Asfaltové izolační pásy pro izolaci mostů v České republice – fyzikální a mechanické vlastnosti

• Foto

ÚVOD
V současné době dochází k zvyšování cen vstupních surovin pro výrobu AIP a zároveň je snaha o snížení nákladů na výrobky. Je tedy všeobecnou tendencí pohybovat se u výrobků na hranici deklarovaných parametrů, a nebo přímo pod ní. Před přibližně 2,5 rokem vstoupila v platnost EN 14695 [1] a ČSN 736242:2010 [2], která v tabulce 4 specifikuje požadavky na asfaltový izolační pás (AIP). Pro část výrobců bylo nutné na toto vydání zareagovat úpravou některých parametrů. Jednalo se především o ohebnost za nízkých teplot.

Cílem tohoto příspěvku je ukázat, kde se pohybují hodnoty vybraných parametrů u asfaltových izolačních pásů, které se aplikují na mosty v České republice a kde se nachází jakýsi standart pro daný parametr dle této normy.

AIP, které se používají při izolaci mostů, musí být součástí izolačních systémů, které jsou schválené Ministerstvem dopravy. Přehled schválených izolačních systémů je na stránkách Ředitelství silnic a dálnic [6].

Nejedná se tedy o porovnání, zda daný výrobce dodržuje deklarované parametry dle technického listu, ale zda jsou dodržovány požadavky normy ČSN 736242:2010 [2]. Cílem je tak nalézt jakýsi standart pro daný parametr a vlastní asfaltový izolační pás.

METODIKA A MATERIÁL
Pro testování bylo vybráno celkem 7 AIP, které se používají pro jednovrstvé aplikace na izolaci betonových mostovek. Následující soubor je dle rozdělení pásů v ČSN 736242:2010 [2]. Celkem 4 pásy jsou s hrubozrnným posypem a 3 pásy s jemnozrnným posypem nebo bez posypu. Ve vybraném souboru jsou 4 výrobky s hmotou plastomerického charakteru a 3 s hmotou elastomerického charakteru. Vzhledem k tomu, že ČSN 736242:2010 [2] nerozděluje požadavky na AIP dle typu asfaltové hmoty, jsou všechny výrobky v jedné skupině. Norma [2] naopak rozděluje výrobky podle tloušťky a tak jsou pásy rozděleny do dvou skupin dle povrchové úpravy (viz tabulka 1). Například v STN 736242:2010 [3] jsou stanoveny požadavky tloušťky bez povrchové úpravy. Právě tloušťka je jedním ze čtyř sledovaných parametrů. Dalšími třemi jsou typ nosné vložky, pevnost v tahu a tažnost. Zkoušky byly prováděny dle ČSN 736242:2010 [2], EN 1849-1 [3] a EN 12311-1 [4].

Tabulka 1 – Kvalitativní požadavky na asfaltové izolační pásy dle [2]

Tloušťka asfaltového izolačního pásu
Měření tloušťky bylo prováděno v souladu s ČSN 736242:2010 [2], EN 1849-1[3].

Z role pásu se vyřízne zkušební těleso šíře min. 100 mm kolmo na délku pásu. Vzorek se temperuje min. 20 h při teplotě 23 ± 2 °C. Na zkušebním tělese se rovnoměrně označí 10 bodů, na kterých se změří tloušťka. První bod je 100 mm od okraje pásů. Na tomto zkušebním tělese se provede vlastní měření tloušťky. Z praktického hlediska, kdy je složitá manipulace s pruhem pásu, je tento pruh rozřezán na 10 ks, které se postupně měří vždy ve svém středu. Přístroj pro měření tloušťky má přesnost 0,01 mm a vyvine tlak na povrch pásu nejméně 20 kPa. Měřící plochy čelistí přístroje jsou rovné a mají průměr 10 mm (viz obr. 2). Výsledkem zkoušky je aritmetický průměr z 10 jednotlivých měření zaokrouhlený s přesností na 0,1 mm.

Druh výztužné vložky
Druh nosné vložky se zjišťuje dle zkušebního postupu dle ČSN 50 3602 [8]. Jedná se o extrakci materiálu trichloretylenem, kdy se od sebe oddělí jednotlivé složky AIP. Na konci extrakce zůstávají, plniva, posypy a nosná vložka. Extrakcí se běžně využívá pro stanovení množství plniv a množství posypu.

Pro extrakci se připravují 2 vzorky pásu 50 × 100 mm. Použije se již zvážené zkušební těleso z plošné hmotnosti, které se rozpůlí a zváží. Ta část, která je nejbližší plošné hmotnosti pásu, se použije pro extrakci. Jako výsledek se považují hodnoty získané z této poloviny.

