Projektowanie dylatacji podłóg przemysłowych oraz najczęstsze przyczyny ich uszkodzeń – cz. II

29.01.2016

Zasady planowania dylatacji oraz uszkodzenia ich uszkodzenia.

Zasady planowania dylatacji

Jeżeli z określonych względów (np. nie­dopuszczenie do zarysowania się płyty posadzki, brak pewności, że zastoso­wane zbrojenie zabezpieczy ją przed zarysowaniem, określone możliwości techniczne wykonawcy) konieczne jest wykonanie płyty betonowej z dylatacjami, muszą być spełnione następujące warunki:

– przyjęcie pól najlepiej kwadratowych lub prostokątnych, ale o wymiarach boków B/L < 1,5, przy czym zaleca się stosunek 1:1;

– szczeliny poprzeczne powinny się krzyżować z podłużnymi i ich łącze­nia nie mogą być wzajemnie poprzesuwane;

– niestosowanie płyt wąskich lub za­kończonych spiczasto, gdyż bardzo prawdopodobne są wtedy obłamania lub pękania;

– unikanie dylatacji w miejscach wy­stępowania dużych sił skupionych;

– niestosowanie szczelin podłużnych na trasach ruchu kołowego oraz unikanie skrzyżowań na głównych ciągach transportowych;

– w przypadku płyt zaprojektowanych jako tzw. związane z podbudową (leżących np. na starej podbudo­wie betonowej) spoiny w nowej na­wierzchni muszą się pokrywać ze starymi wykonanymi w płycie będą­cej podbudową;

– niestosowanie wklęsłych naroży (je­żeli takie występują, należy je do­datkowo ponacinać);

– szczeliny wykonywane w płycie beto­nowej na izolacji termicznej należy dyblować;

– dyblowane także powinny być szcze­liny poprzeczne na trasach ruchu kołowego przy naciskach kół > 60 kN, a przy nacisku > 40 kN należy dyblować szczeliny nacinane przy rozstawach powyżej 6 m oraz dylatacje robocze przy rozstawach powyżej 8 m.

Odległość między poszczególnymi dylatacjami jest uzależniona od nastę­pujących czynników:

– grubości płyty betonowej,

– lokalizacji (w zamkniętej hali, pod wiatą czy bezpośrednio na wolnym powietrzu),

– temperatury panującej w czasie twardnienia betonu,

– przyjętej technologii betonowania – metoda długich pasów, metoda wielkich powierzchni – beton próż­niowy, beton zbrojony włóknami sta­lowymi itp.,

– sprzętu stosowanego do wykonywa­nia płyty nawierzchni,

– równości podbudowy,

– wielkości tarcia betonu po podbu­dowie,

– wielkości i sposobu działania obcią­żeń długotrwałych,

– szczególnych wymogów inwestora co do użytkowania nawierzchni,

– wymagań dotyczących rysoodporności posadzki (czy dopuszcza się powstanie rys, czy nawierzchnia musi zostać niezarysowana),

– ilości stali zbrojeniowej,

– występowania lokalnych przeszkód w postaci słupów, kanałów, ścian, obniżeń w posadzce itp.,

– zakładanego sposobu pielęgna­cji świeżego betonu (stosowania dodatkowych zabiegów w postaci przykrycia folią, zraszania wodą, natryskiwania pielęgnacyjnym środ­kiem powłokotwórczym).

W tablicy przedstawiono stosowane rozstawy między szczelinami w za­leżności od lokalizacji i przyjętej tech­nologii wykonania płyty betonowej według wytycznych niemieckich. Jak podano w tablicy, w halach zamknię­tych możliwe są, przy zastosowaniu tzw. specjalnej technologii wykonaw­stwa, rozstawy między szczelinami do 12 m. Odstępy przekraczające 12 m w standardowych betonowych podło­gach przemysłowych są na ogół tylko wtedy dopuszczalne, gdy zakłada się możliwości wystąpienia rys. Zbliżone wartości podaje norma amerykańska [1], uzależniając dodatkowo rozstaw dylatacji od grubości płyty.

