Problematika utěsňování trhlin pomocí speciálních přísad do betonu

Článek pojednává o problematice těsnicích přísad, o jejich použití v betonu a účinnosti s důrazem na požadované parametry dle technických norem. V úvodu je upřesněno názvosloví, dále je vysvětlen důvod používání a po následném komentáři výsledků zkoušek je v závěru zhodnocen význam, účinnost a ekonomický důsledek použití, který je doplněn alternativními variantami.

Vznik trhlin v betonu je nezbytný úděl, který doprovází tuhnutí a tvrdnutí betonu. V rámci výstavby by měla existovat maximální snaha o redukci vzniku trhlin. Tu lze ovlivnit správným návrhem konstrukce, vhodně zvolenou specifikací betonu s přizpůsobeným složením a důsledným ošetřováním. Velmi vhodné je z pohledu investora (resp. projektanta) jasně definovat počet a šířku trhlin a podle toho následně posuzovat konstrukci v rámci přejímacího řízení. Obecně lze říci, že trhliny mají výrazný vliv na pronikání škodlivých látek pod povrch betonu. Dochází tím k rychlejší degradaci a snížení odolnosti konstrukce. Dalším vlivem je snížení vodonepropustnosti betonu, což je problém zejména u konstrukcí bílých van a dalších vodonepropustných konstrukcí. Ty jsou navrhovány na nízkou hloubku průsaku vody a trhliny tento parametr obvykle narušují. Jednou z aktuálně nabízených alternativ v rámci technologie betonu je používání těsnicích přísad, které by měly omezovat vznik trhlin, případně jejich počet a šířky redukovat v čase.

Ačkoli se z hlediska tohoto druhu přísad objevují pojmy jako krystalizační příměs nebo krystalizační přísada, dále také hydroizolační hmota a podobné charakteristiky, dle normy ČSN EN 934-2 + A1 se jedná o těsnicí přísady. Takové výrobky podléhají vydávání prohlášení o vlastnostech a v rámci volby materiálu je vhodné dle kvalitativních standardů kontrolovat tyto doklady a označení CE. Těsnicí přísady jsou dle dikce technické normy přísady, které snižují kapilární absorpci ztvrdlého betonu. Dle výše uvedené normy jsou v tabulce 9 zmíněné normy uvedeny požadavky na tyto přísady. Jedná se o již zmíněnou kapilární absorpci, dále pevnost v tlaku a obsah vzduchu v čerstvém betonu. Problém posuzování přísad tkví v tom, že kapilární absorpce se posuzuje na normové maltě, nikoliv na betonu. Podle pevností v tlaku a obsahu vzduchu se posuzuje, zda nemá přísada negativní vliv na zvolený beton. Těsnicí přísady jsou do betonu ve velké míře dávkovány s očekáváním zázračného účinku, který se autor snaží vyvrátit na základě níže uvedených zkoušek. Ty jsou koncipovány tak, aby zodpověděly otázky investorů a projektantů a zvážily možnost jiného řešení.

Seznam použitých těsnicích přísad:
– Akvatron 12 (Moramis, s. r. o.),
– Conseal Admix Liquid (AMCO, s. r.o.),
– Idrocrete KR1000 (MAPEI, s. r. o.),
– Krystol Mix (Redrock Construction, s. r. o.),
– Masterseal 501 (BASF Stavební hmoty, s. r. o.),
– WT-200 (Sika CZ, s. r. o.),
– Xypex Admix C-1000 (Nekap, s. r. o.),
– Xypex Admix C-1000 NF (Nekap, s. r. o.).
Pozn.: Přísady byly dávkovány v množství rovnajícím se střední hodnotě minimální a maximální procentuální dávky určené dle technického listu.

Jednou z hlavních zkoušek je hloubka průsaku tlakovou vodou dle ČSN EN 12390-8. Ta je zobrazena na grafu č. 1 [2]. Jako referenční beton byl zvolen beton C20/25 XC3 navržený dle ČSN EN 206, což je obyčejný beton, u kterého by mohlo být použití těsnicích přísad určitým způsobem přínosné. Z grafu je patrné, že ve srovnání s referenčním betonem mají přísady minimální nebo žádný vliv až na přísadu Redrock Krystol Mix. Hloubka průsaku tlakovou vodou byla zkoušena také modifikovaným způsobem na mírně lepším betonu C25/30 XC4 v souladu s ČSN EN 206, viz graf č. 2a a 2b [1]. Graf 2a zobrazuje hloubku průsaku vody u těles zkoušených normovým postupem, pouze s nižším počtem těles. Graf 2b pak znázorňuje vliv vysušení kostek se záměrným vytvořením mikrotrhlin na hloubku průsaku vody. Postup ukládání do forem a zkoušení zůstal shodný s normou. Liší se pouze délka uložení a prostředí. V souvislosti s těsnicími přísadami se často hovoří o dlouhodobé účinnosti a může tak docházet k utěsňování trhlin neboli k samoregeneraci betonu. Tento jev byl podroben zkoušce, kdy byla sada těles stejné záměsi ihned po odformování vložena do sušárny a cílem bylo záměrné vytvoření mikrotrhlin. Po 14 dnech byla tělesa uložena do vody. Tělesa byla následně zkoušena po 28, 31 a 41 dnech. Sadou se rozumí vždy tři tělesa. Další sada byla zkoušena v souladu s normou. Celkový počet zkušebních těles jedné záměsi byl tedy vždy šest. Ze srovnání grafů č. 2a a 2b lze vypozorovat určitý trend, kdy dochází v čase k samoregeneraci a hloubka průsaku je u předem vysušených vzorků nižší. Nicméně lze opět pozorovat, že ve srovnání s referenčním betonem je vliv těsnicích přísad zanedbatelný. K samoregeneraci betonu je nutné doplnit, že za přísunu vody probíhá tento jev i bez těsnicích přísad, pokud je v betonu obsažen dosud nezhydratovaný cement. Pozitivní vliv těchto přísad uváděný v technických listech je tudíž neprůkazný a neměřitelný. Aby mohl být na tento jev brát zřetel, muselo by být jasně stanoveno, v jakém čase dochází k zarůstání trhlin a jaké šířky trhlin je schopna těsnicí přísada na principu krystalizace zacelit.

