Hydrofobizace v mostním stavitelství

• Foto

HYDROFOBNÍ IMPREGNACE
Hydrofobní impregnace jsou z podstaty silikony. Základním stavebním kamenem je oxid křemičitý a další organické sloučeniny, které určují výsledné vlastnosti impregnace. Oxid křemičitý zajišťuje přídržnost k podkladu, který jej rovněž obsahuje. Organické sloučeniny zůstávají na povrchu, jsou pevně zakotveny do podkladu, a výrazně mění smáčivost povrchu kapilár.

Tím, jak snižují nasákavost povrchu vůči vodě, působí jako ochrana vůči vnikání chloridů a při tom zůstávají paropropustnými. Vlivem UV záření a abrazí vody, kdy dochází k rozpadu organických součástí, se schopnost odpuzovat vodu snižuje. Nejdůležitějším kritériem trvanlivosti je hloubka penetrace.

Hydrofobní impregnace, použití, klasifikace a zkoušení jsou popsány v harmonizované normě ČSN EN 1503-2. Zde jsou používány jako ochrana proti vnikání (zásada č. 1, metoda 1.1), ovlivnění vlhkosti (zásada 2, metoda 2.1) a zvýšení odporu (zásada 8, metoda 8.1). Norma dělí hydrofobní impregnace kromě jiného dle hloubky penetrace a to do dvou tříd:

• I.třída – hloubka penetrace < 10 mm (normový beton, w/c = 0,7),
• II. třída – hloubka penetrace > 10 mm.

Dalším předpisem popisujícím problematiku je TKP ŘSD kapitola 31 – Opravy betonových konstrukcí. Zde se impregnace nacházejí v ochranném systému S1 samostatně a v systému S2 v kombinaci s ochranným nátěrem. Tento předpis nechává na projektantovi, jakou technologii zvolí. Jestli silanovou nebo siloxanovou. Mezi nimi jsou ale podstatné rozdíly, které dále předpis neřeší.

CHEMICKÉ BÁZE
V zásadě existují tři technologie hydrofobních impregnací.

Silikonát
Malá, ale polární molekula nedosahuje výrazné hloubky penetrace – třída I. Nevhodné na beton. Nepoužívá se v mostním stavitelství.

Siloxan
Velká molekula, malá hloubka penetrace – třída I. Vhodné na většinu podkladů vč. betonu. Funguje jako dočasná chloridová brzda, není vhodné pro trvalé zatížení CHRL (chemické rozmrazovací látky).

Silan
Malá molekula, velká hloubka penetrace – třída II: Vhodné pouze na beton. Funguje jako trvalá chloridová bariéra, výrazně ovlivňuje vliv CHRL a díky velké hloubce penetrace brání vnikání chloridů i trhlinami do 0,4 mm.

REFERNCE - DÁLNIČNÍ MOST VCHYNICE
Prvním významným projektem v ČR, kde byla použita silanová hydrofobní impregnace, je dálniční most na dálnici D8, stavba 0805, SO B 202, most Vchynice.

Účelem použití impregnace bylo zajištění dlouhodobě nízké nasákavosti betonu a zvýšení jeho odolnosti vůči CHRL. Požadavkem bylo, aby navržená ochrana byla dlouhodobá a bezúdržbová. Beton třídy C 80/95 vykazoval velmi těsnou strukturu a aby byla dosažena plánovaná hloubka penetrace 6 mm, byla navržena silanová (II.třída) hydrofobní impregnace s podílem aktivní složky 99 % – Sikagard-705L.

Cílem průkazních zkoušek bylo stanovit celkovou spotřebu materiálu Sikagard-705L a počet aplikačních kroků tak, aby byla dosažena cílová hloubka penetrace 6 mm, kdy je zaručena dlouhodobá životnost ochrany (více než 10 let). Byla ověřena funkčnost ochrany v této spotřebě zkoušením nasákavosti povrchu a cyklováním s CHRL metoda C. Zkoušky zajišťoval Kloknerův ústav ČVUT, který prováděl i kontrolní zkoušky nasákavosti na konstrukci.

Mostní objekt se bude průběžně sledovat na účinnost ochrany kontrolními zkouškami nasákavosti a tím se stanoví termín obnovy impregnace.

Aplikace z vysokozdvižných plošin probíhala v srpnu 2011 nástřikem 4 vrstev s celkovou spotřebou 400 g/m², která byla důsledně kontrolována odvažováním používaného materiálu pro určitou plochu. Ošetřené plochy byly zdokumentovány, neboť po vyschnutí je hydrofobní impregnace vizuálně neidentifikovatelná. Materiál je méně citlivý na klimatické podmínky, v případě vyšší vlhkosti podkladu pomaleji do něj zasakuje.

Hloubkově penetrující hydrofobní impregnace mohou prodloužit životnost v mostním stavitelství tím, že účinně brání vnikání všech vodou rozpustných agresivních látek jako chloridy, nebo sírany.

Zkušeností z praxe je mnoho a ukazují na zvýšení odolnosti po ošetření. Ukazuje se, že produkty s nízkým obsahem aktivních látek, nebo malé spotřeby ve výsledku nepenetrují dostatečně do betonu a ztrácejí rychle své účinky vlivem působení prostředí.

Vhodnost toho či kterého produktu by měla být určena podmínkami konkrétního projektu. Průkazní zkoušky, by měly být provedeny vždy a měly by stanovit spotřebu zaručující cílovou hloubku penetrace.

V mostním stavitelství v ČR by hydrofobní impregnace měly být vždy označeny značkou CE dle ČSN EN 1504-2 a měly by odpovídat třídě II.(hloubka penetrace), pokud mají plnit funkci ochrany vůči CHRL a mrazovým cyklům.

Hydrophobicity in Bridge Engineering
Hydrophobic impregnations in bridge engineering are often used as a protection of reinforced-concrete constructions. Most frequently, they provide complex protection against water and aggressive substances dissolved in it in combination with protecting coating. However, hydrophobic impregnation alone can last more than 10 years. As practise has shown so far, only impregnations with a shorter lifetime due to lower initial costs are used, although their lifetime is disproportionately shorter.

Autor

• Ing. Schönfelder Daniel