Wtórne hydroizolacje wykonywane metodą iniekcji uszczelniających

Aktualny stan wiedzy technicznej dotyczącej iniekcji uszczelniających opisany został między innymi w instrukcji WTA nr 5-20-09/D "Gelinjektion" [2].

Działania diagnostyczne

Skuteczność i szeroko rozumiana opłacalność iniekcji uszczelniających, podobnie jak innych technologii wykonywania hydroizolacji wtórnych, w znacznym stopniu uzależnione są od prawidłowej diagnostyki budynku, czyli sprawdzenia i oceny stanu, w jakim znajduje się budynek [3].

W zależności od rodzaju i zakresu działań uszczelniających, na podstawie analizy istniejącej dokumentacji oraz badań diagnostycznych, należy uzyskać informacje na temat [2]:

1. Konstrukcji budynku:
   - rodzaju konstrukcji oraz zastosowanych materiałów,
   - rodzaju i rozmieszczenia złączy roboczych oraz dylatacji konstrukcyjnych (oraz ich odkształceń),
   - przejść instalacyjnych,
   - geometrii,
   - dostępności,
   - wytrzymałości (stabilności),
   - istniejących uszczelnień;
2. Warunków gruntowo-wodnych:
   - klasy obciążenia wodą,
   - zanieczyszczenia chemicznego wód gruntowych;
3. Istniejących uszkodzeń:
   - lokalizacji, rodzaju i zakresu istniejących nieszczelności oraz wcześniej podjętych działań naprawczych,
   - rozmiaru uszkodzeń oraz szkód powiązanych,
   - przyczyn uszkodzeń;
4. Stanu gruntu wokół budynku (tylko w przypadku iniekcji kurtynowej):
   - budowy geologicznej podłoża (uwarstwienia),
   - przepuszczalności,
   - porowatości,
   - występowania warstw ochronnych istniejących uszczelnień,
   - występowania drenażu i/lub innych instalacji prowadzonych w gruncie.

Opracowanie projektu wykonania iniekcji

Planowanie iniekcji żelowych na potrzeby wtórnych hydroizolacji budynku, jako zabiegu specjalnego, wymaga od projektanta znajomości zarówno specyfiki prowadzenia prac, jak i stosowanych materiałów.

Projekt iniekcji, powinien być wykonany w taki sposób, aby po zakończeniu prac wszystkie elementy budynku stykające się z gruntem zostały oddzielone od destrukcyjnego działania wilgoci oraz wody przez ciągły i szczelny system hydroizolacji o układzie "wanny" [4]. Może to oznaczać konieczność połączenia z istniejącymi hydroizolacjami. Wtórne hydroizolacje mogą być wykonywane bez projektu jedynie w wyjątkowych przypadkach - pełną odpowiedzialność za zaplanowanie zakresu prac ponosi w takim przypadku wykonawca prac budowlanych [2].

Podstawą opracowania projektu wykonania iniekcji są informacje uzyskane na etapie diagnostyki, a sam projekt powinien uwzględniać przede wszystkim [2]:

• stan istniejący - rodzaj konstrukcji oraz jej stan, występujące obciążenia, zmiany rozwartości rys oraz dylatacji,
• stan gruntu przylegającego do zewnętrznej części uszczelnianego elementu (jedynie w przypadku iniekcji kurtynowej) - rodzaj gruntu, uwarstwienie, występujące wolne przestrzenie, przepuszczalność oraz wilgotność,
• cel prac uszczelniających z uwzględnieniem przewidzianego sposobu użytkowania pomieszczeń oraz czasu osiągnięcia celu (możliwe cele to np. uniemożliwienie przenikania wody w postaci płynnej lub osiągniecie określonej wodoprzepuszczalności),
• metodę prowadzenia prac - iniekcja kurtynowa lub strukturalna (na zewnątrz budynku lub w strukturze przegrody),
• środek iniekcyjny - bazę materiałową,
• technologię iniekcji - rozstaw (siatkę) nawiertów, rodzaj stosowanych pakerów (względnie lanc) iniekcyjnych, iniekcję wstępną, czas reakcji, sposób prowadzenia iniekcji, sposób kontroli oraz zużycie materiału,
• zapewnienie jakości - monitorowanie oraz rejestrowanie prac,
• działania towarzyszące (dodatkowe) - np. suszenie.

