Trh s transportbetonem, současnost a možné směry vývoje

1. Úvod

Betonové stavitelství má na území nynější České republiky dlouhou, a bohatou tradici. Řadu let však byla výroba betonu spojena s místem stavby a byla realizována na staveništních betonárnách. Přes to, že z pohledu ekonomického (odpisy pořizovacích nákladů) je takovýto způsob výroby málo efektivní (využití cca 8–14 % [1]), byla postavena řada velkých betonových konstrukcí. Byly zbudovány významné mosty, přehrady a je třeba připomenout i systém hraničního opevnění před 2. svět. válkou.

Na počátku 60. let minulého století však tento způsob výroby betonu přestával vyhovovat potřebám dalšího rozvoje stavebnictví, které muselo plnit stále rostoucí požadavky na objem bytové, industriální a dopravní výstavby. Tato doba je považována za start odvětví transportbetonu v Československu a návazně tedy i v ČR.

Prvními betonárnami, nesoucími všechny znaky dnešních výroben transportbetonu, byly betonárny v Ostravě-Vítkovicích a v Košicích – VSŽ, postaveny v roce 1962 [2] a betonárna v Praze na Rohanském Ostrově, postavená v roce 1967.

2. Současnost odvětví výroby transportbetonu v ČR

V současnosti působí v České republice na trhu 164 obchodních společností, které disponují 456 betonárnami [3]. Pro srovnání podle veřejně dostupných zdrojů [11], [12] na Slovensku provozuje výrobu transportbetonu 63 společností na 147 betonárnách.

Zjednodušeně je možné zařadit výrobce v ČR do třech kategorií:

• lokální výrobci – působí na lokálních trzích, provozují 1 až 5 betonáren, trhy betonáren více méně navazují
• regionální výrobci – působí v rámci většího regionu (více okresů či vyšší správní územní celek), provozují 6–20 betonáren a trhy těchto betonáren nemusí vždy souviset
• velcí výrobci – dodávají na celém území a provozují více jak 21 betonáren

Lokální výrobci představují celkem 151 společností, provozujících 199 betonáren, regionálních výrobců je celkem 8 společností disponujících celkem 70 betonárnami. Mezi velké výrobce je možno zařadit 4 společnosti s celkem 187 betonárnami, viz Obr. 1 a Obr. 2.

Obr. 1 Procentuální zastoupení společností na trhu s transportbetonem v ČR

Obr. 2 Podíl počtu betonáren lokálních, regionálních a velkých výrobců z celkového počtu betonáren v ČR

Celková produkce transportbetonu v ČR je závislá na výkonu stavebnictví jako celku a na kolísání stavební produkce. Podíváme-li se na výrobu transportbetonu v časové řadě od roku 1995 do roku 2021, můžeme pozorovat jak tendence a objemy celkové výroby, tak i podíl členů svazu na této výrobě. Z grafu na Obr. 3 je patrný prudký nárůst produkce transportbetonu po roce 2000 až do roku 2008, kdy bylo vyrobeno téměř 10 mil. m³ transportbetonu, téměř 1 m³ na obyvatele ČR. Tento nárůst byl spojen s pozitivním hospodářským vývojem a s velkým rozsahem realizace veřejných investic do infrastruktury. Po roce 2008 nastal s všeobecným hospodářským útlumem pokles výroby. V období 2014–16 rostla produkce transportbetonu jen zvolna, větší akceleraci je možno zaznamenat počínaje rokem 2017. Do maxima roku 2008 však v roce 2021 chybělo ještě cca 15 %. Možnou příčinou je i to, že v důsledku hospodářského propadu došlo k přerušení přípravy nových investic, zejména v dopravní infrastruktuře. Z grafu je rovněž patrné, že podíl výrobců transportbetonu sdružených ve Svazu výrobců betonu ČR po roce 1995 narůstal s růstem členské základny a následně kolísal dle vývoje počtu členů SVB ČR. Graf nezahrnuje celkovou výrobu betonu v ČR, tedy například výrobu prefabrikátů.

Obr. 3 Výroba transportbetonu v ČR v letech 1995–2021 [4]

Z celkového počtu betonáren je možno odhadovat, že instalovaný teoretický výkon je více jak dvojnásobný, než je reálná roční výroba transportbetonu v ČR. Kapacita je dočasně zvyšována mobilními betonárnami, zřizovanými pro konkrétní projekty.

