Ve skladech a logistických budovách má betonová deska podlahy zásadní význam pro efektivní fungování provozu. Často však panuje názor, že betonová podlaha je jedním z nejjednodušších prvků projektu. Mnohdy je celková pozornost věnovaná návrhu a konstrukčním detailům menší, než je úměrná jejímu konečnému významu pro efektivní provoz objektu. Očekává se, že tyto rozsáhlé podlahy musí být zhotoveny s co nejnižšími náklady a musí bez problémů sloužit rok co rok.
Funkce podlahové desky
Podlahová konstrukce je zhotovena tak, aby poskytovala vhodný povrch, na kterém lze bezprobémově, účinně a bezpečně provádět v objektu provozní činnosti. V případě základové desky na terénu roznáší betonová deska zatížení působící na slabší podloží pod ní, aniž by došlo k jeho deformaci nebo vzniku trhlin v desce.
Následující seznam požadavků se dotýká některých zásadních otázek, které je třeba zvážit při specifikaci a navrhování betonových podlahových desek pro logistické objekty. Konkrétní požadavky na vlastnosti konstrukce podlahy se mohou v různých odvětvích nebo i v rámci stejného odvětví lišit. Tyto požadavky se mohou vztahovat i na ostatní komerční podlahy, ať už jsou z betonu, nebo jsou opatřeny na povrchu jinými podlahovými systémy.
Typické požadavky na podlahovou desku pro sklady a logistické objekty:
- Přenášet provozní a statické zatížení bez trhlin a deformací
- Minimalizovat počet otevřených spár
- Používat spáry opatřené profily, které neomezují provozní rychlost vozidla
- Poskytovat trvanlivý, bezprašný povrch odolný proti otěru
- Odpovídající tolerance celkové a místní rovinnosti odpovídající provozu použitých manipulačních systémů ("MHE")
- Přiměřeně drsný povrch s dobrou čistitelností
- Provozní flexibilita, umožňující přizpůsobit se možným budoucím změnám v provozu
- Zajistit bezpečné a příjemné pracovní prostředí
Zatížení podlahy
Nosné betonové podlahové desky čelí dvěma typům zatížení: statickému a dynamickému zatížení. Mezi statická zatížení patří například ukládání výrobků, zařízení, stroje a skladovací regálové systémy. Mezi dynamická zatížení patří provoz zařízení při manipulaci s materiálem (dále jen "MHE") a další doprava včetně vysokozdvižných vozíků, paletových zakladačů a jiných vozidel.
Statické zatížení podlahy lze rozdělit na tři různé typy:
Rovnoměrně působící zatížení
Rovnoměrně rozložené zatížení obecně způsobují větší břemena s velkou styčnou plochou, například dřevěné palety nebo role papíru naskládané na sebe. Pokud jsou stroje a výrobní zařízení instalovány přímo na podlahách, lze jejich základy také považovat za rovnoměrné zatížení. V této situaci je důležité zvážit a tlumit případné vibrace. Ve většině ostatních komerčních budov jsou podlahy navrženy na nominální zatížení, která jsou podstatně nižší než rozložená zatížení v průmyslových objektech.
Příklady:
- Zatížení blokově uloženými paletami a rolemi papíru (jednotková zatížení)
- Zatížení od pevně zabudovaných strojů a zařízení
- Jmenovitá zatížení v budovách pro lehké komerční nebo volnočasové využití
Bodové zatížení
Bodová zatížení vznikají u jakéhokoli zařízení nebo konstrukce upevněné na stojinách se základovými deskami. Nejběžnější statická bodová zatížení pocházejí od skladovacích regálů. V běžném statickém regálovém systému se zatížení přenáší na desku prostřednictvím patek. Patky mají relativně malou účinnou styčnou plochu s podlahou. Většina patek je upevněna do podlahy pomocí šroubů, které roznášejí zatížení. Fixní dopravníkové systémy představují proměnlivé bodové zatížení a vyžadují zohlednění vibrací.
