Poruchy balkónov a korózia

S viacerými nedostatkami a následnými poruchami balkónov je spätá korózia. Väčšina z nás si pod týmto pojmom predstaví predovšetkým dobre známu koróziu klasickej oceľovej konštrukcie, napríklad nosných stĺpikov balkónového zábradlia. Okrem korózie, ktorú dobre vidí aj laik, však existuje aj korózia, ktorá je na prvý pohľad neviditeľná alebo ju spozoruje len odborník po dôkladnej vizuálnej diagnostike balkóna.

V mnohých prípadoch samotná korózia oceľovej konštrukcie nie je priamo viditeľná, ale vidno len dôsledky tzv. skrytej korózie, ktorá pomaly a úspešne prebieha vnútri napríklad nosnej balkónovej dosky. Na balkónoch môže dochádzať ku korózii betónu, korózii betonárskej výstuže a korózii oceľových konštrukcií. Vzhľadom na význam jednotlivých druhov korózie venujeme ďalej pozornosť najmä korózii betonárskej výstuže a korózii oceľových konštrukcií.

Poruchy balkónov systémové poruchy – nesprávne riešenie v projektovom návrhu a zvýraznené nesprávnou realizáciou, prípadne správny projekt a nedodržanie technologickej disciplíny, poruchy spôsobené nesprávnou prevádzkou a zanedbanou údržbou – nesprávna konštrukčná tvorba detailov a nevhodné materiály či situovanie balkónov v rámci fasády zvyšovali požiadavky na spôsob a rozsah údržby v porovnaní s inými konštrukčnými časťami bytových domov (napriek tomu bola ich údržbe venovaná minimálna alebo žiadna pozornosť).

Korózia betonárskej výstuže

Korózia výstuže v nosnej balkónovej doske je z dlhodobého hľadiska najvážnejším problémom vystupujúcich konštrukcií. Okrem narušenia vzhľadu konštrukcie spôsobuje aj úbytok plochy nosnej výstuže a degradáciu spojenia medzi betónom a výstužou. Z dlhodobého hľadiska je výsledkom tohto procesu značná strata nosnej schopnosti konštrukcie a v konečnom dôsledku až strata funkčnosti. Práve korózia výstuže v súčinnosti s degradáciou betónu je najčastejšou príčinou sanácie železobetónových konštrukcií balkónov a lodžií.

Za normálnych okolností je výstuž betónu chránená proti korózii alkalickým prostredím betónu s hodnotou pH 12,5 – 13,5 vrstvou kysličníkov železa na povrchu výstuže. Pôsobením agresívnych plynov, hlavne oxidu uhličitého a pôsobením chloridov však býva pasivačná (ochranná) funkcia betónovej vrstvy narušená. Nastávajú tak podmienky na vznik korózie, kde ako elektrolyt pôsobí pórová voda a na procese sa podieľa aj tretí nutný komponent – kyslík nachádzajúci sa v póroch betónu.
Priebeh korózie ovplyvňujú a urýchľujú trhliny v krycej vrstve betónu. Urýchľovací efekt závisí od šírky, hĺbky a tvaru trhliny. V mieste trhliny je predpoklad vzniku nebezpečnej jamkovej lokálnej korózie. Tento proces platí aj opačne – samotný proces korózie vyvoláva vznik trhlín. Pre vznik trhliny je v závislosti od hrúbky a kvality krycej vrstvy a profilu výstuže potrebné isté množstvo korozívnych produktov. Z toho je zrejmé, aký veľký význam má – hlavne v čele balkónovej dosky – kvalitná a dostatočne hrubá krycia vrstva.

Rozvoj korózie výstuže v čele balkónovej dosky bol podrobne teoreticky aj numericky analyzovaný. Kvantifikoval sa pritom vplyv korózie, ktorá vzniká na zvislej rovnej časti výstužnej oceľovej vložky nachádzajúcej sa najbližšie k povrchu betónu (uvažovala sa minimálna krycia vrstva 15 mm). Korózia výstuže v zodpovedajúcom štádiu degradácie ochranných vlastností betónu začne najskôr v tej časti povrchu výstuže, ktorá sa ako prvá dostane do styku s frontom karbonizácie (1. stav korózie). Neskôr sa šíri ďalej, až zahrnie zhruba polovicu obvodu výstužnej vložky (2. stav korózie). Následne začne proces korózie výstuže aj  na zadnej strane vložky (3. štádium korózie).

Z výsledkov numerickej analýzy vyplýva, že celkový čas trvania degradačných procesov v betóne a výstuži po pozorovateľný vznik trhlín na čele železobetónovej balkónovej dosky (trieda betónu B25, krytie 10 až 15 mm) konštrukčného systému T 06 B NA by sa mohla pohybovať (bez akejkoľvek údržby a ochrany betónu) na úrovni 30 až 40 rokov.

