Tesnenie škár a prierazov bielych vaní
Biele vane sú konštrukcie, ktoré musia okrem nosnej funkcie spĺňať aj funkciu vodonepriepustnosti. Vodonepriepustnosť betónu sa zabezpečuje dodržaním konštrukčných, výrobných a technologických opatrení. Šírka trhlín, ktoré vzniknú v konštrukcii je kontrolovaná pomocu výstuže. V rámci výstavby však vznikajú v konštrukcii škáry (pracovné, dilatačné a riadené), ktoré musia byť rovnako vodonepriepustné. Škáry sú najcitlivejším miestom bielej vane a preto aj najviac priesakov vzniká práve v mieste škár. Správna voľba tesniaceho systému jednotlivých škár je základom pre návrh vodotesnej škáry. Príspevok sa zaoberá popisom rôznych systémov tesnenia škár a prestupov bielej vane.
1. Úvod
Termínom biele vane sa označujú konštrukcie, ktoré využívajú ako hydroizoláciu vodonepriepustnosť betónu. To znamená, že pre ich utesnenie proti vode nie je potrebná sekundárna ochrana povlakovou alebo náterovou hydroizoláciou. Škáry vznikajúce pri zhotovovaní bielych vaní sú najkritickejším miestom konštrukcie. Rozoznávame pracovné, dilatačné prípadne nepravé (riadené trhliny) škáry. Vytváranie a tesnenie škár je závislé od triedy využitia konštrukcie (A – prienik vody nie je prípustný, B – prípustný prienik vody v obmedzenom množstve) a od triedy namáhania (1 – tlaková voda, 2 – zemná vlhkosť). [1]
2. Druhy škár
2.1 Pracovné škáry
Pracovné škáry vznikajú v miesta prerušenia betonáže, na styku pracovných záberov. V závislosti od polohy rozoznávame [2]:
Obr. 1: Doska so soklom, pracovná škára posunutá do steny
- v rozsiahlych základových doskách, škáry rozdeľujúce dosku na menšie pracovné zábery,
- medzi základovou doskou a stenou,
- medzi jednotlivými pracovnými zábermi steny,
- medzi stenou a stropnou doskou,
- v rozsiahlych stropných doskách, škáry rozdeľujúce dosku na menšie pracovné zábery.
Výstuž rovnobežná s pracovnou škárou sa v mieste škáry zhustí, aby sa pri betonáži ďalšieho pracovného záberu zabezpečil prenos vzniknutých vynútených namáhaní. V prípade pracovných škár medzi základovou doskou a stenou sa odporúča zdrsnenie pracovnej škáry, prípadne z konštručného hľadiska posunutie pracovnej škáry vyššie do steny betonážou základovej dosky so soklom (Obr. 1).
Pracovnej škáry je možné vyhotoviť aj bez tesnenia, ak sú splnené nasledovné podmienky [2]:
![Obr. 2: Pracovná škára opatrená tesniacim plechom [3]](/docu/clanky/0205/020580o2.jpg)
Obr. 2: Pracovná škára opatrená tesniacim plechom [3]
- minimálna hrúbka prvku 300 mm pre triedu využitia A a triedu namáhania 2,
- autory [2] odporúčaju minimálnu hrúbku prvku 500 mm pre triedu využitia B a triedu namáhania 1,
- odstránenie cementového mlieka na povrchu pracovnej škáry deň po betonáži základovej dosky otryskovaní prúdom vody, aby sa odkryli zrná minimálne do hĺbky 3 mm,
- ošetrovanie betónu v oblasti pracovnej škáry stálym udržovaním vlhkosti do dosiahnutia pevnosti betónu na povchu minimálne 70 % charakteristickej hodnoty požadovanej pevnosti betónu; ošetrovanie chemickými látkami je neprípustné,
- kontrola správneho prevedenia pracovnej škáry pred betonážou ďalšieho pracovného záberu,
- stykovacia plocha by mala byť vlhká a bez nečistôt alebo zvyškov oddebňovacieho oleja,
- betón steny v mieste styku s maximálnym zrnom kameniva 8 mm.
2.2 Dilatačné škáry
Dilatačné škáry sú najkritickejším miesto konštrukcie, preto pokiaľ je to možné sa im treba v rámci bielych vaní vyhnúť. Ich úlohou je vyrovnávať pohyby dvoch alebo viacerých priľahlých konštrukcií, čím sa eliminujú účinky nerovnomerného sadania stavby. Pre tesnenie dilatačných škár sa musí určiť maximálna deformácia v mieste dilatácie pre výber vhodného tesniaceho systému.
