Věda do praxe: Inovativní ochrana betonu před mrazem a solí
Betonové konstrukce jsou dnes běžné téměř ve všech oborech stavitelství, kde plní různé funkce. V Centru dopravního výzkumu se výzkumní pracovníci dlouhodobě zabývají studiem aspektů, které mají dopad na životnost betonu. Zároveň hledají opatření k prodloužení materiálové a celkové životnosti betonových dopravních staveb. Proto zde vyvinuli produkt FLAX – emulzi lněného oleje, která ochraňuje beton a prodlužuje jeho životnost.
Největším nepřítelem betonových povrchů a konstrukcí je na vozovkách a chodnících společné působení mrazu a chemických rozmrazovacích látek. Působením těchto vlivů dochází k tomu, že se betonový povrch rozpadá. To může mít například u betonových mostních konstrukcí nepříznivý dopad i na bezpečnost těchto staveb. Proto byly vyvinuty prostředky sekundární ochrany, které mají za úkol zpomalit stárnutí a materiálovou destrukci betonu. Mezi tyto prostředky se řadí i emulze FLAX.
Ukázka rozpadající se zámkové dlažby
Proč právě FLAX?
Název FLAX pochází z anglického názvu pro rostlinu len setý, který představuje základní složku tohoto prostředku sekundární ochrany. Myšlenka využití olejů není novinkou. Už v minulosti byly na území ČR běžně používané dálniční fermeže O1010 ve variantě s organickým rozpouštědlem nebo ekologičtější varianta jako emulze s názvem Fimafob. „Oba přípravky byly aplikovány řadu let a na velkých plochách. Laboratorně i v praxi se ukázaly jako technicky mimořádně účinné. Problémem byla zátěž životního prostředí a charakteristický zápach, což limitovalo použití i ve městech a na vesnicích,“ říká Jiří Grošek, který se na vývoji emulze FLAX podílel. Proto se v Centru dopravního výzkumu (CDV) rozhodli najít ekologické řešení při zachování stejné technické účinnosti.
Od výzkumu k produktu
U zrodu vývoje inovativní emulze FLAX stál Jiří Grošek společně se spoluvynálezcem Fimafobu Zdeňkem Nevosádem. Na nápad vylepšení Fimafobu navázali vytvořením výzkumného projektu, který podpořila TA ČR v rámci programu Epsilon. Vyvíjená emulze musela splňovat jak technické náležitosti, tak být šetrná k přírodnímu prostředí. Výzkumníci se potřebovali ujistit, že například déšť nesmyje toxické látky z naimpregnovaného povrchu do přírody, kde by mohly být škodlivé jak pro rostliny, tak i pro drobné živočichy. FLAX splňuje ekologickou nezávadnost doloženou i příslušnými zkouškami ekotoxicity.
Emulze byla podrobena i testům protismykových vlastností povrchů. „Museli jsme najít správné naředění, které umožní vsáknutí do povrchové vrstvy betonu, kde vnitřně potáhne póry a kapiláry, ale na povrchu ještě nevytvoří souvislou vrstvu, která by způsobila kluzkost,“ vysvětluje Grošek. Díky jednoduchému a rychlému ředění emulze vodou je snadné pro zákazníka zvolit hustotu impregnace podle typu povrchu betonu a jeho aktuální nasákavosti.
V rámci vývoje emulze testovali výzkumníci mimo lněného oleje i jiné přírodní zdroje. Osvědčilo se použití tungového oleje, který v plném rozsahu splňoval podmínku šetrnosti k životnímu prostředí. Nicméně, na rozdíl od oleje lněného, nedosahoval uspokojujících výsledků při testech protismykových vlastností. Kromě toho je výroba emulze s použitím tungového oleje, ekonomicky méně výhodná.
Ověřená účinnost ochrany
Účinnost sekundární ochrany povrchu betonu výzkumní pracovníci CDV testovali během vývoje v laboratoři na vzorcích betonové zámkové dlažby. Sérii vzorků ošetřili emulzí FLAX, zatímco zbývající zůstaly bez ošetření. Potom všechny vzorky částečně ponořené do 3% roztoku NaCl opakovaně zmrazovali a rozmrazovali a po ukončení stanoveného počtu cyklů hodnotili množství oddroleného betonu. Výsledky zkoušky ukázaly, že emulze lněného oleje velmi účinně ochraňuje povrch proti těmto nežádoucím vlivům a prodlužuje životnost betonu až třikrát.
Rozdíl v odpadu neošetřené a ošetřené dlažby po 50 zmrazovacích cyklech v 3% roztoku NaCl
Praktické řešení s velkým množstvím využití
Ekologické složení má především pro aplikaci emulze řadu výhod. FLAX nezapáchá a je ho tedy možné použít i v interiéru, například na průmyslové betonové podlahy ve výrobních halách nebo garážích. Díky svému netoxickému složení je také šetrný vůči osobám, které jej aplikují. Na rozměrově menší nebo členité povrchy je možné FLAX nanášet jednoduše válečkem. V případě aplikace na větší plochy pak pracovníci CDV využívají speciální automobil s tryskami pro zajištění správného dávkování a rovnoměrné vrstvy ochrany.
Emulzi je možné aplikovat ručně, například válečkem, nebo strojně
Emulzí FLAX již byly ošetřeny například betonové vozovky a zastávky hromadné dopravy v Pardubicích, několik mostních konstrukcí v Jihomoravském kraji, a navíc CDV získává první reference i od firemních zákazníků napříč celou Českou republikou (Eurovia, Prefa Brno, Značky Morava a další). Svoje uplatnění FLAX našel i na několika stavbách na Slovensku. Úspěchů dosahuje i v odborných soutěžích. Emulze byla oceněna například na soutěži Transfera Technology Day 2022, kde získala speciální cenu poroty. Zařadila se také mezi finálové exponáty kategorie Inovativní produkt v soutěži Zlatá medaile na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2021.
FLAX je příkladem úspěšného transferu technologií. Na začátku vývoje byl nápad na zlepšení stávajících vlastností ochrany betonových povrchů. Tento nápad pak pracovníci CDV přetavili ve výzkumný projekt, jehož výsledek se přes stádium proof-of-concept dostal až do finální výroby. CDV má registrovaný užitný vzor jak v České republice, tak i na Slovensku. Samotná výroba probíhá podle přísných interních regulí, aby bylo dosahováno stále stejně kvalitního výsledku a vlastností produktu. Přestože výrobní receptura je přísně střežena, samotný produkt FLAX je k dispozici zákazníkům na e-shopu CDV.
Text vyšel jako součást seriálu Věda do praxe na portálu VědaVýzkum.cz. Další informace o technologii naleznete v naší databázi Transfera.cz