Příklady:
- Regálové stojiny
- Zatížení kol od zařízení pro manipulaci s materiálem
- Mezi úrovňové podpěry
- Bodové zatížení od fixních strojů
- Uchycení zakladačových jeřábů
- Sedačky v hale
Linové zatížení
Jak již název napovídá, jedná se o zatížení, které působí po linii, například hmotnost vnitřní příčky uložené na podlaze, převedená v jednotkách síly na jednotku délky. Některé skladovací systémy nebo zařízení namontované na kolejnicích jsou rovněž liniová zatížení, která mohou být umístěna kdekoli na podlaze a mohou mít rovnoměrnou, skokovou nebo proměnnou velikost.
Příklady:
- Mobilní kompaktní regálový systém
- Dělící stěny
- Pevná zařízení namontovaná na kolejnicích
Provoz má velký vliv na podlahu a její design. Zařízení pro manipulaci s materiálem představují dynamická a bodová zatížení. Vysokozdvižné vozíky, paletové vozíky a zakladače přemísťují palety a kontejnery pro volně ložené výrobky nebo pro vychystávání objednávek. Jednotlivé položky jsou odebírány ze skladu, přesouvány k balicímu zařízení a následně k expedici. Různé druhy dopravy lze rozdělit podle jejich funkce a typu na: MHE pracující v prostorách s volným pohybem nebo v širokých uličkách a MHE pracující ve velmi úzkých uličkách s definovanou dráhou pohybu.
Typickým prostředkem pracujícím s volným pohybem je paletový vozík, ruční vozík nebo přívěs, často s nosností maximálně 3 tuny a malými polyuretanovými koly pro přepravu nákladu. Malá a tvrdá styčná plocha kol vytváří vysoký lokální tlak na povrch podlahy. Tato zařízení pro přepravu lehkých nákladů se běžně vyskytují v distribuci potravin a dalších logistických centrech. Ideální povrch podlahy pro jejich provoz je plochý a rovný. Aby se předešlo poškození hran spár a následnému rozšiřování poškození, měly by být smršťovací spáry navrženy s úzkým průřezem a/nebo vyplněny pryskyřicí s dostatečnou tuhostí, která ochrání hranu spáry.
V prostorách s volným pohybem a v širokých uličkách se k manipulaci s materiálem často používají vysokozdvižné vozíky s protizávažím, vybavené teleskopickými nakládacími vidlicemi (vysokozdvižné vozíky). Jejich nosnost může být 10 a více tun, v průmyslových budovách však obvykle nepřesahuje 4 tuny, v závislosti na rozložení nákladu. Výška zdvihu je omezená a obvykle nepřesahuje 7 metrů. Pneumatiky jsou buď z pevné pryže, nebo pneumatické, které vytvářejí menší povrchový tlak než malá tvrdá kola. Tato zařízení tolerují nerovnosti povrchu a umožňují širší spáry než MVE s tuhými koly. Měkčí pneumatiky však mají tendenci zachytávat nečistoty a smetí, což má za následek nadměrné opotřebení podlahy v důsledku vysokého otěru.
Vysokozdvižné vozíky pracující ve velmi úzkých uličkách (VNA) vyžadují vysokou toleranci rovinnosti a vodorovnosti podlahy. Tato zařízení pracují v úzké a pevně dané uličce mezi vysokými regály, vychystávají nebo ukládají palety. Tento vozík má nejčastěji tři kola a je veden kolejnicemi po stranách uličky nebo indukčními vodicími dráty. Kola tohoto zařízení jsou obvykle z tvrdé neoprenové pryže. Vozidlo má pevnou dráhu a obvykle nezpůsobuje extrémní a agresivní otěr povrchu podlahy. Povrch podlahy v prostorách VNA musí mít velmi vysokou rovinnost v příčném i podélném směru, bez širokých, stupňovitých nebo nerovných spár. V poloautomatických provozech je třeba věnovat pozornost místům, kde vozidlo provádí časté otáčky, zejména když se třetí kolo otáčí na místě.
