Priemyselné podlahy, i keď sa to na prvý pohľad nezdá, sú všade okolo nás. Či už idete do nákupného centra, do podzemných garáží, do skladu, do výrobného závodu, skrátka všade. Zjednodušene povedané, priemyselné podlahy sú podlahové konštrukcie určené na špeciálne alebo zvýšené zaťaženie, často i s abrazívnym účinkom. Pre zvýšenie oteruvzdornosti podlahy sa do vrchnej vrstvy betónu aplikujú minerálne vsypy, vytvárajúce takzvanú pancierovú podlahu. Vytvárajú sa tak akési alternatívy k epoxidovým nášľapným vrstvám podláh. Chyby tejto pancierovej vrstvy podlahy nielen zhoršujú plnenie estetickej funkcie podlahy, ale aj znižujú prevádzkové vlastnosti podlahy. Reklamácie pancierových podláh sú preto pomerne rozšírené. Prečo k nim však dochádza?
Vychádzajúc z definície priemyselnej podlahy podľa STN 74 4505, priemyselná podlaha je podlahová konštrukcia, ktorá je zaťažená rovnomerným zaťažením väčším ako 5 kN/m² alebo pohyblivým zaťažením dopravnými alebo manipulačnými prostriedkami, ktorých celková hmotnosť je väčšia ako 2000 kg. Priemyselnou podlahou je aj podlaha so zvláštnymi požiadavkami na odolnosť proti opotrebovaniu, kontaktnému namáhaniu, chemickému pôsobeniu, a to aj v tom prípade, ak je zaťaženie nižšie ako uvedené limitné hodnoty.
Z pohľadu zvláštnych požiadaviek je dôležitá nášľapná vrstva. Je to najvrchnejšia podlahová vrstva zabezpečujúca niektoré vlastnosti podlahy (napr. vzhľad, farebnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, bezpečnosť proti pošmyknutiu, čistiteľnosť). V prípade pancierových podláh sa nášľapná vrstva zhotovuje prakticky jediným spôsobom, a to minerálnym vsypom.
Minerálny vsyp je suchá, priemyselne vyrábaná zmes cementu, plniva odolného proti obrusovaniu (napr. korund) a špeciálnych prísad, ktorá sa aplikuje do zhutneného čerstvého betónu alebo poteru a finalizuje sa obvykle rotačnými hladičkami. Na povrchu vytvára vrstvu odolnú proti opotrebovaniu, ktorá je vnútorne spojená s vrchnou vrstvou podlahy (na báze cementu) a vytvára tzv. škrupinu alebo pancier so zvýšenou mechanickou odolnosťou. Podľa technológie aplikovania sa rozlišuje:
1. suchý do mokrého;
2. mokrý do mokrého;
3. mokrý do suchého.
Tretia možnosť aplikácie (mokrý do suchého) sa používa spravidla na betón starší ako 28 dní. Poslednej metóde aplikácie sa preto ďalej nevenujeme.
Pancierový vsyp je teda minerálna vrstva s hrúbkou od cca. 2 až do cca 7 mm, v závislosti od zrnitosti zmesi, budúceho zaťaženia a spôsobu aplikácie. Samotný vsyp vždy pozostáva zo spojiva (prakticky výlučne cement), plniva a prísad a/alebo prímesí. Vhodná kombinácia zložiek je nositeľom mechanických vlastností pancierovej vrstvy. Aby tenká vrstvička fungovala ako „pancier“, musí mať výrazne vyššiu tvrdosť. Tá sa prejavuje pri skúškach pevnosti v tlaku malty z takejto zmesi, a to hodnotami približne 70–100 MPa. Za vysokými pevnosťami je potrebné hľadať použitie cementov s vyššími pevnosťami a nízkeho vodného súčiniteľa pancierovej vrstvičky. V prípade oboch typov aplikácie je výsledný vodný súčiniteľ výrazne nižší ako vodný súčiniteľ betónu.
