Betonování pod hladinou vody je v našich geografických podmínkách spíše ojedinělou záležitostí. Nejčastěji se k ní přistupuje při vytváření základových konstrukcí mostů a při zhotovování vodohospodářských děl. Jedním ze zajímavých typů betonáže, kterými se společnost TRANSBETON s. r. o. v uplynulých měsících zabývala, byla betonáž kruhových patek pro lanovou dráhu (pro vodní lyžování) pod vodní hladinou na Malé laguně ve vodní nádrži Nové Mlýny pod Pálavou. Ukládání betonu pod čáru ponoru se nazývá podvodní betonáž. Tato technika s sebou nese několik výzev, jelikož voda může změnit poměry složek v betonové směsi. Přidání většího množství vody do betonové směsi může způsobit vyluhování cementu.
Požadavky a pravidla pro podvodní betonáž
Pro tento typ betonáže platí několik důležitých požadavků a pravidel:
- Doporučeným stupněm konzistence betonu je F3, S3, případně tekutější.
- Celkový obsah cementu a popílku (případně pouze cementu) při Dmax = 22 mm by měl být alespoň 360 kg/m³.
- Maximální vodní součinitel nesmí překročit hodnotu 0,60, přičemž použitý popílek se započítává k-hodnotou 0,70.
Jako nejdůležitější pravidlo lze ovšem označit to, že lze betonovat pouze konstrukci pod hladinou neproudící vody, přičemž betonová směs se nesmí volně sypat do vody. V určitých případech lze betonovat i konstrukce pod hladinou mírně tekoucí vody, to však pouze za předpokladu použití speciálních přísad do betonu s extrémně stabilizačním účinkem. Důležitým faktorem při ukládání betonu pod vodou jsou rostoucí nároky na kvalitní bednění.
Metody podvodního betonování
Pro betonování pod vodou doporučujeme několik metod:
- Metoda kontraktor: Čerstvý beton je sypán svislou násypkou, kdy vyústění násypky je pod hladinou vody a zároveň cca 1 m pod hladinou čerstvého betonu. Pro provádění postupu tremie se používá vodotěsná trubka tremie s trychtýřovitou nálevkou na vrcholu. Na dně trubky je navíc nastavitelná zátka. Trubku zvedejte tak dlouho, dokud beton nebude plavat nad hladinou vody nebo dokud nebude třeba trubku znovu naplnit. Je důležité mít na paměti, že spodní otvor trubky musí být trvale ponořen v čerstvě nalitém betonu, když ji začnete posouvat nahoru.
- Čerpání betonu s vyústěním potrubí pod hladinou čerstvého betonu.
- Betonování bádiemi: Bádie jsou umístěné na plovoucích pontonech s vysypáním betonu pod hladinou vody a současně pod hladinou čerstvého betonu. Tato technika ukládání betonu je v podstatě taková, jak vypadá. Jedná se o kbelík, který umožňuje ukládání betonu do značné hloubky. Obvykle je kbelík vyroben s ven otevíratelným dnem a víkem, které zabraňuje vniknutí vody do betonu.
- Pytlovací metoda.
- Betonáž za použití speciálních, extrémně stabilizačních přísad.
V případě betonování ve vodní nádrži Nové Mlýny byly použity dvě z výše uvedených metod - metoda kontraktor a betonování bádiemi umístěnými na plovoucích pontonech. Před vlastní betonáží bylo provedeno odzkoušení a odsouhlasení zkušebních těles (včetně kompletního složení betonu).
Čtěte také: Vylepšení betonu pomocí vodního skla
Vytvrzování betonu pod vodou
Aby beton ztvrdl, musí zůstat vlhký. Na rozdíl od toho, co si někteří myslí, tvrdnutí a vysychání betonu není totéž. Ve srovnání s betonem na suchu si však beton ponořený do vody mnohem lépe udržuje vlhkost. Pro zajištění trvanlivosti a udržitelnosti betonu ponořeného do vody se používá betonová směs optimalizovaná pro tuto konkrétní aplikaci. Jedním z nejdůležitějších bodů je potřeba, aby byl beton pod vodou konzistentní a měl správnou tekutost. Ano, proces hydratace začíná, jakmile dojde ke kontaktu cementu a vody. Tento proces beton zpevňuje.
