Izolacje w gruncie – cz. I

Doświadczenie pokazuje, że znaczącą liczbę problemów związanych z eksploatacją budynku stanowią problemy z wilgocią.

Na wybór rozwiązania technicznego izolacji fundamentów i przyziemia mają wpływ przede wszystkim dwa podstawowe czynniki:

Stopień obciążenia wilgocią. Upraszczając, jest to poziom wody gruntowej i występowanie wód zaskórnych. Można wyróżnić następujące rodzaje obciążenia wilgocią fundamentów. Pierwszy – obciążenie wilgocią zawartą w gruncie. Przypadek najkorzystniejszy, aczkolwiek spotykany stosunkowo rzadko. Wymaga najprostszego typu uszczelnienia, które uniemożliwia kapilarne wnikanie wilgoci do ściany. Warunkiem jego występowania jest możliwość wsiąknięcia wody opadowej wystarczająco głęboko w grunt poniżej poziomu posadowienia budynku (wykluczone jest oczywiście występowanie wysokiego poziomu wód gruntowych). Zalegający dookoła budynku grunt musi być niespoisty i dobrze przepuszczalny (np. piasek, żwir). Wystarczy w takiej sytuacji wykonać jedynie izolację przeciwwilgociową. Drugim przypadkiem jest sytuacja, gdy w poziomie posadowienia zalegają grunty spoiste (np. glina, margiel czy ił), uniemożliwiające szybkie wsiąkanie wilgoci. Powoduje to czasowe oddziaływanie spiętrzającej się wody opadowej na ścianę fundamentową. Jednym ze sposobów uniknięcia takiej sytuacji może być wykonanie drenażu. Ostatnim przypadkiem jest długotrwałe oddziaływanie na fundamenty wody pod ciśnieniem. Sytuacja ta ma miejsce przy wysokim (powyżej poziomu posadowienia) poziomie wód gruntowych, gruntach nieprzepuszczalnych czy braku drenażu. Przy wykonywaniu tego typu uszczelnień stawia się bardzo wysokie wymagania wobec materiałów oraz sposobu wykonania robót, uszczelnienie to bowiem pracuje w najcięższych warunkach.

Fot. 1. Skutek stosowania niekompatybilnych ze sobą materiałów do wykonania powłok wodochronnych

Rozwiązania konstrukcyjne budynku (rodzaj fundamentu, występowanie podpiwniczenia, wysokość kondygnacji piwnicznej itp.). Dopiero po przeanalizowaniu warunków gruntowo-wodnych wraz z oceną ukształtowania terenu wokół decydować można o wyborze izolacji. Dlatego też główną przyczyną późniejszych problemów jest niedostateczne rozpoznanie występujących obciążeń wilgocią/wodą i związane z tym zastosowanie niewłaściwych materiałów izolacyjnych.

Niezależnie od przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego fundamentów (budynek podpiwniczony/niepodpiwniczony/częściowo podpiwniczony, posadowiony na ławach/płycie) zastosowane materiały wodochronne muszą umożliwić wykonanie izolacji w postaci szczelnej wanny całkowicie oddzielającej budynek od wilgoci/wody znajdującej się w gruncie. Stąd wynika podział hydroizolacji na:

– izolację poziomą ścian i ław fundamentowych,

– izolację pionową ścian przechodzącą w izolację cokołu,

– izolację poziomą podłóg w piwnicach.

Powinny one stanowić szczelny, ciągły układ oddzielający całkowicie budynek (bądź jego elementy) od wody. Aby izolacja wodochronna była skuteczna, musi być dobrze zaprojektowana, poprawnie wykonana i chroniona przed uszkodzeniem w trakcie eksploatacji obiektu (etap eksploatacji zaczyna się już od momentu wykonania hydroizolacji, dokładnie od momentu zabezpieczenia powłoki wodochronnej). To, czy pozostałe prace budowlane (i jakie) jeszcze trwają, jest bez znaczenia.

Niedopuszczalne jest użycie do wykonania hydroizolacji przypadkowych materiałów. Muszą one być ze sobą kompatybilne (możliwość wykonania szczelnych połączeń). Do tego dochodzi konieczność zastosowania materiałów o odpowiedniej odporności na ewentualne agresywne związki znajdujące się w gruncie. Nie bez znaczenia jest także łatwość aplikacji (nakładania) materiału, odporność na ewentualne błędy popełnione przy nakładaniu oraz możliwość bezproblemowego uszczelnienia tzw. trudnych i krytycznych miejsc typu przejścia rur instalacyjnych, dylatacje itp.