2.3 Nepravé škáry
Nepravé škáry (riadené trhliny) slúžia na oslabenie prierezu betónovej konštrukcie na stanovených miestach, čím sa dosiahne vznik riadenej trhliny. Nepravé škáry sa používajú najmä v stenách pre zníženie vynútených napätí od objemových zmien. Pre dosiahnutie trhliny v mieste nepravej škáry je potrebné okrem oslabenia prierezu zmenšiť aj množstvo výstuže.
Pre vytvorenie funkčnej nepravej škáry (riadenej trhliny) je potrebné [2]:
- zvoliť vzdialenosti pracovných škár so zohľadnením obmedzenia pretvorení susednými prvkami,
- oslabiť betónový prierez minimálne o 1/3 hrúbky prierezu,
- zmenšiť množstvo výstuže prechádzajúcej cez škáru na staticky potrebnú plochu výstuže, množstvo výštuže by ale nemalo byť väčšie ako množstvo potrebné na obmedzenie šírky trhlín.
- výstuženie medzi nepravými škárami schopné preniesť ťahové napätia ku kontrole trhlín.
Okrem škár musia byť vodotesne zabezpečené aj všetky prestupy cez konštrukcie bielej vane.
3. Tesniace systémy
Pre tesnenie škár sa používajú rôzne typy tesnení [2]:
- elastomérové alebo termoplastické tesniace pásy
- tesniaci plech s/bez náteru
- tesniaca rúra
- kombinované pásy
- injektážne hadičky
- napučiavacie profily/pasty
- lepené tesniace pásy
- krížový teniaci plech
Podľa polohy sa rozlišujú vnútorné alebo vonkajšie tesnenia.
3.1 Tesniaci plech a krížový tesniaci plech
Tesniace plechy (Obr. 3) sú najčastejšie používaným tesniacim systémom, najmä z ekonomického hľadiska. Tesniace plechy je možné používať len na tesnenie pracovných škár. Osadzujú sa do vnútra prierezu, kde sa dajú relatívne ľahko upevniť. Musia sa zabezpečiť proti vyplávaniu, resp posunutiu počas betonáže. Tesniace plechy musia mať rozmery [2]:
- šírka tesniaceho plechu: minimálne 300 mm pri vodnom stĺpci do 10 m,
minimálne 250 mm pri vodnom stĺpci do 3 m,
minimálne 250 mm pri triede namáhania 2, - hrúbka tesniaceho plechu: minimálne 1,5 mm.
![Obr. 3: Tesniaci plech bez náteru [4]](/docu/clanky/0205/020580o4.jpg)
Obr. 3: Tesniaci plech bez náteru [4]
Tesniaci plech musí byť zabetónovaný do polovici svojej šírky v oboch spojovaných prvkov. Pri konštrukcií do šírky 400 mm sa odporúča osadanie plechu do osi prvku. Tesniace plechy sa spájajú lepením, zváraním, zoskrutkovaním alebo stlačením s tesniacou vložkou medzi spájanými plechmi.
Lepenie sa realizuje pomocou lepidiel na kov na báze epoxidovej živice. Kontaktné plochy musia byť očistené od korózii a mastnosty. Plechy s náterom je možné navzájom zlepiť bez potreby dodatočného lepidla.
Spájanie zváraním je možné pri prekrytí plechov na dĺžku 100 mm. Zvar musí byť na všetkých stykovaných dĺžkach.
Pri skrutkovaní musí byť spoj opatrený tesnením medzi plechmi.
