Časté chyby a poruchy nových betónových konštrukcií

Väčšinou sa predpokladá, že dôvodom sanácií betónových konštrukcií sú prejavy korózie, ktorú spôsobujú rôzne negatívne vplyvy prostredia a času. Veľakrát však treba sanovať i nové betóny z dôvodu pochybenia či už projektanta, realizačnej firmy, dodávateľa betónu, alebo pre nedodržanie technologického postupu pri ukladaní betónu do konštrukcie. Na stavbách však možno zaznamenať aj chyby, ktoré vyplývajú z vlastností betónu ako stavebného materiálu alebo z nepochopenia princípov funkcie jednotlivých konštrukčných prvkov. Cieľom článku je poukázať na tieto chyby a určiť príčinu, prečo k nim dochádza.

Vhodným sanačným zásahom je buď včasná prevencia chýb, alebo v prípade realizácie nových betónových konštrukcií i dodržanie základných technologických zásad spojených s náukou o betóne.

Napríklad od realizačných firiem sa možno dozvedieť, že sa betónovalo podľa schváleného technologického predpisu, avšak ani od výrobcov ponorných vibrátorov často nezískate návod na ich použitie. Pritom snahou všetkých realizačných firiem je zhotoviť dobre zavibrovaný betón a pokiaľ možno s kvalitným povrchom. Nie vždy sa ho však podarí vyrobiť v dostatočnej kvalite. Zlyhanie ľudského faktora môže totiž občas spôsobiť, že je nutné sanovať aj nové betóny tesne po odformovaní konštrukcie.

Takisto je napríklad iba v odborných kruhoch známe, že existujú tzv. jalové frekvencie, ktoré pri vnesení do betónu počas ukladania spôsobujú jeho nezavibrovanie. V tom prípade nemožno hovoriť o zhutnení betónu.

Vyššie uvedené názorné príklady sú dôkazom problémov, ktoré vznikajú aj pri ukladaní či hutnení betónu. Okrem toho kvalitu betónu často ovplyvňuje i ekonomický faktor. Príkladom je maximálna obrátkovosť (systémového) debnenia, keď ekonomické ukazovatele prevažujú nad potrebou debnenie repasovať, aby boli pohľadové betóny po oddebnení skutočne pohľadovými.

Chyby pri návrhu betónových konštrukcií
Často sa stáva, že betónová konštrukcia nie je správne projekčne navrhnutá, to znamená, že sa pri jej návrhu nezvolila vhodná expozícia či ochrana pred okolitým prostredím. Príčinou porúch môže byť aj nezohľadnenie statického či dynamického namáhania. Nereálna predstava projektanta o stupni vystuženia môže byť technologickým problémom pri ukladaní čerstvej betónovej zmesi. Hustota výstuže totiž obmedzí nielen vibráciu betónu, ale z hľadiska technológie znemožní aj dodržanie požiadavky, aby sa vibrátor počas ukladania nedotýkal výstuže.

Chyby pri zhotovovaní betónu
Pomerne rozšíreným problémom je používanie jedného druhu cementu pri letnej i zimnej betonáži. Napríklad cement s označením CEM I xyz R možno použiť v zimnom období, ak sa dodržia všetky ďalšie technologické postupy počas betonáže. Ak sa však použije rovnaký typ cementu i v letných horúcich mesiacoch pri zhotovovaní masívnych konštrukcií, umožní síce rýchle odformovanie pre rýchly nárast pevnosti, pri masívnych konštrukciách však neexistuje žiadny vhodný typ ošetrovania konštrukcie a môže tak vzniknúť problém s teplotným gradientom medzi horúcim jadrom (vznik veľkého hydratačného tepla) a pomerne ochladeným povrchom. Výsledkom potom môžu byť trhliny na konštrukcii.

Použitie nevhodného kameniva – ak sa pri zhotovovaní betónu použije kamenivo s nesprávnou mrazuvzdornosťou alebo nasiakavosťou, môže to ovplyvniť životnosť konštrukcie už po prvých mrazoch.

Nedodržanie maximálneho času spracovateľnosti – ide o klasickú technologickú nedisciplinovanosť. Táto chyba takisto súvisí s vibrovaním betónu pri ukladaní a s jeho previbrovaním. Výsledkom je vznik liatej škáry.

Hniezda a zhluky kameniva – častou chybou sú aj tzv. nezvibrované hniezda. Tie vznikajú pri nesprávnom vibrovaní betónovej zmesi pri jej ukladaní napríklad do konštrukcií s veľmi hustou výstužou.

Vznik trhlín od zmrašťovania – trhliny vznikajú vplyvom zlého ošetrovania čerstvého betónu, ako výsledok nedodržania technologického postupu po samotnom uložení čerstvej betónovej zmesi do konštrukcie. Dôvodom vzniku trhlín je takisto veľké množstvo jemných podielov v betónovej zmesi. Príkladom je nedodržiavanie správneho technologického postupu v betonárni. Veľké množstvo hrubého kameniva, ktoré prepadne sitom, spôsobí, že namiesto predpokladaného množstva navažovaného hrubého kameniva je v skutočnosti táto hmotnosť rozdelená medzi samotné hrubé kamenivo a jemné podiely (čiže frakcie piesku – či už je použitá frakcia 0/2, alebo 0/4).

