Woda, a raczej jej nadmiar jest czynnikiem powodującym największe zagrożenie dla obiektów budowlanych. Niniejszy artykuł ma dwa podstawowe cele: prezentację oraz analizę skuteczności metod umożliwiających wykonanie izolacji wtórnych.
Woda, a raczej jej nadmiar jest czynnikiem powodującym największe zagrożenie dla obiektów budowlanych. Niniejszy artykuł ma dwa podstawowe cele: prezentację oraz analizę skuteczności metod umożliwiających wykonanie izolacji wtórnych.
Woda, a raczej jej nadmiar jest czynnikiem powodującym największe zagrożenie dla obiektów budowlanych. Wprowadzana na wiele sposobów z czasem staje się przyczyną wielu niekorzystnych zjawisk, a jej usunięcie poważnym problemem.
Rodzaj, miejsce i charakter zawilgocenia wiąże się przede wszystkim ze źródłami wilgoci. Dlatego zawsze trzeba ustalić przyczynę zawilgocenia.
Źródłem wody w budynków mogą być: opady atmosferyczne, kapilarnie podciąganie wód gruntowych, kondensacja pary wodnej, awarie instalacji oraz procesy technologicznie związane z wznoszeniem obiektu.
W prawidłowo wykonanym budynku nadmiar wody wprowadzony podczas procesów technologicznych odsycha w czasie kilku pierwszych lat eksploatacji. Elementy znajdujące się poniżej poziomu terenu – fundamenty, ściany piwnic, posadzki – zagrożone są przede wszystkim wodą z opadów oraz wodą podciąganą kapilarnie. Ściany zewnętrzne ponad powierzchnią terenu oraz dachy – wodą z opadów oraz wilgocią pochodzącą z kondensacji pary wodnej wewnątrz budynku.
Awarie instalacji powodują zawilgocenia miejscowe, najczęściej w bezpośrednim sąsiedztwie uszkodzeń. Usuwanie zawilgocenia jest oczywiście związane z charakterem jego powstania. Najtrudniejsze i najkosztowniejsze jest usuwanie wody z murów zawilgoconych w partiach podziemnych, szczególnie na skutek procesów kapilarnego podciągania. Wymaga to bowiem założenia izolacji poziomej, a więc przecięcia drogi przenikania wody w murze.
Nadmierne zawilgocenie powoduje w budynkach wiele niekorzystnych zjawisk. W zawilgoconych budynkach następuje przyspieszona destrukcja materiałów budowlanych i elementów wyposażenia, rozwijają się procesy korozji biologicznej i chemicznej, następuje obniżenie komfortu cieplno-wilgotnościowego, wzrastają koszty eksploatacji, zawilgocenie wpływa również negatywnie na nasze samopoczucie i zdrowie. Dlatego też nie należy dopuścić do nadmiernego zawilgocenia budynków, a jeżeli już tak się stanie, to konieczne jest wykonanie prac osuszających.
Przez osuszanie należy rozumieć szereg zabiegów mających na celu obniżenie wilgotności muru do poziomu „bezpiecznego”. Podstawowe działania tego procesu to: usunięcie źródła zawilgocenia, wykonanie izolacji, osuszenie murów oraz odprowadzenie wilgoci pochodzącej z osuszania.
W dalszej części artykułu, z uwagi na złożoność problemu, szczególny nacisk zostanie położony na sam proces wprowadzania izolacji.
Rodzaje izolacji wtórnych
Wtórne izolacje podzielić można na dwie grupy. Do grupy pierwszej należą metody, które polegają na mechanicznym wprowadzeniu warstwy izolacji tradycyjnej. Wykorzystywane są materiały bitumiczne, z tworzyw sztucznych oraz blachy stalowe powlekane lub też z metali kolorowych. Poszczególne metody różnią się sposobem wprowadzenia warstwy izolacyjnej w istniejący mur.