Fot. 2. Zdjęcie pokazuje ignorancję i brak kultury technicznej wykonawcy (opis w tekście)

Materiały wodochronne stosowane w gruncie można podzielić według różnych kryteriów. Mogą to być np. materiały bitumiczne (roztwory, emulsje, masy i lepiki asfaltowe, polimerowo-bitumiczne masy uszczelniające – masy KMB, papy, membrany samoprzylepne), mineralne (bentonity, mikrozaprawy), z tworzyw sztucznych (folie, membrany); z innych kryteriów wymienić można podział na materiały bezszwowe (mikrozaprawy, masy KMB), rolowe (folie, membrany, papy), służące do uszczelnień szczelin i dylatacji (taśmy, kity) oraz materiały służące zarówno do izolacji przeciwwilgociowej, jak i przeciwwodnej.

Nie można jednak przyjmować za pewnik, że skoro sam materiał jest szczelny, to nadaje się w konkretnym przypadku do wykonania szczelnej hydroizolacji. Wydaje się to dziwne, ale jest to prawda. Tak chętnie stosowane w projektach do uszczelnień fundamentów folie z tworzyw sztucznych nie sprawdzają się. Wykonstruowanie z nich szczelnej wanny (chodzi o połączenia arkuszy ze sobą, połączenia izolacji poziomej z pionową oraz izolacją podposadzkową, uszczelnienie dylatacji, przejść rurowych itp.) jest jeżeli nie niemożliwe, to trudne, skomplikowane i wymagające dodatkowych czynności technologicznych. Do tego podatność na uszkodzenia mechaniczne przy kulturze technicznej na polskich budowach niemal gwarantuje późniejsze przecieki (fot. 1 i 2).

Czy mamy do czynienia z obciążeniem wodą czy wilgocią, określa projektant, przyjmując w dokumentacji odpowiednią izolację przeciwwodną, gdy mamy do czynienia z parciem hydrostatycznym wody, lub przeciwwilgociową, gdy mamy do czynienia z gruntami przepuszczalnymi, pozwalającymi na swobodne wsiąkanie wody opadowej, lub gdy wykonano drenaż wokół budynku. Obciążenie wodą wymusza posadowienie budynku na płycie fundamentowej, dla obciążenia wilgocią mogą być osobno wykonstruowane ławy i posadzka na gruncie (jeżeli inne czynniki nie wymuszają innego rozwiązania konstrukcyjnego).

Fot. 3. Izolacja przeciwwilgociowa z emulsji/roztworów bitumicznych wymaga otynkowania podłoża

Jakie zatem materiały można stosować do wykonania hydroizolacji fundamentów? Pod żadnym pozorem nie wolno stosować zwykłych folii izolacyjnych z tworzyw sztucznych, są zbyt cienkie i wrażliwe na uszkodzenia, natomiast folie o grubości 1,5–2 mm (ze zgrzewanymi lub samowulkanizującymi się złączami) są, w porównaniu do innych materiałów, zbyt drogie. Poza tym ich szczelne połączenie w takim miejscu jest jeżeli nie niemożliwe, to bardzo trudne i wątpliwe. Membrany kubełkowe nie są hydroizolacją, można je jedynie traktować jako warstwy osłonowe, i to też nie w każdej sytuacji.

Tradycyjne znane od dawna lepiki asfaltowe (zarówno te stosowane na zimno, jak i na gorąco) na skutek procesów starzenia traciły elastyczność. Sprzyjały temu przejścia przez zero oraz ujemne temperatury otoczenia (tradycyjny lepik asfaltowy traci elastyczność już w temperaturze +7^oC). Papa na lepiku (żeby było ciekawiej, jest to często zwykła papa izolacyjna na tekturze, która nie nadaje się do uszczelnień nawet przeciwwilgociowych, nie mówiąc już o przeciwwodnych) klejona do podłoża przestaje istnieć po kilku, kilkunastu miesiącach przebywania w środowisku wilgotnym, osnowa gnije, lepik kruszeje, hydroizolacja przestaje pełnić swoją funkcję. Takich rozwiązań nie należy stosować.

Nadal stosuje się do wykonywania izolacji wodochronnych materiały typu roztwory, emulsje i pasty asfaltowe, jednak coraz częściej spotyka się bezszwowe materiały polimerowo-cementowe (elastyczne szlamy uszczelniające) oraz polimerowo-bitumiczne (grubowarstwowe masy uszczelniające zwane także masami KMB).

