Szigetelt padlószerkezetek terhelhetősége

A polisztirolhab hőszigeteléseket alapvetően a nyomószilárdságuk szerint csoportosítjuk. Különösen fontos ezt szem előtt tartani a padlóknál, ahol folyamatos közvetlen terhelést kapnak az anyagok. A szilárdsági jellemzők meghatározzák, hogy az egyes padlószerkezetekbe milyen minimális elvárásokat kell a hőszigeteléssel szemben támasztanunk.

Fogalom

Talajon fekvő padlók esetében a lefele irányuló hőveszteség elkerülése érdekében kell szigetelnünk, míg emeletközi födémnél a lépéshang-szigetelés a feladat. A legtöbb esetben tehát hő- és/vagy hangszigetelt padlót kell létrehozni, ami a hagyományos, esztrich padlók esetében úsztatott padlót jelent. És mindjárt két fogalmat is tisztázni kell: az esztrich (kicsit leegyszerűsítve) az a helyszínen, közvetlenül, vízszintes felületre bedolgozott habarcs, amivel a padlószintet állítjuk be, ami a padlóburkolat fogadórétegét képezi, esetleg kopórétegként szolgál. Régebben a hazai szaknyelvben az esztrich alatt csak a nem cement kötőanyagú esztricheket értették, de ma már anyagától függetlenül használjuk. A másik fogalom az úszó esztrich, vagy úszópadló, amit szintén gyakran szűkítünk az akusztikai célú szerkezetekre, de helyesebb, ha minden hang- és/vagy hőszigetelő anyag esetében erről beszélünk.

Igénybevétel

A padlószerkezetek terhelése széles tartományban változhat a normál lakóhelyiségtől a nehéz gépjárművel járható padlókig, ezért az úsztatóréteg és az esztrich tulajdonságait a konkrét igénybevételnek megfelelően kell megválasztani. Az EN 1991-1-1 Eurocode 1 szabvány a hasznos terhek nagyságát általában egy alacsonyabb és egy magasabb érték közötti tartományként, továbbá egy kiemelt ajánlott értékkel adja meg, az alábbi táblázat a szabvány magyar mellékletéből van:

 

Vastagságok, rétegszámok

Az esztrich szükséges vastagságát sok tényező befolyásolja, így csak a legfontosabbakat kiemelve: az adalékanyag legnagyobb szemnagyságától, a kötőanyag fajtájától, az esztrich hajlító-húzószilárdságától, illetve a koncentrált és a megoszló terhelés mértékétől, az esztrich alatti szigetelőréteg összenyomódásától, a lépéshangszigetelés kívánt mértékétől függ. Ha a kívánt vastagság meghaladja a 80 mm-t, akkor az esztrich egy rétegben már nem alkalmazható, ilyen esetben az MSZ EN 206 szerinti betont és betontechnológiai módszereket, vagy két esztrichréteget kell alkalmazni.

Az úsztató réteg vastagsága a hő- és/vagy hangszigetelési követelményektől függ, mértéke a 2 cm-től a több tíz centiméterig terjedhet. Kétrétegű fektetés nem kizárt, sőt hőszigetelési szempontból némileg kedvezőbb is, mivel az eltolt fugával rakott rétegek között nem alakul ki átmenő hézag, ami kismértékben rontani tudná a szigetelési értéket. Akusztikai szigetelésnél egy réteg lépéshang-szigetelő lemez fektetése is elégséges. Ha a födém gyengébb teljesítménye, vagy az elérni kívánt hangszigetelés miatt a szokásosnál vastagabb akusztikai réteget kell beépíteni, úgy kerüljük a többrétegű fektetést, inkább egy rétegben, vastagabb lemezeket alkalmazzunk. Hőszigetelési igény esetében viszont a lépéshang-szigetelő lemez vastagsága már nem lesz elégséges, ilyenkor a padló terhelésének megfelelő terhelhető (AT-N100, AT-N150, AT-N200 illetve ezek GRAFIT változatai) lemezeket kell a lépéshang szigetelő lemezen elhelyezni. A rétegek ebben a sorrendben javasoltak, mivel a nagyobb mechanikai szilárdságú hőszigetelő anyagok a kivitelezés során óvják a sérülékenyebb akusztikai célú táblákat. Ugyanígy kell eljárni abban az esetben is, mikor a kívánatos járószint elérése érdekében növelni kell a rétegvastagságot. Praktikus ilyenkor a terhelhető lemezeket egy vastagságban rakni, de műszakilag nem helytelen a többrétegű fektetés.