Do grupy drugiej należą metody, w których przepona izolacyjna powstaje na skutek wprowadzenia w strukturę muru odpowiednich środków chemicznych. Ich zadaniem jest tworzenie w wyniku określonych reakcji chemicznych nieprzepuszczalnej dla wilgoci przepony w murze.
{mospagebreak} Metody mechaniczne
Podstawową zaletą pierwszej grupy metod jest skuteczność odcięcia dopływu wody oraz trwałość. Jednak wykorzystanie tego typu rozwiązań wymaga spełnienia wielu warunków, co w znacznym stopniu ogranicza ich stosowanie. Do grupy metod mechanicznych zalicza się:
Odcinkowe wykonanie izolacji, polegające na rozbieraniu odcinków muru, wykonywaniu izolacji i uzupełnianiu muru. W ten sposób cały budynek może być odcięty od wody warstwą izolacji.
Podcinanie murów z zakładaniem izolacji. Polega odsłonięciu dolnej partii muru i podcięciu go,
a następnie wciśnięciu w szczelinę materiału izolacyjnego. Podcinanie (ręczne lub mechaniczne) odbywa się fragmentami, tak by nie naruszyć stateczności muru. Jako izolacja stosowane są blachy, płyty z PCW lub materiały bitumiczne.
Udarowe wciskanie blach izolacyjnych – wbijanie blach w spoiny pomiędzy cegłami lub kamieniami za pomocą urządzeń pneumatycznych. Zależnie od rodzaju ściany oraz twardości materiałów blachę można wprowadzać nawet w przypadku grubych zabytkowych murów. Ciągłość izolacji zapewniają tzw. zamki na krawędziach arkuszy. Metoda ta daje bardzo dobre wyniki w przypadku murów z cegły. Warunkiem jest regularna spoina pozioma,
w którą wciskana jest blacha.
Fot. 1. Rząd otworów przygotowanych do iniekcji. Fot. Autora
Fot. 2. Iniektory przygotowane do wprowadzenia preparatu w przegrodę. Fot. Autora
Wszystkie trzy wymienione metody posiadają wspólną wadę. Jest nią konieczność głębokiej ingerencji w mur. W przypadku pierwszych dwóch dodatkowymi problemami są: pracochłonność wykonania i osiadanie murów nad wykonaną izolacją. Niewielkie przemieszczenia wprawdzie nie wpływają na statykę obiektu, ale prowadzić mogą do zarysowywań w miejscu łączenia odcinków, którymi wykonywano prace. W drugiej i trzeciej metodzie istnieje konieczność szerokiego podejścia do muru, co bywa problemem w pracach na dużej głębokości lub w zwartej zabudowie.
Metody chemiczne
Fot. 3. Uzdrowisko Nałęczów. Wyremontowana elewacja frontowa budynku Starych Łazienek.
Fot. Autora
Drugą grupę metod stanowią iniekcje, czyli metody polegające na wytworzeniu przepony blokującej kapilarne podciąganie wody. Przepona powstaje dzięki wprowadzeniu do muru preparatu, którego zadaniem jest zhydrofobizowanie ścianek porów i kapilar lub ich uszczelnienie.
Hydrofobizacja polega na zmianie kapilarnego kąta zwilżania kanalików, którymi transportowana jest woda, dzięki czemu jej podciąganie ustaje. Z kolej uszczelnianie polega na zmniejszaniu średnic kapilar i porów, co również ogranicza kapilarny transport wody.
Preparat odpowiedzialny za stworzenie przepony wprowadzany jest do muru rzędami otworów, nawiercanych co kilkanaście centymetrów. Średnice, głębokości, kąt nachylenia i rozstaw nawiercanych otworów zależą od rodzaju ściany i stosowanej metody. Aby uzyskać skutecznie blokującą wodę przeponę, trzeba dobrać odpowiednio właściwości środka iniekcyjnego, dostosowując go do rodzaj muru, stanu technicznego, porowatości, stopnia zawilgocenia etc.
