Wyznaczniki skuteczności iniekcyjnych przepon poziomych

Niestety skuteczność wykonania wtórnej izolacji poziomej nie tylko jest trudna do jednoznacznej oceny, ale wręcz jest to obszar budownictwa, w którym nastąpiło najprawdopodobniej największe nagromadzenie sprzecznych opinii, a czasami wręcz niezrozumienie zachodzących zjawisk [1].

Głównym (długoterminowym) celem wykonywania izolacji poziomej metodą iniekcji chemicznej jest uzyskanie w strefie muru nad przeponą obszaru o normalnej wilgotności (wilgotności równowagowej) [1–3]. Maksymalna wysokość podciągania wilgoci w murze jest jednak wypadkową trzech czynników (RYS. 1):

• zaopatrzenia w wodę,
• zdolności odparowania,
• właściwości muru (jego struktury) oraz materiałów, z których został wykonany (ilości i wielkości porów, ich krętości, wzajemnych połączeń itp.).

Modyfikacja nawet jednego z tych czynników może mieć zatem wpływ na ograniczenie negatywnych skutków omawianego zjawiska. A zatem sam spadek zawilgocenia muru (w myśl zasady post hoc ergo propter hoc) nie może być traktowany jako jednoznaczne kryterium jej skuteczności. Należy również mieć na względzie, że hydroizolacje wtórne, o ile to tylko możliwe (czyli technicznie wykonalne), powinny stanowić układ ciągły i szczelny, całkowicie zabezpieczający budynek od destrukcyjnego działania wody pod wszelkimi jej postaciami [5].

Jakie kroki należy zatem podjąć, aby mieć pewność, że izolacja wtórna wykonana metoda iniekcji ostatecznie okaże się efektywna?

• Z jednej strony należy stosować środki iniekcyjne, których skuteczność została potwierdzona odpowiednimi certyfikatami [6] lub potwierdzona badaniami (laboratoryjnymi lub na istniejących obiektach) [7].
• Z drugiej zaś należy podjąć działania kontrolne – oceniające prawidłowość prac na etapie ich prowadzenia (np. zgodnie z wytycznymi instrukcji WTA 4-10-15/D [2]) oraz skuteczność podjętych działań, po ich zakończeniu.

Poniżej przedstawiono dwa opisane w literaturze podejścia do oceny skuteczności iniekcyjnej przeciwwilgociowej izolacji poziomej.

Wysychanie muru w strefie iniekcji oraz jego hydrofobizacja

Metodę oceny skuteczności iniekcji opartą na ocenie właściwości przegrody w strefie iniekcji po jej zakończeniu zaproponowali van Hees, Lubelli i Hacquebord [8]. Metoda ta zakłada sprawdzenie parametrów muru przy stałym dopływie wody. W tym celu z pasa iniekcji pobiera się rdzenie wiertniczne o średnicy 10 cm (wiercenie wykonuje się w takim samym nachyleniu, w jakim wykonano otwory iniekcyjne). Dodatkowo ze strefy muru niepoddanej iniekcji należy pobrać tą samą metodą materiał referencyjny. Następnie z pobranych rdzeni wycina się plastry o długości ok. 80 cm. Aby zapewnić stały dopływ wilgoci do tak przygotowanych próbek, przygotowuje się ceramiczne/gliniane „wieże” o następującej strukturze (RYS. 2):

• wieża składa się z 1, 2 lub 3 warstw cegieł/kaolinu (w zależności od wymaganego zaopatrzenia w wilgoć, niezbędnego do utrzymania poziomu nasycenia rdzeni referencyjnych),
• sproszkowany kaolin miesza się z wodą w stosunku wagowym 60:40 (kaolin:woda),
• wieża z cegły/kaolinu jest umieszczona na ruszcie (wysokość: 5 mm),
• filtr z tkaniny zapobiega zanieczyszczeniu rdzenia cegły mieszanką kaolin/woda.

Aby odparowywanie wilgoci z rdzeni następowało jedynie przez górną powierzchnie, ich ściany należy odpowiednio uszczelnić.

Podczas badania należy monitorować masę rdzeni, a zawilgocenie próbek referencyjnych utrzymywać na możliwie stałym poziomie, dodając lub usuwając warstwy cegły i kaolinu.

Przyjęto następujące kryterium oceny skuteczności środka iniekcyjnego:

iniekcję uznaje się za skuteczną, jeśli pod koniec badania (po ok. 4 tygodniach) wilgotność masowa zaimpregnowanych rdzeni jest niższa niż wilgotność rdzeni referencyjnych, co oznacza, że preparat iniekcyjny może reagować w warunkach wilgotnych, dzięki czemu kapilarny transport wilgoci zostaje ograniczony.

