NORMY PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

NORMY PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Ing. Petr Tma, Ph.D. Kloknerv ústav VUT, tel. 724 080 924, e-mail: tuma@klok.cvut.cz Anotace: Píspvek popisuje aktuální stav evropské normalizace v oblasti sanací betonových konstrukcí. Soubor norem lze rozdlit na skupinu Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody a skupinu zkušebních norem. Uveden je stav pípravy, pípadn procesu pejímání do SN, jednotlivých norem a popsán zpsob jejich tvorby. 1. ÚVOD Evropské normy s jednotným názvem Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí, které v souasné dob postupn vznikají a jsou pejímány do systému eských norem, si kladou za cíl vytvoit smrnici pro návrh a provádní sananích prací a prací smujících k preventivní ochran betonových prvk [1]. V systému eských norem nebyly ped tmito evropskými normami zavedeny žádné normy pro sanace betonových konstrukcí. Dvodem je skutenost, že tento obor je relativn mladý a jeho rozvoj u nás zaal až v 90. ledech 20. století. V té dob zaaly na trh picházet první zahraniní a tuzemské sananí materiály a spektrum metod sananích prací se velmi výrazn rozšíilo. Absenci norem se snažilo ešit Sdružení pro sanace betonových konstrukcí vydáním Technických podmínek pro sanace betonových konstrukcí, které shrnují nejastji používané zkušební metody diagnostiky konstrukcí a hodnocení kvality sananích prací a definují obvyklé požadavky. Mimo to uvádí ješt široký pehled úel, strategií, pedpoklad a metodik provádní sananích prací [2]. Kapitoly zabývající se touto problematikou mají také technické podmínky vydané nkterými velkými investory a vlastníky betonových konstrukcí (nap. SD, eské dráhy, EZ). Pípravu tchto evropských norem provádí subkomise CEN/TC104/SC8, což je subkomise 8 Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí patící do technické komise 104 Beton a souvisící výrobky Evropského výboru pro normalizaci CEN. Subkomisi pedsedá Dr. Davies z Velké Británie a sekretariát zajišuje francouzský normalizaní úad AFNOR. Pro vypracování jednotlivých norem pak subkomise zizuje ze svých len pracovní skupiny. Obdobn jako v rámci CEN je organizována i práce v rámci eského normalizaního institutu NI, který zídil technickou komisi TNK36 Betonové konstrukce, do níž patí i subkomise SK8 Sanace. Úkolem subkomise SK8 je zajišovat spolupráci s CEN/TC104/SC8 a pipravovat podklady pro schvalování a pejímání norem vytvoených uvedenou evropskou subkomisí. Evropské normy lze do systému SN pejímat dvojím zpsobem, bu pejmutím originálního textu normy (nejastji v anglitin), nebo vydáním jejího pekladu. V systému tídících znak eských norem lze normy pro sanace nalézt ve tíd 73 a skupin 21. 1

2. DEFINICE, POŽADAVKY, KONTROLA KVALITY A HODNOCENÍ SHODY Tuto skupinu dokument pro výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí tvoí 10 norem EN 1504 (viz tabulka 1). Norma EN 1504-1, která uvádí definice používaných pojm. Byla pipravena jako první a v eském jazyce byla vydána jako SN EN 1504-1 již v roce 1999. Normy EN 1504-2 až EN 1504-7 lze je popsat jako specifikaní dokumenty, protože jejich cílem je definovat klíové požadavky na výrobky a systémy používané pi opravách a pro ochranu betonových konstrukcí podle zásad uvedených v norm EN 1504-9. Norma Název Stav 1504-1 Definice vydána 6.1999 revize 1.2006 1504-2 Systémy ochrany povrchu betonu 3.2006 1504-3 Opravy se statickou funkcí a bez statické funkce 8.2006 1504-4 Konstrukní