Vlastnosti moderních podlahových ochranných vrstev – pohled do praxe

Podlaha bývá nejvíce namáhanou stavební částí budovy. Stejně rozmanité jako je průmyslové nebo podnikatelské užívání budovy je i namáhání podlahových ploch. Pro případ, že potěr nebo betonový podklad nemohou těmto zatížením vyhovět, umožňují speciálně vyvinuté systémy podlahových ochranných vrstev na bázi umělé pryskyřice optimální a trvalou ochranu podlahy.

Tento příspěvek poskytuje náhled do výhod systémů podlahových ochranných vrstev a pojednává o jejich komplexnosti a vybraných vlastnostech.

Podlahové ochranné vrstvy: Na co se musí dávat pozor a proč?

Podlahy musí být schopné také po delší dobu spolehlivě zachytávat a odvádět vznikající zatížení. Tyto požadavky splňují v mnoha oblastech běžné cementové potěry nebo betonové podlahové desky. Existují ovšem působení a vlivy, které trvanlivost takových podkladů zpochybňují.

Často hraje roli porozita cementem vázaného materiálu, neboť pevnost a odolnost proti otěru jsou zde tímto limitovány a mohou do nich pronikat kapalné substance. V závislosti na médiu mohou být produkty pro hydrataci poškozeny, což sníží kvalitu podkladu a urychlí poškození.

Pokud se má aplikací ochranné vrstvy zvýšit kvalita povrchu podlahy, tak je třeba zajistit bezvadné přilnutí ochranné vrstvy k podkladu, aby byla odvedena mechanická působení. Především smyková namáhání mohou jinak vést v důsledku „efektu valchování“ k delaminaci.

Tomuto způsobu selhání je možné bezpečně zabránit optimální přípravou povrchu podkladu. Cílem každé přípravy povrchu podkladu, například frézováním, broušením nebo bezprašným tryskáním pomocí kuliček (Blastrac), je získání otevřeného povrchu do hloubky pórů. Díky tomu se umožní optimální mechanické zakotvení ochranných vrstev.

Vedle toho je třeba dodržet především výrobcem udávané podmínky pro zpracování. Minimální pevnost podkladu, povrchová pevnost podkladu v tahu, procedura při míchání, obsah vlhkosti v podkladu a vzduchu a také přípustný rozsah teploty materiálu, vzduchu a podkladu představují přitom rozhodující faktory.

Speciální vlastnosti systému

V zásadě se rozlišují mechanická, chemická a tepelná namáhání, která musí systém podlahových ochranných vrstev trvale zvládat. U mechanických zatížení je možné dále rozlišovat mezi zatíženími třením a abrazivním otěrem (například posouváním palety po podlaze), tlakem (například u skladovaného zboží) a náhlým působením úderů (například vlivem padajících předmětů).

Protože šířka pásma možných chemických substancí je enormní (od organických a anorganických kyselin přes louhy, rozpouštědla apod.), tak musí být podlahové ochranné vrstvy obzvlášť pečlivě upraveny podle očekávaných chemických namáhání. Rychlou a spolehlivou pomoc poskytují výrobci se svými bezpečnostními datovými listy. Vedle toho se musí bezpodmínečně zohlednit také další faktory jako například intervaly zatěžování a kombinace z různých médií.

Výrobky z reakční pryskyřice mohou při vysokých teplotách své vlastnosti změnit, nebo dokonce ztratit. V závislosti na oblasti zeskelnění různých systémů leží maximálně možné tepelné zatížení okolo teploty 65 až 110 °C. Přitom je možné suchý žár například z pecí lépe kompenzovat než mokrý žár například z vroucí vody (jako u zařízení na čištění nádrží nebo při častém čištění párou).

Faktory se ale nesmí posuzovat izolovaně – je třeba zohlednit všechny kombinace, a to i vzhledem k pozdější možné změně účelu užívání. V přípravném stádiu je třeba vyjasnit špičkové teploty, rychlost změny teploty, intervaly zatížení, dobu trvání zatížení, chemikálie, které v rozpáleném stavu možná působí výrazně agresivněji, nebo dodatečné tlaky.

