Stavebnictví, a zejména oblast dopravních staveb, čelí v nadcházejících letech velkým výzvám. Zvýšená poptávka po progresivních a udržitelných výrobcích je patrná napříč širokou škálou projektů, od výstavby nových konstrukcí po rekonstrukce. Klíčové je skloubit energetickou účinnost, architektonické ambice a prvotřídní funkčnost. V tomto kontextu hrají důležitou roli inovativní izolační a ochranné materiály, jako jsou polyuretanové systémy.
Role BASF v inovativních materiálech
Společnost BASF, dceřiná společnost BASF SE sídlící v německém Ludwigshafenu, je předním hráčem v chemickém průmyslu. Divize Performance Materials společnosti BASF zastřešuje veškeré know-how v oblasti inovativních na míru přizpůsobených plastů. Působí ve čtyřech velkých sektorech průmyslu - doprava, stavebnictví, průmyslová aplikace a spotřební zboží. Klíčovými faktory růstu a úspěšnosti divize jsou úzká spolupráce se zákazníky a zaměření na řešení, podpořené silným potenciálem ve výzkumu a vývoji.
BASF se dlouhodobě snaží přicházet s novými výrobky, jež podporují snižování emisí skleníkových plynů a udržitelné využívání zdrojů. Jedním z takových produktů je cementoakrylátová stěrka PCI Barraseal® Flex, kterou společnost BASF Stavební hmoty Česká republika s.r.o uvádí na trh.
PCI Barraseal® Flex: Řešení pro mostní konstrukce
Materiál PCI Barraseal® Flex je inovativní jednokomponentní hydroizolační a ochranná membrána na bázi cementu, kterou společnost BASF uvedla na trh v roce 2012. Její deklarované vlastnosti a odolnosti byly ověřeny na řadě silně exponovaných referenčních staveb, včetně dopravních staveb (mosty, tunely, lávky), vodohospodářských staveb (vodní kanály, akvadukty, přehrady, čistírny odpadních vod) a průmyslových staveb (výrobní haly, zásobní sila, technologické nádrže).
Aplikace na mostních konstrukcích
V oblasti dopravních staveb nabízí PCI Barraseal® Flex široké možnosti použití na mostních konstrukcích, a to jak při jejich výstavbě, tak i při sanacích. Rozsah možných aplikací zahrnuje mimo jiné:
Čtěte také: Více o polyuretanové barvě na beton
- Ochranné nátěry říms a chodníků.
- Izolace spodní stavby v kontaktu se zeminou.
- Izolace odvodňovacích žlabů.
- Ochranu betonu před karbonatací.
Otevřené odvodňovací žlaby na mostech představují pro hydroizolační materiály velkou výzvu. Hydroizolační souvrství zde musí být vysoce odolné vůči působení mrazu a chemických rozmrazovacích látek, intenzivnímu UV záření a střídání vysokých a nízkých teplot. Zároveň musí být spolehlivě zakotveno k podkladu a překlenovat případné statické a dynamické trhliny za všech klimatických podmínek.
PCI Barraseal® Flex kombinuje nižší nároky na maximální vlhkost podkladu (naopak vyžaduje vlhký podklad) s jednoduchostí aplikace bez nutnosti penetračního nátěru. Ochrannou vrstvu v tloušťce 2 mm je možné aplikovat ručně (hladítkem, štětcem) nebo nástřikem v jednom pracovním kroku. Tím se vytvoří bezespárová izolace i ve složitějších detailech odvodňovacích žlabů. Plné zatížení je možné již po 3 dnech.
Klíčové vlastnosti PCI Barraseal® Flex:
- Schopnost překlenovat trhliny i při nízkých teplotách (až do 0,6 mm při -10 °C).
- Spolehlivá přídržnost k betonu (> 1,5 N/mm2).
- Ochrana před průsakem vody a chloridů.
- Schopnost propouštět vodní páry z podkladu.
Ochrana betonu před karbonatací
Karbonatace betonu je jev, kdy vlivem dlouhodobého působení vzdušného CO2 dochází k poklesu pH betonu, což při dosažení hodnoty cca 9,6 iniciuje korozi výztuže a následnou degradaci betonové konstrukce. U nových konstrukcí je ochrana zajištěna dostatečně tlustou krycí vrstvou betonu. U sanací starších staveb, kde je výztuž uložena mělce, je vhodnou alternativou použití ochranného systému s vysokým odporem vůči pronikání CO2.