Vysoký počet betonáren, podíl lokálních výrobců činí 44 % z celkového počtu betonáren a rovněž vysoká instalovaná kapacita, zajišťují silné konkurenční prostředí. To vede k poměrně malé profitabilitě a komfortní situaci pro odběratele betonu.

Obr. 4 Celková výroba transportbetonu v zemích ERMCO v mil. m³ v roce 2019 a 2020 (USA – Spojené státy, SA – Jižní Amerika, JP – Japonsko, IL – Izrael) [5]

V kontextu Evropy, SVB je členem organizace ERMCO (European Ready Mixed Concrete Organization), se Česká republika objemem výroby transportbetonu řadí na 11. místo z celkem 19 evropských členů včetně Turecka (Obr. 4). Produkce betonu na jednoho obyvatele v ČR činila v roce 2020 cca 0,7 m³ a byla lehce nad průměrem EU (0,6 m³/obyvatele).

Pokud se týká parametrů dodávaného čerstvého betonu v porovnáním se zeměmi ERMCO, vyznačuje se trh v ČR tradičně vysokým podílem betonů s nízkou konzistencí (tzv. zavlhlých betonů) 19 % v ČR oproti 4,5 % v ERMCO a podílem betonů v S3 57 % v ČR, tradičně objednávaných pro zhotovení monolitů a průmyslových podlah. V konečném důsledku to často vede k nešvaru dodatečně přidávané vody na stavbě. Indicií k tomuto tvrzení může být i průměr produkce v rámci EREMCO s vysokým podílem betonů v konzistenci S4–S5 ve výši 40,6 % viz Obr. 5 a Obr. 6 [5].

Obr. 5 Výroba betonu dle konzistence v roce 2018 průměr ERMCO

Obr. 6 Výroba betonu dle konzistence v roce 2018 průměr ČR

Parametry ztvrdlého betonu lze porovnávat jen podle podílu vyráběných pevnostních tříd. Další parametry, například odolnosti proti průsaku vody či ch. r. l. nejsou v rámci statistik sledovány, protože je to z důvodu odlišných používaných metod měření (s výjimkou hloubky průsaku tlakovou vodou) prakticky vyloučeno. Nejvíce se v rámci zemí ERMCO vyrábí beton v pevnostních třídách C25/30–C30/37, téměř 60 %. V ČR je tradičně oproti ERMCO vysoký požadavek na pevnosti do C16/20 (ČR 15 % oproti ERMCO 4,5 %). Jde zejména o výrobu pro individuální stavebníky. Rozdělení výroby v dalších segmentech pevnostních tříd je v ČR poměrně rovnoměrné a oproti zemím ERMCO vykazuje výroba v ČR vyšší podíl pevností ≥ C35/45 (ČR 20 %, ERMCO 15,8 %), viz Obr. 7 a Obr. 8 [5].

Obr. 7 Poměr vyráběných skupin pevnostních tříd betonu na výrobě v rámci ERMCO

Obr. 8 Poměr vyráběných skupin pevnostních tříd betonu na výrobě v rámci ČR

3. Příležitosti a trendy

3.1 Situace ve stavebnictví

Výroba transportbetonu v ČR logicky přímo závisí na vývoji stavební výroby a na její struktuře. Podíváme-li se na objem stavebních prací v letech 2006 až 2021 v ČR (Obr. 9) můžeme sledovat obdobný trend, jako v objemu výroby transportbetonu, což potvrzuje předchozí tezi.

Obr. 9 Objem stavebních prací v ČR [6]

Mimořádně úspěšné roky 2007 až 2009 se zatím podařilo překonat až v roce 2021, a to i přes omezení související s pandemií v letech 2020–2021. Vlivem značného rozkolísání světových cen energií v letošním roce lze očekávat pokles objemu zakázek, a tedy i pokles objemu stavebních prací 480 000 tis. Kč, viz Obr. 10.

Obr. 10 Index stavební produkce 2000–2022 (bazické indexy) [16]

Ve srovnání s okolními státy CCE (střední Evropa – východ), mezi které můžeme počítat Polsko, ČR, Slovensko, Maďarsko a Rumunsko, patřila Česká republika co do objemu stavební výroby v letech 2018–2020 na třetí místo viz Obr. 11 [7], přičemž rok 2019 byl kvalifikovaným odhadem a rok 2020 prognózou. I přes dojem, že by stavební produkce mohla být vyšší, je třeba připomenout, že objem stavebních prací v přepočtu na obyvatele je v ČR z uvedených států nejvyšší, o čemž vypovídá Tab. 1.

