Tekuté polymery hrají klíčovou roli v moderním stavebnictví, kde se využívají k vylepšení vlastností cementových směsí a opravných materiálů. Jejich vývoj, vlastnosti a široká škála aplikací přináší inovativní řešení pro zvýšení trvanlivosti, odolnosti a výkonnosti betonových konstrukcí.
MS polymery: Modifikované silikony s unikátními vlastnostmi
MS polymer je jednoduše řečeno modifikovaný silikon, který kombinuje vlastnosti silikonu a polyuretanu. Díky kombinaci jejich silných stránek a eliminaci těch slabých získává unikátní vlastnosti.
Historie a vývoj
MS polymery vyvinula v Japonsku v 70. letech 20. století společnost Kaneka Corporation jako reakci na potřebu lepšího tmelícího materiálu. Původně chtěla vyvinout nový materiál pro tmely, které mají zabránit vniku vody do stavby a prodloužit její životnost. V roce 1978 byl uveden na trh první typ Kaneka MS Polymeru pro použití v tmelech s nízkým a vysokým modulem pružnosti, což odstartovalo jejich další vývoj a modifikace.
Výhody MS polymerů
MS polymer byl vyvinut, aby překonal slabosti polyuretanu a zužitkoval jeho silné stránky. Mezi jeho klíčové výhody patří:
- Je odolnější proti UV záření.
- Déle si udrží požadované vlastnosti.
- Je bez bublin. Když je použitý tmel z polyuretanu vystaven vlhkosti z okolí (vzduchu) nebo přilehlých materiálů, tvoří v sobě bublinky. Polyuretan obsahuje izokyanát, který reaguje s vodou a tvoří CO2. Ten se dostává na povrch a vznikají dutiny, nerovný povrch a může se díky tomu časem i drolit.
- Lepí na vlhký podklad.
- Nebarví a nemastí okolí.
Společným jmenovatelem v řadě stavebních lepidel MAMUT GLUE je trimethoxyvinylsilan. Druhou důležitou vlastností MS polymerů je jejich modulárnost. Díky ní získávají lepidla speciální vlastnosti, které je řadí na špici stavebních lepidel.
Čtěte také: Použití tekutého venkovního betonu
Příklady produktů na bázi MS polymerů
MS polymery mají velké množství variací a široké způsoby uplatnění. Od svého objevu v 70. letech ušly dlouhou cestu a díky neustálému vývoji jdou stále dopředu. Příkladem jsou produkty řady MAMUT GLUE:
- MAMUT GLUE High Tack: Vysoká lepící síla ihned po aplikaci, není třeba lepenou věc fixovat nebo podkládat.
- MAMUT GLUE Crystal: Jeho hmota je průhledná, a tudíž se barevně přizpůsobí podkladu. Ideální pro lepení skel.
- MAMUT GLUE Multi: Je zároveň lepidlo i tmel.
- MAMUT GLUE Clear UV: Transparentní lepidlo na bázi MS polymerů. Je stvořené pro exteriér.
- MAMUT GLUE Disper Fix: Kvalitní, rychlé a spolehlivé lepidlo. Využijete v dílně, domácnosti, garáži nebo i na pracovišti.
SikaEmaco® S 5450 PG: Opravná malta na beton
SikaEmaco® S 5450 PG je jednosložková opravná malta na beton s vysokou pevností, vysokým modulem a kompenzací smrštění, která splňuje požadavky třídy R4 podle normy EN 1504-3. SikaEmaco® S 5450 PG je materiál připravený k použití, který obsahuje síranovzdorný portlandský cement (HSR LA), hydraulická pojiva, dobře tříděné písky, vybraná polymerní vlákna (PAN - polyakrylonitryl) a speciální přísady, které výrazně snižují riziko a výskyt smršťovacích trhlin.
Příprava a aplikace
Po smíchání s vodou vytváří SikaEmaco® S 5450 PG maltu tekuté nebo sypké konzistence, kterou lze snadno nanášet ručně nebo strojně.
Skladování
Před aplikací skladujte při okolní teplotě, mimo dosah přímého slunečního záření, v chladných a suchých skladovacích podmínkách a na paletách chráněných před deštěm.
Doba zpracovatelnosti
Přibližně 60 minut při teplotě +21±2 °C a relativní vlhkosti 60±10 %.
