Bílé vany, krystalizace

Transkript

1 ČVUT v Praze Fakulta stavební KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB 2 - K Bílé vany, krystalizace Ing. Jiří Pazderka, Ph.D. Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 LS 2012/13

2 Bílé vany, krystalizace Konstrukce bílých van

3 Bílé vany - definice a legislativa Bílá vana Je speciální druh základové vany z monolitického železobetonu, u které jako ochrana proti pronikání vody a vlhkosti z podloží slouží pouze vlastní hmota základové vany. Základní podklady pro návrh bílé vany (normy): - ČSN EN 206-1: Beton - část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda - ČSN EN : Zkoušení ztvrdlého betonu - část 3: Hloubka průsaku tlakovou vodou - ČSN EN 480: Přísady do betonu, malty a injektážní malty - Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Bíle vany se provádí ze speciálních vodonepropustných betonů, jakými jsou např.: - Klasický vodostavební beton - betony s nízkým vodním součinitelem s přidáním plastifikátorů (Pozor - termín vodostavební již současná legislativa nepoužívá). - Krystalizační beton - beton s krystalizační příměsí (sekundární krystalizace) - Vysokopevnostní beton - beton se speciální uzavřenou strukturou (pokud je nutné ze statických důvodů - výškové budovy) - Další možnosti (různé příměsí do betonu, krystalizační nátěry apod.)

4 Příklady bílých van

5 Příklady bílých van

6 Příklady bílých van

7 Návrh bílé vany Základní požadavky na beton bílých van: 1) Dostatečně vysoká pevnostní třída (podle ČSN EN 206-1) 2) Maximální povolený průsak (měřený metodikou ČSN EN ) 3) Zamezení vzniku trhlin konstrukční výztuž, ošetřování 1) Minimální pevnostní třída betonu Bílá vana musí být provedena z betonu s dostatečně vysokou pevnostní třídou, kdy obecně platí (orientačně), že minimální pevnostní třída betonu bílé vany by měla být: - Pro klasické vodostavební betony: C25/30 (podle doporučení ČBS) - Pro krystalizační betony: C20/25 (na základě výzkumu autora prezentace) Minimální pevnostní třída betonu bílé vany pro konkrétní případy závisí na stupni vlivu prostředí ve kterém se konstrukce nachází a je předepsána v tabulce NA.F.1 v normě ČSN EN 206-1!!

8 Návrh bílé vany 2) Maximální povolený průsak V závislosti na konkrétním stupni vlivu prostředí je v normě ČSN EN předepsán maximální průsak vody, měřený zkouškou dle ČSN EN , který musí beton bílé základové vany splnit. Zkouška vodonepropustnosti podle ČSN EN

9 Návrh bílé vany Postup při návrhu bílé vany (z hlediska zajištění ochrany proti vlhkosti): A) Stanovení stupně vlivu prostředí, ve kterém bude konkrétní konstrukce zabudována (např. XC4, XA1 apod.) viz obrázek níže. B) Návrh parametrů betonové směsi (pevnostní třída, druh betonu, max. průsak) C) Návrh konstrukčních opatření (pracovní spáry, dilatační spáry, konstrukční výztuž, způsob ošetřování, apod.) Pomůcka pro stanovení stupně vlivu prostředí (převzato z časopisu Beton TKS)

10 Bílé vany - rizikové faktory Nejslabším místem bílých van z hlediska rizika průniku vody a vlhkosti do objektu jsou pracovní spáry, dilatační spáry a prostupy TZB. Pracovní spára je technologickou sparou, vzniklou v místě přerušení betonáže (mezi dvěma pracovními záběry). Jedná se o nejčastější místo poruch bílých van. Dilatační spára je projektovaná spára v ŽB konstrukci bílé vany, která obvykle slouží k eliminaci rizika vzniku poruch (trhlin) vzniklých vlivem rozdílného sedání stavby, nebo k eliminaci pohybů vzniklých vlivem délkové teplotní roztažnosti konstrukcí. Možnosti řešení utěsnění pracovních a dilatačních spar - pro novostavby: - Plastové těsnící pásky (profilované), obvykle z PVC-P (různé tvary pro prac. a dilat. spáry) - Injektážní hadice - Bentonitové těsnící pásky (často v kombinaci s injektážními hadicemi nebo těsnícími pásky) - Krystalizační materiály (viz další část prezentace)

11 Dilatační a pracovní spáry Plastové těsnící pásky (PVC-P) do pracovních a dilatačních spár - tzv. QM systémy podle DIN (novostavby)

