Diagnostika a príčiny delaminácie pancierových podláh

Chyby pancierovej vrstvy priemyselnej podlahy nielen zhoršujú plnenie estetickej funkcie podlahy, ale aj znižujú prevádzkové vlastnosti podlahy. Reklamácie pancierových podláh sú preto pomerne rozšírené.

Pancierové podlahy sú väčšinou priemyselné podlahy so zvýšenou odolnosťou proti obrusovaniu povrchu. Sú akousi alternatívou k epoxidovým nášľapným vrstvám podláh. Využívajú sa v prevádzkach so zvýšeným mechanickým zaťažením, resp. v prevádzkach citlivých na prašnosť povrchu.

Čo je to priemyselná podlaha?

Je to podlahová konštrukcia, ktorá je zaťažená rovnomerným zaťažením väčším ako 5 kN/m² alebo pohyblivým zaťažením dopravnými alebo manipulačnými prostriedkami, ktorých celková hmotnosť je väčšia ako 2 000 kg. Priemyselnou podlahou je aj podlaha so zvláštnymi požiadavkami na odolnosť proti opotrebovaniu, kontaktnému namáhaniu, chemickému pôsobeniu, a to aj v tom prípade, ak je zaťaženie nižšie ako uvedené limitné hodnoty.

Podlaha s delamináciou vsypu

Z pohľadu zvláštnych požiadaviek je dôležitá nášľapná vrstva. Je to najvrchnejšia podlahová vrstva zabezpečujúca niektoré vlastnosti podlahy (napr. vzhľad, farebnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, bezpečnosť proti pošmyknutiu, čistiteľnosť). V prípade pancierových podláh sa nášľapná vrstva zhotovuje v podstate jediným spôsobom, a to minerálnym vsypom. Minerálny vsyp je suchá, priemyselne vyrábaná zmes cementu, plniva odolného proti obrusovaniu a špeciálnych prísad, ktorá sa aplikuje do zhutneného čerstvého betónu alebo poteru a finalizuje sa zvyčajne rotačnými hladičkami.

Podlaha s delamináciou vsypu

Na povrchu vytvára vrstvu odolnú proti opotrebovaniu, ktorá je vnútorne spojená s vrchnou vrstvou podlahy (na báze cementu) a vytvára tzv. „škrupinu“ alebo „pancier“ so zvýšenou mechanickou odolnosťou. Podľa technológie aplikovania sa rozlišuje: suchý do mokrého, mokrý do mokrého a mokrý do suchého. Tretia možnosť aplikácie (mokrý do suchého) sa používa väčšinou na betón starší ako 28 dní. Poslednej metóde aplikácie sa preto ďalej nevenujeme.

Čo je pancierový vsyp, na čo slúži a ako sa zhotovuje?

Pancierový vsyp je teda vrstva minerálneho vsypu, ktorá sa zhotovuje v hrúbkach približne od 2 mm až do 7 mm v závislosti od zrnitosti zmesi, budúceho zaťaženia a spôsobu aplikácie. Samotný vsyp vždy pozostáva zo spojiva (v podstate len cement), plniva a prísad a/alebo prímesí. Vhodná kombinácia zložiek je nositeľom mechanických vlastností pancierovej vrstvy. Aby tenká vrstvička fungovala ako „pancier“, musí mať výrazne vyššiu tvrdosť. Tá sa prejavuje pri skúškach pevnosti v tlaku malty z takejto zmesi, a to hodnotami približne 70 až 100 MPa.

Za vysokými pevnosťami je potrebné hľadať použitie cementov s vyššími pevnosťami a nízkeho vodného súčiniteľa pancierovej vrstvičky. V prípade oboch typov aplikácie je výsledný vodný súčiniteľ výrazne nižší ako vodný súčiniteľ betónu.

Vzhľadom na hrúbku vrstvy a okrajové podmienky okolitého prostredia je technológia realizácie mimoriadne citlivá na technologickú disciplínu. Vždy je potrebné dodržiavať pokyny výrobcu a v prípade pochybností konzultovať postup vopred s technickými poradcami. Nesmierne dôležité sú praktické skúsenosti a správny odhad tempa hydratačných procesov v betóne a predpoklad vplyvu podmienok v hale na tie isté procesy.

