Hybrydowe (reaktywne) masy uszczelniające

Kryteriów podziału materiałów wodochronnych jest kilka: podział na materiały do zabezpieczeń przeciwwilgociowych i przeciwwodnych, na materiały rolowe i bezspoinowe, na materiały bitumiczne, mineralne i z tworzyw sztucznych. Jednakże techniczne kryteria doboru są zawsze identyczne i nie zależą od rodzaju materiału. Jest ich zawsze przynajmniej kilka.

Dobór materiałów wodochronnych

W oparciu o wytyczne [1-3] można rozróżnić następujące kryteria doboru izolacji wodochronnych:

• Rodzaj elementu i zakres prac hydroizolacyjnych:
  - rodzaj i konstrukcja obiektu/elementu, sposób jego posadowienia (konstrukcja monolityczna, ława/płyta fundamentowa, cokół, ściana jedno- lub wielowarstwowa itp.),
  - wielkość, rodzaj izolowanej powierzchni i jej usytuowanie (pozioma, pionowa, posadzka, ława itp.),
  - obecność trudnych i krytycznych miejsc (przejścia rurowe, dylatacje, inne utrudniające wykonanie izolacji),
  - ewentualne inne parametry podłoża.
• Podłoże:
  - rodzaj podłoża (beton, mur, tynk itp.),
  - parametry podłoża (wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie, stabilność, wysezonowanie, wilgotność, nasiąkliwość itp.),
  - występowanie rys i spękań i niebezpieczeństwo ich powstania,
  - zanieczyszczenia podłoża,
  - profil powierzchni i jej stan (równość, gładkość, sposób wykończenia powierzchni itp.).
• Warunki gruntowo-wodne i czynniki oddziałujące na powłokę:
  - obciążenie wilgocią/wodą,
  - agresywność wód gruntowych,
  - obciążenia mechaniczne oddziałujące na powłokę (zależne od miejsca wbudowania - np. na ławach fundamentowych, powstające przy zagęszczaniu gruntu użytego do zasypania wykopów, ruch kołowy po stropodachu w gruncie itp.).
• Wymagania stawiane powłoce wodochronnej:
  - przyczepność do podłoża,
  - odporność na obciążenie wilgocią/wodą,
  - odporność na agresywne wody gruntowe,
  - szczelność,
  - odporność na obciążenia/uszkodzenia mechaniczne,
  - odporność termiczna/mrozoodporność,
  - czas wiązania/twardnienia,
  - konieczność wykonania warstwy ochronnej,
  - elastyczność/zdolność mostkowania rys,
  - ewentualne wymagania higieniczne/wymagania ochrony środowiska.
• Sposób aplikacji:
  - sposób przygotowania podłoża/wymagania stawiane podłożu (wilgotność, wysezonowanie, temperatura, gruntowanie itp.),
  - wymagania aplikacyjne (sposób nakładania, warunki atmosferyczne, grubość powłoki, ilość warstw itp.),
  - kształt podłoża warunkujący wybór materiału i technologii aplikacji,
  - kompatybilność z innymi zastosowanymi materiałami hydroizolacyjnymi/możliwość szczelnego połączenia materiałów,
  - inne warunki technologiczno-organizacyjne (np. konieczność szybkiego zasypania wykopów, dostęp do izolowanej powierzchni itp.),
  - ewentualne wymagania higieniczne/wymagania ochrony środowiska.
• Koszty:
  - koszt jednostkowy materiału,
  - koszt jednostkowy zaizolowania powierzchni (robocizna, materiał, sprzęt).

Bezspoinowe materiały hydroizolacyjne

Intensywny rozwój chemii budowlanej w ciągu ostatnich kilkunastu lat sprawił, że mamy do dyspozycji bardzo szeroką gamę materiałów, począwszy od stosowanych tylko do izolacji przeciwwilgociowych, a skończywszy na materiałach chroniących przed wodą pod ciśnieniem czy też materiałach o bardzo wyśrubowanych parametrach, wręcz specjalistycznych.

