Spôsob založenia stavby princípom tzv. bielych vaní kladie vysoké technické požiadavky nielen na použitú betónovú zmes pre vlastnú konštrukciu, ale taktiež na riešenie pracovných a dilatačných škár. Termínom biele vane sa označujú konštrukcie, ktoré využívajú ako hydroizoláciu vodonepriepustnosť betónu. To znamená, že pre ich utesnenie proti vode nie je potrebná sekundárna ochrana povlakovou alebo náterovou hydroizoláciou. Pri betonáži, ktorá sa musí odehrávať postupne po jednotlivých pracovných záberoch, vznikajú vo zdanlivo monolitickej konštrukcii pracovné škáry, ktoré môžu byť zdrojom priesakov vody. Rozoznávame pracovné, dilatačné prípadne nepravé (riadené trhliny) škáry. Predovšetkým tieto miesta môžu byť budúcim zdrojom problémov s netesnosťami a prenikaním podzemnej vody do objektu. Škáry sú najcitlivejším miestom bielej vane, a preto aj najviac priesakov vzniká práve v mieste škár. Správna voľba tesniaceho systému jednotlivých škár je základom pre návrh vodotesnej škáry. Prevláda preto snaha o minimalizovanie množstva alebo dĺžky pracovných škár v akejkoľvek konštrukcii.
Typy škár v betónových konštrukciách
V rámci výstavby vznikajú v konštrukcii škáry, ktoré musia byť rovnako vodonepriepustné. V zásade existujú tri funkčne odlišné typy pracovných škár a ďalej sa v konštrukcii navrhujú dilatačné a kontrakčné škáry.
Pracovné škáry
Pracovné škáry vznikajú v miestach prerušenia betonáže, na styku pracovných záberov. Typickým príkladom pracovnej škáry je napojenie stien na horizontálne nosné konštrukcie alebo potreba prerušenia betonáže rozmernej konštrukcie (zvislej respektíve šikmej alebo vodorovnej). Základnou zásadou je, že konštrukcia na mieste pracovnej škáry musí mať aspoň také funkčné vlastnosti ako vo zvyšnej ploche alebo lepšie.
V zásade existujú tri funkčne odlišné typy pracovných škár:
- Idealizovane dokonalé spriahnutie: Prvým typom je idealizovane dokonalé spriahnutie dvoch susedných konštrukcií v pracovnej škáre. Uvedeným príkladom môže byť už viackrát spomínaný spoj horizontálnej konštrukcie a vertikálnej konštrukcie. Rovnako však možno spriahnutú pracovnú škáru zhotoviť aj čisto v horizontálnej konštrukcii. Realizovať dokonale spriahnutú pracovnú škáru (v horizontálnej konštrukcii) je problematické a s rastúcim aplikovaným dynamickým zaťažením sa bez dodatočných špeciálnych úprav stáva prakticky nemožné. Pod špeciálnymi úpravami možno chápať také vystuženie pracovnej škáry, ktoré prenáša zaťaženie cez pracovnú škáru a chráni úzku oblasť betónu proti drveniu. Výstuž rovnobežná s pracovnou škárou sa v mieste škáry zhustí, aby sa pri betonáži ďalšieho pracovného záberu zabezpečil prenos vzniknutých vynútených namáhaní.
- Voľná pracovná škára: Druhý typ pracovnej škáry možno charakterizovať ako voľný. Voľná pracovná škára je opäť len idealizovane voľná a v reálnych podmienkach ju nemožno zhotoviť už len preto, že výplň (vložka) zabezpečuje čiastočné spolupôsobenie.
