Izolacje w gruncie z rolowych materiałów bitumicznych – cz. I

18.01.2019

Podstawą bezproblemowej, długoletniej eksploatacji budynków i budowli jest odpowiednie rozwiązanie konstrukcyjne części zagłębionych w gruncie.

 

STRESZCZENIE

Artykuł omawia najważniejsze zasady wykonywania izolacji fundamentów z zastosowaniem rolowych materiałów bitumicznych. Omówiono tu właściwości i parametry pap asfaltowych i polimerowo-asfaltowych oraz samoprzylepnych membran bitumicznych z podaniem kryteriów doboru oraz zaleceń wykonawczych. Zwrócono uwagę na wymogi poprawnego wykonania powłok wodochronnych oraz wykonstruowanie tzw. trudnych i krytycznych miejsc.

 

ABSTRACT

The article discusses the most important principles of making foundation insulation using rolled bituminous materials. It presents the properties and parameters of bitumen-based membranes and polymer-modified bitumen membranes, as well as self-adhesive bitumen membranes, along with the selection criteria and design guidelines. Attention has been paid to the requirements for applying waterproof membranes is a proper way, as well as fitting the so-called difficult and critical places.

 

Doświadczenie pokazuje, że znaczącą część problemów związanych z eksploatacją budynków i budowli stanowią te powodowane przez wilgoć.

Na etapie projektowania należy dobrać optymalny system hydroizolacyjny (nie sam materiał), analizując warunki gruntowo-wodne, sposób posadowienia (ława fundamentowa i posadzka na gruncie, płyta denna), rodzaj i stan podłoża oraz zwracając uwagę na obecność dylatacji i przejść rurowych. Kolejnymi etapami są: wybór konkretnego rozwiązania technologiczno-materiałowego (wybór konkretnego systemu) oraz poprawne wykonanie hydroizolacji.

Materiały hydroizolacyjne stosowane w obrębie fundamentów można podzielić wg różnych kryteriów. Podano je w tab. 1.

 

Tab. 1. Przykładowy podział materiałów hydroizolacyjnych stosowanych w gruncie

Materiały podstawowe

bitumiczne

mineralne

z tworzyw sztucznych

Roztwory asfaltowe

Szlamy (mikrozaprawy)

Folie uszczelniające (rolowe)

Emulsje asfaltowe

Bentonity

 

Pasty asfaltowe

Tynki zaporowe

 

Lepiki asfaltowe

Zaprawy hybrydowe (reaktywne)

 

Masy asfaltowe

 

 

Masy polimerowo-asfaltowe (KMB)

 

 

Papy asfaltowe

 

 

Papy polimeroasfaltowe

 

 

Membrany samoprzylepne

 

 

Materiały uzupełniające

Masy zalewowe

 

Taśmy i kształtki uszczelniające (dylatacyjne, do uszczelnień przejść rurowych, narożników itp.)

Kity asfaltowe

 

Kity (elastyczne masy) uszczelniające

Kity polimerowo-asfaltowe

 

 

 

Najbardziej znane są materiały na bazie bitumów, zarówno rolowe, jak i bezszwowe. Generalnie podzielić je można na: roztwory i emulsje asfaltowe, masy asfaltowe, lepiki (zarówno stosowane na zimno, jak i na gorąco), jedno- i dwuskładnikowe masy polimerowo-bitumiczne oraz membrany samoprzylepne i papy.

Rolowe materiały bitumiczne to papy i membrany samoprzylepne, składające się z osnowy (wkładki) nasyconej (lub nasyconej i powleczonej) bitumem. Rozróżnić można papy asfaltowe oraz papy asfaltowe modyfikowane (polimerowo-asfaltowe). Te ostatnie występują najczęściej jako papy termozgrzewalne oraz samoprzylepne membrany. Papy mogą być mocowane (klejone) do podłoża za pomocą masy asfaltowej lub lepiku – są to najczęściej papy niemodyfikowane, zgrzewane do podłoża (termozgrzewalne) lub mocowane przez przyklejenie (membrany samoprzylepne). Zasadniczo bitumiczne materiały rolowe stosuje się do wykonywania pionowych i poziomych hydroizolacji elementów budowli mających kontakt z otaczającym gruntem. Osnowa jest w zasadzie wkładką zbrojącą dla bitumu. Determinuje mechaniczne właściwości papy/membrany oraz jej zachowanie się podczas aplikacji i w eksploatacji, w zależności od sposobu mocowania, rodzaju podłoża i temperatury. Ma także wpływ na cechy i parametry związane z dyfuzyjnością oraz zachowaniem się podczas pożaru.