spojování 3.2006 1504-5 Injektáž betonu 7.2005 1504-6 Kotvení výztužných ocelových prut 5.2007 1504-7 Ochrana výztuže proti korozi 4.2007 1504-8 Kontrola kvality a hodnocení shody 7.2005 1504-9 Obecné zásady pro používání výrobk a systém 1504-10 Použití výrobk a systém a kontrola kvality provedení pedbžná norma vydaná 5.2000 6.2005 Tabulka 1: Normy EN 1504 U jednotlivých požadavk jsou rovnž odkazy na píslušné zkušební normy. Normy EN 1504-2 až EN 1504-7 jsou harmonizované. To znamená, že obsahují požadavky, které budou muset výrobky (pro které jsou jednotlivé ásti ureny) výrobky splnit pro pipojení evropské znaky shody CE. Norma EN 1504-8 specifikuje postupy pro odbr vzork a hodnocení shody, vetn prkazních a kontrolních zkoušek, výrobní kontroly a oznaování výrobk. 1504-9, která byla zatím vydána jako pedbžná norma SN P ENV 1504-9 definuje obecné zásady používání výrobk a systém pro ochranu a opravy betonu, jako napíklad následující: Poslední EN 1504-10 se zabývá aplikací tchto výrobk a systém na stavb a kontrolou kvality práce. 2

3. ZKUŠEBNÍ NORMY Jednotlivé normy ady EN 1504 odkazují na celkem asi 90 až 100 norem definujících zkušební metody pro stanovení identifikaních vlastností nebo funkních vlastností [1]. Dosud jich bylo CEN vydáno a pejato do systému SN 58. Rozsah píspvku neumož uje vyjmenovat všechny tyto normy. Pejaté a tedy v R platné lze však snadno nalézt na webových stránkách NI www.cni.cz pomocí tídícího znaku, tída 73, skupina 21. Tyto normy jsou velmi dležité, protože definují metodiky, kterými by mlo být kontrolováno dosažení požadovaných parametr. Nkteré aspekty sananích prací nejsou dosud zcela známé, i jejich simulace pomocí zkoušek je neúmrn nákladná. Používané zkušební metody se tedy pouze více i mén pibližují realit a výsledky zkoušek téhož parametru pomocí rzných zkušebních metod tedy mže vést k rozdílným výsledkm. Ke každému požadovanému parametru je tedy teba vnímat píslušnou zkušební metodu jako neoddlitelnou souást tohoto požadavku. 4. ENV 1504-9 OBECNÉ ZÁSADY PRO POUŽÍVÁNÍ VÝROBK A SYSTÉM Tato norma je dležitá zejména ve fázi pípravy sananího zásahu. V kapitole 4 jsou uvedeny minimální požadavky na konstrukci ped provedením píslušné ochrany, pípadn opravy, v kapitole 5 pak definovány cíle zásahu, v kapitole 6 jsou podrobn popsány jednotlivé zásady a metody sananích prací a v kapitole 7 a v píloze A jsou definovány požadované vlastnosti použitých výrobk a systém. Vady a poruchy betonové konstrukce jsou rozdleny na dv skupiny. První skupinu tvoí vady a poruchy vlastního betonu, které jsou zpsobené bu mechanickými vlivy, chemickými vlivy, nebo fyzikálními vlivy. Druhou skupinu pak tvoí vady a poruchy související s korozí výztuže, a to karbonatace betonu krycí vrstvy, výskyt bludných proud nebo výskyt korozních kontaminant v betonu (nap. chlorid). Na tento výet navazuje podrobný popis zásad sananích zásah. Celkem je definováno jedenáct zásad sananích prací, které jsou dále rozdleny na 37 metod sananích prací. Jednotlivé zásady jsou: 1. ochrana proti vnikání nepíznivých látek, 2. ovlivnní vlhkosti betonu, 3. obnova betonu, 4. zesílení konstrukce, 5. zajištní fyzikální odolnosti, 6. zajištní odolnosti vi chemikáliím, 7. ochrana nebo obnovení pasivace výztuže, 8. zvýšení elektrického odporu betonu, 9. úprava katodické oblasti, 10. katodická ochrana, 11. úprava anodické oblasti. 3