Wadą materiałów starszej generacji (roztwory, emulsje, papy – obecne papy termozgrzewalne modyfikowane polimerami – elastomerem SBS lub plastomerem APP – na osnowie z poliestru lub włókien szklanych to zupełnie inne materiały niż obecne na rynku kilkanaście lat temu) było przyporządkowanie ich konkretnemu obciążeniu wilgocią, oznacza to, że zamiana na budowie izolacji przeciwwilgociowej w przeciwwodną była nie tylko bardzo trudna, ale nierzadko niemożliwa. I nie wynikało to tylko z konieczności przyjęcia innego układu konstrukcyjnego obiektu, lecz także z właściwości samych materiałów. Z drugiej strony wykonanie izolacji przeciwwodnej nierzadko wymagało wykonstruowania dodatkowej ścianki dociskowej.

Materiały typu emulsje czy roztwory ze względu na niewielką grubość powłoki uszczelniającej są bardzo wrażliwe nie tylko na ewentualne uszkodzenia mechaniczne czy zarysowania podłoża, ale także na lokalne nierówności i ubytki. Ogranicza to zatem stosowanie tego typu materiałów do powierzchni równych (niekoniecznie płaskich), stawiając dodatkowe wymagania uszczelnianemu podłożu. Mury z elementów drobnowymiarowych (cegły, pustaki, bloczki itp.) muszą być otynkowane (fot. 3), nie wystarczy zwykła obrzutka (rapówka). Materiały te cechują się także bardzo ograniczoną zdolnością mostkowania rys (tradycyjny tynk wyrównujący powinien być sezonowany minimum 2–3 tygodnie).

Pewną zmianę zapoczątkowało pojawienie się materiałów typu szlamy i masy KMB. Mogą one w zależności od grubości i ilości nałożonych warstw stanowić izolację przeciwwilgociową albo przeciwwodną. Są to materiały powłokowe i bezszwowe, co znacznie ułatwia uszczelnienie tzw. trudnych i krytycznych miejsc (np. przejścia rur instalacyjnych, dylatacje, krawędzie). Mogą być stosowane na nieotynkowany, dobrze wyspoinowany mur z elementów drobnowymiarowych.

W skład polimerowo-cementowych szlamów (mikrozapraw) wchodzi cement, selekcjonowane kruszywo mineralne o uziarnieniu dobranym według specjalnie opracowanej krzywej przesiewu, włókna i specyficzne dodatki: specjalnie modyfikowane żywice, związki hydrofobowe itp. Skład ten gwarantuje skuteczne działanie uszczelniające nawet przy niewielkich grubościach warstwy. Już kilkumilimetrowa warstwa wykonana z tych materiałów może stanowić izolację typu ciężkiego i doskonale chronić nawet przed wodą występującą pod ciśnieniem. Bezpośrednio na izolacji ze szlamów można wykonywać np. okładziny ceramiczne (szczególnie istotne w strefie cokołowej) lub tradycyjne tynki. Tego typu materiały stanowią zatem typowe podłoże budowlane. Zaprawy te mogą być stosowane jako izolacja pozioma zarówno ław fundamentowych, jak i posadzek oraz izolacja pionowa. Nie wymagają one gruntowania, co upraszcza nieco proces ich aplikacji. Są odporne na czynniki atmosferyczne, agresywne wody gruntowe oraz elastyczne (potrafią mostkować rysy do szerokości ponad 1 mm).

a)

b)

c)

Fot. 4. Błędny sposób „wykonania i uszczelnienia” przejść rurowych (opis w tekście)

Grubowarstwowe, modyfikowane polimerami masy bitumiczne, zwane także masami KMB, to materiały jedno- lub (częściej) dwuskładnikowe, bezzapachowe, bezrozpuszczalnikowe, o niemal natychmiastowej odporności na deszcz i pozwalające na szybkie zasypanie wykopów fundamentowych. W zależności od grubości warstwy mogą stanowić zarówno izolację przeciwwilgociową, jak i przeciwwodną. Możliwość nakładania mechanicznego pozwala na szybkie izolowanie dużych powierzchni. Dostępne na rynku materiały różnią się liczbą składników, a co za tym idzie sposobem i czasem schnięcia. Materiały jednoskładnikowe wiążą przez oddawanie wody. Czas wysychania zależy zasadniczo od temperatury zewnętrznej oraz możliwości wietrzenia powierzchni nałożonej masy. Ponieważ w wykopach generalnie wentylacja jest niezbyt dobra, czas schnięcia może się wydłużyć. Przedłuża to czas realizacji inwestycji, dopóty warstwa izolacji nie wyschnie, nie można ułożyć płyt ochronnych i zasypać wykopu. Innym niebezpieczeństwem jest możliwość zniszczenia warstwy izolacji przez np. niespodziewaną burzę – jednoskładnikowe materiały izolacyjne są odporne na deszcz po całkowitym wyschnięciu. Dwuskładnikowe masy na skutek pewnych specyficznych właściwości roztworu potrafią w czasie twardnienia wiązać nawet bez dostępu powietrza. Są one niemal natychmiast odporne na deszcz i szybko wiążą. Bitumiczne składniki masy nie są wypłukiwane przez deszcz i nie dostają się do otaczającego gruntu i wód gruntowych.

