Nasákavost asfaltových izolačních pásů pro izolaci betonových mostovek

• Foto

1. ÚVOD
Voda v kapalném a plynném skupenství v izolačním systému mostovky může být zdrojem poruchy a následného poškození celého souvrství. Důsledkem jsou např. boule na vozovce, které se objeví až na obrusné vrstvě vozovky.

Mimo řady dalších zdrojů se voda do izolačního systému může dostat i v podobě vody, která je obsažena v asfaltových izolačních pásech (AIP). Do struktury AIP může voda pronikat během procesu výroby, ale také během skladování před vlastní aplikací. Právě obsahem vody v hotových AIP se zabývají dva zkušební postupy. Starší uvedený v ČSN [5] a novější uvedený v EN [4] . Požadavky, které jsou kladeny obecně na AIP jsou 1,5 % hmotnostní nasákavost. Přehled viz tab. 1.

Tab. 1 – Kvalitativní požadavky na asfaltové izolační pásy dle [2], [3], [4], [5]

Tento příspěvek se tedy zabývá porovnáním dvou metodik, které zjišťují hmotnostní nasákavost u AIP.

2. METODIKA A MATERIÁL
AIP, které se používají při izolaci mostů a silnic na dálnicích a silnicích I. třídy musí být součástí izolačních systémů, které jsou schválené Ministerstvem dopravy. Přehled schválených izolačních systémů je na stránkách Ředitelství silnic a dálnic [7].

Pro testování bylo vybráno celkem 7 AIP, které se používají pro jednovrstvé aplikace na izolaci betonových mostovek.

Následující soubor je dle rozdělení AIP v ČSN 736242:2010 [2]. Celkem 4 AIP jsou s hrubozrnným posypem a 2 AIP s jemnozrnným posypem a jeden AIP je bez posypu. Ve vybraném souboru jsou 4 AIP s hmotou plastomerického charakteru a 3 s hmotou elastomerického charakteru. Základní charakteristiky pro zkoušku nasákavosti jsou popsány v tab. 2. Všechny AIP měly nosnou vložku impregnovánu asfaltovou hmotou.

Tab. 2 – Vybrané charakteristiky zkušebních vzorků

Předmětem porovnání jsou dvě zkoušky. Jedná se o zkoušky nasákavost vodou po 28 dnech dle ČSN EN 14223 [4] a nasákavost po 24h dle ČSN 503602 [5] .

2.1. Nasákavost vodou po 24 hodinách.
Nasákavost se stanovuje dle zkušebního postupu dle ČSN 503602 [5]. Pro zjištění nasákavosti se zkušební těleso ponoří na 24 hodin do vodní lázně o teplotě 20 +/–2 °C. Pro zkoušku se používají 3 zkušební tělesa o rozměru 100 x 100 mm. Před vložením do vodní lázně se jemným otřením zbaví volného posypu a uváží se s přesností 0,01 g. Po 24 h se vzorky z lázně vyjmou a osuší mezi filtračními papíry (80 – 100 g/m²) tak, aby nebyly na povrchu lesklé mokré skvrny, a ponechají se mezi filtračními papíry. Zkušební tělesa musí být zváženy do 8 min. po vyjmutí z vodní lázně při teplotě vzduchu 20 + /– 2 °C a relativní vlhkosti 65 +/– 5 %.

Nasákavost asfaltových pásů se vyjadřuje jako procenta a to jako poměr rozdílu hmotnosti zkušebního tělesa po ponoření do vody – hmotnost zkušebního tělesa před ponořením do vody ku hmotnosti zkušebního tělesa před ponořením do vody. Poměr rozdílu hmotností k hmotnosti zkušebního tělesa před ponořením do vody vyjádřený v procentech je nasákavost AIP. Výsledek zkoušky je průměrnou aritmetickou hodnotou třech jednotlivých hodnot.

2.2. Nasákavost vodou po 28 dnech
Nasákavost se stanovuje dle zkušebního postupu dle ČSN EN 14223 [4]. Pro zjištění nasákavosti se zkušební těleso ponoří na 28 dní do vodní lázně o teplotě 23 +/– 3 °C. Zjistí se hmotnost před ponořením a po jejich jejich vyjmutí z vody. Pro zkoušku se používá 5 zkušebních těles o rozměru 200 x 200 mm. Před zvážením se ze zkušebních těles musí odstranit veškerý volný posyp. Po vyjmutí z vodní lázně se zkušební tělesa temperují po dobu 5 h při teplotě (23+/– 3) °C a relativní vlhkosti (50 +/– 5) %. Po uplynutí této doby se zváží.

