Poruchy podlah související s vlhkostí
Voda nezbytná v podlahových potěrech může být příčinou poruch nášlapných vrstev podlah. Poruchy podlah způsobené vlhkostí vznikají zčásti díky návrhu potenciálně rizikových konstrukcí, z části díky nesprávnému provedení detailů, či podvolení se tlaku na zkrácení nutných technologických přestávek.
1. Vlhkost v podlahové konstrukci
Voda je nutnou součástí většiny stavebních materiálů. V případě podlah jde zejména o potěry, ať již cementové nebo anhydritové. Potěry pak jsou nejčastější variantou nosné vrstvy podlahy, díky vynikající tvarové přizpůsobivosti, dobrým mechanickým vlastnostem i příznivé ceně. Voda umožňuje práci s těmito materiály ve formě tekutiny a vytváření monolitické konstrukce, tj. jednoduchou přepravu čerpáním, snadné vyplnění předepsaného objemu a urovnání povrchu a další technologické výhody. Voda je však nezbytná i pro vlastní tvrdnutí obou materiálů.
Cementový potěr tvrdne díky hydrataci cementu, tj. jeho reakci s vodou. Jedná se o chemicky poměrně složitý proces, jak co do množství probíhajících reakcí jednotlivých slínkových minerálů, tak i co do časového průběhu. Teoretické práce ji obvykle dělí na několik po sobě jdoucích fází. Pro účel tohoto článku je důležité si připomenout pouze několik faktů. Prvním je skutečnost, že tuhnutí, tedy přechod z kapalného do pevného skupenství, které nastává cca po 24 hodinách, je jednou z teprve počátečních fází hydratace. K dominantnímu nárůstu pevnosti betonu (cementového potěru) dochází až následně, tedy v době, kdy materiál má již pevné skupenství. Obvykle se doba do 28 dní popisuje jako zrání a později jako dozrávání. Druhým faktem k připomenutí pak je skutečnost, že hydratace cementu se zastaví v okamžiku, kdy jsou spotřebovány materiály, které do ní vstupují, nebo pokud se nepříznivě změní podmínky. Spotřebování veškerého cementu je teoreticky ideálním stavem, kdy je cement ve směsi maximálně využit. Příkladem nedostatku vody může být příliš rychlé vyschnutí materiálu a nepříznivými podmínkami například pokles teploty pod +5 °C. Pokud tedy beton (cementový potěr) vyschne příliš brzy, nedojde k využití všeho pojiva a výsledné vlastnosti zatvrdlého materiálu budou pravděpodobně horší, než bylo očekáváno a hlavně deklarováno a předpokládáno při dimenzování. Mimo to při rychlé ztrátě vody hrozí velké riziko vzniku trhlin od smršťování.
V případě anhydritového potěru je situace rozdílná. Anhydritové pojivo tvoří převážně bezvodý síran vápenatý (CaSO4), což je látka velmi podobná sádře (půlhydrát síranu vápenatého, CaSO4 + 1/2 H2O). Po zamíchání pojiva s vodou dochází nejprve k jeho rozpuštění. Z přesyceného roztoku následně postupně krystalizuje sádrovec (CaSO4 + 2 H2O). Krystaly postupně srůstají a vytváří pevnou strukturu. V počáteční fázi zrání je i anhydrit třeba chránit proti ztrátě vody. Následně naopak je jeho vyschnutí pozitivní, protože suchý má lepší mechanické vlastnosti.
Tvrzení, že materiál musí rychle vyschnout, aby ztvrdl, platí jen pro vzdušné vápno. To se však pro potěry nepoužívá. Pro cement to není pravda, pro anhydrit až v pozdější fázi zrání.
V potěru je tedy voda třeba a nelze se bez ní obejít. Na druhé straně při pokládce nášlapných vrstev je nadměrná vlhkost nežádoucí (viz tabulku 1). Může být příčinou vyboulení dřevěné podlahy či rozevírání jejích spár, příčinou vzniku puchýřů na povlakových krytinách či neprodyšných stěrkách, odlupování nášlapných vrstev od podkladu v důsledku osmotického tlaku, vzniku plísní atd. Příklady několika poruch podlah způsobených vlhkostí jsou uvedeny v následujícím textu.