Obr. 11 Objem stavebních prací ve státech CCE 2015–2020 [7]

Zajímavá je rovněž struktura stavebních prací viz Obr. 12. Rozhodujícím tahounem stavební výroby jsou stavby inženýrské, hlavně dopravní infrastruktura, a tedy veřejné finanční prostředky. Z dlouhodobého hlediska je však zřetelný pokles celkových vynakládaných veřejných finančních zdrojů. Dalšími důležitými faktory jsou výstavba průmyslových objektů, občanské vybavenosti a bytová výstavba, financované ze soukromých prostředků rozvíjejících se firem.

Obr. 12 Podíl objemu jednotlivých typů staveb na celkovém ročním objemu domácí stavební produkce [6]

V těchto sektorech je pozorovatelný nárůst objemů v roce 2014, který může kompenzovat pokles veřejných investic. Marginální je vliv vodohospodářských staveb, rovněž z větší části financovaných z veřejných prostředků i přes politiky deklarovanou potřebu přijmout opatření k eliminaci možných povodní (poldry, protipovodňové hráze a pod) či připravit se na nedostatek zdrojů vody (přehrady a další typy vodních nádrží).

3.2 Dopravní infrastruktura

Velkou a stále plně nevyužitou příležitostí pro stavebnictví a potažmo výrobu transportbetonu je rozvoj a modernizace dopravní infrastruktury, spočívající především ve výstavbě, modernizaci a údržbě dálnic a železnic.

K 1. lednu 2022 bylo v provozu na území ČR celkem 1 355,5 km dálnic. K tomu však přispělo rozhodnutí z roku 2016, kdy byly rychlostní silnice převedeny do kategorie dálnic. K 776 km dálnic bylo toho roku připočteno 459,4 km rychlostních komunikací [8].

Dálniční síť viz Obr. 13 má být i nadále rozšiřována a prioritou se stává napojení sítě na okolní státy, se kterými dosud dálniční spojení neexistuje (Polsko, Rakousko), nebo je třeba je rozšířit (Slovensko). Jeho realizace naráží však na vazbu prostředků a kapacit na rekonstrukci stávající sítě (zejména D1) a legislativní nepřipravenost nových úseků.

Obr. 13 Dálniční síť ČR 2020 [9]

Proces modernizace železničních dopravních cest probíhá již delší dobu. V současnosti nejpopulárnější dokončenou stavbou jsou ejpovické tunely (délka jednoho tubusu 4 150 m), budované sice technologií prefabrikovaného ostění, avšak použití transportbetonu na tuto stavbu bylo potřebné a v celkovém objemu nezanedbatelné. Modernizace počítá se zvýšením průchodnosti všech 4 hlavních koridorů, viz Obr. 14, na cílových 160 km/hod a jejich navázání na sousední státy EU. Pro transportbeton jsou zde příležitosti při budování mostů a tunelů a při modernizaci stanic a zastávek.

Obr. 14 Železniční koridory [10]

3.3 Energetické stavby

Delší dobu probíhá v ČR i modernizace významných energetických zdrojů. V nedávné době byly dokončeny stavby na elektrárnách Ledvice a Dětmarovice. Ve střednědobém výhledu je stále konkrétněji skloňována dostavba, respektive výstavba nových bloků jaderných elektráren Temelín a Dukovany. Z pohledu objemu výroby betonu to nemusí znamenat výrazné roční navýšení. Navíc je zjevné, že pro takovouto výstavbu bude třeba vybudovat dostatečnou kapacitu v místě stavby. Co je pro betonářské odvětví důležité, je skutečnost, že pro tyto stavby bude třeba betonů se špičkovými technickými parametry.

3.4 Inovace

Beton jako základní stavební materiál, od kterého je vyžadována pevnost a trvanlivost, však musí nabízet i další výhody pro projektanty, stavební firmy a uživatele, aby si udržel svoji pozici. I když to možná není na první pohled patrné, probíhá nepřetržitý proces inovací v oboru betonu.