V píloze A jsou pak v nkolika tabulkách vypsány nejastji používané metody sananího zásahu a graficky je vyznaeno, které parametry použitých materiál je teba sledovat ve všech pípadech, kdy je použita píslušná metoda sananího zásahu, nebo v uritých uvažovaných pípadech a nebo pouze pi speciálních aplikacích. Obrázek 1: Poškozená stropní konstrukce píklad použití norem. Využití normy ENV 1504-9 lze nejlépe dokumentovat na píkladu. Vezmme poškozenou stropní konstrukci komory vodojemu z obrázku 1. Nejprve je teba na základ výsledk diagnostického przkumu definovat poškození konstrukce a identifikovat jeho píinu. V daném pípad se jedná o poruchu zpsobenou korozí výztuže po zkarbonatování krycí vrstvy. Krycí vrstva je na velké ásti konstrukce již zcela odpadlá. V ostatních místech již s velkou pravdpodobností dochází ke korozi výztuže také. Cílem opravy pak musí být zabránní dalšímu postupu degradace konstrukce, protože další korozní oslabování výztuže na spodním líci nosník nebo stropní desky by vedlo k narušení statické zpsobilosti konstrukce. Dle ENV 1504-9 je v tomto pípad pro dosažení požadovaného cíle teba provést opravu podle zásady. 7 Ochrana nebo obnovení pasivace. Metodou opravy pak je metoda. 7.2 Náhrada kontaminovaného nebo karbonatovaného betonu. Z tabulek v píloze A následn vyplývá, že pro všechna uvažovaná použití, tj. ve všech pípadech, je teba sledovat následující vlastnosti a parametry použitých materiál: délkové smrštní malt s hydraulickým pojivem, pevnost v tlaku správkové malty, ph faktor správkové malty, odolnost správkové malty vi karbonataci, soudržnost naneseného souvrství s podkladem (odtrhová zkouška), tloušky nanášených vrstev (kontrola tloušky krycí vrstvy), vázané smrštní nanášené malty. Pro uritá uvažovaná použití bude teba sledovat následující vlastnosti a parametry: obsah chlorid rozpustných ve vod (v našem pípad není teba, protože konstrukce se nenachází v prostedí, které by obsahovalo chloridy), 4

obsah alkálií ve správkové malt (Bylo by teba sledovat v pípad, že konstrukce by obsahovala kamenivo náchylné na alkalickou reakci. V pípad eské republiky by však s nejvtší pravdpodobností byl obsah alkálií v samotném betonu konstrukce vysoký a pokud by pi diagnostickém przkumu byly zjištny projevy alkalické reakce, nebyla by konstrukce dále použitelná.), odolnost vi kapilární absorbci (v pípad, že bychom potebovali zabránit vzlínání vlhkosti), tepelná kompatibilita: reakce na mrazové cykly (v pípad namáhání mrazovými cykly), tepelná kompatibilita: reakce na teplotní šoky (v pípad píslušného namáhání). Pro speciální aplikace pak mohou být vyžadovány následující vlastnosti nebo parametry: obsah vzduchu, doba tvrdnutí nebo tuhnutí, difúze chloridových iont, zpracovatelnost, únava pi dynamickém zatížení bhem zrání, odolnost vi moské vod a/nebo vod s vysokým obsahem síran, odolnost vi rozmrazovacím solím, nízký elektrický odpor správkové malty, odolnost proti skluzu, rozpínání, vhodnost pro aplikaci nad hlavou (tento parametr by v našem pípad bylo teba sledovat) a schopnost difúze alkálií. Norma neuvádí pípady uritých uvažovaných použití ani speciálních aplikací kdy je teba uvedené parametry sledovat, a proto záleží na projektantovi sananího zásahu, který z parametr pedepíše. 