Nedostatky na balkónoch nedostatky, ktoré ohrozujú bezpečnosť užívania – ohrozujú priamo bezpečnosť užívateľov (vznik trhlín vedúci k vypadávaniu častí materiálu vystupujúcej konštrukcie, korózia výstuže balkóna, korózia kotvenia alebo nosnej konštrukcie zábradlia atď.), nedostatky, ktoré znižujú úžitkovú hodnotu – zvyšujú prevádzkové náklady a časom môžu viesť k vzniku porúch ohrozujúcich zdravie, nedostatky, ktoré sú spôsobené končiacou životnosťou stavebných konštrukcií a technického zariadenia budov

Porucha začne funkciu konštrukcie ovplyvňovať až po určitom čase. Typickým príkladom je korózia výstuže spôsobená karbonizáciou betónu. Kým je v okolí výstuže dostatočne alkalické prostredie, výstuž nekoroduje – ide o tzv. pasívne štádium t1. Keď začne korozívny proces, ktorý sa prejavuje úbytkom plochy výstuže, hovoríme o tzv. aktívnom štádiu t2. Toto štádium trvá do okamihu, v ktorom plocha výstuže nedosiahne hodnotu, keď únosnosť konštrukcie prestane vyhovovať požiadavkám a konštrukcia sa stane nefunkčnou. Zjednodušená schéma opísaného procesu je na nasledujúcom obrázku.

Korózia oceľových konštrukcií

Zabrániť korózii alebo aspoň obmedziť jej rozsah možno tromi základnými spôsobmi: úpravou korózneho prostredia, sekundárnou ochranou a primárnou ochranou.
Osobitne nebezpečná je korózia nosných stĺpikov zábradlia v hmote podlahy. Je potrebné v maximálne možnej miere eliminovať vnikanie vody do podlahy okolo stĺpika. Počas užívania je nevyhnutná častá kontrola a vhodná údržba tohto kritického detailu, ktorý možno pokladať za najčastejší dôvod degradácie okrajových častí balkónovej dosky.

Častým javom je korózia nosných a nenosných kovových častí zábradlia. Aj napriek často nevhodne riešenému detailu je nezanedbateľný vplyv chýbajúcej údržby. Korózia ukončujúceho oplechovania odkvapu, prípadne oplechovania iných konštrukčných častí balkóna je jednou z najčastejších porúch. Korózia oplechovania a kotvenia zábradlia významným spôsobom prispieva k degradácii okrajových častí podlahy a nosnej balkónovej dosky.

Spolupôsobenie porúch

Na základe analýzy vyskytujúcich sa porúch a ich vplyvu na funkčné pôsobenie balkónov možno konštatovať, že jednotlivé poruchy sa vyskytujú vo vzájomnej súčinnosti. V závislosti od počtu, druhu a vzájomnej kombinácie nedostatkov je následne ohrozená funkčnosť nie­ktorej konštrukčnej časti alebo dokonca balkóna ako celku. Najnepriaznivejší prípad, ktorým je strata spoľahlivosti, čiže funkčnosti balkóna je vždy výsledkom spolupôsobenia viacerých uvedených porúch.

Rozhodujúce príčiny porúch balkónov a lodžií zlé konštrukčné riešenie poveternostné vplyvy nesprávna prevádzka a údržba mimoriadna udalosť Najčastejšie poruchy balkónov vyplývajúce z uvedených príčin degradácia nosnej balkónovej dosky korózia výstuže nosnej dosky strata funkčnosti zábradlia strata funkčnosti podlahy balkóna strata funkčnosti oplechovania odkvapu plesne v oblasti nadpražia pod balkónom estetické nedostatky

Nevyhnutným predpokladom diagnostiky a návrhu riešenia obnovy je poznanie konštrukčnej tvorby konkrétneho typu balkóna. Samotné zistenie výskytu poruchy ešte nie je vymedzením rozsahu výskytu. Keďže závažnosť poruchy sa určuje vo vzťahu k porušeniu nosnej konštrukcie, jej fyzický stav je potrebné zhodnotiť po odstránení podlahových vrstiev, odstránení nesúdržných častí podlahy a očistení odkrytej výstuže. Posúdiť sa musí aj fyzický stav zábradlia a na základe rozsahu korózie riešiť potrebu výmeny. Okrem fyzického stavu treba posúdiť výšku, prípadne riešiť nadvýšenie existujúceho zábradlia alebo nové zábradlie s požadovanou výškou.

Literatúra:
1. Slivoň, Slavomír: Teoreticky zdôvodnené riešenie vystupujúcich konštrukcií a ich detailov  (dizertačná práca). Bratislava: 2007.
2. Vplyv stavebných materiálov a konštrukcií na kvalitu života. Podetapa 03.02.05: Kvantifikácia a zhodnotenie vplyvu rozhodujúcich technologicko-výrobných, stavebno-fyzikálnych a mechanicko-pevnostných parametrov jednotlivých materiálov na trvanlivosť a zmeny funkčnosti vystupujúcich konštrukcií budov. Zásady a odporúčania pre použitie vybraných materiálov vo vystupujúcich konštrukciách budov. Bratislava: Ústav stavebníctva a architektúry SAV 2005. ÚLOHA VÝSKUMU A VÝVOJA ŠTÁTNEHO PROGRAMU S 00065 – PPŠP-2/2003. 

Ing. Slavomír Slivoň
FOTO: archív autora, VVÚPS-NOVA, výskumno-
vývojový ústav pozemných stavieb, s. r. o.

Autor je autorizovaným stavebným inžinierom a vedúcim technickej a projektovej prípravy v spoločnosti INGOS, a. s.