Cihla Porotherm T Profi s výplní z minerální vaty je na našem trhu novým materiálem. Kombinace staletími prověřeného keramického střepu s integrovanou tepelnou izolací přináší zlepšení vlastností oproti klasickým cihelným blokům. Vzhledem ke zcela novému tvaru musel výrobce provést rozsáhlou sérii zkoušek a testů. Jejich výsledky shrnuje tento příspěvek.
To, že konstrukce cihly s integrovanou izolací – „vatovky“ – je zcela odlišná od obvyklých příčně děrovaných cihel, dokazuje například nemožnost využití zjednodušeného statického posouzení podle Eurokódu 6 (takový tvar cihel se v něm vůbec nevyskytuje). Výrobce tedy všechny požadované zatěžovací stavy, stejně jako další požadované vlastnosti, skutečně fyzicky odzkoušel v posledních třech letech s náklady převyšujícími 5 mil. Kč.
Zkoušky tepelně-technických vlastností
Dnes jsou nejsledovanější vlastnosti tepelné a pro vatovky byly měřením ve zkušebně CSI Praha zjištěny hodnoty součinitele prostupu tepla U = 0,14 až 0,21 W/(m2.K) pro stěny s omítkami, čímž od tloušťky zdiva 380 mm vatovka splňuje požadavky pro pasivní domy (U = 0,12–0,18 W/(m2.K)).
Testování probíhalo standardně na třech fragmentech zdiva z různých výrobních šarží, ze kterých se potom určuje průměrná hodnota tepelného odporu zdiva. Měřená plocha je přibližně 1 m2, takže tyto hodnoty zachycují tepelné vlastnosti fragmentu zdiva včetně vlivu ložných i styčných spár. Deklarované hodnoty tedy nejsou vlastností pouze samotné tvarovky, ale celého zdiva, což je často záměrně nepřesně interpretováno, a veřejnost tak bývá uváděna v omyl.
Zkoušky statických vlastností
Nejobsáhlejší a nejdéle trvající část zkoušení byla věnována vlastnostem statickým. Zdivo z vatovek bylo testováno i nad rámec normových požadavků, a to i v zahraničí – v Německu, Rakousku, Francii, Maďarsku a Slovinsku. Dle příslušných postupů byly zkoušeny pevnosti v tlaku dostředném i mimostředném (s malou, velkou a oboustrannou excentricitou), pevnost v mimostředném tlaku na vysokých pilířích, dlouhodobá pevnost v dostředném tlaku, pevnost v tahu za ohybu (v rovině porušení rovnoběžně i kolmo na ložné spáry), počáteční smyková pevnost i odolnost na cyklické smykové zatížení (zemětřesení). Charakteristická pevnost zdiva pro cihly Porotherm T Profi s pevností v tlaku 8 N/mm2 činí fk = 3,50 N/mm2 srovnatelně jak pro maltu pro tenké spáry, tak i pro polyuretanovou zdicí pěnu Porotherm Dryfix (fk = 3,30 N/mm2), což například otevírá zajímavé možnosti pro vícepodlažní výstavbu i v zimním období. Vatovka je tak úplně první primárně tepelněizolační cihla, která dosahuje výborné výsledky i z hlediska statiky!
Testy požární odolnosti
Speciální požární zkušebna PAVUS ve Veselí nad Lužnicí je využívána i zahraničními výrobci a byly v ní testovány různé vatovky nejen z České republiky, ale i z Německa nebo Rakouska, jak pro maltu pro tenké spáry, tak i pro polyuretanové lepidlo pro zdění Dryfix. Z cihel je vždy k testovací peci přizděn zkušební fragment o ploše přibližně 10 m2, který je ve speciálním rámu zatěžován svislým požárním zatížením odvozeným z meze únosnosti (zjištěné z předchozích statických zkoušek v dostředném tlaku) a z jedné strany na stěnu působí požár. Sleduje se čas, ve kterém dochází k poškození, prasklinám nebo destrukci fragmentu, stejně jako povrchové teploty na straně odvrácené od požáru a další veličiny. Dosažený výsledek REI 90 DP1 s několikanásobnou rezervou splňuje normové požadavky na bytové stavby (REI 15–45 dle typu stavby).
Testy akustických vlastností
Stále důležitější oblastí se dnes postupně stává akustika zdiva nejen vnitřního, ale i vnějšího.