- Polotuhá škára: Tretím a zároveň posledným typom pracovnej škáry je polotuhá škára. Umožňuje čiastočne vzájomný pohyb stýkajúcich sa konštrukcií. Polotuhé pracovné škáry sa navrhujú a realizujú na miestach, kde sa pod predmetnou konštrukciou plánuje pružný, plastický podklad a/alebo treba rátať s vysokým teplotným namáhaním konštrukcie. Reprezentantom polotuhých škár je škára s profilovaním na ozub. Problém nastáva pri podcenení dôležitosti návrhu ozubu a jeho neodbornom zhotovení. Akýkoľvek nedostatok v tomto konštrukčnom riešení sa relatívne rýchlo prejaví odlomením ozubu a znefunkčnením polotuhej pracovnej škáry. Ďalším spôsobom, ako zabezpečiť čiastočné spolupôsobenie susedných dosiek, je realizovanie pracovnej škáry prechádzajúcej klznou výstužou. Na druhej strane sa pred betonážou dosky na výstužný prút alebo iný prvok vloží (navlečie) ochranné puzdro, ktoré neskôr zabezpečí voľný klzný pohyb susedných dosiek. Pri tomto spôsobe treba dbať na vzájomnú rovnobežnosť výstužných prvkov, ich kolmosť na pracovnú škáru, ale aj na kontrolu zabudovania puzdier. Nevhodné zabudovanie klznej výstuže sa prejavuje trhlinami v betóne rovnobežnými so smerom pracovnej škáry v približnej vzdialenosti koncov tejto výstuže (± hrúbka dosky) v závislosti od koeficientu trenia s podkladom.
Dilatačné škáry
Dilatácie a škáry v konštrukciách najvýstižnejšie charakterizuje slovné spojenie „nutné zlo“. Navrhujú a realizujú sa preto, aby fyzikálne a mechanické danosti konkrétneho materiálu alebo konštrukcie s ohľadom na podmienky expozície a zaťaženia nespôsobili neželaný stav. Dilatačnými škárami sa kompenzujú pohyby dvoch alebo viacerých priľahlých konštrukcií. V praxi sa možno stretnúť s konštrukčnými a objektovými dilatačnými škárami. Objektové dilatačné škáry sa navrhujú najčastejšie na eliminovanie účinkov nerovnomerného sadania stavby alebo ako konštrukčné dilatačné škáry. V konštrukcii dochádza k rôznym objemovým zmenám. Ide o zmeny vonkajších rozmerov (dĺžkové zmeny). Pri návrhu dilatačných škár kompenzujúcich objemové zmeny materiálu konštrukcie je nutné poznať materiálové charakteristiky, mechanické vlastnosti, rozsah zaťaženia pôsobiacimi činiteľmi (teplotný a vlhkostný gradient) a technológiu zhotovenia konštrukcie. Skladané (napríklad murované) konštrukcie sú dilatované prakticky v každej styčnej škáre a umožňujú objemové zmeny individuálne každého skladobného (murovacieho) prvku.
Pri návrhu dilatačnej škáry kompenzujúcej teplotné objemové zmeny je nevyhnutné zohľadniť aj návrhovú teplotu realizácie. Je rozdiel, či sa dilatačná škára napríklad s hrúbkou 5 mm zhotovuje pri teplote okolo 0 °C alebo pri teplote napríklad 30 °C. V prvom prípade sa v letnom období môže stať, že dilatačná škára sa úplne uzavrie a nebude fungovať. Kompenzáciu objemových zmien vyvolaných zmenou vlhkosti materiálu treba realizovať hlavne pri pórobetónových konštrukciách. Zmena vlhkosti materiálu môže byť významnejšia až pri veľkoformátových prvkoch pórobetónových obvodových plášťov, ktoré sú oddilatované v každej styčnej škáre. Pojmom dilatačná škára sa označuje aj takzvaná obvodová kompenzačná škára horizontálnych konštrukcií (napríklad podlahy). Význam správneho návrhu a zhotovenia nielen obvodovej dilatačnej škáry, ale aj škár v ploche konštrukcie významne narastá s predpokladanou teplotou prevádzky. Pod teplotou prevádzky sa chápe napríklad prítomnosť podlahového vykurovania a jeho parametre. Príkladom môže byť podlaha v hale hutníckej výroby, kde sa tesne nad povrchom podlahy nachádzajú zdroje silného tepelného žiarenia (takzvané ingoty).
