• épületkárok
• falazás

Falazott szerkezetek károsodásai

Repedésképződés eltérő igénybevételek és alakváltozás miatt

A teherhordó szerkezetek között különleges helyet foglal el a téglafal. A kisméretű tömör, kevéslyukú és régi soklyukú („ikersejt”) téglá­ból falazott szerkezetben lévő 15-25 %-nyi falazóhabarcs (mészhabarcs, ill. javított mész­habarcs) nagy légpórus-tartalma és lassú szilárdulása révén a szerkezet rugalmas viselke­désű. Ennek következtében a szerkezet az igény­bevételi csúcsokat és lassú lefolyású alakvál­tozásokat jól tűri, kiegyenlíti. E tulajdonságok alapfeltétele a helyes téglakötés és a függőle­ges hézagok kitöltése habarccsal.

Egészen másképpen viselkednek a nagy üregtérfogatú falazóelemekből épített szerke­zetek. A falazóelemek üregelrendezése és vi­szonylag nagy méretpontossága miatt itt véko­nyabb habarcsrétegbe fektetik az elemeket. A vékony habarcsréteg (és így a falszerkezet) már csak kis alakváltozást tud elviselni repedés nélkül, így az igénybevételi csúcsok repedés­képződést okozhatnak és a vékony habarcs­rétegben a hőmozgások sem tudnak nyírási alakváltozásként, kis mikró repedések formá­jában kiegyenlítődni.

A nagyméretű, nagy üregtérfogatú falazóelemek magassága általában 24 vagy 29 cm, ezért az ezekből készített falazatokban az igénybevételek eloszlása is nagyobb hosszúságban megy végbe és a repedések is hosszabbak. A nagyméretű falazóelemek miatt a fal vagy pil­lér merevebb, nem olyan rugalmas, mint a kis­méretű tömör téglából falazott szerkezet, és ezért bizonyos hatásokból (pl. alakváltozás) adódó igénybevételeket repedés nélkül nem képes elviselni. Mivel a magas falazóelemek közötti hézag teljes kitöltése alig lehetséges, nem egyenletes terhelés esetén repedések képződhetnek a falazóelemek nem megfelelő együtt dolgozása miatt is.

Meg kell említeni a zsalukőnek is nevezett üreges betonblokkokat, ill. az ezek kiöntésével és vasalásával készített falazatokat. Az üregek csak homokban dús, kis szemcseméretű adalékanyagú, viszonylag nagy cement adagolású és – a betonelemek vízfelszívó hatása miatt – nagy víztartalmú (víz/cement tényező) betonnal tölthetők ki. Ennek következtében a beton zsugorodása lényegesen nagyobb, mint a „normál” betoné, ezért gyakori a zsugorodási repedések képződése. Ezen felül a ki­töltő beton légpórus-tartalma nagy, nem elég­gé fagyálló és csekély szilárdságú, ami nem teszi lehetővé az acélbetétek megfelelő tapa­dását, tehát ezek a falazatok vasbeton szerke­zetként való működése nem valósul meg. Szigeteletlen alapfalban szétfagyhatnak.

Vázkerámia falazat repedeződése.

A falazatokban a hőmozgásokból keletkező re­pedések nehezen észlelhetők, hiszen kis moz­gási egységekről van szó, és a kis méretvál­tozásokat a habarcsréteg károsodás nélkül elviseli.

Falazott pillérek egyenlőtlen, külpontos terhe­lésénél a repedésképződést követheti a pillér­sarkokon elváló, kis keresztmetszetű szerkezet­részek kigörbülése, kihajlása, amely már súlyos veszélyhelyzetet jelez. Ilyen esetben azonnali védődúcolás szükséges a további kigörbülés megakadályozására. A károsodott pillért tehermentesíteni és cserélni kell.

Hosszú ideig repedésmentes falszerkezetek­ben repedés keletkezhet emeletráépítés vagy a megváltozott környezeti terhelések hatására.

