Hydroizolacja przyziemnych części nowo wznoszonych budynków

Wykonanie powłok hydroizolacyjnych to wciąż najpopularniejszy sposób ochrony budynków przed destrukcyjnym działaniem wody. Na naszym rynku mamy w tym zakresie bogaty wybór materiałów o coraz lepszych i bardziej zróżnicowanych właściwościach. Oczywiście możliwe jest również takie wykonanie konstrukcji budynku, aby bez dodatkowych warstw chroniących stanowiła ona element nienasiąkliwy i nieprzepuszczalny dla wody, jednak w tym artykule zajmiemy się hydroizolacją w kontekście powłok ochronnych.

Aby taka hydroizolacja była skuteczna i funkcjonalna, musi spełniać przede wszystkim następujące warunki [3]:

– stanowić ciągły i szczelny układ oddzielający budynek lub jego część od wody lub pary wodnej,

– ściśle przylegać do izolowanego podłoża,

– izolacja pozioma powinna w sposób ciągły (bez przerw) przechodzić w izolację pionową.

Fot. 1 Hydroizolacja przyziemnych części budynku musi być dobrana przy uwzględnieniu warunków gruntowo-wodnych

© Bertold Werkmann – Fotolia.com

Rodzaje hydroizolacji

Ze względu na miejsce usytuo-wania rozróżnia się izolacje [3]:

– pionowe – chroniące ściany piwnic przed wilgocią, wodą gruntową oraz opadową przesączającą się w gruncie przy ścianie; powinny być one wyprowadzane 30–50 cm nad powierzchnię terenu [3, 9];

– poziome – chroniące ściany przed kapilarnym podciąganiem wody; najczęściej są one układane na ławach lub płytach fundamentowych, pod posadzką najniższej kondygnacji, czyli piwnicy lub parteru budynku niepodpiwniczonego, oraz w ścianach piwnic pod stropem; jeżeli strop piwnicy znajduje się poniżej powierzchni terenu, izolację poziomą dodatkowo układa się w miejscu, w którym powinno się zakończyć izolację pionową;

– płaszczyznowe – tj. takie, które usytuowane są pod kątem większym niż 0° i mniejszym niż 90° w stosunku do poziomu [4].

Uwzględniając obciążenia wywoływane przez wodę, izolacje można natomiast podzielić na:

– przeciwwilgociowe – chroniące obiekty przed działaniem wilgoci zawartej w gruncie oraz wody niewywierającej ciśnienia hydrostatycznego;

– przeciwwodne – zabezpieczające obiekty przed działaniem wody wywierającej parcie hydrostatyczne;

– paroizolacje – chroniące obiekty przed szkodliwym oddziaływaniem kondensacji pary wodnej wewnątrz przegród budowlanych.

Fot. 2 Izolacja piwnicy przy zastosowaniu cienkowarstwowych izolacji bitumicznych

Icopal S.A.

Warunki gruntowo-wodne

Podział warunków gruntowo-wodnych wynika ze zdefiniowania obciążeń, jakie woda gruntowa wywiera na budy-nek [9]:

– wilgoć gruntowa – w gruncie występuje woda związana kapilarnie i transportowana siłą wiązania kapilarnego, również w kierunku odwrotnym do działania siły ciężkości;

– niespiętrzająca się woda infiltracyjna – w gruncie występuje woda przesączająca się, która nawet w czasie silnych opadów nie tworzy zastojów; z sytuacją taką mamy do czynienia, gdy zarówno grunt rodzimy powyżej i poniżej poziomu posadowienia fundamentów, jak i obsybka stanowią grunty dobrze przepuszczalne (ich współczynnik przepuszczalności wynosi k > 10^-4 m/s);

– spiętrzająca się woda infiltracyjna – obciążenie wodą występuje, gdy fundament jest posadowiony do 3 m poniżej poziomu terenu, grunt rodzimy jest słabo przepuszczalny (współczynnik przepuszczalności k ≤ 10^-4 m/s), a najwyższy poziom wód gruntowych sięga nie wyżej niż 300 mm poniżej dolnej krawędzi fundamentu;

– woda wywierająca ciśnienie – woda gruntowa, której poziom okresowo lub na stałe znajduje się powyżej poziomu posadowienia fundamentu; obciążenie występuje niezależnie od głębokości posadowienia oraz rodzaju gruntu.