Vodotěsný beton a hydroizolace
Životnost konstrukcí, které jsou v trvalém styku s vodou, ovlivňuje nejen chemické složení a hydrostatický tlak vody na ni působící, ale často i zemní vlhkost a podzemní voda a její složení. Za konstrukce, které jsou v trvalém kontaktu s vodou, se považují zejména základové konstrukce, bazény, vodojemy, ČOV a nádrže. Zhotovit vodotěsný beton takzvaně v domácích podmínkách je velmi problematické. Důvodem je přesné dávkování jednotlivých komponentů včetně přísad do betonu i technologický postup při zpracování, ukládání a ošetřování betonové směsi. Na našem trhu jsou dostupné materiály, které umožňují vyrobit kompaktnější a pro vodu méně propustnou betonovou směs. Pro tyto účely se používají těsnicí přísady nebo superplastifikátory a hyperplastifikátory. Zjednodušeně lze říci, že při stejné konzistenci betonové směsi omezují množství záměsové vody, zvyšují pevnost betonu a často umožňují snížit i dávkování cementu.
Pro ochranu konstrukcí v trvalém kontaktu s vodou existuje celá řada hydroizolačních stěrkových systémů:
- hydroizolační systémy na bázi bitumenových pryskyřic
- cementu
- epoxidových a polyuretanových pryskyřic
- bentonitové systémy
Krystalizační hydroizolace
Silikátové hydroizolační materiály s krystalizačními účinky (zkráceně krystalizační hydroizolace) jsou relativně novým typem hydroizolačních materiálů. Jedná se o systém na bázi cementu, určený k aplikaci na nové, ale i starší betonové konstrukce. Všechny krystalizační hydroizolace používají stejný funkční princip. Jeho základem je chemická reakce, díky které proběhne v pórovém systému betonu dodatečný krystalizační proces (katalytická reakce), jehož důsledkem je zaplnění prakticky všech kapilárně aktivních pórů betonu speciálními krystaly. Nezbytnou podmínkou procesu dodatečné krystalizace je však přítomnost vody v kapilárních pórech betonu po určitou minimální dobu, která je potřebná, aby dodatečná krystalizace proběhla v dostatečném rozsahu. Proto je výhodné systém použít v takových návrhových podmínkách, kde je konstrukce neustále dotována vodou - čím více se snaží voda prosakovat, tím více se zaplňují póry krystaly.
Aplikace krystalizační hydroizolace
Silikátové hydroizolační materiály s krystalizačními účinky lze aplikovat na betonovou konstrukci několika způsoby. Konkrétní typ aplikace a tomu odpovídající druh krystalizačního materiálu se volí v závislosti na typu konstrukce. Dalším kritériem volby je rovněž finanční hledisko, neboť zejména u nových konstrukcí se dá výběrem vhodné formy aplikace výrazně ušetřit.
Čtěte také: Aplikace vodního skla
Nejrozšířenější je aplikace formou nátěru či nástřiku na povrch konstrukce. To je také prakticky jediný plošný způsob sanace starších betonových konstrukcí zatížených vlhkostí, který přímo spolupůsobí s původní konstrukcí. Krystalizační hydroizolace ve formě nátěru či nástřiku může být použita k sanaci prakticky jakkoli staré betonové konstrukce.
Postup při aplikaci krystalizačních materiálů na povrch starších betonových konstrukcí je poměrně jednoduchý. Nejprve je krystalizační materiál (ve formě prášku) rozmíchán ve stanoveném poměru s vodou. Čím vyšší mnoství nátěrů, tím je do směsi přidáváno více vody. Je-li požadován nižší stupeň ochrany (nepředpokládá se zatížení tlakovou vodou), obvykle postačí aplikovat pouze jeden nátěr. Jestliže se předpokládá zatížení tlakovou vodu (většina případů), aplikujeme nátěry dva, u lokálních sanací i více. Před nanesením směsi na konstrukci je však nutné její povrch zbavit nečistot a zajistit, aby byly póry v povrchové vrstvě otevřeny tak, aby do nich mohly po aplikaci krystalizační hmoty prorůstat nově vzniklé krystalické struktury.
Další možností aplikace krystalizačního materiálu je formou příměsi do čerstvé betonové směsi. Tento způsob je využitelný pouze pro nové betonové konstrukce a dochází při tom nejen k úspoře materiálu, ale především k lepším výsledným hydroizolačním vlastnostem betonové konstrukce. Nejprve se rozmíchá krystalizační příměs v záměsové vodě a poté se spolu s vodou smíchá s cementem a kamenivem. Dodržení tohoto technologického postupu je velice důležité, neboť je nutné, aby byla krystalizační příměs v betonu rovnoměrně rozptýlena. Po uložení směsi do bednění (nebo natorkretování) nastává - stejně jako u aplikace nátěrem - důležitá fáze procesu, a to ošetřování čerstvého betonu. Pro vodorovné betonové konstrukce, jako jsou betonové mazaniny, spádové betony aj., je výhodné aplikovat krystalizační hydroizolaci formou vsypu suchého prášku na ještě nezatvrdlý povrch čerstvého betonu. Jedná se v podstatě o mírně upravenou verzi materiálu určeného pro nátěrovou formu aplikace. Základní podmínkou použití je rovinnost konstrukce. Krystalizační hydroizolační materiál může být použit také jako jednosložkový rychlotuhnoucí tmel, kterým se snadno a rychle zabrání lokálním průsakům trhlinami v betonové konstrukci (nové i staré). Tento tmel vznikne buď pouze smícháním krystalizační hydroizolace, určené pro nátěrovou aplikaci ve formě prášku s vodou s nižším vodním součinitelem než při přípravě směsi pro nátěr či nástřik, nebo se připravuje ze speciálního prášku. Tmel je nutno aplikovat maximálně několik minut po vytvoření. Vždy se používá v kombinaci s nátěrovou krystalizační hydroizolací.
