Pevnost v tahu potěrů: Vlastnosti, normy a zkušební metody

Podlahové konstrukce velmi často budí dojem, že jejich návrh a provedení jsou relativně jednoduché. Z praxe je však zřejmé, že dodatečné zjišťování příčin a řešení oprav stojí velké úsilí a další investice. Na základě zkušeností z posuzování vad a poruch podlah lze doporučit opatrnost a důslednou kontrolu při přebírání podkladu.

Betony patří ve stavebnictví mezi nejpoužívanější a nejrozšířenější stavební materiály. Mezi veřejností jsou často zaměňovány pojmy beton a potěr. Kromě skutečnosti, že se vlastnosti betonů a potěrů ověřují jiným způsobem, liší se hlavně oblastí použití. Zatímco beton je určený pro staticky namáhané konstrukce, potěry tvoří spádové, vyrovnávací a roznášecí vrstvy podlah. Zda se jedná o potěr, nebo beton, poznáte snadno na obalu výrobku, kde je uvedena u potěrů evropská norma EN 13813 a zatřídění např. CT-C30-F5. U betonů je uvedena norma EN 206-1+A2 a zatřídění např. C 25/30.

Betonový potěr, někdy označovaný také za cementový potěr, a betonová mazanina je označení pro dvě směsi, které jsou svým složením stejné. Rozdíl je jen v tloušťce jejich uložení - potěr je vrstva do 50 mm, mazanina pak označuje podlahovou roznášecí vrstvu o tloušťce větší než 50 mm. Jemný betonový potěr může kromě roznášecí funkce plnit i úkol vyrovnání podkladu pod podlahovou krytinu.

Typy potěrů a jejich specifika

Tradičním materiálem je cementový potěr. Obvykle se pokládala a pokládá zavlhlá směs, kterou je třeba na místě důkladně zhutnit. V posledních letech jsou na trhu i lité cementové potěry. Ve srovnání s anhydritovými litými potěry je jeho předností zejména odolnost proti vlhkosti, mrazuvzdornost a relativně nízká cena materiálu, ale také kompatibilita s dalšími cementovými materiály (např. lepidla). Nevýhodou je naopak nutnost ošetřování (minimálne 3 a optimálne 7 dní by sa mal vlhčiť), nutnosť rezania tzv. smršťovacích spár.

Druhými dnes velmi často používanými materiály jsou anhydrit a další hmoty na bázi síranu vápenatého. Tyto potěry vyžadují kratší a méně intenzivní ošetřování (pouze minimálně 2 dny ochrany před prudkým vysušením). Jejich další výhodou je prakticky zanedbatelné smršťování, což umožňuje vytvoření velkých ploch bez smršťovacích spár, a relativně malá pracnost pokládky. Při pečlivém provedení také obvykle není třeba povrch vyrovnávat pomocí stěrky.

V posledních letech se i v ČR začínají pokládat asfaltové potěry. Jejich hlavní předností je možnost urychlení výstavby, kdy vyzrání potěru je otázkou jejich vychladnutí. Nevýhodou jsou naopak zvýšené požadavky na okolní konstrukce, zejména izolační vrstvy, které musejí odolat teplotě až 250 °C, a malé tuzemské zkušenosti s nimi.

Výjimečně se lze setkat také s potěry hořečnatými (xylolit) nebo na bázi syntetických pryskyřic. Pro úplnost je třeba dodat, že funkci potěru může úspěšně plnit také tzv. montovaná (nebo prefabrikovaná), vrstva složená ze vzájemně spojených desek.

Typy potěrů podle umístění v konstrukci

Podle umístění v konstrukci existuje několik typů potěrů.

1. Potěr spřažený s podkladem

   Potěr spřažený s podkladem není samonosnou konstrukcí a kopíruje všechny deformace podkladu. Používá se zejména jako vyrovnávací vrstva nebo pro zlepšení vlastností povrchu podlahy; klade se v tloušťkách cca 10 až 30 mm. Typologicky lze do této kategorie zařadit i stěrky kladené v tloušťkách výrazně menších. Tyto potěry jsou velmi náročné na provedení, zejména na dosažení požadované soudržnosti s podkladem a ochranu proti ztrátě vlhkosti.

