Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Fakulta lesnická a dřevařská Ústav základního zpracování dřeva. Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Fakulta lesnická a dřevařská Ústav základního zpracování dřeva Bakalářská práce TECHNOLOGICKÉ POSTUPY A PŘEDPISY PRO MONTÁŽ VYBRANÝCH TYPŮ DŘEVĚNÝCH PODLAHOVIN Akademický rok 2005/2006 Stanislav Špička

2 Čestné prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Technologické postupy a předpisy pro montáž vybraných typů dřevěných podlahovin zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. v Brně dne podpis studenta 1

3 Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně dne podpis studenta 2

4 Poděkování:,,Děkuji touto cestou vedoucímu bakalářské práce, panu prof. Ing. Josefu Poláškovi, PhD. a ing. Markovi Poláškovi, PhD. za odborné vedení, technické rady a podnětné připomínky při tvorbě této práce. 3

5 Anotace bakalářské práce JMÉNO:Stanislav Špička NAME:Stanislav Špička NÁZEV PRÁCE: Technologické postupy a předpisy pro montáž vybraných typů dřevěných podlahovin NÁZEV PRÁCE: Technological procedures and regulations for construction of particular types of wooden flooring. ABSTRAKT: Má práce se zabývá vztahem hygroskopicity dřeva a podmínkami stavební připravenosti pro montáž dřevěných podlah. V první části jsem popsal základní vztahy mezi dřevem a vodou. Dále je práce zaměřena na technické požadavky. podkladních vrstev a způsoby jejich kontroly. V závěru práce jsem vybrané druhy podlahovin vyhodnotil. Key words: swelling, shrinkage, wooden floor, humidity ABSTRAKT: My assignment deals with the relationship between the hygroskopic of wood and its suitability as flooring within certain environments. In the first part I described the basic relationship between wood and water. In addition the assignment is focused on technological requirements of under flooring layers and ways of their control. In the final part of the assignment I assessed particular types of flooring. Klíčová slova: bobtnání, sesychání, dřevěná podlaha, vlhkost 4

6 1. Úvodem Podlahy obecně Materiál pro dřevěné podlahoviny Prostory pro dřevěné podlahy Cíl práce Dřevo jako surovina Základní stavební elementy Buněčná stěna Základy vztahu mezi dřevem a vodou Vlhkost dřeva Rovnovážná vlhkost dřeva Mez nasycení buněčných stěn a mez hygroskopicity Teorie sorpce Monomolekulární - chemická sorpce, absorpce Polymolekulární sorpce - adsorpce Kapilární kondenzace Sorpční izoterma Hystereze sorpce Rozměrové změny spojené se změnou vlhkosti Bobtnání Sesychání Hustota a pórovitost dřeva Pórovitost dřeva Hustota dřeva Tvrdost dřeva Osmotický tlak a tlak bobtnání Vzduch Úvod Vlhkost vzduchu Měření vlhkosti vzduchu Kalibrace vlhkoměru Děje v podlahových celcích Skupinové sesýchání

7 8.2. Změny rozměru bobtnáním a sesýcháním Analýza podmínek na stavební připravenost pro montáž dřevěných podlahovin, v návaznosti na technické předpisy Kontrola vlhkosti podkladu Kontrola rovinnosti podkladu Pevnost Přídržnost Oprava roviny Suché podklady Vyhodnocení zvolených typů dřevěných podlahovin z pohledu životnost a ceny Oblasti použití Vícevrstvé plovoucí dřevěné podlahy Skladba Palubkové podlahy Parketové podlahy Vlysové podlahy Topení v podlaze Způsoby pokládky dřevěných podlah Pero- drážka Zámkový spoj Pokládka plovoucím způsobem Pokládka celoplošným lepením k podkladu Na rošt Údržba Olejované Lakované Diskuze Závěr Resumé Resumé Seznam zkratek: Seznam použité literatury

8 Úvodem 1.1. Podlahy obecně Podlaha je z nejdůležitějších povrchových úprav v bytě a je, kromě svých významných funkčních úkolů, vizitkou obyvatele bytu a dotváří architekturu celého prostoru. Záleží nejen na dezénu a barvě nášlapné vrstvy, ale také na údržbě a její životnosti. Podlaha tak přispívá jak k celkové pohodové atmosféře bytu, tak i ke zdravějšímu bydlení Dřevěné podlahoviny jsou velmi rozšířeným typem podlahovin. Je tomu tak zejména proto, že dřevo jako přírodní materiál vyvolává v člověku pocit tepla, pohodlí a harmonie. Pocit tepla je způsoben nízkou tepelnou vodivostí, takže bosou nohou vnímáme dřevěnou podlahu jako příjemně teplou. Další výhodou dřevěné podlahy její pružnost, zejména v případě, kdy je podlaha pokládána na rošt nebo lehkou podkladní sendvičovou plovoucí podlahu. Takovéto provedení šetří klouby a svaly a zamezuje jejich předčasné únavě a opotřebení. Pomocí moderních technologií povrchové úpravy dřevěných podlah lakování a olejování je zaručena vysoká mechanická odolnost jejich povrchu proti otěru a poškrábání. Počátek užití dřevěných podlah je spojen s vynálezem pily s vodním pohonem. Teprve tehdy bylo možno s využitím vodní energie nařezat z kmenů prkna. Z takto vyrobených prken, obvykle velmi silných, se ručním ohoblováním zhotovila podlahová prkna (palubky). Výskyt takovýchto podlah je prokázán od 15. století. Zhotovovány byly téměř výlučně z jehličnatých dřevin a byly obvykle po šířce i délce na sebe tupě naraženy a přibity buď na záklop, nebo přímo na nosné trámy. Spoje takto provedené podlahy však nemohly trvale lícovat a objevovaly se v nich spáry způsobené bobtnáním a vysycháním dřeva. Návrat k přírodním materiálům a ústup od umělých je současným trendem v podlahových krytinách. Potvrzují to jak prodejci, tak architekti, jejichž klienti stále více hledají a potřebují opravdovost, pocit tepla, přirozenost trvalou hodnotu. Tu jim nabízejí dřevěné podlahy palubkové, vlysové, parketové, lamelové, vícevrstvé nebo z plného masivu, který je k dostání i ve formě plovoucí podlahy. 7