Počátkem 90. let minulého století se objevily nové typy plastifikačních přísad, jejich používání umožnilo následně výrobu samozhutnitelných betonů SCC. První realizací konstrukce ze samozhutnitelného betonu v ČR byl v roce 2000 Zlíchovský železniční most. Následně se SCC stal neodmyslitelnou součástí „betonařiny“, a to jak v oboru transportbetonu, tak i v prefabrikaci, a na základě této technologie byla rozšířena nabídka o další tzv. lehce zpracovatelné betony. Následoval vývoj vysoce pevnostních, resp. vysoce hodnotných betonů kombinujících vysokou hutnost s vlákny tzv. UHPC-ultra-high-performance concrete. Bylo dosaženo pevností v některých případech i přes 200 MPa. Že se nejednalo o „vývoj pro vývoj“, svědčí již konkrétní realizace. Nejznámější je bezesporu lávka pro pěší a cyklisty v Čelákovicích (rozpon 156 m), která se již dočkala několika významných ocenění na mezinárodním poli, viz Obr. 15.

Obr. 15 Lávka pro pěší a cyklisty z UHPC v Čelákovicích [13]

Realizace této lávky otevřela cestu k následnému používání UHPC v dopravním stavitelství, a to jak ve formě prefabrikace, tak i jako transportbeton. K všeobecně známým realizacím s použitím UHPC patří lávky v Lužci nad Vltavou, Příboru, Opatovicích, Hradci Králové či Žamberku. Aktuálně se realizuje i přemostění Vltavy v Praze lávkou HolKA, mezi Holešovicemi a Karlínem. K technicky a esteticky velmi zajímavým realizacím patří bezesporu lávka přes Dřetovický potok v Kladně-Vrapicích viz Obr. 16 [17]. Jedná se tenkostěnný prefabrikát průřezu „U“ zakřivený ve všech osách, tedy vlastně 3D objekt. Lávka vznikla jako vývojový projekt ve spolupráci mezi odborníky Kloknerova ústavu ČVUT v Praze, studia AOC Architekti a společnosti KŠ Prefa.

Obr. 16 Lávka přes Dřetovický potok v Kladně-Vrapicích [17]

Dalšími inovačními trendy jsou tzv. „betony na míru“, určené svým složením a garantovanými vlastnostmi (zpracovatelnost, odolnost, omezené smrštění, mezerovitost a pod), pro budování konkrétních konstrukcí, například bílých van, komunikací a parkovacích ploch, konstrukcí z pohledového či barevného architektonického betonu.

4. Další vývoj

I přes to, že moderní beton a betonové konstrukce prošly dlouhou cestu vývoje, jeho inovační potenciál není zdaleka vyčerpán. Vlastní inovační proces je iniciován jak přirozeně, snahou rozšířit možnosti použití betonu, tak vynuceně, změnou předpisové základny nebo dostupností základních materiálů.

4.1 Předpisy

Změna předpisové základny je očekávána v příštím období, kdy má vyjít připravovaným dokumentem fib Model Code 2020, jenž by měl nahradit dosud platný fib Model Code 2010 [14]. Z MC2020 pak budou vycházet nové verze evropských betonářských norem aplikovaných následně v ČR do standardů ČSN EN 1992 a ČSN EN 206. Nový MC2020 přinese nové obecné postupy, umožňující sjednotit posuzování stávajících i nově navrhovaných betonových konstrukcí.

4.2 Materiály

Základní materiály pro výrobu betonu se v dohledné době zásadně měnit nebudou, čeká je však nezbytná modifikace. V publikaci [14] je například uvedeno, cituji:

Tlak na snižování emisí CO₂ při výrobě cementu přinese v blízké době změnu v EN 197 ve smyslu rozšíření portfolia směsných cementů, snižování množství obsahu slinku a rozšíření pevnostních tříd cementu směrem dolů. To je logický trend, který však může narazit na požadavek zajištění trvanlivosti betonu (odolnosti proti působení vlivu prostředí) a rychlosti výstavby.
Problém kameniva v blízké budoucnosti tkví v postupném vyčerpání dostupných zdrojů, zejména kameniva těženého. Možným řešením je vyšší využití kameniva recyklovaného a nahrazování drobného kameniva těženého kamenivem drceným.

Konec citátu.

Pokud se týká cementu, v roce 2021 vyšla ČSN EN 197-5, která rozšiřuje počet druhů cementu uváděných v dosud používané ČSN EN 197-1 právě o nové směsné cementy s ohledem na stávající trend v enviromentální oblasti.

Zároveň se pracuje se na detailnějších úpravách k tomu potřebné normativní základny.

