Lapszámok

Az ipari csarnokok padlólemeze leggyakrabban szálerősítéses betonból készül, az egyenletes, folytonos ágyazati alátámasztás a megfelelő alépítményi rétegekkel együtt lehetővé teszi ezt a tartós és gazdaságos kialakítást. A klasszikus ipari padlók, ún. úszólemezek, nincsenek bekötve az építmény tartószerkezeti rendszerébe, azoktól dilatációs szalaggal el vannak választva, nincsenek egymással összevasalva. Az ipari padlóra az önsúlyon kívül szinte kizárólag csak a hasznos terhelés hat (pl. megoszló teher, targonca, polclábak) mechanikai hatásként, de figyelembe kell venni a fizikai hatásokat is (pl. zsugorodás, hőmérséklet-változás).

A vonatkozó ipari padló műszaki irányelv így ír: „A szálerősítéses betonból készült ipari padlók esetében a vonatkozó MSZ EN 14889- 1:2007 (acélszál) és MSZ EN 14889-2:2007 (műszál) szabványok előírásait be kell tartani, különös tekintettel a felhasználásra kerülő szál teljesítmény-nyilatkozatára vonatkozóan. Célszerű, ha a padló készítése padlóterv, vagy legalább statikai méretezés alapján készül. Vonatkozó műszaki irányelv: 5/2020. (V.11.) ÉPMI (Ipari padlók tervezési és kivitelezési szabályai. Ipari Padlók, padozati anyagok, rétegek, tulajdonságok, követelmények).

A betonerősítő szálak alkalmasságát és hatékonyságát legfőképp az mutatja, hogy milyen mértékben csökkentik a beton zsugorodását és a repedés keletkezése utáni ún. maradó hajlító-húzószilárdságát. A zsugorodási hajlam csökkenése a betonszerkezetben keletkező, gátolt zsugorodási alakváltozásból származó húzófeszültség-növekedést korlátozza, ezáltal a repedésérzékenység is csökken, azaz a repedések kialakulásának kisebb valószínűsége lesz.

Abban az esetben, amikor a repedés mégiscsak bekövetkezik, az acélszálak és az ún. statikai műanyagszálak hasznosabbak, mert ezek alkalmasak arra, hogy a maradó teherbírás számottevő, méretezhető legyen. Az MSZ EN 14889-2:2007 szabvány 5. fejezete a polimer szálakkal kapcsolatos követelményeket állapítja meg, ezen belül az 5.1. szakasz különböző osztályokba sorolja a polimer szálakat. A Class I. osztályba tartozó műanyag szálak olyan ún. mikroszálak, melyek átmérője 0,3 mm alatti, a Class II. osztályba tartozó műanyag szálak az ún. makroszálak, melyek átmérője nagyobb, mint 0,3 mm. Ez a gyakorlatban azt eredményezi, hogy a polimer mikroszállal tervezett ipari padlókat repedésmentes állapotra méretezik, mert ha kialakul repedés, akkor a teherbírás elhanyagolhatóan csekély lesz a repedés helyén.

Az ezen szabvány szerinti Class II. osztályba tartozó szálakat általában akkor használják fel, amikor megkövetelt a repedés utáni hajlítószilárdság növelése. A Class II. osztályba tartozó makroszálakkal vagy acélszálakkal erősített betonlemezek rendelkeznek figyelembe vehető maradó hajlító-húzószilárdsággal a repedések keletkezése után is. Ennek a maradó teherfelvevő kapacitásnak a nagyságát százalékban is kifejezik a szabványok, műszaki irányelvek. A maradó teherfelvevő kapacitás attól függ, hogy milyen a szál saját fizikai és geometriai tulajdonsága (anyagsűrűség, húzószilárdság, rugalmassági modulus, szálhossz, átmérő, felület), milyen adagolásban alkalmazzák (kg/beton m³), illetve, hogy a szálak elkeveredése mennyire homogén.

A szálerősítés hatását az MSZ EN 14651:2005 szabvány szerinti gerendakísérlettel, az adott száltípusra jellemző erő-repedésmegnyílás görbével (CMOD, azaz Crack Mouth Opening Displacement) kell megmérni. A megmért erőértékekből számítható a repedés kialakulása után maradó hajlító-húzószilárdság és ebből a padló hajlítási teherbírása. Ezen követelménynek való megfelelés szükséges az ipari padlóknál a rendeltetésszerű használat és a megfelelő tartósság biztosítása érdekében. A szálak hatását pedig a CMOD vizsgálatok és az Re (maradó hajlító-húzószilárdság, a repedés utáni terhelhetőség arányszáma az első repedéshez tartozó terhelési értékhez képest) értékek alapján lehet figyelembe venni a méretezéskor.

A tervezéskor mérlegelni kell, hogy az igénybevételek, terhelések, ezen belül a statikus (pl. polcrendszerek, rakatok) és dinamikus (targoncák, géplábak) terhek melyik típusú padlószerkezetet igénylik. Abban az esetben, ha fel akarunk készülni arra, hogy az ipari padló bármi okból (pl. zsugorodás, hőtágulás, hasznos terhekből származó hajlító-húzóigénybevételek, dinamikus hatások stb.) megrepedhet, a Class II. osztályba sorolható polipropilénszálakkal vagy acélszálakkal érdemes és szükséges elvégezni a méretezést.