Dilatačné škáry sú najkritickejším miestom konštrukcie, preto pokiaľ je to možné, sa im treba v rámci bielych vaní vyhnúť. Ich úlohou je vyrovnávať pohyby dvoch alebo viacerých priľahlých konštrukcií, čím sa eliminujú účinky nerovnomerného sadania stavby.
Kontrakčné škáry (riadené trhliny)
Kontrakčné škáry sa navrhujú a zhotovujú na eliminovanie prejavov reologických objemových zmien materiálov na báze hydraulických spojív (betón, cementové kompozity). Tento všeobecný pojem zahŕňa viacero mechanizmov zmrašťovania, ktoré sa líšia obdobím výskytu a z hľadiska veku betónu aj účinkom na výslednú merateľnú objemovú (dĺžkovú) zmenu. Prejavy sa eliminujú dvomi spôsobmi. Technológiou zhotovenia a časom, keď sa majú aplikovať. Kontrakčné škáry sa realizujú podľa príslušnej projektovej dokumentácie. Parametre a rozmiestnenie sa definujú výkresom (takzvaným škárorezom) spracovaným na základe výpočtov zohľadňujúcich zloženie betónu, súčiniteľ teplotnej rozťažnosti, spôsob a hustotu vystuženia, koeficient trenia podkladu a okrajové podmienky betonáže a ošetrovania. Nepravé škáry (riadené trhliny) slúžia na oslabenie prierezu betónovej konštrukcie na stanovených miestach, čím sa dosiahne vznik riadenej trhliny. Nepravé škáry sa používajú najmä v stenách pre zníženie vynútených napätí od objemových zmien.
Kontrakčné škáry možno vytvárať vopred alebo dodatočne:
- Vopred vytvárané škáry: Ak sa kontrakčné škáry vytvárajú vopred, musí sa pred betonážou požadovaná plocha rozdeliť (debnením) na jednotlivé úseky betonáže. Tieto úseky sa následne betónujú vo dvoch etapách. Ak sa debnenie neodstráni aj počas druhej etapy betonáže, výsledkom sú dokonale oddelené kryhy betónovej dosky (závisí to od návrhu spojovacej výstuže). Výhodou tejto metódy je aj fakt, že pri správnom návrhu veľkosti kontrakčných polí nevznikajú kontrakčné zmrašťovacie trhliny, netreba vytvárať dodatočné (časovo náročné) kontrakčné škáry a debnenie sa môže využiť na úpravu povrchu konštrukcie.
- Dodatočne vytvárané škáry rezaním: Druhý spôsob reprezentuje metóda dodatočného vytvárania rezaných kontrakčných škár. Pri tejto technológii sa vytvárajú lokálne oslabené miesta v konštrukcii predurčené k vzniku kontrakčnej zmrašťovacej trhliny práve v nich. Rez sa podľa výkresu musí vykonať v optimálnom čase zrejúceho betónu. Presné určenie tohto času je náročné a závisí od zloženia betónu a konkrétnych podmienok na stavenisku. V princípe by však konštrukcia mala byť pochôdzna a rezy by sa mali vykonať pred prudkým poklesom intenzity hydratácie, ktorý znamená synergický efekt zmrašťovania a teplotnej kontrakcie konštrukcie v dôsledku jej chladnutia. Pre zhotovenie rezanej kontrakčnej škáry platia aj iné všeobecné zásady. Šírka škáry je determinovaná hrúbkou rezacieho kotúča (maximálne 4 mm). Hrany musia byť priame. Pri zhotovení škáry takýchto rozmerov sa prierez konštrukcie považuje za dostatočne oslabený na to, aby sa kontrakčná trhlina v konštrukcii vytvorila od dna škáry smerom nadol.
Zrealizované škáry treba chrániť proti vnikaniu vody, a to výplňovým materiálom. Vzhľadom na to, že škáry majú umožňovať voľný pohyb priľahlých konštrukcií, musia byť vyplnené pružným materiálom s veľmi nízkym modulom pružnosti. Podľa intenzity dopravného zaťaženia je vhodné upraviť aj hrany škár, a to zošikmením. Takýmto spôsobom sa zníži lokálne šmykové napätie a obmedzí sa odlamovanie hrán. Zošikmením možno docieliť aj plynulejší prechod dopravných prostriedkov z jedného kontrakčného celku na druhý.
