Sanace betonu
Partneři sekce:
Téma sanace je velmi široké a rovněž tak i definice a normy, které se touto oblastí zabývají. Pře-hledný souhrn informací z této oblasti může jednak usnadnit komunikaci pracovníků odborných firem s investory sanačních prací a současně poskytuje základní přehled o sanaci betonových konstrukcí, patřících mezi specifické oblasti stavebnictví. Uvedená vymezení a specifikace jsou převzaty z dostupné technické literatury a platných předpisů.
Rozdělení hmot v závislosti na druhu sanace betonových konstrukcí
Toto základní rozdělení jednoduchou formou definuje oblasti aplikace sanačních materiálů, systémů a skupin:
• antikorozní ochrana výztuže,
• kontaktní můstky,
• penetrace,
• hrubé reprofilace do 50 mm,
• jemné reprofilace do 5 mm,
• reprofilační hmoty nanášené stříkáním:
a) suché stříkání,
b) mokré stříkání,
• ochranné imisní a protichloridové nátěry hydrofobizační:
a) základní,
b) pružné,
c) transparentní,
• speciální pochůzné těsnicí hmoty,
• stěrkové (nátěrové) pochůzné izolace,
• zálivkové a kotvicí hmoty,
• injektážní hmoty.
Technické požadavky na výrobky a hmoty pro sanace betonových konstrukcí
Hmoty a výrobky určené k opravě betonových konstrukcí musejí splňovat určité základní požadavky ověře-né kontrolními zkouškami. Vlastnosti těchto materiálů závisejí především na tom, zdali jde o reprofilační hmoty, nebo o povlaky a nátěry.
Hmoty pro opravu betonových povrchů a vrstev (reprofilační hmoty) nezatížených provozem vyžadují:
• soudržnost vrstev hmot pro opravy podle ČSN 73 6242,
• odolnost proti působení chemických rozmrazovacích látek (CHRL),
• požadovaná pevnost v tlaku
– min. 30 MPa pro opravy nosných prvků,
– min. 25 MPa pro opravy ostatních konstrukčních částí,
• pasivní účinek na ocel (pH > 11),
• minimální objemová hmotnost hmoty po vytvrdnutí 1 800 kg/m3,
• vodotěsnost hmot pro opravy podle ČSN P ENV 206,
• hmoty pro opravy nesmějí být při zrání ani po vytvrzení náchylné ke vzniku trhlin,
• variační koeficient souboru hodnot objemových hmotností zkušebních těles zhotovených z jednoho druhu hmoty pro jeden objekt musí být větší než 4 %,
• variační koeficient souboru pevností v tlaku na jednom objektu musí být menší než 15 %,
• pevnost v tahu za ohybu musí být větší než 5,5 MPa,
• smršťování během tvrdnutí nesmí překročit hodnotu 0,5 %,
• koeficient délkové teplotní roztažnosti může být maximálně 14 × 10–6,
• statický modul pružnosti musí být menší než 30 GPa, není-li stanovena pro konkrétní případ hodno-ta vyšší (doložena výpočtem).
Povlaky a nátěry OS-B až OS-F blokující průnik plynných a tekutých látek do povrchu konstrukce pro opravy betonových povrchů nezatížených provozem:
• odolnost vrstvy povlaku proti vlivu vody a CHRL podle ČSN 73 1326,
• soudržnost ve spoji s betonovým podkladem podle ČSN 73 6242,
• schopnost přenosu cyklického pohybu konstrukčních a nekonstrukčních trhlin bez porušení 0,0 až 0,2 mm při teplotě do –20 °C,
• nepropustnost pro vodu a CO2,
• propustnost pro vodní páru – difuze (ČSN 73 2580),
• odolnost vůči ultrafialovému záření,
• odolnost vůči ostatním vlivům v místě aplikace (fyzikálně-mechanické, chemické a biologické namáhání),
• povrch by neměl zachytávat nečistoty, neměly by se na něm tvořit výkvěty a povlaky a měl by přijatelně esteticky působit,
• životnost povlaků a nátěrů by při běžné stavební údržbě měla být nejméně 30 let.
Způsobilost pracovníků při realizaci oprav
Pracovníci podílející se při realizaci oprav na výrobě hmot pro opravy na stavbě a jejich zpracování musejí být školeni a musejí disponovat odpovídajícími znalostmi a zkušenostmi pro danou práci. Po celou dobu výroby hmot pro opravu i na správnou aplikaci systémů oprav musí dohlížet zodpovědný pracovník. Před zahájením prací je důležité, aby mistr nebo stavbyvedoucí prokazatelně seznámil pracovníky s pracovními postupy, jejich návaznostmi a způsobem provádění.
