Problém syntetických podlahovin na provlhčovaných podkladech

V některých případech stavební praxe se stává, že na zadní stranu syntetických podlahovin působí z rozličných důvodů trvale vlhkost. Tím dochází k různým poruchám podlahoviny, nejčastěji k tvorbě výdutí (bublin), končících obvykle totální destrukcí podlahoviny. Po analýze možných destrukčních vlivů budou určena opatření umožňující poruchám podlahovin zabránit, nebo je alespoň redukovat. Stejné důvody poruch i zásady správného provedení platí i pro jiné ochranné vrstvy, například v nádržích apod.

1. Obecně

Existuje řada staveb, kde buď záměrně (třeba z úsporných důvodů), nebo nesprávným provedením či nedokonalou předpovědí vlhkostních poměrů v podloží při projekci, není zabráněno průniku vlhkosti konstrukčním prvkem (podlahou, stěnou) ze zadní strany. Nejčastěji od zeminy a současně na svém povrchu je konstrukční prvek uzavřen vrstvou s více či méně vysokým difusním odporem, vždy ale výrazně vyšším, než je odpor konstrukčního prvku pod touto vrstvou. Může jít například o hloubkové garáže, rozličné podzemní stavby, průmyslové podlahy výrobních hal, ale i betonové nádrže v čističkách, na srážkovou vodu a podobně. praskliny_z_duvodu_vlhkosti Jiným případem je beton (nejčastěji větší tloušťky), který je sice na povrchu suchý, ale po obvykle požadovaných 28 dnech tvrdnutí má uvnitř vysoký obsah zbytkové vlhkosti buď proto, že byl při betonáži použit nadměrně vysoký vodní součinitel, nebo došlo k nešetrnému ošetřování tvrdnoucího betonu (například kropení hadicí), nebo proto, že poměry uspořádání (kupříkladu uložení přímo na zemině, na vodou nasycené tepelné izolaci, ale někdy paradoxně i na dobré vodotěsné izolaci) neumožňují vysychání směrem dolů či dozadu, nebo konečně pro pomalé odpařování vody ve špatně větraných, chladných prostorách s vysokou relativní vlhkostí vzduchu (což je případ podzemních garáží ještě i po měsících od zabetonování).(1)

2. Mechanismy poruch

Poruchy nepropustných vrstev na něž zezadu působí dlouhodobě vlhkost, mohou být chemického, či fyzikálního charakteru. Bubliny Nejčastěji se projevují:

  • změknutím podlahoviny (ve větší míře těch částí, které mají větší pórovitost či menší difusní odpor),
  • popraskáním (nejčastěji povrchové, uzavírací vrstvy), viz obr.1
  • oddělením podlahoviny od podkladu a vytvořením výdutí (bublin), naplněných kapalinou a jejich perforací, viz obr.2.

Všechny tyto poruchy zhoršují, nebo eliminují původní výhody podlahoviny (ochranné vrstvy), urychlují destrukci podlahoviny při jejím mechanickém zatěžování (např. pojezdem vozíků), snižují estetický vzhled a vylučují hygienickou a biologickou nezávadnost. (2)

2.1 Poruchy chemického charakteru

Chemické působení vodného roztoku různých chemikálií na nepropustnou vrstvu (podlahovinu) může být tak rozličné, že je nelze v krátkosti popsat. Může jít o řadu procesů podle vzájemného vztahu působící látky a složení podlahoviny, od hydrolýzy, přes oxidaci až k hydrogenaci, rozpouštěcí či bobtnací pochody atd. (2). Zde nezbude než pečlivě volit druh podlahoviny (nepropustné vrstvy), chemicky dostatečně odolné látkám, potenciálně obsažitelných ve vodných roztocích přicházejících v úvahu. Častým a nepříjemným jevem chemických reakcí probíhajících při styku vodných roztoků s podlahovinou je, že vznikají další rozkladné produkty, které napadají dosud zdravé části podlahoviny ještě agresivnějším způsobem a tak vlastně přispívají k sebezničení. Jakmile takovéto pochody jednou počnou probíhat a je dále dostatečný přísun vlhkosti, nezbude obyčejně nic jiného, než odstranění původní a znovu vybudování odolnější podlahoviny.

2.2 Poruchy mechanického charakteru

Existují čtyři hlavní mechanismy poruch, pravděpodobnost jejichž výskytu se značně liší.

2.2.1 Tlak páry

Tlaku páry vlivem zvýšení teploty byla v minulosti často přisuzována odpovědnost za poruchy podlahovin. Shodný názor odborníků podle současných citací v literatuře však je, že vznik takovýchto poruch , jako je tvorba výdutí (bublin) vlivem tlaku páry, je velice nepravděpodobný. Přilnavost (odtrhová pevnost) syntetických podlahovin k podkladu obvykle je (resp. podle platných předpisů má být) nejméně 1,5 MPa, přičemž při zkoušce má docházet ke zlomu v betonu. K překročení této hodnoty adheze by musel v betonu vzniknout přetlak nějakého plynu (vodní páry) alespoň stejně velký. Napětí 1,5 MPa odpovídá ale tlaku plynu 15 barů, což více než pětinásobný tlak, který je v pneumatice auta. Že by mohl vzniknout takový tlak v betonu se obecně považuje za nepravděpodobné. Podle Fiebricha (2) může zvýšení teploty vodou nasyceného vzduchu o 60 °K vyvolat přetlak asi 0,04 MPa. Tento přetlak, který se může teoreticky vytvořit ve skulince (plošné trhlině, plošném póru), která se nachází pod podlahovinou (předpokládá se absolutní těsnost stěny plošného póru), nemůže tedy překročit pevnost v přilnavosti, která je větší než 1,5 MPa a nemůže vést k odloupnutí či bublině.