PCI Barraseal® Flex díky vylehčenému plnivu nabízí oproti běžným systémům až 50 % úsporu materiálu. Lze jej nanášet v jednom pracovním kroku, odpadá nutnost penetračního i sjednocujícího nátěru. Jednomilimetrová vrstva této membrány zajišťuje stejnou ochranu proti průniku CO2 jako 400 mm betonu. Karbonatace je na takto ošetřené konstrukci podstatným způsobem potlačena, resp. zcela eliminována.
Polyuretanové pěny: Všestranná izolace
Polyuretany (PUR) jsou materiály, které nás obklopují doslova na každém kroku. Setkáváme se s nimi v podrážkách obuvi, vláknech oděvů, sedadlech automobilů, matracích (molitan), izolacích chladniček a mrazáků, sendvičových panelech nebo v bombičkách pro utěsnění spár. Odhaduje se, že ve vyspělých průmyslových zemích připadá na jednoho obyvatele cca 7 kg polyuretanu.
Čtěte také: o PUR pěně
Každé odvětví má svůj typ polyuretanu - integrální pěny, měkké pěny, strukturální pěny, syntetické kaučuky nebo tvrdé pěny. Pro izolace plochých nebo lehce skloněných střech nástřikem se používají stříkané tvrdé pěny o objemové hmotnosti 60-65 kg/m3.
Technologie izolací plochých střech nástřikem tvrdé polyuretanové pěny (PUR) se na českém trhu objevila počátkem 90. let, s výraznou podporou německých chemických koncernů, jako jsou BASF Elastogran a BAYER Rhein-Chemie. Tato technologie má svůj počátek ve Spojených státech a v Evropě, konkrétně v Německu, se používá od poloviny šedesátých let.
Princip aplikace PUR pěny
Principem metody zpracování „na místě“ je dokonalé smíšení dvou tekutých komponentů v přesně stanoveném objemovém poměru a nanesení této tekuté směsi v podobě aerosolu na suchý, nemastný a čistý podklad za předepsané teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Směs po dopadu na podklad začne ihned chemicky reagovat (do 2 sekund) - reakcí složky B (diphenyldiizokyanátu - MDI) a složky A (směs vícesytných alkoholů, katalyzátorů, retardérů hoření a přesného množství vody) vzniká exotermní teplo a kysličník uhličitý, který hmotu napěňuje. Do 20 sekund vznikne tvrdá pěna s uzavřenou mikroskopickou buněčnou strukturou. Díky způsobu reakce - polyadice - se z pěny neuvolňují časem žádné životnímu prostředí škodlivé látky.
Přidáním malého množství hydrochlorofluorouhlovodíku (HCFC) do složky A se dosáhne bezkonkurenční hodnoty tepelné vodivosti lambda 0,02 W/m.K. Po zestárnutí a ustálení tlaku v buňkách je dosaženo hodnoty cca 0,025 W/m.K, což je vynikající.
Vlastnosti tvrdé PUR pěny
Tvrdá PUR pěna je vysoce chemicky odolná všem běžným látkám - slané a sladké vodě, kyselinám a zásadám do 10% koncentrace, benzinu a naftě, aromatům, olejům apod. Je prakticky nerozpustná. Odolná je i biologickým vlivům - plísním, houbám, hnilobě a vrůstání kořenů. Je odolná agresivní průmyslové atmosféře. Tepelná odolnost PUR pěny je velmi dobrá, od -190 °C do +140 °C, přičemž se téměř nemění mechanické vlastnosti. Je také výborným elektrickým izolantem.
Čtěte také: Fenomén nejdražší krávy na světě
Tvrdá PUR pěna se pohybuje dle ČSN 73 0862 v rozsahu C1 až C3 v závislosti na „retardéru hoření“ obsaženém v pěně. Je obvykle samozhášivá a odolná polétavému ohni. Dle DIN 4102 díl 1. je zatřídění B2.
