LEHKÉ MATERIÁLY

Lehké násypové materiály: lehké (d = 800 – 1500 kg.m-3) – popílek, stabilizát, elektrárenská struska, cihelný recyklát velmi lehké (d = 100 – 800 kg.m-3) – keramické kamenivo Liapor (keramzit), pneumatiky, pěnobeton, LECA extrémně lehké (d = 15 – 100 kg.m-3) – polystyren

Lehké stavební materiály cenové srovnání:

typ Objemová tíha kN.m-3 Gs Přibližná cena $/m3 EPS 0,12-0,31 0,01-0,03 35-65 Pěnobeton 3,3-7,6 0,3-0,8 65-95 Dřevěná vlákna 5,4-9,4 0,6-1,0 12-20 Drcené pneumatiky 5,9-8,8 0,6-0,9 20-30 Liapor 5,9-10,2 40-55 Vysokopecní struska 9,8-17,2 1,0-1,8 3-4 Popílek 11-14,1 1,1-1,4 15-21

Lehké stavební materiály Liapor: vyroben expandováním přírodních jílů v rotačních pecích při teplotě 1100 - 1200C V ČR se vyrábí ve Vintířově z třetihorních cyprisových jílů

Lehké stavební materiály Liapor: fyzikální vlastnosti objemová hmotnost: objemová hmotnost = 300 – 600 kg.m-3 sypná hmotnost = 250 – 900 kg.m-3 specifická hmotnost = 2300 – 2600 kg.m-3 vlhkost: v uzavřených silech je w do 1% hmotnosti otevřené skládky w = 1 – 25%

Lehké stavební materiály Liapor: mechanické vlastnosti (SG-geotechnika): stlačitelnost (při normálném napětí 50 – 125 kPa): frakce 1-4 mm je Edef > 50 MPa frakce 1-16mm resp. 4-8mm je Edef = 20 – 34 MPa frakce 8-16mm je Edef = 10 – 20 MPa smyková pevnost (SG-geotechnika): frakce 1-4, 4-8 a 1-16mm - ef > 40 frakce 8-16 mm - ef = 35 - 40

Lehké stavební materiály Liapor: pevnost v tlaku:

Lehké stavební materiály Liapor: Hutnění: lehké vibrační desky (nejvhodnější) těžké válce s vysokým kontaktním napětím způsobují drcení zrn hutnící pěchy (nedoporučuje se) frakce: 0 – 2 mm, 0 – 4 mm, 2 – 4 mm, 4 – 8 mm, 8 – 16 mm

Lehké stavební materiály Liapor – tepelná vodivost: součinitelem tepelné vodivosti  = 0.11 – 0.13 W.m-2.K-1 lze omezit vliv mrazu na podloží vozovky

Lehké stavební materiály Liapor: trvanlivost: odolává kyselinám i zásadám ve vodě je stabilní a neutrální nasákavost:    nasákavost hmotnostní objemová po 30 minutách 2 až 7% 1 až 4% po 24 hodinách 7 až 19 % 6 až 8 % po 48 hodinách 20 až 25% 11 až 13% po 120 hodinách 22 až 30% 13 až 16% po 180 dnech 30 až 45% 18 až 24%

Lehké stavební materiály polystyren (GEOFOAM):

Historie: 1970 – USA, Norsko 1985 – Japonsko 2004 – ČR (dálnice D1) GEOFOAM Historie: 1970 – USA, Norsko 1985 – Japonsko 2004 – ČR (dálnice D1)

GEOFOAM Hustota: 10 – 100 kg.m-3 Hořlavost: Kyslíkový index – OI = 18  hořlavý Odolnost: Není biologicky odbouratelný UV – povrchová degradace Rozpouští – benzín, motorová nafta Vliv na životní prostředí: Nemá negativní dopad

Lehké stavební materiály polystyren: vlastnosti: lineární elastické chování od 1 až do 2% plastické chování od 10 do 20 % (viz obr.) EPS – expandovaný XPS - extrudovaný

Zóna 1: počáteční lineární odezva Zóna 2: plastické přetváření Zóna 3: lineární zpevňování Zóna 4: nelineární zpevňování Závislost napětí na přetvoření (EPS; 21 kg.m-3; jednoosý tlak) Počáteční tangenciální Youngův modul: Eti = 450 - 3000 Korelační závislost mezi Eti a hustotou EPS

y = 6,41 - 35,2 Pevnost v tlaku: c10 = 8,82 - 61,7 Pozn: mění se s teplotou t<0C – c = 0% 0C <t<23 C – c = +7% na každých 10C 23C <t<60 C – c = -7% na každých 10C Plastické napětí: y = 6,41 - 35,2 Pozn: Obecně velikost y = 0,75c Definice významných hodnot Cyklické zatěžování: Je-li max,cykl  e  non pl a Eti  konst Je-li max,cykl  e  pl a Eti  klesá Cyklické zatěžovaní

Creep: Reálné zkoušky Reálné zkoušky

Creep – Finledy rovnice: Aplikovatelná při c = 30 – 50 kPa Creep – vliv teploty: poznámky: je-li 0  0.5%  c lze zanedbat (0 = 0.5% odpovídá  =0.25c ) je-li 0.5  0  1.0%  c  1% (0 = 0.5% odpovídá  = 0.50c ) je-li 0  1.0%  c rychle narůstá (odpovídá to  = 0.75c )

smyk: vnitřní (není rozhodující pro návrh) vnější: EPS/EPS:  = nx  = n x tan();  = 0.5  0.7 tj.  = 2735 (doporučeno  = 30) EPS/písek:  = 2733 (obecně pro zeminy  = 27) EPS/GC geomembrána ( = 52):  EPS/geotextilie ( = 25)

Poisson: Je-li   e    0.1  = 0.0056 + 0.0024 (Japonsko) Je-li   e  0.0

Lehké stavební materiály polystyren:

Lehké stavební materiály pneumatiky: velikost částic: frakce: 25 – 50 mm frakce: 100 – 200 mm objemová hmotnost: dle zhutnění 322 – 725 kg.m-3 Smykové parametry: úhel vnitřního tření  20 soudržnost  10 kPa Stlačitelnost (orientační hodnota): Youngův modul  1000 kPa koeficient filtrace: k = 1.5 – 15 cm.s-1

Lehké stavební materiály pneumatiky:

Lehké násypové materiály Pěnobeton - vlastnosti: Objemová hmotnost . . . 300 – 900 kg.m-3 pevnost . . . 0.3 – 3.0 MPa Odolný vůči kyselinám, louhům, plísním, živočichům