Jeśli niepożądane jest wykonywanie szczelin dylatacyjnych, a musi zostać zagwarantowana rysoodporność po­sadzki (lub szerokość rys musi się mieścić w wyznaczonym przepisami zakresie), konieczne jest zastosowa­nie zbrojenia ciągłego, ewentualnie w połączeniu ze zbrojeniem rozpro­szonym. Ideą rozwiązania jest pozo­stawienie możliwości powstawania kontrolowanych spękań nawierzchni. Możliwe jest wykonywanie powierzch­ni bez dylatacji o wielkości nawet kil­ku tysięcy metrów kwadratowych. Technologia ciągłego zbrojenia płyty wymusza zastosowanie dużych ilości stali zbrojeniowej oraz zapewnienie bardzo ostrego reżimu wykonaw­stwa.

Ilość zbrojenia przeciwskurczowego można obliczyć ze wzoru (7.1) normy [3]. W celu określenia ciągłego zbroje­nia w przekroju płyty w jednym kierun­ku można stosować również wzór:

gdzie: As – procentowa zawartość zbrojenia podłużnego w przekroju betonowym płyty, fct – wytrzymałość betonu na rozciąganie bezpośrednie [MPa], fyd – granica plastyczności stali zbrojeniowej [MPa], 0,75 fyd – dopusz­czalne naprężenie w stali [MPa], Es – moduł sprężystości stali zbrojenio­wej [MPa], Ecm – moduł sprężystości betonu [MPa].

Wskaźnik zbrojenia podłużnego wy­nosi wtedy około 0,7% w stosunku do przekroju betonu. Przy takim zbrojeniu zaobserwowana rozwartość rys nie przekracza 0,5 mm, rysy są usytuowa­ne średnio w odległościach 1-3 m. Jeżeli powstawanie rys jest całko­wicie wykluczone, należy stosować sprężanie nawierzchni.

 

Fot. Przykłady rys spowodo­wanych wadliwymi dylatacjami: a) rysy wzdłuż zbyt późno naciętej dylatacji, b) niewłaściwy układ nacięć przeciwskurczowych, c) brak ukosowania krawę­dzi dylatacji nacinanych, d) krzywo osadzone dyble, e) źle wykonane nacięcia przeciwskurczowe, f) na­cięcia wykonane pod zbyt ostrym kątem, g) odspoje­nia kitów wypełniających wskutek niewłaściwej aplikacji, h) brak dylatacji wokół słupów nośnych (fot. autor)
 

Uszkodzenia dylatacji

Uszkodzenia przerw dylatacyjnych są zwykle trudne do usunięcia. Ich przy­czyną są najczęściej błędy projektowe i wykonawcze. Niewłaściwe wykonanie dylatacji, zła jakość kitów wypełniają­cych przyczyniają się do powstawania nieszczelności, przez które, w głąb warstw podłogi, może przedostawać się wilgoć, różnego rodzaju środki agresywne oraz inne zanieczyszcze­nia. Powoduje to zawilgacanie i degra­dację podłoża, warstw izolacyjnych i podkładu betonowego. Szczególnie podatne na odkształcenia są narożniki płyt – wskutek koncentracji naprężeń skurczowych i eksploatacyjnych naprężeń rozciągających. Każda napra­wa musi zostać poprzedzona wnikliwą analizą i wcześniejszym usunięciem przyczyn usterek. Niestety wielokrot­nie się zdarza, że kosztowne napra­wy są nieskuteczne, gdyż nie została właściwie zdiagnozowana przyczyna powstałych szkód.

Tabl. Stosowane rozstawy między szczelinami w zależności od lokalizacji nawierzchni i przyjętej technologii wykonania płyty betonowej [2]

Lokalizacja nawierzchni

Odległości między szczelinami dylatacyjnymi w płycie betonowej

Nawierzchnie wykonywane na wolnym powietrzu

L≤6 m oraz

L≤34 h (przy płytach zbliżonych do kwadratu L/B<1,25) L≤30 h (przy płytach zbliżonych do prostokąta od 1,25

Nawierzchnie wykonywane w otwartych halach przy standardowej technologii wykonawstwa

L≤7,5 m

Nawierzchnie wykonywane w zamkniętych halach przy zastosowaniu specjalnej technologii wykonawstwa1)

L≤12 m2)

1) Specjalnie dobrane parametry mieszanki betonowej, zawartość wody w mieszance betonowej w<165 kg/m3, szczególna ochrona świeżego betonu (ochrona przed nasłonecznieniem oraz zbyt szybkim ochłodzeniem), pielęgnacja rozpoczęta natychmiast po zabetonowaniu (np. poprzez natrysk powłoki ochronnej), dwa razy wy­dłużony okres pielęgnacji w porównaniu z warunkami standardowymi, dobrze przygotowane podłoże gruntowe i podbudowa, ułożenie warstwy poślizgowej między płytą posadzki i podbudową, ochrona nawierzchni przed zmianami temperatur, zastosowanie zabezpieczenia fug przez dyblowanie.