Ze względu na osnowę papy asfaltowe można podzielić na papy [1]:

  • na osnowie z tkanin technicznych,
  • na welonie z włókien szklanych lub tworzyw sztucznych,
  • na włókninie przeszywanej,
  • na taśmie aluminiowej (stosowane są w zasadzie jako paroizolacja),
  • z wkładką miedzianą (stosowane najczęściej w dachach zielonych jako warstwa odpychająca korzenie).

Papa na osnowie tekturowej nie jest materiałem hydroizolacyjnym i nie może być stosowana jako powłoka wodochronna (niezależnie od obciążenia wilgocią/wodą i sposobu mocowania). Papy asfaltowe na welonie z włókien szklanych stosowane są w gruncie w warstwowych izolacjach wodochronnych. Pap tego typu nie wolno zaginać i wywijać na powierzchnie pionowe. Mogą one stanowić tylko jedną warstwę w wielowarstwowej (min. trzywarstwowej) powłoce.

Osnową dla membran samoprzylepnych najczęściej jest włóknina poliestrowa, welon szklany, welon szklany plus siatka, tkanina szklana oraz osnowa mieszana [2].

Osnowa nadaje papie stabilność wymiarową i odporność mechaniczną oraz umożliwia kontrolowane (tzn. o odpowiedniej grubości) nałożenie masy asfaltowej. Dlatego z istotnych parametrów osnowy pap stosowanych do izolacji w gruncie wymienić należy:

  • wytrzymałość mechaniczną,
  • odporność na rozerwanie,
  • odporność na rozdzieranie gwoździem,
  • odporność na perforację,
  • gramaturę,
  • stabilność wymiarową,
  • równość.

Mniejsze znaczenie będzie tu mieć opór dyfuzyjny i odporność na ogień.

 

Tab. 2. Wybrane parametry, jakimi powinny się cechować termozgrzewalne papy polimerowo-asfaltowe stosowane do wykonywania powłok wodochronnych fundamentów [2]

Właściwości/

parametry

Wymagania dla pap asfaltowych na osnowie

  1. z włókniny poliestrowej
  2. mieszanej – poliestrowej z dodatkiem włókien szklanych
  1. z welonu szklanego
  2. z tkaniny szklanej
  3. zdwojonej przeszywanej: tkanina szklana plus welon szklany

Gramatura osnowy

osnowa
poliestrowa
≥ 180 g/m2
osnowa mieszana
≥ 160 g/m2
osnowa z welonu
≥ 60 g/m2
osnowa z tkaniny
≥ 200 g/m2
osnowa mieszana
≥ 270 g/m2

Maksymalna siła rozciągająca

– wzdłuż
– w poprzek

osnowa poliestrowa

≥ 800 N
≥ 600 N

osnowa mieszana

≥ 600 N
≥ 500 N

osnowa
z welonu

≥ 300 N
≥ 200 N

osnowa z tkaniny lub zdwojona

≥ 900 N
≥ 900 N

Wydłużenie przy maksymalnej sile rozciągającej 

– wzdłuż
– w poprzek

osnowa
poliestrowa
≥ 40%
≥ 40%
osnowa
mieszana
≥ 2%
≥ 2%
osnowa z welonu,
tkaniny lub zdwojona
≥ 2%
≥ 2%

Wytrzymałość na rozdzieranie gwoździem 1)

≥ 50 N

Wytrzymałość złącza na ścianie

zerwanie poza złączem, lecz nie mniej niż wytrzymałość wyrobu

Odporność na uderzenie (metoda A i B)

przy wysokości spadania min. 500 mm niedopuszczalne przebicie powodujące przesiąkanie papy

Szczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa przez 24 h

brak przecieku

Trwałość (po sztucznym starzeniu)

wodoszczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa

Trwałość (po działaniu chemikaliów)

wodoszczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa

Zawartość składników rozpuszczalnych

≥ 2500 g/m2

Giętkość przy przeginaniu na wałku ośrednicy 30 mm

Niedopuszczalne powstawanie na zewnętrznej stronie rys i pęknięć 2):
– dla pap modyfikowanych SBS w temperaturze > –150C
– dla pap modyfikowanych APP w temperaturze > –50C
1) Wzdłuż i w poprzek, dla pap dodatkowo mocowanych mechanicznie do podłoża.
2) Dla pap niemodyfikowanych w temperaturze > 0oC.
 

Zaletą osnowy z tkaniny szklanej jest duża wytrzymałość na zerwanie i stabilność wymiarowa, wytrzymałość na rozerwanie, rozdzieranie gwoździem i perforację; wadą – bardzo mała rozciągliwość. Welon szklany to pojedyncze włókna szklane, zespolone spoiwem (klejem).

Do zalet takiej osnowy należy stabilność wymiarowa, wadą jest natomiast relatywnie niska wytrzymałość na siły zrywające. Osnowa na bazie włókniny lub tkaniny poliestrowej cechuje się dużą rozciągliwością przy zerwaniu przy jednoczesnej wysokiej wytrzymałości na siły zrywające, odpornością na rozdzieranie gwoździem oraz perforację. Osnowy kombinowane (kompozyty np. z włókniny poliestrowo-szklanej, z wkładką z folii aluminiowej czy miedzianej) wykazują cechy będące wypadkową właściwości poszczególnych składników (folia aluminiowa stosowana jest w papach paraizolacyjnych, natomiast wkładka miedziana – w papach odpornych na przerastanie korzeni).

Papy termozgrzewalne produkowane są zazwyczaj na osnowie z włókna szklanego lub poliestrowej. Masa asfaltowa, którą powleczona jest osnowa, najczęściej modyfikowana jest elastomerem SBS lub plastomerem APP.

Elastomer SBS (styren-butadien-styren):

  • nadaje papie stabilność formy (niska wrażliwość na temperatury podczas eksploatacji i odporność na podwyższone temperatury, także przy znacznych ich wahaniach);
  • zapewnia znaczną elastyczność (giętkość) nawet w niskich temperaturach (do – 40°C);
  • nadaje odporność na starzenie i czynniki atmosferyczne;
  • zapewnia dobrą przyczepność do podłoża.

Papy tego typu można łączyć z innymi rodzajami pap.

Z kolei plastomer APP (ataktyczne polipropyleny) z dodatkiem nasyconych elastomerów poliolefinowych, oprócz stabilnej formy i dobrej przyczepności, zapewnia odporność na działanie kwasów i soli nieorganicznych, ozonu oraz wysokiej temperatury (do +150°C). Papa natomiast staje się dość sztywna w ujemnych temperaturach (od -10°C do -15°C). Pap modyfikowanych APP nie należy stosować razem z papami modyfikowanymi SBS-em (ich wadą jest też gorsza przyczepność do wyrobów niemodyfikowanych APP). Zaletą pap termozgrzewalnych i membran samoprzylepnych jest łatwość uzyskania żądanej grubości nakładanej warstwy i możliwość niemal natychmiastowego zasypania wykopu. Trudniejsze jest natomiast uszczelnianie dylatacji i przejść rurowych (m.in. konieczność docinania i zachowania ściśle określonej kolejności układania kształtek), dlatego chętnie się stosuje je do uszczelniania płaskich, równych powierzchni. Niedopuszczalne są ostre krawędzie i wystające wtrącenia oraz ubytki w podłożu (wymusza to w niektórych sytuacjach konieczność stosowania warstw wyrównawczych). Newralgiczne mogą być także miejsca łączenia poszczególnych pasów ze sobą.

