Sanace trhlin v betonu litím epoxidových pryskyřic

Sanace betonových a železobetonových konstrukcí je významnou součástí rekonstrukcí stávajících objektů. Beton je jedním z nejpoužívanějších stavebních materiálů díky své pevnosti, trvanlivosti a univerzálnosti. Nicméně i beton podléhá stárnutí a degradaci, zejména u starších staveb, které nebyly vystaveny moderním technologiím ochrany a údržby.

Sanace betonu je proces, jehož cílem je obnovit původní vlastnosti betonové konstrukce, prodloužit její životnost a zajistit bezpečnost celé stavby. Úspěšná sanace závisí na správné volbě použitých materiálů s ohledem na to, k jakému účelu bude stavba dále sloužit.

Příčiny a typy trhlin v betonu

Tvorba trhlin v betonových konstrukcích je dnes běžným jevem i navzdory stálé snaze zkvalitňovat proces výstavby, ať už používáním správných přísad do betonu, nebo dodržováním technologických pravidel při betonáži. K tomu, aby mohl být stanoven správný postup sanace, je třeba znát příčinu vzniku trhlin v dané konstrukci. Trhliny v konstrukci jsou laickou veřejností obvykle interpretovány právě jako statický problém, který bude mít za následek kolaps konstrukce. Zdrojem vzniku trhlin v železobetonových konstrukcích jsou statické nebo dynamické účinky.

Příčiny vzniku trhlin mohou být různé:

• Nevhodně zvolený druh betonu.
• Působení chemicky agresivních látek (např. síranová koroze, vápenné rozpínání, alkalická reakce kameniva).
• Rozdíly v tepelné vodivosti a absorpční kapacitě materiálů.
• Pohyby podkladních struktur (sedání objektů, pohyby konstrukce díky různému typu založení).
• Neadekvátní či naprosto vynechaná příprava povrchu.
• Nadměrné hydratační teplo.
• Vnitřní tlaky způsobené chemickou korozí betonu.
• Smršťování betonu během procesu vytvrzování.
• Nedostatek expanzních spár.
• Pohyby země (zemětřesení, usazování budovy, změny hladiny podzemní vody).
• Tepelné působení (zahřívání a ochlazování stavebního materiálu).

Často se stává, že tyto příčiny poruch působí souběžně.

Čtěte také: Jak se zbavit plísní ve sklepě

Základní rozdělení trhlin:

• Statické trhliny (neaktivní/stabilizované): Jsou to trhliny, které nejsou způsobeny pohybem konstrukce. Jejich oprava spočívá ve vytvoření pevného spoje, který se realizuje použitím epoxidových materiálů. Díky malým objemovým změnám vytvrzují bez smršťování, po vytvrdnutí jsou velmi pevné a vodotěsné.
• Dynamické trhliny (aktivní): Tyto trhliny jsou vystaveny pohybu a vyžadují pružné řešení, aby se zabránilo vzniku nových trhlin. Pro tento účel se doporučuje použít pružný nátěr na akrylátové bázi ve vodní disperzi nebo utěsnění pružným pásem lepeným epoxidovým lepidlem.
• Trhliny zatížené vodou: V případě prosakujících trhlin je možné k sanaci přistoupit buď s použitím krystalizačních materiálů (např. XYPEX), nebo s využitím injektáží polyuretanovými kompozicemi (BETOLIT PU 1C, resp. BETOLIT PU 2C).
• "Estetické" trhliny: Tyto trhliny obvykle neznamenají přímé ohrožení stability konstrukce, ale ruší výsledný vzhled stavby. V případě lokálně větších šířek nebo agresivnějšího prostředí je obvykle přistupováno k aplikaci hydrofobních impregnací (FOBISIL extra W, FOBISIL extra R) nebo materiálů uzavírajících trhlinu (DENSOCURE W, DENSOCURE R), aplikovaných pouze nátěrem nebo nástřikem.

Proč jsou trhliny pro betonovou konstrukci nebezpečné? Trhliny ve většině případů neznamenají přímé ohrožení stability konstrukce. Umožňují však přístup vody a dalších nepříznivých vlivů k betonářské výztuži, která postupem doby začne korodovat. V případě sanací trhlin v betonových konstrukcích metodou injektáže je nutné přistupovat k tomuto problému z hlediska stavu trhliny.