Výběr materiálu ochranné vrstvy bude také ovlivněn tím, zda se musí pokrýt potenciální jednorázová havarijní událost, při které nanášená vrstva v případě naléhavé potřeby představuje dokonce obětní vrstvu, nebo zda se jedná o nahodilé zatížení postřikem.

Průmyslové podlahy nebo komunikace v areálech závodů jsou na rozdíl od veřejných komunikací namáhány nižší dopravní frekvencí a nižšími rychlostmi (<30 km/h), ale částečně vysokými bodovými zatíženími ze strany vysokozdvižných vozíků nebo regálových systémů. Betonové podlahy v uzavřených halách nejsou zatěžovány venkovními teplotami, ale volné plochy musí odolávat kolísání teplot a působení mrazu a posypových rozmrazovacích prostředků.

Mechanický stupeň zatížení abrazivním otěrem je možné pro povrchy z betonu a potěru zadávat a ověřovat prostřednictvím odolnosti proti otěru. V Německu byla odolnost proti otěru doposud určována podle DIN 52108 (Odolnost proti obrusu metodou Böhme). V evropské normě pro potěr EN 13813 jsou vedle metody podle Böhma (tab. 1) zahrnuty také třídy odolnosti proti otěru pro dvě další metody – podle BCA (British Cement Association) a proti namáhání valivým pohybem.

Tab. 1 Třída odolnosti proti otěru podle EN 13813 (Metoda podle Böhma)

Třída	A22	A15	A12	A9	A6	A3	A1,5
Množství otěru (cm3/50 cm2)	22	15	12	9	6	3	1,5

Vedle základních druhů zatížení (obr. 1) existuje velmi velký počet dalších vlastností, které je třeba přizpůsobit individuálně podle podmínek přímo na místě. Vedle čistě technických požadavků (například schopnost překlenutí trhlin, difuzní schopnost, zabránění skluzu, vybíjecí schopnost, chování při požáru) hraje zvyšující se měrou roli celá řada dalších faktorů: vedle designu a vzhledu získalo téma ochrany životního prostředí a zdraví uživatele (fyziologická nezávadnost, možnost dekontaminace, ekologická výroba nebo hodnocení REACH podle nového evropského zákona o chemikáliích) v posledních letech velmi silně na významu.

Počítá se také se zvyšováním požadavků na trvanlivost materiálů. Zároveň existují navzájem se vylučující požadavky na vlastnosti průmyslových podlah, například vysoká schopnost zabránění skluzu a optimální čistitelnost. Pro uživatele z tohoto širokého pásma faktorů vyplývá potřeba individuálního řešení pro každou podlahovou plochu samostatně.

Přednosti průmyslové podlahy s ochrannou vrstvou na bázi reakční pryskyřice

Protože minerální systémy často vykazují určité meze obzvlášť s ohledem na odolnost vůči chemikáliím a odolnost proti otěru, představuje průmyslová podlaha, na kterou je aplikována nanášená vrstva na bázi reakční pryskyřice, dobrou alternativu. Tyto průmyslové podlahy poskytují oproti minerálním systémům mnoho výhod. Disponují delší životností než běžné podlahy, mohou se pokládat naprosto beze spár a jsou odolné proti úderům, poškrábání a nárazům.

Díky jejich úplně hladkému povrchu je možné je bez problémů udržovat čisté i za daných obtížných hygienických skutečností. Jsou ve zvýšené míře odolné proti velkému množství chemikálií, necitlivé vůči kolísáním teploty, která jsou běžná například v závodech zpracování potravin, odolávají bez problémů i vysokému tlaku a díky své vysoké pevnosti disponují extrémně vysokou odolností proti otěru.

U těchto průmyslových podlah se používají tekuté umělé hmoty na bázi reakční pryskyřice. Tyto sestávají podle použití z epoxidových pryskyřic, polyuretanových pryskyřic nebo pryskyřic na bázi polymetylmetakrylátu (PMMA).

Tekuté umělé hmoty na bázi reakční pryskyřice se používají jako jednosložkový, dvousložkový nebo vícesložkový produkt. Jejich zpracování se uskuteční po základní přípravě podkladu pomocí různých nástrojů – například kožešinových válečků nebo stěrek. Zatímco jednosložkové produkty zpravidla při styku se vzduchem vytvoří tenkou vrstvu, uskuteční se u dvousložkových a vícesložkových produktů v tekuté umělé hmotě chemická reakce základní pryskyřice a tužidla (případně katalyzátoru).