Esettanulmány

Épület és tartószerkezetek: Falazott szerkezetű lakóház, erkélyes homlokzattal. Az erkélyajtó melletti keskenyebb falrész tömör téglából ké­szült, a fal többi szakasza gázbeton falazó-elemekből. A nyílások feletti kiváltókoszorú méretezésekor a téglapillért közbenső alátá­masztásnak tekintették, az összenyomódás ­különbségek figyelembe vétele nélkül.

2. ábra. Falazott pillér repedeződése.

3. ábra. Repedésképződés eltérő igénybevétel és alakváltozás miatt.

Károsodás: A téglapilléren kitöredezések, re­pedések jelentkeztek. A pillérhez csatlakozó nyílászárók működtetése akadályozott volt, be­szorultak és üvegtörés keletkezett.

A károsodás oka: a gázbeton (hazánkban 1999-ig gyártott, erőművi pernye alapanyagú, adalék nélküli könnyűbetonfajta) és a kis­méretű tömör tégla eltérő alakváltozása miatt az erőjáték a tervezettől eltérően alakult. A különböző összenyomódás miatt a gázbeton és a tégla csatlakozása át­repedt.

Repedésképződés egyenlőtlen épületsüllyedés miatt

Teher átrendeződésből származó repedések forrása lehet a régi épület mellett épített új épület(rész) alapozása, vagy a pincetömb kiemelése, továbbá a közműhálózat átépíté­sénél kiásott gödrök és árkok miatt bekövet­kező épületsüllyedések.

4. ábra. Repedésképződés épületvég süllyedésének hatására.

5. ábra. A falazatban kialakuló teherhárító boltozati hatás.

Ilyen esetekben a falszerkezetekben létrejövő teher átrendeződés különösen a pillérek ter­helését növelheti, és ez károsíthatja, esetleg túl­terhelheti a szerkezeteket.

Esettanulmány

Épület: Hadtörténeti Múzeum Budapesten. Ez a középület (egykori laktanya) igen nagy fal­vastagsággal épült. Ennek elsődleges oka az, hogy a földszint feletti födém téglaboltozatos. Az épület merevítetlen, vasbeton koszorúk nem találhatók benne.

Károsodás: A Tóth Árpád sétányra néző homlok­zat teljes magasságán végig futó repedések.

A károsodás okai: A repedésképek elsősor­ban nem az épület merevítésének hiányára, hanem alapozási hibára, káros mértékű süllyedéskülönbségre utalnak: a nagyméretű ablakok alkotta függőleges tengelytől (axis) balra eső falszakasz megsüllyedt. A parapet falakból és kőkeretes ablakokból álló falmező – nyilvánvalóan a kisebb szerkezeti vastagság miatt – nem tudott ellenállni ennek az igény­bevételnek, és a képeken látható repedéskép alakult ki az épület homlokzatán. Az látható, hogy a függőleges irányú repedések a homlokzati fal „gyenge” részein, azaz a felső ablak feletti falsávon és a parapet falon kelet­keztek.

1. kép. Repedésképződés süllyedéskülönbség hatására.

2.1.3. Repedésképződés hibás épületdilatáció miatt

Az építőanyagokban végbemenő kémiai reak­ciók, a terhelés, a környező levegő nedvesség­tartalmának és hőmérsékletének hatására mozgások következnek be, amelyek akadályo­zása repedést okoz.

Ezek a mozgások a követ­kezők lehetnek:

• egyenlőtlen süllyedések és elfordulások (létrejöhetnek egyenlőtlen talajrétegződés, egyenlőtlen terhelés, különböző alapozási mód, feszültségek egymásra halmozása, az épület egyensúlyi állapotának megbontása miatt);
• hőingadozás, hőmozgás miatt;
• időben végbemenő alakváltozások miatt (pl. zsugorodás, lassú alakváltozás).