Diagnostika a příprava podkladu

Krok 1: Diagnostika stavu betonové konstrukce

Prvním a naprosto zásadním krokem je posouzení aktuálního stavu betonu. Bez důkladné diagnostiky nelze zvolit správný postup opravy. Zahrnuje:

• Vizuální kontrola: Zaznamenejte trhliny, odlupování, výkvěty, korozi výztuže, dutiny a další známky degradace.
• Mechanické zkoušky: Například odtrhové zkoušky, zkoušky pevnosti v tlaku nebo ultrazvukové měření.
• Chemická analýza: Zjistěte přítomnost chloridů, karbonataci betonu nebo jiných chemických vlivů.

Na základě výsledků diagnostiky se určí rozsah poškození a navrhne se konkrétní technologie sanace. Je velmi nezbytné zvážit důvody, které vedly ke tvorbě trhlin a co se má jejich injektáží docílit. Jestliže se trhlina vytvořila vlivem teplotních pohybů a stavba nemá dostatek pohyblivých spojů, tak potom bude injektáž trhlin pomocí epoxidové pryskyřice s cílem znovu stabilizovat stavební integritu jen málo účelná. Trhliny, které vznikly díky korodující výztuži (nebo jinými zakotvenými železnými předměty) a rozpínáním, by injektážními technikami opravovány být neměly.

Krok 2: Příprava podkladu

Správná příprava podkladu je klíčová pro úspěšné provedení sanace.

• Odstranění poškozeného betonu: Všechny narušené nesoudržné části betonu musí být odstraněny. Pomocí pneumatického kladiva, frézy nebo vodního paprsku se odstraní veškerý degradovaný materiál až na zdravý beton. Podklad musí být soudržný, celistvě pevný. Nejlépe je ho otryskat nebo vyčistit vysokotlakým vodním paprskem. Podklad musí být dostatečně drsný, s nerovnostmi min. 5 mm.
• Očištění výztuže: Výztuž musí být obnažena, pro zajištění dokonalého nátěru ochranným prostředkem se doporučuje výztuž obnažit do hloubky min. 20 mm pod její spodní líc. Při obnažování výztuže nesmí dojít k narušení statiky sanované konstrukce, je nutno je provádět po úsecích. Nejlépe je výztuž otryskat abrazivem. Pokud není k dispozici zařízení k otryskání, je nutné použít ocelový kartáč a špachtli a v obou případech očistit materiál až na čistý kov. Stejně musí být upravena pomocná nebo náhradní výztuž.
• Pasivace výztuže: Nesmí se nechat ocelovou výztuž po očištění delší dobu bez nátěru. Je nutné ihned provést ochranný nátěr prostředkem ROKOARMAFER. ROKOARMAFER, připravený dle Údajového listu, má podobu tekuté světle zelené malty. Nanáší se ve dvou vrstvách štětcem na připravenou výztuž. První nátěr zasychá při normální teplotě asi 1,5 až 2 hodiny. Druhá vrstva se nesmí aplikovat za déle než 24 hodin. Tloušťka obou vrstev po zaschnutí má být alespoň 1,5 až 2 mm. Aplikaci ROKOARMAFERu je nutné provádět v rozmezí okolní teploty +15 až +25°C. ROKOARMAFER lze použít i jako spojovací můstek pro nanášení sanačních a jiných malt jako např. ROKOGROUT TIX, a proto není na závadu nátěr okolí výztuže. Sanační maltu je ale potom nutné aplikovat až po 4 až 5 hodinách po nanesení ROKOARMAFERu.
• Navlhčení podkladu: Před aplikací sanačních malt se betonový podklad vydatně provlhčí, aby nedocházelo k přílišnému odsávání vody. Přebytečnou (stojící) vodu nutno odstranit.

Výběr vhodných sanačních materiálů

Výběr správného materiálu je zásadní pro dlouhodobou funkčnost opravy. Existuje několik typů sanačních malt a hmot, které se liší svým složením a použitím. Materiál musí být kompatibilní s původním betonem a splňovat požadavky normy ČSN EN 1504-5.

