Problematika pečetících vrstev v současných podmínkách staveb
Příspěvek ze sborníku konference Hydroizolace 2018
Ing. Jan Horský
Horský s.r.o., Klánovická 286/12, 198 00 Praha 9
Tel.: +420 603 540 690, e-mail horsky@horsky.cz
Anotace:
Příspěvek se zabývá problémy poruch izolací zejména ve spoji pečetící vrstva-pás z hlediska
různých vlivů v proměnách počasí, použitých hmot, času a chování stavebních dělníků na
izolaci či ochranné vrstvě izolace. Současně se zabývá skutečnostmi, které ovlivňují kvalitu
provedení izolační vrstvy z hlediska současných materiálů s ohledem na to, zda se podmínky
nezměnily natolik, že by bylo potřebné se zamyslet nad stávajícími předpisy.
1. ÚVOD – PORUCHY IZOLACÍ V PRŮBĚHU ČASU
Úvodem je nutné se zmínit, že poruchy na mostech v oblasti pečetící vrstva – NAIP nejsou
novinkou. V letošním roce jsme je sledovali na úseku 20 dálnice D1 a již známé i opomíjené
problémy se zde objevily. Zde se zabýváme zejména těmi, které zde měly největší vliv na vznik
poruch.
Velké problémy nastaly v době hospodářské krize (2008 n), kdy v epoxidu byla zvýšena
dávka ředidel až na hranici, kdy je ještě možno epoxid označit jako bezrozpouštědlový (11%
extrahovatelných podílů). Kritický byl rok 2010, kdy byly v létě extrémní tropické teploty a zvedla
se izolace na desítkách mostů – tehdy na obchvatu Prahy. Odtrhové pevnosti se měřily ráno ve
4 hod. – později již teplota přesáhla 25°C. Problémy se týkaly všech pečetících vrstev a všech
pásů a to bez ohledu na skutečnost, zda zde byla již ochrana izolace nebo ne.
Když jsme definovali problém v rozpouštědlech v epoxidu a naleptání pásů těmito rozpouštědly
byl vyvinut velký tlak na výrobce pryskyřic, aby hodnoty rozpouštědel snížili na minimum.
I když výrobci epoxidů tvrdili, že u nich je vše v pořádku, snížil se obsah extrahovatelných
podílů (rozpouštědel) cca na polovinu. Dnes se pohybují měřené hodnoty v oblasti 4,5 – 6%
extrahovatelných podílů. Tím se epoxid dostal do oblastí, ve kterých není možné mnoho měnit.
Jistý podíl ředidel zde potřebujeme a to zejména alkoholového typu, které zajišťují dobré spojení
i s mokrým betonem.
V následujících letech jsme zaznamenali problémy pouze z jiných důvodů (technologická
nekázeň, zastavení stavby – kde byly provedena ochrana izolace, ale s otevřeným vstupem vody
na pásy ….)
Extrémní tropické teploty letošního léta nás vyvedli z omylu – že je problém zažehnán – a znovu
jsme postaveni před řešení příčin těchto poruch.
2. PORUCHY NA VYBRANÉM ÚSEKU DÁLNICE D1
V době extrémních tropických teplot docházelo letos k mnoha poruchám izolací na mostech,
kde byla použita pečetící vrstva. Ze všech míst a nebylo jich málo, byl vybrán úsek 20 dálnice
D1.
Zkoumané objekty, byly vybrány z jednoho důvodu. Na všech objektech byly použity stejné
materiály z jedné dodávky, izolace na všech mostech byla provedena stejnými lidmi ve stejné
době a za stejného počasí, avšak s různým výsledkem, což dává možnost hlouběji nahlédnout
do celé problematiky provádění izolačních souvrství. Navíc zde byly z dřívějších prací provedeny
kontroly natavení izolačních pásů těsně po jejich natavení na podklad. Výsledky všech zkoušek
na pečetící vrstvě i pásech vykazovaly vyhovující hodnoty.
Beton všech mostovek byl třídy C 30/37 XF4 se ztekucující přísadou Glenium 110 (dle informací
stavby). Tato přísada velmi účinně ztekucuje beton, ale ten krom malých pórů z provzdušnění
obsahuje i větší bublinky vzduchu, které z betonu pomalu odcházejí a zanechávají za sebou
otevřené kanálky. Vzduch z betonu často vybublává ještě dlouho po finální úpravě povrchu.