2. Potěr oddělený od podkladu separační vrstvou

   Potěr oddělený od podkladu separační vrstvou se používá, hlavně pokud nelze zajistit soudržnost s podkladem (např. zaolejované staré podklady nebo podklady s nátěrem), případně tam, kde chceme vyloučit promítnutí trhlin z podkladu do potěru (v trhlinách nesmí docházet k pohybu ve svislém směru). Tento potěr je ve svislém směru podpírán podkladem a ve vodorovném směru se může deformovat nezávisle na podkladu. Hrúbky vrstiev sa pohybujú v rozpätí od 20 do 40 mm.

3. Plovoucí potěr

   Plovoucí potěr je nejčastějším typem v bytových a občanských stavbách, jeho úlohou je izolovat prostory v různých podlažích proti přenosu kročejového hluku. Tento potěr působí zcela nezávisle na podkladu podlahy, a to jak ve vodorovném, tak i ve svislém směru. Únosnost závisí nejen na jeho tloušťce a mechanických vlastnostech, ale velmi výrazně také na stlačitelnosti zvukové či tepelné izolace pod potěrem. Provádí se v tloušťkách od cca 40 mm.

Pevnostní vlastnosti a jejich význam

Pevnost betónu je základná vlastnosť, ktorá určuje, ako dobre betón odoláva rôznym druhom síl - drveniu (tlak), rozťahovaniu (ťah) a ohýbaniu (ohyb). Tieto pevnosti sa vyhodnocujú osobitne, pretože betón, ako zmes cementu, kameniva a vody, sa pri rôznych zaťaženiach správa odlišne. Pevnosť betónu ovplyvňuje aj dlhodobú výkonnosť vrátane odolnosti voči oderu, cyklom mrazu-odmäku, chemickým vplyvom a únave materiálu.

Pevnost v tahu za ohybu

Pro plovoucí potěry je rozhodujícím parametrem popisujícím mechanické vlastnosti pevnost v tahu za ohybu. Tu lze zkoušet podle ČSN EN 13892-2 „Zkušební metody potěrových materiálů - Část 2: Stanovení pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku“ pouze na zkušebních tělesech, obvykle trámečcích 40 × 40 × 160 mm vyrobených do forem při pokládce potěru nebo odebraných přímo z vrstvy potěru. Ty se pak ve zkušebním lisu zlomí a na zlomcích je možno stanovit i pevnost v tlaku. Touto metodou zjistíme parametr, který je obvykle pro potěr předepsán. O výsledku zkoušky však rozhodují i partie u spodního líce vrstvy potěru, kde bývají často skryté vady.

Pevnost v tahu povrchových vrstev

Alternativní použitelnou metodou je stanovení pevnosti v tahu povrchových vrstev. Při této zkoušce se na povrch hodnocené vrstvy přilepí odtrhový terč (buď kulatý o průměru 50 mm, nebo čtvercový o hraně 50 mm) a pomocí speciálního přístroje se odtrhne. Jedná se o pevnost v prostém tahu, o jejíž velikosti rozhodují zejména vlastnosti povrchu vrstvy potěru. Pro hodnocení potěru je třeba zkušební terč nalepit na pečlivě obroušený povrch. Podle dlouhodobých zkušeností je u betonu velikost pevnosti v prostém tahu přibližně na úrovni poloviny velikosti pevnosti v tahu za ohybu. Zkoušku lze využít i pro kontrolu předúpravy povrchu, zda povrch umožňuje dostatečné ukotvení následných vrstev.

Pevnost v tlaku

Pro podlahové potěry větších tlouštěk (nad 70 mm) lze využít i běžné zkušební metody pro hodnocení pevnosti v tlaku betonu.