9 1.2. Materiál pro dřevěné podlahoviny Dřevo je obnovitelným zdrojem, který roste téměř všude, a je na rozdíl od ostatních materiálů nevyčerpatelný (více jak 50% produkce je použito jako palivo). Je vysoce estetickým materiálem s velkou přirozenou variabilitou barev a textury. Dřevo působí příjemně jak na dotek tak i na pohled, čehož nejsou schopny konkurenční materiály. Ve srovnání se svojí hmotností (hustotou) vykazuje vysokou pevnost a pružnost. Má dobré tepelně- a elektroizolační schopnosti a malou teplotní roztažnost. Dřevo jako biologicky rostlý materiál je nehomogenní. Nehomogenita vzniká již na submikroskopické a mikroskopické úrovni (struktura zdřevnatělé buněčné stěny, dřeňové paprsky a stavba pletiv) a je dále zdůrazněna na úrovni makroskopické (jádro, běl, jarní a letní dřevo). Dřevo je hořlavým materiálem a podléhá degradaci vlivem působení abiotických a biotických činitelů. Dřevo je hygroskopický materiál, který má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí. Schopnost suchého dřeva poutat stavebními látkami buněčné stěny, celulózou a hemicelulózami, kapaliny a plyny vyplívá z ontogeneze elementů dřeva. Nepříjemným důsledkem změny obsahu vody (kapalin) ve dřevě jsou rozměrové změny (sesýchání a bobtnání) a také změny pevnosti a pružnosti při mechanickém namáhání. Tak jako se liší anatomická stavba ve 3 základních směrech - podélném, radiálním a tangenciálním liší se v těchto směrech i vlastnosti dřeva. Vlastnosti dřeva jsou tedy závislé na rovinné symetrii mají anizotropní charakter. Nejvíce se anizotropní charakter dřeva projevuje při rozměrových změnách spojených s příjmem a výdejem vody, pohybech vlhkostních a tepelných polí ve dřevě, a zejména při mechanickém namáhání. Anizotropie dřeva vyplívá z orientace základních chemických stavebních sloučenin, respektive orientace vazebních sil Prostory pro dřevěné podlahy Dnes a denně se setkáváme se zákazníky, kteří se rozhodli pro dřevěnou podlahu a velice těžko se přesvědčují o velikosti problému byť malé, ale stávající zbytkové vlhkosti podkladních betonů. Dalším problém nastává při užívání samotných podlah během roku, kdy se mění relativní vlhkost vzduchu a s tím spojená vlastnost dřeva hygroskopicita. I když v teoretické části je pojednáno o teorii sorpce a desorpce, základem úspěchu výroby podlahy spočívá v kvalitě vstupních materiálů a připravenosti stavby po stránce obsahu vody či vodní páry. Pokud instalujeme dřevo do suché stavby, které bylo 8

10 skladováno v nevhodném skladišti, spáry se mohou vyskytnout ještě dříve něž nastane topná sezóna. Tyto spáry mohou dosahovat právě takových rozměrů jaká byla jejich vstupní rovnovážná vlhkost a tomu odpovídající koeficient sesychání. Naproti tomu správná vlhkost podlahoviny instalovaná do mokrého prostředí vede k možné destrukci a nepoužitelnosti celého díla. 9

11 Cíl práce Cílem této práce je analyzovat podmínky staveb pro montáž dřevěných podlah s ohledem na základní vlastnosti dřeva především hygroskopicitu. Dále jsou také zahrnuty do práce základní kontroly připravenosti staveb a jejich metody zkoušení. V neposlední řadě také zmínka o prostředí, ve kterém budou podlahy užívány v návaznosti na vlhkost dřevěných podlahovin dodávaných výrobci. 10

12 Dřevo jako surovina Vztahy mezi vlhkostí vzduchu a vlhkostí dřeva jsou při zabudování dřevěných výrobků, a tedy také podlah, naprosto podstatné a vyplívají z nich zásady, které se vyplatí respektovat. Pro pochopení souvislostí je potřeba trochu teorie Základní stavební elementy O dřevě víme, že se nejedná o homogenní látku, ale o rostlinné pletivo, které se skládá z nejrůznějších anatomických elementů. Z hlediska makroskopické stavby jsou na příčném řezu neodkorněného kmene vnější povrchové vrstvy tvořeny kůrou. Pod kůrou je vrstva lýka. Mezi lýkem a vlastním dřevem se nachází kambium. Toto pletivo vytváří v rostoucím stromě dřevní hmotu. Střed kmene tvoří dřeň. Na příčném řezu kmene lze rozlišit dřeviny s jádrem, bělí nebo vyzrálým dřevem. Listnatá dřeva obsahují tyto základní stavební elementy:cévy (tracheje), cévice, libriformní vlákna, parenchymatické buňky. Jehličnatá dřeva obsahují:cévice (tracheidy) a parenchymatické buňky. Anatomická stavba dřeva má značný vliv na pohyb vody ve dřevě. Ve směru podélném je tento pohyb s ohledem na orientaci vodivých anatomických elementů nejrychlejší. Na přenos vlhkosti má vliv celá řada dalších faktorů (jádrové látky, dřeňové paprsky, ztenčeniny v buněčné stěně, thyly). S ohledem na deskový charakter materiálu, s převládajícím délkovým rozměrem, roste význam pohybu vlhkosti v příčném směru. Průběh sušení, strukturální změny a výsledek sušení dřeva jsou ovlivněny složením a charakterem buněčné stěny, především uložením fibril. Důležitou roli hrají jednotlivé anatomické směry a anizotropní vlastnosti. Velikost seschnutí ovlivňuje tvar letokruhů, hustota dřeva, podíl jádra a běle, dřeň, suky a vady.hustota dřeva se zvyšuje s vlhkostí dřeva. Dřeva s vyšší hustotou sesychají a bobtnají více než dřeva s hustotou nižší. Hmotnost dřeva se zvyšuje do maximálního nasycení i nad MH.Objem dřeva se mění pouze v rozsahu vody vázané Buněčná stěna Závislost fyzikálních vlastností dřeva na chemickém složení dřeva souvisí se submikroskopickou stavbou buněčné stěny a proporcionálním zastoupením jednotlivých chemických konstituant. Po chemické stránce se na stavbě dřeva podílejí především tři základní biopolymery celulóza, hemicelulózy a lignin. Každá z těchto látek má 11

13 v buněčné stěně specifickou funkci. Rozhodující význam má orientace látek v buněčné stěně a schopnost poutat na svém povrchu molekuly tekutin. Kostra zdřevnatělé buněčné stěny je tvořena makromolekulami celulózy, které se seskupují do fibrilární porézní struktury buněčné stěny. Fibrilární struktura je uložena v amorfním ligninu, který vyplňuje submikroskopické dutiny celulózové kostry. Lignin je s celulózou napojen chemickými vazbami přes hemicelulózy, případně vazbami fyzikálními. Rozhodující vrstvou buněčné stěny je pro svoje převažující zastoupení střední vrstva sekundární buněčné stěny S 2. Hustě uložené fibrily celulózy zde probíhají v pravotočivých spirálách a svírají s podélnou osou buňky malý úhel (5-15 ). V této vrstvě je také nejvyšší obsah celulózy, která díky výraznému krystalickému podílu (70%) předurčuje chování dřeva. Obr.1: Submikroskopická stavba buněčné stěny M střední lamela, P primární stěna, S1 vnější vrstva sekundární buněčné stěny, S2 střední vrstva sekundární buněčné stěny, S3 vnitřní vrstva sekundární buněčné stěny, W bradavičnatá vrstva (Ward et al. 1969) Příklad uvedeme na vodě vnikající do buněčných stěn. Tato voda se adsorbuje především v amorfních oblastech celulózy a na povrchu krystalických míst, případně v místech vazeb mezi sacharidickými složkami dřeva. Předpokládá se, že se voda v buněčné stěně váže nejdříve na volné hydroxylové skupiny v amorfních oblastech 12

14 celulózy pomocí vazeb vodíkovými můstky. Energie potřená na porušení vodíkových vazeb (H-O) se pohybuje mezi 4-40 kj.mol -1. V podélném směru makromolekuly celulózy se nacházejí vazby kovalentní glykosidické mezi glukopyranózovými jednotkami, a esterové a éterové v rámci pyranózového kruhu, u kterých je potřebná energie na roztržení vazby vyšší než 200 kj.mol -1. Velikost vazebné energie je rozhodující pro místa chemické absorpce, která u kovalentních vazeb nemůže nastat. 13