Izolace mostů je celoplošná z NAIP Bitumelit PR 5 na pečetící vrstvu Sika Ergodur 500
Pro. Izolace byla položena 9 až 12 dní po betonáži na konci května až začátkem června 2018
a následně byla přikryta ochranou z MA.
Hodnotíme-li výsledky zkoušek všech hmot, pak všechny naměřené hodnoty splňují požadavky
platných norem i TKP. Beton, pečetící vrstva pásy i MA splnily všechny kvalitativní parametry
požadované pro tyto hmoty.
Stejně tak provedení izolace měřené na konstrukci (odtrhové pevnosti betonu, odpor pečetící
vrstvy, přídržnost NAIP) bylo zcela vyhovující a to s rezervou, kdy proti kvalitě provedení prací
nemůžeme mít nejmenší výhrady.
3. POPIS SLEDOVANÝCH MOSTŮ
SO 203 – 3 polový monolit, po rozšíření NK nahoře spřahující deska
SO 205 – 1 polový krátký trámový most, nahoře spřahující tenká deska
SO 206 – 1 polový krátký – monolitická deska relativně tenká
SO 208 – 3 polový 86 m dlouhý most, NK tvořena nosníky I-73 nahoře se spřahující deskou.
V polích 1 a 3 mezi nosníky I prosakuje voda
Obr.1 SO203 Obr.2 SO 205
Obr.3 SO 206 Obr.4 SO 208
Jak je patrno z obrázků je každý most jiný a v každém probíhalo vysýchání betonu jiným
způsobem a vlhkost konstrukce byla jiná. Navzdory stejným použitým materiálům naprosto jiné
podmínky zrání betonu.
4. POUŽITÉ METODY MĚŘENÍ
Průzkum byl proveden dne 15.;16.;21.;28. a 29. 6. 2018. Počasí v době průzkumu se různilo
od polojasného (ve dnech 15. a 16. 6.) do zcela jasného ve dnech 21.;29. a 30. 6. Teploty se
pohybovaly od 15°C ráno do 30°C odpoledne.
Při místním šetření byla v základní pasportizaci použita metoda podrobné vizuální prohlídky
povrchu vozovky mostu. Vizuální prohlídka byla doplněna vyhledáním dutých míst a špatně
napojených vrstev metodou akustického trasování. Při vhodných klimatických podmínkách, které
až na malé výjimky zde byly, byla rovněž použita metoda termovize s pomocí infrakamery. Měření
metodou radarového CPR systému zde nebylo použito, protože první porucha, kterou radar
spolehlivě zachytí je v místě pásu, a to víme i z akustického trasování a infrakamery. Protože
akustickým trasováním můžeme leccos přehlédnout a infrakamerou zachytíme i spoje pásů bez
poruch je nutno kombinovat obě metody.
Obr. 5 a 6 přípravek a akustické trasování kolem opravy metodou tepelné žehličky
Obr. 6 a 7 poruchy zachycené infrakamerou a mechanické narušení ochrany izolace
5. PORUCHY NA JEDNOTLIVÝCH MOSTECH
Všechny poruchy měly stejný charakter.
• Porucha nastávala ve spoji pečetící vrstva – pás
• Pečetící vrstva byla na povrchu vizuálně čistá a silně lepkavá
• V pečetící vrstvě bylo velké množství mikroporuch – narušení pečetící vrstvy nad dutinkou.
Obr 8 a 9 propálené dírky v pečetící vrstvě – relativně ve vysoké četnosti
Při hodnocení poruch na jednotlivých mostech musíme sledovat všechny aspekty možných
vlivů.
Most SO 203 – spřahující deska na monolitickém betonu – možnost vysýchání betonu jen
jedním směrem – nahoru. Proti jiným objektům zde probíhal velmi čilý stavební ruch a to i těžkou
stavební technikou podle výrazných stop na MA. Celkem nalezeno 320 poruch
Mosty SO 205 a 206 – krátké, deska tenká možnost vysýchání všemi směry – jen 1 nahodilá
porucha
Most SO 208 – dlouhý, možnost vysýchání pouze směrem nahoru – zdola vysoká vlhkost,
nalezeno celkem 578 poruch. Poruchy zde nejsou rozesety náhodně, ale v pruzích nad spoji
nosníků I-73. Zajímavé je i rozložení poruch podle vlhkosti ve spárách nosníků na podhledu.
Pražské a brněnské pole bylo vlhké, prostřední suché. Je zde zjevné, že pečetící vrstva zde není
parozábranou a proklamovanou teorii druhé izolace neplní.
