Problematika pečetících vrstev v současných podmínkách staveb

obr.5	Fotogalerie...

Příspěvek se zabývá problémy poruch izolací zejména ve spoji pečetící vrstva-pás z hlediska různých vlivů v proměnách počasí, použitých hmot, času a chování stavebních dělníků na izolaci či ochranné vrstvě izolace. Současně se zabývá skutečnostmi, které ovlivňují kvalitu provedení izolační vrstvy z hlediska současných materiálů s ohledem na to, zda se podmínky nezměnily natolik, že by bylo potřebné se zamyslet nad stávajícími předpisy.

1. ÚVOD – PORUCHY IZOLACÍ V PRŮBĚHU ČASU

Úvodem je nutné se zmínit, že poruchy na mostech v oblasti pečetící vrstva – NAIP nejsou novinkou. V letošním roce jsme je sledovali na úseku 20 dálnice D1 a již známé i opomíjené problémy se zde objevily. Zde se zabýváme zejména těmi, které zde měly největší vliv na vznik poruch.

Velké problémy nastaly v době hospodářské krize (2008 n), kdy v epoxidu byla zvýšena dávka ředidel až na hranici, kdy je ještě možno epoxid označit jako bezrozpouštědlový (11% extrahovatelných podílů). Kritický byl rok 2010, kdy byly v létě extrémní tropické teploty a zvedla se izolace na desítkách mostů – tehdy na obchvatu Prahy. Odtrhové pevnosti se měřily ráno ve 4 hod. – později již teplota přesáhla 25°C. Problémy se týkaly všech pečetících vrstev a všech pásů a to bez ohledu na skutečnost, zda zde byla již ochrana izolace nebo ne.

Když jsme definovali problém v rozpouštědlech v epoxidu a naleptání pásů těmito rozpouštědly byl vyvinut velký tlak na výrobce pryskyřic, aby hodnoty rozpouštědel snížili na minimum. I když výrobci epoxidů tvrdili, že u nich je vše v pořádku, snížil se obsah extrahovatelných podílů (rozpouštědel) cca na polovinu. Dnes se pohybují měřené hodnoty v oblasti 4,5 – 6% extrahovatelných podílů. Tím se epoxid dostal do oblastí, ve kterých není možné mnoho měnit. Jistý podíl ředidel zde potřebujeme a to zejména alkoholového typu, které zajišťují dobré spojení i s mokrým betonem.

V následujících letech jsme zaznamenali problémy pouze z jiných důvodů (technologická nekázeň, zastavení stavby – kde byly provedena ochrana izolace, ale s otevřeným vstupem vody na pásy ….)

Extrémní tropické teploty letošního léta nás vyvedli z omylu – že je problém zažehnán – a znovu jsme postaveni před řešení příčin těchto poruch.

2. PORUCHY NA VYBRANÉM ÚSEKU DÁLNICE D1

V době extrémních tropických teplot docházelo letos k mnoha poruchám izolací na mostech, kde byla použita pečetící vrstva. Ze všech míst a nebylo jich málo, byl vybrán úsek 20 dálnice D1.

Zkoumané objekty, byly vybrány z jednoho důvodu. Na všech objektech byly použity stejné materiály z jedné dodávky, izolace na všech mostech byla provedena stejnými lidmi ve stejné době a za stejného počasí, avšak s různým výsledkem, což dává možnost hlouběji nahlédnout do celé problematiky provádění izolačních souvrství. Navíc zde byly z dřívějších prací provedeny kontroly natavení izolačních pásů těsně po jejich natavení na podklad. Výsledky všech zkoušek na pečetící vrstvě i pásech vykazovaly vyhovující hodnoty.

Beton všech mostovek byl třídy C 30/37 XF4 se ztekucující přísadou Glenium 110 (dle informací stavby). Tato přísada velmi účinně ztekucuje beton, ale ten krom malých pórů z provzdušnění obsahuje i větší bublinky vzduchu, které z betonu pomalu odcházejí a zanechávají za sebou otevřené kanálky. Vzduch z betonu často vybublává ještě dlouho po finální úpravě povrchu. Izolace mostů je celoplošná z NAIP Bitumelit PR 5 na pečetící vrstvu Sika Ergodur 500 Pro. Izolace byla položena 9 až 12 dní po betonáži na konci května až začátkem června 2018 a následně byla přikryta ochranou z MA.

