Inovací procesu rozumíme zavádění nových nebo významně zlepšených způsobů výroby a dodávek. Inovace by měla vycházet z potřeby zvyšování efektivnosti a jakosti výrobního procesu, především u činností, které jsou zdrojem mnoha poruch, zejména vlivem špatného technologického provádění. Cílem procesní inovace ale může být i snížení jednotkových nákladů produkce nebo zvýšení kvality produktu.
Inovací fasádních systémů ETICS je posouzení možnosti nahrazení armovací sklotextilní síťoviny polypropylenovými vlákny, která jsou zamíchána se stěrkovou hmotou před samotnou aplikací na nalepený izolant. Podle prováděcích předpisů výrobců a normy ČSN 73 2091 [2] se vyztužení základní vrstvy smí provádět pouze síťovinou, jiná možnost není definována, což je však při praktické aplikaci příčinou častých pochybení. Zjednodušení tohoto procesu by přineslo nejen snížení nákladů, ale také zkrácení času na realizaci včetně snížení rizika nedodržení technologických předpisů.
Pro ověření možnosti využití navržené inovace byla aplikována polypropylenová vlákna [8]. Polypropylenová vlákna mají následující pozitivní vlastnosti:
– zvýšenou houževnatost a odolnost vůči namáhání tlakem, tahem, ohybem, střihem a rázem;
– odolnost vůči oděru;
– trvanlivost;
– nízkou měrnou hmotnost;
– snadnou formovatelnost;
– nízkou úroveň elektrostatického náboje;
– odolnost vůči chemikáliím;
– zvýšení odolnosti vůči otěru;
– zvýšení odolnosti vůči mrazu;
– odolnost vůči dynamickému namáhání.
Naopak za hlavní negativní vlastnosti polypropylenových vláken lze považovat:
– nízké (pomalé) zotavení;
– nízkou tepelnou odolnost (tepelná sráživost);
– malou tuhost.
LABORATORNÍ NORMOVÉ ZKOUŠKY
Cílem zkoušek bylo porovnání klasického vyztužení základní vrstvy, které je požadováno dle technologických předpisů, a základní vrstvy s rozptýlenou výztuží z polypropylenových vláken. Zkoušky byly provedeny na základní vrstvě se sklotextilní síťovinou a pěti různými vzorky s polypropylenovými vlákny podle normového postupu uvedeného v ČSN EN 13 499 pro kontaktní zateplovací systém z pěnového polystyrenu.
Polypropylenová vlákna zvolených délek a zvoleného množství byla promíchána s lepicí hmotou a následně nanášena na fasádní polystyren. Na všech vzorcích byla dodržena technologická pravidla [1]. Zejména dodržení minimální tloušťky vrstvy a dostatečné vyzrání vrstvy před zkoušením vzorků v klimatických podmínkách stanovených v normách.
Pro stanovení požadovaných mechanických vlastností výztužné vrstvy byly využity tyto normy:
– ČSN EN 13 494 (727103) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení přídržnosti lepicí hmoty a základní vrstvy k tepelněizolačnímu materiálu tahovou zkouškou [3];
– ČSN EN 13 495 (727104) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení soudržnosti vnějšího tepelněizolačního kompozitního systému (ETICS) (zkouška pěnovým blokem) [4];
– ČSN EN 13 497 (727106) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení odolnosti vnějšího tepelně izolačního kompozitního systému (ETICS) proti rázu [5];
– ČSN EN 13 498 (727107) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení odolnosti vnějšího tepelně izolačního kompozitního systému (ETICS) proti vtlačení [6].
Veškeré výsledky provedených laboratorních zkoušek byly analyzovány s požadavky na kontaktní zateplovací systémy podle ČSN EN 13 499 (727101) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Vnější tepelněizolační kompozitní systémy (ETICS) z pěnového polystyrenu – Specifikace [7].
Specifikace zkušebních vzorků Pro laboratorní normové zkoušky základní vrstvy byly připraveny vzorky následující skladby souvrství:
– polystyren EPS-F tl. 60 mm,
– lepidlo Baumit Duo Contact,
– sklotextilní síťovina Baumit Duo Tex nebo polypropylenová vlákna FORTA hmotnosti 50 a 100 g/m² a délek 5, 10, 20 a 40 mm,
– penetrace Baumit UniPrimer a Baumit GranoprTop K 1,5.
Celkem bylo zkoušeno šest sad vzorků. Zkušební vzorky byly provedeny na polystyrenových deskách a po vytvrdnutí následně strojně nařezány na normou požadované vzorky 200×200 mm.