#74 Vyztužení podlahy ... - Stavba Domu
Systémy tesnenia škár
Na zabezpečenie vodotesnosti sa pracovné škáry štandardne upravujú pridávaním bentonitových expanzných pásov alebo injektážnymi hadičkami. Ide o poistný systém, ktorý tvoria injektážne hadičky, bentonitový tesniaci pás a plech do pracovných škár. Tento systém je určený na inštaláciu do zvislých i vodorovných pracovných škár betónových stavieb, ktoré sú najčastejším miestom prenikania vlhkosti do konštrukcie. Inštaluje sa do styčnej škáry medzi dvoma po sebe nasledujúcimi betónovanými úsekmi.
Injektážne hadičky
Tesniaci pás alebo injektážna hadička sa prichytia na už vybetónovanú časť konštrukcie a uskutoční sa betonáž ďalšieho úseku. Injektážne hadičky sa osádzajú do stredu stenovej konštrukcie, minimálne však 8 cm od líca konštrukcie. Injektážny materiál sa potom dopraví priamo do netesnej pracovnej škáry. Po ukončení možno hadičku prečistiť, takže sa dá opakovane použiť. Poloha injektážnych hadičiek musí byť zabezpečená prípojkami, úchytkami vo vzájomnej vzdialenosti maximálne 150 mm. Injektážne hadičky sa osádzajú vo vzdialenosti 1/3 až 1/2 hrúbky prvku od vodou atakovanej strany minimálne však 50 mm od hrany.
Injektážne hadičky môžu byť jedno- alebo dvojplášťové. Na obidvoch plášťoch dvojplášťovej PVC hadičky sú otvory, ktoré slúžia na výstup injektážneho média z hadičky. Otvory vo vnútornom plášti nelícujú s otvormi vo vonkajšom plášti, ale sú vzájomne posunuté a pootočené. Toto konštrukčné riešenie zabezpečuje, aby do hadičky pri betonáži nevniklo cementové mlieko a neovplyvnilo jej funkčnosť. Pri tlakovej injektáži dochádza k utesneniu škáry preniknutím injektážneho média cez obidva plášte do netesnej škáry. Jednoplášťové hadičky sa princípom použitia nelíšia od dvojplášťových. V ich stene sú smerom k vonkajšiemu povrchu zužujúce sa kónické otvory, ktoré sa otvárajú pri injektáži už pri veľmi nízkom tlaku. Konštrukcia hadičky zamedzuje jej upchatiu vniknutým cementovým mliekom. Používajú sa tiež na injektáž napeňujúcimi i nenapeňujúcimi polyuretánovými živicami, epoxidovými živicami alebo metakrylátovými gélmi.
Vďaka konštrukcii hadičky možno uskutočniť injektážne úseky dlhé 10 až 15 m v závislosti od ich orientácie a zložitosti vedenej trasy. Hadičky sa pripevnia k rovnému betónovému podkladu plechovými príchytkami a nastreľovacími klincami alebo plastovými príchytkami. Aby nedošlo k zaliatiu koncov hadičiek betónom, vyvedú sa do ochranných krabičiek. Pri inštalácii hadičiek však treba postupovať podľa výkresovej dokumentácie, ktorá sa musí zhotoviť na základe technických podmienok a príslušných predpisov. Jednotlivé úseky musia byť v projekte očíslované a presne definované. Pri montáži treba konce hadičiek v ochranných krabičkách označiť v súlade s dokumentáciou, aby bola možná ich identifikácia.