Čtěte také: Konstrukce a sanace betonu

Materiály pro injektáž trhlin:

• Nízkoviskózní epoxidové injektážní pryskyřice:
  • ResiInjekt E1: Pro trhliny od 0,5 mm do 10 mm v minerálních podkladech. Trvale utěsňuje a dokonale přilne.
  • ResiInjekt E1 LV: Pro trhliny od 0,1 mm do 3 mm v minerálních podkladech. Trvale utěsňuje a dokonale přilne.
  • CarboEpox: Speciální receptura omezuje citlivost na vlhkost, viskozita 75 mPa.s. Lze použít i v případech, kdy z trhliny vytéká voda, ale předtím je nutné zastavit přítoky vody rychle reagující pryskyřicí (např. CarboStop U nebo CarboStop 101).
• Tixotropní epoxidové injektážní pryskyřice:
  • ResiInjekt TE: Pro trhliny od 0,5 mm do 20 mm v minerálních podkladech. Tixotropní vlastnosti zajišťují, že pryskyřice nevytéká z ošetřených trhlin.
• Polyuretanové injektážní pryskyřice:
  • PurInjekt Stop: Bezrozpouštědlová polyuretanová elastomerní pryskyřice pro zastavení vodních průsaků nebo aktivních výronů vody. Rychle reaguje za přítomnosti vody a tvoří stabilní PUR pěnu.
  • PurInjekt SF: Polyuretanová pryskyřice reagující s vodou. Vytváří vysoce elastickou pěnu v prasklině pro zastavení průtoku vody. V suchých podmínkách vytváří elastickou pevnou pryskyřici. Zůstává pružná i po vytvrzení.
  • ResiBond HF Injekt: Tekutý expanzivní cement s regulovaným smršťováním. Při kontaktu s vodou rychle vytváří vysoce elastickou těsnicí pěnu. V suchých podmínkách se chová jako 2K polyuretanová injektáž.
  • CarboCrackseal H: Dvousložková polyuretanová pryskyřice pro sanace aktivních trhlin. Je mrazuvzdorná, vysoce odolná proti rozmrazovacím prostředkům a má vysokou odolnost proti dotržení. Nejnižší teplota, při které dochází ke ztrátě elasticity, může být až -41 °C.
• Polyesterové injektážní pryskyřice:
  • ResiInjekt P1: Nízkoviskózní polyesterová injektážní pryskyřice pro trhliny od 0,1 mm do 3 mm. Skvěle přilne k betonu, cihlám, kameni a trvale utěsní.

Tabulka produktů pro sanaci trhlin (příklady)

Metody oprav trhlin v betonu

1. Oprava statických trhlin (neaktivních)

V případě, že trhlina už není aktivní, lze ji sanovat vytvořením pevného spoje, který se realizuje použitím epoxidových materiálů. Díky malým objemovým změnám vytvrzují bez smršťování, po vytvrdnutí jsou velmi pevné a vodotěsné.

a) Metoda "šití"

Jde o způsob vyztužení trhliny vložením speciálních spon, případně ocelové výztuže s průměrem přibližně 5 mm do předem nařezaných příčných řezů kolmo na směr trhliny ve vzdálenosti 200 až 300 mm od sebe. Délka řezů bývá 150 až 200 mm.

1. Vyčištění a rozšíření trhliny: Trhlinu či prasklinu nejprve prořízneme (rozbrusem neboli flexou s odpovídajícícm kotoučem na beton). V kolmém směru na trhlinu pak prořízneme zářezy do hloubky cca 15-20 mm, v odstupu po cca 20 cm, resp. dle tvaru a délky praskliny či trhliny. Trhlina připravená k sanaci musí být suchá, zbavená všech prachových částí, které by jinak snižovaly lepivost epoxidových materiálů.
2. Aplikace pryskyřice a vložení spon: Po aplikaci pryskyřice (smísení složek, vylití na povrch a zapracování např. špachtlí do trhliny) vložíme do zářezů ocelové spony.
3. Zasypání křemenným pískem: Následuje důkladný zásyp speciálním křemenným pískem, který zajistí po spojení s pryskyřicí pevnost a stabilitu opraveného místa. Vytlačenou pryskyřici rozetřeme např. špachtlí nebo ocelovým hladítkem.

