Typické příklady reklamovaných poruch průmyslových podlah z nedávné doby
Podlahy jsou dlouhodobě jednou z nejčastěji reklamovaných konstrukcí. Popsané příklady průmyslových podlah zde předkládám pro upozornění na stále se opakující závady a na jejich příčiny a zejména pro poučení se z provedených chyb, aby se na stavbách čtenářů pokud možno nevyskytovaly. Text uvádí tři příklady podlah, které autor v nedávné době posuzoval, buď na podnět uživatele objektů, nebo na podnět dodavatele stavby.
Podlaha poškozená curlingem
Podlaha výrobní haly je tvořena drátkobetonovou deskou tloušťky 140 až 200 mm (liší se v různých oblastech haly). Nášlapná vrstva je tvořena minerálním vsypem. Podlaha byla betonována před cca 2,5 roku, provozována pak je cca 20 měsíců. Při místním šetření byla zjištěna deformace drátkobetonové desky v místech řezaných spár a vznik trhlin. V části skladu, kde v minulosti došlo k největší deformaci podlahy, byla původní podlaha vybourána a nově položena.
Nadzdvižené hrany a rohy smršťovacích polí – zkroucení desek, curling
Obr. 2: curling na rozhraní starší desky a dobetonávky
Obr. 1: deska postižená curlingem
Toto poškození se projevuje jednak nerovnostmi podlahy, které jsou dobře patrné např. při položení latě přes hranu nebo roh smršťovacího pole, a jednak se projevují větším rozevřením řezaných smršťovacích spár. V části haly, kde byla provedena nová pokládka betonové desky, došlo k nadzdvižení hran rohů desek rovněž. Zde se toto poškození projevuje vytvořením „schůdku“ na rozhraní původního betonu a nového betonu. Nová dobetonávka byla pravděpodobně zarovnána přesně do úrovně původního betonu. V důsledku curlingu však došlo k nadzdvižení hran smršťovacích polí nového betonu, zatímco u původních desek byl tento proces již ukončený.
Příčinou tohoto efektu je smršťování betonu. Ke zkroucení desek dochází v případě, že velikost smršťování na horním líci a na spodním líci je rozdílná, což nejčastěji nastává v důsledku různé rychlosti ztráty vlhkosti zrajícího betonu na horním líci a na spodním líci. Této poruše lze nejsnáze předcházet provedením husté sítě řezaných spár a dostatečným vyztužením desky pomocí klasické měkké výztuže (sítě či pruty), nejlépe při horním povrchu.
Tyto závady jsou u drátkobetonových podlahových desek relativně časté. Vzhledem ke stáří popisované podlahy cca 2,5 roku lze smršťování betonu považovat za již ukončené, odeznělé.
V případě nadzdvižení hran a rohů smršťovacích polí obecně hrozí nebezpečí odlomení nadzdvižených partií. Ke vzniku těchto trhlin dosud na konstrukci nedošlo. Vzhledem k tomu, že nadzdvižení není extrémně vysoké, pravděpodobně pro eliminaci tohoto nebezpečí postačí tuhé vyplnění smršťovacích spár, které zabezpečí vzájemné „opření“ jednotlivých polí. Standardním způsobem opravy je provrtání desky v místech spár a v jejich okolí a podlití desky pomocí nízkoviskózní epoxidové pryskyřice, či nízkoviskózní cementové kompozice. V oblasti nově betonované desky, kde došlo k nadzdvižení hrany nově betonované desky nad úroveň hrany původní desky a k vytvoření „schodů“, bude třeba novou desku odbrousit tak, aby byl „schod“ odstraněn. S tím bohužel dojde k odbroušení mechanicky odolné povrchové úpravy podlahy (minerálního vsypu). Požadovanou mechanickou odolnost povrchu podlahy bude třeba zajistit nejlépe pomocí nátěru epoxidovou pryskyřicí vhodné barvy.
Olamování hran
Obr. 3: olámané hrany spáry vyplněné pouze pružným tmelem
Tato závada se vyskytuje v dopravních uličkách v hale, kde v důsledku pojezdu manipulačních prostředků dochází k olamování hran smršťovacích řezaných spár. Za příčinu tohoto poškození je třeba označit nevhodnou výplň smršťovacích spár, která je tvořena pružným tmelem. Hrany spár jsou prakticky nevyztužené a pružný tmel zároveň není schopný jim poskytovat dostatečnou oporu. Z hlediska mechanického namáhání podlahy je třeba na takovéto spáry pohlížet jako na spáry nevyplněné. Účelem pružného tmelu je pouze uzavřít spáry tak, aby do nich nemohly vnikat nečistoty.