3.2 Tesniace pásy
Tesniace pásy (Obr. 4) sa používajú k tesneniu dilatačných a pracovných škár. Tesniace pásy nesmú byť pri osadení do konštrukcie zdeformované a poškodené. Zabezpečenie polohy tesniacich pásov je zložitejšie ako tesniacich plechov nakoľko sú ohybnejšie a ľahko sa pri betonáži posunú, resp. zdeformujú. Šírka tesniacich pásov by mala byť minimálne 320 mm pri hrúbke konštrukcie väčšej ako 300 mm. Elastomerné tesniace pásy sú drahšie ako termoplastické. Elastomerné sú zo syntetického kaučuku, zatiaľ čo termoplastické z PVC alebo PE. Tesniace pásy sa spájajú zváraním (Obr. 5). Tesniace pásy môžu byť osadené na vonkajšiu hranu alebo do vnútra prvku. [2]
![Obr. 4: Vnútorný tesniaci pás [5]](/docu/clanky/0205/020580o6.jpg)
Obr. 4: Vnútorný tesniaci pás [5]
![Obr. 5: Spoj tesniacich pásov v styku dvoch pracovných škár [6]](/docu/clanky/0205/020580o8.jpg)
Obr. 5: Spoj tesniacich pásov v styku dvoch pracovných škár [6]
3.3 Injektážne hadičky
![Obr. 6: Injektážne hadičky v pracovnej škáre medzi doskou a stenou [7]](/docu/clanky/0205/020580o10.jpg)
Obr. 6: Injektážne hadičky v pracovnej škáre medzi doskou a stenou [7]
Používajú sa na tesnenie pracovných škár. Poloha injektážnych hadičiek (Obr. 6) musí byť zabezpečená prípojkami, úchytkami vo vzájomnej vzdialenosti maximálne 150 mm. Injektážne hadičky sa osádzajú vo vzdialenosti 1/3 až 1/2 hrúbky prvku od vodou atakovanej strany minimálne však 50 mm od hrany. Injektážny materiál je napr. polyuretán, epoxid, cementová suspenzia alebo cementová pasta. Polyuretán sa používa pri potrebe pružného utesnenia škár. Ostatné materiály nie sú po zatvrdnutí pružné, vytvárajú pevné spojenie.
3.4 Tesniace rúry
![Obr. 7: Tesniace rúry v spriahnutej stene [8]](/docu/clanky/0205/020580o12.jpg)
Obr. 7: Tesniace rúry v spriahnutej stene [8]
Používajú sa pri vytváraní nepravých škár, kedy je prierez oslabený samotnou tesniacou rúrou. Materiál rúry je PVC. Rúry (Obr. 7) sa vyrábajú v rôznych priemeroch pre rôzne hrúbky stien. Sú vhodné taktiež na tesnenie škár prefabrikovaných panelov spriahnutých stien. Rúry sa napájajú vo vodorovných škárach na tesniace plechy a pásy narezaním rúry (Obr. 8).
![Obr. 8: Detail napojenia tesniacej rúry na tesniaci pás [9]](/docu/clanky/0205/020580o14.jpg)
Obr. 8: Detail napojenia tesniacej rúry na tesniaci pás [9]
3.5 Tesnenie prestupov
Pri prestupoch potrubí cez konštrukciu musia byť tieto vedené kolmo na stenu (Obr. 9) alebo základovú dosku (Obr. 10). Potrubia sa najčastejšie vedú v chráničkách, ktoré musia byť opatrené tesniacim systémom. Po osadení potrubia sa priestor medzi chráničkou a potrubím vyplní vodonepriepustnou zálievkou na báze cementu alebo epoxidu.
![Obr. 9: Detail tesnenia prestupu potrubia stenou pre káble [10]](/docu/clanky/0205/020580o15.jpg)
Obr. 9: Detail tesnenia prestupu potrubia stenou pre káble [10]
![Obr. 10: Riešenie tesnenia prestupu potrubia doskou [11]](/docu/clanky/0205/020580o17.jpg)
Obr. 10: Riešenie tesnenia prestupu potrubia doskou [11]
Poďakovanie
Táto práca vznikla s podporou výskumného projektu VEGA č. 1/0645/20 „Navrhovanie a zosilňovanie betónových konštrukcií na trvanlivosť“.
Literatúra
- BILČÍK, J. a kol.: Smernica pre navrhovanie vodonepriepustných betónových konštrukcií – Biele vane (SmeBV), Bratislava, SKSI 2012.
- LOHMEYER, G. – EBELING, K.: WEISSE WANNEN Einfach und Sicher, 11. vydanie, Düsseldorf: Verlag Bau+Technik GmbH, 2018, 586 s., ISBN 978-3-7640-0623-5.