 Miesta delaminácie vsypu – vyznačené na opravu

Aplikačné manuály sa výrobok od výrobku prirodzene líšia. Pri aplikácii vsypu metódou „suchý do mokrého“ sa odporúča nadávkovať rovnomerne po celej ploche, ale po častiach, napríklad na dvakrát. Zahladiť prvú vrstvičku a až následne pristúpiť k dávkovaniu druhej polovice vsypu s následným zahladením rotačnou hladičkou s diskovým nástavcom. Nasledujúce hladenie povrchu prebieha rotačnými hladičkami (tzv. glet alebo final), až kým povrch nie je úplne suchý a tvrdý. Strmším nastavením lopatiek k povrchu podlahy sa docieli hladkosť a lesklosť povrchu.

Dôležité však je vystihnúť správny čas aplikácie vsypu. Zvyčajne je to úzky časový interval, v ktorom má tuhnúci betón podlahy vhodnú pevnosť na to, aby preniesol zaťaženie do chôdze, a správnu vlhkosť, aby došlo k zhydratovaniu vsypu pri správnom vodnom súčiniteli. Tieto podmienky sú citlivé na vplyv teploty, vlhkosti vzduchu a prúdenie vzduchu nad podlahou. Preto sa najviac problémov súvisiacich s pancierovými vrstvami podlahy vyskytuje pri realizáciách v letnom alebo zimnom období.

Metóda „mokrý do mokrého“ je menej citlivá na vplyv prostredia, pretože už samotná vrstvička „vsypu“ sa aplikuje vo forme malty, ktorá sa samostatne mieša. Na 5 kg materiálu sa väčšinou pridáva približne 1 liter vody. Je dôležité dodržať dávkovanie vody.

Sieť trhlín vhodná na sledovanie a kontrolu prídržnosti k podkladu

Pri použití riedkej zmesi sa nedá dosiahnuť rovnomerná hrúbka, vylúčiť zmrašťovacie trhliny a farebnú nejednotnosť povrchu. Zmes sa dôsledne zhomogenizuje. Takáto hustá hmota sa následne nanáša na čerstvý, ale už pochôdzny povrch betónu. Pri rozprestieraní materiálu je potrebné skontrolovať vodorovnosť vrstvy. Táto technológia je mimoriadne vhodná na podlahy s intenzívnou nákladnou dopravou a pri použití svetlých farebných vsypov, kde je hlavnou požiadavkou estetickosť a homogénna farba povrchu.

Pri použití ktorejkoľvek technológie sa odporúča pancierovú úpravu chrániť špeciálnym náterom/nástrekom, napr. na akrylovej báze (vždy však súčasť produktového radu výrobcu vsypu). Spĺňa dve funkcie – chráni podlahové vrstvy a vytvára čistiteľný a bezprašný povrch, a to vďaka uzatvoreniu povrchu proti odparovaniu vody z hydratujúceho cementového kompozitu.

Delaminácia, jej prejavy a diagnostika

Na správne spolupôsobenie, najmä pri zaťažení šmykovými silami vyvolanými zrýchľujúcou, spomaľujúcou alebo odbočujúcou manipulačnou technikou, je nevyhnutné kvalitné spojenie týchto dvoch vrstiev. Predpokladom na kvalitné spojenie je kvalitný povrch nosnej vrstvy podlahy. Vo všeobecnosti sa hodnotí pomocou pevnosti v ťahu povrchových vrstiev. Pre rôzne iné (pripojené) vrstvy podláh sú stanovené limitné hodnoty. Na aplikáciu vsypu sú však irelevantné a nedajú sa skontrolovať, až ex-post. Takáto požiadavka sa preto prenáša vo forme súdržnosti vsypu s podkladom práve do rozhrania týchto dvoch vrstiev.