Obr 10. četnost poruch podle vlhkosti viditelné ve spárách nosníků z podhledu
Obr. 11 a 12 orientace poruch na objektu SO 208
6. HODNOCENÍ PŘÍČIN PORUCH
Beton – V současné době je pro beton mostovek nejčastěji používaný beton C 30/37 XF4.
Pro výrobu se používá relativně malá dávka cementu (360 až 380 kg/m3). Součástí betonu jsou
ztekucující a provzdušňující přísady. Provzdušňující přísady tvoří malé uzavřené póry, které
přerušují kapiláry a mírně zvyšují vodotěsnost betonu – z hlediska poruch nemají výrazný negativní
vliv. Problémem jsou některé přísady na bázi polykarboxyleterů, které výrazně snižují tixotropii
betonových směsí. V případě použití těchto přísad dochází k tomu, že ještě dost dlouhou dobu po
zahlazení povrchu betonu odchází z betonu větší bublinky vzduchu (to jsme u některých přísad
zaznamenali ještě ½ hodiny po zahlazení povrchu). Tím uvnitř betonu zůstávají otevřené kanálky
s naměřenou hloubkou až 2 cm. Kanálky mají malý průměr a je možné je překrýt pryskyřicí, ale
kanálky se pryskyřicí nevyplní.
Pečetící vrstva – Pečetící vrstva je tvořena dvěma vrstvami epoxidové pryskyřice, kde první
vrstva je posypána křemičitým pískem a druhá uzavírá povrch. Povrch je celistvý a kontrolovatelný
měřením odporu. Výše zmíněné kanálky epoxid překryje, ale nevyplní.
Izolační pásy – Izolační pásy se natavují na pečetící vrstvu celoplošně. Při kontaktu plamene
s epoxidem dojde k jeho výraznému změknutí, ale ne k degradaci. Pokud nejsou přítomny kanálky
v betonu (závisí nejen na složení betonu, ale též na tloušťce desky) neděje se v podstatě nic
špatného, jen dojde k natavení pásů a jejich přilepení na pečetící vrstvu. Pokud jsou v betonu
výše zmíněné kanálky, dojde vlivem vysoké teploty ke zvětšení objemu vzduchu a vodní páry
v kanálcích a k proražení epoxidové vrstvy a úniku vzduchu z kanálků. Takto otevřené póry se
již neuzavřou a dávají možnost vodní páře se dostat do rozhraní pás – pečetící vrstva. Pečetící
vrstva přestává takto plnit funkci druhé izolační vrstvy a parozábrany.
Spoj pečetící vrstva – pás – Vlivem rozpouštědel uzavřených v epoxidu dochází k mírnému
snížení pevnosti spoje díky naleptání asfaltu pásů. Toto výrazně urychluje vysoká vnější teplota.
Při běžných teplotách (20°C byla nejnižší naměřená hodnota v úrovni cca 50% pevnosti výchozí).
Rozpouštědla pak odcházejí přes pás a pevnost se navrací do původních hodnot. Při vysokých
teplotách předpokládáme výraznější snížení pevnosti spoje, ale také rychlejší odchod rozpouštědel
do prostředí. Jestli-že při 20°C je dosažena minimální pevnost spoje za cca 6 týdnů, očekáváme
minimální pevnost spoje při teplotách mostovky kolem 50°C přibližně za dobu poloviční nebo až
třetinovou.
Vznik poruch – Vznik poruch pak souvisí s množstvím poruch v betonu (otevřené kanálky)
a teplotou, kdy se při vysoké teplotě výrazně zvýší tlak vzduchu a páry v oblasti spoje pečeť-pás
a zároveň je pevnost tohoto spoje zejména v loupání velmi malá, ve smyku se blíží až polovině
původní hodnoty a v prostém tahu byly naměřeny pevnosti v úrovni 70% hodnot počátečních.
Doprava po MA – Nezanedbatelným faktorem je zde též těžká doprava po mostě v této době,
kdy díky malé pevnosti v loupání dochází s dopravou ke zvětšení poruch i jejich počtu.
7. ZÁVĚR
Závěrem je možné konstatovat, že po změně ztekucujících přísad v betonu dochází k podstatné
změně v pohledu na roli pečetící vrstvy. Některé axiomy, které platily v době jejího zavedení
neplatí (např. pečetící vrstva je druhou izolační vrstvou a parozábranou). Z tohoto důvodu je
z našeho hlediska nutné změnit některé předpisy tak, aby případné poruchy nespadaly do oblasti
náhodných změn klimatických podmínek, ale pouze do kvality použitých materiálů a kvality
provedení prací.
