 mm rozomelie pomocou guľového mlyna na najjemnejší sklený prach. Nasleduje primiešanie minerálneho aktivátora vo vírivej miešačke v presne stanovenom pomere. Spenenie a spečenie skleného prachu sa vykoná v elektricky vyhrievaných priebežných peciach pri teplote približne 900 °C. Výsledkom je takzvaný koláč penového skla, ktorý je charakteristický vysokou únosnosťou a tepelnoizolačnými vlastnosťami. Pri vysunutí z pece (teplota materiálu 300 až 400 °C) sa tento koláč následne prudkým ochladením poláme na pórovitý granulát s priemerom 3 až 5 mm (obr. 1). Vďaka malým uzatvoreným pórom získava penové sklo tepelnoizolačné vlastnosti veľmi podobné polystyrénu. Možno ho použiť na izolovanie betónových základových dosiek, kde nahrádza dodatočnú ochranu proti mrazu, tepelnú izoláciu a hydroizoláciu (obr. 2 a 3). Penové sklo má podobný vzhľad ako lámaný kameň alebo pemza, je však ľahšie a obsahuje vzduchové nenasiakavé uzavreté póry. Tie zabezpečujú okrem tepelnoizolačných vlastností a odolnosti proti mrazu aj odolnosť proti mikroorganizmom.

Obr. 2  Detail riešenia základovej dosky na penovom skle
1 – vonkajšia omietka, 2 – tepelná izolácia obvodového plášťa, 3 – obvodový plášť, 4 – vnútorná omietka, 5 – betónový poter, 6 – podlahová izolácia, 7 – dilatačná izolácia, 8 – základová doska, 9 – sklopenový granulát Perimeter 50, 10 – geotextília,
11 – štrkopiesok ako vonkajší okrasný násyp

Obr. 3  Skladba podlahy
1 – zemina, 2 – geotextília, 3 – sklopenový granulát Technopor, 4 – drenáž, 5 – tepelná izolácia sokla,
6 – betónová základová doska, 7 – obvodová stena,
8 – vonkajšia tepelná izolácia obvodovej steny,
9 – kroková izolácia, 10 – podlahový systém

Vlastnosti penového skla
Penové sklo predstavuje tepelnoizolačný materiál s vysokou únosnosťou. Základnou surovinou je sypká hmota vyrobená výhradne z recyklovaného skla. Tento tepelnoizolačný materiál sa najčastejšie aplikuje pod základové dosky. Voľne sypaný aj zhutnený poskytuje ideálny násypový základ pre drenáž. Hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti λ je vo voľne sypanom stave 0,06 a v zhutnenom stave 0,09 W/(m . K). Medzi ďalšie vlastnosti penového skla patrí:

• mrazuvzdornosť – penové sklo možno zabudovať priamo bez nutnosti realizovať dodatočné tepelnoizolačné systémy;
• vysoká pevnosť v tlaku – možno ho priamo zabudovávať na pohlcovanie záťaže až do 50 t/m²;
• nízka hmotnosť (približne 170 kg/m³) – základová pôda je odľahčená (pri mokrých pôdach dochádza k zlepšeniu vztlaku);
• odolnosť proti vode – vďaka uzavretým pórom neviaže žiadnu vodu a izolačné vlastnosti si zachováva aj vo vlhkom prostredí;
• nehorľavosť – trieda reakcie na oheň A1 (v prípade požiaru neuvoľňuje žiadne škodlivé plyny ani pary);
• ekologickosť – ide o 100 %-ný recyklovaný ekologický výrobok, ktorý sa vyrába zo starého skla anorganického pôvodu;
• odolnosť proti kyselinám, zásadám, plesniam, baktériám, hmyzu aj hlodavcom;
• trvalá odolnosť proti starnutiu (počas svojej životnosti nemení objem a nestráca pôvodné vlastnosti);
• odolnosť proti toxickému plynu radónu.

Použitie penového skla
Penové sklo nachádza najčastejšie uplatnenie ako tepelná izolácia pod základovými doskami (podlaha na teréne). Okrem toho možno tento materiál použiť:

• na zhotovenie postrannej izolácie vonkajších stien pivníc alebo priestorov realizovaných pod úrovňou zeme;
• v priemyselnej a komerčnej výstavbe priemyselných parkov, nádvorí a záhrad;
• na odľahčenie zaťažených stropných kon­štrukcií pamiatkových budov a chrámov;
• na podlahovú sanáciu starých budov a ich tepelné odizolovanie;
• ako izoláciu plavární, bazénov a iných rekreačných stavieb;
• na úpravu tepelnotechnických vlastností vonkajších a vnútorných športovísk, hál a oddychových zón;
• na spevňovanie a sanáciu malých brehov tokov, vodných plôch a hrádzí;
• na izoláciu striech a terás.

Penové sklo nachádza uplatnenie aj v inžinierskom staviteľstve. Používa sa napríklad na výstavbu ciest, pozemných komunikácií, tunelov, mostov a viaduktov, základov pod cestami, komunikáciami alebo parkoviskami, na zabezpečenie a stabilizáciu prícestných svahov a hrádzí, na vyhotovenie drenážnych násypov v okolí malých, stredných aj veľkých budov a priemyselných stavieb, na izolovanie teplovodných potrubí a iných podúrovňových vedení, ako aj izolovanie podzemných akumulačných zásobníkov, vodných nádrží, nádrží na bioplyn a podobne a v neposlednom rade ako tepelná izolácia pri výstavbe vodovodov a kanalizačných sietí.