Čtěte také: Tekutý beton: Aplikace
Spotřeba
Na přípravu 1 m³ čerstvé malty je zapotřebí přibližně 1,900 kg prášku. Z jednoho 25 kg pytle se získá přibližně 13 litrů malty.
Příprava podkladu
Beton musí být zcela vytvrzený, čistý a zdravý, aby byla zajištěna dobrá přilnavost. Všechny volné stopy betonu nebo malty, prach, mastný olej atd. musí být odstraněny. Beton musí mít minimální přímou pevnost v tahu 1,5 N/mm². Poškozený nebo znečištěný beton by měl být odstraněn, aby se získal klíčovaný povrch. Doporučují se neúderové/vibrační metody čištění, např. tryskání, pískování nebo vysokotlaký vodní paprsek. Po přípravě povrchu by mělo být na povrchu betonové konstrukce jasně viditelné kamenivo. Okraje opravy seřízněte ve svislém směru do hloubky minimálně 20 mm. Pokud je viditelná výztužná ocel, očistěte ji na minimální stupeň Sa 2 podle ISO 8501-1 / ISO 12944-4. Zajistěte, aby byla čistá i zadní strana výztuže. Pouze v případě znečištění betonu chloridy by měla být výztuž chráněna použitím SikaEmaco® P 5000 AP nebo Sika MonoTop®-1010.
Připravený podklad by měl být před aplikací SikaEmaco® S 5450 PG předem namočen, nejlépe na 24 hodin, nejméně však 2 hodiny. Povrch musí být matně vlhký, ale bez stojaté vody. Bednění musí být pevné a vodotěsné. Na vnitřní líc bednění naneste lehce separační prostředek Sika®. Naplňte bednění vodou, abyste vyzkoušeli jeho těsnost, a předem namočte podklad. Během pokládky je třeba zajistit odvod předem namočené vody a odvzdušnění.
Míchání
Míchejte pouze plné pytle. Poškozené nebo otevřené sáčky by se neměly používat. Do čisté nádoby nalijte minimální množství vody na míchání. Potřebná mísicí voda: Pro dosažení tekuté (na lití) konzistence je zapotřebí 3,5 až 4,0 litrů na 25 kg pytle. Používejte pouze čistou nekontaminovanou vodu. Prášek SikaEmaco® S 5450 PG přidávejte rychle a plynule a míchejte vhodnou lopatkou připojenou k výkonné elektrické vrtačce s pomalými otáčkami (max. 400 ot./min.) po dobu 3 minut, dokud není dosaženo tekuté nebo tekoucí konzistence bez hrudek v maltě. Poznámka: V případě potřeby přidejte vodu, nikdy však nepřekračujte maximální potřebu vody! Při použití v tloušťce větší než 200 mm musí být směs rozšířena o čisté kamenivo s vhodným tříděním.
Pokládka
Pro optimální vytvrzení výrobku musí být teplota při aplikaci SikaEmaco® S 5450 PG mezi +5 °C a +30 °C. Materiál lze pokládat nebo čerpat za bednění nebo vylévat do oblasti opravy záplat. SikaEmaco® S 5450 PG se lije průběžně na místě s tekutou konzistencí, přičemž se do bednění umisťuje pouze z jedné strany, aby mohl unikat vzduch. Je samozhutnitelný, aniž by vyžadoval vibrace, a to i v konstrukcích, které jsou silně vyztužené nebo mají složitý tvar. Ponechte bednění na místě co nejdéle, nebo zajistěte řádné vytvrzení. SikaEmaco® S 5450 PG lze také nanášet v sypké konzistenci v místech vodorovných oprav záplat štětcem do povrchových nerovností podkladu. Nářadí a míchačku je třeba po použití ihned očistit vodou.
Čtěte také: Aplikace tekutého asfaltu na střechy
STACHEMENT MM: Superplastifikační přísada do betonu
Při použití přísady STACHEMENT MM je možné snížení záměsové vody betonových a maltových směsí až o 30% při zachování původní zpracovatelnosti. Pokud se jeho ztekucující účinek využije pro snížení množství záměsové vody, zvyšuje počáteční i konečné pevnosti betonu. STACHEMENT MM lze používat v kombinaci s ostatními výrobky společnosti STACHEMA CZ s.r.o. např. provzdušňovacími přísadami, zpomalovacími přísadami, stabilizátory betonových směsí, urychlovači tvrdnutí, odbedňovacími prostředky, ochranným nátěrem na beton apod.