Żele używane w iniekcjach uszczelniających

Iniekcja uszczelniająca polega na wypełnieniu pod ciśnieniem rys i pęknięć, wolnych przestrzeni lub porów i kapilar. W zależności od metody iniektuje się przegrodę budowlaną (jej strukturę, rysy, złącza lub miejsca uszkodzeń), szczeliny lub przylegający grunt. Uszczelnienie można wykonać częściowo lub płaszczyznowo.

Przy wykonywaniu iniekcji uszczelniających, dzięki płynnej formie oraz niskiej lepkości, szczególnie sprawdzają się żele na bazie akrylanów. W stanie utwardzonym wyróżnia je również zdolność do absorpcji wody (w ograniczonym stopniu) oraz związana z tym zmiana objętości (pęcznienie). Po wyschnięciu żel kurczy się, a przy ponownym kontakcie z wodą powtórnie pęcznieje (z uwagi na występujący zwykle stały kontakt z wilgocią - np. w gruncie - zjawisko skurczu w praktyce nie ma znaczenia).

Żele akrylowe to zazwyczaj produkty czterokomponentowe, przy czym jednym z komponentów jest z reguły woda. Pozostałe składniki to składnik bazowy, katalizator (przyspieszacz) oraz utwardzacz (inicjator). Komponenty wyjściowe są wstępnie mieszane, po czym następuje aplikacja przy użyciu specjalnych iniekcyjnych pomp dwukomponentowych (FOT. 1).

W wyniku reakcji powstaje miękki, podobny do gumowo-elastycznego żel. W zależności od produktu oraz proporcji wymieszania składników czas reakcji może się wahać od kilku sekund do nawet 60 minut. Stosuje się również żele akrylowe, w których wodę zastępuję się wodną dyspersją tworzyw sztucznych, co może ograniczać skurcz oraz poprawiać przyczepność.

Innym stosowanym materiałem są żele na bazie poliuretanów, które powstają w wyniku reakcji specjalnej poliuretanowej żywicy z wodą. W zależności od zastosowania proporcje mieszania (stosunek ilościowy komponentu żywicznego do wody) wynoszą od 1:1 do 1:10.

Ponieważ z ilością użytej wody, obok czasu reakcji, ściśle związane są również właściwości przereagowanego żelu, należy ściśle przestrzegać proporcji mieszania. Czas reakcji żeli poliuretanowych (podobnie jak w przypadku żeli akrylowych, uzależniony od temperatury) nie przekracza z reguły 10 minut. Aplikacja może być prowadzona wyłącznie przy użyciu pomp dwukomponentowych o kontrolowanym stosunku mieszania. Również w przypadku żeli poliuretanowych możliwe jest zastąpienie składnika płynnego dyspersją tworzyw sztucznych.

W TABELI zestawiono parametry środków iniekcyjnych wpływające na skuteczność iniekcji kurtynowej, strukturalnej oraz częściowej.

Iniekcja kurtynowa

Renowacja trudno dostępnych hydroizolacji lub wykonanie nowego uszczelnienia płaszczyznowego elementów stykających się z gruntem mogą być przeprowadzone przez iniekcję kurtynową, tj. iniekcję żelu w grunt bezpośrednio przylegający do budynku.

Dzięki powierzchniowemu rozprowadzeniu materiału przylegający grunt staje się nieprzepuszczalny dla wody, dzięki czemu również rysy oraz ubytki występujące po zewnętrznej stronie konstrukcji zostają wypełnione i uszczelnione. Powstaje w ten sposób nowa warstwa uszczelniająca. Należy się jednak upewnić, czy zarówno w trakcie wykonywania iniekcji, jak i po jej zakończeniu:

• zażelowany grunt nie uzyska wytrzymałości, która mogłaby negatywnie wpływać na wytrzymałość konstrukcji,
• ciśnienie iniekcji oraz pęcznienie materiału nie spowodują dodatkowych, nadmiernie wysokich obciążeń konstrukcji.

W celu przeprowadzenia iniekcji kurtynowej w nieszczelnym elemencie budowli wykonuje się od wewnątrz siatkę nawiertów przechodzących przez całą grubość elementu (RYS. 1).