Jednymi z pierwszych bezspoinowych materiałów hydroizolacyjnych były występujące pod różnymi postaciami materiały smołowe. Ze względu na swoje ewidentne mankamenty zostały wyparte przez materiały asfaltowe - roztwory/emulsje, pasty i masy.

Kolejnym etapem były tzw. grubowarstwowe polimerowo-bitumiczne masy uszczelniające, zwane z jęz. niemieckiego masami KMB, choć ostatnio pojawia się w literaturze technicznej sformułowanie (z jęz. angielskiego) PMBC. Dodatek polimerów znacznie poprawił właściwości materiału, zwłaszcza zdolność mostkowania rys w niskich (czy wręcz ujemnych) temperaturach, odporność na agresywne wody gruntowe czy przyczepność.

Do najważniejszych zalet mas typu KMB należą:

• bezspoinowość, a co za tym idzie łatwość obrobienia detali, przejść rurowych, dylatacji itp.,
• możliwość układania na nieotynkowanych powierzchniach,
• znaczna elastyczność po związaniu (zdolność mostkowania rys rzędu 5 mm),
• znaczna elastyczność w ujemnych temperaturach (zdolność mostkowania rys rzędu 1,5–2 mm),
• szybka odporność na opady atmosferyczne (już po ok. 60 minutach od nałożenia),
• możliwość szybkiego zasypania wykopu (po ok. 24 godzinach od nałożenia),
• dobra przyczepność, niepozwalająca na penetrację wilgoci pomiędzy masą uszczelniającą a podłożem,
• możliwość nakładania także na wilgotne podłoże (miarodajne są tu wytyczne producenta; może zaistnieć konieczność stosowania dodatkowych zabiegów technologicznych).

Zasadniczo grubowarstwowe powłoki bitumiczne typu KMB stosuje się do wykonywania pionowych i poziomych hydroizolacji elementów budowli w gruncie (zarówno pierwotnych, jak i wtórnych). Niektóre firmy polecają także stosowanie grubowarstwowych powłok bitumicznych do uszczelniania tarasów, dachów zielonych, stropów garaży podziemnych, inne z kolei ograniczają się tylko do izolacji powierzchni pionowych.

Podstawowym problemem związanym z materiałami bitumicznymi (nie tylko bezspoinowymi, lecz także rolowymi) jest brak kompatybilności z materiałami wykończeniowymi. Strefa cokołowa musi być także zaizolowana, a tu stosowanie mas KMB (i innych bitumicznych) jest mocno ograniczone. Materiały bitumiczne nie mogą także pracować na odrywanie od podłoża (negatywne parcie wody), o ile nie ma konstrukcyjnych warstw dociskających je do podłoża.

Materiały mineralne

Tego typu mankamentów nie mają materiały mineralne - sztywne lub elastyczne szlamy uszczelniające. Po pierwsze, mogą pracować na negatywne parcie wody (o ile pozwala na to stan podłoża), po drugie, stanowią podłoże pod kolejne wykonywane warstwy (strefa cokołowa, izolacje podpłytkowe itp). Są one odporne na cykle zamarzania i odmarzania oraz szkodliwy wpływ soli zawartych w wodzie, zachowują także elastyczność w niskich temperaturach. Dzięki zwiększonej elastyczności potrafią mostkować rysy do szerokości nawet 1,5 mm.

