Příprava povrchu betonu je klíčová pro zajištění jeho dlouhé životnosti a estetického vzhledu. Náš seriál se zaměřuje na identifikaci, odstranění a opravu poškozeného betonu a na techniky čištění povrchových nečistot. V tomto díle se budeme zabývat drsností betonu a metodami jejího dosažení a měření.
Drsnost betonu a profil povrchu
Je nutné zdrsnit povrch betonu, pokud je bez poškození a znečištění, ale do jaké míry? Nejlepší referenční pomůckou pro zjištění profilu povrchu betonu je drsnicí čip z lisované pryže Mezinárodního institutu pro opravy betonu. Pro těchto deset tříd neexistuje definitivní textový popis. Normou je systém centrování.
Přilnavost je hlavním znakem správně připraveného povrchu. K jejímu ověření lze použít metodu zkoušky odlupování. Spojení je nejslabším místem systému, pokud tedy vzorek na připravené rovině povrchu povolí, může být problém v přípravě povrchu.
Význam drsnosti pro adhezi nátěrů a lepidel
Drsnost povrchu oceli je obvykle žádoucím stavem před nanášením vrstev nátěrů. Příliš nízký profil představuje nedostatečný základ pro nanesení následného nátěru, zatímco příliš vysoký profil může vést k nestejnoměrnému pokrytí vysokých, ostrých hrotů, což způsobuje předčasné porušení nátěru, zvláště u tenkých nátěrových filmů.
Výhody obroušení nekončí pouhým odstraněním kontaminace. Drsnost, zejména nadměrná drsnost, však nemusí být vždy výhodou. Aby mohlo lepidlo přilnout k drsnému povrchu, je nutné, aby zateklo do trhlin a štěrbin vytvořených broušením. To platí pro tekutá lepidla i lepicí pásky. I pásky TEČOU! I když je důležité vzít v úvahu drsnost povrchu nebo mezeru mezi podklady, výběr tekutého lepidla nebo lepicí pásky by se nikdy neměl řídit pouze těmito faktory.
Čtěte také: Tipy a triky pro hladký beton
Techniky zdrsňování a úpravy povrchu betonu
Tryskání (pískování)
Tryskání je vysoce univerzální technika. Má povrchové profily v rozsahu CSP 2 až 7. Na rozdíl od mnoha jiných uvedených metod lze tryskání použít na svislé i horní povrchy. Není však schopno odstranit beton do takové hloubky, jako to dokáží jiné mechanické techniky, například škrábání.
Při pískování se mísí proud stlačeného vzduchu se suchým nebo mokrým abrazivem. Částice abraziva způsobují při dopadu na podklad abrazivní účinek, protože do něj pronikají a uvolňují maltu a drobné kousky materiálu. Kromě toho se pro jemné obrušování odlupujících se, výkvětů a citlivých povrchů doporučuje mokrý postup tryskání.
Při tryskání se pomocí kotouče otryskává ocel na povrch betonu. Broky rozbíjejí beton a nečistoty, čímž dochází ke zdrsnění povrchu. Použité broky se po odstranění z odpadu recyklují. Tryskání má stejné využití jako abrazivní tryskání a je doporučenou technikou pro čištění a tvarování vodorovných povrchů.
Tryskání neboli pískování je technologický postup opracování povrchu nejrůznějších druhů materiálů proudem abrazivních částic. Abrazivní částice (materiál) jsou unášeny velkou rychlostí pomocí stlačeného vzduchu z kompresoru nebo metacích kol na požadovaný díl. Jako médium se nejčastěji pro tryskání tvrdších dílů využívá ocelový granulát, ocelová drť, křemičitý písek, korund, struska ale i přírodní granát. Abrazivní tryskání se nejčastěji využívá pro finální povrchovou úpravu před lakováním nebo metalizací oceli.
Tryskání betonu se nejčastěji využívá jako předúprava před další aplikační vrstvou, jako jsou hydroizolace, stěrka a další.
Čtěte také: Betonový plot: Cena a montáž
Proces pískování byl patentován v roce 1870 Bejnaminem Chew Tilghmanem (US patent 104 408). Tryskání je velmi účinné a širokospektrální čištění povrchů, kdy lze čistit takřka každý typ materiálu. Lze odstraňovat barvy a další nežádoucí vrstvy i v místech, kde jiné technologie nejsou vhodné nebo účinné.
