Jakie są zalety stropów wykonanych z prefabrykowanych płyt sprężonych?
W zdecydowanej większości stropy jednorodzinnych domów murowanych wykonywane są z betonu. Od drewnianych, które też można by wykonywać w takich budynkach, są one nie tylko bezpieczniejsze w razie pożaru, ale również bardziej trwałe i mniej akustyczne. Nie bez znaczenia jest także to, że stropy żelbetowe, powiązane z murowanymi ścianami nośnymi za pomocą wieńców żelbetowych, usztywniają cały dom i czynią go zdecydowanie bardziej odpornym na uszkodzenia, spowodowane na przykład nierównomiernym osiadaniem gruntu pod fundamentami.
Teraz w domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się gęstożebrowe stropy typu teriva z częściowo prefabrykowanymi belkami i pustakami wypełniającymi oraz monolityczne płyty żelbetowe, w całości wykonywane na placu budowy na deskowaniu inwentaryzowanym. Zdecydowanie rzadziej są to częściowo prefabrykowane stropy płytowe typu filigran, a także – kiedyś bardzo popularne w budownictwie wielorodzinnym – całkowicie prefabrykowane żelbetowe stropy kanałowe.
Zobacz: Które stropy z betonu stosuje się w domach jednorodzinnych najczęściej?
STROPY SPRĘŻONE
Jeszcze trudniej na budowach domów jednorodzinnych można spotkać stropy, które – choć są wykonane z betonu i stali – nie są żelbetowe, tylko sprężone. Są to kanałowe płyty strunobetonowe, których postronny obserwator raczej nie odróżni od podobnych żelbetowych. Nie tylko dlatego, że wyglądają podobnie, ale jedne i drugie układa się na ścianach nośnych domu za pomocą dźwigu (Fot. 1) – zazwyczaj bezpośrednio z samochodu, który przywiózł je z wytwórni.
Podstawowa różnica pomiędzy oboma rodzajami takich płyt stropowych wynika z tego, że nośność zginanych elementów sprężonych zapewniona jest w inny sposób niż żelbetowych. W tych ostatnich zbrojenie z prętów stalowych przejmuje całość naprężeń rozciągających dopiero wtedy, gdy elementy te pod wpływem obciążeń zaczynają się rysować. W przeciwieństwie do nich, elementy strunobetonowe są w fazie produkcji tak mocno sprężone w tych strefach, które później są rozciągane, że pod obciążeniem nie rysują się, co oznacza, że nie pojawiają się w nich naprężenia rozciągające.
Zobacz: Czym żelbet różni się od betonu sprężonego?
Są też inne różnice pomiędzy płytowymi stropami żelbetowymi i sprężonymi. Choć jedne i drugie wykonywane są z podobnych materiałów, to beton, który stosowany jest w konstrukcjach sprężonych musi mieć zdecydowanie większą wytrzymałość na ściskanie niż w żelbetowych (powinien być co najmniej klasy C40/50). Dodatkowo taki beton charakteryzuje się bardzo dobrą przyczepnością do stali, co w konstrukcjach strunobetonowych jest szczególnie ważne, ponieważ to dzięki niej przekazywane są z cięgien – po ich zwolnieniu – naprężenia sprężające płyty strunobetonowe.
Podobnie jest ze stalą. Do sprężania konstrukcji strunobetonowych stosuje się przeciąganą na zimno stal wysokowęglową w postaci pojedynczych strun lub splotów. Ma ona dużo większą wytrzymałość na rozciąganie od tej, która stosowana jest do zbrojenia konstrukcji żelbetowych. Stal ta charakteryzuje się też małą relaksacją, czyli spadkiem naprężeń w czasie, co powodowałoby obniżenie nośności konstrukcji sprężonych.
Dzięki lepszym parametrom wytrzymałościowym betonu i stali, stropy z płyt strunobetonowych (Fot. 2) są lżejsze i mają mniejszą grubość od tych, które wykonane są z otworowych płyt żelbetowych, a także od większości żelbetowych stropów monolitycznych i gęstożebrowych o podobnej rozpiętości.
