JELLEGZETES ÜZEMFENNTARTÁSI OBJEKTUMOK ÉS SZAKTERÜLETEK 1.06 5.02
Mélygarázsokban bekövetkező hibák és javításuk Tárgyszavak: mélygarázs; vasbeton; repedés; szálerősítés; szénszál; korróziófajták; vízszivárgás; karbonátosodás; hibafeltárás.
Az általában vasbeton anyagú mélygarázsokkal kapcsolatban az elmúlt 25 évben szerzett tapasztalatok szerint a keletkező, gyakran súlyos károsodások túlnyomó többsége tervezési hibákkal indokolható. A tárolóhelyek és a kocsifeljárók méretével, a szellőztetéssel és a tűzvédelemmel kapcsolatos hiányosságokon kívül a hó olvasztására használt, kloridtartalmú szerek által okozott károsodások a leggyakrabban előforduló hibák. Úgy tűnik, hogy a tervező és a kivitelező vállalkozások egy része nem ismeri vagy nem tartja be a szabványokban és az irodalomban leírt követelményeket.
A leggyakoribb hibahelyek Víz általában lokális hibahelyeken – repedéseken, nem tömített munkahézagokon, héjalások hibás vízszintes horgonyainál vagy nem megfelelő dilatációs hézagoknál, nem megfelelő vízelvezető rendszerek következtében – jut a mélygarázsokba. A legtöbb ilyen hely nedves foltok, kicsapódások és vakolat táskásodása alapján felismerhető. Víz betonban történő mozgása során a vízben oldott anyagok a felszínre kerülnek, majd a víz elpárolgása után a felszínen az oldott anyagok, így a kloridok és/vagy a kalcium-hidroxid a felszínen kicsapódások alakjában kikristályosodnak. A kikristályosodott anyag térfogatigénye következtében a festékréteg leválik. Mélygarázsokban korrózió általában akkor következik be, ha a beton egészen az acélbetétig karbonátosodott (karbonátosodással indukált
korrózió) és/vagy a sótartalmú víz az acélbetétig hatolt (klorid okozta korrózió). A karbonátosodásnál a beton kb. 12,5 pH-értéke 9-nél kisebb értékre csökken, az acél passziváló rétege oldódik, és ezzel megszűnik a korrózió elleni védelem. Ebben az esetben a korrózió általában felületszerű, a korróziós termékek barnás színűek. A kloridos korróziónál a kloridok lokálisan áttörik az acél passziváló rétegét. Az ilyen korrózió helyenként mély pontkorróziós jellegű, a korrózió termékei sötétek vagy kékesfeketék. A klorid okozta korrózió által eltávolított anyagmennyiség általában lényegesen nagyobb, ami feszültségeket, a beton húzószilárdságának elérésekor repedéseket, lepattogzásokat okoz. A kloridtartalmú víz azonban nemcsak a repedés tartományában hatol be a betonba, hanem az acélbetét alsó oldalán, a beton zsugorodása miatt keletkező üregben a repedésre merőlegesen is terjedhet.
A tervezésre és kivitelezésre visszavezethető hibák A tervezés hibáira vezethetők vissza: • a mélygarázs hiányzó vagy hiányos vízelvezetése, • túl vékony betonborítás, • a kényszerfeszültségek nem megfelelő figyelembevétele, • a hézagok nem megfelelő elhelyezése és kialakítása. A kivitelezés hibáira vezethetők vissza: • túl kis betonborítás, • nem megfelelő utókezelés, • az egyes épületrészek méretei, egyenletessége tűréstartományainak túllépése, • nem megfelelő elemek (pl. héjalóhorgony vagy tágulóhézagkonstrukció stb.) alkalmazása, • a betonalap nem megfelelő előkészítése, • gyártók előírásainak figyelmen kívül hagyása. Fontos a járművek által behordott és a csapadékvizek megfelelő elvezetése, tócsák keletkezésének megelőzése. A víz elpárolgása előtt behatol a beton pórusaiba, és ott korróziót okoz. Hibás vagy túl vékony betonborítás kapilláris pórusaiba behatoló káros anyagok elérhetik az acélbetétet, és korróziót okozhatnak. A beton
kapilláris pórusainak aránya elsősorban a víz/cement tényezőtől és a hidratációs foktól függ. A tervezés során gyakran nem veszik figyelembe vagy alábecsülik a fellépő szélső hőmérsékletértékeket, és túlbecsülik az elemek alakváltozási lehetőségeit. Az ennek következtében fellépő feszültségek repedéseket okozhatnak, amelyek további károsodásokra vezethetnek. A tervezésnél gyakran csak a hidratációs hőt veszik figyelembe, azonban az építés és/vagy a használat során fellépő hőhatásokat elhanyagolják. A közbeiktatott födémeken gyakran nem repedéseket áthidaló, hanem csak merev borítást alkalmaznak, ami sokszor csak a szavatossági idő lejárása után észlelhető hibákat okozhat. A tágulási hézagok kialakításánál az építők gyakran