A repedések megelőzésére a szerkezetekben dilatációs hézagokat képezünk ki. Ezeket a tá­gulási hézagokat a szakirodalom gyakran nevezi tágulási, mozgó-, osztó-vagy munkahézagnak. Az épületek dilatálása csak úgy lehet hatásos, ha a dilatációs hézag valamennyi érintett tartó-és épületszerkezetet megszakítja. A dilatációs hézagok távolsága az adott építési módtól, ill. a teherhordó szerkezet fajtájától is függ.

Esettanulmány

Épület: Kétszintes, hagyományos szerkezetek­kel épült, részben alápincézett irodaház. A hosszú épületen középtájon tágulási hézagot alakítottak ki, de azt szakszerűtlenül készítet­ték és egyes szerkezeteken, pl. a homlokzati falon nem vezették át.

2. kép. Repedésképződés hibás tágulási hézagok miatt.

Károsodás: A zegzugos vonalú, szerkezetekkel megszakított tágulási hézag szabálytalan alakú repedések ismétlődő megnyílását okozta. A tetőzeten beázások, a közbenső födémen az előre gyártott elemek veszélyes mértékű felfekvés-csökkenése lett a halmo­zódó elmozdulások következménye.

A károsodás oka: a tágulási hézaggal gyengí­tett keresztmetszetek mentén létrejött át re­pedést a tágulási hézag szakszerűtlen, meg­fontolások nélkül kialakított vezetése okozta.

Pórusbeton falazatok hibái

Túl vékony „fal”: a pengepillér burkolata Pef 5-ből készült

Ebben az esetben az építészeti és tartó­szerkezeti igényeket nem kellően hangolták össze.

A képről világosan kitűnik, mi is a tévedés lényege. A pengepillérek közötti 25-30 cm-es vastagságú falszakaszra a vázkitöltő falakra vonatkozó általános szabályok vonatkoznak. A pengepillért takaró, az építészeti sík meg­tartását célzó egy- vagy kétoldali mellé falazás viszont nem más, mint burkolat. Már pusztán épületszerkezetileg is elképzelhetetlen, hogy egy másodlagos épületszerkezet felületfolytonosan és repedésmentesen átváltáson harmadlagosba, majd aztán újra vissza. Ezt a téves koncepciót tovább súlyosbítják az elkerülhe­tetlen méretpontatlanságok.

Egy kis szögelfor­dulás, egy kis élgörbeség, egy kis kitérés az elvi függőlegesből (ráadásul akár még az elsődleges szerkezetekre előírt méretelté­rési korlátokon belül) is károsodáshoz vezet­het. Ahol a pengepillér a tervezett síktól eltávolodóban van, ott a vasbeton és a pórusbeton burkolat között rés keletkezik, ahol a vasbeton belemetsz az alakzatba, ott az egyébként is vékony burkolatot a kivitelező – jó szabhatósága miatt – 3 cm-esre vágja. Tudnunk kell, hogy egy ilyen vékony kérget a pillértől pillérig futó „ren­des” vázkitöltő fallal feles, negyedes kötésben nem lehet összefalazni.

6. ábra. Pengepillér körül falazása.

Az ilyen szerkezetbe behornyolt gépészet ga­rantáltan roncsolódást okoz.

Vázkitöltő falaknál ajtó, ablak mellett a pillérig tartó pótlás 5-20 cm-es fallal

A probléma olyan triviális, hogy ha nem rajzol­juk le, esetleg meg sem értjük elsőre, hogyan is keletkezik. Az alaphelyzet: a többszintes vasbeton váz és a vázkitöltő falazat átgondolatlan geometriai illesztése. Ez a hiba is – mint sok más, amit itt bemutatunk – nem a pórusbeton szerkezetek hibája.

