V současné době, kdy se potřeba údržby a oprav panelových domů stává stále naléhavější, je zapotřebí podat zájemcům o provádění sanací a rekonstrukcí těchto domů komplexní informaci o metodách a materiálech používaných při těchto pracích. Protože prostředky, které na tento účel budou zapotřebí, jsou doposud značně omezené, soustřeďuje se předkládaná zpráva výlučně na opravy nosné betonové a železobetonové konstrukce panelových domů.
Úvod do Sanace Betonových Konstrukcí
Sanace betonových a železobetonových konstrukcí je relativně mladý obor stavební činnosti. Péče o nájemní bytové domy byla v minulých desetiletích celou společností výrazně podceňována. Náprava, která přichází se změnou vlastnických vztahů k bytovým domům, je doposud pomalá a v řadě případů málo efektivní. Tato tvrzení platí zejména pro panelové bytové domy postavené z velkoplošných železobetonových panelů.
Podle údajů European Demolition Association (Evropské společnosti pro demolice) činí průměrná doba životnosti betonové konstrukce zhruba 50 let. Konstrukce špatně provedené, nadměrně zatěžované a poškozované provozem (asi 20 %) mají životnost zhruba 30 let. Je-li betonová konstrukce řádně udržována, potom lze její životnost prodloužit na odhadovaných 80-90 let. Protože se u nás na panelovou technologii přecházelo z klasického zdění v podstatě skokem, bez dokonalého zvládnutí projektové dokumentace a následného provádění, je třeba u nejstarších panelových bytových domů spíše počítat s nižší životností a se zvýšenou potřebou údržby a oprav nosné konstrukce.
Po ukončení rozsáhlé panelové výstavby je v České republice asi 62 500 bytových panelových domů s 1 200 000 byty. Tento objem představuje bydlení přibližně pro 3 200 000 obyvatel, tj. asi pro jednu třetinu populace ČR. Nosná železobetonová konstrukce po jisté době užívání, kdy je vystavena všem vnějším vlivům, obvykle vyžaduje sanaci. Tím rozumíme odstranění částečného fyzického opotřebení nebo poškození různých částí objektu tak, aby tyto části byly uvedeny do provozuschopného stavu obnovením jejich provozní kvality, užitkovosti a bezpečnosti.
Rekonstrukce je zásahem do stavební konstrukce, která má za následek změnu stávajících technických parametrů. Technologie sanačních a rekonstrukčních prací vyžaduje rozdělení na opravy prováděné výlučně v interiérech domů a na práce prováděné na vnějším plášti objektu. Opravy v interiérech jsou obvykle komplikovány tím, že objekty se při stavebních pracích stále užívají. Dále mohou být příčinou poruch technologické chyby při výrobě dílců a jejich montáži (např. neúplné vyplnění spár stykovým betonem) nebo vlivy chemických látek v ovzduší, případně vnikajících do konstrukce při jejím užívání (tzv. karbonatace, resp.
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
Materiály pro Sanaci Betonových Konstrukcí
Z vyspělých zemí, které s opravami betonových staveb začaly mnohem dříve, přichází k nám spolu se zkušenostmi ze sanací betonových konstrukcí i velké množství stavebních materiálů různých obchodních značek. Úkolem předkládané publikace je provést zevšeobecnění této problematiky a umožnit dostatečnou orientaci v nabídce stavebních firem. Je tomu věnována celá druhá kapitola.
Dosavadní poznatky nás přesvědčují, že je zapotřebí volit pro jednotlivé druhy oprav ucelené materiálové systémy od jednoho výrobce. Úspor na investičních nákladech bez rizika následných vad lze dosáhnout jedině optimální volbou vhodných materiálových systémů pro příslušné skupiny poruch a závad.
Poruchy Betonových Konstrukcí a Jejich Sanace
Z hlediska bezpečnosti a životnosti konstrukce mají uváděné poruchy různou závažnost. Velmi vážné jsou poruchy, u kterých dochází ke změnám statického schématu konstrukce, vzniku nových kloubů, ztrátě tuhosti a velké redistribuci zatěžovacích sil.
Trhliny
Trhliny neaktivní, tj. pasivní (nerozvíjející se, stabilizované), které neohrožují statickou funkci konstrukce. Jsou-li však v exteriéru, potom mohou způsobit korozi výztuže a urychlit degradaci betonu tím, že umožňují vodním parám a plynům hlouběji vnikat do pórovité struktury betonu. Tyto trhliny lze zpravidla sanovat (opravit) nátěry, hloubkovým zatmelením, nízkotlakovou injektáží, popř. je pouze zakrýt oplášťováním apod. Při volbě sanačního materiálu se řídíme šířkou neaktivní trhliny.
