Nรกtery na priemyselnรฉ podlahy sย pouลพitรญm nanoฤastรญc
Povrchovรก ochrana konลกtrukciรญ priemyselnรฝch podlรกh je vย sรบฤasnosti beลพnou zรกleลพitosลฅou. So zvyลกujรบcimi sa nรกrokmi na produkty rastรบ aj poลพiadavky na povrchovรฉ รบpravy, aย to najmรค zย hฤพadiska ich odolnosti proti opotrebovaniu aย tzv. bariรฉrovรฝm vlastnostiam vย nรกroฤnรฝch prevรกdzkach. Tieto poลพiadavky aj pri menลกรญch vรฝslednรฝch hrรบbkach povrchovรฝch รบprav spฤบลajรบ naprรญklad epoxidovรฉ ลพivice dotovanรฉ nanofilermi.
Vzhฤพadom naย to, ลพe sa neustรกle zlepลกujรบ vlastnosti vลกetkรฝch pouลพรญvanรฝch materiรกlov vย stavebnej vรฝrobe, nie je prekvapenรญm, ลพe sa tรกto skutoฤnosลฅ prejavila aj na nรกterovรฝch materiรกloch. Vlastnostรญ, ktorรฉ investor (prรญpadne dodรกvateฤพ) od nรกterov na betรณnovรฉ konลกtrukcie poลพaduje, je veฤพa. Okrem estetickej funkcie aย rรดznych typov odolnostรญ samotnรฉho nรกterovรฉho systรฉmu ide aj oย ochranu betรณnovej konลกtrukcie (podkladovej konลกtrukcie pod nรกter), dlhรบ funkฤnosลฅ aย ลพivotnosลฅ pouลพitรฉho vรฝrobku. Vลกetky tieto vlastnosti moลพno ovplyvniลฅ รบpravou nรกterov.
Pouลพitie nรกterovรฝch materiรกlov
Priย vystuลพenรฝch betรณnovรฝch konลกtrukยญciรกch treba braลฅ do รบvahy aj ochranu vรฝstuลพe po celรฝ ฤas jej ลพivotnosti. Tรก je dostatoฤne chrรกnenรก samotnรฝm betรณnom, ale za urฤitรฝch okolnostรญ mรดลพe dรดjsลฅ kย naruลกeniu jej ochrany. Prรญฤinou je proces karbonatizรกcie.
Prรกve aplikรกciou nรกterovรฝch materiรกlov na ลพelezobetรณnovรฉ konลกtrukcie moลพno riziko poลกkodenia konลกtrukcie oddialiลฅ aย pri zodpovednej รบdrลพbe mu รบplne zabrรกniลฅ. Podlahovรฉ konลกtrukcie sรบ oproti konลกtrukciรกm stropov alebo stenovรฝm konลกtrukยญciรกm priamo zaลฅaลพovanรฉ aj รบลพitkovรฝm zaลฅaลพenรญm โ pohybom vozidiel, prepravnรฝch prostriedkov ฤiย chรดdzou osรดb. Zย toho dรดvodu musia maลฅ povrchovรฉ รบpravy okrem inรฝch vlastnostรญ aj zvรฝลกenรบ povrchovรบ tvrdosลฅ,ย hรบลพevnatosลฅ, odolnosลฅ proti obrusu, rovinnosลฅ, kฤบzavosลฅ povrchu aย umรฝvateฤพnosลฅ.
Testovanie nรกterovรฝch materiรกlov
Vลกetky uvedenรฉ vlastnosti nรกterovรฝch materiรกlov moลพno zlepลกovaลฅ dotovanรญm rรดznymi druhmi nanoฤastรญc. Vzhฤพadom naย to, ลพe oblasลฅ nanotechnolรณgiรญ je pomerne novรก aย normovo nie รบplne podchytenรก, pri testovanรญ sa odporรบฤa preveriลฅ legislatรญvne aย normatรญvne podklady, ktorรฉ sa dajรบ pouลพiลฅ naย hodnotenie vlastnostรญ tรฝchto nรกterovรฝch materiรกlov. Kvรดli spresneniu tejto metodiky testovania aย porovnรกvania vylepลกenรฝch nรกterov boli zvolenรฉ referenฤnรฉ nรกterovรฉ materiรกly zahraniฤnรฝch aย tuzemskรฝch vรฝrobcov (nรกtery na bรกze epoxidovรฝch ลพivรญc aย polyuretรกnovรฉ nรกtery). Nรกterovรฉ materiรกly sa ลกtandardne skรบลกajรบ pomocou lakovacรญch metรณd, kรฝm tzv. stavbรกrskymi metรณdami in situ sa overuje, ฤi nรกter nanesenรฝ na konkrรฉtnu konลกtrukciu tieto vlastnosti naozaj mรก.