Hodnotíme-li výsledky zkoušek všech hmot, pak všechny naměřené hodnoty splňují požadavky platných norem i TKP. Beton, pečetící vrstva pásy i MA splnily všechny kvalitativní parametry požadované pro tyto hmoty.

Stejně tak provedení izolace měřené na konstrukci (odtrhové pevnosti betonu, odpor pečetící vrstvy, přídržnost NAIP) bylo zcela vyhovující a to s rezervou, kdy proti kvalitě provedení prací nemůžeme mít nejmenší výhrady.

3. POPIS SLEDOVANÝCH MOSTŮ

Jak je patrno z obrázků je každý most jiný a v každém probíhalo vysýchání betonu jiným způsobem a vlhkost konstrukce byla jiná. Navzdory stejným použitým materiálům naprosto jiné podmínky zrání betonu.

4. POUŽITÉ METODY MĚŘENÍ

Průzkum byl proveden dne 15.;16.;21.;28. a 29. 6. 2018. Počasí v době průzkumu se různilo od polojasného (ve dnech 15. a 16. 6.) do zcela jasného ve dnech 21.;29. a 30. 6. Teploty se pohybovaly od 15°C ráno do 30°C odpoledne.

Při místním šetření byla v základní pasportizaci použita metoda podrobné vizuální prohlídky povrchu vozovky mostu. Vizuální prohlídka byla doplněna vyhledáním dutých míst a špatně napojených vrstev metodou akustického trasování. Při vhodných klimatických podmínkách, které až na malé výjimky zde byly, byla rovněž použita metoda termovize s pomocí infrakamery. Měření metodou radarového CPR systému zde nebylo použito, protože první porucha, kterou radar spolehlivě zachytí je v místě pásu, a to víme i z akustického trasování a infrakamery. Protože akustickým trasováním můžeme leccos přehlédnout a infrakamerou zachytíme i spoje pásů bez poruch je nutno kombinovat obě metody.

5. PORUCHY NA JEDNOTLIVÝCH MOSTECH

Všechny poruchy měly stejný charakter.
• Porucha nastávala ve spoji pečetící vrstva – pás
• Pečetící vrstva byla na povrchu vizuálně čistá a silně lepkavá
• V pečetící vrstvě bylo velké množství mikroporuch – narušení pečetící vrstvy nad dutinkou.

Při hodnocení poruch na jednotlivých mostech musíme sledovat všechny aspekty možných vlivů

Most SO 203 – spřahující deska na monolitickém betonu – možnost vysýchání betonu jen jedním směrem – nahoru. Proti jiným objektům zde probíhal velmi čilý stavební ruch a to i těžkou stavební technikou podle výrazných stop na MA. Celkem nalezeno 320 poruch

Mosty SO 205 a 206 – krátké, deska tenká možnost vysýchání všemi směry – jen 1 nahodilá porucha

Most SO 208 – dlouhý, možnost vysýchání pouze směrem nahoru – zdola vysoká vlhkost, nalezeno celkem 578 poruch. Poruchy zde nejsou rozesety náhodně, ale v pruzích nad spoji nosníků I-73. Zajímavé je i rozložení poruch podle vlhkosti ve spárách nosníků na podhledu.

Pražské a brněnské pole bylo vlhké, prostřední suché. Je zde zjevné, že pečetící vrstva zde není parozábranou a proklamovanou teorii druhé izolace neplní.