- Menší trhlinu je možné sanovat pomocí nízkotlaké injektáže nízkoviskózní epoxidovou hmotou nebo nátěrovým systémem, který trhliny vyplní, přemostí a zpomalí působení oxidu uhličitého.
- Střední trhliny se vhodně nízkotlakově injektují tixotropní epoxidovou hmotou a větší trhliny vysokotlakově epoxidovou pryskyřicí s vhodným plnivem.
- Větší trhlinu je možné mechanicky rozšířit až na 5 mm a vyplnit plastickou nebo elastickou hmotou, např. polyuretanovou pěnou nebo mechovou pryží, překrytou polymercementovým tmelem.
Trhliny aktivní (rozvíjející se, nestabilizované), které se postupně prodlužují a rozšiřují. Tím mohou signalizovat následné vážné porušení betonového prvku, případně až zhroucení narušené konstrukce. Aktivní trhliny jsou obvykle střední a větší šířky a postupem času se stále rozšiřují. Je to způsobeno stálým zaklíňováním odlomených částí betonu v trhlině, které neumožňují její zpětné sevření. Sanace aktivních poruch je náročnější, protože zpravidla je vždy nutné rekonstruovat, tj. obnovit statickou funkci narušené části (stykový spoj, hloubku uložení dílce).
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
Pro tyto sanace se vyvíjejí pružné nátěry, které mohou přemostit aktivní trhlinky a nejsou při tom poškozovány při pohybech betonového podkladu. Nátěry se vyrábějí se základem z akrylátových disperzí nebo polyuretanů. Příkladem je jednosložková barva na bázi akrylátových pryskyřic ve vodním roztoku.
Koroze Betonu
Závažnost koroze betonu, která může vést až k odlupování krycích vrstev výztuže, je dána místem poruchy, prostředím, ve kterém konstrukce stojí, a zjištěnou rychlostí postupu koroze betonu i jeho výztuže. Sanace spočívá v odstranění narušené vrstvy betonu, očištění zkorodované výztuže (případně s jejím zesílením), v zamezení dalšího rezivění a v obnovení ochranné vrstvy betonu (reprofilace).
Poruchy Těsněných Spojů
Specifickou závadou železobetonových konstrukcí prefabrikovaných domů jsou poruchy těsněných spojů, které způsobují zatékání do dílců obvodových plášťů, jež může vést až k oddělování jednotlivých vrstev sendvičových dílců.
Malty a Omítky
Omítky ze SMS (suchých omítkových a maltových směsí) lze aplikovat v klasické skladbě, tj. jádro a štuková vrstva, vícevrstvě z univerzální omítkové směsi, nebo jednovrstvě. Zvláště při strojním nanášení jsou výhodné jednovrstvé omítky, které se po nanesení pouze stáhnou latí nebo uhladí ocelovým hladítkem. Pro výrobu omítek lze k mobilním zásobníkům přímo přiřadit omítací strojní soupravu, kterou obvykle zapůjčí firma spolu s dodávkou směsí. Tím odpadne veškerá ruční manipulace s materiálem a rovnoměrnost i rychlost nanášení omítky se značně zvýší.
Komplexně lze poruchy povrchů konstrukce řešit zhotovením zateplovacího systému. Je však třeba zdůraznit, že tyto systémy nejsou a nebudou všelékem na poruchy konstrukce.
Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu
Technologie Oprav
Při sanačních a regeneračních postupech volíme způsob technologie opravy podle umístění poruchy v konstrukci. Proto při opravách v interiérech musíme vybírat vhodné (ruční) nářadí a mechanizmy, zejména jsou-li práce prováděny v užívaném bytě.
Těsnící Materiály
Poznámka:Injektážní materiály jsou buď minerální nebo plastové. Minerální látky jsou výhodnější, protože jsou levnější a ředitelné vodou. Nejdou však jimi injektovat malé a střední trhliny.
Např. K tuhým těsnícím materiálům patřily hlavně cementové malty, tepelně izolační malty, asfaltové suspenze SAH, SA 4, SA 10, barevné spárovací tmely VUV 699. V počátcích panelové výstavby se asfaltové suspenze používaly jako vylepšení těsnění spár vyplněných cementovou maltou. Napenetrovaná zálivka byla opatřena vrstvou asfaltové suspenze v tloušťce 2 až 5 mm. Při větší tloušťce nanášené vrstvy docházelo velmi rychle k úbytku vody v suspenzi a tím ke smrštění nanesené vrstvy a jejímu popraskání.
Asfaltová suspenze v uvedené tloušťce ztrácela elasticitu při poklesu teploty pod ± 0oC a nebyla schopna přenášet větší dilatační pohyb panelů vyvolaný objemovými změnami.