Prรญspevok sa zameriava na skรบลกobnรฉ metรณdy pouลพรญvanรฉ vย terรฉne na skutoฤnรฝch konลกtrukciรกch alebo vย laboratรณriu na podkladovรฝch telesรกch simulujรบcich skutoฤnรบ konลกtrukciu (tieto metรณdy moลพno zaradiลฅ medzi stavbรกrske). Cielenรฉ sรบ predovลกetkรฝm na overenie kvality nรกterov tesne po aplikรกcii, teda naย zaฤiatku ลพivotnosti. Keฤลพe komplexnรก metodika skรบลกania nรกterovรฝch materiรกlov nie je vย stavbรกrskej oblasti ustรกlenรก, vhodnosลฅ pouลพitia jednotlivรฝch skรบลกobnรฝch metรณd na nรกterovรฉ materiรกly vylepลกenรฉ nanoฤasticami sa overovala ลกtรบdiom dostupnรฝch podkladov zย rรดznych zdrojov.
Na overenie vlastnostรญ tรฝchto nรกterovรฝch materiรกlov bola vytvorenรก referenฤnรก reรกlna betรณnovรก podlahovรก konลกtrukcia, ktorรก je vystavenรก pomerne veฤพkรฉmu namรกhaniu. Okrem vykonania testov nรกterov na reรกlnej konลกtrukcii bolo รบฤelom ajย pozorovanie ich trvanlivosti ฤiย prรญpadnรฝch zmien vlastnostรญ.
Na overenie vplyvu nanoฤastรญc na nรกterovรฉ materiรกly sa vybrali dve oblasti skรบลกok, ktorรฉ majรบ na ich pouลพitie veฤพkรฝ vplyv, aย zรกroveล sรบ vzorom moลพnostรญ ovplyvnenia ฤalลกรญch vlastnostรญ. Ide oย skรบลกku tzv. valivรฝm obrusom aย testovanie bariรฉrovรฝch vlastnostรญ, predovลกetkรฝm odolnosti proti prestupu vzduลกnรฉho CO2 alebo vodnej pary.
Metรณda valivรฉho obrusu
Cieฤพom skรบลกky je zistiลฅ odolnosลฅ nรกterovej konลกtrukcie nielen proti obrusu, ale iย rรกzovej hรบลพevnatosti aย dynamickรฝm รบฤinkom.
Nรกter sa pri skรบลกke zaลฅaลพuje prejazdom loลพiskovรฝch guฤพรดฤok po jeho povrchu stรกlou rรฝchlosลฅou pri relatรญvne veฤพkom zaลฅaลพenรญ za urฤitรฝ ฤasovรฝ interval. Po skonฤenรญ ฤasu zaลฅaลพovania sa vizuรกlne zhodnotรญ povrch aย odmeranรก hฤบbka prebrusu, prรญpadne percento poลกkodenia zaลฅaลพovanej plochy skรบลกanรฉho nรกteru. Dรก sa urฤiลฅ aj mnoลพstvo odstrรกnenรฉho materiรกlu. Inou alternatรญvou skรบลกky je prejazd podlรกh sย naloลพenรฝmi vozรญkmi sย kolieskami zย tvrdรฝch materiรกlov, ako sรบ oceฤพ alebo polyuretรกny. Tlak kolies spรดsobenรฝ lokรกlnym zaลฅaลพenรญm tรฝmito prepravnรฝmi prostriedkami mnohonรกsobne prevyลกuje uvaลพovanรฉ ploลกnรฉ zaลฅaลพenie.
