Nátěry na beton: typy, požadavky, normové parametry

1. Úvod

Nátěry jsou poměrně častou povrchovou úpravou betonových konstrukcí. Přestože je dnes velká pozornost věnována pohledovým betonům bez povrchové úpravy, mají nátěry stále svou nezastupitelnou roli. Zejména při opravách a v případech, kdy je třeba zajistit specifické vlastnosti povrchu.

2. Typy nátěrů

Nátěry na betonové konstrukce lze členit do skupin podle mnoha hledisek. Základní rozdělení definuje norma ČSN EN 1504-2, a to na hydrofobní impregnace, impregnace a nátěry (ve smyslu povlaky, v originále coatings). Norma používá slovo „nátěr“ v úžším významu, než tento článek. Při použití terminologie normy by název článku měl znít Systémy povrchové ochrany betonu – typy, atd. Lingvistické souvislosti však nyní ponechme stranou.

Hydrofobní impregnace vytváří povrch odpuzující vodu. Póry a kapiláry jsou vnitřně potaženy, avšak nejsou zaplněny (viz obr. 1). Na povrchu betonu se nevytváří film a dochází jen k malé nebo vůbec žádné změně vzhledu. Při impregnaci se snižuje porozita povrchu betonu a dochází k jeho zpevnění. Póry a kapiláry jsou částečně, nebo úplně, zaplněny (viz obr. 2). Nátěr (povlak) pak vytváří na povrchu konstrukce souvislý film (viz obr. 3).

Obr. 1: hydrofobní impregnace

Obr. 2: impregnace

Obr. 3: nátěr (povlak)

Obr. 4: lávka krátce po dokončení nátěru

Norma uvádí pět cílů, kterých lze aplikací nátěru (systému povrchové ochrany) dosáhnout. Prvním je „ochrana proti vnikání“, kdy povrchová úprava má omezit vnikání, nejčastěji vody, do betonu. Použitelné jsou hydrofobní impregnace, impregnace i povlaky. Jedná se o typický cíl aplikace povrchové ochrany betonu. Při jeho návrhu nebo provádění, je třeba neopomenout skutečnost, že povrchová úprava bude, přinejmenším částečně, bránit odpařování vlhkosti z betonu, a proto je třeba pečlivě zvážit, zda bude zásah proveden dokonale a nepovede k hromadění vlhkosti v konstrukci. Druhým cílem je „regulace vlhkosti“, kdy lze využít buď hydrofobní impregnaci nebo povlak. V tomto případě se aplikací nátěru snažíme omezit vlhkost betonu, protože pro beton příslušné konstrukce představuje voda korozní činitel. Provádí se typicky v případě konstrukcí postižených alkalicko křemičitou reakcí či síranovou korozí pro částečné prodloužení jejich životnosti. Třetím cílem je zvýšení fyzikální odolnosti povrchu konstrukce, kdy norma předpokládá buď impregnaci nebo povlak. Typickým příkladem tohoto zásahu je zvýšení odolnosti podlahy v obrusu. Čtvrtým cílem je zvýšení chemické odolnosti. Dle normy toho lze dosáhnout pouze povlakem, který betonovou konstrukci od agresivního prostředí oddělí. Posledním pátým cílem je zvýšení elektrického odporu betonu. V tomto případě je snahou snížit vlhkost betonu a omezit tak riziko koroze výztuže. Suchý beton má větší elektrický odpor než beton vlhký. Dosáhnout toho lze pomocí hydrofobní impregnace nebo povlaku, i když u reálných konstrukcí je úspěšnost těchto zásahů často problematická.

Mimo výše uvedené se nátěry často aplikují pro zlepšení vzhledu konstrukce, pro sjednocení barevného odstínu. Tento cíl však norma ČSN EN 1504-2 nespecifikuje.

3. Nejčastější materiálové báze

Silikony (akryláty obsahující silikonovou emulzi)

Obvykle se jedná o nátěrové hmoty s pojivem tvořeným akrylátovou disperzí s přídavkem bezrozpouštědlové silikonové emulze, které jsou vodoodpudivé a zároveň paropropustné.