egyszerű megoldást választva eltérnek az előírásoktól. A hézagok kitöltésére alkalmazott, rugalmas tömítőanyagok általában csak 20%-os nyúlást viselnek el, és ennek megfelelően az ilyen dilatációs hézagok szélessége nem haladhatja meg a 15 mm-t. A károk elkerülésének alapja a rendkívül gondos és körültekintő tervezés. Egyszerűen megvalósítható és ellenőrizhető konstrukciókat célszerű választani, különös tekintettel arra, hogy az építkezéseken dolgozók minősége az utóbbi években nem javult, és feltehetően nem is fog javulni. Sok tervezési és kivitelezési hiba elkerülhető az építés szakértő, alapos, gondos felügyeletével. Mélygarázsok tervezésének alapvető szabálya a vizek elvezetése a tartó építőelemektől, és a lehető leggyorsabb bevezetése a csatornanyílásba, vízelvezető csatornába vagy elpárologtató csatornába. A biztonságos elvezetés legalább 2%-os lejtést kíván. Az oszlopok és a falak lábazatánál a beton felületét ékszerűen meg kell emelni. Sok tervező azért egyszerűsíti a kivitelezést, mivel a városokban már nem sózzák az utakat. Ez az érvelés nem helytálló, mert az országutakat továbbra is sózzák, de a városokon belül, a buszsávokat, a megállóhelyeket, a nagy forgalmú útkereszteződéseket is sózzák továbbra is. A tapasztalatok szerint a mélygarázsokban fellépő hőmérséklet-különbségek jelentősen meghaladhatják az előírásokban szereplő ∆T = ± 7,5 K-t. Mélygarázs második alsó szintjén (–2. szint) –15 °C-ot is mértek, és a vízlevezető csatornában megfagyott a víz. A nagy hőmérséklet-különbségek által okozott feszültségek repedéseket okozhatnak, ezért repedésre kevéssé hajlamos betonból célszerű bevonatréteget felvinni.
Mélygarázsok karbantartása Új létesítmények garanciális vagy szavatossági igényei érvényesítésének, régi létesítmények felújításának, karbantartásának első lépése a jelenlegi állapot gondos felmérése. A látható hiányosságok szemrevételezése és dokumentálása mellett további vizsgálatokra is szükség van. Ezek közé tartozhatnak • a betonborítás meghatározása, • a karbonátosodás mélységének meghatározása, • a kloridbehatolás mértékének meghatározása, • a beton nyomószilárdságának meghatározása, • az esés, a lejtés meghatározása, • üregek meghatározása az esztrichben, • a felületi és a tapadási húzószilárdság meghatározása, • a repedésszélességek meghatározása, a repedésmozgások becslése, • a korrózió meghatározása, pl. potenciálmérésekkel, • a vasalás rozsdásodási mértékének meghatározása. A szúrópróbaszerűen vizsgálandó helyeket a mélygarázs különböző igénybevételeknek kitett területei közül kell gondos mérlegelés alapján kiválasztani. A korrózió veszélyével akkor kell számolni, ha a karbonátosodás frontja a vasalásig ért. A kloridok hatásainak értékeléséhez a beton teljes kloridtartalmát szokás meghatározni. A teljes kloridtartalomban szerepelnek a kémiailag kötött, az abszorpciósan (fizikailag) kötött és a pórusokban levő vízben oldott kloridok; korrózió szempontjából csak az utóbbi lényeges. A korrózió szempontjából aktív, szabad kloridok hányada pedig függ a beton nedvességtartalmától. A kloridkorróziót több paraméter befolyásolja. Németországban szokásos környezeti körülmények esetén általában (cementre vonatkoztatva) 0,4 %(m/m)-nél nagyobb kloridtartalmat szokás a korrózió szempontjából veszélyesnek tekinteni. A viszonyok gondos felmérése után az építtetőt tájékoztatni kell, és javaslatokat kell tenni a felfedett hibák, hiányosságok javításának lehetőségeiről, az esetleg szükséges kompromisszumokról, a kockázatokról. Régebbi létesítmények felújításakor előfordulhat, hogy a jelenleg érvényben levő, illetve általános érvényű előírások, követelmények nem vagy csak rendkívül nagy ráfordításokkal elégíthetők ki. A stabilitást, a tartósságot és/vagy a rendeltetésszerű használhatóságot jelentős mér-
tékben korlátozó hiányosságok, illetve megoldások alkalmazása természetesen nem merülhet fel. Ilyen, a jelenlegi vagy általános követelményeknek nem vagy csak részben megfelelő megoldások (pl. a víz elvezetésének hiányosságai, hiányzó vagy nem megfelelő mértékű lejtés) esetében az építtetőt tájékoztatni kell arról, hogy a szavatossági és a garanciális igények e megoldások alkalmazásakor nem érvényesíthetők.