A rétegek sorrendje fordított abban az esetben, amikor a nyers szerkezeti födémekre elektromos, víz, vagy egyéb célú vezetékeket rögzítünk. Ilyenkor az alsó réteg legyen a vezeték átmérőjéhez igazodó vastagságú terhelhető lemez, amiből a csövek helyét ki kell vágni, majd erre kerülhet a lépéshang-szigetelő réteg, felületfolytonosan.

Úsztatóréteg terhelhetősége

Az EPS termékek esetében a terhelési vizsgálat nyomófeszültségi adatokat eredményez, mivel ezek az anyagok nyomás hatására nem törnek, így nincs határozott töréspontjuk se. A szabványos vizsgálat során azt a nyomófeszültség értéket adjuk meg, amely az anyag 10%-os összenyomódásához tartozik. Ez az a paraméter, ami alapján osztályozzuk a termékeket, így például az AT-N100 nevében is a „100” a 10%-os összenyomódáshoz tartozó nyomófeszültséget jelenti kPa-ban. Ez viszont nem alkalmas statikai méretezésre, mivel a szigetelő lemez ebben a tartományban már nem elasztikusan viselkedik és tartós méretváltozást szenved, illetve az összenyomódás mértéke miatt a felette levő esztrich is károsodhat. Ezért a statikai számításoknál a 2%-os összenyomódást tartják szem előtt, ami az előzőnek a 30%-a, vagyis az AT-N100 termék esetében 30 kPa, az AT-N150 50, míg az AT-N200-as anyagok 66 kPa értékkel bírnak. Szemlátomást ezek jóval nagyobb értékek, mint a követelmény, de nem csak a terhelhetőségre kell figyelemmel lenni, hanem az összenyomódás mértéke is fontos. A vastagabb anyagok esetében – és a mai hőszigetelési követelmények egyre inkább erre terelnek minket – természetesen az összenyomódás milliméterben mért értéke is nagyobb lesz. Az elvárásokat a 2. táblázat mutatja:

 

Nézzünk egy konkrét példát, egy egyszerű lakótér talajon fekvő padlója 2 kPa hasznos terhelést (vagyis az esztrich önsúlya nélkül) kell elbírnia.  Ide általánosságban az Austrotherm AT-N100 terméket javasoljuk. Az úsztatóanyagot érő terhelésnél viszont számolni kell az esztrich súlyával is, ami egy minimális, 5 cm vastag beton esetében is 100 kg/m2, vagyis a 3 kPa közelebb áll a valósághoz (vastagabb, vasalt beton padlót csak nagyobb terheléshez szoktak alkalmazni, ott az úsztató rétegtől is nagyobb teljesítményt várunk el).

Az AT-N100 esetében a 30 kPa terhelés okoz 2%-os összenyomódást, és mivel ebben a tartományban a terhelés és az összenyomódás lineáris összefüggést mutat, a 3 kPa 0,2%-os összenyomódást eredményez, ami egy 15 cm vastag hőszigetelés esetében sem több, mint 0,3 mm, ami bőven tolerálható.

Akusztikai szigetelés esetében az összenyomódási értékek másképpen alakulnak. Az ilyen termékek akkor tudják jól kifejteni hatásukat, ha rugalmasak, vagyis terhelés hatására összenyomódnak. Minél lágyabb az anyag (vagyis terhelés hatására jobban összenyomódik), annál hatékonyabb az akusztikai szigetelés. Viszont ebben az esetben a fentinél nagyobb, akár milliméteres nagyságrendű összenyomódással is kell számolni, ezért a lábazatok kialakításánál ezt figyelembe kell venni (pl. rugalmas fugázó alkalmazása, stb.). Azok a szigetelőanyagok, melyek nem nyomódnak össze, akusztikailag nem hatékonyak, de a 2. táblázat követelményei ebben az esetben is betartandók.

Látható tehát, hogy az úsztató réteg kellő szilárdsága miatt kicsik az összenyomódási értékek, mégis előfordul, hogy az úszópadló elválik a lábazattól Mik lehetnek ennek az okai?

Hibák

Az úszópadló kivitelezése során gyakran tapasztalható hibák egyike, hogy az elkészült, vízszintesnek szánt felület kis idővel már eltér a síktól, és a falak mentén elválik a lábazattól. Ezt gyakran az úszóréteg terhelhetőségével hozzák összefüggésbe, de többnyire más áll mögötte.