S ohľadom na hrúbku vrstvy a okrajové podmienky okolitého prostredia je technológia realizácie obzvlášť citlivá na technologickú disciplínu. Vždy je potrebné dodržiavať pokyny výrobcu a v prípade pochybností konzultovať postup vopred s technickými poradcami. Nesmierne dôležité sú praktické skúsenosti a správny odhad tempa hydratačných procesov v betóne a predikcia vplyvu podmienok (spravidla) v hale na tie isté procesy. Aplikačné manuály sa výrobok od výrobku prirodzene líšia. Pri aplikácii vsypu metódou „suchý do mokrého“ sa odporúča nadávkovať rovnomerne po celej ploche, avšak po častiach, napríklad na dvakrát. Zahladiť prvú vrstvičku a až následne pristúpiť k dávkovaniu druhej polovice vsypu s následným zahladením rotačnou hladičkou s diskovým nástavcom. Nasledovné hladenie povrchu prebieha rotačnými hladičkami (tzv. glet alebo final), až kým povrch nie je úplne suchý a tvrdý. Strmším nastavením lopatiek k povrchu podlahy sa docieli hladkosť a lesklosť povrchu.
Dôležité však je vystihnúť správny čas aplikácie vsypu. Zvyčajne je to úzky časový interval, v ktorom má tuhnúci betón podlahy vhodnú pevnosť na to, aby preniesol zaťaženie do chôdze a správnu vlhkosť, aby došlo ku zhydratovaniu vsypu pri správnom vodnom súčiniteli. Tieto podmienky sú citlivé na vplyv teploty, vlhkosti vzduchu a prúdenie vzduchu nad podlahou. Preto sa najviac problémov súvisiacich s pancierovými vrstvami podlahy vyskytuje v relizáciách v letnom alebo zimnom období. Metóda „mokrý do mokrého“ je menej citlivá na vplyv prostredia, pretože už samotná vrstvička „vsypu“ sa aplikuje vo forme malty, ktorá sa samostatne mieša. Na 5 kg materiálu sa spravidla pridáva cca. 1 liter vody. Je dôležité dodržať dávkovanie vody. Pri použití riedkej zmesi sa nedá dosiahnuť rovnomerná hrúbka, vylúčiť zmrašťovacie trhliny a farebná nejednotnosť povrchu. Zmes sa dôsledne zhomogenizuje. Takáto hustá hmota sa následne nanáša na čerstvý, ale už pochôdzny povrch betónu. Pri rozprestieraní materiálu treba skontrolovať vodorovnosť vrstvy. Táto technológia je zvlášť vhodná pre podlahy s intenzívnou nákladnou dopravou a pri použití svetlých farebných vsypov, kde je hlavnou požiadavkou estetickosť a homogénna farba povrchu.
Ktorúkoľvek technológiu použijeme, pancierová úprava sa odporúča chrániť špeciálnym náterom/nástrekom, napr. na akrylovej báze (vždy však súčasť produktového radu výrobcu vsypu). Spĺňa dve funkcie – chráni podlahové vrstvy a vytvára čistiteľný a bezprašný povrch. To všetko tým, že uzatvára povrch proti odparovaniu vody z hydratujúceho cementového kompozitu.
Odlupovanie/delaminácia
Pre správne spolupôsobenie, najmä pri zaťažení šmykovými silami vyvodenými zrýchľujúcou, spomaľujúcou alebo odbočujúcou manipulačnou technickou je nevyhnutné kvalitné spojenie týchto dvoch vrstiev. Predpokladom pre kvalitné spojenie je kvalitný povrch nosnej vrstvy podlahy, vo všeobecnosti sa hodnotí pomocou pevnosti v ťahu povrchových vrstiev. Pre rôzne iné (pripojené) vrstvy podláh sú stanovené limitné hodnoty. Pre aplikáciu vsypu sú však irelevantné a nedajú sa skontrolovať, až ex-post. Takáto požiadavka sa preto prenáša vo forme súdržnosti vsypu s podkladom práve do rozhrania týchto dvoch vrstiev.
Delaminácia je pomenovanie straty súdržnosti medzi nosnou vrstvou podlahy a tenkovrstvou povrchovou úpravou, v tomto prípade pancierovou vrstvou vsypu. Prejavy je možné rozdeliť na akustické a vizuálne. Akustickými prejavmi sú napríklad ostré a úsečné. S ohľadom na nízke množstvo uvoľnenej energie praskaním, tieto akustické prejavy nie sú hlasné, skôr naopak.
