Właściwości i zastosowanie krystalicznych zapraw uszczelniających

Rodzaj zastosowanych materiałów hydroizolacyjnych zależy przede wszystkim od rodzaju obiektu (pomieszczenia), sposobu obciążenia wilgocią/wodą, ewentualnej obecności agresywnych związków, rodzaju i układu warstw w izolowanej przegrodzie, sposobu użytkowania obiektu/pomieszczenia itp. Materiały te tworzą szczelną dla wody warstwę (powłokę) na powierzchni elementu.

Sposób działania uszczelnień krystalicznych

Wadą materiałów starszej generacji było przyporządkowanie ich konkretnemu obciążeniu wilgocią. Oznacza to, że zamiana na budowie izolacji przeciwwilgociowej w przeciwwodną była nie tylko bardzo trudna, lecz nierzadko niemożliwa.

Pewną zmianę zapoczątkowało pojawienie się materiałów typu szlamy i masy KMB. Mogą one, w zależności od grubości i ilości nałożonych warstw, stanowić izolację przeciwwilgociową albo przeciwwodną. Są to jednak materiały powłokowe, co prawda, bezszwowe, lecz mechaniczne uszkodzenie ciągłości powłoki nieuchronnie prowadzi do przecieku.

Innym sposobem działania cechują się krystaliczne zaprawy uszczelniające, które są materiałem do uszczelniania betonu w strukturze. Mamy tu do czynienia z zupełnie innym zachowaniem się warstwy uszczelniającej. Rezultatem reakcji chemicznie aktywnej zaprawy/domieszki jest wytworzenie w kapilarach i porach nierozpuszczalnych struktur krystalicznych.

Powstają one na skutek obecności wilgoci i niezhydratyzowanych składników zaczynu cementowego (wolnych jonów wapnia). Wielkość tworzących się kryształów (3–4 mm) pozwala im wnikać w kapilary i pory betonu, uszczelniając je jednakże przed wnikaniem wody (pojedyncze kryształy są mniejsze od rozmiarów cząsteczki wody), natomiast ich igiełkowaty kształt powoduje, że tworzą one matrycę pozwalającą na dyfuzję pary wodnej.

Schematyczny sposób działania zapraw uszczelniających nakładanych na powierzchnię pokazano na RYS. 1-3.

I tak, RYS. 1 pokazuje schematycznie oddziaływanie wody na niezabezpieczoną powierzchnię betonu, RYS. 2 przedstawia sytuację po nałożeniu warstwy krystalicznej zaprawy uszczelniającej - na czerwono pokazano struktury krystaliczne wnikające w podłoże betonowe, natomiast RYS. 3 pokazuje przypadek obciążenia wodą uszczelnionego podłoża.

Rozbudowane zespoły kryształów nie pozwalają wodzie na penetrację w podłoże. Co warto podkreślić, chemiczna aktywność tego typu zapraw oraz szybkie tworzenie i rozbudowywanie się struktur kryształów w podłożu betonowym powodują, że działanie uszczelniające występuje także przy negatywnym parciu wody (a więc od strony podłoża). Ten sposób zachowania się krystalicznych zapraw uszczelniających skutkuje ich specyficznymi właściwościami.

Uszczelnienie krystaliczne jest aktywne tylko w obecności wilgoci/wody, wymusza to więc zastosowanie na powierzchniach stale obciążonych wilgocią lub wodą (np. oczyszczalnie ścieków, zakłady uzdatniania wody, elektrownie, ciepłownie, instalacje wodociągowe, kanały i studzienki ściekowe, zapory i jazy, budowle hydrotechniczne, zbiorniki retencyjne, zbiorniki wody pitnej, chłodnie kominowe, garaże podziemne, tunele, szyby windowe, silosy, zagłębione w gruncie elementy budynków i budowli, fundamenty, mury oporowe, akwaria, baseny itp.).

RYS. 4-6 przedstawiają przykładowe sposoby uszczelnień krystalicznych.