Požadavky na výztužnou vrstvu dle norem ČSN EN
Kontaktní zateplovací systém (ETICS) musí být odolný vůči kombinaci účinků různých zatížení. Jedná se zejména o vlastní hmotnost, sání větru, teplotu, vlhkost, smršťování a zatížení běžným užíváním:
– Přídržnost základní vrstvy k izolantu stanovená dle ČSN EN 13 494 musí být minimálně 80 kPa. Žádný z pokusů nesmí být pod touto hodnotou.
– Soudržnost vnějších tepelněizolačních kompozitních systémů se stanoví dle ČSN EN 13 495 statickou zkouškou pěnovým blokem. Soudržnost se vypočítá z maximální tahové síly.
– Odolnost výztužné vrstvy vůči rázu stanovená dle ČSN EN 13 497. Žádný z minimálně pěti pokusů nesmí být horší než požadavek pro deklarovanou úroveň:
I2 požadavek bez poškození při 2J a úroveň I10 požadavek bez poškození při 10 J.
– Odolnost vzorku vůči vtlačení ocelového trnu do základní vrstvy dle ČSN EN 13 498. Žádný z minimálně pěti pokusů nesmí být horší než požadavek pro deklarovanou úroveň:
PE200 – požadavek > 200 N a úroveň
PE500 – požadavek > 500 N.
VÝSLEDKY LABORATORNÍCH ZKOUŠEK VZORKŮ S VÝZTUŽNOU VRSTVOU
Zkoušky vzorků podle zkušebních postupů stanovených normami proběhly v akreditované zkušební laboratoři Kloknerova ústavu. Podrobné výsledky jsou uvedeny v protokolech o zkouškách a níže jsou uvedeny jen souhrnné výsledky.
Výsledky přídržnosti lepicí hmoty k tepelněizolačnímu materiálu (ČSN EN 13 494)
Zkoušky přídržnosti základní vrstvy k desce EPS proběhly na vzorcích podle normy ČSN EN 13 494 s výsledky přídržnosti mezi 50 až 105 kPa. Pouze dva vzorky – jeden s polypropylenovými vlákny hmotnosti 50 g/m² a délky 5 mm a druhý hmotnosti 100 g/m² a délky 40 mm – nesplnily požadovanou mezní hodnotu 80 kPa (viz tabulka 1).
Tabulka 1: Shrnutí výsledků průměrných hodnot přídržností základní vrstvy k tepelněizolačnímu materiálu
|
Výztuž v základní vrstvě, hmotnost [g/m²]/délka vláken [mm] |
Průměrné hodnoty přídržnosti [kPa] |
Rozmezí hodnot přídržnosti [kPa] |
|
výztužná síť |
104,8 ± 1 |
93,1–123,5 |
|
PP vlákna 50/5 |
50,3 ± 1 |
50,2–50,3 |
|
PP vlákna 50/10 |
103,3 ± 1 |
90,9–112,8 |
|
PP vlákna 50/20 |
97,3 ± 1 |
92,5–103,8 |
|
PP vlákna 50/40 |
97,7 ± 1 |
84,7–109,4 |
|
PP vlákna 100/40 |
77,8 ± 1 |
64,9–91,6 |
Výsledky stanovení soudržnosti vnějšího tepelněizolačního kompozitního systému (ETICS) (zkouška pěnovým blokem dle ČSN EN 13 495)
Zkoušky soudržnosti ETICS proběhly na vzorcích podle normy ČSN EN 13 495 s výsledky soudržnosti mezi 16 až 39 kPa. Nejvyšší hodnou soudržnosti prokázal vzorek s polypropylenovými vlákny hmotnosti 100 g/m² a délky 40 mm (viz tabulka 2).
Tabulka 2: Shrnutí výsledků soudržnosti základní vrstvy
|
PP vlákna, hmotnost [g/m²]/délka vláken [mm] |
Soudržnost [kPa] |
Místo porušení vzorku |
|
50/5 |
16 |
30 % stěrka, 70 % polystyren |
|
50/10 |
19 |
50 % stěrka, 50 % polystyren |
|
50/20 |
33 |
v pěnovém bloku |
|
50/40 |
28 |
vytaženy kotvy, v polystyrenu |
|
100/40 |
35 |
v pěnovém bloku |
Výsledky odolnosti vnějšího tepelněizolačního kompozitního systému (ETICS) proti rázu (ČSN EN 13 497)
Odolnost vnějších tepelněizolačních kompozitních systémů proti rázu se stanoví pomocí ocelové koule dopadající na povrch ETICS. Kvalitativně se hodnotí všechna vzniklá poškození (např. viditelnost výztuže, viditelné odchlípnutí povrchové úpravy nebo základní vrstvy, proražení vyztužené základní vrstvy).