Bentonitové pásy
Bentonitové pásy sa osadzujú bližšie k vonkajšiemu lícu konštrukcie budovy. Ak sa k nim netesnou pracovnou škárou dostane voda, dochádza k ich napučaniu, a tým k utesneniu škáry. Bentonitový pás obsahuje bentonit sodný, doplnený o polymérne prísady na ľahšiu manipuláciu pri osadení. Pri styku s vlhkosťou zväčšuje svoj objem až o približne 500 %, a tým pracovnú škáru utesní. Osadenie pásov sa robí pomocou ochrannej mriežky alebo lišty a nastreľovacích klincov priamo na betónový podklad. V prípade prestupov a detailov, kde sa nesmú použiť klince, možno bentonitový pás prilepiť montážnym lepidlom. Bentonitový pás môže mať patentovanú ochrannú vrstvu, vďaka ktorej ho možno uložiť aj za nepriaznivých poveternostných podmienok, najmä v daždi. Ochranná vrstva bráni okolitej vlhkosti v aktivovaní napučania pásu až do chvíle betonáže. Nehrozí tak znehodnotenie pásu dažďom alebo technickou vodou na stavenisku. Ochranná vrstva je rozrušená alkalickými zložkami betónu pri betonáži, čím odpadá jej zložité odstraňovanie, ktoré by komplikovala armatúra. Pásy sa dodávajú zväčša v kotúčoch a jednotlivé úseky sa napájajú „na tupo“ bez presahov. Bentonitové pásy možno použiť len na podkladový betón alebo už hotovú stavebnú časť.
Tesniace plechy
Plech do pracovných škár sa osadzuje do stredu stenovej konštrukcie. Na stavebnom trhu je veľa druhov plechov do pracovných škár. Účinnejšie sú plechy s rôznymi povrchovými vrstvami - napr. z kryštalickej izolácie. Pri sadaní objektu alebo v prípade pohybu pracovnej škáry a následnom vnikaní vody do objektu začne v krátkom čase účinkovať kryštalická vrstva na povrchu plechu, ktorá škáru dodatočne utesní. Tesniace plechy sú najčastejšie používaným tesniacim systémom, najmä z ekonomického hľadiska. Tesniace plechy je možné používať len na tesnenie pracovných škár. Osadzujú sa do vnútra prierezu, kde sa dajú relatívne ľahko upevniť. Musia sa zabezpečiť proti vyplávaniu, resp. posunutiu počas betonáže. Tesniaci plech musí byť zabetónovaný do polovici svojej šírky v oboch spojovaných prvkov. Pri konštrukcií do šírky 400 mm sa odporúča osadanie plechu do osi prvku. Plechy do pracovných škár však možno použiť iba pri nezabetónovaných pracovných škárach. Plech sa zväčša upevní (vyviaže) o hornú výstuž. Asi 3 cm hrubá krycia vrstva betónu stačí na dosiahnutie spoľahlivého utesnenia. Spoje jednotlivých kusov plechov sa vytvoria s presahom 5 cm. Pri spájaní plechov netreba použiť lepidlo, spoj sa zafixuje napr. Lepenie sa realizuje pomocou lepidiel na kov na báze epoxidovej živice. Kontaktné plochy musia byť očistené od korózii a mastnoty. Spájanie zváraním je možné pri prekrytí plechov na dĺžku 100 mm. Plechy do pracovných škár možno použiť len za predpokladu, že pracovné škáry ešte nie sú zaliate betónom. Plechy musia byť z 1/3 zapustené do podkladu (dosky). Ostatná časť vyčnieva a je pripravená na ďalšiu betonáž.
Injektážne živice
V prípade, že vlhkosť prenikne i cez utesňovací pás až do suterénnych priestorov, uskutoční sa dotesňujúca injektáž polyuretánovými živicami cez injektážne hadičky. Injektážne polyuretánové živice sa v zásade používajú, len ak sú potrebné, tzn. na injektáž už osadených injektážnych hadičiek alebo dodatočne, ak sa nepodarí alebo nekvalitne vyhotoví izolácia pracovnej škáry. Injektážny materiál je napr. polyuretán, epoxid, cementová suspenzia alebo cementová pasta. Polyuretán sa používa pri potrebe pružného utesnenia škár.