15 Základy vztahu mezi dřevem a vodou Vlastnosti dřeva jsou závislé na obsahu vody ve dřevě. Snižováním vlhkosti dochází ke změnám parametrů mechanických vlastností dřeva. Na vlhkosti závisí též možnost napadení dřeva biotickými škůdci. Cílem sušení dřeva ve všeobecnosti je omezení tvarových změn, snížení hmotnosti, zvýšení pevnosti, zlepšení opracovatelnosti, zlepšení možností povrchových úprav a pevnosti spojů a ochrana před napadením dřevokaznými houbami. Sušením při vyšších teplotách se ničí zárodky dřevokazných hub a hmyzu. Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopickým materiálem schopným přijímat nebo odevzdávat vodu, ať už ve skupenství kapalném nebo plynném, a má schopnost měnit svoji vlhkost podle okolního prostředí. Schopnost suchého dřeva poutat stavebními látkami buněčné stěny (celulózou a hemicelulózami) kapaliny a plyny vyplývá z ontogeneze elementů dřeva, které byly diferencovány v plně nasyceném vodním prostředí. Přítomnost vody byla navíc nezbytnou podmínkou pro udržení života vůbec. Ačkoli dřevo může přijímat i jiné kapaliny a plyny, voda je z praktického hlediska nejdůležitější Vlhkost dřeva Přítomnost kapalin (vody) ve dřevě se nazývá vlhkostí dřeva. Vyjadřuje se podílem hmotnosti vody k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu vlhkost absolutní W abs, nebo podílem hmotnosti vody ke hmotnosti mokrého dřeva vlhkost relativní W rel. Absolutní a relativní vlhkost se nejčastěji vyjadřuje v % a vypočítá se podle vztahů w w abs = rel = m w m m o m w m m w o 100 o 100 kde m w hmotnost vlhkého dřeva (kg, g), m o -hmotnost absolutně suchého dřeva (kg, g) Absolutní vlhkost dřeva se používá pro charakteristiku fyzikálních a mechanických vlastností dřeva. Relativní vlhkost se využívá tam, kde je nezbytné znát procentické zastoupení vody z celkové hmotnosti mokrého dřeva, např. při prodeji nebo nákupu dřeva. 14

16 Z hlediska uložení ve dřevě můžeme vodu rozdělit na chemicky vázanou, vázanou-hygroskopickou a volnou-kapilární. Chemicky vázaná voda je součástí chemických sloučenin. Nelze ji ze dřeva odstranit sušením, ale pouze spálením, proto je ve dřevě zastoupena i při nulové absolutní vlhkosti dřeva. Zjišťuje se při chemických analýzách dřeva a její celkové množství představuje 1-2% sušiny dřeva. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností nemá žádný význam Voda vázaná hygroskopická se nachází v buněčných stěnách a je vázána vodíkovými můstky na hydroxylové skupiny OH amorfní části celulózy a hemicelulóz. Voda vázaná se v průměru vyskytuje při vlhkostech 0-30%. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má největší a zásadní význam. Voda volná kapilární vyplňuje ve dřevě lumeny buněk a mezibuněčné prostory. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má podstatně menší roli než voda vázaná Rovnovážná vlhkost dřeva Dřevo je navlhavý hygroskopický materiál, který má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí díky adsorpci. Dřevo je také kapilárně-porézní materiál. Průměrná pórovitost dřeva v závislosti na jeho hustotě se pohybuje kolem 50-60%. Adsorpcí dřeva potom rozumíme poutání plynné látky na měrném vnitřním povrchu dřeva. Měrný vnitřní povrch dřeva je tvořen fibrilární strukturou submikroskopické stavby buněčné stěny. Důsledkem značné pórovitosti dřeva je velký vnitřní povrch, který se v závislosti na hustotě dřeva u suchého dřeva pohybuje kolem m 2.g -1 sušiny nebo m 2.cm -3. Tento značný vnitřní povrch může adsorbovat stejně jako většina porézních látek vodní páru obsaženou v okolním vzduchu, a díky kapilárním transportním procesům může také přijímat kapaliny (např. voda, impregnační látky, lepidla), s nimiž je v přímém kontaktu. Vlhkost dřeva, která se ustálí při daných podmínkách prostředí (relativní vzdušná vlhkost a teplota) se nazývá rovnovážnou vlhkostí dřeva RVD. Stav, který je takto dosažen, se potom nazývá stavem vlhkostní rovnováhy SVR. S každou změnou relativní vlhkosti a teploty vzduchu se mění také rovnovážná vlhkost dřeva. Pokud je vlhkost dřeva nižší než odpovídá SVR, dřevo přijímá adsorbuje vodu ve formě vodní páry z okolního ovzduší, dokud nedosáhne SVR. Pokud je vlhkost dřeva vyšší než SVR, nastává proces opačný a dřevo vodu ztrácí, což nazýváme desorpcí. Tento 15

17 proces změny vlhkosti dřeva v závislosti na relativní vzdušné vlhkosti teplotě prostředí je vratný, ale ne po stejné křivce (viz. hystereze sorpce) Mez nasycení buněčných stěn a mez hygroskopicity Hranici mezi vodou vázanou a vodou volnou stanovujeme na základě určení meze nasycení buněčných stěn MNBS nebo meze hygroskopicity MH. Původní definice MNBS definuje tuto charakteristiku jako stav buňky, při kterém je buněčná stěna plně nasycena vodou a lumen přitom neobsahuje žádnou vodu v kapalném skupenství (Tiemann 1906). Vzhledem k obtížnému určení MNBS je vhodnější používat pro odlišení vody vázané a volné jinou charakteristiku,a to mez hygroskopicity MH. MH je takovou rovnovážnou vlhkostí, kterou dosáhne dřevo dlouhodobě vystavené prostředí (vzduchu), jehož relativní vlhkost je blízká nasycení (R.V.V..= 99,5%). Tab.1:Hodnoty meze hygroskopicity u některých našich druhů dřev MH (%) Druh dřeva Jádrové dřevo jehličnanů s vysokým obsahem pryskyřice: borovice, modřín, douglaska, vejmutovka, limba Jádrové dřevo listnáčů s kruhovitě a polokruhovitě pórovitou stavbou dřeva: akát, kaštanovník, dub, jasan, ořešák, třešeň Jádrové dřevo jehličnanů s nižším obsahem pryskyřice: borovice, modřín, douglaska Jehličnatá dřeva s bělí a vyzrálým dřevem: jedle, smrk, Bělové dřevo jehličnatých dřevin s výrazným jádrem: vejmutovka, borovice, modřín Listnatá dřeva s roztroušeně pórovitou stavbou: lípa, vrba, topol, olše, bříza, buk,habr 35 a více Bělové dřevo listnáčů s kruhovitě a polokruhovitě pórovitou stavbou: akát, kaštanovník, dub, jasan, ořešák, třešeň 16