A repedésmentes állapotra történő méretezés ugyanis csak addig érvényes az adott szerkezetre nézve, amíg az ténylegesen repedésmentes marad. Amennyiben ugyanis repedések alakulnak ki, akkor átalakul a statikai modell, a repedéseknél nagyobb nyomatékok, nagyobb lehajlások keletkeznek, különösen akkor, ha a repedéstágasság 1 mm fölé nő. Ez gyakrabban következik be a Class I. osztályba sorolt szálerősítésű betonok esetén, mert a mikroszálak nem tartják kellőképpen össze az egymástól repedéssel elvált lemezrészeket. Az acélszálerősítés és a statikai műanyagszál-erősítés (Class II.) előnye az, hogy a maradó feszültségekkel szemben hatékony ellenállást tud biztosítani. A legtöbb méretezési irányelv min. 30%-ban állapítja meg (Re = min. 0,3) a maradó hajlító-húzószilárdsági értéket, ami esetén már figyelembe lehet venni érdemben a szálerősítéses beton repedés utáni teherfelvevő képességét.

Gyakran találkozhatunk olyan méretezésekkel, statikai számításokkal az ipari padlókra vonatkozólag, amikor mikroszálas erősítést kívánnak alkalmazni. Ennek igen nagy a kockázata az alábbiak miatt:

• Az ilyen „erősítéssel” méretezett ipari padlók általában repedésmentes állapotra vannak méretezve.
• A tervező azt feltételezi, az a kiindulási alapja, hogy a szerkezet nem fog megrepedni és erre a repedésmentes állapotra méretez (az ún. I. feszültségi állapotban levő szerkezetre).
• A szerkezet megfelelőségét a számítás azzal mutatja ki, hogy nem keletkezik repedés a felvett igénybevételekre, a szerkezet tehát nem reped meg. Addig biztosan megfelelően teherbíró, amíg nincsen repedés.
• Kérdés, hogy ennek a repedésmentes állapotnak a megtartásához hogyan járulnak hozzá a szálak. Abban az esetben bizonyosan hozzájárulnának, ha a szálerősítés növelné a betonlemez hajlító-húzószilárdságát. Ez azonban egyáltalán nem biztos, nincs igazolva, sőt sok esetben a szálak csökkenthetik azt, mert a mikroszálak miatt kisebb lehet a beton tömörsége, testsűrűsége.
• A betonlemezek alaptulajdonsága, hogy a lemezmezők középső területrészében a teherbírás nagyobb, mint a lemezek szélén. A lemezszéleken ugyanolyan függőleges erőhatásokból lényegesen nagyobb nyomatékok és lehajlások keletkeznek, mint a lemez szélétől kb. 1 m-es sávtól befelé.
• Ha egy betonlemez megreped, akkor a repedés mentén lemezszél alakul ki, tehát a repedéseknél a teherbírás nagyon lecsökken, akár 35–40%-kal is, tehát átrendeződik a statikai modell és a szerkezet, amire eredetileg a méretezés készült, már nem érvényes.
• A teherbíráscsökkenés mértéke attól függ, hogy milyen a betonlemez erősítése. A vasalt (pl. hegesztett hálós) és az acélszálas ipari padlók rendelkeznek olyan repedés utáni teherfelvételi képességgel, ami alkalmassá teszi a szerkezetet arra, hogy a repedések megjelenése után is terhelhető legyen megfelelő mértékben.
• Éppen ezért, mind a vasalt padlókat, mind az acélszálerősítésű padlókat úgy méretezik, hogy azt veszik alapul, hogy a lemez bárhol, bármikor megrepedhet. A repedés utáni maradó teherbírásra vannak ezen padlók méretezve, ellentétben az adott mikroszálas méretezéssel, ami repedésmentes állapotra készült.
• Nem lenne életszerű, nem felelnének meg a valós helyzeteknek az, ha csak repedésmentes állapotra terveznénk az ipari padlókat, hiszen egy betonszerkezet (különösen egy lemezszerkezet) sokféle hatás miatt bárhol és bármikor megrepedhet.
• Nyilvánvalóan nem garantálható, hogy az ipari padló repedésmentes maradjon. A legtöbb esetben a zsugorodási hatás is repedést okoz és ha ez bekövetkezik, akkor az eredetileg tervezett padló már nem olyan teherbírású, mintha repedésmentes állapotú maradt volna.
• Az acélszálerősítéses ipari padlók 35– 60%-os teherbírás-megmaradásra méretezhetők (adott típus és adagolás szerint), ez valóban életszerű helyzeten alapul, mert figyelembe veszi a repedések keletkezésének lehetőségét bárhol a területen. Ezen méretezések erre, a beton saját hajlító-húzószilárdsági értékének 35–60%-ára készülnek, ez pedig garantálja azt, hogy az ipari padló a repedések megjelenése után is alkalmas a tervezett terhelések felvételére. Ez biztonságot ad a kivitelezőnek és az üzemeltetőnek is.

Ipari padlót építeni méretezés nélkül, vagy csak repedésmentes állapotra tervezni a betonlemezt, a tartós, rendeltetésszerű használat szempontjából különösen kockázatos.

(fotók: Betonmix Kft., Beton újság)