Nie biorąc pod uwagę tradycyjnych lepików, każdy z powyższych rodzajów materiałów może być stosowany do wykonywania izolacji przeciwwilgociowej, która jest najprostszym rodzajem hydroizolacji zagłębionych w gruncie elementów budynków i budowli. Fundamenty posadowione powyżej poziomu wody gruntowej, narażone tylko na działanie kapilarnie podciąganej wilgoci, ewentualnie wsiąkającej w grunt wody opadowej, elementy narażone na okresowe zraszanie ich powierzchni wodą itp. Nie oznacza to jednak, że w każdym przypadku i na każdym podłożu.

W przypadku izolacji przeciwwodnej, gdy budynek posadowiony jest poniżej poziomu wody gruntowej lub gdy woda opadowa wywiera czasowe parcie hydrostatyczne na fundamenty, do wykonania hydroizolacji stosować można materiały bezszwowe: polimerowo-bitumiczne masy KMB i elastyczne szlamy (mikrozaprawy) uszczelniające, oraz rolowe: termozgrzewalne papy (na modyfikowanym asfalcie) oraz samoprzylepne membrany bitumiczne.

Przy doborze izolacji wodochronnej bardzo często popełnianym błędem jest wybór materiału najtańszego. Ale koszt wykonania hydroizolacji to nie tylko koszt samego materiału (często porównywanego za kilogram, litr czy metr kwadratowy). Trzeba  uwzględnić także koszt robocizny, koszt czynności przygotowawczych (wyrównanie podłoża, tynkowanie, gruntowanie), podstawowym jednak kryterium powinna być możliwość zastosowania w danym obiekcie, dla konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego (dylatacje, przejścia rur instalacyjnych itp.) i konkretnych warunków wodnych.

Dokumentacja techniczna musi podawać szczegółowe rysunki detali, dlatego podstawą wykonywania tego typu prac jest projekt wykonawczy. Rozwiązanie technologiczno-materiałowe nie może być przerzucone na wykonawcę, opis typu „dylatację uszczelnić według technologii firmy XYZ” w projekcie wykonawczym lub brak takiego uszczegółowienia (w projekcie budowlanym dopuszcza się znacznie mniejsze uszczegółowienie) świadczy albo o braku wiedzy projektanta, albo o jego lekceważącym podejściu do problemu. W przypadku późniejszych przecieków najczęściej wini się producenta materiałów budowlanych (oczywiście do spółki z wykonawcą), a szkoda, że w takich przypadkach bardzo rzadko analizuje się rozwiązania projektowe.

Jakie mogą być tego skutki? Taką sytuację pokazuje fot. 4. Jest to rezultat kompletnej bezmyślności, nie chcę wyrokować czyjej. Postawiono ścianę, zaizolowano ją, ułożono płyty ochronne, zasypano. Po czym w zaizolowanej ścianie wykuto przebicia pod przejścia rurowe i obsadzono rury w sposób pokazany na fot. 4a, b. Tego nie da się w żaden sposób uszczelnić. Nie jest żadnym argumentem tłumaczenie, że instalacje wykonywano i doprowadzano poźniej, z takiego m.in. powodu najlepszym sposobem uszczelnienia przejścia rurowego jest zastosowanie kołnierza zaciskowego, niezależnie od stopnia obciążenia wilgocią. Z satysfakcją zauważyć trzeba, że takie rozwiązanie zaleca coraz więcej firm z branży chemii budowlanej. I to nie dlatego, że mają układ z producentem kołnierzy, takie rozwiązanie jest po prostu lepsze. Moment wykonania instalacji w żaden sposób nie ingeruje w powłokę hydroizolacyjną, nie powoduje jej uszkodzenia. Manszeta uszczelniająca jest zespolona z częścią stałą kołnierza i wtopiona w masę KMB lub szlam elastyczny. Dla tego przypadku dokładne oględziny wykazują, że hydroizolację wykonano na piance poliuretanowej (fot. 4c).

mgr inż. Maciej Rokiel

Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa

Zdjęcia autora

Literatura

1. M. Rokiel, Poradnik. Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce, wyd. II, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2009.

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

3. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung erdberührter Bauteile mit flexiblen Dichtungsschlämmen. Deutsche Bauchemie e.V. 2006.

4. DIN 18195 – Bauwerksabdichtung, 2000.

5. Richtlinie für die fachgerechte Planung und Ausführung des Fassadensockelputzes sowie des Anschlusses der Außenanlagen, 2002.