Poza tym zaprawy takie cechują się odpornością na agresywne środowisko (niektóre elastyczne zaprawy uszczelniające stosowane są w komunalnych oczyszczalniach ścieków jako powłoka ochronna), dobrą przyczepnością do nienasiąkliwych podłoży i odpornością na starzenie, stanowią także powłokę zabezpieczającą przed karbonatyzacją betonu. Dlatego ich obszary zastosowań to:

• izolacje pierwotne, zarówno poziome, jak i pionowe, elementów konstrukcji stykających się lub zagłębionych w gruncie,
• izolacje poziome ław fundamentowych oraz izolacje podposadzkowe,
• izolacje pod płytą denną,
• izolacje cokołowych części budynków,
• wtórne izolacje budynków i budowli (ściany, posadzki), także typu wannowego¹⁾,
• izolacje podpłytkowe tarasów, basenów, balkonów, pomieszczeń mokrych,
• izolacje basenów,
• izolacje międzywarstwowe tarasów, balkonów, podłóg,
• wstępne uszczelnienie podłoża¹⁾,
• czasowe uszczelnienia w trakcie trwania budowy,
• przyklejanie płyt ochronno-termoizolacyjnych do powłok wodochronnych fundamentów.

Materiały hybrydowe

Pomimo wielu niewątpliwych zalet, zarówno szlamy jak i masy KMB cechują pewne ograniczenia. Dla szlamów jest to konieczność nakładania warstwami rzędu 1 mm i kłopotliwe oczekiwanie na wyschnięcie przed nałożeniem kolejnej warstwy, dla powłok bitumicznych - brak możliwości wykończenia warstwy hydroizolacji oraz relatywnie mała odporność mechaniczna. Dlatego od pewnego czasu na rynku pojawiły się materiały  "hybrydy" łączące zalety mas KMB i szlamów.

Coraz więcej producentów chemii budowlanej ma takie materiały w swojej ofercie. Są one opisywane jako materiały mineralne (o cechach szlamu), ale spełniające dodatkowo wymagania stawiane masom KMB (przede wszystkim mostkowanie rys), które mogą pracować także na odrywanie od podłoża i dla których nie ma problemów z wykończeniem powierzchni, np. przez zastosowanie mineralnych (cementowych) wypraw tynkarskich, wymalowań dyspersyjnych i wykonaniem izolacji strefy cokołowej. Reklamuje się je jako szybkowiążące (po kilkunastu godzinach mogą być odporne na stałe oddziaływanie wody pod ciśnieniem), tolerujące wilgotne podłoże oraz mogące służyć do naprawy lokalnych niewielkich nierówności (szpachlowanie drapane). Jedną z ciekawych własności tego typu materiałów jest kompatybilność z bitumicznymi (asfaltowymi) podłożami²⁾.

Wymieniając własności/właściwości/cechy mas hybrydowych, można je pogrupować następująco [1, 4-5]:

• Zastosowanie:
  - do wykonywania bezspoinowych izolacji poziomych i pionowych, elementów obiektów zagłębionych w gruncie (ściany, ławy, podłogi na gruncie),
  - do wykonywania izolacji stref cokołowych,
  - do wykonywania izolacji żelbetowych płyt fundamentowych,
  - do wykonywania izolacji podpłytkowych (na tarasach, balkonach, w pomieszczeniach mokrych, w strefach cokołowych, basenach itp.),
  - do wykonywania powłok ochronnych zbiorników żelbetowych,
  - do klejenia płyt ochronnych/termoizolacyjnych (EPS/XPS) do izolacji fundamentów,
  - do wykonywania izolacji międzywarstwowych (pod jastrychami);
• Podłoże:
  - podłoża poziome i pionowe,
  - nośne, typowe mineralne podłoża budowlane,
  - stare podłoża bitumiczne;
• Aplikacja:
  - łatwy w zastosowaniu,
  - o konsystencji umożliwiającej łatwe nakładanie,
  - nakładanie ręczne lub natryskowe;
• Właściwości/parametry
  - o wysokiej przyczepności do mineralnych i bitumicznych podłoży,
  - szczelny przy ciśnieniu do 70 m słupa wody,
  - odporny na negatywne parcie wody,
  - o wysokiej wytrzymałości mechanicznej;
• Inne cechy/własności
  - wysokoplastyczny,
  - mostkujący rysy,
  - dyfuzyjny,
  - przyjazny dla środowiska,
  - o niewielkim ubytku grubości przy wiązaniu,
  - szybkowiążący, szybkoschnący,
  - o szybkiej odporności na opady atmosferyczne,
  - o szybkiej odporności na obciążenia mechaniczne,
  - o szybkiej odporności na obciążenie wodą,
  - siarczanoodporny,
  - odporny na mchy, algi, procesy gnilne/gnicie, korzenie, sole, promieniowanie UV i starzenie,
  - wiąże z niewielkim skurczem także przy obciążeniu wiatrem i promieniami słonecznymi/wiąże niezależnie od warunków atmosferycznych.