Fot. 3 Wykonywanie izolacji przeciwwodnej z papy termozgrzewalnej

© Friedrich Böhringer

Funkcje hydroizolacji

Przez pojęcie hydroizolacji części budynku stykającej się z gruntem należy rozumieć jego ochronę w całości lub w części przed wnikaniem i/lub przenikaniem wody, która może przyjmować postać wilgotności gruntu (wody włoskowatej), wody niewywierającej ciśnienia hydrostatycznego (wody przesiąkającej) lub wody działającej pod ciśnieniem (wody zaskórnej lub gruntowej) [1, 6].

Zadaniem hydroizolacji jest również ochrona przed agresywnymi związkami chemicznymi znajdującymi się w gruncie – powstają one na skutek procesów gnilnych roślin lub procesów chemicznych [7]. Wraz z wodą mogą wnikać do budynku, powodując jego destrukcję.

Tab. 1 Dobór izolacji na podstawie warunków gruntowo-wodnych [10]

Bitumiczne masy powłokowe

Hydroizolacyjne masy powłokowe na bazie bitumów, określane również jako cienkowarstwowe izolacje bitumiczne (a nawet jako farby bitumiczne – niem. Bitumenanstrich), są najprostszym w zastosowaniu materiałem służącym do ochrony przyziemnej części budynku przed destrukcyjnym działaniem wody.

W zależności od zastosowanego rozpuszczalnika można wśród nich wyróżnić [4]:

– masy na rozpuszczalnikach organicznych (asfaltowe, asfaltowo-kauczukowe),

– dyspersje wodne.

Zastosowanie. Bitumiczne izolacje cienkowarstwowe stosowane są jako ochrona przed wodą niewywierającą ciśnienia.

Charakterystyka. Tego typu powłoki mają pewną elastyczność, co jednak wiąże się z brakiem odporności na uszkodzenia mechaniczne. Należy zatem chronić je przez wtopienie siatki lub zastosowanie warstwy ochronnej, np. z twardych płyt z polistyrenu ekstrudowanego (XPS). Istotną zaletą takich mas powłokowych jest możliwość (w niektórych przypadkach) nanoszenia na matowo–wilgotne podłoża oraz stosowania w połączeniu z polistyrenem (jeżeli nie zawierają rozpuszczalników organicznych).

Fot. 4 Wykonywanie hydroizolacji z masy KMB metodą natryskową

Bitumiczne materiały rolowe (papy)

Jest to materiał budowlany otrzymywany przez nasączenie masą bitumiczną osnowy z tektury bądź z welonu z włókna szklanego lub poliestrowego. Najmniej trwałe są papy na osnowie z tektury budowlanej. Przy dłuższym kontakcie z wodą pod ciśnieniem tektura nasiąka i materiał traci właściwości hydroizolacyjne. Zdecydowanie lepiej sprawdzają się papy na osnowie z włókna szklanego lub poliestrowego. Jednak największą popularnością cieszą się papy zgrzewalne na osnowie z włókna szklanego lub poliestrowego, modyfikowane tworzywami sztucznymi. Dodatek polimerów pozwala m.in. na polepszenie elastyczności w niskiej temperaturze oraz zwiększa odporność na starzenie.

Zastosowanie. Papy wykorzystywane są m.in. do wykonywania hydroizolacji przyziemnych części budynków w obszarze występowania ciśnienia hydrostatycznego, zarówno krótko-, jak i długotrwałego [4]. Sprawdzają się zwłaszcza przy wykonywaniu warstw izolacyjnych na dużych, równych płaszczyznach, pozbawionych miejscowych zagłębień lub karbów.

Charakterystyka. Podczas wykonywania izolacji z papy łatwiej niż w innych technologiach zapewnić równomierne właściwości powłoki uszczelniającej na całej powierzchni. Ponadto bezpośrednio po przyklejeniu materiału można przystąpić do kolejnych robót, bez konieczności ochrony hydroizolacji przed zabrudzeniem oraz wpływem warunków atmosferycznych [8]. Wybierając izolacje rolowe, trzeba się jednak także liczyć ze skomplikowaną obróbką tzw. miejsc krytycznych (np. przebić instalacyjnych) czy narożników, trudnością zapewnienia całkowitego zespolenia izolacji z podłożem, a także koniecznością wykonywania ścianek dociskowych przy pionowych izolacjach przeciwwodnych.