Vzhledem k tomu, že si plastické tmely na olejové bázi ponechávají svou plastickou formu bez ohledu na teplotní rozdíly, jsou schopny přenášet dilatace ve spárách montovaných staveb v rozsahu 15 % původní šířky spáry. Vyžadují penetraci podkladu, případně i očištění spáry. Na povrchu, který přichází do styku s povětrností, se po nanesení do 36 hodin vytvoří film, který zabraňuje usazování prachu a umožňuje překrývat tyto tmely odpovídajícím barevným nátěrem.
U nás byly rozšířeny tři druhy tmelů, z nichž nejznámější byl tmel olejový panelový pružný (trvale pružný tmel TPT 31 0001), jehož životnost byla však velmi nízká, pouhých pět roků. Delší životnost, a to 10 let, měl asfaltoolejový tmel Barol. Butylkaučukový tmel s přídavkem vulkanizačního činidla nebo bez jeho přídavku měl životnost 15 let, stejně jako tmel Matador Kolorplast. Nevýhodou užití plastických tmelů je ale tzv. kapalinová migrace, kdy se kapalina z tmelu stěhuje do pórů či mikropórů sousedních materiálů a tím způsobuje tvoření skvrn.
Elastické tmely mohou být jednosložkové nebo dvou a více složkové. Typickým představitelem jednosložkového samovulkanizačního tmelu je tmel silikonový s životností přes 20 let. Silikonové tmely jednosložkové vulkanizují pomocí atmosférické vlhkosti vzduchu jako katalyzátoru. Z tub se vytlačují ruční nebo pneumatickou pistolí. V menší míře jsou rozšířeny i silikonové tmely dvousložkové. Naopak ve světě velmi rozšířené jsou dvousložkové tmely na bázi polysulfidů - thiokolů.
Katalyzátor a základní složka se promísí až těsně před použitím na stavbě a naplní do tub pomocí plnícího zařízení. Vlastní tmelení se provádí na penetrovaný podklad pomocí ruční nebo pneumatické spárovací pistole. Po nanesení tmele probíhá vulkanizace. K výhodám výše uvedených elastických (vulkanizačních) tmelů proti plastickým patří mnohem delší životnost - 20 až 30 let - dále možnost zatížení tmele, která je u plastického tmele vyloučena.
Pro tmelení a přetmelování spár se v současné době doporučuje jednosložkový nízkomodulový elastometrický silikonový stavební tmel, jakým je NITOSEAL 525. Základ tmelu tvoří speciálně vyvinutý polymerní systém vyznačující se lepšími technickými parametry, než mají běžné jednosložkové tmely. Brzy po nanesení (1 hodina) vytvoří tmel elastometrickou kůru a díky svému vytvrzovacímu mechanismu (reakcí se vzdušným kyslíkem) se v průběhu vytvrzovacího procesu přizpůsobuje pohybům ve spáře. Mechanické pevnosti nabývá tmel během 10 až 28 dní, podle velikosti spáry a povětrnostních podmínek.
Tmel vykazuje vynikající přilnavost k povrchu většiny stavebních materiálů, jako je beton, cihla, kámen, dřevo i hliník. Jeho nízký modul napomáhá snižovat namáhání, jemuž je spára vystavena, což je zvláště důležité u stykových ploch s nízkou pevností v tahu. Za normálních podmínek nezanechává tmel na většině stavebních materiálů skvrny. Díky tomu, že se dodává v široké paletě barev a v souvislosti s vynikajícími vlastnostmi pro zpracování (nanáší se pomocí pistole) je charakteristickým výsledkem čistá a pohledově upravená spára.
Typickým současným představitelem tohoto stavebního materiálu je EXPANDAFOAM - snadno stlačitelná výplň spár, která se vyrábí z uzavřeného pěnového polyetylénu a dodává se ve formě obdélníkových pásků nebo pásů kruhového průřezu. Tato výplň plní několik funkcí. Umožňuje dosáhnout správného poměru šířky tmelící spáry k její hloubce a pro tmel představuje pevnou podložku, zaručující, že tmel bude na stěny spáry správně natlačen a smočí je. Pokud dojde k pohybu ve spáře, funguje v základně spáry jako separátor, chránící tmel před přenosem dalšího tlaku. Díky tomu, že je EXPANDAFOAM nenasákavý a odolný vůči hnilobě, nejsou funkční vlastnosti tohoto materiálu negativně ovlivněny extrémními klimatickými podmínkami. Jeho regenerace je větší než 70 %.
Polyuretanové napěněné vložky napuštěné pro účely těsnění spár speciálním asfaltem, v zahraničí označované názvem COMPRIBAND a u nás DOURETAN, nahradily skelné provazce původně sloužící jako podklad pro tmel. Napuštěné vložky se vkládají do spár ve stlačeném stavu (na čtvrtinu až pětinu původního rozměru) po montáži betonových dílců. Jejich nevýhodou je, že jsou porézní a přes napuštění asfaltem i stlačení jsou nasákavé. Proto se pro těsnění spár obvodových plášťů panelových domů mohou použít pouze s překryvnými plastickými nebo elastickými tmely.