Technologické postupy prací
Příprava povrchu betonu
Na začátku všech sanačních prací je velmi důležitá příprava povrchu betonu, která zahrnuje odstranění chemicky, fyzikálně a mechanicky narušených částí a neutralizovaných nebo agresivními látkami zasažených povrchových vrstev betonu. Cílem je zajistit hutný a únosný podklad pro aplikaci hmot pro opravy. Součástí technologie je i očištění betonářské výztuže od korozních produktů. Je však důležité, aby při odstraňování povrchových vrstev betonu nebyla ohrožena kvalita a stav ocelové betonářské výztuže. Beton musí zůstat v jádře průřezu nepoškozený, stejně jako se nesmí poškodit prvky příslušenství konstrukcí (mostní ložiska, závěry, odvodňovače a jiné vestavby). Homogenní struktura betonu musí zůstat bez narušení trhlinami a mikrotrhlinami a nesmí dojít k podrcení betonu. Při odstraňování povrchových vrstev betonu nesmí dojít ke snížení statické způsobilosti konstrukce.
| Technologie používané k odstraňování povrchových vrstev betonu: • vysokotlaký vodní paprsek • ruční odsekávání pomocí elektrických nebo pneumatických kladiv • otryskávání křemičitým pískem nebo tříděnou strukturou za mokra • brokování • pneumatické pemrlování • frézování • broušení svislými dia kotouči za mokra nebo rotačními nástroji se segmenty z tvrdokovu za sucha s odsáváním prachu • kartáčováním ocelovými rotačními kartáči |
Úprava povrchu výztuže
Odkrytá betonářská, případně tuhá výztuž musí být dokonale očištěna od korozních produktů a ihned ošetřena vhodným antikorozním povlakem, který musí být hutný a zcela souvislý, a to i na obtížně přístupných plochách. Na povrchu výztuže nesmějí být ponechány žádné nesoudržné korozní produkty.
Odkrytá předpínací výztuž musí být ošetřena výhradně postupem stanoveným pro konkrétní případ specializovaným projektantem a odsouhlasena korozním specialistou.
Přidávání a náhrada betonářské výztuže
Doplňovat a přidávat beton nebo výztuž lze pouze podle detailů předem zpracované projektové dokumentace. Před započetím prací je též nutné vypracovat specializovaný technologický postup s ohledem na specializovanou činnost, která se bude vykonávat (např. výběr vhodných elektrod pro sváření, postup z hlediska ohřevu a ochlazování výztuže). V místech doplnění novou výztuží nesmí být za žádných okolností přerušovaná původní (a to ani oslabená) betonová výztuž. Také nesmí dojít k vnášení přídavných tahových a tlakových napětí do konstrukce. U dodatečně přikládané ocelové výztuže se elektricky vodivé propojení svary neprovádí, existuje-li nebezpečí vzniku korozních článků (makročlánků) na oceli v betonu. Toto musí posoudit specialista na korozi.
Přikládání vnější výztuže
Tuto technologii nelze provádět bez řádného statického výpočtu zatížitelnosti konstrukce. Navržený systém pro přikládanou vnější výztuž musí být odzkoušen a dokladován výsledky průkazných zkoušek.
Krytí výztuže
Minimální tloušťky krycí vrstvy betonu nebo hmot pro opravy pro všechny druhy betonářské a předpjaté výztuže a třídu, druh a další vlastnosti je nutno navrhovat a provádět na základě vlastností prověřených průkaznými zkouškami a typu příslušného konstrukčního prvku a prostředí (stupně agresivity), ve kterém se prvek nachází. Dostatečné krytí výztuže betonem je třeba zajistit nejen u nově zhotovených dílců a monolitických částí, ale i v částí původní konstrukce opravovaných betonem, popř. hmotou pro opravy.
Injektáže trhlin a spár
Před injektáží trhlin a spár v betonu nosných konstrukcí, nádrží, potrubí a spodních staveb betonových objektů musí být jako podklad pro návrh a pro vypracování technologického předpisu proveden diagnostický průzkum. Jeho rozsah musí být zvolen tak, aby byla určena jejich příčina a všechny znaky trhlin včetně jejich hloubky a rozevření. Závazným podkladem pro převzetí opravy trhlin jsou kontrolní vývrty provedeny a vyhodnoceny zhotovitelem za přítomnosti správce stavby, neurčí-li správce stavby jinak. Vývrty se musejí provést tak, aby nedošlo k poškození konstrukce a aby nebyla snížena její únosnost.
| Mezní odchylky a tolerance: • maximální plocha viditelné vzduchové bubliny (kaverny) v líci konstrukce je 1 cm2 • maximální hloubka dutiny pod povrch je 5 mm • maximální hustota vzduchových bublin (kaveren) o ploše 0,5 až 1 cm2 je 10 ks na 1 m2 povrchu plochy Takto pohledově narušených ploch může být však nejvýše 10 % na opraveném objektu. |
Vzhled a úprava povrchů hmot pro opravy na betonových konstrukcích
Vzhled různých částí opravených betonových konstrukcí by měl mít homogenní strukturu a zabarvení. Po-vrch opravovaných a nových betonových částí a betonových částí konstrukcí po opravě musí být hutný, uzavřený, bez výskytu dutin a hnízd. Parametry jakosti povrchu (odchylky od rovinatosti povrchů, odchylky od přímosti, kolmosti a rovnoběžnosti hran, maximální přípustné prohlubně a výstupy, odskoky dílců bednění, struktury povrchu) stanovuje projektová dokumentace a předem je odsouhlasuje správce stavby.