Systém Epokonekt slouží k opětovnému zpevnění prasklého betonu v exteriéru i interiéru.

b) Injektáž epoxidovou pryskyřicí

Pro silové spojení statických trhlin se nejčastěji používají materiály na bázi epoxidových pryskyřic, protože vykazují vysoké pevnostní parametry v tlaku a tahu. Injektážní techniky mohou být také někdy použity na opětovné přilepení cementového potěru/vyrovnávacího betonu a omítek k povrchu betonu.

1. Příprava injekční směsi: Injekční směs se nejdříve připraví smícháním jednotlivých složek v daném poměru.
2. Aplikace: Následně se aplikuje pomocí jednosložkového čerpadla (elektrické čerpadlo pístové nebo membránové konstrukce, nebo ruční pumpa), které se připojují k pakrům, osazeným do vývrtů provedených do injektované konstrukce. Pro tento účel je trhlina naplněna pryskyřicí v celém jejím příčném profilu. Po úplném vytvrzení pryskyřice znovu spojí konce trhliny.
3. Napouštění nebo štětcování trhlin: Tento způsob je možno použít pouze u vodorovných konstrukcí. Trhlina se na líci konstrukce rozšíří, např. pomocí brusky, a do vzniklé drážky se nalije injekční směs. Pro aplikaci napouštěním jsou vhodné pouze takové injekční směsi, které mají velmi nízkou viskozitu.

2. Oprava dynamických trhlin (aktivních)

Uplatňuje se v případě širší aktivní trhliny. Pro tento účel se doporučuje použít pružný nátěr na akrylátové bázi ve vodní disperzi. Po vytvrdnutí vytváří na povrchu souvislý film, který nepropouští vodu a agresivní látky obsažené v atmosféře (CO2, SO2), ale zůstává propustný pro vodní páry zevnitř konstrukce. Tento způsob se používá u aktivních trhlin vystavených pohybu, ale též k těsnění dilatačních spár.

Čtěte také: Jak na sanaci fasády?

a) Překrytí pružným pásem

Trhlina se překrývá pružným pásem, který se lepí epoxidovým lepidlem podél trhliny. Vzhledem k tomu, že hlavním záměrem je dosáhnout toho, aby trhlina pracovala, střed pásu se nikdy nesmí slepit s podkladem. V případě širší trhliny se předpokládá její větší rozpínání, proto se doporučuje vkládat do trhliny pás ve tvaru Ω.

b) Vytvoření pružného spoje (dilatační spáry)

Suchá, bezprašná trhlina se dimenzuje pružným těsnicím profilem z polyesteru s vhodným průřezem. Hloubka vyplňovaného prostoru musí být při šířce spáry do 10 mm v poměru 1 : 1, u širších trhlin nad 10 mm je poměr šířka : hloubka vždy 2 : 1. Těsnicí pružný tmel sloužící k vytěsnění trhliny musí být v kontaktu jen se stěnami trhliny (nikdy ne se dnem trhliny). Tím se zabezpečí možnost pohybu a přetvoření daného místa. Pro tento účel se doporučuje použít silikonové, polyuretanové, polyuretandehtové nebo akrylátové tmely.

3. Sanace trhlin zatížených vodou

V případě prosakujících trhlin je možné k sanaci přistoupit v zásadě dvěma způsoby: s použitím krystalizačních materiálů (např. XYPEX) nebo s využitím injektáží.

a) Použití krystalizačních materiálů

Spojeno s nalezením trhliny, jejím přiznáním (vysekáním) a následným vyplněním pomocí tmelu na cementové bázi. Jeho vodotěsnost zajistí utěsnění trhliny a jako bonus dojde k propůjčení vodotěsnosti i bezprostřednímu okolí trhliny. Je nutné podotknout, že trhlina musí být stabilní, bez pohybu.

b) Injektáž polyuretanovými kompozicemi

V případech, kdy trhlina je v pohybu, nebo i v dalších případech, kdy je vhodnější použít injektáž, je přistoupeno k aplikaci polyuretanových kompozic (BETOLIT PU 1C, resp. BETOLIT PU 2C). Ty jsou do konstrukce vpravovány pod tlakem tak, aby postupně došlo k vyplnění trhlin nebo jiných imperfekcí, pokud možno v celé jejich hloubce a délce. Pokud je proud vody velmi silný, musí být použita pro injektáž jako první rychle expandující pěna (PurInjekt Stop) a hned potom pryskyřice vytvářející pevné utěsnění (PurInjekt Flex).