Dvojzložkové živice sú väčšinou trvalo pružné s dlhým časom spracovateľnosti a s pomerom miešania zložiek 1:1. Majú vynikajúcu priľnavosť k suchému aj mokrému povrchu betónu a ich pružnosť zaručuje, že i v prípade pohybu škáry (vyvolanom napr. dotvarovaním konštrukcie) bude zainjektovaná škára tesná. Vďaka dlhému času spracovateľnosti možno tieto živice injektovať dvojzložkovými i jednozložkovými injektážnymi čerpadlami, pričom pri utesňujúcej injektáži cez injektážne hadičky sa uprednostňuje spracovanie jednozložkovým čerpadlom. V prípade, že cez pracovnú škáru voda intenzívne presakuje, možno vykonať injektáž s rýchlo reagujúcou jednozložkovou injektážnou živicou, ktorá nie je náchylná na vyplavovanie a prítoky dočasne zastaví - pracovná škára sa predtesní. Dĺžka reakcie jednozložkovej živice je v sekundách, pričom dochádza k jej značnému napeneniu. Ak sú prítoky vody extrémne, možno do živice pridať katalyzátor, ktorý čas reakcie ešte viac skráti. Potom sa škára trvalo utesní aplikáciou dvojzložkovej pružnej živice.
Tesnenie prestupov
Pri prestupoch potrubí cez konštrukciu musia byť tieto vedené kolmo na stenu alebo základovú dosku. Potrubia sa najčastejšie vedú v chráničkách, ktoré musia byť opatrené tesniacim systémom. Používajú sa pri vytváraní nepravých škár, kedy je prierez oslabený samotnou tesniacou rúrou. Materiál rúry je PVC. Rúry sa vyrábajú v rôznych priemeroch pre rôzne hrúbky stien. Sú vhodné taktiež na tesnenie škár prefabrikovaných panelov spriahnutých stien.
Význam správnej realizácie a problémy
S problémami, chybami až poruchami dilatácií a škár sa v stavebnej praxi možno stretnúť prakticky denne. Hlavný problém je zrejme v podceňovaní významu dilatácií a škár ako takých. Ak sa náhodou aj objaví projektová dokumentácia so správne vyriešenými dilatáciami a škárami, ďalším problémom sa stáva ľudský faktor. Ak sa má týmto poruchám predísť, vyžaduje si to značné finančné náklady na precízne zhotovenie tohto významného a technologicky náročného detailu. Pri veľkom plošnom rozsahu hydroizolácií aj s ohľadom na nemožnosť celkom stopercentnej kontroly tesnosti zvarov dochádzalo veľmi často k selhaniu systémov, ktoré sú však po uvedení objektu do prevádzky prakticky neopraviteľné. V prípade bielych vaní je situácia pri eventuálnych lokálnych priesakoch výrazne jednoduchšia vzhľadom k tomu, že miesto prieniku/priesaku vody je na vnútornom líci jasne identifikovateľné a v tejto oblasti je potom možné zasiahnuť primeranou sanáciou. V prípade pracovných spár je k dispozícii řada materiálov/výrobkov, ktoré zdánlivo zcela jednoducho a bezproblémově umožňují pracovní spáry těsnit. Ideálne zobrazenie týchto prvkov na výkresoch je však in situ obtížně proveditelné. U všetkých naznačených technologických opatrení je preto nedílnou a nejpodstatnejšou součástí realizácie pečlivost inštalácie týchto prvkov do armovanej železobetónovej konštrukcie a udržení týchto prvkov v optimálnej polohe i pri betonáži, kedy dochádza v důsledku pohybu betonovej směsi často k jejich deformácii. Čím jednodušší je navrhovaný tesniaci systém, tým sa výrazne zväčšuje jeho šanca na správnu inštaláciu, a tým i na jeho vyhovujúcu funkčnosť. Nedielnou súčasťou tesnenia pracovných spár nie je len návrh či výber vhodného tesniaceho systému, ale najmä dôsledná pečlivá kontrola jeho inštalácie, a to tesne pred náväznou betonážou.
tags: #pracovna #skara #betonbnovania