Elastyczne wyroby asfaltowe na osnowie (papy, membrany samoprzylepne) powinny spełniać wymagania norm:

  • PN-EN 13969:2006/A1:2007 [3] lub
  • PN-EN 14967:2007 [4].

Norma PN-EN 13969:2006/A1:2007 [3] dotyczy wyrobów do wykonywania izolacji przeciwwilgociowej i przeciwwodnej, norma PN-EN 14967:2007 [4] – jedynie wyrobów do izolacji przeciwwilgociowej. Wymagania powyższych norm są dość liberalne, ograniczają się w zasadzie do szczelności na poziomie 2 kPa (20 cm słupa wody) i 60 kPa (6 m słupa wody) odpowiednio dla obciążenia wilgocią albo wodą.

Należy postawić jednak pytanie, które z parametrów są istotne i na jakim poziomie należy zdefiniować ich wielkość. Pytanie to jest o tyle ważne, że nie można porównywać pap polimerowo-asfaltowych o grubości 4-5 mm z papami asfaltowymi niemodyfikowanymi do tego na osnowie tekturowej. Także ze względu na rodzaj osnowy parametry pap i membran samoprzylepnych będą się różnić. Rodzaj modyfikatora i jego ilość także nie pozostają bez wpływu na właściwości, zwłaszcza w ujemnych temperaturach. Z drugiej strony samoprzylepne membrany bitumiczne często mają grubość 2-2,5 mm.

Papy, które są mocowane lepikiem do podłoża, mają zwykle gorsze parametry, są jednak dużo tańsze. Osnowa powinna mieć gramaturę przynajmniej 60 g/m2, minimalna zawartość składników rozpuszczalnych to 1200 g/m2, a jeżeli chodzi o elastyczność, to przy przeginaniu na wałku o średnicy 8 cm w temperaturze do 0oC nie mogą powstawać rysy i spękania. Zupełnie inne parametry będą mieć papy i membrany polimerowo-asfaltowe. Zestawienie wybranych parametrów i właściwości pap i membran samoprzylepnych według zaleceń wytycznych [2] podano w tab. 2 i 3.

 

Tab. 3. Wybrane parametry, jakimi powinny się cechować samoprzylepne membrany bitumiczne stosowane do wykonywania powłok wodochronnych fundamentów [2]

 

Wymagania dla membran asfaltowych na osnowie

Właściwości/parametry

  1. z włókniny poliestrowej
  2. mieszanej – poliestrowej z dodatkiem włókien szklanych

1. z welonu szklanego
2. z tkaniny szklanej
3. zdwojonej przeszywanej: tkanina szklana plus welon szklany

Gramatura osnowy

osnowa poliestrowa ≥ 180 g/m2

osnowa mieszana ≥ 160 g/m2

osnowa z welonu ≥ 60 g/m2

osnowa z tkaniny ≤200 g/m2

osnowa mieszana ≤ 100 g/m2

Maksymalna siła rozciągająca

– wzdłuż
– w poprzek

osnowa poliestrowa

≥ 800 N
≥ 600 N

osnowa mieszana

≥ 600 N
≥ 500 N

osnowa z welonu

≥ 300 N
≥ 200 N

osnowa z tkaniny

≥ 900 N
≥ 900 N

osnowa mieszana

≥ 800 N
≥ 800 N

Wydłużenie przy maksymalnej sile rozciągającej

– wzdłuż
– w poprzek

osnowa poliestrowa

≥ 40%
≥ 40%

osnowa mieszana

≥ 2%
≥ 2%

 

osnowa z welonu, tkaniny lub zdwojona

≥ 2%
≥ 2%

 

Wytrzymałość złącza na ścianie

zerwanie poza złączem lub ≥ 150 N/50 mm

Odporność na uderzenie (metoda A i B)

przy wysokości spadania min. 500 mm niedopuszczalne przebicie powodujące przesiąkanie papy

Szczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa przez 24 h

brak przecieku

Trwałość (po sztucznym starzeniu)

wodoszczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa

Trwałość (po działaniu chemikaliów)

wodoszczelność przy ciśnieniu 0,2 MPa

Zawartość składników rozpuszczalnych

≥ 2500 g/m2

Giętkość przy przeginaniu na wałku o średnicy 30 mm

niedopuszczalne powstawanie na zewnętrznej stronie rys i pęknięć w temperaturze > -200C

 

 


Zalecenia normy DIN 18195

Według normy DIN 18195 [5] w odniesieniu do izolacji przeciwwilgociowej wymagane jest wykonanie minimum jednej warstwy powłoki wodochronnej z papy termozgrzewalnej, membrany samoprzylepnej lub papy klejonej masą asfaltową do podłoża.