V případě posuzované podlahy ke vzniku těchto poruch přispělo i nadzdvižení hran a rohů smršťovacích desek, čímž došlo i ke zvětšení šířky smršťovacích spár u povrchu podlahy.
V místech manipulačních uliček bude třeba pružný tmel ze smršťovacích spár odstranit a spáry zalít tuhým materiálem. Vhodná je např. měkčená epoxidová pryskyřice. V místech, kde smršťovací spáry nebudou přejížděny manipulačními prostředky, je možné ponechat spáry vyplněné pružným tmelem. Nejsou zde mechanicky významně namáhány a jejich poškození tedy není pravděpodobné.
Reklamace stavu dilatačních spár
V případě druhé popisované podlahy bylo posuzováno, zda nerovnosti podlahy v místech dilatačních spár představují závady podlahy.
Obr. 4: dilatační spára vyztužená ocelovými profily
Hala, kde se podlaha nachází byla postavena před cca 4 lety. Podnětem pro objednání posudku byla stížnost zástupců uživatele haly na nerovnosti podlahy v dilatačních spárách. Tyto nerovnosti byly označeny jako příčina poškození manipulačních vozíků. Při místním šetření bylo zjištěno, že v hale se manipuluje s paletami o hmotnosti 1–2 tuny, které se skladují převážně v regálech výšky cca 8 m, částečně i na volné ploše na podlaze. Manipulační vozíky mají tvrdá plastová kola. Podle sdělení zástupce uživatele haly není možné používat vozíky s pneumatikami, kvůli potřebné únosnosti vozíků a velké výšce zdvihaných břemen. V posuzované části haly se nachází 3 dilatační spáry vedoucí v podélném směru haly a 1 spára vedoucí v příčném směru haly. Dilatační spáry podlahy jsou vytvořeny dvojicemi ocelových profilů. V úrovni povrchu podlahy mají profily šířku cca 10 mm. Šířka mezery mezi profily byla v době místního šetření (léto) cca 17 mm.
Měření rozdílu ve výškové úrovni povrchu podlahy v dilatačních spárách bylo provedeno v souladu s ČSN 74 4505 Podlahy – společná ustanovení. Při něm bylo krátké pravítko přiloženo kolmo na spáru tak, aby přiléhalo k povrchu části podlahy, která se nachází výše. Následně byla změřena velikost mezery mezi pravítkem a povrchem části podlahy, který se nachází níže. Tento parametr je jedním ze dvou parametrů určených pro hodnocení místní rovinnosti. Bylo zjištěno:
- Na jednom místě (2,7 % výsledků) je rozdíl větší než 2 mm. Konkrétní hodnota výškového rozdílu byla 3 mm, Postižená oblast má délku cca 0,1 m.
- V naprosté většině měření (94,6 %) byl zjištěný výškový rozdíl menší než 2 mm.
- V jednom zkušebním místě (2,7 % výsledků) nebylo možné výškový rozdíl změřit, protože ocelové profily na obou stranách spáry byly pod úrovní přilehlého betonu. Oba o cca 1 mm.
Při posouzení je třeba změřené hodnoty nerovností porovnat s požadavky na podlahu. Ty jsou obvykle uvedeny v příslušných technických normách, případně mohou být specifikovány v návrhu podlahy (součást projektové dokumentace, případně smlouvy o dílo s dodavatelem podlahy apod.). V posuzovaném případě žádný specifický požadavek definován nebyl. Navíc v době pokládky podlahy (2007) požadavek pro tento parametr nebyl ani v tehdy platných českých normách. Vzhledem k tomu zjištěné nerovnosti nelze považovat za závady podlahy. Požadavek na maximální rozdíl ve výškové úrovni hran spáry je uveden v normě ČSN 74 4505 Podlahy, společná ustanovení až od roku 2008. Maximální povolený výškový rozdíl ve spáře je zde 2 mm.
Nestatické trhliny v podlaze
U poslední podahy, které se tento článek bude věnovat, bylo předmětem zkoumání stanovení příčiny vzniku trhlin a posouzení zda přítomné trhliny snižují trvanlivost posuzované konstrukce.
Obr. 5: podlaha v době posuzování
Posuzovaná podlaha má půdorysné rozměry cca 18 × 30 m, tloušťka betonové desky je cca 200 mm. Vyztužení bylo provedeno pomocí disperzní drátkové výztuže. Její stáří v době místního šetření bylo cca 3 roky a 3 měsíce. Nášlapná vrstva podlahy je tvořená minerálním vsypem. Podlaha je zatěžována pojezdem vysokozdvižného vozíku a ručních paletových vozíků.
V době místního šetření byla hala již využívána pro lehkou strojní výrobu. Z toho důvodu bylo cca 30 % podlahy zakryto stojícími stroji, složeným materiálem, nebo vrstvou kovových či dřevěných pilin a prachu.