Po určité reakční době tekutá umělá hmota vytvrdne a utěsní tak beze švu plochy a detaily. Typy pryskyřice v tekuté umělé hmotě mají různé základní vlastnosti. Všeobecně se dá říct, že tekutá umělá hmota na bázi polymetylmetakrylátu (PMMA) obzvlášť rychle reaguje, že se epoxidové pryskyřice vyznačují vysokou mechanickou a chemickou odolností, zatímco polyuretany často vykazují elastické vlastnosti.

Tekuté umělé hmoty na bázi reakční pryskyřice jsou proto velmi mnohostranně použitelné. Díky tomu je možné realizovat dekorační podlahy a podlahy se stylovou úpravou až po extrémně pevné a vůči chemikáliím odolné průmyslové podlahy, od hladkých až po strukturované nebo protiskluzové.

Vysokorychlostní systém ochranných vrstev

V minulých letech přibyly další inovace, například vysokorychlostní systém ochranných vrstev společnosti MC-Bauchemie, který je na bázi modifikovaného polyuretanu a umožňuje nanášení vrstev i za kritických podmínek prostředí při teplotách od 2 do 35 °C a za mokra.

Na rozdíl od běžných podlahových ochranných vrstev na bázi polyuretanové a epoxidové pryskyřice, které se zpravidla dají zpracovávat pouze při teplotách mezi 8 a 30 °C a které při chladnějších teplotách, okolní vlhkosti a při mokru vykazují nežádoucí vedlejší reakce, jako jsou poruchy přilnavosti, bubliny, krátery a póry a také dlouhé doby vytvrzení, urychlují nové systémy odbourání vlhkosti a proces vytvrzení této nové vysokorychlostní ochranné vrstvy; dodatečně ještě zvyšují přilnavost a odolnost proti otěru a poškrábání.

Kompletní průmyslové podlahy je možné sestavit během několika hodin a po 48 hodinách je možné je opět plně zatěžovat. Systém ochranných vrstev společnosti MC-Bauchemie využívá speciální technologii materiálů, která pochází ze staveb elektráren a která byla adaptována pro podlahové ochranné vrstvy ve vnitřní a venkovní oblasti.

Používá se v průmyslu, obzvlášť v potravinářském průmyslu a ve velkokuchyních, stejně jako v oblasti stavby obchodů nebo také v klasické bytové výstavbě jako například na balkonech, pavlačích a terasách nebo v garážích a na mnoha dalších plochách.

Protiskluznost

Jednou z nejčastěji požadovaných vlastností pro systémy podlahových ochranných vrstev je protiskluznost, protože úrazy v důsledku pádu a zakopnutí také dnes ještě stojí na špičce statistik podnikových úrazů. Obzvlášť hladké povrchy, znečištění a tekutá média jako „vrstva“ podporující kluzné vlastnosti zvyšují nebezpečí uklouznutí.

Protiskluznost se u systémů ochranných vrstev na bázi umělých hmot dosáhne tím, že se na již vytvrzenou vrstvu záškrabu podkladu položí předem plněná pigmentovaná pryskyřice a ještě čerstvý povrch se posype nadbytečným množstvím písku. Písek se částečně zapustí do pryskyřice a bude během procesu vytvrzení použité pryskyřice jako pojiva trvale navázán. Následující den bude volný, na povrchu ochranné vrstvy nenavázaný písek odstraněn.

Povrch má nyní díky navázanému písku definovanou drsnost. Na závěr se pomocí válečku nanese pigmentovaná vrstva pro zapečetění povrchu, povrch je nyní těsný a barevný, ale drsnost posypu pískem zůstává přesto zachována. Drsnost je možné silně ovlivnit volbou velikosti zrna. Čím hrubší písek, tím silnější je drsnost povrchu. Obecně se používají písky s drsností od 0,2 do 0,8 mm.