Vliv těsnicích přísad byl podroben i dalším zkouškám. Všechny byly provedeny plně v souladu s platnými technickými normami. Pevnost v tlaku (graf č. 3 [2]) a modul pružnosti (graf č. 4 [2]) lze ve zkratce okomentovat tak, že přísady nemají žádný nebo nijak významný vliv na tyto parametry. Zajímavé výsledky byly zjištěny při zkoušce odolnosti vůči CHRL, kde je z grafu č. 5 [2] velmi názorně vidět určitý vliv přísad. Je však třeba zdůraznit, že zkoušky byly provedeny na betonu C20/25 XC3, což je beton, který nemá žádnou odolnost vůči CHRL, a tomu také odpovídají hodnoty odpadů. Zkouška byla zastavena po 75 cyklech s odpadem přes 9000 g/m². Přísady sice prokázaly určitý vliv a došlo ke snížení odpadů, ale beton je stále nevyhovující. Ke zkouškám těsnicích přísad na provzdušněném betonu nebylo přistoupeno, protože se autor domnívá, že použití těsnicích přísad do provzdušněného betonu by bylo kontraproduktivní.

Jediná metoda, která se blíží prokazování účinnosti těsnicích přísad, je zkouška kapilární absorpce dle již jednou uvedené normy ČSN EN 934-2 + A1. Zkouška se provádí na normové cementové maltě dle ČSN EN 196-1, což je z hlediska reálného chování přísady v betonu značně neporovnatelné. Princip zkoušky je takový, že malta s těsnicími přísadami by měla méně absorbovat vodu než referenční malta. Dle normy musí malta s přísadou po 7 dnech ošetřování a po 7 dnech zkoušení absorbovat alespoň o 50 % méně vody ve srovnání s referenční maltou. Dále po 90 dnech ošetřování a 28 dnech zkoušení to musí být alespoň o 60 % méně vody. Z grafu č. 6 [2] je patrné, že tyto požadavky nesplnila žádná z testovaných přísad. Navíc lze sledovat trend, kdy je určitý vliv přísady pozorovatelný v počátečních fázích zkoušení a v průběhu času dorovnávají hodnoty kapilární absorpce vzorků s přísadami vzorky referenční. Modifikovaná zkouška kapilární absorpce, viz graf č. 7 [1], byla provedena pouze po 7 dnech ošetřování, nicméně byla navýšena doba zkoušení na 14 dní. Záměr byl více reflektovat situaci ve stavební praxi. Ve všech případech se neprokázal vliv těsnicích přísad, naopak některé přísady absorbovaly ve srovnání s referenční maltou po 14dnech zkoušení více než dvojnásobné množství vody.

Na základě provedených zkoušek lze konstatovat, že vliv těsnicích přísad je pro zkoušené betony nevýznamný. Obecně lze říct, že vliv těsnicích přísad je neprůkazný, neměřitelný a použití neekonomické. Vlastnosti udávané v technických listech nejsou podložené zkouškami a nejsou definovány parametry na vstupní betony. Pokud v ojedinělých případech definovány jsou, pak se jedná o betony, do kterých je naprosto zbytečné přidávat těsnicí přísady a uměle tím prodražovat cenu betonu. Těsnicí přísady mohou tvořit až třetinu nebo čtvrtinu ceny původního betonu a přitom lze cílených parametrů dosáhnout alternativními způsoby, které jsou prokazatelné a jsou výhodnější i z ekonomického hlediska. V rámci technologie betonu lze v první řadě přizpůsobit složení betonu pro danou stavbu a pro danou situaci. Přizpůsobením se myslí změna dávky a typu cementu, použití kameniva s jinou křivkou zrnitosti apod. Dále lze do betonu přidat vhodnou rozptýlenou výztuž, použít příměsi (např. popílek, strusku, mletý vápenec, mikrosiliku nebo kamenné odprašky) a hlavně uložený beton důsledně ošetřovat. Tyto aspekty způsobí prodražení betonu v jednotkách procent. Bude však dosaženo žádoucího výsledku bez přemrštěných a zbytečných nákladů.

MICHAL KROPÁČEK

Literatura:
1) BAMBUCHOVÁ, Markéta. Vliv krystalizačních příměsí na strukturu mikrotrhlin a vodotěsnost betonu v čase. Ostrava: 2016. Diplomová práce. VŠB-TUO Fakulta stavební. Vedoucí práce Jiří Šafrata.
2) KROPÁČEK, Michal. Vliv sekundární krystalizace na vlastnosti betonu. Ostrava: 2014. Studentská práce. VŠB-TUO Fakulta Stavební. Vedoucí práce Jiří Šafrata.

Ing. Michal Kropáček absolvoval Fakultu stavební VŠB-TU Ostrava, kde nyní pokračuje v doktorském studiu. Pracuje jako technolog na ŘSD ČR.