Osztóhézagok és repedések vízszivárgásának javítása Nem mozgó (csak a hőmérséklet-változások következtében változó) repedések elzárása, tömítése poliuretánhab vagy gyorsan kötő cementszuszpenzió injektálásával, besajtolásával lehetséges. Tágulási (dilatációs) és mozgó (dinamikus) hézagok elzárása a körülményektől függően belülről vagy kívülről végezhető. Gyorsan habosodó poliuretánnal általában csak rövid ideig tartó vízzárást lehet elérni. Figyelembe kell venni a poliuretánok max. 20%-os nyúlását (0,5 mm széles rés 0,1 mm-es változása engedhető meg). A réseket célszerű alacsony hőmérsékleten kitölteni, mert ilyenkor a legszélesebbek; a poliuretán műgyanták polimerizálásához azonban 5 °C … 8 °C hőmérséklet szükséges. A rések elzárásának ez a módszere gyakran csak a legközelebbi télig hatásos, mert az alacsony hőmérséklet hatására keletkező belső feszültségek miatt a rés újra megnyílik vagy újabb rések keletkeznek. Ha a résbe sajtolt műgyanta szakítószilárdsága meghaladja a betonét, akkor az elzárt rés mellett újabb rés keletkezhet. Közbeiktatott födémek osztóhézagai, szélesebb rései elzárásának előfeltétele a rés szélességének tartós csökkentése, ami gyakran csak a vasalás megerősítésével, igen nagy ráfordítással érhető el. Az utólag felvitt külső bevonatok eredményessége is kérdéses; ezek felvitele meglehetősen munkaigényes. A hőmérséklet-ingadozások hatására keletkező repedések megakadályozásának újabb módszere a beton külső részére felvitt, szénszállal erősített műanyag szalagok alkalmazása. A műanyag szalagok a belső vasalás erősítő hatását fokozzák, és így meggátolják túl nagy belső feszültségek kialakulását. A műanyag szalagok a beton felületére is ragaszthatók, azonban e megoldás gazdaságossága a viszonylag kis együttes terhelhetőség következtében kérdéses. Az anyagkombináció lényegesen jobban kihasználható, ha a műanyag szalagokat a beton felületébe mart hornyokba ragasztják. Például 20 × 2 mm-es szalaghoz egymástól 10 cm távolságban 4 mm széles és 25 mm mély hornyokat vágnak a betonba, a hornyokat kitisztítják, ragasztóval töltik meg, majd belenyomják a műanyag
szalagot. A terhelési viszonyoktól függően egyirányú vagy kétirányú (egymást keresztező) szalagrendszert alkalmaznak. A műanyag szalagok savas vagy lúgos hatásra érzéketlenek, gépjárművek súlyát elviselik. A tapasztalatok szerint az eljárás olyan mélygarázsok utólagos javítására is alkalmas, amelyek a beázások miatt gyakorlatilag használhatatlanok voltak. Kloridos korróziós károk javítása Kloridok hatására keletkezett korróziós károsodások javításának alapelve a bázikus környezet helyreállítása. A kloriddal „fertőzött” betont a vasalás legalább 2 cm-es környezetében el kell távolítani. Közbenső födémek repedéseinek mindkét oldalán kb. 20 cm szélességben, általában a teljes vastagságig el kell távolítani a betont. A katódos korrózióvédelmet nem tartják mélygarázsokban eredményesen alkalmazhatónak. A kloriddal szennyezett betont a legcélszerűbb igen nagy nyomású vízsugárral lemunkálni. Nagyobb felületek esetén gépileg mozgatott fúvókákkal, 1000 bar körüli víznyomással, 100–200 l/min vízfogyasztással, kisebb felületek (oszloplábak, falak alsó része) esetén max. 2500 bar víznyomással, 10–20 l/min vízfogyasztással ideálisan