Ochrana betonových konstrukcí v zařízeních pro úpravu vody
U železobetonových konstrukcí ve vodárenských zařízeních a čistírnách odpadních vod lze zajistit vodotěsnost celou řadou ochranných systémů. Vodotěsnost, ochrana proti erozi a do jisté míry i zlepšení chemické odolnosti jsou hlavními důvody pro použití vodotěsnících a ochranných systémů ve vodárenských zařízeních pro úpravy pitné vody. Při čištění odpadních vod má vodotěsnost stejnou důležitost, ale v místech, kde je beton vystaven působení kyseliny sírové, která se vytváří mikrobiologicky ze sirovodíku, je zásadní chemická ochrana železobetonové konstrukce. Sirovodík, který vzniká anaerobní oxidací síranů přítomných v odpadních vodách, uniká do vzduchu nad odpadní vodou a pak oxiduje, následkem čehož se na povrchu betonu tvoří kyselina sírová. A právě tato vznikající kyselina způsobuje vážné zhoršování kvality betonu.
Nevýhody tradičních polymerových nátěrů
Tradičně se pro zajišťování vodotěsnosti a ochrany vodárenských zařízení i čistíren odpadních vod používají nátěrové hmoty na polymerovém základě, např. epoxidové, vinyl-esterové a další polymery. I když polymery vykazují velmi dobrou chemickou odolnost, mají při aplikaci na betonu trvale vystaveném vodě řadu nevýhod, často s následkem poruch z důvodu uvolnění od betonového podkladu. Polymerové nátěry nanesené na beton selhávají z celé řady důvodů, ale hlavním problémem je přítomnost vlhkosti - v betonu i na jeho povrchu. I při použití polymerových nátěrů slučitelných s povrchovou vlhkostí, např. speciálních epoxidů, nepropustnost vodních par (malá dýchatelnost) vede k uvolnění od betonu. Obdobně, pokud se voda dostane na rozhraní mezi betonem a polymerovým nátěrem z vnějšku (např. z okolní podzemní vody), kapilární tlaky vznikající u tohoto rozhraní způsobí uvolnění. Často se mylně předpokládá, že uvolnění polymerového nátěru je způsobeno tlakem vodních par. Skutečný tlak vodních par je ale příliš malý, aby způsobil závadu přilnavosti a jeho uvolnění způsobuje kapilární tlak vody na rozhraní. Aby nedošlo k uvolnění nátěru vzhledem k přítomnosti vlhkosti, beton musí být zcela suchý až do hloubky 2-3 cm.
Zejména u projektů oprav a obnovy je rovněž obtížné získat souvislý polymerový nátěr. Pro podklad bez kráterků a mikroskopických trhlin se vyžaduje hladký a dokonce rovný povrch, takže pro přípravu erodovaného nebo chemicky poškozeného povrchu se často vyžaduje tenká cementová vrstva. Pokud se nepodaří zajistit souvislost nátěru, výsledkem bude pronikání vody k rozhraní mezi nátěrem a betonem s následným uvolněním nátěru.
Výhody polymerem modifikovaných cementových nátěrů
Dalším a lepším řešením pro ochranu betonových konstrukcí v prostředích vodárenských zařízeních a čistíren odpadních vod je používat polymery modifikované cementové nátěry se základem z portlandského nebo aluminátového cementu. Vysoká úroveň polymerové modifikace zajišťuje vynikající chemickou odolnost a flexibilitu. Na druhé straně obsah cementu způsobuje, že tyto nátěry „dýchají“, což umožňuje, aby se vodní páry odpařovaly a případné kapilární tlaky na rozhraní se uvolňovaly, a tak se eliminovaly problémy uvolňování nátěrů - membrán na polymerovém základě. Polymery modifikované cementové materiály lze nanášet na beton zcela nasycený vodou a dokonce, i když je na povrchu přítomná vlhkost.
Materiály z polymery modifikovaného portlandského cementu se využívají k vodotěsnosti a ochraně železobetonu ve vodárenských zařízeních a v určitém rozsahu (v otevřených konstrukcích) i v čistírnách odpadních vod, a to při opravách i nových stavbách. V kombinaci s dalším zesílením jsou rovněž vhodné pro zajištění vodotěsnosti betonových konstrukcí vystavených působení ozónu.
