Obecně jsou známy a popsány vlivy změn povětrnostních podmínek na pískovec, vápenec a opuku jako na představitele některých přírodních materiálů, je pozorován dlouhodobý vliv povětrnosti na žulu, je znám i proces hydratace a rozpadu struktur živců, případně procesů zvětrávání slídových minerálů. To jsou ovšem procesy v řádech několika století nebo i milionů let.

Z hlediska stavební činnosti člověka pak pozorujeme některé starověké stavby, řecké a římské, které jakoby odolávaly zubu času a přes veškerý negativní dopravní vliv s vysokými koncentracemi oxidů síry, NOx a CO2 trvají a trvají, zatímco jiné, daleko mladší stavby stárnou poměrně rychle a vyžadují stálé opravy.

Jaký je rozdíl mezi stavbami moderními a starověkými? Proč starověké monumenty nepodléhají zkáze tak, jako stavby betonové?

Jsou stále připomínané římské stavby (př. Pantheon v Římě) výjimkou nebo pravidlem? Je možno položit další a další otázky, ale ani jejich velkým množstvím se nehledá odpověďsnadno.

Nemůžeme srovnávat dnešní stav neustálých převozů všeho možného tam a zpátky se stavem, kdy se stavělo hlavně z materiálů dostupných na místě stavby!  Jak to měl chudák stavitel dělat? Měl omezené možnosti studia materiálů a vlastně jen jistotu ve výrobě vápna, k dispozici byl jistě i štěrk nebo lomový kámen. Studium vlastností jílových materiálů se maximálně opíralo o zkušenosti místních hrnčířů a výrobců keramického zboží.Takový materiál  byl pro stavitele štěstím, jeho mořská mola budou pevná a trvanlivá.

V opačných případech byla situace velmi nejistá a hlavně nestandardní, i když již bylo zřejmé, že i barevně se pálící jíly mohou vytvářet velmi dobré hydraulické malty – někteří autoři pak jsou zavedeni na slepou kolej při zdůvodňování pevnosti a trvanlivosti, kterou přičítají obsahům oxidů železa.

Různé materiály na stavbách při stavu neobjasněnosti příčin vzniku žádaných vlastností pojiv pak vedly k neúspěchům. Spolu s dalšími vlivy konce 19. století  pak vedly k zásadní změně. Především těžba uhlí, železných rud a železniční doprava, nebo obecně mechanizace důlní činnosti a stavební boom ve městech vedl k odklonu od stále nestabilní a nestandardní technologie používané až do druhé poloviny 19. století.

Mezi datem patentu (cement byl patentován J.Aspenem roku 1824 v Anglii) a skutečným masovým používání cementu a betonu však stojí takřka století, teprve počátek 20. století a industrializace na evropském kontinentě je neodmyslitelně svázána s těžbou vápence a výrobou cementu (Německo, Francie, střední Evropa včetně Českých zemí). Energetické náročnost výroby slínku (teplota pálení 1520 °C), která dala základ výrobě Portlandského cementu, byla vyvážena stále se opakující stejnou kvalitou a jednoduchostí přípravy, kterou postupně zvládli takřka všichni:  3 : 1 (tři díly písku tří frakcí a jeden díl cementu). Lití do forem, postupně pak výroba a tvorba celých stavebních dílů – panelů s obrovskou úsporou práce v porovnání se zděním z cihel.

Všechno je najednou z betonu – mosty, tunely, cesty, dálnice a domy, energetická náročnost výroby slínku se rozpouští do obrovských množství vyráběného cementu. Dnes je slovo cement již synonymem pro označení Portlandského cementu a vzniká mnoho nedorozumění, je-li takto označeno pojivo umožňující pevné spojení kamenné drti, nebo jen  „malých oblázků“.

Betonové stavby jsou nestabilní i při změnách teplot, nad 300-350 °C.Struktura praská, beton ztrácí pevnost a příčinou je právě gelová struktury C – S – H systému, voda se prudce odpařuje a způsobí kolaps konstrukce.

Jsou pozorovány i další druhy poškození nebo narušení betonových konstrukcí – příkladem mohou být panelové domy – boom 60. a 70. let minulého století nejen, že trvale změnil vzhled snad všech evropských měst a kolem historických sídel ve objevily věnce betonových džunglí – stačilo 20 až 30 let a ty domy volají S.O.S!  Železné výztuhy panelů se obnažují a beton odpadává z balkonů a lodžií, z domů někde doslova trčí železné pruty. Něco je samozřejmě dáno vlivem spěchu (splnění plánu!!), nedodržováním doby pro vyzrání panelů, nedokonalé propařovaní, nesprávně namíchanou směsí, když výroba běžela i když nefungovaly váhy nebo se nemíchalo tak, jak nařizovala technologie.To vše bylo možné, ale pojivo jako takové je stále závislé na své hlavní složce – na gelu křemičitanu vápenatého.

Přidá-li se k výrobním nepřesnostem podíl konstrukčních chyb, jako zatékání vody, postavení základů na špatně isolovaný podklad, kdy pórovitá struktura betonu bude narušována přirozeným, tj. zemitým alkalickým vodným roztokem je problém na světě. Vždy se zde jedná o základní vliv vody a jí způsobený přenos iontů. Příkladem je vznik tzv. sekundárního etringitu, jehož 26 molekul krystalické vody a krystalizační síla je taková, že beton se buď roztrhá, nebo změkne jako houba. (příklady jsou jak UK, tak v USA, především u mostů a pražců železničních kolejí).

Portlandu trvalo skoro století než byl masově vyráběn, studován a zlepšován je dodnes, je nejrozšířenějším pojivem na světě a jeho hegemonie se zdá být nenarušitelná i když dnes víme, že každá vyrobená tuna vypustí do atmosféry 440 kg CO2 z rozkladu vápence.

Často je velmi dobré se zastavit, nespěchat a podívat se zda-li jsme něco z podstatných minulých znalostí nepřehlédli, nepodcenili nebo jsme jim jen prostě nerozuměli. Pokud jsme ale porozuměli, pokud jsme tajemství, nebo spíš zapomenutou znalost rozluštili, pak je logické, že by se všech výhod mělo využít – jen pro příklad, tepelnou aktivací jílu odchází do ovzduší jen vodní pára při podstatně nižších teplotách.
Není to podstatné?

Tomáš Hanzlíček

celý příspěvek