18 1.9. Teorie sorpce Dřevo je hygroskopický materiál, který má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního vzduchu. Závislost rovnovážné vlhkosti dřeva na relativní vzdušné vlhkosti při konstantní teplotě nazýváme sorpční izotermou. Vystavíme-li absolutně suché dřevo působení prostředí o konstantní teplotě a nasyceném vzduchu vodními parami, začne dřevo vodu poutat procesem zvaným adsorpce. Obrácený děj se nazývá desorpcí. Během adsorpce dochází postupně ke třem parciálním dějům označovaným jako monomolekulární sorpce (chemická sorpce, absorpce) polymolekulární sorpce (adsorpce) kapilární kondenzace Monomolekulární - chemická sorpce, absorpce Monomolekulární sorpce je první fází sorpce. Na povrchu fibrilární struktury buněčné stěny se postupně vytváří vrstvička vody, kdy je pravděpodobně na každém volném sorpčním místě navázána jedna molekula vody. Nízká rovnovážná vlhkost dřeva ještě nezpůsobuje významnější bobtnání buněčné stěny, proto není doprovázena rozměrovými změnami. Touto teorií je vysvětlována sorpce při RVD 0-7 %, což odpovídá φ 20 % Polymolekulární sorpce - adsorpce Následující fází adsorpce je polymolekulární sorpce. Nad vrstvičkou molekul vody poutaných přes vodíkové můstky sorpčních míst se adsorbují další molekuly vody, které jsou tvořeny až pěti řadami molekul. S rostoucí tloušťkou polymolekulární sorpce je spojováno značné bobtnání buněčné stěny, jehož důsledkem je také rozevření původně nedostupných krystalických oblastí celulózy a vytváření mezokapilár. Touto teorií je vysvětlována sorpce při RVD 7 15 %, což odpovídá φ od 20 do 70 % Kapilární kondenzace Při relativní vlhkosti vzduchu nad 70 % dochází v mikro- a mezokapilárách ke kapilární kondenzaci, která závisí na poloměru kapilár. Maximální vlhkost, které je v buněčné stěně dosaženo, závisí na maximálním roztažení fibrilární struktury. Teorie kapilární kondenzace se uplatňuje při RVD od % do MH. 17

19 1.10. Sorpční izoterma Konkrétní hodnoty sorpční izotermy stav vlhkostní rovnováhy dřeva v závislosti na relativní vlhkosti a teplotě vzduchu můžeme určit z monogramu. Obr.2: Monogram pro stanovení rovnovážné vlhkosti dřeva v závislosti na relativní vlhkosti vzduchu φ a teplotě prostředí T (Kollmann a Coté 1968) Hystereze sorpce Sorpční izotermy popisují adsorpci vody vázané ve dřevě a předpokládají, že rovnovážná vlhkost dřeva odpovídá jednoznačně relativní vlhkosti a teplotě vzduchu. Ve skutečnosti se ale RVD u adsorpce a desorpce liší. Tento stav se nazývá hystereze sorpce. Křivka znázorňuje vyšší hodnoty při desorpci než při adsorpci. 18

20 Obr.3: Sorpční izoterma dřeva při teplotě 30 C a iniciální desorpce, b adsorpce, c oscilující sorpce 19

21 Rozměrové změny spojené se změnou vlhkosti Mění-li se vlhkost dřeva v rozsahu vody vázané, dřevo podléhá rozměrovým změnám hygroexpanzi rozměrů. Snížení vlhkosti dřeva mokrého k mezi hygroskopicity (odpaření vody volné-kapilární) nemá významný vliv na změnu rozměrů. Sesychání a bobtnání je lokalizováno v buněčné stěně, kde dochází k oddalování či přibližování fibrilární struktury. Tím se mění rozměry jednotlivých elementů a dřeva jako celku. Velký vliv na velikost sesychání a bobtnání má orientace fibril v buněčné stěně. Vzhledem k tomu, že největší podíl z buněčné stěny připadá na S2 vrstvu sekundární buněčné stěny (až 90%), kde se orientace fibril příliš neodklání od podélné osy (15-30 ), dochází k maximálnímu sesychání a bobtnání napříč vláken. Sesychání a bobtnání v podélném směru podmíněné sklonem fibril je nepatrné. Malé rozměrové změny v podélném směru se vysvětlují tím, že molekuly vody nemohou vnikat mezi fibrily do valenčního řetězce v podélném spojení, takže nenastává jejich rozestupování v tomto směru. Sesychání a bobtnání jsou procesy, při kterých se mění lineární, plošné nebo objemové rozměry tělesa v důsledku změny vlhkosti. Definují se jako podíl příslušné rozměrové změny a původní hodnoty rozměru Bobtnání Bobtnání α nazýváme schopnost dřeva zvětšovat svoje lineární rozměry, plochu nebo objem při přijímání vázané vody v rozsahu vlhkosti 0% - MH (MNBS). Rozeznáváme bobtnání lineární (v jednotlivých anatomických směrech podélném, radiálním a tangenciálním), plošné (změna plochy tělesa) a objemové (změna objemu tělesa). Bobtnání tělesa od absolutně suchého stavu do meze hygroskopicity označujeme jako bobtnání celkové (maximální). Bobtnání dřeva v jakémkoliv menším intervalu nazýváme bobtnáním částečným. Bobtnání se vyjadřuje podílem změny rozměru k původní hodnotě a uvádí se nejčastěji v %. α i = a iw 2 a a iw 1 iw kde α- rozměr tělesa, jeho plocha nebo objem (m. m 2, m 3 ), i index udávající směr, plochu nebo objemu, w 1 vlhkost před bobtnáním(%), w 2 vlhkost po ukončení bobtnání (%). 20

22 Pro praktické účely je vhodné znát procentickou změnu rozměrů, plochy nebo objemu, jestliže se vlhkost změní o 1%. K tomu slouží koeficient bobtnání Kα, který se vypočte ze vztahu K α i = α w i 2 w 1 kde K αi - koeficient bobtnání (%/1%), αi částečné bobtnání (%), w 2 vlhkost po nabobtnání (%), w 1 vlhkost před bobtnáním (%). Výpočet a použití bobtnání předpokládá, že změny rozměrů těles pod mezí hygroskopicity jsou lineárně úměrné změnám vlhkosti. Tento předpoklad není zcela přesný, ale jeho použití v praxi je dostačující. Objem nabobtnalého dřeva je o něco menší než součet objemu dřeva před nabobtnáním a objemu vody, kterou dřevo pohltilo. Toto zmenšení systému voda-dřevo se vysvětluje tím, že voda v buněčných stěnách je stlačena a zahuštěna do mezimicelárních a mezifibrilárních prostor, které jsou dostatečně prostorné pro umístění molekul. Toto platí při monomolekulární sorpci, která probíhá RVD 0-7% což odpovídá R.V.V. 20%. Nízká rovnovážná vlhkost ještě nezpůsobuje významnější bobtnání buněčné stěny. Bobtnání má také anizotropní charakter. Podél vláken je bobtnání velmi malé a nepřesahuje 1%, průměrná hodnota celkového podélného bobtnání se pro naše dřeviny udává 0,1-0,4%. V příčném směru dřevo bobtná mnohem více, v radiálním směru 3-6%, v tangenciálním 6-12%. Bobtnání v jednotlivých anatomických směrech se často vyjadřuje poměrem α t : α r : α l = 20 : 10 : 1. Součtem lineárních bobtnání získáme přibližnou hodnotu bobtnání objemového ( α v = α t + α r + α l ), exaktní vztah pro výpočet objemového bobtnání ze známých bobtnání lineárních má podobu α v = α t + α r + α l - 0,01( α t α r + α l α t + α r α l ) Poměr bobtnání v příčných směrech, radiálním a tangenciálním se nazývá diferenciální bobtnání dané vztahem α dif = α t / α r Hodnota diferenciálního bobtnání závisí na hustotě dřeva, s rostoucí hustotou se snižuje. Proto mají jehličnaté dřeviny celkově vyšší hodnotu α dif než listnaté. Průměrná hodnota se udává kolem 2, běžně se však pohybuje v intervalu od 1 do 3,5. 21