5. EN 1504-10 POUŽITÍ VÝROBK A SYSTÉM A KONTROLA KVALITY PROVEDENÍ Cílem této normy je, co se týe požadavk, pokrýt provádní sananích prací pímo na stavb. ENV 1504-9 vyjmenovává celkem 37 metod sananích prací. EN 1504-10 podrobn popisuje 25 nejastji používaných metod a v píloze A této normy jsou popsány další ti metody. Na podrobném popisu zbývajících devíti metod sananích prací se normalizaní komise nedokázala shodnout a není tedy v norm uveden. Jedná se vtšinou o speciální a ne píliš obvyklé sananí metody. V EN 1504-10 je dále popsáno celkem 45 parametr a postup jejich sledování nebo mení, provádných pímo na stavb. V tabulkách je pehledn uvedeno, jaké parametry je pi provádní píslušné metody sanace teba sledovat. Náš píklad, kdy bude provádna náhrada kontaminovaného nebo zkarbonatovaného betonu, je zaazen do skupiny nanášení malty nebo betonu. V tabulkách v norm pak jsou vyznaeny píslušné odstavce normy, které je teba dodržet. V pípad pedúpravy podklad jsou to ustanovení o ištní podkladu, o zdrsnní podkladu a odstavec definující odstranní betonu. Oištný povrch musí být soudržný, nesmí obsahovat prach, povrchové zneištní a látky, které snižují soudržnost nebo zabra ují nasákavosti nebo navlhení správkových materiál. Zdrsnní se ídí požadavky nanášeného materiálu. V pípad odstranní betonu nesmí dojít k ohrožení stability konstrukce (a pípadn musí být konstrukce zajištna podepením) a množství odstra ovaného betonu musí být co nejmenší. V pípad aplikace správkové malty je teba dodržet požadavky týkající se soudržnosti malty s podkladem, zpsobu jejího nanášení (run, nástik, dobetonování), ošetování a pípadn požadavky souvisící s následným nátrem nebo impregnací. V pípad soudržnosti se EN 1504-10 odvolává na EN 1504-4 Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody ást 4: Konstrukní spojování, kde je uvedeno, že tahové naptí pi zkoušce soudržnosti odtrhovou zkouškou nesmí být menší než 1,4 MPa. V pípad ošetování se norma odvolává na ENV 13670-1 Provádní betonových konstrukcí ást 1: Spolená ustanovení, kde je uvedeno mimo jiné, že pro 5

beton ve stupni vlivu prostedí jiném než X0 nebo XC1 musí být ošetován tak dlouho, dokud pevnost povrchové vrstvy betonu nedosáhne alespo 50 % stanovené pevnosti v tlaku. V pípad stup vlivu prostedí X0 a XC1 musí být doba ošetování alespo 12 hodin za pedpokladu, že doba tuhnutí není delší než 5 hodin a teplota povrchu betonu neklesne pod 5 C. Krom požadavk na vlastní provádní EN stanovuje 1504-10 také parametry, které je teba bhem provádní kontrolovat a popisuje postupy, kterými se tato kontrola provádí. V našem píkladu by bylo teba vždy (pi provádní metody sanace náhrada kontaminovaného nebo zkarbonatovaného betonu na jakékoliv konstrukci) sledovat narušení podkladu, istotu podkladu, teplotu podkladu, oznaení shody použitých výrobk s píslušným pedpisem, teplotu okolí, výskyt srážek, konzistenci betonu nebo malty, tloušku krycí vrstvy výztuže u podkladu, pevnost v tlaku nanášené malty, výskyt oblastí kde došlo k oddlení nov nanášené malty od podkladu, tloušku krycí vrstvy po provedení sanace, objemovou hmotnost zatvrdlé malty, výskyt smršovacích trhlin ve správkové malt a soudržnost správkové malty s podkladem. Pi uritých aplikacích (tedy tam, kde je pedepsáno v projektu sanace) je teba sledovat drsnost nového povrchu, pevnost v tahu povrchových vrstev (tento parametr by ml být požadován vždy kdy se pedpokládá kotvení adhezí), pevnost v tlaku podkladu, obsah vzduchu v erstvé správkové malt, vodonepropustnost nanášeného materiálu, výskyt dutin v souvrství po sanaci (radiograficky apod.) a barva a struktura povrchu. Pi speciálních aplikacích, tedy opt pokud by bylo pedepsáno v projektu opravy, je teba pi náhrad kontaminovaného nebo zkarbonatovaného betonu sledovat pohyb trhlin v podkladu, vibrace konstrukce, tloušku zkarbonatované vrstvy v podkladu (v našem pípad by tak, jako ve vtšin obdobných pípad tento parametr bylo teba sledovat a pihlédnout k nmu pi stanovení tloušky odbourávané vrstvy betonu), obsah chlorid, kontaminace podkladu, mrný elektrický odpor podkladu a nového materiálu. 