Sanácie betónových a železobetónových konštrukcií reprofilačnými maltami

V súčasnom období sú významným druhom stavebnej činnosti sanácie betónových a železobetónových konštrukcií, ktoré väčšinou rozhodujú nielen o následnej celkovej životnosti stavebných objektov, ale podieľajú sa v značnej miere aj na celkových nákladoch spojených s obnovením funkčnosti stavieb.

K najčastejším poruchám na betónových a železobetónových konštrukciách dochádza z nasledovných dôvodov:

• nevhodná voľba betónu,
• technologická nedisciplinovanosť pri betonárskych prácach,
• vplyv vzdušnej vlhkosti, kysličníka uhličitého, kysličníka siričitého a oxidov dusíka na betón,
• poškodzovanie betónu zmrazovacími cyklami a pôsobením posypových solí,
• mechanické stresy konštrukcie, majúce pôvod v jej preťažovaní.

Všetky tieto negatívne vplyvy sa po určitom čase zvyčajne prejavujú na betónových konštrukciách v mnohých prípadoch vo forme zdegradovaného betónu, skorodovanej výstuže, tvorbe trhlín, zníženého pH a prípadne nedostatočnej krycej schopnosti výstuže krycou vrstvou betónu (obr. 1). Veľmi často možno nedostatky kvality postrehnúť aj na čerstvo zabetónovaných plochách, ktoré vznikajú pre chyby už pri samotnej výrobe betónu, alebo pri nesprávne realizovaných betonárskych prácach priamo na stavbe. Prejavujú sa vo forme vytvorených vypuklín, štrkových hniezd (obr. 2) a lokálne chýbajúcich kusov betónu, ktoré okrem toho, že pôsobia neesteticky, spôsobujú aj zoslabovanie konštrukcie často v miestach s najväčším namáhaním.

Obr. 1 Oddelenie krycej betónovej vrstvy a skorodovanie pozdĺžnej výstuže	Obr. 2 Štrkové hniezdo vzniknuté v betónovej konštrukcii

Návrh spôsobu sanácie takto poškodených konštrukcií vyplýva zo správnej diag­nostiky porúch a zistenia ich možných príčin vzniku ako aj určenia ich rozsahu. Zároveň treba poznať účel, ktorému budú sanované konštrukcie v budúcnosti ďalej slúžiť.

Úspešne zrealizovaná sanácia betónovej alebo železobetónovej konštrukcie závisí vždy od správnej voľby navrhnutých a použitých materiálov a hlavne od dodržiavania jednotlivých krokov technologického postupu. Sanačný systém by sa mal vyznačovať:

• dobrou prídržnosťou sanačných materiálov k pôvodnému betónu a výstuži,
• dobrou vzájomnou prídržnosťou jednotlivých vrstiev systému,
• zrením reprofilačných a ochranných materiálov bez vzniku trhlín,
• nízkou nasiakavosťou, odolnosťou proti difúzii vodných pár a plynov s agresívnymi účinkami betónu (CO₂, SO₂, NOx),
• ľahkou spracovateľnosťou,
• dobrou vodotesnosťou respektíve malou nasiakavosťou,
• rovnakou alebo mierne vyššou pevnosťou v tlaku respektíve v ťahu za ohybu ako má podkladový betón.

Reprofilačné malty
Spôsob sanácie sa volí aj s ohľadom na rozsah poškodenia betónovej konštrukcie. Sanácia betónových konštrukcií reprofilačnými maltami sa používa pri poškodeniach menšieho rozsahu (menšej plochy). S po­užitím tohto spôsobu sa možno však stretnúť aj pri opravách starších, značne degradovaných betónových konštrukcií, ako sú napríklad mostné nosníky, piliere, rímsy, odvodňovacie žľaby. Rovnako tak aj pri sanácii čistiarní odpadových vôd, kde sa často opravujú steny nádrží napadnuté dlhoročným pôsobením agresívnych látok, prípadne pri kompletných opravách vodojemov.

Opravné malty sa v súčasnosti používajú bežne aj pri realizácii novostavieb. Je to preto, že vysoké nároky investorov a projektantov nútia realizačné firmy používať také výrobky a materiály, ktorými sa zabezpečí požadovaná kvalita a funkčnosť. Betón musí mať také vlastnosti, s akými bol do konštrukcie navrhnutý.