Anhydritové potěry: Třídy pevnosti

Anhydritový potěr je litý samonivelační potěr na bázi síranu vápenatého vyráběný dle platné normy ČSN EN 13813:2003. Slouží jako podklad pod finální nášlapnou vrstvu např: plovoucí podlaha, dlažba, lino, parkety, dřevěná podlaha a další. Lze použít i jako vyrovnání staré nerovné podlahy, ale při minimální lokální výšce 30 mm, nejlépe 35 mm a to z důvodu garance rovinnosti podlahy ± 2 mm/ 2 m. Dle normy ČSN 13813 znamená označení C zaručenou pevnost v tlaku, F pevnost v tahu za ohybu (důležitý parametr) a obě toto označení je udáváno v MPa.

POZOR DŮLEŽITÉ: výška anhydritové podlahy se určuje v závislosti na tloušťce izolace, jejího typu a celkové stlačitelnosti. Mnoho zákazníků si to plete s doporučenou minimální tloušťkou 30 - 35 mm anhydritu v technickém listu výrobce.

Kontrola vlhkosti a rovinnosti potěrů

Prakticky vždy je před pokládkou následných vrstev kontrolována vlhkost potěru.

Měření vlhkosti

Normový postup, tzv. gravimetrická metoda, je definován v ČSN EN ISO 12570 „Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků - Stanovení vlhkosti sušením při zvýšené teplotě“. Tato metoda vychází přímo z definice vlhkosti materiálu, což je poměr hmotnosti vlhkosti obsažené v materiálu a vysušeném materiálu. Zde je třeba upozornit na teplotu sušení vzorku, která je standardně 105 °C, ovšem pro materiály na bázi sádry (např. anhydrit) pouze 40 °C. Při vyšších teplotách u nich totiž dochází k uvolňování značného množství tzv. krystalické vody, které se udává v tzv. hmotnostních procentech.

V podlahářské praxi se dobře osvědčila i tzv. metoda CM. Při této metodě se v uzavřené nádobě obsahující vzorek zkoušeného materiálu rozbije kapsle s karbidem vápníku. Jeho reakcí s vodou vzniká acetylen, jehož tlak ve zkušební nádobě se měří. Tato metoda je rychlá a poskytuje poměrně přesné výsledky. Kromě těchto dvou metod se lze setkat s použitím metod založených na měření elektrických veličin (vodivost, kapacita apod.). Tyto metody byly většinou primárně vyvinuty pro měření vlhkosti dřeva. Při měření vlhkosti silikátových materiálů se však naráží na problém převodního vztahu měřené veličiny na vlhkost, protože ten je velmi významně ovlivněn vlastnostmi struktury sledovaného materiálu, například množstvím cementu, typem a velikostí kameniva apod.

Měření rovinnosti

Pro pokládku následných vrstev jsou důležité parametry rovinnosti povrchu. Dle terminologie ČSN 74 4505 se jedná buď o celkovou rovinnost povrchu, což jsou odchylky skutečně provedeného povrchu od předepsané roviny, nebo o místní rovinnost povrchu, což jsou jednak odchylky od rovné úsečky reprezentované dvoumetrovou latí a jednak rozdíly ve výškové úrovni hran ve spárách. Celková rovinnost povrchu se měří geodeticky a je důležitá pro zajištění návaznosti povrchu podlahy na sousední prvky, jako prahy dveří, podlahy v sousedních místnostech apod. Naproti tomu místní rovinnost je u nášlapné vrstvy důležitá pro bezproblémový provoz na podlaze. Měří se pomocí dvoumetrové latě a posuvného měřítka. Vzhledem k tomu, že výsledky mohly být velmi nepříznivě ovlivněny záměrnou drsností povrchu, byla definována v novém znění ČSN 74 4505 velikost kontaktní plochy latě a posuvného měřítka s měřeným povrchem na čtvereček 10 × 10 mm.