6. EN 1504-2 AŽ EN 1504-7 Tyto normy uvádí požadavky na stavební materiály, používané pi sanacích betonových konstrukcí. Jsou zde jednak požadavky na funkní vlastnosti materiál, ímž jsou myšleny užitné vlastnosti jako soudržnost s podkladem, odolnost pi teplotním cyklování apod. a jednak identifikaní požadavky, což jsou parametry pímo souvisící se složením materiálu (jako nap. granulometrie plniva, barva apod.) a pevnost v tlaku. Dále definují systém ízení výroby ve výrobn (výrobní kontrola), tj. uvádí, jaké zkoušky a jak asto je pi výrob uritého materiálu teba provádt. V píloze ZA všech norem je pedepsáno, kterému systému hodnocení shody píslušný materiál podléhá a jaké jsou v tom kterém systému hodnocení shody úkoly certifikaního orgánu, notifikované osoby a výrobce. Norma EN 1504-2 (Systémy ochrany povrchu betonu) definuje požadavky na materiály, používané pro povrchovou ochranu betonu, zvýšení trvanlivosti betonových a železobetonových konstrukcí a též pro beton a správkové malty bez další povrchové ochrany (zejména hydrofobní impregnace, impregnace a nátry). Norma EN 1504-3 (Opravy se statickou funkcí a bez statické funkce) pokrývá správkové malty a betony, které jsou urené k obnov a/nebo nahrazení narušeného betonu a k ochran výztuže. Norma EN 1504-4 (Konstrukní spojování) je urena pro materiály, které se používají pro pipojení zesilujících prvk ke stávající betonové konstrukci. Jedná se tedy zejména o materiály pro lepení vnjších píložek z oceli nebo jiných výztužných materiál, spojování zatvrdlého betonu se zatvrdlým betonem (nap. pi použití prefabrikát) a pro aplikaci erstvého betonu nebo malty na zatvrdlý beton. EN 1504-5 (Injektáž betonu) je urena pro materiály, používané pro výpl trhlin, dutin a mezer v betonu. EN 1504-6 (Kotvení výztužných ocelových prut) definuje 6

požadavky na materiály používané pro vlepování ocelové výztuže do pipravených otvor v betonu a poslední norma EN 1504-7 (Ochrana výztuže proti korozi) je urena pro materiály vytváející aktivní nebo bariérové nátry, provádné bu pímo na ocelovou výztuž, nebo na povrch betonové konstrukce za úelem ochrany výztuže proti korozi. 7. ZÁVRENÉ SHRNUTÍ Obor sanací betonových konstrukcí prošel v poslední dob boulivým rozvojem. Pitom se prokázala nezbytnost všeobecn respektovaných norem, které by definovaly požadavky na celou škálu sananích materiál a na výsledky sananích prací. Evropské normy vydané v nedávné dob by tuto mezeru mly vyplnit. Základem jsou tzv. požadavkové normy EN 1504-1 až EN 1504-10 Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody. Jejich velmi dležitým dopl kem pak jsou zkušební normy, protože definují postupy, kterými by mlo být kontrolováno splnní jednotlivých požadavk. Vzhledem k šíi zábru souboru zkušebních norem je velmi pravdpodobné, že nkteré normy budou využívány nejen pro sananí a ochranné materiály a práce, ale i v dalších stavebních oborech. 8. LITERATURA [1] MAYS G., DAVIES H: Progress towards European standards for concrete repair products, Concrete, January 2003 [2] DROCHYTKA R., DOHNÁLEK J., BYDŽOVSKÝ J., PUMPR V: Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí TP SSBK II, Brno 2003, ISBN 80-239- 0516-3 Poet znak: 14 879 (vetn mezer 17 319) 7