Výsledky zkoušky odolnosti proti rázu proběhly na vzorcích podle normy ČSN EN 13 497 s výsledky, že všechny vzorky s polypropylenovými vlákny v základní vrstvě splnily odolnost na úroveň I2, tedy nebyly poškozeny při rázu o síle 2 J.
Výsledky odolnosti vnějšího tepelněizolačního kompozitního systému (ETICS) proti vtlačení (ČSN EN 13 498)
Odolnost povrchu ETICS vůči vtlačení se stanoví na normovém strojním zařízení pro danou zkoušku. Výsledky zkoušky měly hodnoty max. síly vtlačení mezi 240 až 480 kN. Nevyšší odolnost byla zaznamenána na vzorcích s polypropylenovými vlákny hmotnosti 50 g/m² a délky 40 mm a hmotnosti 100 g/m² a délky 40 mm. Požadavek na úroveň PE 200 splnily všechny vzorky (viz tabulka 3).
Tabulka 3: Shrnutí výsledků odolnosti základní vrstvy proti vtlačení
|
Výztuž v základní vrstvě, hmotnost [g/m²]/délka vláken [mm] |
Průměrné hodnoty max. síly vtlačení [kN] |
Rozptyl max. hodnot vtlačení [kN] |
|
výztužná síť |
483,9 ± 14 |
417,5–555,5 |
|
PP vlákna 50/5 |
278,3 ± 14 |
206,7–348,9 |
|
PP vlákna 50/10 |
239,1 ± 14 |
186,4–264,6 |
|
PP vlákna 50/20 |
270,2 ± 14 |
207,2–337,0 |
|
PP vlákna 50/40 |
349,4 ± 14 |
312,4–397,2 |
|
PP vlákna 100/40 |
320,0 ± |
14 259,7–381,9 |
ZÁVĚR
Laboratorní zkoušky prokázaly, že při vyztužení základní vrstvy polypropylenovými vlákny je dosaženo srovnatelných výsledků v porovnání s vyztužením sklotextilní síťovinou. Zkoušky dále prokázaly, že základní vrstva s polypropylenovými vlákny splní normové požadavky a je schopna nahradit či doplnit sklotextilní síťovinu. Základní vrstva s polypropylenovými vlákny zjednodušuje technologický postup a eliminuje základní chyby v realizaci ETICS. Přídržnost povrchové úpravy k armovací stěrce se zvyšuje v důsledku spojení polypropylenových vláken a povrchové úpravy.
JOSEF KUČERA
foto autor
Prameny a literatura:
1) Baumit: Technologický předpis pro zateplovací systémy, platnost od 1. 5. 2011.
2) ČSN 73 2901 Provádění vnějších tepelněizolačních kompozitních systémů (ETICS), 2005.
3) ČSN EN 13 494 (727103) Tepelněizolační výrobky pro stavebnictví – Stanovení přídržnosti lepicí hmoty a základní vrstvy k tepelněizolačnímu materiálu tahovou zkouškou, 2003.
4) ČSN EN 13 497 (727106) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení odolnosti vnějšího tepelně izolačního kompozitního systému (ETICS) proti rázu, 2003.
5) ČSN EN 13 498 (727107) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení odolnosti vnějšího tepelněizolačního kompozitního systému (ETICS) proti vtlačení, 2003.
6) ČSN EN 13 499 (727101) Tepelněizolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Vnější tepelněizolační kompozitní systémy (ETICS) z pěnového polystyrenu – Specifikace, 2004.
7) E TAG 004 Vnější kontaktní tepelněizolační systémy s omítkou, 2000.
8) C hemická vlákna ze syntetických polymerů [online]. [cit. 2011-12-09]. Dostupný z http://www.ft.vslib.cz/depart/ktm/files/synteticka_vlakna.pdf.
Ing. Josef Kučera (*1973)
absolvoval Stavební fakultu ČVUT v Praze. Začínal jako stavbyvedoucí, v současnosti studuje v doktorském studiu na katedře technologie staveb ČVUT a pracuje jako samostatný přípravář v úseku výrobně-technického ředitele v útvaru technologií a materiálů ve firmě Metrostav.