Následující tabulka shrnuje klíčové vlastnosti tvrdé PUR pěny:
| Vlastnost | Hodnota/Popis |
|---|---|
| Objemová hmotnost | 60-65 kg/m3 (pro izolace střech) |
| Tepelná vodivost (λ) | 0,025 W/m.K (měřená), 0,030 W/m.K (výpočtová) |
| Rozsah teplotní odolnosti | -190 °C až +140 °C |
| Chemická odolnost | Vysoká (vůči vodě, kyselinám, zásadám, benzinu, olejům) |
| Biologická odolnost | Vůči plísním, houbám, hnilobě, kořenům |
| Reakce na oheň | C1 až C3 dle ČSN 73 0862, B2 dle DIN 4102 |
| Elektrický odpor | 5,4 x 1014 ohmů na cm |
Systémy Elastospray® LWP
Systémy Elastospray® LWP představují novou generaci osvědčených pěn ve spreji od BASF. Kromě snížení dopadu na životní prostředí mají, tak jako i starší produkty stejné řady, skvělé izolační schopnosti; za ně vděčí zejména struktuře uzavřených buněk, kterou vytvářejí. Tyto systémy se výtečně hodí na všechny aplikace vyžadující rychlé, jednoduché, cenově výhodné a udržitelné stavební postupy. Pěna je vhodná pro téměř všechny části obvodového pláště budov, zaujme především nízkou tepelnou vodivostí a vzduchotěsností, čímž umožňuje budovu izolovat bez vzniku tepelných mostů. Kromě toho pěna vykazuje optimální mechanické vlastnosti, jako jsou vysoká pevnost v tlaku a přiměřená propustnost vodní páry.
Evropská unie si klade za cíl drasticky zredukovat fluorované plyny s vysokým potenciálem globálního oteplování. Související nařízení EU vytváří požadavek na snížení emisí těchto plynů v členských zemích do roku 2030 o dvě třetiny. Pro průmysl to znamená nutnost nahradit fluorované uhlovodíky, jež se běžně používají jako nadouvadla v rozprašovaných pěnách, ekologicky šetrnějšími alternativami. BASF aktivně reaguje na tyto požadavky a vyvíjí řešení podporující udržitelnost.
Technologické zařízení a klimatické podmínky
Zpracování PUR pěn probíhá pomocí speciálního technologického zařízení, které plynule dopravuje jednotlivé složky do základního stroje. Tam materiál vstupuje přes filtry, postupuje do vysokotlakých pump a odtud do předehřívačů. Na cca 50 °C ohřáté složky putují stále odděleně soupravou vyhřívaných hadic do směšovací pistole a přes filtry až ke směšovací komoře. Tlakem 80 až 120 atm se obě složky (bez přístupu vzduchu) do sebe dokonale zamíchají a vycházejí z pistole v podobě aerosolu. Materiál je nanášen na suchou plochu, kde po dopadu okamžitě reaguje.
Kvalitní zpracování systému je podmiňující pro všechny vlastnosti tvrdé PUR pěny. Celosvětově se osvědčily stroje jako americký GUSMER H 2000, švýcarský IZOTERM nebo německý POLYPLAN. Důležitým prvkem v technologii PUR je prováděcí personál, jenž musí být roky stabilní, odborný, zkušený a zodpovědný.
Klimatické podmínky pro aplikaci:
- Vlhkost vzduchu: Maximálně 70 %, ideálně 30-50 %. Překročení může vést k horší adhezi a změnám směšovacího poměru.
- Teplota vzduchu: Nejméně 10 °C, maximálně 35 °C.
- Teplota podkladu: Nejméně 15 °C, čím více, tím lépe, maximálně 60 °C.
- Rychlost větru: Maximálně do 6 m/s, větší vítr způsobuje úlet materiálu a nerovnost vrstvy.
V České republice trvá realizační období obvykle 8 měsíců, od dubna do začátku listopadu, s ohledem na deštivé či větrné dny, což dává 50 až 100 pracovních dní v roce.
Příprava podkladu a detaily aplikace
Před vlastním nástřikem je klíčová pečlivá technická příprava. Střechu je vždy nutné vidět na vlastní oči, posoudit její vhodnost pro nástřik tvrdou pěnou a případně provést sondy. Důležité je posoudit střechu z hlediska kondenzace a tepelného odporu. Nezanedbatelné jsou i klempířské prvky a konstrukce, které je v případě potřeby nutné vyměnit. Doporučuje se používat titanzinkový plech, neboť PUR pěna je nanesena i na klempířské výrobky.
Příprava různých typů krytin:
- Asfaltové pásy: Boule je nutné rozříznout, vysušit hořákem a zpět zatavit. Uvolněné části se odstraní. Při větším množství vlhkosti pod pásy nebo nedostatečné kotvě se pásy demontují celoplošně.
- Plechové krytiny (falcovaný nebo trapézový plech): Odstranit povrchovou korozi, natřít základovou barvou a snýtovat uvolněné spoje. Hliníkový plech se podle stavu povrchu opatří primerem.
- Vlnitý eternit: Dokonale očistit (drátěným koštětem, tlakovou vodou), nechat dobře vyschnout a napenetrovat.
Hromosvodovou soustavu je vždy nutné rozebrat a po nástřiku opět smontovat. Střecha musí být před nástřikem dobře zametená.