| Nášlapná vrstva | Cementový potěr | Anhydritový potěr |
|---|---|---|
| Kamenná nebo keramická dlažba | 5,0 % | 0,5 % |
| Lité podlahoviny na bázi cementu | 5,0 % | Nelze provádět |
| Syntetické lité podlahoviny | 4,0 % | 0,5 % |
| Paropropustné textilie | 5,0 % | 1,0 % |
| PVC, linoleum, gume, korek | 3,5 % | 0,5 % |
| Dřevěné podlahy, parkety, laminátové podlahoviny | 2,5 % | 0,5 % |
Tabulka 1: Nejvyšší dovolená vlhkost potěru před pokládkou nášlapné vrstvy dle ČSN 74 4505
2. Příklad 1 - vyboulení vlýskové podlahy
Stáří podlahy v době místního šetření bylo cca 3 roky. V červenci 2009, po dlouhém období deštivého počasí, došlo k vyboulení nášlapné vrstvy z dřevěných vlysů v prostoru ložnice na dvou místech a na jednom místě v prostoru vnitřní chodby, v opačné části bytu než se nachází ložnice (viz obr. 1).
Obr. 1: Vyboulení dřevěných vlysů
V poškozených oblastech nebyly zjištěny žádné projevy zatečení vody, či jiného průniku vlhkosti, a to ani od obvodové stěny, která se nachází pod úrovní terénu, ani od sousedních koupelen. Vlhkost cementového potěru zjištěná na odebraném vzorku byla 2,3 %, což splňuje obvyklé požadavky (viz tabulku 1). Vlhkost parket byla při horní hranici obvykle požadovaného rozmezí (7 % až 11 %).
S uvážením klimatických podmínek z první poloviny července 2009, kdy bylo relativně dlouhé období intenzivních dešťových srážek a díky tomu dlouhodobě velmi vysoká relativní vlhkost vzduchu, lze konstatovat, že k poškození podlahy s největší pravděpodobností došlo díky vysoké relativní vlhkosti vzduchu, která způsobila zvětšení příčného rozměru parket, a tím dotlačení desky parket až ke stěnám a následně k vyboulení parket.
Domnívám se, že bez klimatizace, která není v bytě namontována, nebo bez speciálního zařízení pro odvlhčování vzduchu, nebylo v silách uživatele bytu udržet v tak extrémních podmínkách, které nastaly v první polovině července 2009, vlhkost vzduchu v rozmezí 50 % až 60 %, které jsou obvykle požadovány pro bezproblémové fungování dřevěné podlahy.
Častou závadou dřevěných podlah, která by případně měla významný vliv i na vznik zjištěných poruch, je malá šířka spár dřevěné podlahy podél stěn. Obvykle je požadováno 1,5 mm na každý 1 metr délky podlahy, minimálně 10 mm. Původní šířku spáry podlahy bohužel již nebylo možné změřit, protože v poškozených oblastech byly parkety již opřeny o stěny, resp. pevně osazený nábytek. K tomu však mohlo dojít až krátce před poškozením podlahy, díky nabobtnání parket v důsledku vysoké vzdušné vlhkosti.
3. Příklad 2 - poruchy dřevěných podlah bytového domu vzniklé i přes vyhovující vlhkost potěru v době pokládky
V bytovém domě o šesti nadzemních podlažích bylo prováděno posouzení poruch podlah ve dvou bytech. V bytě A došlo k vyboulení dřevěné podlahy, v bytě B pak k výraznému rozevření spár mezi dřevěnými lamelami a k tzv. "korýtkování". K vyboulení lamel došlo pouze na jednom místě, rozevření spár a "korýtkování" se však vyskytovalo i v jiných bytech v objektu. Posouzení bylo provedeno v bytě B, protože byl v době místních šetření volný. Místní šetření byla prováděna cca 10 měsíců po pokládce dřevěných podlah, v době, kdy byly poruchy reklamovány.
Skladba podlah v obou bytech zjištěná v sondách byla následující:
- Nášlapná vrstva z dřevěných lamel.
- Anhydritová deska - nosná vrstva podlahy, tloušťka cca 50 mm.
- PE folie - separační vrstva, jejímž účelem je zabránit zatečení vody do spodních vrstev v době, kdy je anhydrit v tekutém stavu.
- Minerální vata - tepelná a kročejová izolace, tloušťka cca 25 mm.