Część spośród powyższych określeń to stwierdzenia typowo marketingowe, nie znaczy to jednak, że są one całkowicie bez pokrycia. Problemem jest jednak określenie rzeczywistych parametrów/właściwości czy cech tego typu materiałów, gdyż nie każdy z nich (żeby nie powiedzieć niewielka ich ilość) ma odzwierciedlenie nawet nie w deklarowanych, lecz w podanych w kartach technicznych konkretnych parametrach.

Przyczepność szlamów do podłoża nie może być mniejsza niż 0,5 MPa (zwykle jest ona wyższa niż 1 MPa), zaś w wypadku mas KMB jest, jak pokazuje doświadczenie, znacznie mniejsza. Przyczepność mas reaktywnych przeważnie zawiera się w przedziale 0,5-1 MPa, należy jednak podkreślić, że przy nakładaniu na odpowiednim, stabilnym i przygotowanym podłożu zerwanie następuje w strukturze masy (kohezyjne).

Związane masy są odporne nie tylko na czynniki atmosferyczne (promieniowanie UV, wahania temperatury powyżej i poniżej zera, starzenie), lecz także na korozję biologiczną (np. algi), sól odladzającą, siarczany i inne szkodliwe sole. Cechują się szybkim wiązaniem, idącą w ślad za tym odpornością na wchodzenie i możliwością dalszej obróbki. Mimo że wiążą hydraulicznie (z minimalnym skurczem, do tego charakteryzuje je wysoka zawartość części stałych i niewielki ubytek grubości przy wiązaniu) są, w porównaniu do szlamów czy mas KMB, mniej wrażliwe na błędy przy pielęgnacji (wiatr, słońce, temperaturę, wilgoć). Mogą także wiązać bez dostępu powietrza. Zachowują elastyczność w bardzo niskich temperaturach, doskonale przylegają do podłoża i są odporne na dyfuzję dwutlenku węgla (ochrona przed karbonatyzacją). Ich szczelność dochodzi do 70 m słupa wody. Elastyczność i zdolność mostkowania rys jest porównywalna z masami KMB.

Najważniejsze parametry techniczne materiałów izolacyjnych

Które parametry są zatem istotne? To zależy od miejsca wbudowania materiału. Inne wymagania stawia się materiałom do izolacji w gruncie, inne do izolacji podpłytowej, a jeszcze inne materiałom stosowanym np. do wykonywania prac renowacyjnych, zwłaszcza izolacji typu wannowego, czy materiałom stosowanym do wstępnego uszczelniania podłoża.

Najważniejszym dokumentem dotyczącym zastosowania danego materiału jest zawsze deklaracja właściwości użytkowych/krajowa deklaracja właściwości użytkowych do normy PN-EN europejskiej/krajowej oceny technicznej (lub aprobaty technicznej) i jest ona dokumentem nadrzędnym nad kartą techniczną.

Dla materiałów deklarowanych jako izolacja w gruncie i w strefie cokołowej istotne są przede wszystkim następujące parametry:

• przyczepność do podłoża (w tym do podłoży bitumicznych),
• wodoszczelność/odporność na agresywne wody gruntowe,
• odporność na sole/możliwość nakładania na zasolone podłoża,
• odporność na zmienne warunki atmosferyczne (przyczepność po cyklach zamrażania-rozmrażania oraz oddziaływaniu podwyższonej temperatury),
• odporność mechaniczna (obciążalność)/wytrzymałość na ściskanie/odporność na przebicie,
• odporność na powstawanie rys w podłożu/wydłużenie przy zerwaniu,
• zawartość części stałych.