Podlahová deska v hale je rozdělena řezanými smršťovacími spárami na smršťovací pole o velikosti cca 6 × 6 m. Další, nepravidelně umístěné, smršťovací spáry jsou provedeny u vjezdových vrat, v okolí šachty a v rohu haly vedle uzavřené místnosti. U vjezdových vrat jsou přidané smršťovací spáry rovnoběžné s obvodovým pláštěm budovy. U šachty prostupující podlahou jsou vedeny přibližně diagonálně přes smršťovací pole, ve kterém se šachta nachází. V rohu haly vedle uzavřené místnosti jsou provedeny dvě nepravidelné smršťovací spáry rovněž v diagonálním směru.
Při vizuální prohlídce byly nalezeny tři samostatné trhliny v blízkosti vjezdových vrat. U vrat na východním okraji haly byla nalezena trhlina cca uprostřed úzkého pruhu mezi okrajem haly a nepravidelnou smršťovací spárou. Pruh má šířku cca 250 mm a délku cca 6 m. Trhlina probíhá přes celou jeho šířku. Ve smršťovacím poli přiléhajícím k vratům v západní části haly byly nalezeny dvě smršťovací trhliny přibližně rovnoběžné s příčnou osou haly. První trhlina o šířce až 0,6 mm probíhá opět napříč úzkým pruhem šířky cca 250 mm, obdobně jako u vrat ve východní části haly. Tato trhlina dále zabíhá v délce cca 400 mm do vlastního smršťovacího pole. Ve vlastním smršťovacím poli byla pak nalezena ještě druhá trhlina délky cca 450 mm a šířky cca 0,1 mm.
Obr. 6: síť tenkých trhlin
Kromě výše uvedených samostatných trhlin byly v hale nalezeny sítě všesměrných trhlin. Šířka trhlin v těchto sítích je ve většině případů do 0,1 mm. V některých oblastech, při jihozápadním rohu haly, se však vyskytují i trhliny o šířce 0,3 mm, případně 0,4 mm. V jedné oblasti ve středním smršťovacím poli při východním okraji haly byly v síti trhlin nalezeny trhliny o šířce až 0,7 mm.
Vlastnosti betonu byly zjišťovány v odebraných jádrových vývrtech o průměru cca 100 mm. Kvalita betonu byla zjišťována na dvou zkušebních tělesech vyrobených z jádrových vývrtů JV 3 a JV 5, které byly odebrány mimo místa trhlin. Zjištěná válcová pevnost obou těles 43,0 MPa, resp. 40,9 MPa odpovídá požadavkům pevnostní třídy C 30/37.
Obr. 7: trhlina na odebraném vývrtu
Objemová hmotnost byla zjišťována na všech pěti jádrových vývrtech Průměrná objemová hmotnost betonu byla 2.319 kg/m3. Z výsledků lze vysledovat, že v případě jádrových vývrtů odebraných mimo místa trhlin (JV 3 a JV 5) je objemová hmotnost na úrovni 2.375 kg/m3 až 2.390 kg/m3, zatímco v případě vývrtů odebraných v místech trhlin (JV 1, JV 2 a JV 4) je o cca 100 kg/m3 nižší, a to na úrovni 2.256 kg/m3 až 2.291 kg/m3. Menší objemová hmotnost je pravděpodobně způsobena částečnou segregací kameniva (viz dále), protože objemová hmotnost hrubého kameniva je zpravidla větší než objemová hmotnost jemného tmelu. Spodní partie desky nebyly součástí vývrtů.
Na základě vizuální prohlídky pláště odebraných jádrových vývrtů lze konstatovat, že při výrobě betonu bylo použito ostrohranné hrubé kamenivo s maximálním zrnem 12 až 16 mm. Celkově lze množství kameniva v betonu popsat jako běžné. Beton se vizuálně jeví jako dobře zhutněný, s běžným množstvím pórů o velikosti maximálně 3 mm. Pláštěm jádrových vývrtů byly zasaženy drátky o kruhovém průřezu. Na povrchu podlahové konstrukce v místě všech jádrových vývrtů se nachází minerální vsyp šedé barvy v tloušťce cca 1 až 4 mm. Na plášti vývrtů byla zjištěna částečná segregace hrubého kameniva, kdy v partiích při povrchu betonové desky je množství hrubého kameniva v betonu významně menší, než v jádře desky. Segregace kameniva je patrná zejména u vývrtů JV 1, JV 2, JV 4 a JV 5. V případě vývrtu JV 3 je na plášti vývrtu patrná méně.
V jádrových vývrtech č. JV 1, JV 2 a JV 4, které byly odebrány v místech trhlin, bylo zjištěno, že trhliny zabíhají do hloubky pouze cca 2 mm. Trhliny končily vždy přibližně na rozhraní mezi vrstvou minerálního vsypu a vlastním betonem.