Skúška pevnosti v ťahu povrchových vrstiev

Delaminácia je pomenovanie straty súdržnosti medzi nosnou vrstvou podlahy a tenkovrstvou povrchovou úpravou, v tomto prípade pancierovou vrstvou vsypu. Prejavy je možné rozdeliť na akustické a vizuálne. Akustické prejavy sú napríklad ostré a úsečné praskania. Vzhľadom na nízke množstvo uvoľnenej energie praskaním tieto akustické prejavy nie sú hlasné, skôr naopak. Iným akustickým prejavom je tzv. „dutý“ zvuk pri poklepe podlahy v mieste delaminácie vsypu.

Vizuálne prejavy väčšinou začínajú ako nenápadné jemné trhlinky vo forme napríklad hexagonálnej siete. Takéto trhlinky zvyknú mať na začiatku šírku napr. 0,05 mm. Na prvý pohľad sú prítomné len vo vsypovej vrstve. Vo všeobecnosti sa akceptujú trhlinky v podlahách do šírky 0,10 mm. V tomto prípade však šírka nie je rozhodujúca. Je na zvážení investora a dohode so zhotoviteľom (aj vzhľadom na špecifikáciu požiadaviek na podlahu), ako budú ďalej pokračovať. Či ponechajú miesta „na pozorovanie“, alebo pristúpia k diagnostike, alebo dokonca ihneď k oprave (lokálnej alebo celoplošnej).

Príprava na skúšku pevnosti v ťahu povrchových vrstiev

Ak sa dohodnú na pozorovaní alebo diagnostike, potom je dôležité určiť plošný rozsah a identifikovať širšie súvislosti. Vzhľadom na to sa zvolí vhodná metodika s relevantným rozsahom. Najjednoduchším spôsobom je cielená kontrola akustickým trasovaním miest, ktoré obsahujú takéto trhlinky. Keďže hydratácia je dlhodobý proces a s ňou súvisia aj objemové zmeny, dá sa usudzovať, že stav zistený vo veku podlahy napríklad 28 dní môže byť zásadne odlišný od toho, ktorý sa zistí o pol roka alebo o rok.

Miesta náchylné na delamináciu sa môžu pri odovzdávaní diela javiť ako bezproblémové, ak sa použije len akustické trasovanie. Ak sa však pristúpi aj k nedeštruktívnym alebo mierne deštruktívnym metódam, dá sa presnejšie identifikovať riziko straty kohézie súvrstvia v budúcnosti. Takouto nedeštruktívnou metódou (s nižšou výpovednou hodnotou) je stanovenie rovnomernosti tvrdosti povrchu. Vyššiu výpovednú hodnotu má už mierne invazívna metóda – meranie pevnosti v ťahu povrchových vrstiev.

Skúška pevnosti v ťahu povrchových vrstiev

Pre podlahy sa predpisuje skúška a vyhodnocuje postupom B podľa prílohy B STN 73 6242: 2010. Vo výpočte pevnosti sa uvažuje skutočný rozmer priemeru lomovej plochy do roviny terča. Prídržnosť povrchovej úpravy sa skúša postupom A, C alebo D podľa prílohy B STN 73 6242: 2010. Skúšobný postup sa volí podľa materiálu skúšanej povrchovej úpravy. Vo výpočte sa uvažuje skutočný rozmer priemetu lomovej plochy do roviny terča. Ak sa pristúpi k tejto skúške, na správnu interpretáciu je potrebné brať do úvahy teploty, pri ktorej sa skúška vykonáva, spôsob vymedzenia plochy terča voči podlahe a rýchlosť zaťažovania.

Príčiny vzniku delaminácie

Existuje viacero príčin vzniku delaminácie. Zvyčajne aj delaminácia býva súhrou viacerých okolností, resp. spolupôsobením viacerých mechanizmov. Keďže dokazovanie je technicky aj finančne náročné a navyše citlivosť prístrojov pri niektorých analýzach je porovnateľná s obsahom skúmanej látky, prvku alebo zlúčeniny, väčšinou nie je možné podať jednoznačné stanovisko, ktorá z príčin bola prevládajúca.