Vznik trhlín vplyvom sadania (segregácie) – aj nevhodne navrhnutá súčtová krivka zrnitosti kameniva použitého do betónu či nedodržanie vodného súčiniteľa môžu spôsobiť, že počas ukladania betónu do konštrukcie dôjde k sadaniu (segregácii). Hrubé kamenivo klesne a pri hornom povrchu ostanú najmä jemné podiely, ktoré spôsobujú oveľa intenzívnejší vznik trhlín.
Možno konštatovať, že k segregácii dochádza i tzv. previbrovaním betónu.

Rozmerové tolerancie, nedodržanie zvislosti či vodorovnosti – sú chyby, ktoré vznikajú vplyvom zlyhania ľudského faktora. Výnimkou nie je ani nevhodné použitie debnenia či neznalosť síl čerstvej betónovej zmesi pôsobiacich na vlastné debnenie, ktorými pôsobí čerstvá betónová zmes podporená vplyvom vnorených vibrátorov počas ukladania betónu do konštrukcie.

Nesprávna úprava povrchov – častým problémom, na ktorý sa veľakrát zabúda, môže byť použitie nevhodného separačného prostriedku na debnenie. Povrch takisto ovplyvňujú ekonomické ukazovatele, keď sa napríklad používa debnenie, ktoré sa už malo dávno repasovať.

Nesprávne zhotovené pracovné škáry – túto chybu možno vytknúť najmä projektantom. Aj keď možno jednoducho dokázať, že 10 m betónu mení svoju dĺžku počas striedania ročných období približne o 1 cm, napriek tomu niektorí projektanti tento fakt nerešpektujú (či už vlastným návrhom rozmiestnenia pracovných škár, alebo stupňom vystuženia).

Nesprávne umiestnenie debnenia, nesprávna manipulácia s ním či predčasné oddebňovanie – občas sa na zadebnenie betónových konštrukcií použije nevhodný materiál, z ktorého nemožno ani po vnesení vibrácií odstrániť všetok nahromadený vzduch. Chybou je takisto nedostatočné alebo žiadne vytmelenie škár, ktoré má za následok vytečenie jemných podielov po vnesení vibrácie do čerstvého betónu. S týmto javom sa však možno stretnúť aj pri prefabrikovaných výrobkoch, kde by malo byť zabezpečené odstránenie systémovej chyby práve opakovanou betonážou na jednom mieste.

Nevhodne naprojektovaná výstuž zabraňuje previbrovaniu betónu.	Nezvibrované hniezdo – sanácia je nutná ihneď po oddebnení
Nedodržanie minimálneho krytia výstuže ovplyvňuje životnosť betónu.	Nevytmelenie formy v prefabrikácii spôsobuje migráciu jemných častíc počas vibrácie, preto je nutná sanácia nového betónu.
Extrémna technologická nedisciplinovanosť spôsobila, že po oddebnení vidieť hustotu ôk a profil použitej kari siete.	Zmrašťovacie trhliny v betóne

Chyby pri vystužovaní
Chybné rozmiestnenie výstuže – ide väčšinou o chybu projektanta, ktorý zle navrhol hustotu výstuže. Tieto chyby sú spôsobené najmä:

• použitím malého množstva dištančných podložiek (vytvoria sa medzi nimi veľké vzdialenosti, čo môže spôsobiť priehyb jednotlivých profilov výstuže, najmä pri samotnom kladení čerstvej betónovej zmesi), 
• použitím nevhodných dištančných podložiek a následným zlyhaním (nepremeraním minimálneho krytia) technického dozoru pred samotným kladením betónovej zmesi do konštrukcie,
• nevhodným pripevnením dištančnej podložky k prútu výstuže a jej posunom počas vnesenia vibrácie do betónovej zmesi ukladanej do konštrukcie,
• nekvalitným spojením jednotlivých prútov výstuže. Namiesto predpokladaného vzniku armovacieho koša vzniknú samostatné jednotlivé prúty, ktoré sa počas vibrácie betónu pohybujú nie ako celok, ale jednotlivo, aj keď kontrolou výstuže pred samotnou betonážou sa krytie na prvý pohľad dodržalo.

Nesprávne množstvo a rozmiestnenie rozdeľovacej výstuže, strmienkov (medzi hornou a dolnou výstužou) – môže spôsobiť už len vlastnou váhou prehnutie hornej výstuže, následkom čoho je utopená výstuž a vznik trhlín. Nedodržanie predpokladaného umiestnenia výstuže a jej utopenie spôsobujú v prípade tenkých (subtílnych) prvkov zo statického hľadiska priblíženie výstuže k tzv. neutrálnej osi, čo negatívne vplýva aj na únosnosť.

Väčšina chýb a porúch betónu sa dá odstrániť či eliminovať. V niektorých prípadoch postačí dodržiavanie technologických predpisov či zvýšená kontrola zo strany technického dozoru na stavbe. K zníženiu sanácií betónových konštrukcií by nemalou mierou prispela aj zvýšená informovanosť o tejto problematike prostredníctvom pravidelných školení.

Ing. Jiří Zmek
Foto: autor

Autor pôsobí v spoločnosti Infram, a. s.