Fot. 5 Mikrozaprawy mogą być nanoszone ręcznie, np. pędzlem ławkowcem

Sto-ispo

Bitumiczne membrany samoprzylepne

Potocznie określane skrótem KSK (niem. Kalkselbstklebebahnen). Zazwyczaj składają się z pasma uszczelniającego połączonego z bitumiczną warstwą klejącą [1]. Wyróżniają się niezwykle łatwą obróbką. Normy niemieckie [10] klasyfikują dwa typy membran samoprzylepnych:

– izolacje na osnowie z elastomerów z dodatkową warstwą klejącą – grubość warstwy uszczelniającej powinna być nie mniejsza niż 1,2 mm, a warstwy klejącej 0,8 mm; łączenie elementów między sobą oraz z podłożem wymaga zwilżania, podgrzewania ciepłym gazem (gorącym powietrzem) bądź zgrzewania palnikiem;

– samoprzylepne izolacje bitumiczne – składają się z samoprzylepnej warstwy z modyfikowanych tworzywami sztucznymi bitumów o grubości min. 1,5 mm, naniesionej na odporną na rozrywanie folię HDPE o grubości co najmniej 0,07 mm.

Zastosowanie. Izolacje KSK są używane do ochrony budynku przed wilgotnością gruntu oraz wodą niewywierającą ciś-nienia hydrostatycznego.

Charakterystyka. Materiały te są cienkie i giętkie, dzięki czemu ułatwiają obróbkę wszelkich występów i naroży. Przed wykonaniem izolacji całopowierzchniowej w miejscach takich należy jednak przykleić dodatkowe pasma membrany. Natychmiast po przyklejeniu izolacja odporna jest na działanie wody. Ponadto materiał charakteryzuje się znacznym wydłużeniem przy zerwaniu (200%) i doskonale mostkuje (uszczelnia) wszelkie zarysowania podłoża [4].

Wadą membran samoprzylepnych jest natomiast to, iż łatwo ulegają uszkodzeniom oraz z reguły są bardzo wrażliwe na działanie promieniowania UV. Dlatego bezpośrednio po ułożeniu należy osłonić wykonaną warstwę.

Fot. 6 Na dużych powierzchniach mikrozaprawy rozprowadza się mechanicznie

Sika Poland

Grubowarstwowe, modyfikowane tworzywami sztucznymi bitumiczne masy uszczelniające

Potocznie określane skrótem KMB. To materiał nowej generacji, zdobywający coraz większą popularność na polskim rynku. Oferowany jest jako bitumiczne masy jednoskładnikowe lub wieloskładnikowe, zawierające bitum, wodę, emulgatory, tworzywa sztuczne, stabilizatory, domieszki nadające właściwości tiksotropowe, konserwanty oraz dodatki wzmacniające. W masach dwuskładnikowych dodatkowo znajdują się środki utwardzające. Powłoka uszczelniająca z mas jednoskładnikowych powstaje przez odparowanie wody (reemulgację), a powłoka z mas dwukomponentowych– w efekcie reakcji chemicznej po dodaniu utwardzacza [7].

Zastosowanie. Z mas KMB można wykonywać zarówno izolacje przeciwwilgociowe, jak i przeciw wodzie pod ciśnieniem, pionowe, poziome i na powierzchniach ukośnych.

Charakterystyka. Najważniejsze zalety to:

– utworzenie bezszwowej powłoki (ciągłej, bez połączeń);

– uniemożliwienie przesiąkania wody dzięki pełnemu połączeniu z podłożem (praktycznie niemożliwe do osiągnięcia przy zastosowaniu pap czy folii);

– zdolność mostkowania rys nawet do 5 mm;

– proste wykonanie trwałych połączeń miejsc krytycznych, np. ściany z ławą fundamentową, miejsc wokół przyłączy instalacyjnych, szczelin dylatacyjnych;

– możliwość nanoszenia na matowo-wilgotne podłoża;

– brak konieczności wykonywania tynków na elementach drobnowymiarowych.