Epoxidy

Typicky se jedná o dvousložkové hmoty tvořené bází a tvrdidlem. Vynikají vysokou pevností a tvrdostí (zvýšení fyzikální odolnosti) a odolností proti mnoha chemikáliím agresivním pro beton. Adheze epoxidů k betonu je při správné přípravě podkladu velmi vysoká. Kvůli nízké odolnosti UV záření nebývají vhodné do exterieru.

Polyuretany

Tato materiálová skupina je příbuzná epoxidům, avšak po vytvrzení jsou pružnější. Jsou dobře odolné na povětrnosti. Uplatnění nalézají například u nátěrových systémů schopných přemosťovat pohyblivé trhliny.

Disperze

Jedná se o směs látek, kdy jedna (či více) látka je rovnoměrně rozptýlena ve druhé. Disperze stojí za rozšířením vodou ředitelných hmot v poslední době. Může se jednat o akrylátové, polyuretanové, epoxidové či jiné materiálové báze. Vlastnosti i využití disperzních hmot jsou pak velmi variabilní.

4. Požadavky na nátěry

Normové požadavky uvádí opět ČSN EN 1504-2. Jsou zde definovány parametry, které musí být u nátěru specifikovány v závislosti na jeho použití na stavbě. Užitečné informace, zejména požadavky na výsledky kontrolních zkoušek na stavbě, které v normě chybí, uvádí např. Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí vydané Sdružením pro sanace b.k.

V popisované normě, ani v jiných částech EN 1504 bohužel není vysvětleno, co je myšleno „určitým určeným použitím“. Pokud je parametr v kategorii „vyžadováno pro všechna určená použití“, je nepochybně třeba vždy zvolit materiál, který má tento parametr specifikovaný. Pokud je v kategorii „vyžadováno pro určitá určená použití“, je parametr nepovinný a rozhodnutí zda bude vyžadován by měl pravděpodobně učinit autor projektu podle konkrétních podmínek.

Hydrofobní impregnace je dle normy možné využít pro ochranu proti vnikání, pro regulaci vlhkosti betonu a pro zvýšení elektrického odporu betonu. Předepsány jsou tři povinné parametry, avšak pouze dva z nich popisuje vlastnost, kterou chceme na konstrukci dosáhnout, případně která konstrukci ovlivňuje. První je parametr „absorpce vody a odolnost proti alkáliím“, který hodnotí, jak nanesený materiál brání pronikání vody do referenčního betonu. Druhý pak parametr „rychlost sušení po hydrofobní impregnaci“, který hodnotí schopnost ošetřeného betonu vysychat. Poslední povinný parametr „hloubka průniku prostředku do betonu“ je dle mého názoru technologický a pro správné fungování konstrukce málo podstatný. Dále jsou vlastnosti, které je třeba specifikovat jen v některých případech. Parametr „úbytek hmotnosti po střídavém působení mrazu a rozmrazovacích solí“ hodnotí schopnost prostředku zlepšit mrazuvzdornost betonu a norma jeho vznesení doporučuje zvážit u všech tří cílů. V případě „difuze chloridových iontů“ je hodnocena schopnost prostředku bránit vnikání chloridů do betonu. Jeho vznesení je doporučeno zvážit v případě, že cílem aplikace je ochrana proti vnikání.

Impregnace je dle normy možné využít pro dva cíle, a to ochrana proti vnikání a zvýšení fyzikální odolnosti. Povinný parametr „rychlost pronikání vody v kapalné fázi“ hodnotí obdobnou schopnost jako parametr „absorpce vody a odolnost proti alkáliím“ u hydrofobních impregnací, kvůli jiným vlastnostem hodnocených materiálů však pomocí jiného zkušebního postupu. V případě ochrany proti vnikání se jedná o nezbytnou informaci, avšak v případě cíle zvýšení fyzikální odolnosti, např. odolnosti proti obrusu u podlahy, o požadavek dle mého názoru nadbytečný. O hloubce průniku prostředku do betonu bylo pojednáno již v odstavci o hydrofobních impregnacích. Zbývající tři parametry jsou povinné pouze v případě, že cílem aplikace je zvýšení fyzikální odolnosti betonu. V případě odolnosti proti úderu se hodnotí odolnost povrchu při pádu definovaného závaží. V případě nepovinných parametrů je třeba zmínit propustnost pro vodní páru. Na jeho základě je impregnační prostředek klasifikován jako parotěsný nebo paropropustný, případně ani parotěsný, ani paropropustný. Dle mého názoru by měl být v případě cíle ochrana proti vnikání povinný. Při teplotním cyklování se zkušební vzorky vystaví působení teplotních cyklů a sleduje se, zda došlo ke vzniku vizuálně patrných vad a k poklesu soudržnosti s podkladem. Definovány jsou 4 rozdílné postupy teplotního cyklování. Je třeba předem rozhodnout, který odpovídá předpokládanému namáhání nátěru. Teplotní cyklování je zkušebně velmi náročné a výrobci jej specifikují pouze výjimečně.