Úrovně čištění tryskáním:
- Sa 3 - Čištění tryskáním na čistý kov: Odstraní se veškeré viditelné stopy okují, rzi a jiných nečistot.
- Sa 2,5 - Čištění tryskáním na téměř čistý kov: Odstraní se viditelné okuje, rez a jiné nečistoty.
- Sa 2 - Čištění tryskáním: Odstraní se viditelné nepřilnavé okuje, rez a jiné nečistoty.
- St 3 - Ruční a mechanizované nástrojové čištění: Tryskáním lze docílit zajímavých struktur u prvků z lehkých slitin jako je hliník, mosaz a jiné.
Leptání
Leptání vytváří lesk podobný brusnému papíru tím, že rozpouští cement a odhaluje malé částice. Za účelem přípravy povrchu pro základní nátěr nebo jiné tenké vrstvy se používá k odstranění cementového lazuru a jemnému zdrsnění povrchu.
Jehlové skalery
Betonové povrchy se rozrušují jehlovými skalery pomocí ocelových tyčí, které jsou poháněny hydraulickými nebo pneumatickými impulsy. K odstraňování výkvětů a jiných křehkých inkrustací se často používají jehlové skalery.
Frézování betonu
Součásti frézy na beton jsou ocelové tyče usazené na ocelovém bubnu, na kterých jsou v řadách uspořádána ozubená kola. Zatímco se buben otáčí, opěrky narážejí do povrchu, rozbíjejí a tříští beton a zanechávají za sebou rozstříknutou stopu. Napjatá forma velké, energeticky náročné frézy na beton se nazývá rotační fréza. Místo podložek má na bubnu zuby. Při úderu zubů vznikají hluboké drážky a pruhy, které rozbíjejí beton na prach a třísky. Malé zuby mohou na rotační frézce zajistit CSP šest, zatímco velké zuby mohou zajistit CSP devět. Důvodem, proč se zastaví těsně před hodnotou CSP 10, je to, že rotační frézka sestavu rozlomí, místo aby ji rozpojila.
Čtěte také: Modřínový obklad: Odolnost a elegance pro každou místnost
Vodní trysky
Vysokotlaké a extrémně vysokotlaké vodní trysky čistí povrch a odstraňují nečistoty. Lze je aplikovat na horní i svislé plochy, stejně jako abrazivní a tryskací tryskání. Při průměru hrubého kameniva 10 může vytvářet CSP v rozsahu tři až deset.
Mechanické broušení a škrábání
Kotouče mohou zanechat na povrchu kruhové vzory nebo drážky, protože se pohybují v pravém úhlu k povrchu. Pro vodorovné povrchy se používají podlahové brusky. Na frézkách se nachází několik špičatých pístových hlavic poháněných vzduchem, které rozmělňují, odlupují a rozbíjejí povrch. Beton se rozbíjí pomocí pneumatických kladiv a sekáčů tak, že jejich čepele nebo hlavice rozbíjejí povrch. Dosáhnou toho tak, že procházejí trhlinou a opakovaně do ní narážejí, dokud se neodlomí velké kusy betonu.
Chemický zpomalovač povrchu
Aby se zabránilo vzniku vlhkosti na povrchu čerstvě vylitého betonu, nastříká se na něj chemická látka známá jako zpomalovač povrchu.
Měření drsnosti betonu
Drsnoměry měří drsnost povrchu na nastavené délce povrchu tak, že se motoricky posouvá měřící hrot a snímá se jeho příčně pohyby. Měření se má co nejvíce přiblížit standardní definici drsnosti podle požadované normy.
Typy drsnoměrů
- Dílenské drsnoměry: Mají kapesní rozměry a jsou snadno přenosné. Měří se jimi zpravidla bez stativu tak, že se ručně přitisknou k měřené ploše. Snímací hrot má větší vrcholový úhel a větší poloměr zaoblení.
- Laboratorní drsnoměry: Umožňují měření špatně přístupných ploch. Proto se dodávají s řadou vyměnitelných snímacích ramínek. Důraz je kladen na citlivost snímání drobných nerovností a linearitu snímání příčných pohybů. Snímací hrot má proto menší vrcholový úhel a malý poloměr zaoblení a je také choulostivější. Obvykle se měří ze stativu. Příčné pohyby snímacího hrotu se snímají Hallovými sondami s vysokou linearitou.
