V mnoha případech je to rutinní záležitost, při které je obnoven tvar konstrukce a současně dojde k obnovení pasivace výztuže. Mohou však nastat případy, kdy koroze výztuže je tak velká, že již dochází ke zmenšení průřezu výztužných prutů a tím i možnému snížení únosnosti. Pak přichází na řadu zhodnocení konstrukce z hlediska únosnosti a vnějších účinků.
Konstrukci je potřeba podrobit stavebně technickému průzkumu, který bude zaměřen na stávající stav konstrukce, a to zejména na fyzikálně mechanické vlastnosti betonu a výztuže. U výztuže je potřeba stanovit mez kluzu a plochu výztuže, která přenáší zatížení (ohyb a smyk). Mez kluzu výztuže lze odzkoušet v laboratoři na odebraném vzorku, nebo ji „kvalifikovaně odhadnout“ na základě informací o stáří konstrukce, tvaru výztuže, jejím povrchu a informací o druhu výztuže, který se v danou dobu používal. Dále potřeba stanovit průměr a případné oslabení výztuže, a to obvykle porovnáním v místě poškození a v místě, kde je výztuž bez poruch. Parametry betonu jsou stanoveny paralelně jak na vzorcích odebraných z konstrukce, tak nedestruktivně v terénu.
Se zjištěnými parametry je možné dále pracovat, a to především provedením přepočtu konstrukce. Pokud je při výpočtu zjištěno, že stav konstrukce neodpovídá požadované únosnosti, je potřeba přistoupit k jejímu zesílení.
Zesílení konstrukcí lze provést několika způsoby. Ty se liší jednak náročností provádění, jednak použitelností (např. z důvodu požární odolnosti, nebo celkové tuhosti) a samozřejmě z hlediska ceny. Obecně se jedná o umístění zesilovacích prvků do míst překročení napětí ve stávající konstrukci. Principiálně se jedná o použití materiálů s vysokou tahovou pevností (ocel, uhlíková vlákna) aplikovaných do míst vysokých tahových namáhání. Ocelové prvky lze použít i do míst tlakového namáhání.
Zesílit lze jak trámové prvky, desky i sloupy. Pro zesílení byly v minulosti používány konvenční metody a materiály. Používány jsou především ocelové prvky. Jako další možnost se uplatňuje dodatečné provedení armokoše (externího vyztužení) a obetonování prvku. Nejnovější metodou je zesilování konstrukcí pomocí uhlíkových lamel a tkanin. Každá z metod má svá specifika, ať už v přípravě podkladu, přípravě zesilované konstrukce, nebo v samotné aplikaci zesílení.
Ve všech případech je potřeba provést reprofilaci podkladní konstrukce a to tak, aby byla obnovena soudržnost stávající výztuže a použité materiály se blížily původnímu betonu. Jedná se o skupinu materiálů pro opravy se statickou funkcí třídy R4 podle ČSN EN 1504 – 3, kde jsou specifikovány požadavky na fyzikálně mechanické vlastnosti materiálu (pevnost, modul pružnosti). Lze použít materiály MONOMIX SCC, nebo MONOMIX WSC TH, které tyto požadavky splňují.
Na připravený podklad je následně aplikováno zesílení, do kterého je přeneseno zatížení ze stávající konstrukce. V některých případech, zejména u ocelových konstrukcí, je potřeba mezi stávající konstrukci a zesilující prvek vpravit nesmrštivou maltu (např. SUPERFIX / SUPERFIX TH). U zesilování pomocí kompozitních materiálů na uhlíkové bázi je potřeba se zaměřit na rovinnost podkladu. K jeho vyrovnání jsou s výhodou využívány materiály s urychleným náběhem pevností jako je MONOCRETE TH rapid.
Jak ocel, tak použití armokoše a obetonování, je účinné, ale hlavní nevýhodou těchto řešení je relativně vysoká hmotnost v poměru k účinnosti zesílení. To vedlo k použití uhlíkových kompozitů.
Uhlíkové kompozity jsou tvořeny samotnými uhlíkovými vlákny, která jsou pojená epoxidovou pryskyřicí. Vysoká tahová pevnost je kombinována s nízkou hmotností. Za těchto podmínek je možné dosáhnout vysoké účinnosti zesílení. Síly jsou mezi zesílením a konstrukcí přenášeny epoxidovým lepidlem. Uhlíkové kompozity mohou být vyrobeny předem (lamely / pásky), nebo přímo v terénu (tkaniny). Při provádění je podstatná zejména příprava podkladu, a to jak z hlediska jeho rovinnosti, tak z hlediska možnosti zakotvení lepidla do podkladu.
Pro uhlíkové lamely (BETOSAN CRC UPL) mluví především kvalita zpracování kompozitu a jednoduchost aplikace, naopak pro tkaniny (BETOSAN CRC SCH) mluví efektivnost využití materiálu, větší šířka vlastností a použití.
Použití uhlíkových kompozitů se již dávno posunulo z polohy novinky do polohy standardního použití. Přesto je potřeba k jejich aplikaci přistoupit komplexně a zodpovědně. Od zhodnocení stávající konstrukce, přes statický návrh po provádění.
Ing. Zdeněk Vávra,
BETOSAN s.r.o.