Dla izolacji przeciwwodnej według normy [5] wymagane jest:

  • Wykonanie minimum trójwarstwowej powłoki wodochronnej z papy klejonej do podłoża (ostatnia warstwa papy musi zostać pokryta masą asfaltową), przy zagłębieniu powyżej 4 m (do 9 m) wykonanie czterowarstwowej powłoki. Przy izolacji z pap klejonych do podłoża wymaga się wykonania ścianki (warstwy) dociskowej. Ilość masy asfaltowej bez wypełniaczy lub z wypełniaczami, stosowanej do przyklejenia pasa papy, nie może być mniejsza niż, odpowiednio, 1,5 kg/m2 lub 2,5 kg/m2.
  • Wykonanie minimum dwuwarstwowej powłoki wodochronnej z papy termozgrzewalnej na osnowie z siatki lub poliestru. Przy zagłębieniu powyżej 4 m (do 9 m) wykonanie trójwarstwowej powłoki lub zastosowanie jako ostatniej warstwy (od strony naporu wody) papy z wkładką miedzianą (papa na osnowie z siatki lub poliestru plus papa z wkładką miedzianą).
  • Przy zagłębieniu powyżej 9 m stosowanie dwóch warstw papy termozgrzewalnej na osnowie z siatki lub poliestru oraz jednej warstwy papy z wkładką miedzianą.

 

mgr inż. Maciej Rokiel

 

Literatura

  1. Praca zbiorowa pod red. J. Karysia, Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie, Grupa Medium, 2014.
  2. Komentarz do normy PN-EN 14967 Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby asfaltowe do poziomej izolacji przeciwwilgociowej – Definicje i właściwości wraz z zaleceniami ITB dla wyrobów objętych normą, ITB, 2010.
  3. PN-EN 13969:2006/A1:2007 Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby asfaltowe do izolacji przeciwwilgociowej łącznie z wyrobami asfaltowymi do izolacji przeciwwodnej części podziemnych – Definicje i właściwości.
  4. PN-EN 14967:2007 Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby asfaltowe do poziomej izolacji przeciwwilgociowej – Definicje i właściwości.
  5. DIN 18195 Bauwerksabdichtung

– Teil 1: Grundsatze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsar- ten, Ausgabe 2011-12.

– Teil 2: Stoffe, Ausgabe 2009-04.

– Teil 3: Anforderungen an den Untergrund und Verarbeitung der Stoffe, Ausgabe 2011-12.

– Teil 4: Abdichtungen gegen Bodenfeuchte (Kapillarwasser, Haft- wasser) und nichtstauendes Sickerwasser an Bodenplatten und Wanden, Bemessung und Ausfuhrung, Ausgabe 2011-12.

– Teil 5: Abdichtungen gegen nichtdruckendes Wasser auf Dec- kenflachen und in Nassraumen, Bemessung und Ausfuhrung, Ausgabe 2011-12.

– Teil 6: Abdichtungen gegen von auBen druckendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser, Bemessung und Ausfuhrung, Ausga- be 2011-12.

– Teil 7: Abdichtungen gegen von innen druckendes Wasser, Be- messung und Ausfuhrung, Ausgabe 2009-07.

– Teil 8: Abdichtungen uber Bewegungsfugen, Ausgabe 2011-12.

– Teil 9: Durchdringungen, Ubergange, An- und Abschlusse, Ausgabe 2010-05.

– Teil 10: Schutzschichten und SchutzmaBnahmen, Ausgabe 2011-12.

www.facebook.com

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.