Obr. 5: konstrukce poškozená v důsledku aplikace parotěsného nátěru

Obr. 6:odpadlá omítka z železobetonové římsy v důsledku aplikace nového nátěru

V případě nátěrů (povlaků) je parametrů definováno mnohem více, většina z nich mezi nepovinnými. V případě povinných údajů se na rozdíl od normy domnívám, že vyžadování parametru rychlost pronikání vody v kapalné fázi pro všechny aplikace s cílem zvýšení fyzikální odolnosti není opodstatněné. Z ostatních parametrů pro všechna určená použití bych zdůraznil propustnost pro vodní páru a propustnost pro oxid uhličitý. Pro železobetonové konstrukce je ve většině případů vhodné, aby nátěr byl co nejvíce paropropustný, aby v konstrukci nezadržoval vlhkost, a současně aby byl co nejvíce těsný vůči pronikání CO₂ a omezoval tak karbonataci betonu.

Lineární smršťování se týká nátěrů, které vytváří film o tloušťce alespoň 3 mm. Systémy schopné přemosťovat trhliny se využívají zejména u nátěrů podlah garáží. Tento parametr je významně závislý na teplotě (schopnost se při nižších teplotách zhoršuje) a je proto třeba sledovat při jaké teplotě byl nátěr zkoušen. V aplikacích, kde není akcentován vzhled konstrukce se trhliny obvykle překlenují bandážováním. Je třeba se zde zmínit o protismykových vlastnostech. Norma EN 1504-2 uvádí 3 třídy protismykových vlastností, avšak současně upozorňuje, že v mnoha zemích existují národní předpisy, které tuto problematiku řeší a které mají před touto normou přednost. Tato situace platí i v ČR. Vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby, která je obecně závazným právním předpisem, odkazuje na ČSN 74 4505 Podlahy – společná ustanovení, jež definuje požadavky na protiskluznost platné v ČR. Pro úplnost je třeba upozornit, že chemická odolnost uvedená mezi parametry pro určitá určená použití s cílem ochrana proti vnikání není stejný s parametrem odolnost silnému chemickému napadení – viz všechna určená použití s cílem zvýšení chemické odolnosti.

5. Závěrečné shrnutí

Spektrum nátěrů na beton je dnes velmi široké. Jejich aplikace může betonové konstrukci prospět, může ji však i velmi významně poškodit. Při nepříznivých okolnostech může být zmařená investice díky krátké trvanlivosti naneseného nátěru pouze zanedbatelnou škodou. Při rozhodování je vždy třeba zvážit konkrétní situaci, stav konstrukce, namáhání jejího povrchu (včetně klimatických vlivů) a cíl, kterého má aplikace dosáhnout. Současná platná norma tuto nesnadnost a šíři záběru odráží. Je poměrně dlouhým (47 stran), ne zcela přehledným dokumentem. V některých pasážích odhaluje, že vznikla nesnadným konsensem zájmů napříč oborem i napříč Evropou. Při uvážlivém využití však představuje poměrně spolehlivou pomůcku.

Při vší pozornosti věnované výběru nátěru je třeba nezapomenout, že trvanlivost a účinnost správně zvoleného nátěru dominantně závisí na kvalitě podkladu a jeho přípravy.

6. Použitá literatura

• [1] ČSN EN 1504-2 Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí – Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody – Část 2: Systémy ochrany povrchu betonu
• [2] ČSN 74 4505 Podlahy – společná ustanovení
• [3] Drochytka R., Dohnálek J., Bydžovský J., Pumpr V., Dufka A., Dohnálek P.: Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí TP SSBK III, Brno 2011, 265 s.
• [4] Svoboda L. a kol.: Stavební hmoty, Bratislava 2004, 471 s.