- Polystyrenbeton - vyrovnávací vrstva (podle sdělení zástupce developera jsou v této vrstvě vedeny trubky vytápěcí soustavy).
- Nosná konstrukce - železobetonová deska.
V bytě A došlo k nadzdvižení lamel nášlapné vrstvy podlahy v jedné z místností, v prostoru těsně za vstupními dveřmi do místnosti. Poškození nastalo lokálně v relativně malé oblasti dvou až tří sousedních lamel. Nadzdvižené lamely znemožňují otevření dveří. Podle sdělení objednatele zprávy k této poruše ve stejném místě došlo již cca 3 měsíce před místním šetřením. Tehdy byly nadzdvižené lamely odstraněny a podlaha opravena s využitím lamel nových.
Obr. 2: Nadzdvižení podlahových lamel v bytě A
V době místního šetření byla v místnosti s poškozenou podlahou teplota vzduchu 20,1 °C a relativní vlhkost vzduchu 48,7 %. Byt byl využíván jako kancelář.
Při místním šetření byla provedena v místě poruchy sonda pro stanovení vlhkosti jednotlivých materiálů. Vlhkost dřevěné lamely na jejím spodním líci byla změřena pomocí elektronického vlhkoměru Testo 606-2 a těsně po odebrání lamely z podlahy činila cca 14 % až 26 %. Nejvyšší vlhkost byla zjištěna v místě, kde došlo ke změně barevného odstínu dřeva vlivem působení vysoké vlhkosti. Nejnižší vlhkost pak byla zjištěna na místě lamely nejvzdálenější od barevně změněné oblasti.
Vlhkost anhydritu byla 1,72 %, resp. 1,42 % a vlhkost minerální vaty 12,17 % a 7,24 %.
Zjištěná vlhkost anhydritové desky je příliš vysoká pro zajištění dlouhodobé trvanlivosti dřevěné podlahy. Výrazně překračuje nejvyšší dovolenou vlhkost 0,5 %. Podle sdělení zástupce podlahářské firmy bylo před pokládkou nášlapné vrstvy prováděno měření vlhkosti anhydritového potěru a zjištěné hodnoty se pohybovaly pod požadovanou maximální hodnotou 0,5 %.
Obr. 3: Spodní líc nadzdvižených lamel
Současně při místním šetření byla zjištěna velmi vysoká vlhkost minerální vaty, která se nachází pod anhydritovou deskou, od které je oddělena separační polyetylenovou folií. Z těchto skutečností lze odvodit, že vlhkost do anhydritové desky a následně do dřevěných lamel proniká z velmi vlhké vrstvy minerální vaty. V místě poruchy nášlapné vrstvy se pravděpodobně nachází lokální perforace polyetylenové folie, která pronikání vlhkosti umožňuje. Tomuto mechanizmu vzniku poruchy odpovídá jednak vlhkostní skvrna na spodním líci odebraných lamel i skutečnost, že ke vzniku poruchy došlo po delším časovém úseku, protože vlhkost do anhydritové vrstvy pravděpodobně proniká relativně pomalu a pokud tato vrstva není zakryta nášlapnou vrstvou, je odpařování vlhkosti z povrchu anhydritu rychlejší než pronikání vlhkosti do něj.
Tyto poruchy se u nových staveb vyskytují relativně často a jejich příčinou bývá zatečení vody do vrstvy tepelné a kročejové izolace při lití anhydritové desky v důsledku nedokonalého utěsnění separační vrstvy. V případě posuzované podlahy však nelze jako zdroj vlhkosti vyloučit ani netěsnost rozvodů vytápění, které jsou vedeny ve vrstvě polystyrenbetonu, umístěné pod minerální vatou. Místo zdroje vlhkosti bohužel nelze identifikovat, protože nemusí odpovídat místu vzniku poruchy v nášlapné vrstvě.
Obr. 4: Vlhkost dřeva na spodním líci
V bytě B bylo zjištěno, že na dvou místech v pruhu šířky cca 1,5 m v obývacím pokoji a v pruhu šířky cca 1 m, procházejícím přes chodbu a přilehlé ložnice, došlo ke zdeformování jednotlivých lamel, tzv. "korýtkování", kdy se jednotlivé lamely prohnuly do tvaru žlábků s podélnou osou rovnoběžnou s podélnou osou lamel. Současně došlo k rozevření spár mezi jednotlivými lamelami.