Metody to mogą być stosowane zarówno w murach mokrych, jak i częściowo osuszonych. Nazewnictwo metod w większości przypadków pochodzi od nazw firm, które produkują środki do hydrofobizacji i uszczelniania. Do najbardziej rozpowszechnionych należą materiały i technologie firm: Schomburg, Remmers, MC-Bauchemie, Izomur, Deiterman, Sto, Ceresit, Webac, Isolit.
Oprócz wyżej wymienionych stosowane są również: Metoda Politechniki Krakowskiej, Termoiniekcji, Termoiniekcji Mikrofalowej, Krystaliczna.
{mospagebreak}Niezwykle istotnym parametrem jest ciśnienie robocze wykonywania iniekcji. W dużej mierze odpowiada ono za efekt wypełniania porów i kapilar w murze. Ze względu na jego wartość wyróżnia się trzy rodzaje iniekcji: grawitacyjną, niskociśnieniową, wysokociśnieniową.
Metody iniekcji grawitacyjnej (bezciśnieniowej) polegają na wlewaniu w otwory preparatu bez zastosowania wspomagających pomp. Preparat stopniowo przenika w mur wokół otworów. Proces ten trwa do momentu, w którym mur przestaje chłonąć środek iniekcyjny. Jednym ze stosowanych rozwiązań jest wprowadzanie preparatów przez perforowane końcówki węży gumowych osadzonych i uszczelnionych w murze. Węże są zakończone lejkiem lub też naczyniem, do którego wlewa się roztwory.
Ciśnienie wywierane przez otwór, zależne od wysokości usytuowania lejka, praktycznie jest niewielkie. Doświadczenia praktyczne wskazują na możliwość wypełnienia tym sposobem makrokapilar o średnicy większej od 0,1 mm, a więc jedynie części porów transportujących kapilarnie wilgoć. Z tego też powodu metoda rozpowszechniona w latach 70. XX wieku obecnie jest stosowana rzadziej.
W odróżnieniu do poprzednich przy iniekcjach ciśnieniowych wykorzystywane są pompy, którymi preparaty wtłaczane są w materiał. Przy wykonywaniu iniekcji metodą niskociśnieniową wykorzystuje się ciśnienie o wartości od 0,2 do 1,5 MPa. Wielkość ciśnienia stosowanego przy iniekcji zależy przede wszystkim od materiału muru oraz jego stanu technicznego i wpływa na dobór sprzętu oraz określa takie parametry jak: wielkość przepływu, średnica otworów, czas iniekcji.
W większości metod najbardziej optymalna jest wartość 1 MPa. Trudno jest przy takim ciśnieniu liczyć na znaczne wypełnienie mikrokapilar o średnicy 0,01-0,1 mm. Mimo to stosowanie iniekcji niskociśnieniowej pozwala na uzyskanie znacznie lepszych efektów niż przy grawitacyjnej. Alternatywą dla iniekcji niskociśnieniowej jest stosowanie znacznie wyższego ciśnienia. W przypadku iniekcji wysokociśnieniowej może ono dochodzić nawet do 10 MPa. Przy ciśnieniu przekraczającym 10 MPa sposób ten może być skuteczny nawet przy wypełnianiu mikrokapilar o średnicy mniejszej niż 0,01 mm.
Przeważnie stosuje się jednak ciśnienie 2-3 MPa. Metoda wysokociśnieniowa, mimo swojej skuteczności, stosowana jest przy wykonywaniu izolacji wtórnych dość rzadko. Sposób ten dotyczy tylko murów o bardzo dużej wytrzymałości mechanicznej. Ogólnie przyjmuje się, że ciśnienie nie powinno być większe niż 1/3 wytrzymałości materiału na ściskanie, jednak w celu uzyskania większego niż 50% wypełnienia porów wartość tę praktycznie przekracza się.
W murach starych, z którymi najczęściej mamy do czynienia podczas wykonywania prac, iniekcja wysokociśnieniowa może spowodować lokalne zniszczenie słabej zaprawy wapiennej lub cegły. W zamieszczonej niżej tabeli przedstawione zostały podstawowe informacje dotyczące 11 metod wykonywania izolacji wtórnych metodami iniekcji. Tabela zawiera dane dotyczące: stosowanego preparatu i jego zużycia; rodzaju iniekcji oraz ciśnienia roboczego; średnicy, rozstawu, głębokości i kąta nachylenia otworów.