Odległości między nawiertami należy ustalić, uwzględniając:

• rodzaj konstrukcji oraz geometrię przegrody,
• właściwości gruntu (rodzaju, przepuszczalności, uwarstwienia),
• obciążenie wodą (klasy obciążenia, warunki przepływu),
• technologię iniekcji (iniekcja jedno- lub wieloetapowa, szybkości przepływu, ciśnienie iniekcji, typ pakera).

Rozstaw nawiertów wynosi od 20 do 50 cm (RYS. 2), choć w praktyce najczęściej stosowana jest siatka 25×25 cm [5].

W najniższym rzędzie z reguły nawierty się zagęszcza.

Rozstaw otworów należy dobrać w taki sposób, aby strefy rozchodzenia się środka iniekcyjnego wokół otworów zachodziły na siebie (RYS. 3). W przypadku wykonywania nawiertów w elemencie żelbetowym należy się upewnić, że nie dojdzie do uszkodzenia zbrojenia.

W otworach osadza się pakery iniekcyjne (FOT. 2).

Rodzaj, długość oraz średnica pakera uzależnione są od struktury przegrody. Iniekcje prowadzi się przy użyciu dwukomponentowej pompy, która miesza ze sobą poszczególne komponenty tuż przed pakerem (w głowicy mieszającej - FOT. 3) i aplikacją w grunt.

Aplikację należy rozpocząć od najniższego rzędu pakerów (RYS. 3). Ciśnienie iniekcji uzależnione jest od stanu budynku/przegrody, warunków gruntowo-wodnych oraz wymaganej szybkości przepływu i z reguły wynosi ok. 0,6-1,0 MPa [5]. Płynny środek iniekcyjny o niskiej (na początku) lepkości rozprowadzany jest w strukturze porów w wolnych przestrzeniach w gruncie i wypiera występującą wodę, rozkładając się płasko na zewnątrz przegrody.

Iniekcja strukturalna

W przypadku iniekcji strukturalnej w przekroju nieszczelnej konstrukcji powstaje płaszczyzna uszczelniająca (RYS. 4).

Odpowiednie rozmieszczenie otworów iniekcyjnych umożliwia wypełnienie (zatkanie) porów, rys, spoin, przebić oraz wolnych przestrzeni w taki sposób, aby zapobiec dalszemu przenikaniu wody.

Środek iniekcyjny wprowadzany jest w strukturę przegrody pod ciśnieniem ok. 1,0-2,0 MPa [5] przez odpowiednio zaplanowaną wcześniej siatkę nawiertów i pakerów. Głębokość wiercenia wynosi z reguły od 1/2 do 3/4 grubości muru [5] i musi być tak dobrana, aby wykluczyć wyciek środka iniekcyjnego z drugiej strony uszczelnianego elementu.

W przypadku iniektowania wolnych przestrzeni wypełnionych wodą należy się upewnić, że wyparta woda znajdzie ujście. Rodzaj środka iniekcyjnego należy dobierać indywidualnie do przypadku, z uwzględnieniem lepkości oraz szybkości reakcji.

Z reguły iniekcja strukturalna pozwala również wykonać hydroizolacje wtórne w elementach o dużej ilości wolnych przestrzeni (np. betonie komórkowym), jednak w takim przypadku wymagane są zazwyczaj działania dodatkowe. Należy też zwrócić szczególną uwagę na dostosowanie ciśnienia iniekcji do wytrzymałości elementu (materiału), nadmierne ciśnienie może bowiem prowadzić do uszkodzenia konstrukcji.

Iniekcja częściowa

Wariantem iniekcji kurtynowej lub strukturalnej jest iniekcja częściowa, wykonywana z reguły w przypadku konieczności uszczelnienia miejscowych przecieków, np. w miejscu złączy różnych elementów budynku (RYS. 5) czy przejść instalacyjnych (RYS. 6).

W przypadku iniekcji częściowej mającej na celu uszczelnienie spoin dylatacyjnych iniekcję żelową można zastosować na dwa różne sposoby.

Z jednej strony można wykonać częściową iniekcję kurtynową. Jest to jednak możliwe wyłącznie w przypadku dylatacji przegród stykających się z gruntem.