23 1.13. Sesychání Sesycháním β nazýváme proces, při kterém se zmenšují lineární rozměry, plocha nebo objem tělesa v důsledku ztráty vody vázané v rozsahu vlhkosti 0% - MH (MNBS).. Podobně jako bobtnání můžeme sesychání vyjádřit vztahem. β i = a iw 2 a a iw 1 iw Sesýchání se řídí podobnými zákonitostmi jako bobtnání a rozeznáváme stejně definované další charakteristiky- koeficient sesýchání K βi a diferenciální sesýchání β dif K α i α i = w 2 w 1 Stejně tak i celkové objemové sesýchání je dáno součtem celkového lineárního sesýchání v podélném, radiálním a tangenciálním směru se stejným podílem v jednotlivých směrech. Tab.2: Koeficienty sesýchání a bobtnání u vybraných druhů dřev (podle Ugoleva 1975) Koeficient sesýchání β a bobtnání α (%/1%w) Objemového Radiálního Tangenciálního Druh dřeva K β K α K β K α K β K α modřín 0,52 0,61 0,19 0,20 0,35 0,39 borovice 0,44 0,51 0,17 0,18 0,28 0,31 Smrk 0,43 0,50 0,16 0,17 0,28 0,31 Bříza 0,54 0,64 0,26 0,28 0,31 0,34 Buk 0,47 0,55 0,17 0,18 0,32 0,35 Jasan 0,45 0,52 0,18 0,19 0,28 0,31 Dub 0,41 0,47 0,14 0,15 0,28 0,30 22

24 Hustota a pórovitost dřeva Pórovitost dřeva Dřevo je porézní materiál. Objem pórů (lumeny buněk a mezibuněčné prostory) často u dřeva převyšuje objem buněčných stěn. Póry vytvářejí ve dřevě více méně průchodný, vzájemně spojený kapilární systém, který může být zcela zaplněný tekutinou, např. vodou. U mnoha dřevin je ovšem kapilární pórovitost silně redukována v důsledku přítomnosti doprovodných vyluhovatelných látek nebo thyl. Snížení teoretické pórovitosti pak sice vede k nižšímu přijmu vody, ale zároveň i k nižší proimpregnovatelnosti. Pórovitost vyplívá z biomechanické optimalizace tvaru buňky, tj. maximálního snížení spotřeby stavebních látek při současném minimálním snížení pevnosti, a z často spojené funkce mechanické a vodivé u jednoho elementu xylému (např. tracheidy). Jestliže je hustota dřevní substance mezi dřevy téměř neměnná, závisí hustota dřeva zejména na anatomické stavbě dřeva tloušťce buněčných stěn a průměru buněk. Mikropóry buněčných stěn, lumeny buněk a mezibuněčné prostory tvoří póry o průměrech 1 nm 500 µm. Objem pórů v jednotkovém objemu suchého dřeva vyjadřuje pórovitost dřeva P, celková pórovitost je možné definovat jako P = V V p o kde V p - objem pórů, V o objem suchého dřeva U našich dřevin se pórovitost pohybuje v rozmezí 40 80%. Pórovitost dřeva poskytuje informace o důležitých aspektech stavby dřeva a přispívá k pochopení těch vlastností, které závisí na pórovité struktuře dřeva propustnosti a difúzi vody ve dřevě. Z technologického hlediska má velký význam při procesu impregnace, sušení a povrchové úpravy dřeva. Pórovitost dřeva lze využít například k výpočtu maximálního množství látky (kapaliny), kterou lze impregnací dostat do dřeva Hustota dřeva Hustota dřeva našich domácích dřevin se pohybuje v širokém intervalu. Podle hustoty dřeva při 12 % vlhkosti je možné dřeviny rozdělit do tří skupin. 23

25 Tab.2: Rozdělení dřev podle hustoty při vlhkosti 12 % (podle Matoviče 1993) Dřeva s nízkou hustotou (ρ 12 < borovice, smrk, jedle, topol,lípa, vrba, olše 540 kg.m -3 ) Dřeva se střední hustotou (ρ 12 = modřín, tis, bříza, buk, dub,jasan,ořešák, jilm, kg.m -3 ) jabloň, třešeň, kaštanovník Dřeva s vysokou hustotou habr, zimostráz, dřín, moruše, akát (ρ 12 >750 kg.m -3 ) Tvrdost dřeva Rozdíly v tvrdosti dřeva ve směru radiálním a tangenciálním nejsou podstatné. Tvrdost dřeva se mění v závislosti na vlhkosti a to tak, že v oblasti hygroskopické vlhkosti klesá tvrdost o cca 4 % na každé 1 % vlhkosti. Podstatou zkoušky tvrdosti je zjišťování velikosti odporu povrchu zkušebního tělesa proti vnikání cizího tělesa, tj. kuličky o průměru 10 mm. ČSN Obr.4: Tvrdost vybraných dřev podle Brinella Osmotický tlak a tlak bobtnání Dřevo jako hygroskopický materiál považujeme podle jedné z teorií za látku podobnou gelu nebo koncentrovaný roztok látek. Průvodním znakem bobtnání je tlak bobtnání. Při bobtnání dřeva vznikají napětí, které jsou při volném bobtnání malých těles z makroskopického hlediska zanedbatelné. Při omezeném bobtnání to znamená, že volnému bobtnání brání vnitřní a nebo vnější síly. V dřevě vznikají poměrně velké napětí. Působením externího statického tlaku je rovnovážná vlhkost redukována a při zvýšení φ bude RVD mnohem nižší. Tento proces se nazývá hygroelastickým efektem. 24

26 Vzduch Úvod Vzduch je prostředí, s kterým se v technické praxi setkáváme nejčastěji. Vzduch v atmosféře a při technických procesech není nikdy zcela suchý. Přítomnost vodní páry v mikroklimatu příbytků je někdy nutná, jindy nežádoucí Vlhkost vzduchu Suchý vzduch smíšený s vodní párou se nazývá vlhký vzduch. Poměry suchého vzduchu lze vyjádřit stavovou rovnicí plynů, která vyjadřuje rovnost mezi součinitelem tlaku vzduchu (p) a objemu (V) a součinitelem plynové konstanty (R) a teploty vzduchu (t). p V = R t V případe vlhkého vzduchu je potom podle Daltonova zákona atmosférický tlak vlhkého vzduchu roven součtu parciálních tlaků suchého vzduchu a tlaků vodní páry v něm obsažené. Hmotnost vodních par obsažených v 1 m 3 vzduchu vyjadřuje absolutní vlhkost vzduchu. Relativní vlhkost vzduchu je poměr mezi hmotností vodních par (tlakem par), které vzduch obsahuje a hmotností par, které by měl obsahovat, aby byl nasycen. Ohřívá-li se vzduch v prostoru, absolutní vlhkost vzduchu se nemění, klesá ale relativní vlhkost, protože se zvyšuje teplota bodu nasycení. Čím je relativní vlhkost nižší, tím je vzduch sušší. V souvislosti s tím hovoříme o tzv. jímavosti vzduchu, která vyjadřuje schopnost vzduchu přijmout určité množství vodní páry. Se zvyšováním teploty k bodu varu vody vzrůstá vlhkostní jímavost vzduchu. Při 0% relativní vlhkosti vzduchu je vzduch zcela suchý a neobsahuje žádnou vodní páru. Vodní páry nemůže být ve vzduchu libovolně. Při každé teplotě se do vzduchu vejde jen určité množství, nejvýše takové, při kterém je vzduch vodní parou zcela nasycen. Tento stav se nazývá bodem nasycení nebo také 100% relativní vlhkostí vzduchu. Pokud by se dodávalo vodní páry víc, vzduch by ji už nebral a musela by kondenzovat ve vnitřním prostření na chladném povrchu zdí a oken, ve vnějším prostředí ve formě mlhy a rosy. Pro představu uvedeme graf závislosti teploty a vlhkosti vzduchu. Na vodorovnou osu je vynášena teplota ve stupních Celsia a na svislou 25

