Primena proizvoda od gline u savremenom građevinarstvu

Zahvaljujući dokazano dobrim performansama zidanih konstrukcija, noseći zidovi od opeka i blokova su dugi niz godina bili konstruktivni sistem, koji se najčešće primenjivao za gradnju individualnih stambenih objekata, kao i administrativno-poslovnih i stambenih objekata manje spratnosti. U ostalim vrstama objekata, koji su se izvodili u skeletnom konstruktivnom sistemu, zidanim zidovima su se najčešće formirale pregrade i spoljni omotač objekta.  Poslednjih godina masovnu primenu zidanih konstrukcija ugrozila je primena novih materijala (lake pregrade od gipsa, fasade od stakla i aluminjuma), kao i konstrukcijska rešenja koja se zasnivaju na upotrebi armiranog betona i čelika.

Svetski proizvođači elemenata za zidanje od gline pokušavaju da novim unapređenim asortimanom proizvoda vrate „stari sjaj" opekama i blokovima za zidanje, a da se istovremeno aktivno uključe i u opšte prihvaćeni koncept „održivog građenja".

U radu su ukratko prikazani novi trendovi, kao i strateški pravci razvoja evropske ciglarske industrije. Analizirano je stanje domaćih proizvođača elemenata za zidanje od gline sa aspekta asortimana i istaknute su mogućnosti unapređenja zidanih konstrukcija u savremenom građevinarstvu u svetlu novih evropskih standarda u ovoj oblasti.

Opeke od gline su se širom sveta koristile za građenje još od najranijih početaka ljudske civilizacije. Hiljadama godina unazad su mnoge građevine građene kao zidane, ali tek poslednjih stotinak godina razvojem novih konstrukcijskih materijala i sistema i njihovom kombinacijom sa tradicionalnom opekom, proširene su mogućnosti primene zidanih konstrukcija i omogućen je njihov opstanak u savremenom građevinarstvu.

Elementi od pečene gline su ekonomičan materijal za građenje, koji ima zadovoljavajući estetski izgled i trajnost, dobru otpornost na požar, a uz pravilnu upotrebu obezbeđuje odlična termička i akustična svojstva objekata. Međutim, tradicionalne zidane konstrukcije, pored niza dobrih osobina, karakterišu: sporost građenja, velika količina ručnog rada, velika težina objekta kao celine, ograničene mogućnosti u pogledu spratnosti objekata itd, što je doprinelo smanjenju potražnje za oprekarskim proizvodima.

Savremeno građevinarstvo i industrija građevinskog materijala su poslednjh godina suočeni sa nizom dodatnih zahteva:

• problemi održivog razvoja (ušteda energije i mogućnost recikliranja)
• trajnost ugrađenih materijala i objekata
• građenje u seizmičkim područjima
• brzina i ekonomičnost građenja
• povećanje estetskih performansi elemenata i objekata
• standardizacija (u oblasti proizvodnje, građenja i održavanja).

Da bi pratili nabrojane savremene trendove, tradicionalne zidane konstrukcije i elementi od gline morali su da pretrpe značajna prilagođavanja i promene.

Sistemi građenja zidanih konstrukcija u savremenom građevinarstvu

Masivni zidani zidovi su karakteristika tradicionalnog načina građenja objekata, ali su i danas, kao konstruktivni sistem, izbor projektanata kada se radi o relativno malim i ne posebno značajnim objektima (male stambene zgrade, individualni stambeni objekti, mali poslovni objekti i sl). Visina ovih objekata, u okviru racionalnih rešenja, ograničena je na P+3 do P+4 sprata, odnosno od 12 do 15m. U isto vreme mora se računati sa činjenicom da zidane noseće konstrukcije ograničavaju slobodu arhitektonskog prostora. Naime, prostor unutar masivnog konstruktivnog sistema je neadaptibilan, tj. prostorni raspored, definisan nosećim zidovima, ne može se menjati u toku eksploatacionog veka objekta, bez obzira što se u toku tog perioda menjaju i uslovi i potrebe za korišćenjem prostora.