Drsnost podkladu, která nakonec zaručuje protiskluzovou vlastnost, je v rozporu s jinými, naprosto důležitými vlastnostmi systému ochranných vrstev. Tak s narůstající drsností výrazně klesá čistitelnost, protože částice nečistot se mohou lépe pevně usadit, a s ručními nebo strojními metodami čištění se dají odstranit jen se zvýšeným vynaložením sil. Kromě toho klesá komfort chůze po podlahové ploše, protože nášlapná plocha je tvořena pouze špičkami zrn.

Také další vlastnosti jako schopnost překlenutí trhlin nebo difuzní schopnost jsou drsností ovlivňovány. Zde je často nutné odborné poradenství pro nalezení adekvátního kompromisu. Určité zlepšení protiskluzových vlastností lze také docílit lehkým posypáním dekorativními vločkami z umělé hmoty nebo zanesením skleněných perel pomocí válečku do hladkých povrchů.

Zkouška protiskluzových vlastností se provádí na nakloněné rovině podle DIN 51130 „Zkouška podlahových krytin; určení protiskluzových vlastností“. Jedna testující osoba kráčí po vzorku testovaného krycího povlaku, jehož sklon se postupně zvětšuje tak, až testující osoba začne během chůze pociťovat subjektivně nejistý pocit nebo skutečně uklouzne a bude zachycena nosným systémem. Na podlahový krycí povlak se před tím nanese motorový olej jako kluzný prostředek, dále budou použity definované podrážky bot.

Podle předpisu BGR 181 „Podlahy v pracovních prostorech a pracovních oblastech s nebezpečím uklouznutí“ je při středním úhlu naklonění minimálně 6° podlahová krytina přiřazena do třídy hodnocení R9, která může odstupňovaně stoupat až po třídu R13 při úhlu větším než 35°. Třída R9 odpovídá lehké, R13 velmi vysoké protiskluznosti. Dodatečně k tomu se může zjišťovat u velkých drsností vytlačený prostor, který označuje sečtený dutý prostor mezi podrážkou a nanesenou vrstvou a který je odstupňován od V4 (>4 cm³/dm²) až do V10 (>10 cm³/dm²) (tab. 2).

Tab. 2 BIA Skupiny hodnocení

Skupina hodnocení	Přijatelný úhel		Vytlačený prostor	Minimální objem
R9	6° až 10°		V4	4 cm3/dm2
R10	>10° až 19°		V6	6 cm3/dm2
R11	>19° až 27°		V8	8 cm3/dm2
R12	>27° až 35°		V10	10 cm3/dm2
R13	> 35°

 

Ačkoliv se tato zkouška v Německu již dalekosáhle etablovala, není přesto nepochybná. Klasifikace podlahových krytin se použitím oleje jako kluzného prostředku vztahuje vždy na nejhorší případ, který nebude například ve školních třídách nebo oblastech maloobchodu nikdy dosažen.

Kromě toho vědomí bezpečnosti vedlo k tomu, že se třída protiskluznosti často požaduje také pro permanentně suché oblasti, které ale výslovně vůbec nespadají pod oblast použití BGR 181. Toto vede často k formulaci „s kanóny na vrabce“. Konec konců hodnocení v rámci laboratorní zkoušky s nakloněnou rovinou je jakkoli do určitého stupně subjektivní.

Také mezinárodně existuje celá řada dalších zkušebních metod, žádná z nich se ovšem doposud neprosadila, což spočívá ve srovnatelně vysokých nákladech a chybějící korelaci mezi sebou.

Vybíjecí schopnost

Při kontaktu dvou špatně vodivých materiálů (izolátorů) dochází k oddělení nábojů, což má za následek elektronický rozdíl potenciálu. Také již při lehkých třeních může přitom vzniknout rozdíl potenciálu řádově ve výši několika desítek tisíc voltů. Výše náboje závisí silně na okolní vlhkosti vzduchu, čím nižší, tím vyšší oddělení nábojů.

Od rozdílu potenciálu ve výši cca 3 000 voltů je člověk schopen pocítit výboj. Tak tomu je například tehdy, když člověku při svlékání pulovru z umělých vláken stávají vlasy jako hřebíky nebo když člověk pociťuje nepříjemné brnění při dotyku kliky dveří nebo karoserie automobilu. Také blesky během bouřky představují takový náhlý výboj. V oblasti průmyslu se takové jevy vyskytují v důsledku tření, drcení nebo mletí. Přitom vznikající náhlé výboje mohou poškozovat mikroelektronické součástky již od napětí 100 voltů (pro člověka výrazně pod citelným prahem), a proto jsou naprosto nepozorované.