Iným akustickým prejavom je tzv. dutý zvuk pri poklepe podlahy v mieste delaminácie vsypu. Vizuálne prejavy zväčša začínajú ako nenápadné jemné trhlinky vo forme napríklad hexagonálnej siete. Takéto trhlinky zvyknú mať šírku spočiatku napr. 0,05 mm. Na prvý pohľad sú prítomné len vo vsypovej vrstve. Vo všeobecnosti sa akceptujú trhlinky v podlahách do šírky 0,10 mm. V tomto prípade však šírka nie je rozhodujúca. Je na zvážení investora a dohode so zhotoviteľom (aj s ohľadom na špecifikáciu požiadaviek na podlahu), ako budú ďalej pokračovať. Či ponechajú miesta „na pozorovanie“ alebo pristúpia k diagnostike alebo dokonca ihneď k oprave (lokálnej alebo celoplošnej). Ak sa dohodnú na pozorovaní alebo diagnostike, tak je dôležité určiť plošný rozsah a identifikovať nejaké širšie súvislosti. S ohľadom na to sa zvolí vhodná metodika s relevantným rozsahom.
Najjednoduchším spôsobom je cielená kontrola akustickým trasovaním miest, ktoré obsahujú takéto trhlinky. Keďže hydratácia je dlhodobý proces a s ňou súvisia aj objemové zmeny, dá sa usudzovať, že stav zistený vo veku podlahy napríklad 28 dní môže byť zásadne odlišný od toho, ktorý sa zistí o pol roka alebo o rok. Miesta náchylné na delamináciu sa môžu pri odovzdávaní diela javiť ako bezproblémové ak sa použije len akustické trasovanie.
Ak sa však pristúpi aj k nedeštruktívnym alebo mierne deštruktívnym metódam, dá sa presnejšie identifikovať riziko straty kohézie súvrstvia v budúcnosti. Takouto nedeštruktívnou metódou (s nižšou výpovednou hodnotou) je stanovenie rovnomernosti tvrdosti povrchu. Vyššiu výpovednú hodnotu má už mierne invazívna metóda – meranie pevnosti v ťahu povrchových vrstiev. Pre podlahy sa predpisuje skúša a vyhodnocuje postupom „B“ podľa prílohy B STN 73 6242: 2010. Vo výpočte pevnosti sa uvažuje skutočný rozmer priemeru lomovej plochy do roviny terča. Prídržnosť povrchovej úpravy sa skúša postupom „A“, „C“ alebo „D“ podľa prílohy B STN 73 6242: 2010. Skúšobný postup sa volí podľa materiálu skúšanej povrchovej úpravy. Vo výpočte sa uvažuje skutočný rozmer priemetu lomovej plochy do roviny terča. Ak sa pristúpi k tejto skúške, pre správnu interpretáciu je potrebné brať do úvahy teploty pri ktorej sa skúška vykonáva, spôsob vymedzenia plochy terča voči podlahe a rýchlosť zaťažovania.
Existuje viacero príčin vzniku delaminácie. Zvyčajne býva súhrou viacerých okolností, resp. spolupôsobením viacerých mechanizmov. Keďže dokazovanie je technicky aj finančne náročné a navyše citlivosť prístrojov pri niektorých analýzach je porovnateľná s obsahom skúmanej látky, prvku alebo zlúčeniny, spravidla nie je možné podať jednoznačné stanovisko, ktorá z príčin bola prevládajúca.
Ako sme už povedali, rozhodujúcimi faktormi pre úspešnosť aplikácie vsypu sú kvalitná a rovnorodá betónová doska podlahy, ktorá nemá lokálne výkyvy vodného súčiniteľa, nemá nedohutnené miesta s obsahom voľnej vody a na výrobu betónu neboli použité plastifikátory, ktoré v spojitosti s podmienkami prostredia ovplyvňujú negatívne priebeh tuhnutia betónu.