Oba vzorky se zabalí do extrakční patrony a vloží do extrakčního nástavce. Extrakce je ukončena, je-li roztok v extrakčním nástavci bezbarvý. Poté se vzorky vyjmou a uloží se na 30 až 60 minut do digestoře nebo do volného prostředí mimo laboratoř. Po vyprchání rozpouštědla se vzorek vloží do sušárny nejméně na 40 minut. Po vysušení se vzorky vkládají do exikátoru pro odstranění zbytků vlhkosti. Po dokonalém vysušení se vzorky vyjmou z exikátoru a zváží. Vzorek se rozbalí, vysypou se plniva, posypy a zváží se nosná vložka.

Pevnost v tahu
Zkoušky byly prováděny dle ČSN 736242:2010 [2], EN 12311-1[4]. Tato norma [4] stanovuje maximální hodnotu tahové síly pro vzorek pásu dosažený v průběhu zkoušky a hodnotu protažení při této síle. Odběr vzorků, příprava a zkušební postup je přesně specifikován dle EN.

Trhací stroj musí vyvinout sílu minimálně 2000 N. Světlá vzdálenost mezi čelistmi je (200 ± 2 ) mm. Šířka upínacích čelistí musí být větší než 50 mm. Vzorky jsou odebrány dle příslušné normy. Je zkoušeno 5 zkušebních těles v podélném a 5 v příčném směru. Šířka zkušebního tělesa je 50 ± 0,5 mm. Vzorek je temperován nejméně po dobu 20 h při teplotě (23 ± 2) °C a relativní vlhkosti (50 ± 20) %. Zkouška se provádí při teplotě (23 ± 2) °C. Rychlost oddalování čelistí je (100 ± 10 ) mm/min. Při hodnocení se vypočítá aritmetický průměr z platných měření. Neplatné je měření, při kterém se zkušební těleso přetrhne ve vzdálenosti do 10 mm od čelistí nebo se vysune z čelistí o více jak 2 mm u vzorků tl. víc jak 3 mm. Průměrná hodnota se zaokrouhlí s přesností na 5 N.

Tažnost
Zkušební postup je dle EN 12311-1[4], odpovídá tedy zkoušce Pevnost v tahu. Průměrná hodnota se zaokrouhlí s přesností na 1 %.

VÝSLEDKY ZKOUŠEK
Tloušťka asfaltového izolačního pásu
Všechny zkoušené AIP požadavky normy [2] splnily. V případě pásů s jemnozrnným posypem jsou výsledky min. o 20 % vyšší. Všechny pásy zároveň splňují požadavky deklarované výrobci (viz graf 1).

Druh výztužné vložky
U všech AIP byl jako nosná vložka použit polyester. U čtyř výrobků byl použit podélně vyztužený, u tří nosná vložka vyztužena nebyla. Vyztužení v podélném směru bylo provedeno skelným vláknem. Zjištění přesné plošné hmotnosti je problematické vzhledem k tomu, že část plniv vždy zůstává v nosné vložce. Vyčištění nikdy není dokonalé. Plošná hmotnost nosné vložky je tedy odhadnuta na základě výsledku z extrakce a pevnosti pásu (viz tabulka 2).

Pevnost v tahu
Požadavek [2] splňují všechny AIP. Dva z AIP dosahují jiných výsledků než ostatní AIP. Pevnost v podélném a příčném směru je srovnatelná. Jeden z těchto AIP dosahuje výsledků na hranici požadavků normy, přesto podmínky splňuje. U ostatních AIP převyšuje pevnost v podélném směru pevnost v příčném směru. Parametry AIP jsou v příčném směru překročeny min. o 18 %. V podélném směru jsou překročeny o více než 30 % (viz graf 2).

Tažnost
Požadavek [2] splňují všechny AIP. Jeden z výrobků se výsledkům vymyká, přesto podmínky splňuje. Parametry jsou u většiny AIP bez rozdílu směru překročeny o více než 40 % (viz graf 2 a tabulka 1).

Tabulka 2 – Druh výztužné vložky pro příslušné vzorky

DISKUZE
Tloušťka asfaltového izolačního pásu
Splnění požadované tloušťky [2] a deklarovaných parametrů je trochu překvapením. Důvodů je ale možné nelézt celou řadu. Především se jedná o nejlépe měřitelný parametr pro zákazníka. Silný AIP se vždy dobře prodává. Další z možných příčin je umístění nosné vložky. Největších tlouštěk dosahovaly AIP, které neměly nosnou vložku umístěnou pod povrchem, ale pouze v horní polovině AIP.