2.2.2 Hydrostatický tlak

Odzadu působící tlak vody na podlahovinu může jen v nejvzácnějších případech odpovídat za vznik odloupnutí či bublin. Aby se odtlačila podlahovina od podkladu při pevnosti v přilnavosti > 1,5 MPa, bylo by třeba vodního sloupce vysokého 150 m. I u podzemních garáží, které leží hluboko pod povrchem, se sotva dají očekávat tlaky nad 20 m výšky vodního sloupce.

2.2.3 Kapilární tlak

Kapilarni_pory Kapilární póry v betonu vzniknou odpařováním vody, která se nezúčastní hydratace při tvrdnutí cementového kamene, viz obr. 3. Vznik kapilárních pórů je proto ovlivněn vodním součinitelem v/c: chemicky nevázaná voda (hydratace vyžaduje v/c jen asi 0,2) se odpařuje a zanechává jemné spojité kanálky v betonu. Podíl kapilárních pórů je tedy tím menší, čím je menší vodní součinitel. Na počtu i průměru kapilárních pórů závisí i vodopropustnost betonu. Síly, které vznikají v kapilárních pórech při nasycování vodou jsou schopné, za určitých podmínek, způsobit odloupnutí podlahoviny od podkladu. Podle jednoduchého přibližného vzorce je výška vzestupu vody h v jedné kapiláře:

hKAP = 30/d (d = průměr kapiláry)

Podle tohoto roste výška možného vzestupu vody v kapiláře (a tedy také kapilární tlak vody nebo vzduchu) s ubývajícím průměrem kapiláry. Čím jemnější jsou kapilární póry, tím výše v nich může stoupat tlak. Z tohoto důvodu se dá očekávat v kvalitnějších betonech (např. B55) vyšší kapilární tlaky, než v betonech s nižší pevností, které mají zpravidla kapilární póry většího průměru. V cementovém kameni mají kapilární póry také jen velmi malé průměry s odpovídajícími vysokými tlaky. Teoreticky může podle (4) v jednom kapilárním póru s průměrem 30 nm působit v ideálních poměrech vnitřní tlak asi 49 bar (napětí 4,9 MPa). Prakticky ale nebyly nikdy tlaky takového řádu dokázány. Lze-li očekávat nebezpečí vysokých kapilárních tlaků, je třeba používat takové penetrace, které díky dobrému smáčení zabezpečí vysokou pevnost v přilnavosti a jsou schopné pevně utěsnit kapilární póry.

2.2.4 Osmotický tlak

Osmotický tlak je hydrostatický tlak, který může vzniknout pod podlahovinou, když dvě kapaliny (roztoky) různých koncentrací jsou od sebe odděleny jen semipermeabilní, tj. napůl propustnou, membránou. Osmoticky_tlak Pokud přijdou do kontaktu dva rozdílně koncentrované roztoky (například voda obsahující sůl), snaží se tak dlouho vzájemně vyměňovat obsažené látky, až mají obě tekutiny stejnou koncentraci. Normálně by se především sůl snažila rozdělit v obou tekutinách rovnoměrně, aby dosáhla vyrovnání koncentrace. Semipermeabilní membránou, která pro sůl není propustná, je však toto rozdělení znemožňováno. Protože ale tekutiny mají stále snahu po vyrovnání koncentrace, volí si jiný způsob: místo soli putuje k vyrovnání koncentrace membránou voda. Obsah vody v tekutině s nižší koncentrací se snižuje, zatímco obsah vody ve více koncentrovaném roztoku stoupá. Pokud se však zabrání zvyšování množství vody (např. v nádobě s neměnitelným objemem) dojde tak k vzestupu tlaku, k tzv. osmotickému tlaku. V nasyceném roztoku s kuchyňskou solí může dosáhnout tento tlak až 380 barů (napětí 38 MPa), viz obr.4.

2.2.5 Porovnání mechanismů poruch

Z uvažovaných možných mechanismů vzniku poruch, tj.:

  • tlak par
  • hydrostatický tlak
  • kapilární tlak
  • osmotický tlak

lze v podstatě označit, jako často se objevující příčinu škod, jen osmotický tlak. Všechny ostatní mechanismy nepřispívají podstatně k rozvoji škod souvrství se syntetickým povrchem a jsou většinou považovány jen za méně nebezpečné. Jiné okolnosti, zde blíže nespecifikované (jako např. teplotní spád v systému) mohou mechanismus poruch jen časově ovlivnit, nikoli poruchy vyvolat.

Ing. Dr. Richard A. Bareš, DrSc.
(Převzato z časopisu Řemesla a interiér.) Literatura: (1) Richard A. Bareš - Vlhkostní poměry v kompozitních systémech, Pozemní stavby 11/1980, str.489
(2) Richard A. Bareš - Příčiny poruch polymerbetonových podlahovin, Stavivo 58/1980, str. 243, 319, 336, 400.
(3) M. Fiebrich - Zur Adhäsion zwischen polymeren Bindemitteln und Beton unter besonderer Berücksichtigung von Wassereinwirkungen, Dissertation, RWTH Aachen
(4) M. Fiebrich -Kunststoffbeschichtungen auf ständig durchfeuchtem Beton, DafStb, Heft 410, Beuth Verlag
(5) R. Stenner, J. Maguer - Einfluss der Feuchtigkeit aus dem Substrat, Vortrag 3. Internationales Kolloquium „Industriefussböden 95“, 1995, Technische Akademie
Esslingen.