A jó statikus takarékos, vagyis a tartószerkezet nyomott elemeinek méretét a növekvő terhekhez igazítva fentről lefelé egyre növeli. A figyel­metlen építész a legfelső szint alaprajzát egyszerűen megismételi 2-3-4 szinten keresz­tül lefelé.

3. kép. Pengepillér melletti kifalazás.

7. ábra. Vasbeton vázpillér és falnyílások közötti méretváltozás.

Jól látható, ahogy a nyílások melletti (fent még szakszerű méretű) vázkitöltő faltestet elvéko­nyítja a tartószerkezet, és így az alsóbb szinte­ken 20, 15, 10, 5 cm-esre zsugorodik a penge­pillér melletti „kifalazás”. Ez nem lehet állékony, nem fogadhatja még a pusztán saját tömegé­vel terhelő áthidalót sem, és alkalmatlan a nyí­lászárók korrekt rögzítésére is. Az ablakok és ajtók csupán födémszélhez való rögzítése nem megfelelő a födémperemek rugalmas lehajlása miatt. Ez a lehajlás (kb. I/250 x 0,4, ami 6 m-en 0,96 cm) speciális rögzítőelem kitalálása nélkül már akadályozza az ablak működését.

A vázkitöltő falazat minimálisan célszerű mé­rete nyílászáró és pillér, ül. bármilyen elsődle­ges tartószerkezet (merevítőfal stb.) mellett a falvastagsággal egyenlő, de inkább a fal­vastagság másfélszerese, vagyis 25-60 cm. Az érték lehet nulla is. Ez viszont már átvezet az áthidalások tervezésének hibáihoz.

Áthidalások

Teherhordó falban ritkábban fordul elő ez a hiba, jellemző viszont vázkitöltések esetén, ahol legtöbbször megint az építész és a statikus kerül konfliktusba egymással. Ha a tartószerkezettel nincs egyeztetve az épület többi része (architektúra), akkor az épület nem lesz működőképes. A homlokzat alaprajzi és magassági méretrendjének illesz­kednie kell a tartószerkezethez – ha váz közötti falazott homlokzatról beszélünk.

Két dolgot kell tisztán látni: egyik, hogy mi tart mit, vagyis mi az elsődleges (primer) tartó­szerkezet és mi a másodlagos (szekunder) épületszerkezet. Ez azonnal választ ad a nyílá­sok áthidalásának lehetséges módjaira. A másik kérdés, hogy mihez akarjuk rögzíteni a nem egyszer jelentős szélnyomással terhelt erkélyajtókat, ablakokat.

Ha az építész nem hagyott elég helyet a födém­perem és a nyílászáró között a vázkitöltő falban elhelyezendő áthidalónak (a minimális méret kb. 15 cm), akkor legalább a statikus lógasson le egy peremgerendát kiváltóként az ablakok fölé. Ennek a méretkoordinációnak a hiánya számos épületen okozott már utólag repedé­seket. A megoldás másik lehetséges módja itt is a „nulla távolság” alkalmazása, ami egy elvi elhelyezési és alakváltozást követni tudó illesztési hézagot jelent. Ennek ajánlott mérete a födém vagy peremgerenda rugalmas alakváltozásának értéke, azaz 1,5 cm. Ennek jelentős hatásai vannak az épületgépészetre

Nyílásáthidalás hibás és megfelelő megoldása.

Az előbbi szakaszban tárgyalt elsődleges tartó­szerkezet melletti kifalazásról szóljunk kicsit bővebben. Mérete ugyanis nulla vagy kevés ahhoz, hogy egy áthidalót megtartson. Ilyenkor is van megoldás. Ez lehet a feladatra alkalmas tartókonzol beépítése (pl. horganyzott acél L idom az elsődleges tartószerkezetre rögzítve). Itt már csak a tartószerkezet és a vázkitöltés eltérő alakváltozásait kell kézben tartani, hogy ne a hol ehhez, hol ahhoz rögzített nyílászáró­nak kelljen felvennie ezeket a kis mozgásokat.