Doporučení pro vodotěsný beton
Pro zajištění vodotěsnosti betonu je třeba dodržet následující:
- použití betonové směsi pro vodonepropustný beton (přísady do betonu pro zpomalování, redukci smrštění, blokátory pórů, superplastifikátory atd.)
- zajištění homogenní tloušťky betonu, nejméně 30 cm, ve všech částech bílé vany
- výpočet odpovídajícího množství ocelových výztuží zkušeným statikem
- zajištění správného ukládání betonu (zabránění nestejnoměrnému namáhání, únikům, špatnému hutnění nebo segregaci betonu)
- betonáž dilatačních celků v jednom kroku
- řízení vzniku trhlin
Použití přísady SikaControl® E-150
SikaControl® E-150 je plastifikující polymerní disperze odolná zmýdelnění, určená pro betonové konstrukce, které chrání životní prostředí před kapalinami znečišťujícími vodu dle pokynů DAfStb, např. nádrže, záchytné vany betony s vysokou odolností proti korozi.
Čtěte také: Postup hydroizolace pomocí vodního skla
- Doporučené dávkování: 10 - 15 % váhy cementu.
- Množství SikaControl® E-150 je kompletně započítáno do množství záměsové vody.
- Přidejte SikaControl® E-150 při výrobě betonu se záměsovou vodou nebo po jejím přidání.
- Pro homogenní smíchání s čerstvým betonem doporučujeme po přidání příměsi mokré míchání po dobu 45 vteřin.
SikaControl® E-150 může být rozpuštěn ve vodě (max. poměr 1:2) pro zlepšení podmínek pro stříkání. Spotřeba 150 - 250 g/m², v závislosti na hrubosti podkladu. Po vyrovnání povrchu aplikujte SikaControl® E-150 stříkáním rovnoměrně a s úplným pokrytím.
Detaily a ochrana
Pozornost je třeba věnovat dilatačním i pracovním spárám, které vznikají například ve styku základové desky a obvodových stěn konstrukce. V tomto kritickém místě vzniká pracovní spára, která bez dodatečných opatření nezaručuje vodonepropustný spoj. Pro utěsnění uvedeného detailu se nejčastěji používá hydrofilní expandující profil na bázi bentonitu nebo akrylových polymerů. Profil se fixuje na povrch betonové desky před betonáží svislých konstrukcí. Krátkodobé působení vody nemá na materiál významný vliv; při dlouhodobějším zatížení vodou nebo vlhkostí však profil zvětší svůj objem a vytěsní tak mezeru v pracovní spáře, čímž zabrání pronikání vody. Podle konkrétní situace se pak spára vyplní pružným tmelem nebo překlene pružným pásem, který tvoří součást hydroizolační membrány uvnitř stavební konstrukce.
Železobetonová konstrukce, která je trvale zatížena vodou, by měla být chráněná z venkovní i vnitřní strany. Před zahájením dalších prací je nutné ověřit, že podklad je dostatečně vyzrálý, pevný, bez přítomnosti trhlin a že na povrchu neulpívají zbytky odbedňovacích olejů, nátěrů, nečistot, mastnot, prachu, koroze, malt a dalších nesoudržných částic, které by mohly negativním způsobem ovlivnit přídržnost nanášených vrstev k podkladu. Případné trhliny v betonu musejí být vhodným materiálem utěsněny. Je-li třeba dodatečně vyrovnat podklad, je nutné použít materiály, které jsou pro tyto účely určeny. Jsou to buď speciální sanační betonové malty, nebo kvalitní cementové malty pro vyrovnání betonových ploch.
Hydroizolační stěrky
Vlastní hydroizolace se často provádí dvousložkovou stěrkou na bázi cementu. Před aplikací hydroizolační stěrky je důležité podklad dostatečně navlhčit. Zpomalí se tím proces vysychání a vyzrávání a současně se zabrání odebírání vody z podkladu, kterou cement potřebuje pro svou hydrataci.