V případě posuzované podlahy je třeba zohlednit ustanovení ČSN 74 4505 „Podlahy – Společná ustanovení“, která v odstavci věnovaném minerálním vsypům uvádí: „Výskyt drobných smršťovacích mikrotrhlin ve vrstvě vsypu s šířkou do 0,1 mm (tzv. fajáns, krakeláž, crazing) je přirozenou vlastností hlazených vsypových povrchů, není funkční ani estetickou vadou.“ Tyto trhliny jsou průvodním projevem technologie minerálních vsypů a nepředstavují závadu podlahy, ani neohrožují její trvanlivost.
Obr. 8: segregace betonu
Z výše popsaných skutečností lze usuzovat, že příčinou vzniku trhlin v povrchu podlahové konstrukce je smršťování betonu. To je jeho přirozenou vlastností a pro zabránění nepříznivým důsledkům smršťování se provádí konstrukční opatření, jako včasné nařezání smršťovacích spár, dostatečné vyztužení desky, ošetřování betonu, správná skladba betonu apod. V případě posuzované podlahové konstrukce lze jako nejpravděpodobnější příčinu vzniku nadměrně širokých trhlin v podlaze uvést částečnou segregaci betonu. V jejím důsledku se při povrchu desky nachází beton s menším množstvím hrubého kameniva, tedy významně jemnější a tudíž náchylnější ke smršťování. Vzhledem k tomu, že trhliny nezabíhají do vlastního betonu, případně zabíhají pouze velmi mělko, je zřejmé, že smršťování betonu v jádře desky, které nepochybně také nastalo, se realizovalo rozevřením smršťovacích spár (jak je předpokládáno u správně provedené podlahy) a nikoliv vznikem posuzovaných trhlin. Z toho lze usuzovat, že vzniklé trhliny nejsou projevem nadměrné náchylnosti betonu v jádře desky ke smršťování. Tvar trhlin zároveň neodpovídá trhlinám, které vznikají v betonu při zanedbání jeho ošetřování, tj. při příliš rychlém vyschnutí betonu.
Trhliny vzniklé smršťováním přestavují divoké smršťovací spáry, ve kterých po odeznění smršťování již nedochází k pohybům. Riziko pro trvanlivost podlahové konstrukce, které v nich hrozí, je rovněž obdobné jako u řezaných smršťovacích spár, tj. olamování hran trhlin. Nalezené trhliny zasahují velmi mělko do podlahy a nepředstavují místa oslabení statické únosnosti podlahy.
Na základě zkušeností z posuzování podlah lze konstatovat, že trhliny do šířky 0,1 mm nepředstavují pro trvanlivost podlahy riziko. Za předpokladu provozu vysokozdvižných vozíků s kvalitními pneumatikami či pryžovými koly nepředstavují riziko ani trhliny do maximální šířky 0,4 mm. Trhliny v rozmezí šířek 0,1 mm až 0,4 mm však představují riziko možného olamování jejich hran při provozu těžkých paletových vozíků s malými kolečky, případně při používání vysokozdvižných vozíků s tvrdými koly.
Obvyklým způsobem opravy nežádoucích trhlin v podlaze je, obdobně jako u smršťovacích spár, vyplnění tuhou výplňovou hmotou s modulem pružnosti v intervalu 0,1 až 0,6 GPa, ideálně vhodně měkčenou epoxidovou pryskyřicí. Vzhledem k zašpinění podlahy pilinami a prachem bude třeba trhliny před vyplněním proříznout.
Závěr
Podlahové konstrukce průmyslových objektů jsou na první pohled konstrukce velmi jednoduché, s malým rizikem vzniku závažných poruch. Případné závady, na rozdíl od nosných konstrukcí staveb, v naprosté většině případů opravdu neohrožují uživatele staveb na životě nebo na zdraví. Přesto však je není možné bagatelizovat. Uživatele často omezují v užívání budovy, případně pro něj znamenají zkrácení životnosti postižené konstrukce a tím zhoršení efektivity prostředků vynaložených na stavbu. Pro dodavatele podlah jsou jejich závady nepříjemné zejména proto, že jsou velmi snadno zjistitelné a tedy často a úspěšně reklamované. Reklamace pak znamená, v lepším případě pouze odložení platby za práci, v horším případě slevu či dodatečné náklady na opravu. V některých případech pak je ještě hůře.
Rizika poruch podlah se nevyplatí podceňovat.
Floors are one of the most long complained structures. Described examples of industrial floors show still the same recurring faults and their causes. The text describes three examples of floors that the author recently assessed either at the initiative of the user of the object, or on the initiative of building contractor.