V závislosti od druhu sanovanej konštrukcie a od konkrétnych požiadaviek na konštrukciu počas prevádzky sa často navrhuje aj finálna sekundárna ochrana betónovej konštrukcie v podobe náterov, ktoré zabezpečujú nielen estetické stvárnenie sanovaného diela, ale aj predĺženie jeho životnosti v daných podmienkach, ktorým je následne vystavený.

Príprava podkladu
Z podkladu je nutné odstrániť poškodené a nesúdržné miesta, prach, nečistoty, oleje, tuky a nátery, ktoré by znižovali prídržnosť následne aplikovaných vrstiev. Podklad po takto realizovanej príprave musí byť dostatočne drsný, s nerovnosťou minimálne 5 mm.

Na dosiahnutie podkladu s optimálnou pevnosťou a štruktúrou bez deliacich substancií sa odporúča na veľké opravované plochy použiť zdrsňovanie tlakovou vodou (minimálne 1 200 barov) alebo abrazivom (s pridaním alebo bez pridania vody) (obr. 3). V prípade, že ide len o menšie lokálne miesta, ako napríklad vzniknuté štrkové hniezda, vypuklé miesta, možno podklad správne pripraviť pomocou vŕtacieho zariadenia s nadstavenou oceľovou kefou, prípadne použitím zbíjacieho kladiva.

Betón po zdrsňovaní (prípadne dôkladnom mechanickom očistení) musí mať pevnosť v ťahu povrchových vrstiev minimálne 1,5 N/mm², nesmie byť skarbonatizovaný (pH menej ako 9,5), nesmie obsahovať viac ako 0,4 % chloridových iontov hmotnostne v porovnaní s množstvom cementu, povrch by mal byť zároveň po zdrsnení bez trhlín väčších ako 0,2 mm.

V prípade obnaženia výstuže a nevyhnutnosti použitia ochranného antikorózneho náteru, musí sa oceľová výstuž po zdrsnení, prípadne po mechanickom očistení, zbaviť hrdze a iných nečistôt (prach, olej, starý náter) až na biely kov.

Ochrana a ošetrenie výstuže
Po dôkladnej príprave podkladu sa pri obnažení oceľovej výstuže na dosiahnutie antikoróznej ochrany odporúča použiť náter s obsahom inhibítorov korózie (obr. 4), ktorý chráni kovové konštrukcie pred oxidáciou. Ďalším spôsobom ochrany výstuže je vytvorenie zásaditého prostredia (pH > 11,5), a to prostredníctvom vyhotovenia dostatočne hrubej krycej vrstvy s použitím opravných mált na cementovej báze. Najčastejšie sa však ochrana výstuže realizuje kombináciou oboch spôsobov.

Na ošetrenie výstužnej ocele slúžia antikorózne nátery. Zvyčajne sa nanášajú štetcom na výstuž vo dvoch vrstvách v konečnej hrúbke 2 mm. Zloženie materiálov umožňuje, že aj prípadné nanesenie ochranného materiálu na priľahlý betón, zabezpečuje zvýšenie prídržností následne aplikovaných reprofilačných mált na cementovej báze.

Reprofilácia povrchu
Pre správny návrh reprofilačnej malty treba brať do úvahy druh sanovanej konštrukcie. Výber malty treba prispôsobiť novým prevádzkovým podmienkam a požiadavkám, ktorým je konštrukcia reálne vystavená. Reprofilačné malty musia spĺňať hlavne požiadavky na prídržnosť, absolútne spolupôsobenie s podkladovými vrstvami, vytvrdzovanie bez vzniku zmrašťovacích trhlín, zníženú nasiakavosť, mrazuvzdornosť a tiež minimálne objemové zmeny spôsobené zmenou teploty alebo vlhkosti. Pred aplikáciou reprofilačných mált musí byť podklad dostatočne navlhčený. Ušetriť finančné náklady a urýchliť sanačné práce možno použitím opravných mált, ktoré nevyžadujú spojovací mostík.