Vzhledem k poptávce po stavebních parcelách se stále častěji posouváme do míst dříve nevhodných (poblíž silničních nebo železničních tahů apod.). Nedostatečné utlumení hluku zvenčí tak může znehodnotit velkou investici, jakou je např. rodinný dům. Akustické zkoušky proběhly v laboratoři CSI Praha, kde se podobně jako u požárních zkoušek vyzdívá zkušební fragment o velikosti přibližně 10 m2 a měří se jeho neprůzvučnost v celém předepsaném frekvenčním poli (50–5000 Hz) a ze získané směrné křivky je pak odvozena laboratorní hodnota vážené vzduchové neprůzvučnosti Rw (na reálné stavbě dle normy snižovaná o 2–3 dB), stejně jako faktory přizpůsobení spektru C a Ctr (popisující navíc vliv nízkých a vysokých frekvencí). I v oblasti akustiky byly u vatovek zjištěny výborné výsledky v rozmezí 51–45 dB (dle tloušťky stěny) splňující nejpřísnější normová kritéria.
Zkoušky kotvení do zdiva
Ve spolupráci s výrobcem kotvicí techniky Fischer se nezapomnělo ani na kotvení do zdiva.
Také v této oblasti došlo u vatovek k vylepšení vlastností. Podobně jako u výborných statických vlastností tady hrají roli výrazně silnější podélná žebra, do kterých se může kotvicí technika zachytit pevněji než do klasických tvarovek tvořenými mnoha žebry tenkostěnnými. Podmínkou je uchycení kotevního prvku alespoň ve dvou podélných žebrech (u chemické kotvy se sítkem ve třech). U různých druhů kotvení (např. hmoždinky univerzální UX, rámové FUR, chemické kotvy M8 a M12) pak byly naměřeny výtažné síly přibližně o 50 % vyšší ve srovnání s hodnotami dosaženými u příčně děrovaných tepelněizolačních cihel. Praktické ukázky kotvení do vatovek byly předváděny v rámci Wienerberger fóra 2015, cyklu přednášek pro projektanty a stavitele, kde byly odborníci také podrobně seznámeni s výsledky výše jmenovaných oblastí zkoušek.
Působení vody a vlhkosti
Zvláštní, velmi obsáhlou kapitolou byly zkoušky nasákavosti vatovek. Nedostatek informací v této oblasti totiž bezostyšně zneužívala neseriózní konkurence, která bez jakýchkoli důkazů, vědomostí nebo zkoušek masivně šířila poplašné zprávy o znehodnocování minerální vaty vodou, jejím nedostatečném vysychání a tím pádem ztrátě výsledných tepelněizolačních vlastností. Vznikla tak uměle vyvolaná obava, jak se bude chovat minerální vlna uvnitř cihel, když dojde k jejímu promáčení vodou. K takové situaci může však dojít pouze v případě hrubé technologické nekázně na stavbě. O tom, že se jedná pouze o okrajovou záležitost, svědčí i fakt, že pro tuto problematiku neexistují žádné normové zkoušky ani postupy, ačkoli například v precizně sledovaném německém stavitelství se tento typ cihel používá již cca 10 let. Kvůli absenci zkušebních postupů bylo proto nutno vymyslet a navrhnout celou metodiku testování tak, aby byly zahrnuty pokud možno všechny situace, ke kterým na stavbách může dojít.
Výsledkům testů kondenzace vlhkosti ve zdivu, vzlínání vody, zatížení nezakrytého zdiva deštěm, vysychání zazděných vlhkých cihel, tomu, jestli jsou obavy z působení vody na tepelněizolační výplň cihel podložené nebo zbytečně, bude věnován samostatný článek v Materiálech pro stavbu 5/2015.
Nová řada cihel plněných minerální vatou byla vyvinuta za podpory Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu TIP, projekt č. FR- TI3/231 Vývoj zděných konstrukcí za účelem zlepšení užitných vlastností staveb.
HYNEK STANČÍK
foto archiv firmy Wienerberger cihlářský průmysl, a. s.
Ing. Hynek Stančík, Ph.D., (*1973)
absolvoval VUT FAST v Brně, obor materiálové inženýrství. Pracuje jako technolog a produktový technik ve firmě Wienerberger cihlářský průmysl, a. s.