27 vlhkost v gramech vodní páry obsažené v jednom krychlovém metru vzduchu při relativních vlhkostech procentech od Obr.5: Vztah vlhkosti vzduchu a teploty Z grafu lze vyčíst mnoho informací: Na každém průsečíku zvolené teploty a relativní vlhkosti vzduchu lze na svislé ose odečíst, kolik vody ve formě vodní páry obsahuje krychlový metr vzduchu. Např.:Při teplotě 20 C a 40% r.v.v. je v každém krychlovém metru vzduchu 7 gramů, tj. 7 mililitrů neboli 7 krychlových centimetrů vody. Je to skutečně velmi málo. Z tohoto údaje si můžeme představit, jak snadno se R.V.V. mění, jak obtížně se dá přesně měřit a hlavně jak obtížně ji lze regulovat. Průmyslově vyráběná klimatizační zařízení jsou schopna dodržovat teplotu v rozmezí ±1 C, ale relativní vlhkost vzduchu zpravidla jen v rozmezí ± 5 %. Při této příležitosti je vhodné uvést na pravou míru používání termínu klimatizace. To co nám je nabízeno do automobilů a často i do budov není klimatizace, ale teplo-vzdušné vytápění a chlazení. Klimatizace musí regulovat i relativní vlhkost vzduchu. V grafu můžeme dále dobře sledovat změny, které vlhký vzduch provázejí. Mění-li se např. teplota vzduchu, aniž by se přiváděla nebo ubírala vlhkost, pohybujeme se po grafu po vodorovných čarách. Např. venkovní vzduch s nulovou teplotou a 100 % 26

28 relativní vlhkostí navětrejme do místnosti. Aniž by se změnil obsah vodní páry se jeho ohřátím na 20 C změní relativní vlhkost asi na 30 %. Ze zcela vlhkého vzduchu máme rázem vzduch velice suchý. Zkoušet v zimním období zvyšovat v bytě relativní vlhkost větráním je tedy neúčinné. Účinné je jedině zvlhčování vzduchu. Druhým případem může být změna opačná. Předpokládejme, že venkovní vzduch má teplotu 35 C a relativní vlhkost 50 %. Zchlazujeme-li tento vzduch na 20 C, překročí se při 22 C rosný bod, vzduch bude mít 100 % relativní vlhkost a při dalším ochlazování musí část vodní páry zkondenzovat Měření vlhkosti vzduchu Stav vzduchu se v praxi určuje obvykle z teploty a relativní vlhkosti. Zatím co měření teploty patří dnes k nejběžnějším a nečastějším měřením, není měření vlhkosti vzduchu a problémy s ním spojené tak obecně známé. V technické praxi se k měření vlhkosti vzduchu využívá nejčastěji těchto fyzikálních vlastností Délky změny některých materiálů s relativní vlhkostí (vlasové vlhkoměry) Orosování chladného povrchu (např. Lambrechtův kondensační hygrometr) Snížení teploty mokrého povrchu vzhledem k teplotě vzduchu (Augustův a Assmannův psychrometr) Závislosti elektrické vodivosti na vlhkosti (buď se udržuje teplota taková, aby elektrický odpor byl konstantní a měří se teplota, nebo se měří přímo elektrický odpor vrstvy nejčastěji se pro tyto citlivé vrstvy používá chloridu lithia) Adsorpčních a absorpčních vlastností různých materiálů. Tato měření jsou nejpřesnější (jsou označována jako měření absolutní fyzikální). Měří se vlastně váhový přírůstek adsorbentu nebo absorbentu při určitém proteklém množství vzduchu Kalibrace vlhkoměru Nevýhodou dilatačních hygrometrů je kromě velké nelinearity nutnost časté regenerace, která spočívá ve vystavení čidla po dobu několika hodin vysoké vlhkosti blížící se stavu nasycení. U přístrojů umístěných v místnostech většinou nelze pravidelnou regeneraci zajistit a hygrometr pak neukazuje správnou hodnotu. V meteorologických aplikacích dochází k regeneraci samočinně při nočním poklesu teploty (při kterém dojde ke zvýšení relativní vlhkosti, často až k rosnému bodu). 27

29 Děje v podlahových celcích Skupinové sesýchání Nejvíce k sesýchání vlysů dochází zejména v topné sezoně, kdy relativní vlhkost vzduchu dosahuje 25 až 18 % a vlhkost vlysů klesá až na 6 % z původních 14%. Úbytku vlhkosti o 8 % odpovídá určité seschnutí v závislosti na šířce vlysu a druhu dřeviny. U bukových vlysů šířky 50 mm činí 1,47 mm v tangenciálním směru. Protože se čistý tangenciální průběh nevyskytuje, neměly by se teoreticky v žádném případě vyskytnout větší spáry než 1,2 mm u bukových a 0,8 u dubových. Ve skutečnosti jsme častými svědky spár přesahujících i 5 mm, avšak nepravidelných. Hlavní příčinou skupinového sesýchání vlysů se spatřuje v nevhodných lepících prostředcích, které umožňují posuv vlysů při nepatrném smykovém napětí řádově 0,01 kpa/cm 2. Smykové napětí vzniklé při sesýchání se přenáší z jednoho vlysu na druhý třemi nožnými důvody. třením pera v drážce (nepřesná výroba) slepením pera a drážky vnesením lepícího prostředku slepením bočních ploch nátěrovou hmotou Takto vzniklé spoje působí, že skupina vlysů se bude chovat jako jeden celek jako masivní deska. V takovém případě se seschnutí sčítá a vznikne spára v tom místě, kde jsou vlysy mezi sebou volné. (viz obrázek) Obr.6: Spára mezi vlysy vzniklá skupinovým sesýcháním 28