Tab. 2 Sposób wykonywania izolacji przy zastosowaniu mas KMB [9]

Polimerowe masy powłokowe

Alternatywą dla cienkowarstwowych izolacji bitumicznych są masy powłokowe na bazie tworzyw sztucznych. Sposób ich obróbki oraz obszary zastosowania są podobne jak w przypadku bitumicznych izolacji powłokowych. Najczęściej wykorzystywane są [2]:

– płynne lateksowe izolacje przeciwwodne – produkty stosowane na zimno, które szczególnie sprawdzają się przy wykonywaniu izolacji podziemnych części budynków w obszarach, gdzie napotyka się trudności z użyciem pap; ich zaletą jest możliwość wykonywania bezszwowych (ciągłych) powłok, a także nakładania na wilgotne podłoża bez konieczności gruntowania; minimalna grubość warstwy izolacji poziomych i pionowych to 2–3 mm;

– preparaty polimerowe – służą do wykonywania elastycznych, bezszwowych izolacji otwartych na dyfuzję pary wodnej; doskonale sprawdzają się na powierzchniach o skomplikowanych kształtach.

Fot. 7 Izolacja płyty fundamentowej wykonana z bentonitu

Mineralne zaprawy uszczelniające (mikrozaprawy, szlamy)

Są to powłokowe masy polimerowo-cementowe, zazwyczaj przygotowywane fabrycznie jako mieszanki cementu, selekcjonowanego kruszywa mineralnego o specjalnie dobranym uziarnieniu (najczęściej piasku), włókien oraz dodatków, takich jak żywice, związki hydrofobowe itp. [7]. Zaprawy te produkuje się w odmianach sztywnej i elastycznej. Receptura zapraw elastycznych wzbogacana jest dodatkowo o wodną dyspersję tworzyw sztucznych. Sztywne zaprawy to produkty jednokomponentowe, natomiast elastyczne mogą występować jako jednoskładnikowe, najczęściej są jednak dwukomponentowe.

Zastosowanie. Sztywne zaprawy uszczelniające mogą stanowić ochronę jedynie przeciw wodzie transportowanej kapilarnie – pod warunkiem wykonania warstwy uszczelniającej na sztywnym i nieodkształcalnym podłożu. Sztywna powłoka nie kompensuje bowiem ruchów podłoża i w obszarze spoin, połączeń różnych elementów budynku czy materiałów o zróżnicowanych właściwościach mogą powstawać rysy. Z tego powodu do wykonywania izolacji przyziemnych części budynków stosowane są zazwyczaj mikrozaprawy elastyczne.

Charakterystyka. Zaletą hydroizolacji wykonywanych z zapraw elastycznych jest ich niewielka grubość, a tym samym również ciężar. Przy wilgotności gruntu oraz niespiętrzającej się wodzie infiltracyjnej grubość warstwy takiej zaprawy powinna wynosić ≥ 2,0 mm,  a przy spiętrzającej się wodzie infiltracyjnej oraz wodzie pod ciśnieniem ≥ 2,5 mm. Zaprawy elastyczne cechują się też bardzo dobrą przyczepnością do większości podłoży mineralnych (dlatego mogą być nanoszone również na wilgotne podłoża) oraz tym, że pozwalają w prosty sposób uszczelnić elementy o skomplikowanych kształtach. Powłoka mineralna może stanowić podłoże pod dalsze warstwy, np. pod okładziny ceramiczne, co ma szczególne znaczenie przy uszczelnianiu strefy cokołowej budynku. Związana zaprawa jest odporna na cykle zamarzania i rozmrażania, wpływ soli zawartych w wodach gruntowych, jak również na dyfuzję dwutlenku węgla [7]. Atutem niektórych powłok z mikrozapraw uszczelniających jest także odporność na agresywne działanie środowiska – z tego względu są stosowane jako warstwy ochronne w oczyszczalniach ścieków [7]. Mikrozaprawy należy jednak chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi, szczególnie podczas zasypywania wykopu.

Rys. Uszczelnienie otwartych styków (samonaprawa bentonitu)

Membrany (folie) uszczelniające z tworzyw sztucznych

Materiały te mogą być oferowane w postaci cienkowarstwowych (od 0,2 do 1,0 mm) arkuszy, taśm i brytów. Do ich produkcji wykorzystuje się częściowo tworzywa termoplastyczne – głównie polietylen, polipropylen oraz polichlorek winylu (PVC). Membrany polimerowe są wrażliwe na rozdarcie oraz przebicie, dlatego zbroi się je siatkami z twardego polietylenu lub polipropylenu. Osobną grupę stanowią wytłaczane membrany z wysokoudarowego polietylenu lub poliolefinu, czyli tzw. folie kubełkowe.

