Dołącz do czytelników
Brak wyników

Budownictwo wielkogabarytowe

3 marca 2019

NR 9 (Luty 2019)

Powłoki polimocznikowe – wanna na parkingach

0 14

Powłoki polimocznikowe to (nowej generacji) odpowiedniki posadzek epoksydowych lub poliuretanowych stosowanych w celu ochrony powierzchni konstrukcji betonowych. Krótki czas zmiany stanu skupienia tego materiału i bardzo duża przyczepność powłoki do różnego rodzaju podłoży sprawiają, że można z niej wykonać szczelną wannę na parkingu.

 

Podobnie jak w przypadku żywicy epoksydowej czy poliuretanowej, polimocznik to również 2K żywica reaktywna (dwukomponentowa, ciekła, utwardzająca się w wyniku reakcji chemicznej po zmieszaniu z obu komponentów), która po utwardzeniu tworzy elastomer o cechach i właściwościach powodujących, iż powłoki wykonane z tego materiału świetnie radzą sobie w sytuacjach/warunkach, w których posadzki epoksydowe lub poliuretanowe nie są w stanie wytrzymać i ulegają zniszczeniu. Różnią się bowiem budową molekularną, a dokładniej mówiąc – budową i długością łańcuchów wiązań chemicznych, które w przypadku epoksydów i poliuretanów (przedstawiając to w uproszczeniu) są proste i krótkie. W takiej sytuacji regulowanie właściwości produktu końcowego pod względem np. odporności chemicznej jest ograniczone jedynie do regulacji gęstości wiązań chemicznych w strukturze materiału. Ponieważ uszkodzenie chemiczne materiału polega na dezintegracji czy rozpadnięciu się struktury materiału w wyniku uszkodzenie/przerwania wiązań chemicznych (międzycząsteczkowych).

Odporność chemiczna

Termin „odporność chemiczna” jest często błędnie przypisywany wytrzymałości na oddziaływanie bardzo żrących substancji. Tymczasem w naszym otoczeniu nieustannie dochodzi do różnego rodzaju reakcji chemicznych i nawet kontakt czystej wody negatywnie oddziałuje na niektóre materiały, które okazują się nieodporne na chemiczne oddziaływanie wody. Zwłaszcza na parkingach mamy do czynienia z długą listą substancji agresywnych chemicznie – począwszy od różnych cieczy ropopochodnych, przez płyny chłodzące, akumulatorowe i spryskiwaczy do szyb, po środki myjące, na które materiały zabezpieczające posadzkę powinny być odporne.

Czas żelowania żywicy polimocznikowej to jedynie sześć sekund, dzięki czemu można nakładać ją na pożądaną grubość na powierzchnie zarówno poziome, jak i pionowe lub nawet poziome ponad głową.

Chcąc zwiększyć odporność chemiczną materiału o tak prostej i regularnej strukturze molekularnej jak żywica epoksydowa lub poliuretanowa, mamy ograniczone możliwości zwiększania gęstości sieciowania, czyli zacieśniania punktów powiązań międzycząsteczkowych w strukturze materiału, zagęszczając/zwiększając ich ilość w jednostce objętości. Im większa jest gęstość sieciowania struktury cząsteczkowej materiału, tym większa jest jego odporność chemiczna.

Metodologia badania odporności chemicznej stosowana na potrzeby budownictwa nie jest skomplikowana. Jest ona ściśle określona przez normę PN-EN 135292,  opisującą trzy standardy oznaczone klasami od I do III:

  • klasa I to odporność na działanie substancji chemicznej na powierzchnię materiału bez dodatkowego ciśnienia przez okres trzech dni,
  • klasa II to odporność na działanie substancji chemicznej na powierzchnię materiału również bez dodatkowego ciśnienia przez okres 28 dni,
  • klasa III to odporność na działanie substancji chemicznej na powierzchnię materiału z dodatkowym ciśnieniem przez okres 28 dni.