Z drugiej strony żel iniekcyjny (dzięki swej przyczepności, odkształcalności oraz zdolności pęcznienia) może zostać zastosowany do wypełnienia przestrzeni spoiny dylatacyjnej lub część tej przestrzeni, o ile odkształcalność środka iniekcyjnego odpowiada wymaganiom dotyczącym danej dylatacji.

Zastosowanie żeli iniekcyjnych do wypełniania dylatacji wiąże się z ryzykiem skurczu żelu w przypadku braku kontaktu z wodą (wysychania). Ryzyko to można zminimalizować przez dobór materiału o niewielkim skurczu lub dodatkowe zabezpieczenie przed wysychaniem. Podczas uszczelniania dylatacji należy zwrócić uwagę, że przy stojącej wodzie zdolność pęcznienia żelu może zostać ograniczona. Aby prawidłowo wypełnić spoinę, stary materiał wypełniający należy usunąć na głębokość przewidzianą przez projektanta.

W przypadku spoin pionowych oraz sufitowych w pierwszej kolejności należy odpowiednio uszczelnić powierzchnię spoiny. Dopiero wówczas można przystąpić do iniekcji za pośrednictwem pakerów lub ułożonych uprzednio węży iniekcyjnych. Jedynie w przypadku spoin posadzkowych można najpierw zainiektować lub zalać spoinę, ale również wtedy należy odpowiednio zabezpieczyć powierzchnię dylatacji (np. specjalnym profilem dylatacyjnym), aby uchronić żel przed wyschnięciem lub wypchnięciem ze spoiny.

Działania dodatkowe

Osiągnięcie lub przyspieszenie poprawy stanu konstrukcji po wykonaniu iniekcji uszczelniających osiągane jest zazwyczaj przez zastosowanie odpowiednich środków flankujących (stosowanie działań dodatkowych). W przypadku iniekcji kurtynowej możliwe jest przywrócenie przegrody do stanu powietrzno-suchego. Czas trwania tego procesu uzależniony jest od wyjściowego poziomu zawilgocenia oraz warunków klimatycznych panujących w pomieszczeniu.

Proces osuszania przegrody może zostać przyspieszony przez aktywne metody osuszania (osuszanie sztuczne) lub ukierunkowane ogrzewanie i wentylację.

Kontrola prowadzenia uszczelniających prac iniekcyjnych, z uwagi na ich specyfikę, jest znacząco utrudniona. W celu zapewnienia jakości wykonania można (a nawet należy) podjąć następujące środki [2, 6]:

• kontrolę planowania,
• wykonanie iniekcji próbnej - pozwalającej m.in. oszacować zużycie materiału (FOT. 4),
• kontrolę prowadzenia prac przez inspektora nadzoru (względnie samokontrolę firmy wykonawczej:

• • oznaczenie daty dostawy i partii materiałów,
  • zabezpieczenie próbek materiału,
  • sprawdzenie kompatybilności żelu z dostępną wodą,
  • monitorowanie warunków prowadzenia prac, takich jak ciśnienie iniekcji, zużycie materiału, temperatura otoczenia, rozchodzenie się środka iniekcyjnego (jednym ze sposobów zapewnienia jakości jest prowadzenie iniekcji do momentu, aż środek iniekcyjny dotrze do najbliższego pakera - brak wystarczająco dużych stref rozchodzenia się żelu może prowadzić do powstawania nieciągłości uszczelnienia: RYS. 7),
• dokumentację prowadzonych prac i wyników kontroli/samokontroli.

Literatura

1. B. Monczyński, "Wtórne hydroizolacje poziome wykonywane w technologii iniekcji", "Izolacje" 7-8/2019, s. 104-114.
2. WTA Merkblatt 5-20-09/D, "Gelinjektion", Wissenschaftlich­‑Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München2009.
3. B. Monczyński, "Diagnostyka zawilgoconych konstrukcji murowych”, "Izolacje" 1/2019, s. 89-93.
4. B. Monczyński, "Wtórna hydroizolacja przyziemnych części budynków", "Izolacje" 4/2019, s. 120-125.
5. F. Frössel, "Mauerwerkstrockenlegung und Kellersanierung. Wenn das Haus nasse Füße hat", Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2012.
6. WTA Merkblatt 4-6-14/D, "Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile", Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2014.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!