Z kolei wytworzone struktury krystaliczne powodują, że nie można w każdym przypadku zagwarantować bezproblemowej współpracy zapraw krystalicznych z materiałami i warstwami wykończeniowymi. Decyzję o pokryciu kolejnymi warstwami tego typu uszczelnień należy zawsze konsultować z producentem systemu uszczelniającego i dodatkowo przeprowadzić próby.

Zastosowanie krystalicznych zapraw uszczelniających

Sposób zastosowania i aplikacji musi zostać starannie przemyślany. Niedopuszczalne jest bezkrytyczne zastępowanie innych materiałów hydroizolacyjnych zaprawami krystalicznymi.

Trzeba tu wziąć pod uwagę rozwiązanie projektowe i sposób wykonstruowania detali, w tym przejść technologicznych instalacji technicznych przez warstwy hydroizolacyjne, szczegóły i sposoby połączeń w miejscach przejść izolacji poziomych w pionowe, uszczelnienia włazów, przepustów itp., a wykonanie tych trudnych i krytycznych miejsc wymaga zastosowania skomplikowanych i nierzadko kosztownych zabiegów.

Te niedogodności związane z krystalicznymi właściwościami tego typu materiałów rekompensują jednak inne jego zalety. Krystaliczne zaprawy uszczelniające mogą być stosowane na wilgotnych podłożach, nie wymagają specjalnych sposobów jego przygotowania ani warstwy ochronnej przy zasypywaniu wykopów lub obsypywaniu uszczelnionej powierzchni.

Cechują się bardzo wysoką wodoszczelnością (rzędu 13 barów i więcej), nie wymagają zakładów oraz mogą być stosowane zarówno przy parciu wody dodatnim, jak i negatywnym. Nie ma przeszkód, aby stosować je po stronie wewnętrznej uszczelnianego obiektu.

Te zalety, w połączeniu z innymi cechami, takimi jak chemoodporność, zmniejszenie podatności betonu na karbonatyzację i ochrona przed chlorkami, pozwalają jednak na coraz powszechniejsze zastosowanie tego typu materiałów. Krystaliczne uszczelnienie jest ponadto niewrażliwe na temperaturę (odporność termiczna jest taka sama jak betonu) oraz niewrażliwe na promieniowanie UV.

Krystaliczne zaprawy uszczelniające mogą być stosowane do:

• wykonywania izolacji przeciwwilgociowych i przeciwwodnych,
• wykonywania izolacji także przy negatywnym obciążeniu wodą pod ciśnieniem,
• uszczelniania przerw technologicznych przy betonowaniu elementów (konstrukcji) monolitycznych,
• tamowania przecieków powierzchniowych, liniowych i punktowych, także przy wypływie wody pod ciśnieniem,
• wykonywania powłok ochronnych w warunkach oddziaływania ciekłych środowisk agresywnych o średnim stopniu agresywności (klasy ekspozycji XA1 i XA2 według PN-EN 206-1:2003).

Krystaliczne materiały uszczelniające są także jednym ze środków do uszczelniania przerw roboczych przy betonowaniu. Powierzchnia takiej przerwy roboczej musi być czysta i zwilżona. Nanosi się na nią krystaliczną zaprawę uszczelniającą w postaci szlamu.

Alternatywnie, gdy układ szalunków uniemożliwia wykonanie tej czynności przed betonowaniem (dobetonowanie następuje metodą "mokre na mokre"), możliwe jest posypanie przerwy technologicznej suchym proszkiem. Tworzące się kryształy, wzrastające zarówno w beton podłoża, jak i w świeży beton, powodują uszczelnienie złącza.

Dodatkowo można w miejscach projektowanych przerw technologicznych pozostawić odpowiednio wyprofilowane bruzdy (za pomocą np. wkładek szalunkowych) o wymiarach 2×2 cm, które po rozszalowaniu będą wypełnione zaprawą reprofilacyjno-uszczelniającą. Ten drugi sposób jest preferowany w przypadku obciążenia wodą pod ciśnieniem.

Krystaliczne materiały uszczelniające z powodzeniem nadają się także do lokalnych napraw elementów betonowych oraz uszczelnień miejscowych przecieków, zarówno punktowych, jak i liniowych.