12 Dilatační a pracovní spáry Plastové těsnící pásky do pracovních a dilatačních spár - příklady realizací [2]

13 Dilatační a pracovní spáry Plastové těsnící pásky do pracovních a dilatačních spár (novostavby)

14 Dilatační a pracovní spáry Plastové těsnící pásky do pracovních a dilatačních spár - příklady realizací [2]

15 Dilatační a pracovní spáry Plastové těsnící pásky do pracovních a dilatačních spár - příklady realizací [2]

16 Sanace pracovních spár a trhlin Injektáž pracovních spár a trhlin v betonu

17 Sanace pracovních spár a trhlin Sanace pracovních spár a trhlin pomocí pružných pásků (pro stávající konstrukce)

18 Bílé vany - další požadavky Další požadavky na bílé vany Bílá vana nesmí být nikdy navržena jako jediné protiradonové opatření (beton má podstatně nižší faktor difuzního odporu než klasické povlakové hydroizolace) Pod dnem bílé vany musí být vždy proveden podkladní beton (min. tl. 100 mm) Bílá vana musí být vyztužena na tzv. mezní stav trhlin, musí tedy obsahovat dostatek konstrukční výztuže tak, aby byl vyloučen rozvoj trhlin. Bílé vany by neměly být obecně navrhovány do chemicky agresivního prostředí. V podmínkách stále působící tlakové vody (ZS trvale pod úrovní HPV) by podle ČSN měla být bílá vana doplněna ještě povlakovou hydroizolací (např. hydroizolační fólií F-PVC-P tl. 1,5 mm) Pro spolehlivou vodonepropustnou funkci bílé vany je klíčová technologická kázeň při provádění, zejména způsob hutnění a ošetřování betonu a řešení pracovních spar (bílou vanu může provádět pouze zkušený pracovní tým)!

19 Poruchy a vady bílých van Typické poruchy a vady bílých základových van: Nekvalitně provedená pracovní spára tvorba trhliny v místě spáry Nedostatečné ošetřování betonu technologické trhliny Kaverny v betonu obnažení výztuže a její následná koroze Betonáž při nízkých teplotách bez speciálních opatření tvorba trhlin Poddimenzovaná konstrukční výztuž tvorba smršťovacích trhlin Nevhodně utěsněné potrubí prostupující skrz stěnu bílé vany častá porucha Odpadávání krycí vrstvy (např. vlivem malé tloušťky) koroze výztuže Rozpad betonu chemickými účinky (agresivní zemní prostředí) Nesprávná poloha výztuže tvorba trhlin

20 Poruchy a vady bílých van Kaverny v betonu Průsaky pracovní spárou

21 Poruchy a vady bílých van Průsaky pracovní spárou a v okolí prostupů

22 Bílé vany, krystalizace Krystalizační hydroizolace

23 Krystalizační hydroizolace - úvod Krystalizační hydroizolace jsou hydroizolační systémy na bázi cementu určené pro vytvoření vodonepropustných betonových konstrukcí (nových) nebo pro sanace stávajících betonových konstrukcí. Způsoby aplikace nátěr nebo nástřik na povrch konstrukce rychletuhnoucí ucpávka nebo tmel příměs do betonu posyp na čerstvý povrch betonu injektáže (do betonu i do zdiva) Krystalizační materiály jsou obvykle jednosložkové hmoty na bázi portlandského cementu. V současnosti tvoří většinu realizací sanace poruch nekvalitně provedených bílých van z klasického vodostavebního betonu.

24 Funkční princip Funkční princip krystalizačních materiálů Základem je tzv. dodatečný krystalizační proces, někdy nazývaný též sekundární krystalizace - nutná přítomnost vody v pórech!!! Zaplnění kapilárně aktivních pórů betonu utěsňujícími krystaly V případě nátěru dojde k vytvoření vodonepropustné vrstvy v betonu o tloušťce cca několika centimetrů pod povrchem. Utěsňující krystaly SEM 3000x Utěsňující krystaly SEM 25000x

25 Aplikace formou nátěru/nástřiku 1) Aplikace formou nástřiku nebo nátěru Nejčastěji používaný druh plošné aplikace Výhodnější je aplikovat nátěr na vlhké straně betonu, lze ale aplikovat i z interiéru Obvykle pro sanace stávajících konstrukcí Pro lokální sanace (trhliny) v kombinaci s krystalizační ucpávkou nebo tmelem

26 Aplikace formou nátěru/nástřiku Aplikace na budoucí vlhké straně betonu

27 Krystalizační nátěry - analýza Základní výhody a nevýhody krystalizační nátěry vs. povlakové hydroizolace Výhody oproti klasickým povlakovým hydroizolacím (asfaltové mod. pásy, fólie mpvc): Nemožnost mechanického poškození (protržení, propíchnutí, apod.) v průběhu provádění stavby i během života konstrukce (hloubkový efekt působení krystal. nátěru). Absence klasických spojů (pouze dilatační a pracovní spáry v betonu) V případě poruchy (trhliny v železobetonové konstrukci) v průběhu života stavby lze snadno a levně opravit pomocí krystalizační ucpávky nebo tmelu (viz výše) Chemicky se snáší prakticky se všemi ostatními druhy stavebních materiálů Nevýhody oproti klasickým povlakovým hydroizolacím: Výsledný hydroizolační efekt je velmi závislý na technologické kázni, zejména na správném ošetřování čerstvého nátěru (po dobu min. 3 dní) a také na důkladné přípravě podkladu. Plných hydroizolačních vlastností nabývá krystal. nátěr až po nějaké době po aplikaci Vysoká difúzní propustnost krystal. nátěru - nevhodné jako protiradonová izolace Krystalizační nátěr je po zatvrdnutí zcela nepružný, tzn. nedokáže se přizpůsobit případným budoucím pohybům stavby (trhliny)