2) Konieczne jest wykonanie obliczeń sprawdzających.

 
 

Poniżej przytoczono najważniejsze przyczyny powstawania uszkodzeń:

– niedostatecznie zagęszczone podło­że, co może powodować nadmierne osiadanie;

– brak warstw poślizgowych pod płytą betonową podłogi;

– zastosowanie materiałów o złej ja­kości, np. mieszanki betonowej o ni­skiej wytrzymałości;

– niedostateczna pielęgnacja podłogi lub jej brak;

– brak dylatacji obwodowych;

– zbyt późne przystąpienie do nacina­nia dylatacji skurczowych oraz zbyt duże ich rozstawy, co skutkuje po­jawieniem się rys ciągłych w środku pól (fot. a);

– niewłaściwy układ dylatacji i złe proporcje poszczególnych pól (fot. b);

– zbyt wczesne poszerzanie dylatacji oraz brak właściwych zabezpieczeń, skutkujące wy­kruszeniem krawędzi wskutek ruchu wózków widłowych;

– brak ukosowania górnych kra­wędzi szczelin przed ich wypeł­nieniem, co powoduje wykru­szenia krawędzi (fot. c);

– brak dyblowania lub złe poło­żenie dybli w dylatacjach kon­strukcyjnych (fot. d), co może prowadzić do klawiszowania lub pękania posadzki wokół dylatacji;

– niestaranne nacinanie dylatacji i niedocinanie ich przy ścianach (fot. e);

– nacinanie pod zbyt ostrym ką­tem (fot. f);

– niewłaściwie oddylatowane i zazbrojone naroża wklęsłe płyty;

– brak wypełnienia dylatacji, do której dostały się ziarna kwar­cu, powodując powstanie drob­nych wykruszeń;

– zastosowanie niewłaściwych materiałów do wypełnienia dy­latacji lub wkładek dylatacyj­nych oraz zbyt wczesne ich wypełnienie;

– odspojenia kitów wypełniają­cych wskutek niewłaściwej aplikacji, np. zbyt wczesnego wypełnienia – przed zakończe­niem procesów skurczowych, zanieczyszczeń lub zawilgoce­nia ścian dylatacji (fot. g);

– kotwienie słupów i podwalin do płyty betonowej podłogi prze­mysłowej;

– brak dylatacji wokół słupów no­śnych (fot. h);

– korozja i uszkodzenia elemen­tów zabezpieczających naroża dylatacji – szczególnie w pod­łogach narażonych na bezpo­średnie działanie czynników at­mosferycznych lub na działanie agresywnego środowiska;

– brak profili ochronnych w przy­padku dużych obciążeń od wóz­ków widłowych (>60 kN);

– miejscowe przeciążenia od obcią­żeń skupionych i środków trans­portowych;

– nieprzerwane zbrojenie w miej­scu dylatacji;

– zbyt wczesne rozpoczęcie eks­ploatacji posadzki.

 

Podsumowanie

Wymagania stawiane podłogom przemysłowym są bardzo różno­rodne i zależą przede wszystkim od sposobu ich użytkowania. Właściwa i bezawaryjna ich eks­ploatacja zależy w dużej mierze od przyjętego systemu dylatacji. Wszelkiego rodzaju uszkodzenia oraz rysy spowodowane przez ich wadliwe działanie są bardzo trud­ne do naprawy. Z tego powodu konieczne jest, aby każdorazowo dylatacje były elementem wnikli­wej analizy projektowej. Bardzo istotna jest wiedza o tym, jakie czynniki najbardziej odpowiadają za powstawanie wad i usterek. Poznanie i zrozumienie tych po­wodów może przyczynić się do znacznego ograniczania lub elimi­nacji niechcianych uszkodzeń.

 

Piotr Hajduk

Biuro Konstrukcyjno-Budowlane HAJDUK

 

Literatura

1. ACI 360R-10 Guide to Design of Slabs-on Ground.

2. G. Lohmeyer, K. Eberling, Betonbóden fur Produktions- und Lagerhallen: Planung, Bemessung, Ausfuhrung,Verlag: Bud + Technik., Dusseldorf 2012.

3. PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z be­tonu, Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.

www.facebook.com

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil linked.in

Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.