W skład systemu naprawczego może wchodzić tylko zaprawa naprawcza (warstwą sczepną jest wtedy zwykle zaprawa do powierzchniowego uszczelnienia), lecz spotyka się także systemy z preparatem do zabezpieczenia zbrojenia, warstwą sczepną i zaprawą do napraw. Należy podkreślić, że naprawy tego typu zaprawami wykonuje się w przypadku uszczelnienia powierzchni także zaprawami krystalicznymi.

Należy pamiętać, że szczelność na przenikanie wody nie jest w przypadku tych zapraw uzyskiwana przez nałożenie nieprzepuszczalnej dla wody powłoki, lecz przez odpowiednią modyfikację struktur kapilarnych. Woda zatem wnika na pewną, bardzo niewielką głębokość w podłoże.

Odzwierciedla to także sposób badania przepuszczalności wody. Polega on na poddaniu próbek zapraw lub betonów działaniu wody pod ciśnieniem 0,1 MPa przez 24 godz. Ciśnienie zwiększa się o 0,1 MPa co 24 godz.

Wynikiem badania jest największe ciśnienie, przy którym nie nastąpił przeciek. Podobnie bada się efektywność tzw. uszczelnienia wgłębnego. Obciążeniu wodą pod ciśnieniem poddaje się tylko wstępnie zarysowane próbki betonów lub zapraw (szerokość rozwarcia rys nie większa niż 0,3 mm, sposób przykładania obciążenia i interpretacja wyników jak wyżej).

Badanie to pokazuje także zdolność struktur krystalicznych do zamykania rys powstałych już po nałożeniu warstwy zaprawy krystalicznej, o ile ich szerokość nie przekracza 0,3-0,4 mm (FOT. 2-4).

Zużycie materiału zależy przede wszystkim od obciążenia wilgocią/wodą. Zazwyczaj waha się w granicach rzędu 1 kg/m² dla obciążenia wilgocią i 1,5 kg/m² przy obciążeniu wodą pod ciśnieniem.

Materiał może być nanoszony ręcznie (za pomocą pacy lub szczotki) lub natryskowo. Dolną granicą temperatury aplikacji jest 5°C (dotyczy to zarówno temperatury powietrza, jak i podłoża), górna granica podawana jest na poziomie 30-35°C.

Przy stosowaniu na zewnątrz przez pierwsze - 3 dni uszczelniane powierzchnie należy utrzymywać w wilgoci, chroniąc je przed wpływem warunków atmosferycznych (słońce, wiatr itp.) przez nawilżanie i/lub przykrycie np. folią polipropylenową lub płótnem lnianym. Nawilżanie należy przeprowadzać w regularnych odstępach czasu, zależnych od warunków atmosferycznych (w podwyższonej temperaturze konieczne może być 4-5-krotne nawilżanie w ciągu dnia).

Świeżą warstwę należy chronić przynajmniej przez 24 godz. przed deszczem. Wykopy można zasypać po kilku dniach od nałożenia ostatniej powłoki (szczegółowe informacje zawsze podaje producent). W zamkniętych zbiornikach nie wolno dopuścić do pojawienia się wilgoci kondensacyjnej na świeżej zaprawie. Przy prawidłowej aplikacji i pielęgnacji struktury krystaliczne wykształcają się w ciągu 20-25 dni.

W pewnych sytuacjach na powierzchni zaprawy mogą pojawić się wykwity. Nie stanowi to o wadzie materiału - jest to skutkiem krystalicznych właściwości materiału, jednakże tam, gdzie estetyka odgrywa znaczącą rolę, może to stanowić problem.

Trzeba tu jeszcze zwrócić uwagę na sposób przechowywania suchej zaprawy. Jest ona bardzo wrażliwa na podwyższoną wilgotność powietrza, co powoduje jej zbrylenia i praktycznie dalszą bezużyteczność.

Literatura

1. ZUAT-15/VI.21/2005, "Wyroby do uszczelniania betonów i zapraw cementowych krystalizacją wgłębną".
2. PN-EN 206-1:2003, "Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność".
3. Materiały firmy Penetron.
4. Materiały firmy Hydrostop.
5. Materiały firmy Schomburg.
6. Materiały firmy Xypex.
7. Materiały własne autora.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!