Unapređenje ovog sistema građenja ogleda se u nekoliko stavki:

• smanjenju ukupne težine objekta korišćenjem šupljih i poroziranih elemenata za zidanje (npr. Porotherm blok Wienerbergera)
• ubrzanju procesa građenja ukrupnjavanjem – povećanjem dimenzija elemenata za zidanje i pojednostavljivanjem načina građenja (jednoslojni zidovi sa rešenim detaljima)
• smanjenju efekta hladnih mostova ukidanjem bočnih spojnica od maltera i upotrebom blokova sa vezom na pero-žljeb, koja ujedno doprinosi bočnoj stabilnosti zida
• povećanju seizmičke otpornosti dodavanjem horizontalnih i vertikalnih serklaža
• povećanju nosivosti, spratnosti i seizmičke otpornosti zidanih objekata dodavanjem armature (armirani zidovi)
• uvođenju tehničke regulative u oblasti projektovanja i građenja zidanih konstrukcija.

U objektima sa skeletnim konstruktivnim sistemom, od zidanih zidova mogu se formirati pregrade i spoljni omotač objekta. To su zidovi uokvireni armiranobetonskim linijskim nosećim elementima (stubovi i grede). Potrebna termoizolaciona svojstva fasadnih zidova postižu se formiranjem višeslojnih zidova u okviru kojih se ugrađuju termoizolacioni materijali (kamena vuna, staklena vuna, ekspandirani polistiren, ekstrudirani ekspandirani polistiren, itd).

Poboljšanja u okviru ovog sistema postižu se na sledeće načine:

• povećanjem brzine građenja pregradnih zidova korišćenjem pločastih elemenata za zidanje većih dimenzija
• smanjenjem težine zidova korišćenjem šupljih elemenata za zidanje
• ubrzanjem građenja i povećanjem kvaliteta izvedenih radova primenom prefabrikovanih fasadnih zidova i obloga fasada u formi zid zavesa.

Iako u manjem obimu, elementi od gline koriste se i u montažnim konstrukcijama panelnog tipa. U ovim konstrukcijama prefabrikovani paneli od glinenih elemenata mogu biti noseći ili se mogu primeniti kao obloga fasada u formi zid zavesa.

Asortiman elemenata  za zidanje od gline  u Evropi i Srbiji

Analizom asortimana elemenata za zidanje velikih evropskih proizvođača uočena su dva osnovna pravca u proizvodnji i razvoju predmetnih elemenata:

• fasadne opeke i fazonski elementi kod kojih se poseban akcenat stavlja na poboljšanje estetskih performansi
• šuplji blokovi čije oblikovanje, dimenzije i sirovine za proizvodnju su u skladu sa savremenim zahtevima održive gradnje (ušteda energije, ubrzanje građenja, ekonomičnost građenja itd.) i koji su u skladu sa razvijenim sistemima građenja (unapređeni masivni sistemi, skeletni sistemi, prefabrikovani elementi itd).

Radi obezbeđenja postavljenih zahteva, u Evropi su razvijeni i već se proizvode novi šuplji – porozirani blokovi, koji se mogu svrstati u sledeće grupe:

• blokovi sa vertikalnim šupljinama koji se povezuju horizontalnim spojnicama od običnog maltera standardne debljine
• blokovi sa vertikalnim šupljinama vrlo precizne izrade, koja omogućava lepljenje blokova specijalnim tankoslojnim malterima debljine nekoliko milimetara ili slojem lepka debljine 1mm
• blokovi sa vertikalnim šupljinama koje su ispunjene perlitom i koji su po svojim termičkim svojstvima bliski pravim termoizolacionim materijalima.