Skรบลกka tzv. valivรฝm obrusom by mala priniesลฅ vรฝsledky, ktorรฉ nemoลพno zรญskaลฅ pri beลพnom testovanรญ nรกterovรฝch materiรกlov. Vzorky nรกterov, ktorรฉ mali vย laboratรณrnych podmienkach iย vย ostatnรฝch skรบลกkach na reรกlnej konลกtrukcii vyhovujรบce vlastnosti, mรดลพe tรกto skรบลกka preveriลฅ eลกte dรดkladnejลกie. Na testovanie podlahovรฝch konลกtrukciรญ aย nรกterov neexistuje prakticky ลพiadna skรบลกka, ktorรก by sa blรญลพila reรกlnemu zaลฅaลพeniu podlahovรฝch konลกtrukciรญ. Sรบbeลพne sa pracuje na niekoฤพkรฝch podobnรฝch zariadeniach, ktorรฉ sa vzรกjomne lรญลกia celkovou hmotnosลฅou aย zanechanou stopou.
Testovanie odolnosti nรกteru valivรฝm obrusom (poลกkodenieย %)
T โ nanoฤastice rozmieลกanรฉ na trojvalci, H โ nanoฤastice rozmieลกanรฉ vysokotlakovรฝm homogenizรกtorom, Dย โ neplnenรฉ
ย Prรญstroj na skรบลกku valivรฝm obrusom | ย Detail pohybovรฉho mechanizmu prรญstroja |
ย Poลกkodenie nรกteru po skรบลกke valivรฝm obrusom | ย |
Testovanie bariรฉrovรฝch vlastnostรญ
Medzi zรกkladnรฉ vlastnosti nรกterovรฝch materiรกlov na betรณnovรฉ konลกtrukcie patrรญ aj ich schopnosลฅ prepรบลกลฅaลฅ rรดzne mรฉdiรก zย okolia kย povrchu aย zรกroveล na niektorรฉ mรฉdiรก pรดsobiลฅ ako bariรฉra. Hlavnรฝmi bariรฉrovรฝmi vlastnosลฅami, ktorรฉ sa priย nรกterovรฝch hmotรกch na betรณnovรฉ konลกtrukcie sledujรบ, sรบ priepustnosลฅ vzduลกnรฉho CO2 aย priepustnosลฅ vodnej pary. Obe tieto vlastnosti sรบ relatรญvne dรดleลพitรฝm faktorom, ktorรฝ ovplyvลuje pouลพiteฤพnosลฅ aย celkovรบ ลพivotnosลฅ betรณnovej konลกtrukcie.
Priepustnosลฅ vodnej pary
Priepustnosลฅ vodnej pary je definovanรก bezrozmernรฝm koeficientom difรบzneho odporu ยตH2O, prรญpadne tzv. ekvivalentnou difรบznou hrรบbkou (SD, H2O). Ekvivalentnรบ difรบznu hrรบbku moลพno zjednoduลกene opรญsaลฅ tak, ลพe dรกva do pomeru odpor nรกteru proti prestupu vodnej pary (prรญpadne CO2) kย odporu vzduchu soย zodpovedajรบcou hrรบbkou. Vย prรญpade prestupu vodnej pary by ekvivalentnรก difรบzna hrรบbka mala byลฅ SD,ย H2O <ย 2ย m. Vรคฤลกรญ odpor voฤi prestupu vodnej pary mรดลพe maลฅ vplyv na odvรกdzanie vody zย prirodzene vlhkej betรณnovej konลกtrukcie,ย prรญpadne na jej odolnosลฅ proti naruลกeniu mrazom. Skรบลกka priepustnosti vodnรฝch pรกr sa vykonรกva podฤพa STN 73ย 2580.
Priepustnosลฅ vzduลกnรฉho CO2
Priepustnosลฅ nรกteru zย hฤพadiska vzduลกnรฉho CO2 mรก vรฝznam najmรค pri ochrane ลพelezobetรณnovรฝch konลกtrukciรญ proti karbonatizรกcii betรณnu. Vzhฤพadom naย to, ลพe pevnosลฅ betรณnu vย ลฅahu je rรกdovo niลพลกia ako vย tlaku, na prenos ลฅahovรฝch napรคtรญ sa vyuลพรญvajรบ oceฤพovรฉ vloลพky (vรฝstuลพe). Tie majรบ svoje vรฝhody (moลพnosลฅ tvarovania, blรญzky koeficient teplotnej rozลฅaลพnosti kย betรณnu, dobrรก sรบdrลพnosลฅ sย betรณnom atฤ.), ale iย nevรฝhody (korรณzia vรฝstuลพe spรดsobenรก vplyvom prostredia). Tรก spรดsobuje postupnรฉ narรบลกanie ลกtruktรบry oceฤพovรฉho prรบta, dochรกdza kย odluฤovaniu aย odpadรกvaniu ลกupiniek skorodovanej ocele, ฤรญm sa celkovo oslabuje prierez vรฝstuลพe.
