Korozní odolnost střešních mechanických kotev

• Foto

Jedním z požadavků evropského dokumentu pro evropské technické posuzování (EAD) ETAG 006 „Systémy mechanicky upevněných pružných střešních hydroizolačních pásů“ je požadavek na odolnost kovových kotevních prvků vůči korozi. Zkoušky korozní odolnosti kovových upevňovacích prvků se se týkají všech prvků s výjimkou těch, které jsou vyrobeny z austenitických nerezových ocelí podle EN 10088‑1. Stanovení korozního chování střešních kotevních prvků se provádí zkoušením podle normy EN ISO 6988:1995 Zkoušení v komoře s proměnnou atmosférou vodního kondenzátu obsahujícího oxid siřičitý. Tato zkouška se také nazývá Kesternichova zkouška a výsledek se často uvádí jako splnění určitého počtu cyklů Kesternicha.

ZKOUŠKA KOROZNÍ ODOLNOSTI PODLE ETAG 006:2012:
Povedení vlastní zkoušky je poměrně složité. Nejprve se kotevní prvky (zkouší se 10 kusů) zabudují do střešní skladby způsobem, odpovídajícím skutečnému provádění. Pokud není stanoveno jinak, je použita tloušťka teplené izolace 100 mm. Po montáži se u každého prvku změří část, procházející izolantem. Poté jsou prvky demontovány bez dalšího poškození antikorozního povlaku například vyříznutím nebo opatrným vyšroubováním.

Podle ETAG 006:2012 jsou střešní kotevní prvky podrobovány buď dvěma, sedmi nebo patnácti zátěžovým cyklům v atmosféře vodního kondenzátu obsahujícího dva litry oxidu siřičitého o koncentraci SFW 2.0 podle DIN 10088:1997.

Zkoušené vzorky v počtu 10 kusů se umístí do zkušební komory obvykle zavěšené na vlasci. Vždy se do komory umísťují pouze vzorky jednoho typu. Jeden cyklus trvá 24 hodin, přičemž v první fázi, která trvá osm hodin, jsou vystaveny vzorky působení prostředí při teplotě 40±3 °C. Druhá fáze trvající 16 hodin je při otevření nebo vyvětrání komory kdy dochází k sušení vzorků. Poté se komora znovu uzavře, naplní roztokem a zapne se ohřev. Po zapnutí ohřevu začíná běžet nový cyklus.

Po ukončení požadovaných dvou, sedmi nebo patnácti cyklů se vzorky vyjmou a prozkoumají, jakékoliv narušení korozí se zaznamenává. Pokud vzorky nedosáhnou požadovaného počtu cyklů, zkouška se přeruší jako neúspěšná.

POŽADAVKY NA KOROZNÍ ODOLNOST STŘEŠNÍCH KOTEVNÍCH PRVKŮ 
Prvky vyrobené z uhlíkové oceli musí být opatřeny antikorozní ochranou a musí odolat 15 cyklům. Po 15 cyklech může být na sledovaném povrchu prvků max. 15 % plochy napadeno korozí. Sleduje se oblast prvku (dřík) mezi hlavou a kotevní částí (hloubkou zašroubování). Výjimku tvoří kotevní prvky určené pro kotvení hydroizolací bez vložené tepelné izolace. U takového kotevního prvku chybí tepelný spád mezi interiérem a exteriérem a nedochází ke kondenzaci vlhkosti na prvku. U takových kotevních prvků jsou nižší požadavky na odolnost proti korozi.

KOTVENÍ SANOVANÝCH PLOCHÝCH STŘECH
U původní jednoplášťové zateplené ploché střechy se sanace řeší nejčastěji způsobem dodatečného zateplení stávajícího pláště a položením nového hydroizolačního povlaku. Zde se projevuje několik rizikových faktorů s ohledem na riziko koroze kovových částí střešních kotev.

Spolu s nutností dodatečného zateplení jde při sanaci ruku v ruce nutnost opravy střešního pláště. Znamená to zatékání do původní vrstvy tepelné izolace a také kondenzaci difuze z interiéru. U sanované střechy vlivem zvýšeného množství vlhkosti v konstrukci a další kondenzací vlhkosti na kovovém prvku vlivem posunutí rosného bodu hlouběji pod hydroizolaci, jsou tak v sanovaném střešním plášti „lepší“ podmínky pro vznik koroze kovových částí mechanických kotevních prvků než v případě nových střech na trapézovém plechu.

