Krystaliczne zaprawy uszczelniające służą do uszczelniania betonu w strukturze. Nie są one zatem powłoką uszczelniającą, lecz integrują się z podłożem. Powstałe uszczelnienia wyróżnia znaczna trwałość.
Rodzaj, zastosowanie i aplikacja materiałów hydroizolacyjnych zależą przede wszystkim od rodzaju pomieszczenia (i obiektu), sposobu obciążenia wilgocią, ewentualnej obecności agresywnych związków, rodzaju i układu warstw w izolowanej przegrodzie, sposobu użytkowania obiektu/pomieszczenia itp.
Istotą hydroizolacji jest zatrzymywanie wilgoci/wody na poziomie wierzchu warstwy hydroizolacyjnej. Oznacza to, że podłoże poddane obciążeniu wodą jest suche. Tak zachowują się klasyczne materiały hydroizolacyjne, roztwory i emulsje asfaltowe, materiały rolowe, masy KMB czy szlamy.
Do materiałów hydroizolacyjnych zalicza się także krystaliczne zaprawy uszczelniające. Jednak ich zachowanie się jest zgoła inne. Są to materiały do uszczelniania podłoża (betonu) w strukturze. Nie są one zatem powłoką uszczelniającą, lecz integrują się z podłożem. Mamy tu do czynienia z zupełnie innym zachowaniem się warstwy uszczelniającej. Rezultatem reakcji chemicznie aktywnej zaprawy/domieszki jest wytworzenie w kapilarach i porach nierozpuszczalnych struktur krystalicznych. Powstają one na skutek obecności wilgoci i niezhydratyzowanych składników zaczynu cementowego (wolnych jonów wapnia). Wielkość tworzących się kryształów (3–4 μm) pozwala im wnikać w kapilary i pory betonu, uszczelniając je jednak przed wnikaniem wody (pojedyncze kryształy są mniejsze od rozmiarów cząsteczki wody), natomiast ich igiełkowaty kształt powoduje, że tworzą one matrycę pozwalającą na dyfuzję pary wodnej. Kształt kryształów tworzących się wewnątrz por i kapilar w betonie pokazuje fot. 1.
Fot. 1. Struktury krystaliczne tworzące się wewnątrz por i kapilar w betonie (fot. Schomburg)
Zaprawy te mogą wstępować w kilku odmianach:
– jako zaprawa do powierzchniowej aplikacji, nakładana na odpowiednio przygotowane podłoże ręcznie lub natryskowo,
– jako posypka uszczelniająca na świeżo ułożonym betonie, na powierzchniach poziomych, wcierana w jego powierzchnię mechanicznymi zacieraczkami,
– jako dodatek do masy betonowej, umożliwia to uszczelnienie betonu w całym przekroju poprzecznym, w sposób strukturalny (fot. 2),
– jako zaprawa naprawcza o krystalicznych własnościach uszczelniających, stosowana do wypełniania i uszczelniania rys, pęknięć, wypełniania ubytków, wykonywania faset, wyobleń itp.,
– jako szybkowiążąca zaprawa tamponażowa do uszczelniania miejscowych (punktowych) przecieków wody, także pod ciśnieniem.
Fot. 2. Struktury krystaliczne tworzące się w wyniku dodania do masy betonowej domieszki uszczelniającej, działającej w sposób krystaliczny (fot. Schomburg)
Uzupełniającymi składnikami systemu mogą być płynne preparaty będące środkami pielęgnującymi, nakładanymi na powłoki z krystalicznych zapraw uszczelniających, lub specjalne preparaty mieszane z wodą wykorzystywaną do nawilżania podłoża. Te pierwsze mają zdolność absorpcji i zatrzymywania wody niezbędnej do zainicjowania i trwania procesu tworzenia się struktur krystalicznych. Te drugie działają jako katalizatory reakcji powodującej tworzenie się i wzrost kryształów.
Schematyczny sposób działania zapraw uszczelniających nakładanych na powierzchnię przedstawiają rysunki: rys. 1a pokazuje oddziaływanie wody na niezabezpieczoną powierzchnię betonu; rys. 1b przedstawia sytuację po nałożeniu warstwy krystalicznej zaprawy uszczelniającej (na czerwono pokazano struktury krystaliczne wnikające w betonowe podłoże); rys. 1c pokazuje przypadek obciążenia wodą uszczelnionego podłoża. Rozbudowane zespoły kryształów nie pozwalają wodzie na penetrację w podłoże. Co warto podkreślić, chemiczna aktywność tego typu zapraw i szybkie tworzenie i rozbudowywanie się struktur kryształów w podłożu betonowym powodują, że działanie uszczelniające występuje także przy negatywnym (a więc od strony podłoża) parciu wody.