Doprava na stavenisko
Doprava priamo na stavenisko závisí od možnosti prístupových ciest. Transport sa realizuje nákladnými autami s maximálnym objemom prepravovaného materiálu do 90 m³. V takomto prípade ide o voľne sypaný granulát. Vykladanie sa realizuje prostredníctvom posuvného remorkéra. Granulát možno ukladať, pokiaľ to vlastnosti stavebného pozemku umožňujú, priamo do výkopu.

Druhú možnosť predstavuje dodávka granulátu v takzvaných BigBags, teda vreciach s objemom od 1 do 5 m³. Maximálna kapacita granulátu vo vreciach je 72 m³ na jedno nákladné auto.

Vykládka granulátu trvá maximálne hodinu a vzhľadom na to, že v drvivej väčšine prípadov ju nemožno uskutočniť priamo na stavenisku, treba zabezpečiť v jeho blízkosti dostatočne veľké a vhodné úložné miesto. Príjazdová cesta by mala byť už dostatočne spevnená a vhodná na pojazd ťažkou stavebnou mechanizáciou.

Postup realizácie základovej dosky
Aplikácia sklopenového granulátu nie je prípustná v kapilárnom lome spodnej vody, rovnako ako ani v oblasti výskytu tlakovej vody. Zemina vystupujúca na povrch musí byť priepustná pre vodu. Pri existencii súdržných alebo vrstevných zemín, v ktorých môže vystupovať vzlínajúca alebo podzemná voda, treba počítať s drenážou podľa DIN 4095: 1990 (Plánovanie, navrhovanie a realizácia drenážneho ochranného systému proti podzemnej vode). Realizácia zákla­dovej konštrukcie použitím penového skla pozostáva zo šiestich základných krokov:

• vyhotovenie výkopu – na základe zistených vlastností podložia a kvality terénu treba vyhotoviť čo najrovnejší podklad (obr. 4). V prípade vzlínajúcej vody alebo vysokej hladiny podzemnej vody je nutné realizovať vyspádované drenážovanie na odvádzanie odpadovej vody z výkopu mimo stavebnú plochu. Následne sa osadia ležaté zvody a prestupy cez budúcu zákla­dovú dosku (obr. 5) (kanalizácia, voda…);
• ukladanie geotextílie – do výkopu treba uložiť geotextíliu (s plošnou hmotnosťou 150 g/m2) tak, aby presahovala výkop z vonkajšej strany aspoň o 1 m a aby sa násyp mohol v oblasti krajov dostatočne prekryť (obr. 6);
• násyp – pokiaľ sa sklopenový granulát dodáva voľne sypaný, aplikuje sa priamo a rovnomerne do stavebného výkopu. V prípade dodávky systémom BigBag (vo vreciach), je na stavenisku nutné zabezpečiť zdvižný bager alebo stavebný žeriav podľa potreby;
• rozhrnutie granulátu – v prípade malých stavieb a pri zhutnení v pomere 1,3 : 1 sa rozhrnutie granulátu realizuje lyžicou bagra a následne sa rozhrnie hrabľami (obr. 7);
• zhutňovanie (obr. 8) sa realizuje pri malých plochách ľahkou vibračnou doskou s hmotnosťou približne 60 až 100 kg a kmitočtom 100 Hz;
• nasleduje uloženie deliacej fólie na báze polyetylénu a založenie debnenia.

Obr. 4  Príprava výkopu

Obr. 5  Uloženie ležatých zvodov a prestupov cez základovú dosku

Obr. 6  Uloženie geotextílie s presahom 1 m cez okraje výkopu

Obr. 7  Rozhrabané penové sklo vo výkope

Obr. 8  Penové sklo po zhutnení

Obr. 9  Pripravený podklad na báze penového skla na betónovanie

Po ukončení zhutňovania násypu sa presahujúca stavebná geotextília po obvode výkopu preloží na sklopenový granulát. Celá plocha zhutneného násypu sa potom zakryje fóliou na báze polyetylénu, ktorá slúži ako ochrana proti neželanému zatečeniu cementového mlieka do rozloženého granulátu. Debnenie na zhotovenie základovej dosky sa postaví priamo na pripravenú plochu s násypom (obr. 9). Do takto pripravenej plochy sa následne leje napríklad tzv. drátkobetón (obr. 10).

Záver
Penové sklo, alebo inak povedané sklopenový granulát, je najvhodnejšie použiť pod základovú dosku. Vďaka tepelnoizolačným vlastnostiam sa hodí aj na realizáciu základovej dosky domov v nízkoenergetickom a pasívnom štandarde. Ide o vysokozaťažiteľný stavebný materiál, ktorý možno účinne použiť aj v ťažkom pozemnom staviteľstve, napríklad pri realizácii viacpodlažných bytových a priemyselných budov. Hodí sa aj na sanačné práce – rekonštrukcie podláh starých domov a chalúp, ako aj na odvetranie a vysušovanie historických sakrálnych stavieb a pamiatkových priestorov. Uplatnenie nachádza aj pri výstavbe športových objektov a možno ho aplikovať aj na ploché strechy alebo pod cestné telesá.

TEXT: Martin Briestenský
OBRÁZKY a FOTO: ecoZÁKLADY

Martin Briestenský je konateľom spoločnosti ecoZÁKLADY, s. r. o., ktorá od roku 2010 zabezpečuje výhradný dovoz sklopenového granulátu Technopor. Spoločnosť sa špecializuje na realizáciu základových dosiek ukladaných na sklopenovom granuláte.