Druh výztužné vložky
V současné době je pro zajištění požadovaných parametrů [2] k dispozici pouze jediný materiál – polyester. Z hlediska aplikace při vysokých teplotách – ochranná vrstva
z litého asfaltu (MA) se vyztužení jeví jako vhodnější varianta. Žádný AIP nebyl vyztužený v obou směrech, což je zajímavé. Vyztužením je zajištěna stabilita AIP. V podmínkách, kdy je na AIP kladena vrstva litého asfaltu (MA) nebo asfaltobetonu (AC) a dochází ke spojení AIP s touto vrstvou, nehraje rozměrová stálost zásadní roli. Důležitá je její rozměrová stabilita do doby pokládky těchto vrstev.

U všech AIP byly použity nosné vložky s vyšší plošnou hmotností než 180 g/m². Tuto plošnou hmotnost ukládá například STN 736242 [3]. Důvodem pro použití této nosné vložky budou ekonomické důvody. Při použití takovéto nosné vložky se při určité ceně nosné vložky a asfaltové hmoty sníží spotřeba asfaltové hmoty a tím i náklady na AIP.

Pevnost v tahu
Výsledky ukazují na používání PES nosných vložek vyšších gramáží. Viz předchozí bod. Dosažené parametry bohužel nekorespondují s vyztužením nosné vložky. Jeden z pásů – se srovnatelnými pevnostmi v příčném a podélném směru – byl vyztužený v podélném směru, druhý vyztužený nebyl.

Tažnost
Výsledky ukazují na používání PES nosných vložek vyšších gramáží. Viz předchozí body. Jeden z pásů se pohyboval na hranici požadavků [2]. Tyto výsledky jsou pravděpodobně způsobeny jinou technologií výroby nosné vložky.

ZÁVĚR
Proti předpokladu byly všechny parametry dodrženy. Především tloušťka u AIP byla dostatečná a překračovala požadované parametry. Dodržení tloušťky je možné odvodit z větších plošných hmotností nosných vložek. AIP používané v České republice pro jednovrstvou izolaci betonových mostovek tak u sledovaných vlastností vysoce překračují požadované parametry. Pokud bychom vypočítali aritmetický průměr pro daný parametr z jednotlivých parametrů u každého AIP, dostaneme průměrnou hodnotu daného parametru AIP používaného v České republice na mostech. Jedná se sice o zkreslení díky tomu, že pásy mají různé hmoty, z hlediska normy [2] však pro ně platí stejné požadavky. Výsledky viz tabulka 3. Zde, v této části článku, je uvedena pouze část parametrů. Pro konečné vyhodnocení je nutné zohlednit všechny parametry.

Tabulka 3 – Průměry měření pro jednotlivé sledované parametry

POUŽITÉ ZDROJE:
[1] ČSN EN 14695:2010. Hydroizolační pásy a fólie – Asfaltové pásy pro hydroizolaci betonových mostovek a ostatních pojížděných betonových ploch – Definice a charakteristiky. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2010-05-01. Třídící znak 727605.
[2] ČSN 736242:2010. Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2010-04-01. Třídící znak 736242.
[3] STN 736242:2010. Vozovky na mostoch pozemných komunikácií. Navrhovanie a požadavky na materiály. Bratislava: Slovenský ústav technickej normalizácie. 2010-05-01. Třídící znak 736242.
[4] ČSN EN 1849-1:2000. Hydroizolační pásy a fólie – Stanovení tloušťky a plošné hmotnosti- Část 1: Asfaltové pásy pro hydroizolaci střech. 1. vyd. Praha: Český normalizační instutut, 2000-11-01. Třídící znak 727641.
[5] ČSN EN 12311-1:2000. Hydroizolační pásy a fólie – Část 1: Asfaltové pásy pro hydroizolaci střech – Stanovení tahových vlastností. Praha: Český normalizační instutut, 2000-11-01. Třídící znak 727637.
[6] http://www.rsd.cz/doc/Technicke-predpisy/prehled-schvalenych--hydroizolacnich-systemu-mds-cr 
[7] PLACHÝ, J.PETRÁNEK, V. Praktické zkušenosti výrobce AIP s ČSN EN 14695:2010. 22.konference hydroizolace a vozovky na mostech. Brno : Akademické nakladatelství CERM,2010. ISBN 978-80-87342-13-8.
[8] ČSN 50 3602:1967. Zkoušení krytinových a izolačních materiálů v rolích. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 1967-10-01. Třídící znak 503602.

Asphalt Insulation Bands for Insulation of Bridges in Czech Republic – Physical and Mechanical Properties
This post shows where the values of selected parameters vary AIP, which are used for the isolation of concrete bridge decks in the Czech Republic. This is not a comparison, whether the product meets the declared parameters, but rather whether the requirements of the standard CSN 73 6242:2010, but where there is a kind of standard for that parameter.

Autor

• Ing. Plachý Jan Ph.D.