D1 nám po modernizaci asi moc dlouho sloužit nebude

Před pěti lety začala modernizace naší páteřní komunikace – dálnice D1. A již nyní se s jistotou ví, že na opravených úsecích jsou závady, které bude nutné řešit. Proč se závady objevují?

Existuje reálné nebezpečí, že plánovaná životnost opravené dálnice klesne na polovinu (z původních 50 let), pokud se něco nezmění. Bylo by na tomto místě vhodně uvést typ a důvod závad na již zrekonstruovaných a opravených úsecích.

Mikrotrhliny

Nejdříve je nutné odpovědět na otázku, zda je lepší beton nebo asfalt. Jako ve všem u nás, v dlouhodobém horizontu je beton levnější, což z něj činí ekonomičtější a tím pádem i populárnější variantu. Kvalitní beton, jak ukazují zkušenosti ze zahraničí, přežije i 80 let.

Ovšem u betonu, který se používá na opravu naší dálnice, hrozí, že podobné životnosti nedosáhne ani zdaleka. Již nyní se v hotovém díle tvoří mikrotrhliny. Ty se tvoří především proto, že beton, který se k rekonstrukci využívá, nabývá velmi rychle pevnosti. Zrychlené tvrdnutí sice šetří čas, ale snižuje kvalitu betonu. Při rychlém schnutí a zpevňování betonu dochází právě k tvorbě mikrotrhlin.

A právě ty se při působení různého počasí – mrazu, vlhka, tepla a slunečního žáru zvětšují a seskupují do stále větších trhlin. Pak už je jenom otázka času, kdy dojde k dalšímu znehodnocení materiálu a životnost opravené komunikace razantně klesne. Následná oprava bude stát nemalé peníze.

Kvalita není na prvním místě

Důvodů, proč k tomuto dochází, je hned několik. Hlavním je, že práce se dělají ve spěchu. Tlačí se na to, aby termín výstavby byl co nejkratší a přitom se nehledí na to, že betonování chce svůj čas. A pokud se v rychlosti staví za nepříznivých podmínek, třeba při letošní teplotní výhni, rozhodně to kvalitě nenahrává.

Další typicky českou slabinou, která se na kvalitě podepisuje, je zadávání veřejných zakázek. Jednak se o nich říká, že jsou přinejmenším sporné. Jednak je hlavním kriteriem cena. Kvalita výstavby je záležitostí sekundární.

Pomoci by mohla druhotná surovina

Řešení přitom je. Je naše a má hned několik výhod. Hovoříme o využití popílku při výrobě betonu. O roli vedlejších energetických produktů (VEP) ve stavebnictví a především v betonářství jsme již v Průmyslové ekologii uveřejnili mnoho článků, nic méně aktuální rekonstrukce naší „dé jedničky“ volá po připomenutí.

Příkladem může být stavba vodního díla (přehrady) Orlík, kde se stavbaři potýkali se stejným problémem – rychlým nárůstem hydratačního tepla. Použitím popílku do betonu byl problém vyřešen a nedávno provedená měření dokazují, že takové řešení výrazně přispělo k prodloužení životnosti a kvality celé stavby.

Podle návrhu bylo potřeba vyrábět 40 000 m3 betonu měsíčně, celkově přes 1 milión m3 betonu. Výroba byla plně mechanizována a automatizována a využíván byl labský štěrkopísek, který byl tříděn do pěti frakcí.

Cement byl použit z cementárny Králův Dvůr, ovšem bylo potřeba důkladné kontroly, protože jeho kvalita velmi kolísala. Proto byla zřízena staveništní kontrola a během výstavby bylo provedeno několik tisíc zkoušek a nedestruktivních měření.

Během počáteční betonáže hráze měla betonová směs klasické složení, kdy do ní byl použit jen cement. Tato betonáž probíhala navíc v poměrně rychlém tempu. Po vybetonování a při příchodu chladnějšího období se začaly objevovat na blocích trhliny. Bylo zjištěno, že příčinou tohoto problému byly rozdílné teploty u povrchu a uvnitř masivní konstrukce. Tento jev nastal kvůli vývoji hydratačního tepla.

Jak zvládnout vývoj hydratační tepla už v té době řešili i v okolních státech. Známé byly tyto způsoby: chlazení rozdělovací vody, přidávání ledové krupice do betonové směsi nebo chlazení uloženého betonu soustavou trubek s proudící studenou vodou. Ovšem z technologických a ekonomických důvodů nebyly tyto způsoby navrhovány.

Přistoupilo se k jinému již úspěšně v cizině použitému způsobu a to k přidání elektrárenského popílku do betonové směsi. Popílek se totiž v počátečním stadiu neúčastní hydratačního procesu a tím výrazně snižuje teplotu betonu při počáteční hydrataci. Tento zásah měl nejen příznivý vliv na vývoj hydratačního tepla, ale i na množství použitého cementu, např. oproti výstavbě VD Slapy to představovalo úsporu 60 000 t cementu.

Popílek je řešením

K problému při rekonstrukci dálnice D1, respektive jeho řešení se nám vyjádřil Pavel Sokol, prezident Asociace pro využití energetických produktů: „Pozitiva při využití popílků spočívají zejména v jejich pucolánových vlastnostech. Jde o pomalejší náběh pevnostních charakteristik a tedy i výrazně nižších teplot, , ale za to vyšší nárůstu mechanických veličin. Vzniklý materiál je tak odolnější vůči působení prostředí, a hlavně jsou minimalizovány jevy křehnutí materiálu a smršťování materiálu. Životnost staveb se pak nezanedbatelně prodlužuje.“

Další výhodou je, že by byl využit velmi zajímavý materiál, který je vedlejším produktem výroby tepla a energie. V současné době se v ČR využívá k různým účelům pouze okolo 20 % popílků. Z toho na výrobu cementu a betonu něco přes 12 %. Zbytek je ukládán do povrchových dolů, na volný povrch nebo do hlubinných dolů.

Materiálu je tedy dost. A bude asi třeba apelovat na stavbaře a především zadavatele, aby krátkozrakým rozhodováním nezpůsobili budoucí nesnáze všem, kteří využívají a budou využívat nejfrekventovanější komunikaci v republice – dálnici D1.