Při místním šetření byla teplota vzduchu v bytě cca 18 °C a relativní vlhkost vzduchu cca 34,5 %. Byt dosud nebyl využíván a vlhkost vzduchu byla v topné sezóně nárazově zvyšována pomocí malého zvlhčovače vzduchu. V době místního šetření byl zvlhčovač vzduchu v provozu. Při místním šetření byly provedeny sondy v místě poruchy a mimo poškozené oblasti. Na odebraných vzorcích byla následně zjištěna vlhkost anhydritu a vlhkost minerální vaty. V poškozené oblasti byla vlhkost anhydritu 0,72 % a vlhkost minerální vaty 3,0 %. V místech bez výskytu poruchy "korýtkování" byla zjištěna vlhkost anhydritu v rozmezí 0,15 % až 0,21 % a vlhkost minerální vaty 2,73 % a 7,21 %. Vlhkost anhydritové desky zjištěná v místě výskytu závady "korýtkování" (0,72 %) překračuje nejvyšší dovolenou vlhkost 0,5 %. V místech, kde nedošlo k prohnutí dřevěných lamel, je vlhkost anhydritu naopak výrazně pod limitní hodnotou (0,15 % - 0,21 %). Zároveň byla při místním šetření v bytě zjištěna velmi nízká relativní vlhkost vzduchu (34,5 %).
Obr. 5: Korýtkování lamel v bytě B
Na základě výše uvedených skutečností je třeba za dominantní příčinu vzniku "korýtkování" označit zvýšenou vlhkost podkladu, která způsobila nabývání spodního líce lamel. Ke zvýraznění poruchy přispěla i nízká relativní vlhkost vzduchu, která způsobuje smršťování horního líce lamel. Nízká relativní vlhkost vzduchu dominantní příčinou "korýtkování" lamel není, protože v místech, kde vlhkost anhydritové desky není zvýšená, ke "korýtkování" nedošlo.
Ze skutečnosti, že anhydritová deska má zvýšenou vlhkost pouze v oblastech s výskytem poškození, lze usuzovat, že v těchto místech se nachází zdroj vlhkosti, která proniká do anhydritové desky a následně do dřevěné nášlapné vrstvy. Zároveň to ukazuje, že vlhkost v anhydritové desce není pozůstatkem záměsové vody anhydritové směsi, tj, nedostatečného vyschnutí anhydritové desky před položením dřevěné nášlapné vrstvy. Tvar oblastí, kde se poškození nachází, naznačuje, že vlhkost pravděpodobně proniká ve spojích polyetylenové fólie (separační vrstvy) z níže položených vrstev minerální vaty, resp. polystyrenbetonu.
4. Příklad 3 - podlaha s montovanou nosnou vrstvou
Předmětem posouzení byly vlhkostní poměry podlahové konstrukce v reprezentativní budově občanské vybavenosti. V době místních šetření probíhala stavba budovy. Její nosná konstrukce je železobetonová skeletová se stropními deskami z předpjatého betonu. Tloušťka stropních desek je cca 300 mm.
Obr. 6: Skladba podlahy s montovanou nosnou deskou
Předmětem posouzení byla podlahová konstrukce ve 2. NP v západním rohu budovy. Podlahová konstrukce je provedena jako dvojitá pomocí podlahového systému suché výstavby, který je tvořen kalciosulfátovými (sádrovláknitými) deskami tloušťky 40 mm, podpíranými ocelovými stojkami. Výška vytvořené dutiny určené zejména pro rozvody kabelů apod. je cca 150 až 200 mm. Na kalciosulfátové desky pak byla v době místního šetření pokládána kaučuková krytina tloušťky cca 2 mm.
Objednatelem posudku byla firma provádějící pokládku kaučukové krytiny. Podle sdělení jejího zástupce probíhala betonáž monolitické stropní konstrukce cca 12 měsíců před pokládkou krytiny. Montáž sádrovláknitých desek pak proběhla krátce před zahájením pokládky krytiny.
Podlahové kalciosulfátové desky mají rozměry 600 x 600 x 40 mm a jedna deska má hmotnost 18,5 kg. To znamená, že objemová hmotnost materiálu těchto desek je 1.285 kg/m3 a plošná hmotnost kalciosulfátové desky je 51,4 kg/m2.