Německá směrnice pro ploché střechy (Fachregel für Andichtungen) upravuje materiál kovových střešních prvků nebo jejich částí následovně:

„Jsou‑li při opravách šroubovány upevňovací prvky skrz stávající zateplenou střešní skladbu, musí být použity korozně odolné prvky“, přičemž korozně odolným prvkem je zde myšlen prvek z nerezavějící oceli.

MECHANICKÉ STŘEŠNÍ KOTVY DO PÓROBETONŮ
Ještě horší situace nastává u střešního pláště, kotveného do lehkých stavebních materiálů, které tvořily původní vrstvu zateplení. Vedle dříku šroubu je zde ohrožena korozí i část šroubu, zašroubovaná do stavebního materiálu (oblast závitu).

Příčin zvýšeného napadání korozí je hned několik:

1. Při vlastní montáži dochází vlivem otěru při šroubování k poškození antikorozní vrstvy šroubu.
2. V lehčených stavebních materiálech bývá přítomná zabudovaná vlhkost způsobená dřívějším zatékáním případně kondenzací u sanovaných střech.
3. Lehčené pórobetony jsou vyráběné technologií napěňování v autoklávech za přítomnosti hliníkového prášku. Přítomnost hliníku výrazně ovlivňuje (urychluje) korozi oceli.

Kombinace výše uvedených faktorů v podstatě vylučuje použití šroubů z uhlíkové oceli, byť s kvalitní antikorozní úpravou. A to i předpokladu, že splňují 15 cyklů Kesternicha, požadovaných dokumentem ETAG 006.

ÚROVEŇ ODOLNOSTI PROTI KOROZI STŘEŠNÍCH KOTEVNÍCH PRVKŮ NA ČESKÉM TRHU
Většina sanovaných plochých střech u nás, je kotvena šrouby z oceli, které by měly vyhovovat požadavku ETAG 006, tedy s odolností proti korozi 15 cyklů Kesternicha.

Autor článku nechal podrobit vzorky šroubů střešních kotev určených do lehkých stavebních materiálů od různých dodavatelů na českém trhu, zkoušce korozní odolnosti podle EN ISO 6988:1995. Pro porovnání se třemi vzorky (vzorky 1 – 3) byl přidán šroub z oceli s deklarovaným vyšším stupněm odolnosti proti korozi (vzorek 4) a šroub z nerezavějící oceli (vzorek 5). Stav šroubů po 15 cyklech je patrný na obrázcích 3 – 7.

Z obrázků je patrné, že požadavek antikorozní odolnosti podle ETAG 004 splňují vzorky 2 a 4 a samozřejmě vzorek 5. Naopak u vzorků 1 a 3 je korozní napadení větší, než povolených 15 % plochy. Největší napadení korozí je u šroubů v oblasti závitu, což, vzhledem k výše uvedeným skutečnostem činí použití těchto šroubů jako velmi rizikové.

Běžný uživatel nemá možnost zjistit, jaké jsou konkrétní vlastnosti antikorozní vrstvy příslušného výrobku, případně i konkrétní šarže od jednoho dodavatele. Nemá, a ani nemůže mít povědomí, jak probíhá a jak je důsledná kontrola kvality u výrobce (obvykle z Thaiwanu nebo Číny). Je pro něj proto sázkou do loterie, jaký výrobek použije.

Investor velmi často vybírá dodavatele sanace ploché střechy podle nejnižší nabídky. Pro případy kotvení hydroizolace do měkkých stavebních materiálů jsou běžně nabízeny ocelové šrouby, protože nabídka s kotevními prvky z nerezavějící oceli by byla, s ohledem na vyšší cenu, automaticky ve výběrovém řízení znevýhodněna.

Uvědomuje si ale investor rizika spojená s použitím ocelových šroubů? Je předkladatelem o riziku informován? Případně, je si vědom rizika předkladatel nabídky? S největší pravděpodobností problematiku možné koroze kotevních prvků nikdo z nich neřeší. Přitom právě korozně odolné střešní šrouby jsou schopny zajistit stabilitu střešního pláště po celou dobu jeho životnosti.

Corrosion Resistance of Roofing Mechanical Anchors
The metal parts of roofing anchor elements are exposed to the risk of corrosion. For the majority of screws, parts of roofing anchor elements, the part of shank between a plate and anchor depth in a base are most affected by corrosion. Screw head is enclosed in a telescopic place by hydro insulation. It prevents humidity from penetrating to the upper part of a screw. A part of thread is typically placed in the interior area, e.g. under a trapezoidal sheet or wooden formwork. It is an area not affected by corrosion, where the use of galvanised screws is standard.

Autor

• Ing. Dvořák Jan