30 1.23. Změny rozměru bobtnáním a sesýcháním Tab.3: Rozměrové změny vybraných dřev podle koeficientů sesýchání a bobtnání Buk v tangenciálním směru v radiálním směru rozměr RVD při - 6% vlhkosti RVD + 6% RVD - 6% RVD + 6% 9±2% [mm] β výsledný rozměr α výsledný rozměr β výsledný rozměr Α výsledný rozměr 20-0,4 19,6 0,4 20,4-0,2 19,8 0,2 20,2 70-1,3 68,7 1,5 71,5-0,7 69,3 0,8 70, ,8 142,2 3,0 148,0-1,5 143,5 1,6 146, ,2 5884,8 126,0 6126,0-61,2 5938,8 64,8 6064,8 Dub v tangenciálním směru v radiálním směru rozměr při vlhkosti 9±2% [mm] RVD - 6% RVD + 6% RVD - 6% RVD + 6% β výsledný rozměr α výsledný rozměr β výsledný rozměr Α výsledný rozměr 20-0,3 19,7 0,3 20,3-0,2 19,8 0,2 20,2 70-1,1 68,9 1,2 71,2-0,8 69,2 0,8 70, ,3 142,7 2,5 147,5-1,6 143,4 1,7 146, ,2 5902,8 104,4 6104,4-64,8 5935,2 68,4 6068,4 Jasan v tangenciálním směru v radiálním směru rozměr při vlhkosti 9±2% [mm] RVD - 6% RVD + 6% RVD - 6% RVD + 6% β výsledný rozměr α výsledný rozměr β výsledný rozměr Α výsledný rozměr 20-0,3 19,7 0,4 20,4-0,2 19,8 0,2 20,2 70-1,2 68,8 1,3 71,3-0,8 69,2 0,8 70, ,4 142,6 2,7 147,7-1,6 143,4 1,7 146, ,8 5899,2 111,6 6111,6-64,8 5935,2 68,4 6068,4 Borovice v tangenciálním směru v radiálním směru rozměr při vlhkosti 9±2% [mm] RVD - 6% RVD + 6% RVD - 6% RVD + 6% β výsledný rozměr α výsledný rozměr β výsledný rozměr α výsledný rozměr 20-0,3 19,7 0,4 20,4-0,2 19,8 0,2 20,2 70-1,2 68,8 1,3 71,3-0,7 69,3 0,8 70, ,4 142,6 2,7 147,7-1,5 143,5 1,6 146, ,8 5899,2 111,6 6111,6-61,2 5938,8 64,8 6064,8 Bříza v tangenciálním směru v radiálním směru rozměr při vlhkosti 9±2% [mm] RVD - 6% RVD + 6% RVD - 6% RVD + 6% β výsledný rozměr α výsledný rozměr β výsledný rozměr α výsledný rozměr 20-0,4 19,6 0,4 20,4-0,3 19,7 0,3 20,3 70-1,3 68,7 1,4 71,4-1,1 68,9 1,2 71, ,7 142,3 3,0 148,0-2,3 142,7 2,4 147, ,6 5888,4 122,4 6122,4-93,6 5906,4 100,8 6100,8 29

31 graf změny rozměru při bobtnání mm 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 α20 α70 α145 α20 α70 α145 buk dub jasan borovice bříza v tangenciálním směru v radiálním směru graf změny rozměru při sesýchání v tangenciálním směru v radiálním směru 0,0 β20 β70 β145 β20 β70 β145 mm -0,5-1,0-1,5-2,0-2,5-3,0 buk dub jasan borovice bříza Obr.7: Grafy velikostí změn rozměrů u vybraných dřev 30

32 Analýza podmínek na stavební připravenost pro montáž dřevěných podlahovin, v návaznosti na technické předpisy Dokončování bytových a občanských staveb v co nejkratších termínech má za následek velmi nepříznivé vlhkostní podmínky pro zabudované dřevěné konstrukce, tedy i pro dřevěné podlahy. Ještě než stačí vyschnout obvodové zdi, omítky, malby a stropy podkladovými podlahovými vrstvami, kladou se dřevěné podlahy. Zvýšená vlhkost podkladních betonů a relativní vlhkost vzduchu, která často dosahuje %, dokonce v ojedinělých případech i 90 % se nutně pak projeví v nabobtnání podlahy se všemi nepříznivými důsledky, jako jsou tvarové odchylky dílců, spárovitost, dodatečné sesýchání, napětí v lepených spojích, které může způsobit i porušení spoje Kontrola vlhkosti podkladu Zásadní význam pro trvanlivost finální úpravy nášlapné vrstvy má její spojení s podkladem. Pro stanovení obsahu vlhkosti v podkladu se používá celá řada metod. Odlišují se od sebe spíše složitostí měření, než dosahovanou přesností. Pro informaci uvedeme stručný výčet nejčastěji používaných metod: Karbidová metoda (CM) Měření elektrické vodivosti Gravimetrická analýza Dále jsou pro sledování vlhkosti používány např. radiofrekvenční metody (zjišťování přítomnosti vlhkosti pod povrchem např. podlahových krytin), nebo metoda měření rovnovážné relativní vlhkosti RRV (stanovení obsahu vody).na základě dlouhodobě prováděných srovnávacích zkoušek tří výše uvedených metod (karbidová metoda, měření elektrické vodivosti a gravimetrická analýza) je možné uvést k nim tyto závěry: Jako srovnávací metodu je vhodné zvolit gravimetrickou analýzu, která poskytuje nejlépe reprodukovatelné výsledky. Pouze v případech nevyzrálého betonu, dochází při vysoušení (ohřevu nad 100 C) k dodatečné zrychlené hydrataci cementu, což může značně ovlivnit výsledek měření. 31

33 Není možné mluvit obecně o špatné (méně přesné), nebo dobré (přesnější) měřicí metodě. Každá má své výhody a omezení. Je možné pouze empiricky stanovit přepočítávací vztahy mezi jednotlivými metodami: Karbidová metoda (CM) % hmot. + 1,8 = Gravimetrická metoda %hmot. Karbidová metoda (CM) % hmot. + 2,0 = Vodivostní metoda % hmot Gravimetrická metoda %hmot. + 0,2% = Vodivostní metoda ) % hmot. Kontrola vlhkosti podkladu, na který bude pokládána nebo lepena podlaha se řídí podle ČSN Podlahy Společná ustanovení, změna 1, čl. 5.14, z listopadu Byly upraveny nejvyšší dovolené vlhkosti podkladu hrubé podlahy v hmotnostních %, na které se kladou nášlapné vrstvy takto: betonová vrstva pod dřevěné parkety (vícevrstvé, mozaikové, vlysové) 2,5 % betonová vrstva pod dýhované dřevěné parkety 2,5 % betonová vrstva pod laminátové podlahy 2,5% Obr.8: Kufřík s přístrojem na měření vlhkosti betonu karbidovou metodou. Pro další popis byla vybrána karbidová metoda, která se vyznačuje jednoduchým použitím a vysokou přesností dosažených výsledků. Tato metoda je založena na chemické reakci vlhkosti (vody) ze zkoušeného vzorku s karbidem vápníku, při níž vzniká acetylén: CaC H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 Měří se tlak acetylénu ve zkušební nádobě. Popis měřicího přístroje: Váha slouží k odvážení předepsaného množství zkušebního vzorku. Často je nahrazena jednoduchým mincířem. Měřicí tlaková nádoba, do které se vkládá odvážené množství zkušebního vzorku. Je opatřena 32