PŁYTOWE STROPY STRUNOBETONOWE
Sprężone płyty strunobetonowe produkowane są na długich torach naciągowych, liczących nawet 150 m. W pierwszym etapie naciąga się i kotwi na końcach struny stalowe. Następnie w formie, której boczne ściany mają kształt płyt stropowych, umieszcza się wytłaczarkę. Podawana do niej mieszanka betonowa o konsystencji mokrej jest tłoczona w sposób ciągły, w miarę jak wytłaczarka przesuwa się po podłożu, formując długą płytę stropową z podłużnymi kanałami.
Dzięki zabiegom termicznym przyspieszającym twardnienie betonu, nawet już po kilkunastu godzinach ma on na tyle dużą wytrzymałość, że można zwolnić naciąg strun i dokonać sprężenia długiej płyty. Następnie jest ona przecinana na krótsze odcinki, o długości zgodnej z projektem stropu, który zawsze opracowywany jest dla konkretnego domu. Dzięki temu długości i szerokości poszczególnych płyt dostosowane są do rzutu kondygnacji budynku oraz rozmieszczenia na niej zewnętrznych i wewnętrznych ścian nośnych lub zastępujących je w niektórych miejscach żelbetowych podciągów (Fot. 3).
Po przywiezieniu na budowę płyty strunobetonowe montowane są za pomocą dźwigu bardzo szybko, a montaż stropu jednej kondygnacji nawet w sporym domu jednorodzinnym zajmuje nie więcej niż kilka godzin. Jego dolna powierzchnia jest zaraz po montażu płyt gładka i gotowa do tynkowania (Fot. 4).
Pozostaje jeszcze wypełnienie mieszanką betonową podłużnych styków płyt, by utworzyć w nich zamki, które chronić będą strop przed „klawiszowaniem” i zarysowaniem. Równocześnie wykonuje się wtedy wokół płyt stropowych obwodowe wieńce żelbetowe, które usztywnią ściany domu (Fot. 5).
Uwaga! Oprócz sprężonych konstrukcji strunobetonowych są jeszcze konstrukcje kablobetonowe. W nich sprężenie betonu następuje za pomocą wielożyłowych kabli. Kablobeton stosuje się przede wszystkim w konstrukcjach inżynierskich, na przykład mostowych. Kable prowadzone są w kanałach prostych albo krzywoliniowych, umieszczonych w formach przed betonowaniem elementów. Naprężanie kabli następuje dopiero po stwardnieniu betonu, a siły sprężające przekazywane są na element za pomocą systemu zakotwień, znajdujących się na jego końcach.
STROPY SPRĘŻONE TYLKO Z PEWNEGO CEMENTU
Ponieważ płytowe stropy strunobetonowe przygotowywane są wyłącznie w profesjonalnych zakładach prefabrykacji, więc to one odpowiadają w całości za ich parametry techniczne. Dotyczy to nie tylko ich nośności, sztywności i trwałości, ale i jakości użytych do ich produkcji składników, w tym oczywiście także cementu, niezbędnego do przygotowania mieszanki betonowej.
Dlatego można być pewnym, że żadna wytwórnia nie użyje do produkcji płyt strunobetonowych mieszanki cementowo-popiołowej, a wyłącznie pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Zrobi to nie tylko dlatego, że użycie niespełniającej wymagań normy cementowej mieszanki cementu i popiołów – zazwyczaj o nieznanym składzie – wiązałoby się dla niej z dużym ryzykiem finansowym i wizerunkowym. Po prostu do produkcji elementów sprężonych potrzebny jest beton o tak wysokiej klasie, że da się go wykonać tylko z mieszanki betonowej, do której przygotowania użyto wyłącznie pewnego cementu, pochodzącego z cementowni.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Które stropy z betonu stosuje się w domach jednorodzinnych najczęściej?
Czym żelbet różni się od betonu sprężonego?
Który strop jest lepszy: monolityczny czy częściowo prefabrykowany?
Jakie są zalety częściowo prefabrykowanych stropów żelbetowych?
Jak układać i zagęszczać beton w monolitycznych stropach żelbetowych?
Jaką rolę pełnią w budynku murowanym wieńce stropowe?
Dlaczego w domach ze stropami żelbetowymi mieszkańcy mogą czuć się bezpiecznie?