Integrรกlna volumetrickรก metรณda
Samotnรฉ merania sa vykonรกvali integrรกlnou volumetrickou metรณdou, ktorรก prinรกลกa reprodukovateฤพnรฉ vรฝsledky. Poฤas skรบลกok boli jednotlivรฉ merania zameranรฉ na vรฝber perspektรญvnych nรกterovรฝch systรฉmov vhodnรฝch ako bariรฉrovรฉ vrstvy na betรณnovรฉ konลกtrukcie. Vลกeobecnรฝm kritรฉriom pri urฤovanรญ dostatoฤnรฝch bariรฉrovรฝch vlastnostรญ je hodnota ekvivalentnej difรบznej hrรบbky minimรกlne 50ย m. Tรกto hodnota je odvodenรก od poลพiadavky, aby nรกterovรฉ systรฉmy mali desaลฅnรกsobne vyลกลกiu รบฤinnosลฅ neลพ samotnรก krycia vrstva betรณnu nad vรฝstuลพou.
Koeficient difรบzneho odporu betรณnu (ยตCO2) vย zรกvislosti od jeho kvality (hutnosti, pรณrovitosti aย pod.) sa uvรกdza vย rozpรคtรญ 200 aลพ 300. Pri pouลพitรญ priemernej hodnoty difรบzneho odporu 250 aย predpokladanej zรกkladnej hrรบbky krycej vrstvy nad vรฝstuลพou 20โmm moลพno dostaลฅ ekvivalentnรบ difรบznu hrรบbku vzduchu 5ย m. Zย toho vyplรฝva, ลพe pre efektรญvnu ochranu ลพelezobetรณnovรฝch konลกtrukciรญ proti vzduลกnรฉmu CO2 pomocou tzv. sekundรกrnych prostriedkov treba od danรฉho nรกteru poลพadovaลฅ ekvivalentnรบ difรบznu hrรบbku (SD, CO2) viac ako 50 m.
Pri meraniach, ktorรฉ majรบ maลฅ primeranรบ reprodukovateฤพnosลฅ, sa odporรบฤa pripravovaลฅ syntetickรบ zmes ฤistรฉho vzduchu sย obsahom 10โ% objemovรฉho CO2.
Sorpฤnรฉ ฤinidlo, ktorรฝm sa koncentruje roztok hydroxidu draselnรฉho, je vย stanovenรฝch ฤasovรฝch intervaloch odobratรฉ zย mernรฉho tรฉglika, rozloลพenรฉ kyselinou chlorovodรญkovou aย objem uvoฤพnenรฉho CO2 sa zistรญ byretou sย vysokou presnosลฅou. Po prepoฤte na ลกtandardnรฉ teplotnรฉ aย tlakovรฉ podmienky sa takto mรดลพe stanoviลฅ hustota difรบzneho toku cez polymรฉrnu membrรกnu (nรกter). Ako podklad sa vyuลพรญvajรบ pรณrovitรฉ obkladaฤky po prvom vรฝpale, teda keramickรฉ porรฉzne doลกtiฤky sย definovanou hrรบbkou, ktorรฉ nereagujรบ sย prechรกdzajรบcim plynnรฝm mรฉdiom. Tento druh podkladovรฉho telesa sa pรณrovitosลฅou blรญลพi kย ลกtruktรบre betรณnu alebo malty.
Vzorka je po uskutoฤnenom meranรญ na tomto nosiฤi zรกroveล spรดsobilรก na ฤalลกie experimenty, naprรญklad umelรฉ starnutie, chemickรฉ ฤi mechanickรฉ zaลฅaลพovanie nรกterovรฉho sรบvrstvia aย pod.
Testovanie prestupu CO2 โ volumetrickรก metรณda
Postup skรบลกania
Testovanie nรกterovรฝch materiรกlov poฤas skรบลกky prebiehalo vย niekoฤพkรฝch krokoch. Vย prvej fรกze sa vybrali vzorovรฉ, komerฤne dostupnรฉ referenฤnรฉ nรกterovรฉ materiรกly, ktorรฉ sa okrem zรญskania referenฤnรฝch hodnรดt overenรฝch systรฉmov pouลพili aj naย posรบdenie skรบลกobnej metodiky.