Postupně se mění a budou měnit zdroje příměsí. Zdroje jemně mleté vysokopecní strusky jsou omezené a budou využívány především pro výrobu směsných cementů. Zdrojů elektrárenských popílku bude ubývat v souvislosti s útlumem výroby tepla a el. energie na základě spalování fosilních paliv a jejich použití rovněž znevýhodňuje kontaminace amonnými ionty a změna tvaru zrn během procesu denoxinace. Řešení se nabízí větším využíváním metakaolínu, nízkoteplotně pálených jílů, velmi jemně mletého vápence či odprašků z výroby drceného kameniva. Logickou cestou je i snižování spotřeby betonu subtilnějšími konstrukcemi s využitím UHPC nebo tvarováním konstrukčních prvků podle průběhu vnitřních sil. Na Obr. 17 a Obr. 18 jsou příklady takovýchto řešení. Na Obr. 17 je optimalizace vnější geometrie i vnitřní struktury prvku – stropní desky, Obr. 18 je topologicky optimalizované konstrukce z UHPC, sestavená z prefabrikátů odlitých do bednění z obráběného polystyrenu [15].

Obr. 17 Topologická optimalizace stropní desky

Obr. 18 Topologicky optimalizovaná konstrukce z UHPC
Arhuská škola. Dánsko

Další příležitostí, jak optimalizovat spotřebu materiálů, je metoda navrhování na užitné vlastnosti (zkr. PBD, tj. Performance-Based Design) spočívající v návrhu zohledňujícím vlastnosti stavebního materiálu, prvku a konstrukce stanovené projektem. K takovým vlastnostem patří mj. únosnost, spolehlivost, trvanlivost (kvantifikovaná životností), ekonomická efektivita, nízká energetická náročnost a další vlastnosti, požadované různými předpisy a klientem [14].

Zde je třeba si uvědomit, že výše uvedené cesty, vedoucí k optimalizaci spotřeby materiálů (nové materiály, návrhové postupy a progresivní způsoby provádění), jistě vyvolají tlak na zásadní inovaci výrobní základny transportbetonu, která bude logicky spojena s vydáním nemalých finančních prostředků.

5. Závěr

Transportbeton, jako obor činnosti v rámci stavebnictví, má v ČR za sebou více než 55letou historii. Během ní prošel a v současnosti prochází kontinuálně vývojem a inovacemi. To je důkazem jeho potenciálu a svědčí o tom, že beton je pevnou součástí procesu výstavby a pevnou oporou konstrukcí všech druhů staveb a typů konstrukcí.

Literatura

1. PADESÁT LET TRANSPORBETONU V ČESKOSLOVENSKU A POZDĚJI V ČESKU, Jaroslav Bezděk, BETON TKS 2/2013
2. Betonárna v Ostravě oslavila 12. června pětapadesáté narozeniny,
   https://www.transportbeton.cz/betonarna-v-ostrave-oslavila-12-cervna-petapadesate-narozeniny.html
3. https://www.betonserver.cz/beton-a-cerpani/beton-betonarny-v-cr
4. https://www.svb.cz/vyroba.html
5. Ready-mixed concrete industry statistics Year 2018, ERMCO, August 2019
6. Český statistický úřad: https://www.czso.cz/csu/czso/stavebnictvi
7. Konference „Perspective for the constriction industry in Central Europe“, Varšava, 2020
8. Ročenka dopravy 2017, Ministerstvo dopravy, Praha 2017
9. https://www.rsd.cz/mapy
10. https://www.spravazeleznic.cz/o-nas/zeleznicni-mapy-cr
11. https://www.savt.sk/index.php/sk/clenovia
12. https://www.betonserver.sk/
13. https://www.celakovice.cz/cs/mesto/rozvoj-mesta/projekty/dokoncene-akce/lavka-pres-labe/
14. Budoucnost navrhování betonových konstrukcí, V. Veselý, B. Teplý, P. Rovnaníková, Mimořádné číslo časopisu BETON TKS #4, Praha, srpen 2019
15. POTENCIÁL VÝVOJE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ V DOBĚ STAVEBNICTVÍ 4.0, Michal Kovářík, Petr Štemberk, Pavel Svoboda, Mimořádné číslo časopisu
16. Stavebnictví – časové řady ČSÚ (czso.cz)
17. https://www.stavbaweb.cz/lavka-pes-detovicky-potok-21823/clanek.html

Původní verzi článku otiskl časopis BETON v čísle 2/2019 a poté byl prezentován na 17. konferenci Technologie a provádění, konané 20. 4. 2021, pořádané Českou betonářskou společností.