Při místním šetření byly odebrány vzorky betonu nosné stropní desky a vzorky podlahových desek ještě nezakrytých nášlapnou vrstvou. Vysušením byla následně stanovena jejich vlhkost. Zjištěné průměrné hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2.
| Konstrukční prvek | Průměrná vlhkost |
|---|---|
| Beton stropní desky | 4,38 % |
| Zabudovaná kalciosulfátová deska | 0,45 % |
| Srovnávací kalciosulfátová deska | 0,28 % |
Tabulka 2: Zjištěné vlhkosti z příkladu 3
V době místního šetření byla vlhkost sádrovláknitých desek nízká a desky lze charakterizovat jako relativně suché. Přesto je z výsledků patrné, že vlhkost desek zabudovaných do podlahové konstrukce je vyšší než vlhkost nových desek, přičemž zabudované desky obsahují přibližně dvojnásobné množství vody než desky nové.
Naproti tomu průměrná vlhkost betonu stropních desek je 4,38 %. Při relativní vlhkosti vzduchu na úrovni cca 40 až 50 % se v odborné literatuře uvádí rovnovážná vlhkost betonu na úrovni cca 1 %. Vzhledem k tomu, že součástí stropní konstrukce je i systém zajišťující vytápění objektu, lze očekávat, že výsledná rovnovážná vlhkost betonu bude spíše nižší.
Při posuzování vlhkostních poměrů podlahové konstrukce je nutné vzít v úvahu rovněž vlastnosti použitých materiálů. Kladená kaučuková krytina je pro vlhkost prakticky neprostupná. Zároveň sádrovláknité desky jsou z materiálu, který relativně snadno přijímá vlhkost a jehož mechanické vlastnosti jsou při nadměrné vlhkosti zhoršené.
Obr. 7: Vlhkotěsná krytina ukládaná na sádrovláknité desky
Na základě aktuální vlhkosti betonu a s předpokladem, že rovnovážná vlhkost betonu bude na úrovni cca 0,9 %, lze vypočítat, že z 1 m2 železobetonové stropní desky (tloušťka 300 mm) dojde k uvolnění ještě cca 23 litrů vody.
Výše uvedené množství vody je přitom relativně velké ve srovnání s množstvím vody potřebným pro významné zvýšení vlhkosti kalciosulfátových desek. Např. pro dosažení vlhkosti 8 % (velmi vysoká hodnota) je třeba, aby kalciosulfátové desky přijaly 4,1 litrů vody na 1 m2 desky.
Na základě uvedených skutečností je třeba konstatovat, že nelze vyloučit možnost vzniku poruch podlahové konstrukce v důsledku vlhkosti uvolňované z železobetonové stropní desky. Ze stropní konstrukce dojde k uvolnění ještě relativně velkého množství vlhkosti. Zároveň nosná deska dvojité podlahy je vytvořena z materiálu snadno přijímajícího vlhkost a citlivého na vlhkost a navíc bude překryta prakticky vlhkotěsnou podlahovou krytinou. Je zřejmé, že skutečnost, zda v budoucnu dojde k poškození podlahové konstrukce působením vlhkosti ze stropní desky, či nedojde, bude dominantně záviset na intenzitě provětrávání vzduchové dutiny dvojité podlahy. V případě, že vzduchová dutina nebude provětrávána (nebo bude, ale s malou intenzitou), je pravděpodobnost vzniku poruch nepřijatelně vysoká.
4. Závěrečné shrnutí
Voda je nedílnou součástí mnoha rozšířených stavebních materiálů. V případě nášlapných vrstev podlah však představuje riziko pro jejich trvanlivost. Předchozí příklady z nedávné doby ukazují, že poruchy podlah způsobené vlhkostí jsou stále aktuálním problémem. Zčásti díky návrhu potenciálně rizikových konstrukcí, z části díky nesprávnému provedení detailů, či podvolení se tlaku na zkrácení nutných technologických přestávek.
The paper describes the role and necessity of water in floor screeds and provides examples of damages caused by moisture. Water is an integral part of many of the widespread construction materials. However, in relation to floor toppings, it poses a risk to their durability. Recent examples show that floor damages caused by moisture are still a current issue. Partly due to the design of potentially hazardous structures and partly due to incorrect detail implementation or to the pressure to shorten necessary technological pauses.