4. Rekonstrukce povrchu a ochrana betonu

Po opravě je nutné povrch betonu chránit proti dalšímu poškození.

• Reprofilace: Hrubé výtluky opravíme maltou ROKOGROUT TIX. Před jeho aplikací je nutno podklad vydatně provlhčit. Složení směsi umožňuje kompenzaci vzniku smršťovacích trhlin při zrání. Nanáší se zednickou lžící nebo ocelovou stěrkou. V případě vrstvy silnější než 20mm je nutno toto rozpínání směsi omezit ocelovou výztuží (výztužnou sítí), nebo bedněním. Tloušťka jedné vrstvy může být max. 30 až 35mm. Další vrstvu je nutno nanášet nejpozději do 4 hodin po provedení první vrstvy.
• Finální sanace: Dvousložková cementová malta ROKOFIN se nanáší nejdříve za 24 h po reprofilaci výrobkem ROKOGROUT TIX (optimálně po 72 hod.). Povrch podkladu musí být zbaven prachu, nečistot a důkladně provlhčen vodou. Nanáší se hladkou ocelovou stěrkou.
• Penetrace: Takto připravený povrch napenetrujeme přípravkem ROKOLATEX PLUS (lépe ROKOGRUND PROFI, pro silně zvětralé povrchy HYDROIN). Penetrace z důvodu sjednocení nasákavosti podkladu je důležitá také na místech, kde při opravě betonové konstrukce byli použity materiály ROKOREPCEM, ROKOLIQUID R (RW) např. dodatečná montáž různých prvků. Místa ošetřená výrobkem ROKOEPOFIX nepenetrujte, ale nutno povrch zdrsnit hrubým smirkovým papírem.
• Ochranné nátěry: Po cca 8 hodinách po penetraci připravíme dle instrukcí přípravek ROKOBETON ELASTOCOLOR a může být proveden nátěr. Nanáší se štětcem, válečkem nebo vysokotlakým stříkacím zařízením ve dvou vrstvách po 24 hodinách.
• Hydroizolace: Dle instrukcí připravíme hydroizolační flexibilní maltu ROKOCEM DICHT FLEX. Nanáší se štětkou nebo stěrkou. Po zaschnutí (5 až 24h) se nanáší stěrkou v tloušťce 2 až 4mm.
• Chemicky odolné povrchy: Pokud povrch betonové nádrže (trubek, skruží) obsahuje pouze výtluky a nerovnosti drobnějšího charakteru, nebo pokud chceme pouze vytvořit hladký, chemicky odolný ochranný povrch na neporušeném betonovém dílu, aplikujeme přímo na betonový povrch tmel ROKOPOX STOPPER. Takto vyrobený povrch může být konečnou podobou, nebo pro zvýšení estetického vzhledu a tloušťky chemicky odolné vrstvy, může být ještě opatřen nátěrem ROKOPOX OIL (FAT).

Aplikační techniky injektáže

Kvalita a úspěšnost injektáže v prvé řadě závisí na kvalitě injekční hmoty a její vhodnosti pro požadovaný účel. Neméně důležitým aspektem však bezesporu je způsob aplikace a podmínky, za nichž je injektáž prováděna.

Injektážní pakry

Injektážní pakry by měly nabízet možnost snadné instalace a odstranění. Při injektáži trhlin je pracovní čas osob nejvíce důležitý nákladový faktor v porovnání s náklady za materiál. Hermetičnost: injektážní pryskyřice nebo pěna má vytvrzovací čas od jednotek sekund do několika dnů. Kvůli tomu je velmi důležité, aby pakry byly upevněny ve vyvrtaném otvoru pevně. Bezpečnost: tlaková injektáž trhlin je prováděna pod velmi vysokým tlakem, někdy více jak 100 bar. Nezabezpečené pakry se mohou uvolnit a mohou být vytržené z vyvrtaného otvoru jako střela.