Nátěry z polymery modifikovaných aluminátových cementů se využívají v aplikacích, kde se očekávají vyšší koncentrace sirovodíku, např. u zastřešených čisticích zařízení (usazovacích nádrží), vyhnívacích nádrží, přečerpávacích stanic, kanalizací a průlezů. Synergie mezi polymerovým modifikátorem a složením aluminátového cementu zajišťuje vynikající odolnost vůči mikrobiologicky způsobené korozi. Chemická odolnost nátěru z polymery modifikovaného vápníkovo-aluminátového cementu vůči mikrobiologicky vzniklé kyselině sírové byla dlouhodobě testována ve zkušební komoře v prostředí s vysokým obsahem kyseliny sírové, 24 až 40 ppm (dílů na milion) a hodnotou pH betonového povrchu menší než 1.
Produkty Cem-Kote Flex ST a Cem-Kote Flex CR
Cem-Kote Flex ST i Cem-Kote Flex CR se snadno aplikují, nástroje a zařízení se čistí jednoduše omytím vodou, a tyto materiály nevykazují žádné ze zdravotních rizik, která se vyskytují u systémů polymerových nátěrů. Cem-Kote Flex ST a Cem-Kote Flex CR jsou dvousložkové materiály, které se skládají ze suchých prášků balených v pytlích a tekuté polymerové přísady dodávané v plastovém kontejneru. Tyto dvě složky se míchají na místě pomocí konvenčního elektrického lopatkového mixéru a nanášejí se ve dvou vrstvách štětcem nebo stříkáním v celkové tloušťce 1,6 až 2 mm.
V případě nové konstrukce postačuje k očištění stávajícího betonu vysokotlaké omytí. K přetření menších povrchových pórů se použije Cem-Kote Flex ST/Cem-Kote Flex CR, větší póry se předem zaplní stejným materiálem smíchaným s menším množstvím tekuté složky tak, aby bylo dosaženo konzistence pro nanášení zednickou lžící. Praskliny vzniklé smršťováním při schnutí se upraví pomocí zesilující tkaniny - Reinforcing Fabric NW, což zajišťuje vodotěsnost, i když je kapacita přemostění trhliny pomocí pružných materiálů Cem-Kote Flex ST/Cem-Kote Flex CR překročena. Pro nanášení materiálů Cem-Kote Flex ST/Cem-Kote Flex CR stříkáním lze použít několik typů zařízení, včetně peristaltických a objemových.
V případě velmi hrubých povrchů se poškozený beton odstraní a povrch se očistí vysokotlakou vodou. Materiály z portlandského cementu modifikované mikrosilikou, např. Fibre-Patch OV pro ruční aplikaci, nebo Spray-Con WS ST pro aplikaci procesu vlhkého torkretovacího betonu, se nanášejí v tloušťkách kolísajících od 1 do 10 cm, v závislosti na stupni poškození. K opravě povrchu se vyžaduje vyrovnávací vrstva, která při aplikaci Cem-Kote Flex CR zajišťuje hladký povrch při minimalizaci kráterků.
Ochrana kovových částí
Čistírny odpadních vod, průlezy a kanalizační systémy obsahují také kovové části, které vyžadují ochranu proti korozi. Systémy polymerových vrstev chránící proti korozi se při opravách těchto konstrukcí velmi obtížně aplikují, protože ke své funkci vyžadují velmi čisté („bílý kov“) a suché povrchy. Systémy ochranných vrstev jsou také velmi citlivé na drobné kráterky, kde je rychlost koroze značně vysoká. Společnost Gemite úspěšně využívá protikorozní nátěr na cementové bázi, Fibre-Prime, který nevyžaduje povrch s „bílým kovem“ a postačuje odstranění volné rzi. Je zcela tolerantní dokonce i vůči povrchové vlhkosti přítomné na kovových součástech. Pro dodatečnou ochranu vůči korozi mikrobiologicky způsobené kyselinou sírovou se přes Fibre Prime může aplikovat Cem-Kote Flex CR.