Wymagania Instytutu Techniki Budowlanej [3] stawiane wyrobom do uszczelnienia betonów i zapraw cementowych krystalizacją wgłębną podano w tabeli.
|
Właściwości
|
Wymagania
|
|
Przepuszczalność wody pod zwiększonym ciśnieniem
|
> 0,5 MPa
|
|
Efektywność uszczelnienia wgłębnego (rysy nie większe niż 0,3 mm)
|
Brak przecieku przez 48 godzin przy ciśnieniu nie mniejszym niż 0,5 MPa
|
|
Nasiąkliwość (dotyczy zapraw cementowych) 1)
|
Obniżenie o co najmniej 5%
|
|
Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach twardnienia 1)
|
Nie mniejsza niż próbek kontrolnych
|
|
PN-EN 508-2:2010
Mrozoodporność po 50 cyklach zamrażania i odmrażania 1), 2)
• ubytek masy
• obniżenie wytrzymałości
|
Nie większy niż próbek kontrolnych
Nie większe niż próbek kontrolnych
|
|
Opór dyfuzyjny dla pary wodnej
|
≤ 4 m
|
|
Względny współczynnik dyfuzji jonów chlorkowych
|
≤ 0,8
|
|
Odporność na działanie środowisk agresywnych lub substancji chemicznych deklarowanych przez producenta
|
Możliwa nieznaczna zmiana wyglądu po 2 miesiącach działania agresywnego roztworu
|
|
Odporność na ługujące działanie wody
|
Brak wykwitów po miesiącu działania wody
|
|
Stan zbrojenia w zaprawie uodpornionej wgłębnie 3)
|
Pasywny
|
|
Zawartość jonów chlorkowych rozpuszczalnych w wodzie 3)
|
Nie więcej niż 0,05%
|
|
1) W odniesieniu do próbek kontrolnych z betonu lub zaprawy cementowej.
2) Badanie wykonywane w przypadku deklarowanego stosowania uodpornionych wyrobów lub zapraw cementowych w warunkach zewnętrznych.
3) Badanie wykonywane w przypadku deklarowanego stosowania wyrobów do uodporniania wgłębnego konstrukcji żelbetowych.
|
|
Tab. Wymagania ITB stawiane wyrobom do uszczelnienia betonów i zapraw cementowych krystalizacją
Sposób badania przepuszczalności wody pod zwiększonym ciśnieniem polega na poddaniu uodpornionych wgłębnie próbek zapraw lub betonów działaniu wody pod ciśnieniem 0,1 MPa przez 24 godziny. Ciśnienie zwiększa się o 0,1 MPa co 24 godziny. Wynikiem badania jest największe ciśnienie, przy którym nie nastąpił przeciek. Podobnie bada się efektywność uszczelnienia wgłębnego. Obciążeniu wodą pod ciśnieniem poddaje się tylko wstępnie zarysowane próbki betonów lub zapraw (szerokość rozwarcia rys nie większa niż 0,3 mm, sposób przykładania obciążenia i interpretacja wyników jak wyżej).
Warto zwrócić uwagę, że jest to sposób badania nie szczelności, lecz wodonieprzepuszczalności betonu zabezpieczonego krystaliczną zaprawą uszczelniającą. Ta bardzo istotna różnica często umyka uwadze projektantów czy wykonawców. Oznacza to, że sposób działania nałożonej warstwy krystalicznej zaprawy uszczelniającej nie jest tożsamy z zachowaniem się np. szlamu uszczelniającego czy masy KMB. Szlam, masa KMB czy nawet hydroizolacja rolowa po obciążeniu powierzchni wodą będą mokre jedynie na powierzchni. A zatem podłoże zabezpieczone hydroizolacją będzie suche, nie ma ono bowiem kontaktu z wodą. Natomiast beton zabezpieczony krystaliczną zaprawą uszczelniającą jest narażony na bezpośredni kontakt z wodą, zaczyna się on zachowywać jak tzw. beton wodonieprzepuszczalny. Woda jest w stanie wniknąć w element na pewną głębokość, nie jest natomiast w stanie przedostać się przez element, jeżeli nie ma w nim rys czy pęknięć. Stosując krystaliczne zaprawy uszczelniające, w rzeczywistości nie wykonujemy powłoki hydroizolacyjnej w powszechnym tego słowa znaczeniu, lecz znacznie redukujemy zdolność betonu do transportu wilgoci. A zatem przy stosowaniu tego typu materiałów należałoby stosować się do wszelkich wymogów, które muszą być spełnione przy wykonywaniu konstrukcji z betonów wodonieprzepuszczalnych.