Normy pro podlahové potěry

• ČSN EN 13813 „Potěrové materiály a podlahové potěry - Potěrové materiály - Vlastnosti a požadavky“ (vydána v roce 2003): Tato norma je určena pro vlastní stavební materiály a lze v ní získat informace o tom, jak rozumět kódu značení potěrových materiálů, či jaké vlastnosti, respektive třídy vlastností, lze předepsat. Obsáhle se věnuje hodnocení shody, což jsou ustanovení důležitá především pro výrobce potěrových materiálů.

• ČSN EN 13318 „Potěrové materiály a podlahové potěry - Definice“: Obsahuje pouze definice, a to vždy v češtině, angličtině, němčině a francouzštině.

• ČSN 74 4505 „Podlahy - Společná ustanovení“: Uvádí požadavky na vlastní konstrukce, tedy vrstvy potěrů zabudovaných do podlahy.

• ČSN EN 13892-2 „Zkušební metody potěrových materiálů - Část 2: Stanovení pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku“: Popisuje zkušební metody pro stanovení pevnosti potěrů.

• ČSN EN ISO 12570 „Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků - Stanovení vlhkosti sušením při zvýšené teplotě“: Definuje normový postup pro stanovení vlhkosti potěru (gravimetrická metoda).

Příklady poruch, jejich příčiny a možnosti opravy

Zkroucení desek u betonových mazanin

Předmětem posouzení byla podlahová konstrukce v prodejní hale. Místnost má obdélníkový půdorys o rozměrech cca 15 × 20 m. Podlahová konstrukce je zde rozdělena dilatačními spárami v rastru 5 × 5 m. Součástí podlahové konstrukce je systém podlahového vytápění. U posuzované betonové mazaniny došlo k nadzdvižení rohů dilatačních celků, k tzv. zkroucení desek. K tomu nejčastěji dochází, když horní povrch desky vysychá rychleji, a tudíž se smrští více než její spodní povrch. Tento jev nastává prakticky vždy, nepřijatelné míry pak dosahuje v případech, kdy jsou smršťovací spáry provedeny v příliš velké vzdálenosti, případně sám beton je náchylný k velkému smršťování (například velký obsah vody nebo cementu) a současně nebyl dostatečně intenzivně nebo dostatečně dlouho ošetřován. Ke zvětšení rozdílu ve velikosti smrštění přispívá i uložení betonu přímo na vodotěsný podklad. V daném případě bylo možné po odeznění smrštění nadzdvižené rohy a hrany přebrousit a povrch vyrovnat podle požadované místní rovinnosti. Dilatační spáry v betonové mazanině bylo nutno přiznat i v dlažbě, protože musejí umožnit pohyb podlahy při změně teplotního režimu podlahového vytápění.

Poruchy anhydritové podlahové desky

Posuzovaná podlaha se nachází ve školních učebnách v přízemí a v prvním patře budovy. Při místním šetření bylo zjištěno, že podlahové konstrukce v učebnách vykazují závažné závady související zejména s tuhostí nosné podlahové vrstvy tvořené anhydritovou deskou. Bylo zjištěno, že tloušťka této desky v rozích místností je velmi malá (asi 16 až 25 mm oproti přibližně 45 až 50 mm uprostřed místností) a v mnoha případech již došlo k odlomení rohových oblastí či k jejich celkové destrukci. Příčinou této závady je pravděpodobně špatná rovinnost povrchu nosné stropní desky, kdy oblasti v rozích vystoupily nad požadovanou úroveň. Po položení vrstvy tepelné a kročejové izolace byla podlaha zarovnána do požadované úrovně na úkor tloušťky anhydritové desky. Nedostatečná tloušťka nosné anhydritové desky byla zjištěna rovněž v oblastech okolo truhlíků pro otopná tělesa. V některých místech dokonce vystupovaly trubky na povrch podlahy, případně tloušťka anhydritové desky byla pouze několik milimetrů.