6. HODNOCENÍ PŘÍČIN PORUCH

Beton - V současné době je pro beton mostovek nejčastěji používaný beton C 30/37 XF4. Pro výrobu se používá relativně malá dávka cementu (360 až 380 kg/m3). Součástí betonu jsou ztekucující a provzdušňující přísady. Provzdušňující přísady tvoří malé uzavřené póry, které přerušují kapiláry a mírně zvyšují vodotěsnost betonu – z hlediska poruch nemají výrazný negativní vliv. Problémem jsou některé přísady na bázi polykarboxyleterů, které výrazně snižují tixotropii betonových směsí. V případě použití těchto přísad dochází k tomu, že ještě dost dlouhou dobu po zahlazení povrchu betonu odchází z betonu větší bublinky vzduchu (to jsme u některých přísad zaznamenali ještě ½ hodiny po zahlazení povrchu). Tím uvnitř betonu zůstávají otevřené kanálky s naměřenou hloubkou až 2 cm. Kanálky mají malý průměr a je možné je překrýt pryskyřicí, ale kanálky se pryskyřicí nevyplní.

Pečetící vrstva - Pečetící vrstva je tvořena dvěma vrstvami epoxidové pryskyřice, kde první vrstva je posypána křemičitým pískem a druhá uzavírá povrch. Povrch je celistvý a kontrolovatelný měřením odporu. Výše zmíněné kanálky epoxid překryje, ale nevyplní.

Izolační pásy - Izolační pásy se natavují na pečetící vrstvu celoplošně. Při kontaktu plamene s epoxidem dojde k jeho výraznému změknutí, ale ne k degradaci. Pokud nejsou přítomny kanálky v betonu (závisí nejen na složení betonu, ale též na tloušťce desky) neděje se v podstatě nic špatného, jen dojde k natavení pásů a jejich přilepení na pečetící vrstvu. Pokud jsou v betonu výše zmíněné kanálky, dojde vlivem vysoké teploty ke zvětšení objemu vzduchu a vodní páry v kanálcích a k proražení epoxidové vrstvy a úniku vzduchu z kanálků. Takto otevřené póry se již neuzavřou a dávají možnost vodní páře se dostat do rozhraní pás – pečetící vrstva. Pečetící vrstva přestává takto plnit funkci druhé izolační vrstvy a parozábrany.

Spoj pečetící vrstva – pás - Vlivem rozpouštědel uzavřených v epoxidu dochází k mírnému snížení pevnosti spoje díky naleptání asfaltu pásů. Toto výrazně urychluje vysoká vnější teplota. Při běžných teplotách (20°C byla nejnižší naměřená hodnota v úrovni cca 50% pevnosti výchozí). Rozpouštědla pak odcházejí přes pás a pevnost se navrací do původních hodnot. Při vysokých teplotách předpokládáme výraznější snížení pevnosti spoje, ale také rychlejší odchod rozpouštědel do prostředí. Jestli-že při 20°C je dosažena minimální pevnost spoje za cca 6 týdnů, očekáváme minimální pevnost spoje při teplotách mostovky kolem 50°C přibližně za dobu poloviční nebo až třetinovou.

Vznik poruch - Vznik poruch pak souvisí s množstvím poruch v betonu (otevřené kanálky) a teplotou, kdy se při vysoké teplotě výrazně zvýší tlak vzduchu a páry v oblasti spoje pečeť-pás a zároveň je pevnost tohoto spoje zejména v loupání velmi malá, ve smyku se blíží až polovině původní hodnoty a v prostém tahu byly naměřeny pevnosti v úrovni 70% hodnot počátečních. Doprava po MA - Nezanedbatelným faktorem je zde též těžká doprava po mostě v této době, kdy díky malé pevnosti v loupání dochází s dopravou ke zvětšení poruch i jejich počtu.

7. ZÁVĚR

Závěrem je možné konstatovat, že po změně ztekucujících přísad v betonu dochází k podstatné změně v pohledu na roli pečetící vrstvy. Některé axiomy, které platily v době jejího zavedení neplatí (např. pečetící vrstva je druhou izolační vrstvou a parozábranou). Z tohoto důvodu je z našeho hlediska nutné změnit některé předpisy tak, aby případné poruchy nespadaly do oblasti náhodných změn klimatických podmínek, ale pouze do kvality použitých materiálů a kvality provedení prací.