Vliv sondy na měření drsnosti
Při snímání dat mechanickou sondou dochází ke styku snímaného povrchu a plochy sondy. Sonda je nejčastěji zakončena kulovou plochou o daném poloměru. Princip snímání spočívá v nájezdu nebo vlečení sondy po kontuře digitalizovaného povrchu. Vlivem nerovnosti digitalizovaného povrchu může dojít k určitým odchylkám nasnímání dat. Sonda totiž sleduje skutečný profil povrchu, který se od teoretického povrchu vlivem nerovností (především drsnosti) liší. Drsnost povrchu ovlivňuje hodnotu naměřenou kulovou sondou.
Teoretický bod, ve kterém by se měla sonda dotknout povrchu a od kterého se odvíjí naměřená hodnota, leží na vrcholu kulové plochy. Vlivem nerovností povrchu může dojít k případu, kdy se sonda dotkne povrchu v jiném bodě své kulové plochy a znemožní tak úplné dojetí teoretického dotykového bodu na povrch. Takové "nedojetí" způsobí odchylku v naměřené hodnotě Z na souřadnici X. Je zřejmé, že velikost naměřené odchylky je ovlivněna několika faktory.
Na prvním místě je hodnota poloměru kulového zakončení sondy. Čím větší je tento poloměr, tím hůře se sonda "dostane" do hůře přístupného místa na profilu plochy, a tím je i větší odchylka naměřené hodnoty. Druhým faktorem je drsnost, tedy nerovnost snímaného povrchu. Především rychle se měnící výškové nerovnosti zvětšují hodnotu odchylky naměřené hodnoty. Sonda jakoby putuje po nejvyšších vrcholcích profilu plochy a vůči nejhlubším místům nabývá největších odchylek.
Trajektorie sondy tak vlastně vytvoří nový profil plochy, který se od skutečného liší právě o odchylky „nedojetí“. Samozřejmě i nové profily vzniklé snímáním sondami s různými poloměry jsou odlišné. Čím větší je poloměr sondy, tím se střední čára nového profilu blíží k nejvyšším vrcholům povrchu a profil se částečně vyhlazuje. Dochází však k nárůstu odchylky měření, neboť celé měření je postaveno pouze na nejvyšších vrcholcích profilu plochy.
Závěry provedeného pokusu ukázaly, že snímání povrchu sondou o poloměru 0,75 mm je možné pouze u ploch, jejichž hodnota drsnosti Rz je maximálně 3,2 až 5 µm. Při měření s nejčastěji používanou sondou o poloměru 1,5 mm nesmí hodnota drsnosti Rz přesáhnout 3 µm.
Optické a laserové metody měření drsnosti
Stejně jako použití mechanické sondy má i použití pokrokovějších optických a laserových metod při snímání povrchu svá úskalí. Problém nastává v oblasti, kde se velikost mikronerovností povrchu pohybuje v oblasti vlnových délek světelného záření použitých sond. Názorným příkladem je proužková interferometrie.
Při této metodě je CCD kamerou snímaný povrch ozařován laserem. Vyhodnocení je zpracováno na základě srovnání s druhým referenčním povrchem. Pokud je povrch hladký, výsledkem měření je obrazový záznam složený z interferenčních proužků, jejichž pozice, rozměr a tvar se dále vyhodnocuje. Pokud je však parametr drsnosti povrchu Ra větší než čtvrtina vlnové délky použitého světelného záření, dojde k rozpadu interferenčního obrazce. Tento jev je nutno určitými postupy eliminovat. Nejjednodušší cestou je změna vlnové délky měřicího světelného zdroje. Na tomto principu jsou vyvíjeny dnešní interferometry a další přístroje využívající interferometrii. Přestože zde byl rozpad interferenčního obrazce prezentován spíše jako negativní jev při interferometrii, má také své prospěšné praktické použití a to přímo při měření drsnosti.
Hlazený beton
Hlazený beton je typ betonového povrchu, který vzniká mechanickým zpracováním čerstvého betonu pomocí hladicích strojů nebo ručního nářadí. Cílem hlazení je vytvořit rovný, hladký a kompaktní povrch s vysokou odolností proti mechanickému opotřebení. Díky svým vlastnostem představuje hlazený beton praktické a ekonomické řešení pro plochy vystavené intenzivnímu provozu.