Konstrukční návrh a typy desek
Aby bylo zajištěno, že betonová podlaha bude úspěšně přenášet své konstrukční zatížení, je nezbytné navrhnout a zkonstruovat podklad stejně pečlivě jako samotnou podlahu. Tlaky působící na podklad v důsledku zatížení jsou obvykle nízké, protože betonové podlahové desky jsou tuhé a zatížení od kol vysokozdvižných vozíků nebo vysokých regálových podpěr se rozkládá na velké plochy. Betonové podlahy tedy nutně nevyžadují silnou podporu z podloží. Podpora podloží však musí být přiměřeně rovnoměrná bez dutin nebo náhlých změn.
Podkladní zeminy se považují za problematické, pokud jsou vysoce expanzivní nebo vysoce stlačitelné, jako jsou například jíly a hlíny. Aby se předešlo problémům s podložím, musí být provedena správná klasifikace podložní zeminy. Geotechnická zpráva a klasifikace zemin poskytuje informace pro potřebná opatření ke zlepšení podloží a návrhové parametry pro specifikaci betonové desky.
Konstrukční návrh betonové podlahové desky na terénu se řídí podmínkami podloží a zatížením podlahy. Existují dvě možnosti návrhu: deska uložená na zemině nebo zavěšená deska podepřená pilotami. Pokud se zjistí, že potenciálním problémem je zpevnění plastických zemin, může být jediným účinným řešením zavěšená deska, při níž je podlahová deska postavena na pilotách nebo podepřena zemními trámy.
Oba typy konstrukce mohou být vyztuženy ocelovými sítěmi, vlákny nebo mohou být dodatečně předepnuty. Technologie polypropylenových makrovláken se stává pro základové desky stále populárnější.
Požadavky na návrh spár
Ve skladech a logistických centrech je vysoká intenzita provozu. Aby byla zachována dlouhodobá funkčnost a bezpečný provoz těchto zařízení, je třeba minimalizovat vznik neplánovaných trhlin v betonu, zatímco plánované dilatační a smršťovací spáry musí být navrženy tak, aby vyhovovaly provozu. K prevenci vzniku trhlin přispívá správný návrh betonové směsi, použití betonářské výztuže, dostatečné ošetřování betonu a jeho vytvrzení a vhodný návrh roztečí spár. K praskání dochází, když tahové napětí v části desky překročí pevnost betonu v tahu. Neplánované trhliny v podlaze skladu nebo logistického areálu vedou rychle ke zhoršení stavu vlivem provozu, což způsobuje bezpečnostní problémy a potenciální poškození výrobků nebo zařízení. Pokud se trhliny objeví, je třeba je vyčistit, prořezat a vyplnit pryskyřicí vyhovující provozu.
Konstrukční spáry jsou navržené tak, aby se přizpůsobily běžnému pohybu konstrukce a obvykle se těsní vysoce pružným tmelem. Tento postup je nevhodný ve skladech a logistických zařízeních, pokud se konstrukční spára nachází v místech dopravního provozu. Musí být specifikován ochranný systémový profil, který se přizpůsobí pohybu a podpoří provoz, aniž by došlo k narušení vodorovnosti plochy.
Smršťovací spáry se přizpůsobují pohybu, který vzniká smršťováním betonové desky při jejím vytvrzování. V praxi se tyto spáry ale i nadále pohybují v důsledku změn teploty a vlhkosti. V oblastech, kde se předpokládá provoz vozidel, musí být tyto spáry po prořezání vyplněny. V případě ponechání bez ošetření budou tvrdá kola narážet na okraj spáry, což povede ke vzniku výtluků. Podobně jako při ošetření trhlin, se k vyplnění těchto spár používá syntetická pryskyřice vhodné tuhosti.
Odolnost proti otěru nebo opotřebení je schopnost povrchu odolávat poškození způsobenému třením, valením, klouzáním, řezáním a nárazovými silami. Mechanismy otěru se v různých provozech značně liší. Mohou se vyskytovat kombinace různých zatížení, například provoz nákladních automobilů, pěší provoz a smýkání břemen. Nadměrné a předčasné opotřebení může být důsledkem nedostatečně specifikovaného nebo nevhodně navržené povrchové úpravy betonu stejně jako nízké pevnosti povrchu související s nedodržením technologických podmínek v průběhu výstavby.