V praxi se při ochraně povrchů proti vodě hydroizolačními stěrkami na bázi cementu uplatňují dva druhy hydroizolačních stěrek:
- „tvrdé“ cementové stěrky používané nejčastěji pro hydroizolace vodojemů, záchytných nádrží, kanalizačních systémů, čistíren odpadních vod a podobně
- pružné stěrky s vysokým obsahem syntetických pryskyřic a polymerů používané nejčastěji jako součást hydroizolačních systémů bazénů v kombinaci s povrchovou úpravou barevnými nátěry pro plochy, které nejsou zatíženy větším provozem anebo které nejsou vystaveny agresivním chemickým vlivům prostředí.
Dilatační spáry je nutné překlenout pružným pogumovaným pásem nebo PVC pásem. Ty se k podkladu běžně lepí přímo hydroizolační stěrkou, pokud ale předpokládáme větší pohyb, doporučuje se pásy k podkladu lepit epoxidovým tmelem. Pečlivou pozornost je třeba věnovat všem detailům, jako jsou prostupy bazénovým tělesem (přívody, protiproudy, odvodnění nebo osvětlení). Ty lze řešit s použitím speciálních manžet z téhož materiálu, utěsněním pružným bobtnajícím tmelem na bázi bentonitu nebo lépe kombinací obou materiálů.
Ochrana povrchu konstrukce, která je trvale zatížena vodou, může být provedena hydroizolační stěrkou, kterou lze případně barevně upravit speciálním elastickým nátěrem na bázi akrylových pryskyřic. Doporučuje se kombinovat osvědčené materiálové systémy, které zaručují dokonalou kompatibilitu obou materiálů a díky tomu i dlouhodobou životnost stavebního díla. Kvalitní nátěr ještě více zvyšuje hydroizolační vlastnosti souvrství a současně chrání povrch proti nepříznivým vlivům prostředí. Systém hydroizolačních stěrek je ekonomicky přijatelnější alternativou ochrany konstrukcí v trvalém kontaktu s vodou. Vhodný je pro nenáročný provoz rodinných bazénů na zahradě, zahradní a městské fontány nebo vodojemy (pro ty je požadován hygienický atest na styk s pitnou vodou). Výhodou je možnost jednoduché, i lokální opravy nebo celkové obnovy nátěru.
Keramické obklady a spárovací hmoty
Často je jako finální vrstva v bazénech, ale někdy i v menších vodojemech, navržen keramický obklad. Výběru obkladu je třeba věnovat dostatečnou pozornost. S lepením keramiky lze pokračovat až po dostatečném vyzrání hydroizolační stěrky. Vyvarujeme se tím nebezpečí zabudování vlhkosti do souvrství, ale i rizika mechanického poškození nevyzrálé stěrky při manipulaci s materiálem a pěším provozem obkladačů. Vytvořením hydroizolační vrstvy získáme nenasákavý a pružný podklad, který vyžaduje použití kvalitních lepidel. Doporučuje se používat ověřený systém jednoho výrobce stavební chemie. Nejčastěji se používají rychle tvrdnoucí cementová lepidla C2F/ S1 nebo lepidla s prodlouženou zpracovatelností a vyšší deformační schopností C2FTE/ S2 (ve shodě s EN 12004 a EN 12002).
V dnešní době se všude setkáváme pouze s bazény, které mají chemicky upravovanou vodu. Z toho důvodu nelze v žádném případě doporučit spárovací hmoty na bázi cementu. Bazénová voda, z důvodu usnadnění údržby, často až příliš agresivní, způsobuje trvalé poškozování cementové spáry a jistou perspektivu budoucí opravy, často ve velmi krátké době po uvedení bazénu do provozu. Proto je třeba v těchto případech používat zásadně epoxidové spárovací hmoty. Epoxidové spárovací hmoty jsou absolutně nenasákavé a vyznačují se vysokou mechanickou odolností, přídržností k podkladu, výbornou odolností proti chemickým vlivům agresivního prostředí i proti oděru a také trvalou barevnou stálostí. Kromě toho se velmi snadno čistí a usnadňují tak údržbu obložených ploch. Jsou odolné nejen proti působení bazénové vody ale i proti chemickým látkám, které se používají při čištění bazénů. Jsou vhodné i pro zatížení mořskou nebo termální vodou. Účinně také odolávají vyšší mechanické zátěži při čištění bazénů (např. strojní čištění ochozů, čištění tlakovou vodou apod.). Kvalitní epoxidové spárovací hmoty mají hygienický atest na styk s pitnou vodou.
Dilatační spoje a všechny pohyblivé spáry musejí být důkladně utěsněny. Pro jejich utěsnění je vhodný pružný silikonový tmel. U silikonových tmelů i spárovacích hmot je nezbytným předpokladem správné realizace suchý, čistý a bezprašný podklad.
tags: #jak #se #betonuje #pod #vodni #beton