Hydrofobizace v mostním stavitelství

V mostním stavitelství jsou hydrofobní impregnace hojně používanou ochranou železobetonových konstrukcí. Nejčastěji v kombinaci s ochrannými nátěry vytváří komplexní ochranu před vodou a agresivními látkami, které jsou ve vodě rozpuštěné. Avšak i samostatně použitá hydrofobní impregnace může mít životnost přesahující 10 let. V dosavadní praxi se uplatňují pouze impregnace s nižší životností z důvodů nižších počátečních nákladů, avšak s nepoměrně kratší životností.

Hydrofobní impregnace
Hydrofobní impregnace tvoří převážně silikony. Základním stavebním kamenem je oxid křemičitý a další organické sloučeniny, které určují výsledné vlastnosti impregnace. Oxid křemičitý zajišťuje přídržnost k podkladu, který jej rovněž obsahuje. Organické sloučeniny zůstávají na povrchu, jsou pevně zakotveny do podkladu a výrazně mění smáčivost povrchu kapilár.

Díky snižování nasákavosti povrchu vodou působí jako ochrana před vnikáním chloridů, a zároveň zůstávají paropropustnými. Schopnost odpuzovat vodu se snižuje vlivem UV záření a abrazí vody. Nejdůležitějším kritériem trvanlivosti je hloubka penetrace.

Hydrofobní impregnace, použití, klasifikace a zkoušení jsou popsány v harmonizované normě ČSN EN 1503-2. Zde jsou používány jako ochrana proti vnikání (zásada č. 1, metoda 1.1), ovlivnění vlhkosti (zásada č. 2, metoda 2.1) a zvýšení odporu (zásada č. 8, metoda 8.1). Norma dělí hydrofobní impregnace kromě jiného dle hloubky penetrace, a to do dvou tříd:

• I. třída – hloubka penetrace <10 mm (normový beton, w/c = 0,7),
• II. třída – hloubka penetrace >10 mm.

Dalším předpisem popisujícím problematiku je TKP ŘSD kapitola 31 – Opravy betonových konstrukcí. Zde se impregnace nacházejí v ochranném systému S1 samostatně a v systému S2 v kombinaci s ochranným nátěrem. Tento předpis nechává na projektantovi, kterou technologii zvolí, jestli silanovou nebo siloxanovou. Mezi nimi jsou ale podstatné rozdíly, které dále předpis neřeší.

Chemické báze
Existují tři technologie hydrofobních impregnací:

Silikonát
Malá, ale polární molekula, která nedosahuje výrazné hloubky penetrace – třída I. Nevhodné na beton. Nepoužívá se v mostním stavitelství.

Siloxan
Velká molekula s malou hloubkou penetrace – třída I. – na většinu podkladů včetně betonu. Funguje jako dočasná chloridová brzda nevhodná pro trvalé zatížení CHRL (chemickými rozmrazovacími látkami).

Silan
Malá molekula s velkou hloubkou penetrace – třída II – pouze na beton. Funguje jako trvalá chloridová bariéra, výrazně ovlivňuje vliv CHRL a díky velké hloubce penetrace brání vnikání chloridů i trhlinami do 0,4 mm.

Reference – dálniční most Vchynice
Prvním významným projektem v ČR, kde byla použita silanová hydrofobní impregnace, je dálniční most na dálnici D8, stavba 0805, SO B 202, most Vchynice.

Účelem použití impregnace bylo zajištění dlouhodobě nízké nasákavosti betonu a zvýšení jeho odolnosti vůči CHRL. Požadavkem bylo, aby navržená ochrana byla dlouhodobá a bezúdržbová. Beton třídy C80/95 vykazoval velmi těsnou strukturu, a aby byla dosažena plánovaná hloubka penetrace 6 mm, byla navržena silanová hydrofobní impregnace (II. třída) s podílem aktivní složky 99 % – Sikagard-705L.

Cílem průkazních zkoušek bylo stanovit celkovou spotřebu materiálu Sikagard-705L a počet aplikačních kroků tak, aby byla dosažena cílová hloubka penetrace 6 mm, kdy je zaručena dlouhodobá životnost ochrany (více než 10 let). Byla ověřena funkčnost ochrany v této spotřebě zkoušením nasákavosti povrchu a cyklováním s CHRL metoda C. Zkoušky zajišťoval Kloknerův ústav ČVUT, který prováděl i kontrolní zkoušky nasákavosti na konstrukci.

Mostní objekt se bude průběžně sledovat na účinnost ochrany kontrolními zkouškami nasákavosti, a tím se stanoví termín obnovy impregnace.

Aplikace z vysokozdvižných plošin probíhala v srpnu 2011 nástřikem čtyř vrstev s celkovou spotřebou 400 g/m², která byla důsledně kontrolována odvažováním materiálu používaného pro určitou plochu. Ošetřené plochy byly zdokumentovány, neboť po vyschnutí je hydrofobní impregnace vizuálně neidentifikovatelná. Materiál je méně citlivý na klimatické podmínky, v případě vyšší vlhkosti podkladu do něj vsakuje pomaleji.

Hloubkově penetrující hydrofobní impregnace mohou prodloužit životnost v mostním stavitelství tím, že účinně brání vnikání všech vodou rozpustných agresivních látek, jako jsou chloridy nebo sírany.
Zkušeností z praxe je mnoho a ukazují na zvýšení odolnosti po ošetření. Ukazuje se, že produkty s nízkým obsahem aktivních látek nebo malé množství použitého prostředku neposkytují dostatečnou penetraci betonu a pod vlivem prostředí ztrácejí rychle své účinky.

Vhodnost odpovídajícího produktu by měla být určena podmínkami konkrétního projektu. Průkazní zkoušky by měly být provedeny vždy a měly by stanovit spotřebu zaručující cílovou hloubku penetrace.

V mostním stavitelství v ČR by hydrofobní impregnace měly být vždy označeny značkou CE dle ČSN EN 1504-2 a měly by odpovídat třídě II (hloubka penetrace), pokud mají plnit funkci ochrany vůči CHRL a mrazovým cyklům.

TEXT: Ing. Daniel Schönfelder
FOTO: Sika CZ, s. r. o.

Autor je obchodně-technickým pracovníkem ve společ­nosti Sika CZ, s. r. o., se specializací na sanace a ochranu betonu, statické zesilování staveb a podlahové systémy.

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.