Všechna hnízda, kaverny a dutiny (větší a četnější, než je stanoveno) a jiné vady se musejí opravit techno-logií schválenou správcem stavby. Oprava vady však nesmí snížit pohledové vlastnosti konstrukce a musí spolehlivě zajistit trvalou ochranu výztuže a trvanlivost konstrukce. Z estetických důvodů by měl odstín hmoty pro opravu odpovídat odstínu celé plochy.
Větší konstrukční části, které nelze opravit v jednom pracovním záběru bez přerušení prací, musejí být vhodně konstrukčně a opticky rozčleněny pracovními spárami. Pokud způsob rozčlenění není předepsán a odsouhlasen projektovou dokumentací, před prováděním prací se předloží k odsouhlasení správci stavby a provede se o tom zápis do stavebního deníku. Je nutné zabránit znečištění povrchu betonových původních nebo již opravených pohledových ploch v průběhu provádění prací (např. zbytky korozních zplodin, organickými látkami, odbedňovacími prostředky, zbytky po svařování apod.).
Skruže, pracovní lešení, pomocné konstrukce i použití pracovních mechanizmů se navrhují a provádějí tak, aby nebyly příčinou devastace povrchu pohledových betonových ploch.
Za trvanlivé odstranění vad se nepovažují ta opatření, jejichž životnost je nižší než životnost předmětné konstrukční části.
Vzhled a úprava spár betonu, vytváření a opravy spár, zalévání, tmelení a odvodnění spár
Dilatační, styčné i běžné konstrukční spáry je nutno provádět tak, aby zabezpečily nejen dobrou funkční spolehlivost, ale aby působily i dobrým estetickým dojmem. Hrany pracovních a dilatačních spár musejí být upraveny zkosením pod úhlem 45° od čelné roviny s délkou přepony 10 až 15 mm. Hlouběji pod tímto zkosením musí být vytvořena přiměřená drážka, která je potřebná pro trvalé utěsnění, jehož povrch musí zasahovat až část spáry s rovnoběžnými povrchy. Vytvářet kónické části spáry tmelem se nesmí. Spáry musejí být utěsněny tak, aby se zabránilo prosakování vody.
Pokud jsou při opravě betonových konstrukcí použity spínací tyče bednění, musí být spolehlivým způsobem zajištěna následná nepropustnost konstrukce v místech otvorů ponechaných v konstrukci a úprava povrchu betonu v okolí otvorů. V konstrukci lze ponechat pouze uzavřené trubky prostupů spínacích tyčí z nekorodujícího a nehnijícího materiálu. Pro úpravy průniků těchto prostupů jednotlivými vrstvami systému opravy musejí být ve fázi dokumentace stavby navrženy podrobné detaily. Pokud při opravě nových konstrukcí z typových nosníků budou ponechány původní monolitické betonové výplně mezi nosníky, je nutno zajistit odvodnění vnitřních povrchů (dno dutiny) mezi dolními přírubami nosníků. K tomu lze využít původní prostupy spínacích tyčí bednění, otvory je však nutno za tím účelem vhodně upravit.
Ing. Martin Míša
Foto: archiv společnosti BASF Stavební hmoty Česká republika, s. r. o.
Autor je odborným poradcem divize sanace, izolace staveb ve společnosti BASF Stavební hmoty Česká republika, s. r. o., Chrudim, kancelář Ostrava.
Literatura
(1) TKP Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací.
(2) TP 89 Ochrana povrchů betonových mostů proti chemickým vlivům, MDS, 1996.
(3) TP 88 Oprava trhlin v betonových konstrukcích, MDS, 1996.
(4) TP 72 Diagnostický průzkum mostů pozemních komunikací, MDS, 1995.
(5) TP 121 Zkušební a diagnostické postupy pro mosty a ostatní konstrukce PK, MDS, 1999.
(6) TP 120 Údržba, opravy a rekonstrukce betonových mostů, MDS, 1999.
(7) ČSN 73 2400 Provádění a kontrola betonových konstrukcí.
(8) ČSN 73 2401 Provádění a kontrola konstrukcí z předpjatého betonu.
(9) ČSN 73 2430 Provádění a kontrola konstrukcí ze stříkaného betonu.
(10) ČSN 73 2480 Provádění a kontrola montovaných betonových konstrukcí.
(11) ČSN 73 6200 Mostní názvosloví.
(12) ČSN 73 6221 Prohlídky mostů pozemních komunikací.
(13) ČSN 73 6242 Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací.
(14) ČSN ISO 9690 Klasifikace podmínek agresivního prostředí působící na beton a železobetonové konstrukce.
(15) ČSN P ENV 206 BETON Vlastnosti, výroba, ukládání a kritéria hodnocení.
(16) ENV 1504-9 Výrobky a systémy pro ochranu a opravu betonových konstrukcí (definice, požadavky, kontrola jakosti a vyhodnocení shody – část 9, obecné zásady použití výrobků a systémů)