Příklady použití
- Oprava usazovací nádrže ve Slobozii, Rumunsko: Původní uvolněná betonová vrstva na základové desce byla odstraněna a nahrazena novou vrstvou ze samozhutňujícího se betonu. Povrch byl očištěn vysokotlakou vodou a dále byly stříkáním aplikovány dvě vrstvy Cem-Kote Flex ST. Poškozený beton na stěnách usazovací nádrže byl odstraněn a opraven správkovou maltou Spray-Con WS ST a dále dvěma vrstvami stříkáním nanášeného Cem-Kote Flex ST. Obnažená ocelová výztuž byla upravena cementovou ochranou proti korozi (Fibre Prime) a trhliny byly ošetřeny materiálem Cem-Kote Flex ST s vloženou výztužnou tkaninou.
- Projekt v Bedfordu (Nova Scotia) z roku 1993: Značně popraskaná betonová nádrž byla nejprve sanována nanesením vrstvy vlhkého torkretovacího betonu o síle 12 mm, vláknem vyztuženou maltou Spray-Con WS ST a opatřena dvěma vrstvami Cem-Kote Flex ST. Revizí v roce 2010 se ukázalo, že oprava i utěsnění trhlin stále velmi dobře funguje.
- Obnova a ochrana čistírny odpadních vod v Ottawě (Ontario): Příklad použití Cem-Kote Flex CR.
- Oprava poškozené betonové nádrže v Truru (Nova Scotia): Aplikace vlhkého torkretovacího betonu, Spray-Con WS ST.
Rozsáhlá terénní porovnání projektů s využitím Cem-Kote Flex ST a Cem-Kote Flex CR v Kanadě ukázala, že u těchto materiálů se nevyskytují problémy s jejich uvolňováním, ale jsou i značně levnější, když „náklady v místě“ jsou přibližně 3 až 4krát nižší než u polymerových nátěrů.
UHPC Valucem: Ultra-vysokohodnotný cement
Vícesložkový jemnozrnný kompozit na bázi cementu UHPC Valucem je vyrobený z vybraných frakcí křemičitého plniva zrnitosti do 2 mm, latentně hydraulických filerů a modifikujících přísad. Součástí směsi je tekutá superplastifikační přísada a zvolený typ a dávka vláken (ocelových, polymerních). Složení zabezpečuje vysokou pevnost v tlaku a tahu za ohybu, velkou přídržnost k podkladu a snadné vyplnění i velmi složitých tvarů forem.
Vlastnosti a aplikace
Zřízením konstrukční vrstvy z UHPC lze zejména u starších mostů zvýšit užitné zatížení a vytvořit alternativní trvanlivou vodorovnou vrstvu s izolační schopností. Nově zřizovaná vrstva vysokohodnotného betonu je v sobě schopna integrovat několik funkcí. V této schopnosti spočívá vysoká přidaná hodnota této technologie. Propojuje jednak funkci zesílení konstrukce, dále funkci hydroizolační vrstvy, a dále je schopna vytvořit vysoce odolnou a trvanlivou finální pochozí či pojížděnou vrstvu.
Materiál UHPC Valucem lze s ohledem na unikátní mechanicko-fyzikální vlastnosti aplikovat v menších konstrukčních tloušťkách. Kromě menšího přitížení konstrukce to znamená menší objem použitého materiálu, a tedy spotřebu primárních surovin, a tedy nižší dopravní náklady a náklady na těžkou mechanizaci. Při vývoji této technologie pro zesilování vodorovných povrchů či povrchů s mírným spádem byla vyvinuta modifikace čerstvé směsi UHPC Valucem umožňující pokládku i v mírném spádu. Současně byly ověřeny postupy úpravy finálních povrchů s ohledem na zajištění dostatečných protiskluzných vlastností finálního povrchu. Využití UHPC při zesilování vodorovných ploch mostních konstrukcí předpokládá, že nově vytvořená zesilující vrstva UHPC bude aplikována na stávající odhalenou betonovou /podkladní/ vrstvu, tak aby mohlo dojít k dobrému zakotvení reprofilačních vrstev. Odhalený podklad musí být dostatečně únosný a tzv. otevřený. Základní vlastností čerstvé směsi z UHPC je její velké rozlití, směs je v podstatě samonivelační. Aplikací vhodných přísad do čerstvé směsi je třeba zvýšit kohezi směsi tak, aby bylo možné vrstvu UHPC vyspádovat.
tags: #tekutý #polymer #do #cementu #informace