Nasákavost asfaltových pásů se vyjadřuje jako procenta a to jako poměr rozdílu hmotnosti zkušebního tělesa po ponoření do vody – hmotnost zkušebního tělesa před ponořením do vody ku hmotnosti zkušebního tělesa před ponořením do vody. Poměr rozdílu hmotností k hmotnosti zkušebního tělesa před ponořením do vody vyjádřený v procentech je nasákavost AIP. Výsledek zkoušky je průměrnou aritmetickou hodnotou pěti jednotlivých hodnot.

2.3. Porovnání zkušebních postupů
Zkušební normy pracují s výrazně jinými zkušebními tělesy a liší se počet zkušebních těles. Plocha všech zkušebních těles dle [5] dosahuje 13 % zkušebních těles dle [4], obvod, který dosahuje 30 %. Norma [5] pracuje pouze se třemi zkušebními tělesy, zatímco [4] s pěti zkušebními tělesy. Mimo délky temperování je také rozdíl v přípravě zkušebních těles před vážením po vyjmutí z vodní lázně. V případě [5] jsou zkušební tělesa osušena filtračním papírem a musí být zvážena do 5 minut od vyjmutí z vodní lázně. U druhé zkoušky dle [4] mají vzorky možnost po dobu 5 h vysychat při teplotě 23 +/– 3 °C.

Tab. 3 – Porovnání zkušebních postupů, zdroj: [4], [5]

3. VÝSLEDKY ZKOUŠEK
3.1. Nasákavost vodou po 24 hodinách
AIP dosáhly hodnot hmotnostní nasákavosti od 0,25 do 1,32 % (viz graf 1). Hodnotu nasákavosti ovlivňuje především povrchová úprava pásů a typ nosné vložky. Pásy s hrubozrnným posypem dosáhly nasákavosti 0,6 – 1,6 % s průměrnou hodnotou 0,94 %. Pásy s jemnozrnným posypem 0,25 – 0,28 % s průměrnou hodnotou 0,27. AIP s geotextilií na horním povrchu dosáhl nasákavosti 0,7 %.

3.2. Nasákavost vodou po 28 dnech
AIP dosáhly hodnot hmotnostní nasákavosti od 0,4 % do 1,6 % (viz graf 1). Pásy s hrubozrnným posypem dosáhly nasákavosti 0,6 – 1,3 % s průměrnou hodnotou 0,6 %. Pásy s jemnozrnným posypem 0,27 % s průměrnou hodnotou 0,4 %. AIP s geotextilií na horním povrchu dosáhl nasákavosti 1,3 %.

4. DISKUZE
Na základě výsledků lze konstatovat, že AIP jsou málo nasákavé. S výjimkou jednoho měření (které představuje 7%) měly všechny vzorky hmotnostní nasákavost nižší než 1,5 %. O nasákavosti rozhoduje povrchová úprava a nosná vložka, která je na hraně zkušebního tělesa volně přístupná. Jaká je nasákavost nosné vložky je ovlivněno typem, plošnou hmotností nosné vložky, typem a stupněm impregnace. V případě AIP pro izolaci mostovek se používá asfaltová hmota modifikovaná polymery, a nebo oxidovaný asfalt.

Podle původního předpokladu měly všechny AIP zkoušené dle [4], tedy 28 dní, dosáhnout větší nasákavosti. Největší nasákavosti měly dosáhnout AIP s nosnou vložkou o největší plošné hmotnosti s hrubozrnným posypem. U všech AIP byly použity nosné vložky srovnatelné plošné hmotnosti. Rozdíl je tedy možné hledat v posypu.