Nie określono natomiast o ile powinna spaść wilgotność badanych próbek.

Autorzy metody zaproponowali również dodatkowy test do oceny obecności i rozprzestrzeniania się środków iniekcyjnych w murze, w przypadku, gdy środki te działają poprzez hydrofobizację materiału przegrody. Test ten – tzw. test kropli – polega na ocenie (za pomocą kropli wody) hydrofobowości pobranych z muru zwiercin. Wykonuje się go, obserwując kształt kropli wody nałożonych na wysuszone próbki sproszkowanego materiału, pobranego z poddanego iniekcji obszaru ściany.

Jeśli pobrana próbka wykazuje właściwości hydrofobowe, kropla jest odpychana i przyjmuje kształt kulisty lub eliptyczny, natomiast przy braku hydrofobizacji kropla jest absorbowana (TABELA 1). Autorzy zastrzegają jednak, że test kropli pozwala jedynie orientacyjnie ocenić rozprzestrzenianie się produktu hydrofobizującego oraz jego potencjalną skuteczność.

Jakość uszczelnienia oraz postęp wysychania

Venzmer, Lesnych, Koss oraz Shchukina [9] zaproponowali dwa parametry pozwalające ocenić skuteczność wykonanej iniekcji: jakość uszczelnienia oraz postęp wysychania:

• pierwszy z nich odnosi się do zmiany właściwości muru w strefie iniekcji,
• drugi do zmian zawilgocenia przegrody powyżej strefy iniekcji.

Określenie jakości uszczelnienia jest wynikiem badań niszczących, którym głównym celem jest kontrola spełnienia jednego z podstawowych czynników powodzenia iniekcji chemicznej, czyli równomiernej dystrybucji preparatu iniekcyjnego, a tym samym powstania ciągłej i funkcjonalnej przepony przerywającej kapilarny transport wilgoci. W tym celu dokonuje się porównania wartości współczynnika absorpcji kapilarnej [10] w strefie wykonanej iniekcji w_i oraz poza nią (wartością referencyjną współczynnika w_r).

W celu określenia obu współczynników pobiera się rdzenie wiertnicze. Rdzenie należy pobierać w taki sposób i w takiej ilości, aby w jak najwierniejszy sposób oddawały strukturę muru. Ich nachylenie w strefie iniekcji powinno być dopasowane do nachylenia wykonywanych nawiertów iniekcyjnych.

Obie wartości oblicza się według wzorów:

oraz

gdzie:

w_r – referencyjny współczynnik absorpcji kapilarnej muru (w strefie nie poddanej iniekcji) [kg/(m²·h0,5)]

w_i – współczynnik absorpcji kapilarnej muru w strefie iniekcji [kg/(m²·h^0,5)]

x – długość badanej próbki [m]

X – całkowita długość pobranego rdzenia [m].

Aby jakość uszczelnienia w wyniku przeprowadzonej iniekcji mogła być oceniona w sposób ilościowy, należy określić, na ile wartość współczynnika w zbliżyła się do granicy, po przekroczeniu której materiał określany jest jako nienasiąkliwy, tj. 0,5 kg/(m²·h^0,5) (TABELA 2).

W tym celu oblicza się współczynniki redukcji – maksymalny R_max, wskazujący w jakim stopniu powinna być ograniczona absorpcja kapilarna, oraz osiągnięty R, tj. wskazujący w jakim stopniu został on ograniczony w rzeczywistości:

Porównanie obu współczynników pozwala obliczyć jakość uszczelnienia AQ (od niem. Abdichtungsqualität) według wzoru:

Wartość AQ = 100% w praktyce jest bardzo trudna do osiągnięcia. W związku z tym autorzy metody proponują, aby uszczelnienie było uznawane jest jako funkcjonalne, jeśli wartość jakość uszczelnienia AQ będzie nie mniejsza niż 90%.

W celu obserwacji postępu wysychania przegrody poddanej iniekcji chemicznej cyklicznie prowadzone są nieniszczące pomiary wilgotności muru, zarówno powyżej, jak i poniżej wtórnej izolacji poziomej.

Na początku procesu pobierane są rdzenie wiertnicze w celu określenia aktualnej wilgotności muru oraz referencyjnego stopnia przesiąknięcia wilgocią DFG_r, jak również kalibracji (o ile jest wymagana) urządzenia pomiarowego. Pomiary wilgotności prowadzi się przy użyciu metody pozwalającej na określenie rozkładu zawilgocenia zarówno na wysokości, jak i głębokości przegrody, np. metody tomograficznej, elektrycznej lub mikrofalowej [12, 13]. Na ich podstawie określany jest stopień przesiąknięcia wilgocią DFG_t powyżej wykonanej przepony iniekcyjnej, gdzie t oznacza czas, jaki upłynął od momentu wykonania iniekcji, np. 6, 12 i 24 miesiące (lub inne wybrane punkty w czasie).