Metoda (Firma*) Środek iniek-
cyjny Rodzaj
iniekcji Śr. otwo-
rów [mm] Roz-
staw otwo-
rów [mm] Kąt nachy-
lenia otwo-
rów Głębo-
kość otwo-
rów Zuży-
cie
Sposób
iniekcji Ciś-
nienie [MPa]
Schom-
burg Aquafin
– F
grawi-
tacyjna
–
30
max co 15
30-45o
Gr. muru minus 5 cm
15 kg/m2 prze-
kroju pozio-
mego muru
ciśnie-
niowa
1,0
18
10 –
12,5
30o
Aguafin
– SMK
grawi-
tacyjna
–
30
max co 15
30-45o
1,5-
2,0 l/m2 prze-
kroju pozio-
mego muru
ciśnie-
niowa
1,0
18
10-12,5
30o
Ceresit
Henkel Ceresit
CO 81
grawi-
tacyjna
–
30
12
30-45o
Gr. muru minus 5 cm
–
niskociś-
nieniowa
0,2-0,7
12-18
8-12
0-30o
Webac Webac 1401
ciśnie-
niowa
większe niż 5,0
14
15-25
max 45o
3/4 gr. muru
4,5 kg/mb muru gr. 20 cm
Webac 1403
Webac 1404
Deiter-
man Adexin
HS
grawi-
tacyjna
–
30
10-12
25-45o
Gr. muru minus 5 cm
6–10 l/m muru gr. 30 cm
niskociś-
nieniowa
1,0
12
max co 15
pozio-
mo
Adexin
HS 2
grawi-
tacyjna
–
30
10-12
25-45o
8–20 l/m muru gr. 40 cm
niskociś-
nieniowa
1,0
12
max co 15
pozio-
mo
Rem-
mers Aida
grawi-
tacyjna
–
30
10-12
25-45o
Gr. muru minus 5 cm
4,0 kg/m ściany gr. 24 cm
Kiesol
niskociś-
nieniowa
0,4-0,8
18
12
pozio-
mo
ISOLIT ISOLIT-
Kiesel-
saure
ciśnie-
niowa
–
20-25
7 szt. na 1mb ściany
20o
80% gr. muru
2,5 kg/mb muru gr. 30 cm
MC–
Bauche-
mie Oxal
HSP
grawi-
tacyjna
–
min 20
10
30-45o
5–10 cm mniej niż gr. muru
1,6 –3,2 kg/m ściany gr. 10 cm
niskociś-
nieniowa
1,0
18
10-12
Oxal
HSP–ME
grawi-
tacyjna
–
min 20
10
2,0 –4,0 l/m ściany gr. 10 cm
niskociś-
nieniowa
1,0
18
10-12
STO Sto-
Murisol
grawi-
tacyjna
–
18-20
10-12
10-15o
Gr. muru minus 5 cm
–
Micro
Metoda
termoiniekcji
ciśnie-
niowa
–
20
około 17 na 1mb
30-45o
Gr. muru minus 15 cm
–
IZOMUR Izomur
grawi-
tacyjna
–
18- 23
25
<15o
3/4 gr.
–
Metoda
iniekcji
krystalicznej
grawi-
tacyjna
–
20
8-15
15-30o
Gr. muru minus 15 cm
–
* Większość nazwy metod podchodzi od nazw firm, które produkują środki lub urządzenia stosowane do uszczelniani lub hydrofobizacji murów.