28 Krystalizační ucpávky 2) Aplikace ve formě rychletuhnoucí ucpávky nebo tmelu Krystalizační rychletuhnoucí ucpávky se používají pro sanaci lokálních vad a poruch bílých van a dalších bet. konstrukcí (v případě trhlin lze sanovat jen pasivní trhliny!!!) Krystal. ucpávkou lze sanovat i trhlinu s intenzivním průnikem tekoucí vody Krystalizační tmel se používá pro řešení pracovních spar Postup při sanaci trhliny pomocí krystalizačních materiálů Sanace pracovní spáry

29 Pracovní spáry bílé vany Řešení pracovní spáry bílé vany pomocí krystalizačních materiálů 1. Fáze Aplikace krystal. nátěru do spáry 2. Fáze Aplikace krystal. tmelu v místě spáry + překrytí krystal. nátěrem

30 Krystalizační ucpávky

31 Krystalizační ucpávky Postup při sanaci lokální poruchy (průsak trhlinou) v betonové k-ci bazénové vany A) Původní stav B) Aplikace krystal. ucpávky C) Utěsněný detail D) Aplikace krystal. nátěru

32 Aplikace krystalizačních hydroizolací Příklad celkového řešení spodní stavby pomocí krystalizačních nátěrů a krystal. ucpávky Aplikace nátěru/nástřiku na vlhkou stranu bílé základové vany (novostavba) Krystalizační nátěr aplikovaný na podkladní beton (pod deskou bílé vany) bude mít hydroizolační efekt také směrem k desce vany - tzn. utěsňující krystaly prorostou nahoru do desky vany (za předpokladu dodržení správné technologické pauzy mezi aplikací nátěru a betonáží vany).

33 Beton s krystalizační příměsí 3) Aplikace formou příměsi do betonu Obvykle pro nově budované konstrukce - bílé vany, suterénní stěny, osvětlovací šachty Ve většině případů ekonomicky výhodnější než aplikace formou nátěru Pro sanaci starších konstrukcí lze použít jako součást speciální sanační malty aplikované na povrch sanované konstrukce Schopnost samozacelování drobných trhlin (0,4mm), avšak nutná dostatečná vlhkost v místě trhliny.

34 Krystalizační posypy a injektáže 4) Aplikace formou posypu Posyp krystalizačního materiálu na čerstvý (zavadlý) povrch betonu a jeho následné zahlazení do povrchu Pouze pro vodorovné nebo mírně spádované betonové konstrukce (spádové betony, betonové mazaniny, podkladní betony) 5) Injektáže krystalizačními materiály V praxi málo používaný způsob aplikace krystalizačních materiálů Použití výhradně pro sanace Lze aplikovat na beton a v některých případech i na zdivo (dvoustupňová injektáž)

35 Krystalizační hydroizolace - závěr Závěrečné zhodnocení V současnosti se jedná o nejkvalitnější materiálové řešení pro bílé základové vany (týká se zejména krystalizačních příměsí do betonové směsi) Spolehlivost krystalizačních hydroizolací velmi závisí na technologické kázni musí provádět pouze specializovaná firma s certifikátem od výrobce krystalizačního materiálu Krystalizační materiály jsou v současnosti zřejmě nejlepší sanační systémy pro opravy poruch betonových konstrukcí vynikající poměr výkon/cena, vysoká kvalita a životnost. Avšak lze je použít jen pro sanaci pasivních trhlin, tzn. takových trhlin, kde již nejsou předpokládány další pohyby! Kvalitní krystalizační hydroizolační systémy na našem trhu jsou většinou dovozové technologie ze Severní Ameriky nebo Západní Evropy.

36 Na přednášku se vztahují autorská práva. Děkuji za pozornost Literatura použitá v prezentaci: [1] Prezentace čerpá z výsledků výzkumu prováděného dlouhodobě autorem [2] Čambula J., Dlouhá R., Podolka L.: grant FRVŠ 1954/2009/G1, ČVUT v Praze, 2009 [3] Hájek P.: Přednášky KP20, ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Praha 2004 Podklady společností: BASF Stavební hmoty ČR s.r.o., KUNEX Beto-Tech Praha s.r.o., CPM spol. s.r.o., ICS Penetron International Ltd., Nekap s.r.o., Vandex International Ltd., Xypex Chemical Corporation Ltd., Drizoro CZ s.r.o., a další