Ako sme už povedali, rozhodujúcimi faktormi úspešnosti aplikácie vsypu sú kvalitná a rovnorodá betónová doska podlahy, ktorá nemá lokálne výkyvy vodného súčiniteľa, nemá nedohutnené miesta s obsahom voľnej vody a na výrobu betónu neboli použité plastifikátory, ktoré v spojitosti s podmienkami prostredia ovplyvňujú negatívny priebeh tuhnutia betónu.

Príklad nevydarenej lokálnej opravy delaminácie

Vsyp po zahladení vytvára veľmi hutnú (parotesnú) membránu, ktorej difúzny odpor sa po aplikácii ošetrujúceho a vytvrdzujúceho náteru/nástreku ešte zvýši. Akékoľvek nadmerné množstvo vody v betóne preto nemá kam difundovať a ostane na rozhraní betónu a vsypovej vrstvy. Lokálnym zvýšením vodného súčiniteľa tu spôsobí odlišné objemové zmeny, ktoré sa prejavia delamináciou.

Lokálne zvýšenie vodného súčiniteľa môže byť spôsobené viacerými faktormi, napríklad: nedostatočne premiešaný betón, nedohutnený betón alebo skorý začiatok aplikácie vsypu a jeho hladenia. Inou možnosťou je použitie prísad, ktoré sú charakteristické vedľajším efektom čiastočného prevzdušnenia. Plyn z neželaného prevzdušnenia opäť naráža na difúznu bariéru a môže spôsobiť delamináciu. V extrémnom prípade môže byť príčinou aj dramatická zmena hrúbky vsypu na malej ploche a vyvolané vnútorné napätia z objemových zmien.

Záver

V pokračovaní tohto článku sa budeme venovať možnostiam opravy pancierových podláh s delaminovanou vsypovou vrstvou, a to aj vzhľadom na jej nevyhnutnosť, potrebnú plochu opravy a pod.

TEXT: Dr. Peter Briatka, MBA., COLAS Slovensko, Košice, Ing. Jana Olšová, Stavebná fakulta STU, Bratislava a Bria Invenia, s. r. o.
FOTO: archív autorov

Citované a súvisiace dokumenty:

1. STN 74 4505: 2013: Podlahy. Spoločné ustanovenia. Navrhovanie a zhotovovanie.
2. STN EN 13813: 2003: Poterové materiály a podlahové potery. Poterové malty a poterové hmoty. Vlastnosti a požiadavky.
3. STN 73 6242: 2010: Vozovky na mostoch pozemných komunikácií. Navrhovanie a požiadavky na materiály.
4. Hela, R. – Klablena, P. – Krátký, J. – Procházka, J. – Štěpánek, P. – Vácha, J.: Betonové průmyslové podlahy. ČKAIT, Praha, 2006.
5. Svoboda, P. – Doležal, J.: Průmyslové podlahy a podlahy v objektech pozemních staveb. Jaga group, Bratislava, 2007.
6. Unčík, S.: Prísady do betónu – klasifikácia, princíp pôsobenia, vplyv na vlastnosti betónu, Výroba betónu 2002. TU Košice, SAVT Bratislava, SSVTS, 2002.
7. Briatka, P.: Optimalizácia technológie realizácie priemyselných podláh, Písomná časť dizertačnej skúšky. Stavebná fakulta STU, Bratislava, 2009, s. 200.
8. Delamination of Concrete industrial Floors – Data Sheet, Cement Concrete & Aggregates Australia, 2009. 
9. Delamination of Concrete Industrial Floors – On site, Cement Concrete & Aggregates Australia, 2009.
10. Surface delamination in slab on ground construction – A report based upon site experience & observation in the Auckland region. Cement & Concrete Association New Zealand, 2002, ISBN 171-4204, TR 09.
11. Delamination of Troweled Concrete Surfaces, Concrete in Practice (CIP 20), NRMCA.
12. Maarten, A. – Broekmans, T.: Microscale sedimentary transport phenomena reveal the origin of delamination in an industrial floor, Materials Characterization, Vol. 53, 2004, pp. 233 – 241.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály 5/2017.