Hibásan megadott testsűrűségi és szilárdsági osztályok

Bár a pórusbeton-eladások jelentős részét a P2-0,5 osztályú termékek teszik ki, helyen­ként indokolt lehet a nagyobb testsűrűségű és kétszeres kiinduló falazati határfeszültségű P4-0,6-os termékek betervezése is. Térszín alatti alkalmazáskor pl. csak ezt szabad használni (I. az ÉMI ÉME vonatkozó előírásait). A tartószerkezeti méretezés minden esetben előzze meg a megfelelő anyag kiválasztását és ez határozza meg az alkalmazandó falazási technológiát is. Az ötletszerű vagy főként rutin­ból történő anyagkiírás káros a szerkezetre. Az eltérő testsűrűségi és szilárdsági osztályok átgondolatlan keverése követhetetlen erőjáték­hoz, véletlenszerű alakváltozásokhoz, és ezek összegződése esetén akár a tartószerkezet összeomlásához is vezethet.

Helytelenül megválasztott falazási technológia

Az alkalmazandó falazási technológiát – bár­mennyire is szokatlan ez a hazai tervezési gyakorlatban – már a tervezéskor célszerű el­dönteni. A pórusbeton építési rendszernek három falazási technológiája ismert. Az első – a rendszerhez legkevésbé illeszke­dő, de még sok helyen alkalmazott eljárás -a 10 mm-es fugavastagsággal készített, hagyományos mész-cement falazóhabarcsok hasz­nálata. Ez a járatos falazóelemsornál (szinten­kénti 13-14 sor) összesen 12-13 cm.

A második a leginkább elterjedt, 5 mm-es hőszigetelő falazóhabarccsal készített falazat. Itt a fugák összege szintenként 6-6,5 cm. Terjedőben van a különösen gondos falazást igénylő, ún. vékonyágyazatú habarccsal készí­tett falazási technológia. Ennek járatos fuga­vastagsága 2,5 mm. így az összeadódó fuga­vastagság a szokásos szintmagasságnál mintegy 3-3,5 cm.

Ez a nagy különbség a három eljárás között már építészetileg sem mindegy. A választott falazási technológia – pusztán építészeti szem­pontból – kiválóan alkalmas a kívánt szerkezeti magasságok (falegyen, áthidalóváll, mellvéd) beállítására, érdemes kihasználni. Egy faltesten belül azonban tilos a falazási technológiákat keverni. Ez alól egyedül az indító- („anlég-„) sor alatti habarcsréteg kivétel, mert az a fogadó­szerkezet egyenetlenségeit is hivatott kiegyen­líteni, ezért anyag a legtöbbször jó minőségű, sűrűre kevert cement- vagy jobb esetben hőszigetelő falazóhabarcs. Lehetséges vastag­sága max. 25-30 mm. Ha ennél nagyobb a fogadószerkezet pontatlansága, akkor már különleges eljárások szükségesek.

A pórusbeton építési rendszer falazási technikái.

A választott falazási technológia a fentieken kívül kihatással van a falazat lassú alakvál­tozására, teher alatti „kúszására” is. Ennek figyelmen kívül hagyása sokszor felelős a látszólag indokolatlanul megjelenő hajszálrepedésekért. Ez persze nem csak a fugavas­tagság miatt van így. A három falazási eljárás­ban jellemzően az alkalmazott habarcsok szi­lárdsága is eltérő. A pórusbeton szerkezetek­ben használható hagyományos falazóhabarcs szilárdsága általában Hf 10-25. A hőszigetelő falazóhabarcs jellemző szilárdsága HÍ25-35, a vékonyágyazatúé pedig Hf50. Ezt a tervezés során feltétlenül figyelembe kell venni.

Szerző: Osztroluczky Miklós okl. építészmérnök, PhD, c.egyetemi tanár