Najważniejsze parametry izolacji podpłytkowej (tarasy, łazienki, baseny):

• przyczepność do podłoża
• odporność na temperaturę (przyczepność po oddziaływaniu podwyższonej temperatury)
• odporność na zmienne warunki atmosferyczne (przyczepność po cyklach zamrażania-rozmrażania)
• współczynnik oporu dyfuzyjnego/równoważny opór dyfuzyjny

Jednakże parametry techniczne nie są jedynym wyznacznikiem możliwości zastosowania materiałów hydoizolacyjnych. Równie istotne są:

• rodzaj podłoża (beton, mur, tynk, stare powłoki wodochronne itp.),
• parametry podłoża (wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie, stabilność, wysezonowanie, wilgotność, nasiąkliwość itp.),
• występowanie rys i spękań,
• profil powierzchni i jej stan (równość, gładkość, sposób wykończenia itp.),
• czas wiązania/twardnienia/odporność na opady atmosferyczne przed całkowitym związaniem/wyschnięciem,
• wymagania aplikacyjne (sposób nakładania, warunki cieplno-wilgotnościowe przy aplikacji, grubość powłoki, liczba warstw itp.),
• kompatybilność z innymi zastosowanymi materiałami hydroizolacyjnymi/możliwość szczelnego połączenia materiałów,
• inne warunki technologiczno-organizacyjne (np. konieczność szybkiego zasypania wykopów, dostęp do izolowanej powierzchni itp.),
• ewentualne wymagania higieniczne/wymagania ochrony środowiska.

W przypadku wykonywania izolacji wtórnych mogą pojawić się dodatkowe specyficzne wymagania, takie jak możliwość nakładania na mokre/wilgotne/zasolone podłoża czy zdolność wiązania w niekorzystnych warunkach cieplno-wilgotnościowych.

Literatura

1. M. Rokiel, "Hydroizolacje w budownictwie. Projektowanie. Wykonawstwo", wyd. 3, Grupa MEDIUM, Warszawa 2019.
2. M. Rokiel, "Hydroizolacje podziemnych części budynków i budowli. Projektowanie i warunki techniczne wykonania i odbioru robót", wyd. 3, Grupa MEDIUM, Warszawa 2017.
3. K. Germaniuk i in., "Katalog zabezpieczeń powierzchniowych drogowych obiektów inżynierskich", cz. 1 "Wymagania", IBDiM, 2002.
4. R. Spirigatis, "Was ist eigentlich eine Hybridabdichtung", Teil 1, "Schützen & Erhalten", 6/2011.
5. R. Spirigatis, "Was ist eigentlich eine Hybridabdichtung", Teil 2, "Schützen & Erhalten", 3/2012.
6. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit polymermodifizierten Bitumendickbeschichtungen (PMBC). Deutsche Bauchemie e.V. 2018.
7. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung erdberührter Bauteile mit flexiblen Dichtungsschlämmen. Deutsche Bauchemie e.V. 2006.
8. WTA Merkblatt 4-6-14 Nachträgliches Abdichten erdberuehrter Bauteile.
9. DIN 18533-1 2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen - Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze.
10. DIN 18533-3 2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen - Teil 3: Abdichtung mit flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen.11. DIN 18195 Bauwerksabdichtung Teil 2 - Stoffe, Ausgabe 2009-04.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

¹⁾ Uszczelnienie przy negatywnym parciu wilgoci jest możliwe, gdy zezwala na to producent; niektórzy producenci nie zalecają stosowania mas reaktywnych do takich zastosowań.

²⁾ Nie bezkrytycznie, problemem są miękkie, bitumiczno-lateksowe powłoki.