AIP s hrubozrnným posypem. Tyto AIP vykázaly nejvyšší nasákavost. Diferenci ve výsledcích je možné přisoudit rozdílným ošetřením zkušebních těles před vlastním vážením. V případě [5], kdy jsou zkušební tělesa pouze osušena filtračním papírem, tak aby nebyly mokré plochy, a zvážena do 5 minut od vyjmutí z vodní lázně zůstává v posypu AIP větší zbytková voda, než u zkoušky dle [4], kdy mají zkušební tělesa možnost po dobu 5 h vysychat při teplotě 23 +/– 3 °C. Zkušební tělesa a především hrubozrnný posyp jsou tak lépe vysušena. Toto potvrzuje nasákavost vzorků č. 10 a 15, které měly hrubozrnný posyp větší frakce a byl hůře zalisován než vzorky č. 2 a 17. Hrubý posyp menší frakce, který byl velmi dobře zalisován, u vzorků č. 17 a 2, dosáhl průměrné nasákavosti 0,66 %. Vzorky č. 10 a 15, které obsahovaly hrubozrnný posyp větší frakce, který se velmi snáze uvolňoval (z tohoto důvodu je nutné vzorky před zkouškou kartáčovat) dosáhly průměrné nasákavosti 1,36 %. Vliv frakce posypu a kvalita zalisování tedy představovaly 0,7 %. AIP dle [4] měly o 14 % větší nasákavost než dle metodiky [5].

AIP s jemnozrnným posypem č. 14 a 16 dosáhly v obou metodikách nejnižší nasákavosti. Výsledky se ale lišily, když AIP dle [4] měly o 51 % větší nasákavost než dle metodiky [5]. Posyp u vzorků byl dobře zalisován a osušení filtračním papírem do suchého stavu bylo velmi dobře proveditelné.

AIP bez posypu č. 3, s horní úpravou povrchu v podobě geotextilie vykázal u metodiky [4] vysokou nasákavost 1,3 %. Zde je možné konstatovat, že vysušení geotextilie pomocí filtračního papíru je efektivnější, než volné vysychání na vzduchu. Výsledky obou metodik se lišily o 86 %.

5. ZÁVĚR
Přestože bylo dosaženo pro obě metody u většiny vzorků rozdílných výsledků. Výsledky obou metod pro jednotlivé vzorky byly co do pořadí jednotlivých vzorků nasákavosti srovnatelné. Výjimku tvoří prohození pořadí u AIP s hrubozrnným posypem číslo 10 a 15. Pouze u dvou AIP byla nasákavost srovnatelná (tolerance do 2 %) u ostatních byla nasákavost dle [4] vyšší. Vzorky dle [5] tedy dosáhly o 35 % vyšší nasákavosti (viz tab. 4).

Tab. 4 – Vyhodnocení měření pro jednotlivé sledované parametry, zdroj: vlastní

Porovnání experimentálních výsledků je spíše informativní vzhledem k rozdílné době expozice zkušebních těles, ale ukazuje na zásadní rozdíly především při přípravě zkušebních těles před vlastním měřením po expozici ve vodní lázni a vlivu povrchové úpravy AIP na nasákavost. Osušení vzorků pomocí filtračního papíru je faktor, který může zásadně ovlivnit celkový výsledek. Zkušební postup, který používá volné vyschnutí je objektivnější.

V další fázi práce bude věnována pozornost porovnání výsledků při 30 denní nasákavosti dle [5] a 28 denní denní dle [4] viz tab. 1.

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] ČSN 736242:1995. Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací. Praha: Český normalizační institut. 1995-03-01. Třídící znak 736242.
[4] ČSN EN 14223:2006 Hydroizolační pásy a fólie – Hydroizolace betonových mostovek a ostatních pojížděných betonových ploch – Stanovení nasákavosti. 1. vyd. Praha: Český normalizační institut, 2006-07-01. Třídící znak 727677.
[5] ČSN 503602:1967. Zkoušení krytinových a isolačních materiálů v rolích. Praha: Český normalizační institut. 2010-02-22. Třídící znak 503602.
[6] PLACHÝ, J. PETRÁNEK,V POPP,F. Asfaltové izolační pásy pro izolaci mostů v České republice- fyzikální a tepelně-technické vlastnosti. Silnice a železnice. 1/2013 str. 59-62, ISBN 978-80-87342-13-8.
[7] http://www.rsd.cz/doc/Technicke-predpisy/prehled-schvalenych--hydroizolacnich-systemu-mds-cr 

Asphalt Insulating Strips Absorption Capacity for Concrete Bridge Decks Insulation
The article deals with the topic of asphalt insulation strips absorption capacity. It compares two valid methods, which are used to detect the asphalt insulation strips absorption capacity from the point of view of testing procedures and experimental measurements. Experimental measurements were executed on the asphalt strips used to insulate the bridge decks.

Autor

• Ing. Plachý Jan Ph.D.