Ocena skuteczności
Fot. 4. Uzdrowisko Nałęczów. Budynek Starych Łazienek. Ściana wewnętrzna po przeprowadzeniu prac remontowych. Fot. Autora
Dokonanie jednoznacznej oceny skuteczności poszczególnych metod nie jest łatwe. Wynika to z faktu, że każdy przypadek zawilgoconego budynku jest inny, każdy powinien być traktowany indywidualnie. W wielu przypadkach na negatywną ocenę działania danej metody wpływ ma nie sam materiał przepony, ale jej błędne projektowanie lub też wykonawstwo. Równie częste są również przypadki braku kompleksowości prac i kompatybilności użytych materiałów.
{mospagebreak}Jak wspomniano wcześniej, podstawową zasadą, która powinna obowiązywać przy wszystkich pracach związanych z usuwaniem nadmiernego zawilgocenia w budynkach, jest właśnie kompleksowość.
Wykonanie tylko izolacji wtórnej (większość metod) nie rozwiązuje jeszcze problemu, mur nadal przecież jest „mokry”. Dlatego tak ważne jest – już na etapie doboru metody – uwzględnienie i rozwiązanie następujących problemów:
likwidacji źródła zawilgocenia
warunkowo wstępnego osuszenia muru w pasie zakładanej przepony
osuszenia murów po wykonaniu przepony izolacyjnej
odprowadzenia wody z osuszanych murów.
Kompleksowe podejście oznacza także bardzo dokładną analizę wszystkich czynników związanych z zawilgoceniem. W praktyce może się dzięki temu okazać, że kosztowne wykonanie izolacji w istniejącym murze nie jest wcale potrzebne. Czasami wystarczy odpowiednie zabezpieczenie przed wodami atmosferycznymi, np. odpowiednie ukształtowanie terenu, wykonanie drenażu. Kompleksowość polega również na kontynuacji pewnych prac już po zakończeniu osuszania przez specjalistyczną ekipę.
Po wykonaniu izolacji mur będzie wysychał przez kilka lat – zależy to od zastosowanej metody, materiału i konstrukcji muru, warunków klimatycznych oraz mikroklimatycznych. Dlatego trzeba zapewnić w budynku skuteczną wentylację pomieszczeń, a czasami konieczne jest dodatkowe wspomaganie naturalnej wentylacji (gorące powietrze, mikrofale, promienie podczerwone). W pewnych przypadkach bez takiego „dosuszenia”, kosztowne metody zabezpieczeń nie przyniosą spodziewanych efektów.
Odrębnym problemem jest fakt, że poszczególne firmy i wykonawcy po prostu konkurują ze sobą i nie są zainteresowani w obiektywnym ujawnieniu słabych stron ich rozwiązań. Sytuację tę potęguje szybki postęp w zakresie rozwoju technologii i materiałów stosowanych w tych pracach.
Uwagi końcowe
Reasumując, trzeba podkreślić, że problem zawilgocenia w budynku jest złożony i trudny do rozwiązania. Gwarantem sukcesu podczas prac osuszeniowych jest wykonanie przepony. Bez odcięcia muru od wilgoci jakiekolwiek działania są w gruncie rzeczy nieefektywne. Problemem staje się właściwy dobór metody oraz jej właściwe wykonanie.
Badania wykazują, że przepony wykonywane metodami chemicznymi są skuteczne. Niestety wiele błędów popełnianych podczas ich projektowania i wbudowywania oraz innych prac mających wspomagać działanie systemu prowadzi niekiedy do negatywnej oceny samej przepony. Mimo wysokiej ceny wykonania metra kwadratowego, nie zawsze zadowalających wyników izolacje wtórne wykonywane metodami chemicznymi często są jedynym rozwiązaniem w obiektach istniejących.
Jednoznaczne stwierdzenie, która z metod daje najlepsze wyniki, jest niezwykle trudne. Duża różnorodność parametrów, które należy uwzględnić przy projektowaniu i wykonawstwie, sugeruje zachowanie daleko posuniętej ostrożności przy przenoszeniu sprawdzonych na jednym obiekcie rozwiązań na inne.
mgr inż. Maciej Trochonowicz
Politechnika Lubelska
ZAMÓW PRENUMERATĘ
Artykuł zamieszczony
w „Inżynierze budownictwa”,
czerwiec 2007 r.