Hlazený beton je betonový povrch upravený v čerstvém stavu, kdy je beton po částečném zatuhnutí mechanicky zahlazen. Hlazený beton vzniká správným načasováním a provedením hlazení v průběhu procesu tuhnutí betonu. Hlazený beton tvoří základní povrchovou úpravu monolitických betonových podlah. Hlazený beton představuje osvědčené řešení pro betonové podlahy a technické plochy, kde je klíčová rovinnost, odolnost a dlouhá životnost. Správně provedené hlazení výrazně zvyšuje kvalitu povrchu a vytváří ideální základ pro další úpravy i dlouhodobý provoz. Ano, hlazený beton lze použít i v interiéru, nejčastěji v technických a provozních prostorách.
Pohledový beton
Hlavním znakem pohledového betonu je estetika. V podstatě vždy, když je předem definován vzhled betonové konstrukce, se jedná o pohledový beton. Další konkrétní specifikace ani normy neexistují. Pohledový beton může mít hladkou i drsnou strukturu, různé složení betonové směsi i způsoby výroby a libovolnou barevnost.
Jako pohledový beton se dá využít např. samonivelační beton COMPACTON. Jedná se o litý beton, jehož vlastnosti umožňují mimo jiné i betonáž tvarově složitých konstrukcí při zachování pohledové kvality. Využít lze ale i jiné betonové směsi. Typickým příkladem pohledového betonu je např. jedna z našich referenčních staveb - Multifunkční aula Gong v Ostravě.
Při výrobě pohledového betonu je důležité dbát na několik faktorů:
- Bednicí materiály: Kvalita bednicích materiálů, jejich savost a těsnění mají vliv na výsledný vzhled povrchu. Důležité je vyvarovat se kombinaci starých a nových desek nebo desek s různými povrchy.
- Odbedňovací přípravky: Aplikují se na bednění v tenké souvislé vrstvě, aby se zabránilo zbarvení povrchu betonu. Musí být odolné proti slunečnímu záření a vodě.
- Betonová směs: Pro kvalitní pohledový beton jsou vhodné kvalitnější betony, minimálně C 25/30, s cementem a nenasákavým kamenivem. Používají se i samozhutnitelné betony (Easycrete® F, SF, SV).
- Zhutnění: Beton se ukládá ve stejně vysokých vrstvách (doporučuje se do 0,3 m) a hutní se, dokud povrch nezbělí a nepřestanou unikat vzduchové bubliny.
- Ošetřování: Po betonáži je důležité dbát na správné ošetřování betonu v závislosti na klimatických podmínkách.
Pro pohledové betony existují technická pravidla pro pohledové betony (TP ČBS 03), která vyšla roku 2009.
Reverzní inženýrství v kontrole kvality betonu
Reverzní inženýrství se dnes rozvíjí také pro potřeby kontroly kvality strojírenské výroby, což zahrnuje i kontrolu tvarových ploch zápustek a podobných součástí. Správná kontrola a výpovědní hodnota výsledků je závislá na zvládnutí digitalizace a zpracování dat v požadované přesnosti.
Tabulka metod úpravy povrchu betonu
| Metoda | Popis | Rozsah CSP profilu | Využití |
|---|---|---|---|
| Tryskání (Pískování) | Proud stlačeného vzduchu s abrazivem nebo ocelové broky | CSP 2 - 7 | Čištění, zdrsnění, příprava pro nátěry, odstranění nečistot |
| Leptání | Rozpouštění cementu kyselinou, odhalování částic | N/A (jemné zdrsnění) | Odstranění cementového lazuru, příprava pro tenké vrstvy |
| Jehlové skalery | Ocelové tyče poháněné hydraulickými/pneumatickými impulsy | N/A | Odstraňování výkvětů a křehkých inkrustací |
| Frézování betonu | Ocelové bubny s ozubenými koly (fréza) nebo zuby (rotační fréza) | CSP 6 - 9 | Hluboké zdrsnění, rozbíjení betonu |
| Vodní trysky | Vysokotlaké a extrémně vysokotlaké vodní proudy | CSP 3 - 10 | Čištění povrchu, odstraňování nečistot |
| Hlazení | Mechanické zpracování čerstvého betonu hladicími stroji | Hladký povrch | Vytvoření rovného, hladkého a kompaktního povrchu |
tags: #drsnost #hladký #beton #informace