Ovšem vyplývají z toho často škody na součástkách, které se poté projeví v rámci zajištění kvality, nebo skryté škody, které budou viditelné teprve při používání a zatížení polovodičů. V mnoha oblastech, jako například v elektronice airbagů, mohou být následky značné. Vznikající náklady v elektronickém průmyslu v důsledku „electrostatic-discharge“ (ESD – elektrostatický výboj) jsou enormní.

Ale také v oblastech, ve kterých se může vytvořit výbušná atmosféra, ať již v důsledku plynů, par nebo prachů, je třeba jiskřivým výbojům bezpodmínečně bezpečně zabránit. Tento požadavek je zakotven v řadě zákonných předpisů (Vyhláška o bezpečnosti provozu, Technická pravidla pro hořlavé kapaliny). Pro oba případy existuje pouze možnost místo normálně izolujících podlahových ochranných vrstev (jakož i betonu) definovaně aplikovat systémy podlahových ochranných vrstev s vybíjecí schopností, které účinně zabrání vytvoření statického náboje.

Všeobecně platí svodový zemní odpor 10^8 ohmů, při skladování výbušných látek musí být nižší než 10^6 ohmů. V „electrostatic protected areas“, takzvaných elektrostaticky chráněných oblastech (EPA), je třeba k ochraně obzvlášť citlivých mikroelektronických součástek dodatečně prokázat odpor systému „člověk-bota-podlaha“ a také maximální tělesný náboj systému „člověk-bota-podlaha“ při napětí 100 voltů.

Vybíjecí schopnost systému podlahových ochranných vrstev se normálně dosáhne přidáním vodivých vláken, která umožňují vertikální výboj skrz povrchovou vrstvu. Pod ní je aplikována tenká, horizontálně vodivá speciální základní vrstva. Tato opět vede napětí dál k měděné pásce, která je použita na vrstvě škrábané stěrky v pravidelném vodivém rastru, a nakonec přes uzemňovací bod do země budovy.

Vzhled a stylová úprava

Neobvyklé a opticky příjemné podlahy zhodnocují celkový dojem nemovitosti. A se systémy podlahových ochranných vrstev jsou možnosti pro uspořádání povrchu enormně rozmanité. Velmi jednoduchou metodou je lehké posypání barvu určujícími dekoračními vločkami, vločkami z umělé hmoty, které je možné obdržet ve velmi velkém výběru barev.

Dalece rozšířenou metodou je také místo posypu z křemičitého písku provést vydatný posyp z obalovaného barevného dekoračního křemičitého písku a nakonec toto pro ochranu zapečetit transparentní vrstvou tak, že pohled pozorovatele dopadá skrz transparentní pečetící vrstvu na barevně strukturovaná zrna. Alternativně je možné provést také vydatný posyp z dekoračních vloček a tento uzavřít pečetící vrstvou.

Shrnutí

V dnešní době musí moderní systémy podlahových ochranných vrstev splňovat velké množství různých požadavků, které vedle technických, vzhledových a estetických aspektů obsahují také zdravotně relevantní aspekty. Materiály je třeba přitom vždy posuzovat v souvislosti s objektivním stavem. Systémy podlahových ochranných vrstev na bázi reakční pryskyřice představují dobrou alternativu k minerálním systémům, protože se mohou pokládat naprosto beze spár a jsou odolné proti úderům, poškrábání a nárazům.

Díky jejich úplně hladkému povrchu je možné je bez problémů udržovat čisté i v obtížných hygienických podmínkách. Nejsou citlivé vůči změnám teploty, odolávají vysokému tlaku a chemickým namáháním a díky své vysoké pevnosti disponují extrémně vysokou odolností proti otěru. Mají podstatně delší životnost než běžné podlahy.

Ovšem pouze pečlivá optimalizace a fundované poradenství spolu s odborným položením a aplikací ochranných vrstev zajistí trvale kvalitní podlahový povrch.