Malty určené na hrubú reprofiláciu (obr. 5) možno nanášať v jednom kroku v hrúbke maximálne 30 až 35 mm, v prípade potreby možno nanášať ďalšiu vrstvu, a to do 4 hodín, od nanesenia prvej vrstvy. Malty sa nanášajú ručne pomocou bežného murárskeho náradia, prípadne pri rozsiahlych opravách aj strojovo vhodnými torkrétovacími zariadeniami. V čerstvom stave treba nanesenú reprofilačnú maltu chrániť pred priamym slnkom a s tým súvisiacim rýchlym odparovaním vody z naneseného materiálu, aby sa zamedzilo vytváraniu trhlín počas jej vytvrdzovania. Preto je vhodné použiť navlhčenú textíliu alebo pravidelné kropenie vodou, prípadne nanesenie ošetrovacích (curing) materiálov. Teplota podkladu a ovzdušia sa musí pri spracovaní materiálov pohybovať v rozmedzí +5 °C až +35 °C.

Vyhladenie povrchu
Na dosiahnutie povrchov s hladkou štruktúrou sa používajú materiály, ktoré zohľadňujú požiadavku na estetické stvárnenie sanovaného objektu, ako aj ochrannú funkciu proti agresívnym vplyvom látok obsiahnutých v atmosfére. Vrstva aplikovanej malty sa pohybuje v hrúbke 2 až 4 mm. Hlavné požiadavky na jemné malty (obr. 6) sú identické s požiadavkami na hrubé reprofilačné malty. V závislosti od rozsahu prác možno materiály aplikovať ručne alebo strojovo.

Sekundárna ochrana a farebné riešenie povrchu
V prípade požiadavky na finálnu povrchovú úpravu vo forme ochranných náterov treba brať do úvahy druh konštrukcie a hlavné požiadavky, ktoré musí sanovaný objekt spĺňať. Tieto nátery sa však nepoužívajú len v rámci kompletného sanačného systému, ale i pri novostavbách, kde sa vopred predpokladá trvalé zaťažovanie konštrukcie vonkajšími vplyvmi, ktoré by samotný betón bez takto zrealizovanej dodatočnej ochrany nebol schopný preniesť. K sekundárnej ochrane pohľadových plôch na mostoch (nosníky, piliere, rímsy, žľaby) sa najčastejšie odporúča použiť akrylátové nátery (obr. 7) vo vodnej disperzii alebo polyuretánové nátery, ktoré vytvárajú na povrchu ochranný film, a tým chránia betónovú konštrukciu proti zmrazovacím cyklom, pôsobeniu posypových solí a škodlivého CO₂. Po vyschnutí sú nátery vďaka svojej pružnosti schopné premosťovať aj prípadne vzniknuté trhliny. Minimálna odporúčaná hrúbka náterových materiálov spĺňajúca tieto vlastnosti by mala byť 300 µm.

Podklad pred nanášaním všetkých bežne používaných ochranných náterových materiálov musí byť dostatočne vyzretý, suchý, čistý, zbavený prachu a iných nečistôt. Nátery sa aplikujú zvyčajne štetkou alebo valčekom, vhodné je tiež použiť bezvzduchové striekanie.

Pri ochrane stien nádrží v čistiarňach odpadových vôd alebo havarijných nádrží na zachytávanie ropných produktov sa vo väčšine používajú epoxidové nátery, ktoré svojimi vlastnosťami odolávajú pôsobeniu ­agresívnych látok, chemikáliám a oderu.

Hlavnou požiadavkou pri návrhu ochrany stien vo vodojemoch je požiadavka na hygienickú neškodnosť použitých mate­riálov a možný trvalý styk týchto materiálov s pitnou vodou. Z tohto pohľadu možno použiť hydroizolačný materiál na cementovej báze, ktorý vytvára pevný povrch. Pri predpokladanom dodatočnom pretvorení podkladu je tiež vhodné použiť pružný povrchový systém vytvorený z hydroizolačnej stierky spolu s elastickým náterom na báze akrylátovej živice vo vodnej disperzii. Oba odporúčané spôsoby zabezpečujú nepriepustnosť vody a dlhodobú trvanlivosť vďaka dobrej prídržnosti k bežným cementovým podkladom.

TEXT: spracované z podkladov MAPEI SK
FOTO: MAPEI SK

Literatúra:
1.    Juraj Bilčík, Jiří Dohnálek: Sanace betonových konstrukcí. Bratislava: Jaga, 2003.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.