Nabrojane grupe blokova imaju sledeće zajedničke odlike:

• veće dimenzije u odnosu na tradicionalne blokove
• poroznu strukturu osnovne glinene mase, koja obezbeđuje značajno smanjenje mase bloka i koeficijenta toplotne provodljivosti bez smanjenja mehaničkih karakteristika blokova. Porozna struktura se formira u procesu pečenja sagorevanjem dodataka, kao što su na primer: granule stiropora, otpaci i jalovina uglja, ugalj, poljoprivredni otpaci, železni mulj, otpaci papirne industrije, leteći pepeo itd.
• bočne spojnice između blokova formiraju se pomoću sistema pero-žljeb, odnosno bez upotrebe maltera.

U Evropi se proizvode porozirani blokovi čije su karakteristične dimenzije u zavisnosti od grupe i vrste bloka date u tabeli 1.  Pored osnovnog asortimana renomirani evropski proizvođači zaokružuju svoj proizvodni program dopunskim asortimanom koji obuhvata: ugaone elemente, polublokove, elemente za formiranje nadvratnih i nadprozornih greda, horizontalnih i vertikalnih serklaža itd.

Proizvođači elemenata za zidanje od gline u Srbiji imaju asortiman koji se nije bitnije menjao poslednjih decenija. Čak je poslednjih godina proizvodni program redukovan zbog smanjene potražnje na tržištu (na primer noseći blokovi i fasadne opeke). Razlozi za ovakvo stanje su političke, ekonomske i tehničke prirode (dimenzije elemenata za zidanje na našem tržištu date su u tabeli 2).

Na osnovu analize proizvodnog programa domaćih proizvođača, zaključeno je:

• pojedini proizvođači počeli su sa proizvodnjom blokova većih dimenzija, dužine do 30cm i visine do 25cm
• vrlo mali broj proizvođača započeo je proizvodnju blokova sa žljebovima, kod kojih nisu potrebne bočne malterske spojnice.
• blokovi vrlo precizne izrade se ne proizvode u našoj zemlji
• u postojećim katalozima i web prezentacijama postoji veliki broj grešaka u označavanju elemenata, postavljanju neodgovarajućih slika pored tehničkih podataka i, što je najopasnije, nepravilnom fomiranju zidova (npr. upotreba blokova sa horizontalnim šupljinama kao blokova sa vertikalnim šupljinama!).

Na tržištu u Srbiji mogu se naći proizvodi evropskih proizvođača Wienerberger i Ziegelwerk Pichler koji se uvoze i distribuiraju u Srbiji.

Regulativa u Evropi i u Srbiji

U okviru ideje da se definišu jedinstveni uslovi proizvodnje, projektovanja i građenja u zemljama EEZ, nastao je i Evrokod 6 koji se odnosi na zidane konstrukcije. Ovaj dokument ima sledeće delove:

• deo 1-1: Opšta pravila za armirane i nearmirane zidane konstrukcije
• deo 1-2: Opšta pravila proračuna konstrukcija za dejstvo požara
• deo 2: Proračun, izbor materijala i izvođenje zidova
• deo 3: Pojednostavljene metode proračuna za nearmirane zidane konstrukcije.

Uz nabrojane delove, u funkciji pratećih dokumenata, donet je i veliki broj standarda iz oblasti materijala, tehnologije građenja, postupaka ispitivanja i dr, sa ciljem da se omogući praktična primena ovog Evrokoda. Evrokod 6 sa svim pratećim standardima stupio je na snagu u zemljama EZ 2005. godine.

U našoj postojećoj tehničkoj regulativi – Pravilniku o tehničkim normativima za zidane zidove iz 1991. godine, definisani su samo normativi koji moraju biti ispunjeni pri projektovanju, izvođenju i održavanju nearmiranih zidanih konstrukcija. Standardi iz oblasti elemenata za zidanje nisu usklađeni sa evropskim standardima.

• Upoređujući našu i evropsku tehničku regulativu iz oblasti zidanih konstrukcija može se konstatovati da su u Evrokodu 6 po prvi put obuhvaćeni i sledeći segmenti zidanih konstrukcija:
• definisani su postupci proračuna i pravila za konstruisanje armiranih i prethodno napregnutih zidanih zidova, što omogućava izvođenje zidanih objekata više spratnosti i u seizmički aktivnim područjima
• definisana su opšta pravila za proračun zidanih konstrukcija na dejstvo požara.