előkészített betonalap állítható elő. A beton felületét a nagynyomású vizes kezelés után azonnal le kell mosni, hogy a nagy mésztartalmú víz a levegő széndioxidjával ne képezzen kemény mészréteget a beton felületén. A beton lemunkálására elektromos vagy légkalapácsok nem ajánlhatók, mivel nagy a vasalás sérülésének, továbbá a megmaradó betonban repedések keletkezésének valószínűsége. A szabaddá tett vasalásról amúgy is igen nagy nyomású vízzel kell lemosni a kloridokat; erre a homokfúvatás nem alkalmas. A karbantartási munkákhoz szakértő által meghatározott helyeken alá kell támasztani a tartószerkezeteket, és a vasalás rozsdásodása miatt pótlólagos vasalásról kell gondoskodni. A fenéklemezek és a közbeiktatott födémek, illetve a tartók és falak helyrehozásához B 35 szilárdságú, illetve a statikailag megkövetelt szilárdságú, kis repedési hajlamú, a régi betonhoz jól tapadó, a régi betonénál valamivel kisebb E-modulusú, a régi betonéval lehetőleg azonos hőtágulási tényezőjű, kis vízfelvételű és nagy vízgőz-áteresztési tényezőjű betont kell használni. A tartók és falak helyrehozásához célszerű legalább 3 cm vastag fecskendezett betont használni. B 45-nél nagyobb nyomószilárdság vagy gyors kötés igénye esetén öntött beton is használható.
A betont fedő rétegek felvitele előtt az alapot homoksugárral vagy sörétszórással alaposan elő kell készíteni. A fedőréteg megkövetelt tulajdonságai: • jó tapadás az esztrichen, ill. a betont pótló rendszeren, • kis E-modulus, • kis vízfelvétel, • hátoldali nedvességbehatásra érzéketlenség, • repedéseket átfedő tulajdonság, • kielégítő kopásállóság, • csúszásgátló tulajdonság (legalább R 10), • az előírásoknak megfelelő felhasználás. Általában OS 11 (járművel járható, legalább fokozott repedésáthidaló bevonat), illetve OS 8 (kémiailag ellenálló, járművel járható bevonat, mechanikailag erősen terhelt felületekhez) és a jövőben OS 13 (nem dinamikus repedésáthidaló képességű bevonat, mechanikailag terhelt, gyalogosan és járművel járható felületekhez) rétegeket használnak. A helyreállított oszlop- és fallábazatokra általában bevonatot kell alkalmazni. A bevonóréteget az alaplemezre kereken 35 cm hosszúságban kell felvinni és a fallábazatra homorulattal kell felhúzni. A tartóoszlop-lábazatokra kereken 50 cm-t (közlekedési tartomány), egyébként 30 cm-t (parkolási tartomány) kell felvinni. A közbeiktatott födémek teljes felületét általában repedéseket áthidaló bevonattal kell ellátni, amelyet az oszlop- és a fallábazatoknál ugyancsak homorulattal kell felvinni. Becsülni kell a repedések mozgását, és össze kell hasonlítani a bevonatréteg dinamikus repedésáthidaló képességével. Nagy repedésmozgás esetén különleges megoldásokat vagy bitumenes tömítést kell alkalmazni; egy réteg öntött aszfalt védőréteg és egy réteg öntött aszfalt fedőréteg szükséges. Amennyiben öntött aszfaltos bevonat nem alkalmazható, akkor kopóréteggel fedett, fröcscsentett műanyag tömítő bevonatréteg is használható. Összeállította: Pálinkás János Schöppel, K.: Schäden in Tiefgaragen und deren Instandsetzung. = Beton- und Stahlbetonbau, 98. k. 1. sz. 2003. p. 13–24. Blaschko, M.: Tiefgaragensanierung mit eingeschlitzten CFK-Lamellen. = Beton- und Stahlbetonbau, 98. k. 1. sz. 2003. p. 25–29.