Zastosowanie. Membrany cienkowarstwowe polecane są jako alternatywa dla membran bitumicznych. Natomiast folii kubełkowych zazwyczaj używa się w celu zapewnienia warstw filtracyjnych i/lub drenażowych albo do ochrony izolacji z elastycznych mas powłokowych cienko- i grubowarstwowych. Mimo że charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną i chemiczną, nie należy ich stosować jako samodzielnej izolacji, bo bardzo trudno jest zapewnić szczelność na obrzeżach oraz na złączach poszczególnych arkuszy.

Charakterystyka. Choć cienkowarstwowe folie z tworzyw sztucznych w swojej strukturze są całkowicie nieprzepuszczalne dla wody, aby skutecznie zaizolować nimi budynek, niezbędny jest wysoki poziom wykonawstwa. Istnieje bowiem duże ryzyko wystąpienia nieszczelności, np. w wyniku miejscowego niedogrzania, co może prowadzić do niekontrolowanego rozpływu wody po podłożu [4].

Izolacje bentonitowe

Zastosowanie bentonitu sodowego jako materiału uszczelniającego wynika ze specyficznych właściwości tego minerału. W kontakcie z wodą (może jej związać od pięciu do siedmiu razy więcej, niż wynosi jego ciężar) zwiększa on swoją objętość o 12–15 razy. Z suchego bentonitu powstaje żelowa powłoka bentonitowa blokująca infiltrację wody [1]. Izolacyjne materiały bentonitowe występują w postaci paneli, membran, mat, taśm lubluźnego granulatu.

Zastosowanie. Przy wykonywaniu poziomych i pionowych izolacji podziemnych części budynków, zarówno nowo budowanych, jak i podanych renowacji.

Charakterystyka. Dzięki zdolności bentonitu do pęcznienia warstwy uszczelniające z tego materiału – w porównaniu do elastycznych izolacji bitumicznych lub z tworzyw sztucznych czy też sztywnych izolacji mineralnych – mają taką zaletę, że potrafią wypełniać ubytki lub niewielkie zarysowania powstałe na skutek osiadania budowli lub skurczu betonu. Właściwość tę określa się jako zdolność samouszczelniania. Stosunkowo łatwo zapewnić również szczelne połączenie z innymi izolacjami. Przy wystarczającej długości zakładu między izolacją wcześniej wykonaną a bentonitową nie ma ryzyka niekontrolowanego wydostawania się wody poza uszczelnienie. Możliwe jest również wykonanie połączenia uszczelniającego w strefie wody napierającej bez konieczności stosowania kosztownych konstrukcji z kołnierzy zaciskowych [1].

Bartłomiej Monczyński

Literatura

1. E. Ciesielski (red.), Lufsky Bauwerksabdichtung, Teubner, Wiesbaden 2006.

2. M. Fedorczak-Cisak, Zabezpieczenie budynków przed wodą i wilgocią, „Materiały Budowlane” nr 5/2000.

3. Z. Francke, B. Ściślewski, 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 2010.

4. A. Kaliszuk-Wietecka, E. Wyszyńska, Przegląd izolacji przeciwwilgociowych i wodochronnych, „Materiały Budowlane” nr 10/2006.

5. J. Karyś, Izolacje wodochronne w budynkach, „Materiały Budowlane” nr 11/2003.

6. B. Kisielewicz, E. Królak, Z. Pieniążek, Izolacje wodochronne w budownictwie, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1999.

7. M. Rokiel, Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2009.

8. R. Wójcik, Ochrona budynków przed wilgocią i wodą gruntową, w: P. Klemm (red.), Budownictwo ogólne, tom II, Arkady, Warszawa 2005.

9. Deutsche Bauchemie e.V., Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) – erdberührte Bauteile, 2. Ausgabe, 2010.

10. DIN Deutsches Institut für Normung e.V., DIN 18195 Bauwerksabdichtungen Teil 1 bis Teil 10, Beuth, Berlin, Wien, Zürich 2000.