Następnie jest badana utrata twardości Bucholza lub Shore’a badanego materiału i jeżeli nie zmniejsza się ona więcej niż o 50%, materiał ten jest uznawany za odporny na daną substancję.

Niestety, zależności te są wprost odwrotne:

  • Im większa jest gęstość sieciowania, tym wyższa odporność chemiczna i niższa elastyczność, 
  • Im mniejsza jest gęstość sieciowania, tym niższa odporność chemiczna i wyższa elastyczność.

Wykonywanie powłok żywicznych na parkingach wymaga zastosowania produktów elastycznych, jednak zwiększanie elastyczności standardowych żywic przez zmniejszanie ich gęstości sieciowania za bardzo obniża ich odporność chemiczną i siłę wiązania międzycząsteczkowego, powodując jednocześnie pogorszenie parametrów odporności na obciążenie mechaniczne. Mocno elastyczne żywice poliuretanowe cechują mała odporność chemiczna i odporność na ścieranie, a stosunkowo duże – szybkie zużycie pod wpływem obciążeń z ruchu kołowego. Dlatego wysoce elastyczne żywice poliuretanowe zawsze są stosowane jako warstwy zasypywane piaskiem kwarcowym celem nadania wymaganej wytrzymałości i odporności na obciążenia mechaniczne, a następnie zabezpieczane warstwą żywicy o wyższej odporności chemicznej. Jednak przez nasycenie warstwy elastycznej żywicy piaskiem kwarcowym bardzo mocno zostaje ona usztywniona, co skutkuje znacznym zmniejszeniem zdolności mostkowania rys w podłożu (fot. 2), które jest bardzo istotne dla systemów posadzek parkingowych. By zapewnić trwałe zabezpieczenie powierzchni parkingów, nie można godzić się na kompromis, wybierając pomiędzy elastycznością posadzki a jej odpornością chemiczną.

Fot. 2. Pęknięcia posadzki żywicznej na parkingu  spowodowane zbyt dużą sztywnością  zastosowanej żywicy
Źródło: zdjęcie z zasobów firmy BASF

Niestety, z powodu wielkiego przywiązania projektantów w Polsce do stosowania posadzek niemal wyłącznie z żywic epoksydowych, które są całkowicie sztywne, takie pęknięcia posadzek jak te prezentowane na fot. 2 są dziś nagminnie spotykanym elementem parkingów wielopoziomowych i zaczyna się traktować to jako standard, choć wcale nie musi i nie powinno tak być.

Struktura molekularna

Struktura molekularna żywic polimocznikowych różni się od omawianych wcześniej żywic epoksydowych i poliuretanowych tym, że łańcuchy wiązań chemicznych w polimoczniku są zdecydowanie dłuższe i bardziej niergularne, przez co niejako splątują się one ze sobą, co bardzo utrudnia agresji chemicznej uszkodzenie wiązań międzycząsteczkowych, pomimo niewielkiej gęstości sieciowania. Dzięki temu elastomery z czystego (100-procentowego) polimocznika łączą właściwości wysokiej siły wiązania międzycząsteczkowego, odporności chemicznej i wysokiej sprężystości (elastyczności), zapewniającej tym powłokom wysoką zdolność przesklepiania rys. Pojęcie sprężystości jest ścisłe w stosunku do materiałów konstrukcyjnych i jest najczęściej rozumiane jako odkształcenie wiązań międzyatomowych. Siła oddziałuje na wiązania elektrostatyczne między atomami, powodując wzrost energii potencjalnej, a po odjęciu siły atomy te wracają do pierwotnego stanu równowagi. W przypadku materiałów uznawanych za tak zwane sprężyste, takich jak stal, odkształcenia te wynoszą do kilku dziesiątych procenta. W przypadku elastomerów natura tych odkształceń jest jednak odmienna. Odkształcenia wyni...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań magazynu "Forum Nowoczesnego Budownictwa"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy