Gumijasta podloga za agility XT "Travertin"

Guma je elastomer. Pod obremenitvijo se deformira, po razbremenitvi pa zamrežene molekulske verige material v veliki meri vrnejo v prvotno obliko. Pri talnih oblogah iz gumijastega granulata, vezanega s poliuretanskim vezivom, vpliva tudi njihova struktura. Med gumijastimi zrni ostajajo pore, elastično vezivo pa zrna povezuje. Pri obremenitvi se pretežno zapirajo pore, hkrati se deformirajo zrna in vezivo. Z večanjem deformacije talna obloga praviloma postaja bolj toga in njen upor narašča. Elastičnost in notranje trenje določata, kako talna obloga sprejema udarce, vibracije in udarni zvok.

Blaženje udarcev: ko telo udari ob talno oblogo, se njegova kinetična energija absorbira na deformacijski poti. Del energije se elastično shrani in se vrne kot odboj, del pa se zaradi notranjega trenja pretvori v toploto. Daljša zavorna pot zmanjšuje sile, ki delujejo na telo in podlago. Pri majhnih obremenitvah se talna obloga le malo deformira, izrazitejši udarci pa v večji meri izrabijo njen deformacijski hod. Večja debelina talne obloge ta hod podaljša. Pri gumijastih varovalnih ploščah se učinek preverja kot kritična višina padca po SIST EN 1177.

Dampiranje vibracij: guma je viskoelastična in združuje vzmetno ter viskozno obnašanje. Pri izmeničnih obremenitvah, na primer pri odlaganju uteži ali delovanju naprav in strojev, deformacija sledi sili z zakasnitvijo. Delo, opravljeno pri tem, se zaradi notranjega trenja izgublja kot toplota. Talna obloga zato deluje hkrati kot vzmet in dušilec. Nad lastno frekvenco sistema, ki ga sestavljata masa in talna obloga, loči vir vibracij od podlage ter zmanjša prenos vibracij in tresljajev. Njihova preostala raven je odvisna od frekvence vzbujanja, gibajoče se mase in dinamične togosti talne obloge.

Izolacija udarnega zvoka: udarni zvok je zvok, ki se prenaša po konstrukciji. Pri hoji, skakanju ali odlaganju predmetov se v podlago vnese udarec, ki se širi po stropih in stenah ter je v drugih prostorih slišen kot hrup. Elastična talna obloga na tej poti ustvari prožnejši vmesni sloj. Vrh sile se časovno raztegne in se zato zmanjša, del energije pa se že v talni oblogi pretvori v toploto. Količina zvoka, ki se prenese v konstrukcijo, je odvisna od dinamične togosti in debeline talne obloge ter od podlage.

Stopnja blaženja oblikovanca iz gumijastega granulata je odvisna od gostote in deleža por v plošči, velikosti in oblike zrn granulata, deleža poliuretanskega veziva ter debeline. Gosta plošča s fino granulacijo se praviloma manj deformira in blaži manj, odprto porozna, bolj groba ali debelejša plošča pa blaži izraziteje. Lestvica od stopnje 1, opaznega blaženja, do stopnje 5, zelo močnega blaženja, temelji na primerjalnih meritvah izdelkov WARCO. Primernost izdelka za konkreten način uporabe je najbolje presoditi z vzorčno ploščo na mestu vgradnje.

Oprijem čevlja na talni oblogi določa trenje med podplatom in površino. Pri odrivu in med stanjem deluje statično trenje, pri drsenju pa drsno trenje. Koeficient drsnega trenja izraža razmerje med silo, potrebno za ohranjanje gibanja telesa vzporedno s površino, in silo, s katero telo pritiska na površino. Pri gumi sta pomembna adhezijski delež, ki nastane zaradi tesnega stika med elastično površino obloge in podplatom, ter deformacijski delež. Ta nastane, ko se guma pod drsečim telesom deformira in z notranjim trenjem sprejema energijo. Na oba deleža vplivajo hrapavost obeh površin, togost gume, obremenitev, hitrost drsenja in temperatura. Elastična gumijasta površina se podplatu praviloma bolje prilagodi kot toga površina, zato je dejanska stična površina večja.

SIST EN 14041 za elastične talne obloge določa razred DS. V suhih in čistih razmerah mora koeficient drsnega trenja znašati najmanj 0,30. Meritev se izvaja po SIST EN 13893 s standardiziranim drsnikom, ki se z določeno obremenitvijo in hitrostjo vleče po talni oblogi. Zabeleži se sila, potrebna za vlečenje. Rezultat je primerjalna vrednost, pridobljena v enakih preskusnih razmerah, in ne opisuje posameznega podplata. Velja za suho stanje. Vlaga, prah ali plast umazanije med podplatom in površino tvorijo ločilni sloj ter zlasti zmanjšajo adhezijski delež trenja.

Lestvica obsega stopnje od 1 do 5. Stopnja 1 pomeni koeficient drsnega trenja 0,30 in s tem minimalno zahtevo razreda DS. Stopnja 5 pomeni vrednost 0,60, kar je dvakratnik minimalne zahteve. Razvrstitev temelji na preskusih reprezentativnih plošč, pri katerih so bile vmesne vrednosti določene z interpolacijo rezultatov.

Pri gumijastem granulatu površino določajo gostota, granulacija in vrsta granulata. Pri izdelkih WARCO večji pritisk stiskanja med izdelavo praviloma ustvari gostejšo in bolj gladko površino, zato je drsno trenje manjše. Groba ali vlaknasta zrna ter izrazitejša odprtoporozna struktura naredijo površino bolj hrapavo. Drsnik pri preskusu prehaja prek posameznih zrn. Z višjo stopnjo lestvice so posamezna gumijasta zrna na površini izraziteje zaznavna.

Nove talne obloge pogosto potrebujejo določen čas uporabe, preden dosežejo ustaljeno vrednost drsnega trenja. Ostanki ločilnih sredstev iz proizvodnje se odstranijo šele z uporabo in čiščenjem. Tudi pozneje je vrednost odvisna od stanja površine. Umazanija in ostanki jo lahko zmanjšajo, redno čiščenje pa jo ohranja.

Odpornost na obrabo opisuje, kako dobro se talna obloga upira izgubi snovi zaradi trenja in drgnjenja. Takšne obremenitve povzročajo podplati čevljev, kolesa ter pesek in umazanija, ki se pod obremenitvijo premikajo po površini. Guma se obrablja drugače kot trdi materiali. Ker se površina elastično prilagodi, se pod drsečim telesom krajevno razteza, striže in nato znova razbremeni. Te izmenične napetosti gumo sčasoma utrujajo, nastajajo drobne razpoke, s površine pa se lahko ločijo majhni delci. Pri talnih oblogah iz gumijastega granulata, vezanega s poliuretanskim vezivom, je pomembna tudi vez med zrni in vezivom. Vezivo mora vsako posamezno zrno držati tako, da se zaradi trenja s površine ne iztrgajo cela zrna. Odpornost na obrabo je zato lastnost celotnega sistema, ki ga določajo kavčuk, velikost in oblika zrn, delež veziva in njegova utrditev, oprijem med zrni in vezivom ter stopnja zgoščenosti.

Preizkus po BS 7188 se izvaja z napravo Taber Abraser. Dve standardizirani brusni kolesi z določeno pritisno silo in vrtilno hitrostjo prehajata čez preskušanec v določenem številu vrtljajev. Preskušanec se pred vsakim preskusnim odsekom in po njem stehta, izguba mase pa je merilo obrabe. Iz preskusnih odsekov, določenih v standardu, se izračunata indeks obrabe in razmerje obrabe. Tako se ugotavlja ne le, kolikšna je izguba v prvem odseku, temveč tudi, ali se obraba z nadaljnjo obremenitvijo zmanjšuje, ostaja enaka ali narašča.

Lestvica obsega stopnje od 1 do 5. Stopnja 1 pomeni, da so zahteve standarda BS 7188 izpolnjene. Stopnje od 2 do 4 označujejo dobro, visoko in zelo visoko odpornost na obrabo. Stopnja 5 je najvišja stopnja lestvice. Razvrstitev temelji na preskusih reprezentativnih izdelkov, katerih rezultati so bili interpolirani. Pri uporabi se višja stopnja kaže tako, da površina pri hoji, premikanju koles in vnosu peska dalj časa ohranja granulacijo in videz površine.

Prepustnost vode pove, kolikšna količina vode lahko prodre v porozno talno oblogo in pronica skoznjo. Pri talnih oblogah iz gumijastega granulata, vezanega s poliuretanskim vezivom, voda ne prehaja skozi samo gumo, saj je ta neprepustna za vodo. Prehaja skozi odprte, med seboj povezane pore med zrni granulata in sledi težnosti. Količina je odvisna od deleža odprtih por, njihove velikosti in neprekinjene povezanosti. Groba granulacija in manjši pritisk stiskanja ustvarita večje odprte kanale. Fina granulacija in večji pritisk pore zožita, vse do praktično neprepustne plošče.

Prepustnost se določa po SIST EN 12616 kot stopnja prepojitve z vodo, torej hitrost infiltracije vode. Ta podaja količino vode, ki v določenih preskusnih razmerah v eni uri prodre skozi talno oblogo, izraženo v mm/h. Vrednost 1 mm/h ustreza 1 litru na kvadratni meter na uro. Tudi močan naliv v istem času prinese le del količine vode, ki jo lahko prepusti talna obloga z visoko stopnjo na lestvici.

Lestvica obsega stopnje od 1 do 5. Stopnja 1 pomeni prepojitev z vodo približno 0 mm/h, zato je talna obloga praktično neprepustna za vodo. Stopnja 5 pomeni približno 1.000 mm/h oziroma okoli 1.000 litrov na kvadratni meter na uro. Razvrstitev temelji na preskusih reprezentativnih plošč, rezultati pa so bili interpolirani za posamezni izdelek.

Plošča je le en člen celotne sestave. Pri stopnjah 3 do 5 lahko deževnica prodre skozi oblogo iz plošč, če jo lahko sprejmeta tudi sloj drobljenca in nosilna plast ter omogočita nadaljnje odtekanje. Na neprepustni podlagi se voda pod ploščami zadržuje. Površina zato potrebuje naklon, po katerem voda odteka proti odvodnjavanju, na primer do drenažnega jarka ali odtoka. Talne obloge s stopnjama 1 in 2 so namenjene samo notranjim in pokritim površinam.

Prepustnost vode se lahko sčasoma zmanjša, če se pore zamašijo z vnesenim peskom, listjem in drobnim prahom. Pri hlevskih podlogah je vzrok lahko tudi nezadostno čiščenje. Čiščenje z vodo pomaga ohranjati pore odprte.

Protiklizna odpornost opisuje, kako varno je mogoče po talni oblogi hoditi z obutvijo, tudi kadar je mokra ali onesnažena. Fizikalno jo določa trenje med podplatom in površino. Pri hoji se podplat pri vsakem koraku postavi poševno na podlago in se nato od nje odrine. Stopalo ostane na mestu le, če trenje prevzame pri tem nastalo strižno silo. Tekočinski film med podplatom in površino zmanjša trenje, ker prekine tesen stik obeh površin. Hrapava, odprto porozna površina temu nasprotuje. Hrapavost tekočinski film na stikih izrine, tekočina pa lahko preide v odprte pore.

SIST EN 16165 na evropski ravni enotno določa postopek ugotavljanja protiklizne odpornosti talnih oblog pri hoji z obutvijo in bosonogi hoji. V Nemčiji je nadomestil DIN 51130, pri čemer se še naprej uporabljajo znani razredi od R9 do R13. Pri postopku na nagnjeni ravnini usposobljena preskusna oseba hodi po talni oblogi, navlaženi z oljem kot standardizirano preskusno tekočino, medtem ko se naklon postopno povečuje. Kot, pri katerem oseba hojo še ravno oceni kot sprejemljivo, se imenuje kot zdrsa. Je merilo trenja na navlaženi površini. Na nagnjeni ravnini mora statično trenje najmanj uravnotežiti silo vzdolž naklona, ta pa se z večanjem kota povečuje. V razred R10 sodijo povprečni koti zdrsa nad 10° do vključno 19°.