Těsnící profily z mikroporézní chloroprenové pryže (směs přírodního nebo styrenbutadienového kaučuku s chloroprenovým) se vyrábějí s odlehčovacími otvory, umožňujícími snadné vtlačení do spáry. Barva je omezena pouze na černou, protože barevné směsi nejsou odolné proti stárnutí.
Těsnící vložky a profily z měkčeného PVC se v kombinaci s plastickými tmely krátce používaly na těsnění spár obvodových plášťů panelových staveb.
Silikonové fasádní těsnící pásky dnes slouží k překrývání narušených netěsnících spár při sanaci panelových domů nebo při těsnění spár dílců s velkým rozponem na nových objektech. K materiálovým přednostem patří vysoká tažnost těchto pásků 400 %, vratná deformace 93 %, pevnost v tahu min. 1,2 MPa, dlouhá životnost úpravy i v silně agresivní městské a průmyslové atmosféře dosahující 20 až 25 let.
Thiokolové těsnící pásky: jedná se o pásky z polysulfidového polymeru o vysoké měkké elasticitě. Pásky vyrovnávají i větší dilatační pohyby, aniž by docházelo k jejich neúnosnému namáhání. Mají vynikající tvarovou stálost, která způsobuje, že se pásek po roztažení a opětném smrštění spáry vrací do původního tvaru.
Povrchové Úpravy Stěn a Stropů
Vedle materiálů uvedených v odst. 3.1 (neaktivní vlasové trhliny) se vnitřní povrchy stěn a stropů mohou upravovat tradiční omítkou, vnitřní omítkovinou („umělou“ omítkou na bázi disperzních pojiv), keramickým, mozaikovým nebo skleněným obkladem.
Při posouzení účelnosti nátěru zohledňujeme především jeho ochrannou účinnost a funkční životnost. Jako parametr ochranné účinnosti nátěrů vůči pronikání plynných látek se udává faktor difuzního odporu pro vodní páru a oxid uhličitý. Jeho hodnoty (pro vodní páru) spolu s tloušťkou nátěru nebo povrchové vrstvy matematickým vynásobením vytváří ekvivalentní difuzní tloušťku SD(tloušťku ekvivalentní vrstvy vzduchu v metrech) - viz tab.
| Materiál | Faktor difuzního odporu (μ) | Poznámka |
|---|---|---|
| Běžné omítky | μ < 20 000 | Umožňují odpařování vody z povrchových vrstev betonu |
| Tenkostěnné železobetonové konstrukce (koupelny, sauny) | SD > 10 m | Požadavek na vnitřní povrch, vysýchání betonu musí umožňovat vnější povrch |
Provedené povrchové úpravy musí umožňovat odpařování vody z povrchových vrstev betonu, pak μ < 20 000, resp. V případě tenkostěnných železobetonových konstrukcí vystavených z vnitřní strany účinkům vlhkého prostředí (koupelny, sauny, prádelny apod.), může být pro vnitřní povrch zvýšen požadavek na SD > 10 m. Vysýchání betonu musí v tomto případě umožňovat vnější povrch.
Předpoklady Výpočtu Únosnosti
Mezní stav únosnosti, označovaný MSÚ (ULS) případně MSI, je pro výpočty definován jako stav, při kterém je v posuzovaném průřezu dosaženo mezní poměrné přetvoření alespoň v jednom z materiálů (výztuž, beton). Při výpočtu mezní únosnosti používáme návrhové charakteristiky materiálů a návrhové hodnoty účinků zatížení v tzv. návrhové kombinaci.
Při stanovování únosnosti žel.bet. průřezu dále obecně vycházíme z podmínek vztahu mezi přetvořením a napětím popř. geometrickými parametry průřezu a z podmínek rovnováhy a působení sil a momentů vycházející z účinků zatížení a z odolnosti průřezu. Při posuzování únosnosti průřezu můžeme přednostně vycházet z obecnější metody, která vychází z poměrných přetvoření popř. za určitých podmínek ze zjednodušené metody, která vychází především z podmínek rovnováhy sil.
Při použití obecnější metody (podle dříve platných českých norem se používalo pomocné označení „metoda mezních přetvoření" - zkráceně MMP) si při výpočtu únosnosti zvolíme způsob porušení {u ohýbaných prvků obvykle £c = £^3) a vzdálenost neutrální osy. Z podmínky lineárního průběhu přetvoření po výšce průřezu určíme poměrná přetvoření a dopočítáme vnitřní síly v jednotlivých materiálech.
tags: #betonove #konstrukce #skripta #ke #stažení