V prvním nadzemním podlaží bylo zjištěno poškození anhydritové desky v aule, pravděpodobně od nadměrného namáhání bodovými silami stojek lešení. V ostatních místnostech 1. NP se našla pouze jedna trhlina, oddělující rohovou oblast anhydritové desky. Závady nalezené v rozích místností a v okolí truhlíků pro otopná tělesa lze hodnotit jako velmi závažné, protože ukazují, že nosná vrstva podlahy v těchto oblastech není schopna dlouhodobě plnit svou funkci. V místech s nedostatečnou ohybovou tuhostí nosné vrstvy podlahy nelze vyloučit poruchy nášlapné vrstvy, tj. vznik trhlin v nášlapné vrstvě, případně oddělování dřevěných pásků v důsledku vzniku trhlin v nosné anhydritové vrstvě. Toto nebezpečí hrozí v rozích místností a v oblastech okolo truhlíků pro otopná tělesa. Před pokládáním nášlapné vrstvy bylo třeba obnovit tuhost nosné podlahové desky. Ve všech oblastech je třeba dodržet projektem předepsanou tloušťku anhydritové desky.

Oprava byla provedena vybouráním anhydritové desky v oblastech s nedostatečnou tloušťkou, odstraněním části kročejové a tepelné izolace a novým dolitím anhydritové desky. Pracovní spáry byly vyztuženy pomocí ocelových prutů vložených do vyfrézovaných drážek. Spáry a drážky byly zality epoxidovou pryskyřicí.

Cementový potěr nízké pevnostní třídy

Podlahová konstrukce v přízemí domu je tvořena od spodního líce podkladním betonem, hydroizolací, tepelnou izolací z polystyrénových desek, tzv. technologickou vrstvou podlahového vytápění a cementovým potěrem. Technologická vrstva je tvořena cementovým potěrem tloušťky cca 20 mm, ve které jsou vedeny plastové trubky podlahového vytápění. Vrchní cementový potěr je vyztužený KARI sítí. Po obvodě vybourané oblasti bylo zjištěno, že cementový potěr byl proveden v tloušťce cca 20 až 50 mm. Příčinou různé tloušťky potěru je pravděpodobně nerovnost povrchu technologické vrstvy.

V cementovém potěru, který byl ponechán, byly zjištěny trhliny. Při bližším ohledání čel podlahových desek v místě dilatačních spár, z jejichž jedné strany byl cementový potěr odstraněn, bylo zjištěno, že vrstva cementového potěru hlouběji pod povrchem je velmi mezerovitá. Tomuto zjištění odpovídá i průběh měření pomocí Maškova špičáku, kdy při prvních úderech špičák pronikal do cementového potěru relativně pomalu a po proražení povrchové vrstvy v tloušťce cca 5 až 10 mm se rychlost jeho pronikání razantně zvýšila. Na základě zjištění, získaných při místním šetření lze konstatovat, že cementový potěr odpovídá betonu pevnostní třídy cca C8/10, či ještě nižší, což je cca o dvě třídy horší než obvykle požadovaná pevnostní třída. V rámci opravy bude třeba odstranit stávající cementový potěr a nahradit jej novým. Tato vrstva by měla být vyztužena pomocí KARI sítě cca uprostřed tloušťky. Do nosné vrstvy podlahové konstrukce nelze započítat tzv. technologickou vrstvu, obsahující trubky podlahového vytápění, protože tato vrstva je velmi oslabena jak samotnými trubkami, tak i plastovými terči, vymezujícími polohu trubek. S ohledem na minimální tloušťku potěru a na návaznosti povrchu podlahy na dveřní otvory bude pravděpodobně třeba odstranit a nově položit i technologickou vrstvu a případně zmenšit tloušťku tepelné izolace. Rovněž je třeba upozornit na dilatační spáry v místnostech s podlahovým vytápěním, které musí umožnit pohyb jednotlivých dilatačních celků, způsobený teplotní roztažností.

tags: #pevnost #v #tahu #poter