Vsypy, tekuté impregnace a vytvrzovače a vysoce odolné nátěry poskytují nákladově efektivní řešení pro dosažení vysoké odolnosti proti oděru. Každý z nich zvyšuje odolnost betonové podlahy a může splňovat specifikace požadované pro konkrétní provoz.
Odolnost podlahy proti otěru silně závisí na složení betonu a tvrdosti a houževnatosti vrchního materiálu, včetně povrchových nátěrů. K dispozici je řada testů pro měření odolnosti proti opotřebení a nárazu. Některé měří tvrdost samotného materiálu, jiné odolnost povrchu proti opotřebení. Normy EN BS 8204-2:2002 a ASTM C779 a ASTM C944 poskytují vodítka pro odolnost proti otěru, třídy výkonnosti, provozní podmínky a typické aplikace.
Beton je porézní materiál s omezenou chemickou odolností. Organické a minerální kyseliny reagují se zásaditým cementovým materiálem a narušují jeho povrch. Mnoho dalších látek, včetně většiny potravin, olejů a některých chemikálií vnikají do betonu a časem způsobují jeho degradaci. Tam, kde je pravděpodobné chemické zatížení, by měla být podlaha chráněna chemicky odolným materiálem a nátěrem, který odolává používané chemicky agresivní látce.
Konečný vzhled betonové podlahy nebude nikdy tak jednotný, jako povrchová úprava s nátěrem. Betonové podlahy jsou vyrobeny z přirozeně se vyskytujících materiálů, jsou dokončovány technikami, které nelze kontrolovat tak přesně, jako v továrním procesu, a podmínky během pokládky se budou lišit.
Stopy po hladičce a změny barvy jsou často důsledkem běžných výkyvů složení betonové směsi, podmínek při betonáži nebo špatné povrchové úpravy, například nadměrného hlazení.
Přebytek ošetřujícího nátěru povrchu může způsobit tmavší plochy v důsledku jiných podmínek při vyzrávání povrchu. Barevné rozdíly se časem a používáním podlahy sníží nebo zmizí, aniž by měly vliv na kvalitu povrchu. Běžná betonová podlaha má šedou barvu. Existují však způsoby, jak zhotovit barevné betonové podlahy s různým vzhledem. Vsypy mohou obsahovat pigment a dosáhnout tak barevné úpravy povrchu. Další možností je použití probarveného betonu nebo dodatečné změny barevnosti povrchu betonu použitím slabých kyselin a vodou ředitelných pigmentů. Nedávná novinka využívá kombinace barevných pigmentů ve vsypu a následného broušení, které dodají podlaze jedinečnou strukturu a vzhled. Další novinou jsou tekuté vytvrzovací nátěry, které se na místě mísí s jemnými pigmenty suspendovanými ve vodě.
V současnosti jsou preferovány světlé barevné odstíny, jako je žlutá, béžová, světle šedá nebo dokonce bílá, zajišťují vyšší odrazivost a jas v místnosti. To může snížit požadavky na osvětlení a ušetřit náklady na energii. Ve velkých skladech to může mít velký vliv na hodnocení udržitelnosti.
Závěr
Pouze správná kombinace návrhu únosnosti, kontrolních spár, jejich ošetření, dodržení tolerance rovinnosti a volba povrchové úpravy snižující opotřebení povrchu umožní, aby podlaha ve skladu fungovala podle očekávání, s maximální účinností a hospodárností. Jakákoli vada ve specifikaci nebo provedení se projeví velmi rychle, díky neustálému a náročnému provozu, který se v těchto prostředích vyskytuje. Nejdůležitějším požadavkem na podlahu ve skladových a logistických prostorech je tedy poskytnout bezproblémovou platformu pro daný provoz s dobrou funkčností, trvanlivostí a hospodárností.