Analogicznie do jakości uszczelnienia, na podstawie średnich wartości DFG_r oraz DFG_t obliczane są współczynniki redukcji: maksymalny i osiągnięty, przy czym wartością odniesienia dla tego pierwszego jest wartość DFG określana jako zaniedbywalna, czyli 20% (TABELA 3):

Postęp wysychania TF (od niem. Trocknungsfortschrift) wyrażony jest stosunkiem obu współczynników redukcji w danym punkcie czasu t (np. dla t = 6, 12 oraz 24 miesiące):

Wartość TF pozwala określić procentowy postęp procesu wysychania przegrody powyżej strefy iniekcji, prowadzący do osiągnięcia muru o normalnej wilgotności (o zaniedbywalnym DFG). Ponieważ na zawilgocenie muru wpływa wiele czynników, osiągnięcie wartości TF na poziomie 100% jest bardzo trudne do uzyskania w praktyce. Również w tym wypadku zdaniem autorów metody przekroczenie granicy TF = 90% pozwala uznać uszczelnienie iniekcyjne za w pełni funkcjonalne.

Literatura

1. R. Wójcik, „Kryteria oceny metod odtwarzania poziomych izolacji przeciwwilgociowych w murach”, „Materiały Budowlane” 3/2011, s. 2–3, 7.
2. WTA Merkblatt 4-10-15/D, „Injektionsverfahren mit zertifizierten Injektionsstoffen gegen kapillaren Feuchtetransport”, 2015, s. 22.
3. F. Frössel, „Osuszanie murów i renowacja piwnic”, Polcen, Warszawa 2007.
4. E. Franzoni, „State-of-the-art on methods for reducing rising damp in masonry”, „Journal of Cultural Heritage”, t. 31, 2018, s. S3–S9.
5. B. Francke, „Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych. Część C: Zabezpieczenia i izolacje. Zeszyt 5: Izolacje przeciwwilgociowe i wodochronne części podziemnych budynków”, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2016, s. 32.
6. B. Monczyński, „Odtwarzanie hydroizolacji poziomej muru – kryteria doboru środków iniekcyjnych”, „IZOLACJE” 3/2020, s. 85–92.
7. B. Monczyński, „Nienormowe metody oceny wyrobów iniekcyjnych”, „IZOLACJE” 4/2020, s. 52–57.
8. R.P.J. van Hees, B. Lubelli, A. Hacquebord, „New test methods to verify the performance of chemical injections to deal with rising damp”, „Journal of Cultural Heritage”, t. 31, nr 2017, 2018, s. S52–S59.
9. H. Venzmer, N. Lesnych, L. Koss, L. Shchukina, „Abdichtungsqualität und Funktionsfähigkeit – Zwei Kenngrößen zur praxisnahen Beurteilung von Injektionsmittelabdichtungen insbesondere für Sachverständige”, [w:] „Bauphysik und Bausanierung”, 19. Hanseatische Sanierungstage vom 13. bis 15. November 2008 im Ostseebad Heringsdorf/Usedom (pod. red.: H. Venzmer) Berlin – Wien – Zürich: Beuth Verlag GmbH, 2008, s. 97–110.
10. PN-EN ISO 15148, „Cieplno-wilgotnościowe właściwości użytkowe materiałów i wyrobów budowlanych – Określanie współczynnika absorpcji wody przez częściowe zanurzenie”.
11. M. Homann, „Feuchtenschutz”, [w:] „Lehrbuch der Bauphysik” (pod. red.: W.M. Willems), Springer Vieweg, Wiesbaden 2017, s. 155–304.
12. B. Monczyński, „Badanie wilgotności mineralnych materiałów budowlanych”, „IZOLACJE”, 2/2019, s. 78–84.
13. B. Monczyński, „Ocena wysychania muru z wilgoci podciąganej kapilarnie metodą nieniszczących pomiarów zespolonych”, [w:] „Budownictwo a środowisko: problemy architektoniczno-techniczne obiektów budowlanych” (pod. red.: A. Szymczak-Graczyk i B. Ksit), Wydawnictwo Zarządu oddziału PZITB w Poznaniu, Poznań 2017, s. 189–202.
14. J. Weber, „Baudiagnose und Geräte”, [w:] „Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung: Verfahren und juristische Betrachtungsweise”, Springer Vieweg, Wiesbaden 2012, s. 99–135.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!