• Plastové pakry: Pro nízkotlakové injektáže jsou vhodné plastové pakry. Mají nízkou cenu a rychlou montáž. Impakt pakry jsou vyráběny z plastu a mají kuželový tvar upevňování.
• Kovové pakry: U vysokotlaké injektáže by měly být použity vysoce kvalitní kovové pakry, speciálně ve vysokých budovách pro horizontální trhliny.
• Jednogumičkové pakry: Používají se pro nižší tlaky při injektáži. Jsou vkládány do vyvrtaných otvorů, dokud gumová část pakru není kompletně ponořená do vyvrtaného otvoru. Potom je gumová část přitisknuta na stěnu vyvrtaného otvoru utažením pakru.

Injektážní pumpy

• IP IC-50-P: Malá elektrická pístová pumpa určená pro injektování jednosložkových polyuretanových pryskyřic.
• IP IC-110-E: Malá elektrická membránová pumpa určena pro injektování jednosložkových polyuretanových pryskyřic. Pumpa může pracovat pod tlakem max.
• IP IC-210-E: Středně silná elektrická membránová pumpa určena pro injektování jednosložkových polyuretanových pryskyřic.
• Ruční pumpa IP IC-100-H: Ručně poháněna pumpa speciálně navržena pro injektáž jednosložkových epoxidových pryskyřic s nízkou až střední viskozitou. Tato ruční pumpa je ideální pro drobné injektážní práce pod tlakem do 100 barů.

Parametry injektážních materiálů

• Viskozita: Nízká viskozita je nutná pro vyplnění úzkých trhlin.
• Reakční čas: Krátký reakční čas materiálu je nutný při utěsňování trhlin s aktivními průsaky.
• Doba zpracovatelnosti: Doba zpracovatelnosti je ovlivněna okolní teplotou a množstvím materiálu zamíchaného najednou.
• Startovací čas: Čas, který potřebuje pryskyřice při kontaktu s vodou, aby se vytvořila pěna.
• Expanzní čas: Čas, kdy se vytváří pěna.

Polyuretan může být navržen k vytvoření lehce elastického nebo flexibilního materiálu, ale také k vytvoření neelastické pevné injektáže. Polyuretany vykazují velmi dobrou adhezi jak k mokrému, tak suchému povrchu. Produkují méně tepla během exotermické reakce než epoxidové pryskyřice. Narůstání tepla během reakce injektážního materiálu může způsobit napětí v substrátu.

Kontrola kvality a údržba

Po dokončení sanace je důležité provést kontrolu kvality a nastavit plán pravidelné údržby.

• Vizuální kontrola: Zkontrolujte rovinnost, soudržnost a vzhled opravených ploch.
• Odtrhové zkoušky: Provádějí se pro ověření přilnavosti sanační malty k podkladu.
• Monitoring: U větších konstrukcí se doporučuje dlouhodobé sledování pomocí senzorů nebo pravidelných inspekcí. Vrstva sádry ve tvaru kosti o síle 10 mm se aplikuje na povrch trhliny. Sádrová značka musí být očíslovaná a označená datem. Sádrové značky musí být často kontrolované. Pokud značka není prasklá, trhlina se nehýbe.

Údržba zahrnuje pravidelné čištění, odstraňování vegetace a kontrolu těsnosti spojů a dilatací. V případě včasného uzavření nebo utěsnění trhlin se tak dosáhne toho, že nedojde k rozvinutí koroze výztuže a s tím spojených dopadů na konstrukci. Je tedy vhodnější provést včasné ošetření konstrukce, což je časově méně náročné a ekonomicky únosnější, než potom provádět kompletní sanaci betonové konstrukce.

tags: #sanace #trhlin #v #betonu #litim #epoxid

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana dřeva krovu
• Komplexní průvodce plochou střechou
• Kompletní průvodce dlažbou do kuchyně s dekorem dubu
• Strojní vyšívání pro kreativce
• Inovativní řešení s nadkrokevní izolací Tondach iRoof