Talne obloge WARCO so praviloma uvrščene v razred R10. Znotraj tega razreda lestvica od 1 do 5 opisuje povprečni kot zdrsa. Stopnja 1 pomeni približno 12°, stopnja 5 pa približno 17°. Uvrstitev temelji na preskusih reprezentativnih vzorčnih plošč, izvedenih še po DIN 51130, in na interpolaciji za posamezni izdelek. Protiklizna odpornost dopolnjuje drsno trenje razreda DS po SIST EN 14041, vendar vrednosti med seboj niso primerljive. Pri razredu DS se drsno trenje meri na suhi površini z normiranim drsnikom, preskus R pa poteka na površini, navlaženi z oljem, med hojo preskusne osebe.

Gostota, granulacija in struktura granulata določajo značilnosti površine. Višji pritisk stiskanja med izdelavo jo naredi bolj gladko, grobejši granulat pa bolj hrapavo in odprto. Nove talne obloge pogosto potrebujejo določen čas uporabe, saj ostanki ločilnih sredstev iz izdelave izginejo šele z uporabo in čiščenjem. Redno čiščenje ohranja protiklizno odpornost, umazanija in usedline pa jo zmanjšujejo.

Toplota se prenaša na tri načine: s prevajanjem v snovi, s konvekcijo v zraku ali vodi ter s sevanjem. Pri talni oblogi je najpomembnejše prevajanje, ki ga opisuje toplotna prevodnost. Njena enota je W/(m·K). Pove, kolikšna količina toplote v eni sekundi preide skozi kvadratni meter snovi, debele en meter, če je temperaturna razlika med obema stranema en kelvin. Nižja toplotna prevodnost pomeni slabše prevajanje toplote in večji toplotnoizolativni učinek.

Masivna guma ima toplotno prevodnost približno od 0,13 do 0,18 W/(m·K). Mirujoči zrak dosega približno 0,026 W/(m·K) in toploto prevaja občutno manj. Plošče iz gumijastega granulata, vezanega s poliuretanskim vezivom, vsebujejo pore z ujetim zrakom, zato prevajajo manj toplote kot masivna guma. Z manjšo gostoto in večjim deležem por se toplotna prevodnost praviloma znižuje. Vlaga v porah jo ponovno poveča. Pri izdelkih WARCO se vrednosti glede na gostoto in strukturo gibljejo približno med 0,07 in 0,14 W/(m·K).

Na skupni toplotnoizolativni učinek poleg toplotne prevodnosti vpliva tudi debelina plošče. Toplotna upornost je enaka debelini, deljeni s toplotno prevodnostjo, zato dvakrat debelejša plošča dosega dvakrat večjo toplotno upornost. Strukturirana spodnja stran z drenažnimi kanali ali izboklinami lahko pod ploščo zadrži še plast zraka, ki dodatno omejuje prehod toplote proti podlagi. Ta učinek velja, dokler zrak ostaja mirujoč in suh. Na točkah naleganja ter v kanalih, skozi katere prehaja zrak, je manj izrazit.

Lestvica obsega stopnje od 1 do 5. Stopnja 1 ustreza toplotni prevodnosti približno 0,14 W/(m·K), stopnja 5 pa približno 0,07 W/(m·K). Vrednosti temeljijo na meritvah reprezentativnih vzorcev in so bile za posamezni izdelek interpolirane. Za primerjavo dosegajo toplotnoizolacijski materiali, kot sta ekstrudirani polistiren XPS in mineralna volna, približno 0,03 W/(m·K).

Prenese zmrzal in zmrzovanje vode v porah brez pokanja, razpok ali lomljenja.