Tego typu materiały posiadają także zdolność do uszczelniania rys i pęknięć powstałych już po nałożeniu materiału uszczelniającego, jeżeli ich szerokość nie przekracza 0,3–0,4 mm, przy czym na zasklepienie rysy potrzeba nawet kilkudziesięciu dni (fot. 3).
a)
b)
c)
Fot. 3. Sposób uszczelniania się rysy w podłożu powstałej po nałożeniu krystalicznej zaprawy uszczelniającej: a) po 4 godz. od powstania rysy; b) po 4 dniach od powstania rysy; c) po 28 dniach od powstania rysy (fot. Schomburg)
Krystaliczne zaprawy uszczelniające oferowane są na rynku przez przynajmniej kilka firm. Dostępne są zarówno pojedyncze produkty (zaprawy uszczelniające nanoszone ręcznie lub natryskowo), jak i systemy składające się z krystalicznej zaprawy uszczelniającej (nakładanej na powierzchnię) i krystalicznej zaprawy reprofilacyjnej (do wykonywania faset, wyobleń i napraw podłoża) oraz mocno rozbudowane systemy, w których skład wchodzą zaprawy do aplikacji powierzchniowych, dodatki uszczelniające do betonów i zapraw, posypki na świeży beton, zaprawy naprawczo reprofilacyjne, tamponażowe zaprawy uszczelniające przecieki punktowe i liniowe, preparaty przyspieszające tworzenie się struktur krystalicznych czy też służące do pielęgnacji. Inna sprawa, że niektóre z tych materiałów, dla celów marketingowych, mogą być (w obrębie oferty tej samej firmy) oferowane pod różnymi nazwami do różnych zastosowań. Niektóre firmy z kolei ograniczają zastosowania krystalicznych zapraw tylko do zabezpieczenia powierzchni narażonych na stały kontakt z wilgocią oraz nieprzeznaczonych do późniejszego pokrycia innymi materiałami (innymi słowy, uszczelnienie krystaliczne musi być ostateczną warstwą). Takie podejście też ma swoje uzasadnienie. Uszczelnienie krystaliczne jest aktywne tylko w obecności wilgoci/wody. Z kolei wytworzone struktury krystaliczne powodują, że powierzchnia betonu jest nienasiąkliwa (i gładka), co powoduje problemy z przyczepnością następnych warstw. Nie można więc bezkrytycznie wykonywać kolejnych warstw (np. tynków czy wymalowań) na uszczelnionych powierzchniach.
a)
b)
c)
Rys. 1. a) Schematyczne oddziaływanie wody na niezabezpieczoną powierzchnię betonu
b) Sytuacja po nałożeniu warstwy krystalicznej zaprawy uszczelniającej, na czerwono pokazano struktury krystaliczne wnikające w betonowe podłoże
c) Obciążenie wodą uszczelnionego podłoża, rozbudowane zespoły kryształów nie pozwalają wodzie na penetrację w podłoże (rys. Schomburg)
Przy prawidłowej aplikacji i pielęgnacji struktury krystaliczne wykształcają się w ciągu 20–25 dni. Aplikacja kolejnych warstw może więc nastąpić albo bezpośrednio po nałożeniu zaprawy uszczelniającej, albo po całkowitym związaniu zaprawy. Wymalowania wymagają odczekania przynajmniej 25–30 dni, poza tym podłoże zaleca się przemyć roztworem 5-procentowego kwasu solnego i obficie spłukać wodą. Rodzaj możliwych do zastosowania farb i sposób przygotowania podłoża należy skonsultować z producentem i dodatkowo przeprowadzić próby.
W przypadku tynków nakładanych po tym okresie lub później konieczne może być dodatkowe uszorstnienie powierzchni, zastosowanie siatki drucianej itp. Lepszym rozwiązaniem może być nałożenie tynku na związaną, lecz nie do końca stwardniałą zaprawę uszczelniającą (przeciętnie po ok. 24 godzinach, choć czas ten w zależności od warunków cieplno–wilgotnościowych i zaleceń producenta może się różnić). Stosuje się do tego cementową zaprawę (bez dodatku wapna), którą należy nakładać warstwą grubości 6–8 mm. Po odczekaniu 24 godzin nakłada się drugą warstwę, która nadaje jej zadaną grubość.
Należy tu podkreślić, że nie można w każdym przypadku zagwarantować bezproblemowej współpracy zapraw krystalicznych z materiałami i warstwami wykończeniowymi. Decyzje o pokryciu kolejnymi warstwami tego typu uszczelnień należy zawsze konsultować z producentem systemu uszczelniającego i dodatkowo przeprowadzić próby.
mgr inż. Maciej Rokiel
Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa, Wrocław
Literatura
1. M. Rokiel, Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce, wyd. II, Dom Wydawniczy, Medium 2009.
2. Praca zbiorowa, Warunki techniczne wykonania i odbioru robót. Poradnik projektanta, kierownika budowy i inspektora nadzoru, Verlag Dashofer, 2009.
3. ZUAT-15/VI.21/2005 Wyroby do uszczelniania betonów i zapraw cementowych krystalizacją wgłębną, ITB, 2005.
4. PN-EN 206-1:2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
5. Materiały firm Schomburg, Penetron, Xypex.