Nรกsledne sa nรกterovรฉ systรฉmy postupne vyvรญjali tak, aby ich podstatnรฉ vlastnosti vylepลกilo dotovanie plniva nanoฤasticami. Poฤas pokusu boli testovanรฉ formulรกcie zaloลพenรฉ na rรดznych spojivovรฝch systรฉmoch (epoxidovรฉ, akrylรกtovรฉ) aย sย rozdielnou mierou plnenia spojiva. Rovnako sa obmieลali druhy pouลพitรฝch plnรญv. Na dosiahnutie poลพadovanรฝch vlastnostรญ je, okrem inรฉho, dรดleลพitรฝm faktorom sprรกvne rozmieลกanie nanoฤastรญc vย spojive danej formulรกcie. Dรก sa to docieliลฅ pomocou vysokotlakovรฉho homogenizรกtora, ultrazvukovรฉho dispergรกtora aย mieลกacieho trojvalca. Spรคtnou vรคzbou moลพno overiลฅ, ฤi sรบ jednotlivรฉ vlastnosti porovnateฤพnรฉ sย komerฤne dostupnรฝmi nรกterovรฝmi materiรกlmi.
Novรฉ perspektรญvy nรกterovรฝch materiรกlov sย nanoฤasticami
Poฤas pokusu sa experimentรกlne overilo, ลพe plnenie nรกterov ฤasticami, ktorรฝch rozmery nepresahujรบ 100 nm, je efektรญvne najmรค pre zvรฝลกenie vรฝslednej tvrdosti aย zlepลกenie bariรฉrovรฝch vlastnostรญ. Pri pouลพitรญ nanoฤastรญc sย objemom jednotlivรฝch hmotnostnรฝch percent moลพno ovplyvniลฅ vรฝslednรฉ vlastnosti aลพ oย desiatky percent. Podmienkou sprรกvnej funkcie nรกteru je starostlivรฝ vรฝber ฤastรญc (tvar, veฤพkosลฅ, povrchovรก รบprava) aย ich sprรกvne rozmieลกanie vย spojive.
Testovacie metรณdy, ktorรฉ vznikli aย doladili sa poฤas pokusu, pomohli nielen samotnรฉmu vรฝvoju novรฝch materiรกlov, ale budรบ sa daลฅ vyuลพiลฅ aj vย stavebnej praxi priย hodnotenรญ nรกterovรฝch materiรกlov aplikovanรฝch na betรณnovรฉ konลกtrukcie alebo priย ich kvalifikovanejลกom vรฝbere.
Ing.ย Zdenฤk Vรกvra
Foto: autor
Autor je vedรบcim obchodu aย marketingu vย spoloฤnosti Betosan, s. r. o.
Recenzovala Ing.ย Viera Nรฉmethovรก zo spoloฤnosti Chemolak, a. s.
Literatรบra
1. ฤSN 73ย 2580 Zkouลกka prostupu vodnรญch par povrchovou รบpravou stavebnรญch konstrukcรญ.
2. Technickรฉ podmรญnky pro sanace betonovรฝch konstrukcรญ TP SSBK II. Brno: Sdruลพenรญ pro sanace betonovรฝch konstrukcรญ, 2003.
3. ฤSN EN 1062- 6 Nรกtฤrovรฉ hmoty โ Povlakovรฉ materiรกly aย povlakovรฉ systรฉmy pro vnฤjลกรญ zdivo aย betony. ฤรกst 6: Stanovenรญ propustnosti oxidu uhliฤitรฉho. 2003.
4. Pumpr V. โ Vรกvra Z.: Hodnocenรญ prostลedkลฏ sekundรกrnรญ ochrany ลพelezobetonu โ Experimentรกlnรญ stanovenรญ koeficientu odporu proti difuzi CO2. In: Beton TKS, ฤ. 5, 2006.
5. DIN 51ย 951 Prรผfung von Bodenbelagen โ Verยญschleissprรผfung bei Trocken-Roll-Verschleiss (Ebener-Verfahren) (Skรบลกka podlahovรฝch nรกterov โย Skรบลกka odolnosti proti opotrebovaniu pri valivom obruse za sucha).
6. Ciria Technical Note 140 โ 1993 โ Standard Tests for Repair Materials and Coatings for Concrete.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Stavebnรฉ materiรกly.