Zaključak

Bez obzira na veliki broj evidentno dobrih performansi tradicionalnih zidanih konstrukcija, njihovu masovniju primenu donekle ograničavaju sporost građenja, velika količina ručnog rada, velika masa i ograničene mogućnosti u pogledu broja etaža.

Pored nabrojanih problema, koje veliki svetski proizvođači elemenata za zidanje od gline pokušavaju da reše u svojim istraživačkim i razvojnim centrima, opekarska industrija se poslednjih godina suočava i sa nizom dodatnih zahteva, koji su formulisani u okviru strateških ciljeva savremenog građevinarstva:

• ušteda energije tokom proizvodnje opekarskih proizvoda i eksploatacije zidanih objekata, kao i mogućnost potpunog recikliranja keramičkog otpada i krša
• povećanje brzine i ekonomičnosti građenja, uz istovremeno unapređenje estetskih performansi elemenata za zidanje i gotovih objekata, kao i obezbeđenje zadovoljavajuće trajnosti u toku projektovanog eksploatacionog veka
• unapređenje mogućnosti za primenu zidanih konstrukcija u seizmičkim područjima
• povećana kontrola u procesu proizvodnje, čime se garantuje standardizovani kvalitet elemenata za zidanje i u isto vreme obezbeđuje efikasnije građenje i smanjuje potreba za održavanjem.

Najbitnije promene i unapređenja u proizvodnim asortimanima renomiranih evropskih proizvođača elemenata za zidanje od gline, kako bi zadržali konkurentnost svojih proizvoda na tržištu su sledeće:

• povećanje dimenzija u odnosu na dimenzije tradicionalnih blokova za zidanje
• značajno smanjenje mase blokova za zidanje i koeficijenta toplotne provodljivosti, uz očuvanje zadovoljavajućih mehaničkih karakteristika blokova (tzv. porozirani blokovi)
• promena oblika blokova na bočnim stranama, formiranjem žljebova i rebara, čime je omogućeno zidanje po sistemu pero-žljeb, odnosno bez upotrebe maltera za bočno povezivanje blokova
• unapređenje dimenzione preciznosti blokova tokom proizvodnje, čime je omogućeno da se horizontalne spojnice izvode specijalnim tankoslojnim malterima debljine nekoliko milimetara ili slojem lepka debljine 1mm
• unapređenje dopunskog asortimana proizvoda, koji obuhvata: ugaone elemente, polublokove, elemente za formiranje nadvratnih i nadprozornih greda, horizontalnih i vertikalnih serklaža itd.

Proizvođači elemenata za zidanje od gline u Srbiji imaju asortiman koji se nije bitnije menjao poslednjih decenija, što u velikoj meri ograničava širu primenu elemenata za zidanje od gline. Ukoliko želi da prati kretanja u savremenom građevinarstvu, ciglarska industrija Srbije mora da uvrsti u svoje proizvodne programe blokove većih dimenzija, blokove sa perom i žljebom i blokove sa olakšanom masom (porozirane blokove). Posebna pažnja mora se posvetiti proizvodnji blokova za jednoslojne zidove, koji pružaju najpovoljnije uslove sa aspekta zaštite životne sredine i povećanja energetske efikasnosti tokom eksploatacije zgrada.

U narednom periodu Srbija će verovatno usvojiti Evrokod 6, koji će između ostalog, propisivanjem pravila za projektovanje i izvođenje armiranih zidanih konstrukcija, otvoriti šire mogućnosti za građenje stambenih i poslovnih objekata uz redukciju negativnih efekata, koje izaziva dejstvo horizontalnih seizmičkih sila. Evrokod 6, zajedno sa pratećim standardima, predstavljaće i dodatnu obavezu za proizvođače elemenata za zidanje od gline, koji će, u narednom periodu, morati da unaprede sopstevnu kontrolu procesa proizvodnje, zato što je jedini garant kvaliteta proizvoda, odnosno njegovih deklarisanih svojstava, upravo sam proizvođač.