34 tlakovým uzávěrem s manometrem, který umožňuje odečet tlaku v nádobě, nebo přímo odečet obsahu vlhkosti ve vzorku. Manometr je často cejchován pro více rozsahů vlhkosti (různé navážky vzorku). Regentem je karbid vápníku, dodávaný zpravidla zatavený ve skleněných ampulích. Ocelové kuličky je nutno přidat do tlakové nádoby, které mají za úkol rozbít ampule. Kladívko se sekáčkem slouží k odběru vzorku z podlahy. K rozdrcení vzorku slouží kladívko s podložkou. Volba a úprava zkušebních míst: plocha pro odběr zkušebních vzorků nevyžaduje žádné zvláštní úpravy. Povrch podlahy se očistí od ulpěných nečistot, např. ocelovým kartáčem. Vzorky se odebírají z celé tloušťky podlahy, tedy ne pouze z jejího povrchu. Odběr vzorku by neměl být zjednodušován způsoby, které mohou ovlivnit obsah vlhkosti, např. odvrtání. Přestože je odběr vzorků u této metody poměrně pracný, je nutné dodržet standardní postup vzorek vyseknout ručně, příp. za pomoci pneumatického kladiva. Pro výběr a počet zkušebních míst není v ČR stanoven žádný závazný předpis. Dostatečný počet měření, zvláště v místech s předpokládaným výskytem vyšší vlhkosti zaručí použitelnost výsledků. Vlastní měření: Přístroj se připraví k měření - vyčistí se tlaková nádoba a připraví se váha. Provede se odběr vzorku a jeho rozmělnění. Bez kontaktu s rukama. Na vyvážené váze se odváží předepsané množství vzorku a bezezbytku se přenese do tlakové nádoby. Vloží se ocelové kuličky a přidá se reagent karbid vápníku a opatrně se tlaková nádoba se uzavře. S tlakovou nádobou se intenzivně třese po dobu několika sekund tak, aby došlo k rozbití ampulí s reagentem a promíchání se vzorkem. Pak se nádoba postaví, nebo podrží ve vzpřímené poloze a po cca 1 minutě se míchání zopakuje. Ručička tlakoměru se ustálí po cca 15 minutách, kdy je možno odečíst výsledek měření. Hodnota se odečítá při vzpřímené poloze tlakové nádoby. Po odečtení hodnoty je nutno nádobu opatrně otevřít. Uzávěr tlakové nádoby musí při uvolňování směřovat mimo zúčastněné osoby. Postupným uvolněním uzávěru se opatrně vypustí acetylen z tlakové nádoby a teprve následně se vysype vzorek. Produkt měření acetylén, je hořlavý plyn. Zkoušky nesmí být prováděny v uzavřených prostorách, nebo v blízkosti ohně! V žádném případě se během zkoušky nesmí kouřit! Vyhodnocení měření: 33

35 Obvykle je na tlakoměru odečítána přímo hodnota vlhkosti a není nutno provádět další přepočty. Zjištěné hodnoty se uvedou do tabulky, která je součástí zkušebního protokolu. Tento protokol by měl obsahovat: název firmy a jméno zkoušejícího, datum a místo provedení zkoušky, schéma rozmístění zkušebních míst na zkoušené ploše (okótovaný náčrt), údaje o podmínkách, za kterých byly prováděny zkoušky na konstrukcích včetně záznamů o prostředí (teplota a relativní vlhkost vzduchu), krátký popis zkoušené podlahy (druh betonu - značka, datum provedení podlahy, způsob položení, způsob a doba ošetřování, přítomnost izolace v podkladu apod.), způsob provádění zkoušky (hloubka odběru vzorku, hmotnost navážky), výsledky zkoušky a závěr jméno, podpis zpracovatele a kontrolujícího. Časté chyby: Nevhodný způsob odběru zkušebního vzorku. Relativně velká pracnost a časová náročnost při odběru vzorků často vede ke snaze zjednodušit si pracovní postup. Zatímco např. použití pneumatických kladiv při odběru kvalitu vzorku příliš neovlivní, tak odběr vzorků vrtáním může vzorek zcela znehodnotit. Při odvrtávání totiž dochází vlivem vysoké teploty k vysoušení vzorku. Odběr vzorku pouze na povrchu podlahy. Také tato chyba často souvisí se snahou o snížení pracnosti. Je samozřejmě rozdíl a to nejen v pracnosti, ale také ve výsledku, jestli odebíráme vzorek z hloubky 2 cm, nebo 15 cm. Zjištěná vlhkost může být zcela rozdílná. Suchý povrch umožní sice dobré zakotvení penetrace, nebo lepidel, ale například při změně teplotního spádu v podlaze může dojít k transportu vlhkosti odspodu k povrchové vrstvě a tím k poruše zdárně provedené finální úpravy. Častou příčinou je změna teplotního spádu v podlaze, vyvolaná sálavým vytápěním zabudovaným ve stropní konstrukci. Pokud je teplotní spád negativní, tedy pokud teplota podlahy směrem od povrchu dolů klesá, bude přítomná vlhkost transportována směrem od podlahoviny. Pozitivní teplotní spád, vyvolaný sálavým vytápěním, vede k transportu vlhkosti (vody) směrem k povrchu a k již zmíněným poruchám. Nepřesný odběr vzorku. Při přenášení vzorku může dojít k usypání vzorku mimo tlakovou nádobu. Změnou hmotnosti vzorku může dojít ke zkreslení výsledků měření. 34

36 Nepřesný manometr. Při provádění měření může občas dojít k nárazům do manometru, což může způsobit chybu odečtu naměřených hodnot. Jako každý jiný měřicí přístroj musí být proto i tento manometr pravidelně kontrolován a cejchován. Často jsou součástí vybavení měřicího přístroje ampule s definovaným obsahem vlhkosti, určené pro kalibraci Kontrola rovinnosti podkladu Přejímce rovinnosti podkladní vrstvy je nutno věnovat zvýšenou pozornost. Jakmile je podlaha položena na nerovný podklad, hrozí následky, za které nese zodpovědnost firma, která pokračovala na předcházejícím vadném díle. Zda je podlaha rovná, to se sotva dá zjistit pouhým okem. Nejlépe je na kontrolu rovnosti používat 2 metry dlouhou hliníkovou lať s vodováhou. Často se kontrola rovinnosti provádí pouze tak, že se na tři až pět míst v místnosti položí pravítko a konstatuje se závěr o rovinnosti. Takto zjednodušeným měřením mohou uniknout právě nevyhovující plochy, na které se přijde až při instalaci podlahy. Proto se doporučuje kontrola pravítkem v půlmetrových intervalech po celé ploše. S pravítkem se pro kontrolu použije klínové měřidlo. To by mělo mít stupňovitý (kaskádovitý) tvar po 1 mm od 1 mm do mm. Vložením pod pravítko se snadno odečte velikost nerovnosti. Podle ustanovení ČSN , čl mezní odchylky místní rovinnosti nášlapné vrstvy je dovolená největší odchylka 2 mm/2 m v místnostech pro trvalý pobyt osob. Podle ustanovení ČSN , čl je největší odchylka v rovinnosti podkladu pod nášlapnou vrstvou pro lepení nebo kladení stanovena takto: mozaikové parkety 2 mm dřevěné podlahoviny parketové vlysy 4 mm Pevnost Kontrola pevnost v tlaku vyrovnávacích vrstev podle ustanovení ČSN , čl Je-li vrstva součástí podkladu připojeného k nosné konstrukci, je stanovená pochůzná pevnost u dřevěných podlah 4,5 MPa [ 2] Přídržnost Důležitým parametrem finálních úprav povrchu je jejich soudržnost s podkladem, na který jsou naneseny. Tato soudržnost je ovlivněna jak kvalitou podkladu, tak schopností finální úpravy k němu přilnout. Soudržnost s podkladem je, zvláště u 35