Táblaszéli felhajlás

A táblaszéli felhajlás az esztrich kötőanyagától, a szilárdulás környezeti feltételeitől és a száradás, karbonátosodás miatti zsugorodás mértékétől függ. A cement kötőanyagú esztrichek késői burkolásakor tapasztalható leginkább a táblaszéli felhajlás. A kalcium-szulfát esztrichek táblaszéli felhajlása a cementesztrichekhez képest általában lényegesen kisebb (kb. egy nagyságrenddel), mert a kötőanyag kisebb zsugorodási hajlamú.

A korai száradási zsugorodás és a korai zsugorodási repedezés oka a felszíni réteg korai vízvesztése. Mértéke függ az időjárási körülményektől (huzat, páratartalom, hőmérséklet), de vékony műanyag- vagy üvegszál adagolásával csökkenthető. A korai száradási zsugorodás minimalizálása érdekében kell betartani az anyagspecifikus utókezelési időtartamokat. A kémiai zsugorodás oka a víz és a kötőanyag kémiai reakciója. A kémiailag kötött víz térfogata kisebb mint a szabad víznek, ami repedésekhez és táblaszéli felhajláshoz vezet. A szilárdsági jellemzők növelésének igénye jelentősen megnöveli a kémiai zsugorodást.

A földnedves cementesztrich a transzportbetonoknál kisebb mértékben, de zsugorodásra szintén hajlamos. A kissé képlékeny cementesztrich már a transzportbetonhoz hasonló mértékben, tehát erősebben zsugorodik.

A szemmegoszlásnak kitüntetett jelentősége van: nagyobb finomrész tartalom mellett kézi simítással is könnyebben képezhető egyenletes, sima, zárt felület, de a telített struktúra zsugorodása is nagyobb lesz.

A száradási és a kémiai zsugorodásból adódó rövidülést tovább fokozhatja a karbonátosodási zsugorodás. A felhajlás mértéke a szilárdság növelésével és a levegő CO2-tartalmával való érintkezés idejének (burkolásig tartó idő) növelésével arányosan akár többszörösére is nőhet. Ezért fontos a cementesztrich padozatok mielőbbi burkolása, ill. az ezt lehetővé tevő gyorsan szilárduló és száradó esztrichek, ill. szilárdulást gyorsító, száradást elősegítő adalékszerek alkalmazása.

Boltozódás

Ez a jelenség az alábbi hő- és páratechnikai okokra vezethető vissza:

Erős hőhatás (pl. intenzív napsugárzás) éri a nagy, egybefüggő felületen készített esztrichet, míg a fogadó szerkezet nem, vagy csak jóval lassabban képes felmelegedni. A boltozódás jelensége nyáron, illetve melegben gyakoribb és nagyobb mértékű. A boltozódás megelőzéséhez esetenként szükség lehet a készítést követő árnyékolásra (üvegezett nyílászárók fedése).

A padlófűtéses esztrichre még kiszáradása előtt aljzatkiegyenlítőt hordanak fel, majd a mielőbbi burkolhatóság céljából üzembe helyezik a padlófűtést, esetleg a páraelszívást is. A gyors felfűtés következtében a még nedves esztrichben a páranyomás értéke a többszörösére is nőhet. A páranyomás kiegyenlítődését jelentősen késleltethetik a nagy tapadóképességű és az esztrichnél kisebb porozitású aljzatkiegyenlítők, amelyek ilyenkor megrepedhetnek, vagy boltozódva elválhatnak az esztrichtől. A gyors felfűtés miatt az esztrich alsó övének hirtelen tágulása a boltozódást, repedezést elősegíti.

A fűtött esztrichnél a padlófűtés szabályszerű üzembe helyezését követően jelentkező repedések (pl. ajtónyílásokban vagy sarkokból kiindulva) gyakori oka a gátolt hőtágulás.

Konklúzió

A hőszigetelő anyagok terhelhetősége széles körben változik, ezért nem okoz gondot az igénybevételnek megfelelő úsztató réteg kiválasztása. Szükség esetén az itt nem taglalt extrudált polisztirolhabok (XPS) is a rendelkezésünkre állnak. A helyesen megválasztott szigetelőanyag (nem megfeledkezve a fokozott hőszigetelő képességű GRAFIT® termékekről) segítségével tudják teljesíteni a mai kor hőtechnikai követelményeit, de a hibátlan szerkezethez az esztrich kivitelezésének szabályait is szem előtt kell tartani.

A cikk írása során elsősorban az esztricheket érintő kérdésekben az Esztrichpadozatok Tervezés, kivitelezés, követelmények (MI 01:2017) kiadványra támaszkodtam.