- TEBAU.[online produktový list]
https://www.tebau.sk/produkty/spotrebny-material/izolacne-prvky/tesnenie-skar/debniaci-a-tesniaci-krizovy-plech/ - Bauexpertenforum.[online fórum] https://www.bauexpertenforum.de/threads/fugenblech-wu.76288/
- Bauplus GmbH [online produktový list] https://www.bauplus.it/de/referenzen/22-bad-salomonsbrunn-antholz.html
- ITB GARY GmbH [online produktový list] https://itbgary.at/leistungen/fugenbaender/
- REM-mix [online produktový list] http://www.rem-mix.pl/galeria5.html
- HOHMANN, R.: Elementwände im Drückenden Grundwasser, Fraunhofer IRB Verlag, ISBN 978-3-8167-9308-3
- HOHMANN, R.: Elementwände im drückenden Grundwasser. Diskrepanz zwischen Theorie und Praxis?, Berlín, In: Beton- und Stahlbetonbau 102 (2007), Heft 12, s. 848–858, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/best.200700590, ISSN: 1437-1006
- Bauhandwerk [online produktový list] https://www.bauhandwerk.de/artikel/bhw_2018-09_Kabuflex_System-fuer_die_Druckwasserdichte_Hauseinfuehrung_3221689.html
- Frank GmbH [online produktový list]
https://www.frank-gmbh.de/en/product-groups/Geosynthetics/FRANK-puddle-flanges.php
Příspěvek se zaměřuje na dílčí aspekt provádění tzv. bílých van, tedy vodotěsných železobetonových monolitických konstrukcí, které postrádají sekundární hydroizolaci. Těsnicím systémem je u bílých van samotná železobetonová konstrukce, a to jak základové desky, tak i monoliticky navázaných obvodových stěn. Tato technologie se rozvíjela zejména v Německu od 90. let minulého století a byla reakcí na situaci, kdy u hlubokých a často rozsáhlých suterénů budov, realizovaných pod hladinou spodní vody, bylo velmi obtížné provádět standardní hydroizolační systémy, založené obvykle na spojování (svařování) asfaltových nebo umělohmotných hydroizolačních pásů. Při velkém plošném rozsahu těchto hydroizolací i s ohledem na nemožnost zcela stoprocentní kontroly těsnosti svarů docházelo velmi často k selhání těchto systémů, které jsou však po uvedení objektu do provozu prakticky neopravitelné. Kromě toho i identifikace problémového místa byla na rubové straně obvodové stěny prakticky nemožná. V případě bílých van je situace při eventuálních lokálních průsacích výrazně jednodušší vzhledem k tomu, že místo průniku/průsaku vody je na vnitřním líci jasně identifikovatelné a v této oblasti je pak možné zasáhnout přiměřenou sanací. Ani bílé vany však nejsou zcela jednoduchou a bezproblémovou technologií. Při betonáži, která se musí odehrávat postupně po jednotlivých pracovních záběrech, vznikají ve zdánlivě monolitické konstrukci pracovní spáry, které mohou být zdrojem průsaků vody. Problémy vytváří obvykle i provádění jakýchkoliv prostupů.
Posuzovaný příspěvek se zaměřuje právě na tuto problematiku, která je jedním z dílčích aspektů, jejichž správné provedení souvisí s úspěšnou realizací bílé vany. Druhým neméně podstatným aspektem je okolnost, že v konstrukci musí být eliminovány trhliny, kterými by podobně jako pracovními spárami mohlo docházet k průniku vody. Tato problematika však souvisí spíše se statickým návrhem a technologií provedení. V případě pracovních spár je k dispozici řada materiálů/výrobků, které zdánlivě zcela jednoduše a bezproblémově umožňují pracovní spáry těsnit. Ideální zobrazení těchto prvků na výkresech je však in situ obtížně proveditelné. U všech naznačených technologických opatření je proto nedílnou a nejpodstatnější součástí realizace pečlivost instalace těchto prvků do armované železobetonové konstrukce a udržení těchto prvků v optimální poloze i při betonáži, kdy dochází v důsledku pohybu betonové směsi často k jejich deformaci.
Příspěvek je nepochybně užitečný tím, že seznamuje širší odbornou veřejnost se škálou jednotlivých variant. Současně je však třeba zdůraznit, že čím jednodušší je navrhovaný těsnicí systém, tím se výrazně zvětšuje jeho šance na správnou instalaci, a tím i na jeho vyhovující funkčnost. Nedílnou součástí těsnění pracovních spár není jen návrh či výběr vhodného těsnicího systému, ale zejména důsledná pečlivá kontrola jeho instalace, a to těsně před návaznou betonáží.
White tanks are structures which, in addition to the load-bearing function, must also have the function of watertightness. Watertight of the concrete is ensured by adherence to design, production and technological measures. The width of the early-age cracks that former in the structure is controlled by the reinforcement. During construction, however, joints (expansion, construction and control) are created in the structure, which must also be watertight. The joints are the most sensitive place of the white tank and therefore the most leaks are created at the point of the joints. The correct choice of the joint sealing system is the basis for the design of the watertight joint. The paper deals with the description of various joint seal and pipes through of the white tank.