Vsyp po zahladení vytvára veľmi hutnú (parotesnú) membránu, ktorej difúzny odpor sa ešte zvýši po aplikácii ošetrujúceho a vytvrdzujúceho náteru/nástreku. Akékoľvek nadmerné množstvo vody v betóne preto nemá kam difundovať a ostane na rozhraní betónu a vsypovej vrstvy. Lokálnym zvýšením vodného súčiniteľa tu spôsobí odlišné objemové zmeny, ktoré sa prejavia delamináciou. Lokálne zvýšenie vodného súčiniteľa môže byť spôsobené viacerými faktormi, napríklad: nedostatočne premiešaný betón, nedohutnený betón alebo skorý začiatok aplikácie vsypu a jeho hladenia. Inou možnosťou je použitie prísad, ktoré sú charakteristické vedľajším efektom čiastočného prevzdušnenia. Plyn z neželaného prevzdušnenia opäť naráža na difúznu bariéru a môže spôsobiť delamináciu. V extrémnom prípade môže byť príčinou aj dramatická zmena hrúbky vsypu na malej ploche a vyvolané vnútorné napätia z objemových zmien.
PETER BRIATKA, JANA OLŠOVÁ, MAREK ĎUBEK
foto archiv autorov a pixabay.com
Citované a súvisiace dokumenty:
1) STN 74 4505: 2013 Podlahy. Spoločné ustanovenia. Navrhovanie a zhotovovanie.
2) STN EN 13813:2003 Poterové materiály a podlahové potery. Poterové malty a poterové hmoty. Vlastnosti a požiadavky.
3) STN 73 6242: 2010 Vozovky na mostoch pozemných komunikácií. Navrhovanie a požiadavky na materiály.
4) BRIATKA, P. A P. MAKÝŠ. Priemyselné podlahy v súčasnosti 1 – …materiály ovplyvňujú návrh a návrh ovplyvňuje životnosť, Bria Invenia, Nitrianske Rudno, 2017.
5) BRIATKA, P. A P. MAKÝŠ. Priemyselné podlahy v súčasnosti 2 – …technológie zhotovovania a ošetrovania pre dlhú životnosť bez porúch, Bria Invenia, Nitrianske Rudno, 2017.
6) HELA, R., P. KLABLENA, J. KRÁTKÝ, J. PROCHÁZKA, P. ŠTĚPÁNEK A J. VÁCHA. Betonové průmyslové podlahy, ČKAIT, Praha, 2006.
7) SVOBODA, P., J. DOLEŽAL. Průmyslové podlahy a podlahy v objektech pozemních staveb. Jaga group, Bratislava, 2007.
8) UNČÍK, S. Prísady do betónu – klasifikácia, princíp pôsobenia, vplyv na vlastnosti betónu, Výroba betónu 2002. TU Košice, SAVT Bratislava, SSVTS, 2002.
9) Delamination of Concrete industrial Floors – Data Sheet, Cement Concrete & Aggregates Australia, 2009.
10) Delamination of Concrete Industrial Floors – On site, Cement Concrete & Aggregates Australia, 2009.
11) Surface delamination in slab on ground construction – A report based upon site experience & observation in the Auckland region, ISBN 171-4204, TR 09, Cement & Concrete Association New Zealand, 2002.
12) Delamination of Troweled Concrete Surfaces, Concrete in Practice (CIP 20), NRMCA
13) Maarten, A., Broekmans, T.: Microscale sedimentary transport phenomena reveal the origin of delamination in an industrial floor, Materials Characterization, Vol. 53, 2004, pp.: 233– 241.
Ing. Peter Briatka, PhD., (*1982)
je absolventem Stavební fakulty STU. V současnosti působí ve společnosti Inžinierske stavby (člen skupiny Colas). Specializuje se na technologii betonu, objemové změny betonu, jeho trvanlivost a nedestruktivní zkušební metody. Je členem technických komisí TK 5 a ACI 201, 209 a 308.
Ing. Jana Olšová (*1989)
je absolventkou Stavební fakulty STU v Bratislavě, kde v současnosti působí jako doktorandka v oblasti výzkumu výztuže asflatových vozovek v dopravním stavitelství. Zároveň působí ve společnosti Bria Invenia, kde se věnuje řízení kvality.
Ing. Marek Ďubek, PhD., (*1984)
působí jako pedagog na Stavební fakultě STU. Specializuje se na počítačové aplikace pro přípravu a řízení staveb, technologie hrubých staveb a oceňování staveb a stavebních prací.