Nástřik se provádí s citem pro daný typ podkladu. Plechové střechy lze stříkat pouze ve vyšších teplotách (od 20 °C výše), neboť plech je dobrý tepelný vodič a při nízkých teplotách odvádí reakční teplo při nástřiku, což snižuje adhezi k podkladu. U asfaltových podkladů nebo eternitu je situace podstatně lepší.
Před nástřikem plochy je vhodné „zastříknout“ detaily - tzn. atiky, odvětrávací komínky apod. Celková tloušťka nástřiku může být neomezeně silná, vždy vrstvená po 10, maximálně 15 mm. Způsob vrstev zaručuje rovinnost nástřiku. U rovných podkladů (asfaltové pásy, beton) se nástřik provádí vždy ve vrstvách na sebe kolmých - nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná. U vlnitých podkladů (vlnitý, trapézový plech, eternit) se nástřik provádí opět nejméně ve 3 vrstvách, každá cca 10 mm silná, avšak vždy ve směru spádu střechy. Vrstvy se na sebe vždy přesazují za účelem rovinnosti nástřiku.
UV ochranná vrstva
Nezbytnou součástí polyuretanové izolace je UV ochranná vrstva, která pěnu chrání proti dlouhodobým účinkům UV záření. V minulosti byla tato ochrana poměrně podceňována. Nejkvalitnější z hlediska životnosti jsou vrstvy na bázi silikonu, které jsou hojně používány ve Spojených státech.
Silikonové nátěry:
Silikony (polysiloxany) vykazují oproti jiným typům organických polymerů vhodnější vlastnosti pro použití v exteriérech. Vyšší energie a pevnost vazby křemík-kyslík, která je základní stavební jednotkou v silikonech, zajišťuje odolnost vůči UV složce slunečního záření, oxidaci vzdušným kyslíkem i ozonem. Vedle toho silikony vzhledem k nepolární povaze základního řetězce vykazují vysokou vodoodpudivost (hydrofobitu).
Námi používaný materiál s názvem Silicoat je silnovrstvá nátěrová hmota sloužící k finální ochraně polyuretanových střešních tepelných izolací před účinkem slunečního záření, fotooxidací a rovněž výrazně zvyšuje odolnost systému proti působení vody, především stojící vody. Silicoat je založen čistě na silikonovém pojivu. Vulkanizací za spolupůsobení vzdušné vlhkosti dochází k vytvoření inertní silikonové polymerní sítě, která zajišťuje mnohonásobně vyšší úroveň ochrany polyuretanové izolace než nátěrová hmota silikon-akrylátová. Tato vyšší úroveň ochrany se projeví výrazně vyšší životností střešního izolačního systému (až 20 let). V kombinaci silikon/drcená břidlice/silikon je prakticky bezúdržbová s těžko odhadnutelným horizontem konce životnosti pro další servis, cca 25-30 let.
I poměrně velmi špatně realizované střechy nebo střechy s dlouhodobou absencí UV ochranné vrstvy lze uvést do plně funkčního stavu s dlouhodobou životností. Základem je odborné posouzení stavu a navržení postupu, včetně případného částečného odfrézování poškozené vrstvy a jejího doplnění a provedení nové ochranné UV vrstvy materiálem k tomu určeným.
Časté problémy a jejich příčiny
Žloutnutí PUR pěny na slunci
K žloutnutí dochází vlivem UV záření a je často zaměňováno s problémy u jednokomponentních montážních pěn. U dvoukomponentních pěn pro izolace střech dochází k degradaci pouze povrchově a velmi pomalu. I po dlouhodobém vystavení UV záření pěna neztrácí své izolační schopnosti. Dodatečný vhodný nátěr okamžitě povrchovou degradaci zastaví.
Nasákavost PUR pěny
Nasákavost je obvykle způsobena nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny, což svědčí o nedbalosti realizačního personálu. Jedná se o nedostatek složky B (MDI), kdy buněčná struktura vznikající pěny nemá převážně uzavřenou strukturu. Příčinou může být i nástřik na mokré podloží.
Smrštění PUR pěny
Smrštění je opět způsobeno nedodržením směšovacího poměru základních komponentů. Nedostatek složky B (MDI) může způsobit pokles tlaku v buňkách a následné smrštění. Velmi nepatrné smrštění se však objevuje vždy při chladnutí vzniklé pěny, ale je plně kompenzováno absolutní adhezí nastříkané izolační vrstvy k podkladu a neprojevuje se negativně.
tags: #polyuretanova #izolace #mostu #basf #informace