Poniższy artykuł opracowano w oparciu o stan prawny obowiązujący w momencie powstania tego artykułu.
Redakcja nie gwarantuje aktualności tekstu w okresie późniejszym, jak również nie ponosi odpowiedzialności za ew. stosowanie się do zawartych w nim zaleceń.

Krystaliczne zaprawy uszczelniające (cz.I)

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.

 

Znany jest podział na tzw. izolację lekką (przeciwwilgociową), średnią oraz ciężką (przy stałym obciążeniu wodą pod ciśnieniem). I klasyfikacja ta nadal pozostaje aktualna. Wadą materiałów starszej generacji było przyporządkowanie ich konkretnemu obciążeniu wilgocią. Oznacza to, że „zamiana” na budowie izolacji przeciwwilgociowej w przeciwwodną była nie tylko bardzo trudna, ale nierzadko wręcz niemożliwa. I nie wynikało to tylko z konieczności przyjęcia innego układu konstrukcyjnego obiektu, lecz z właściwości samych materiałów.

 

Pewną zmianę zapoczątkowało pojawienie się materiałów typu szlamy i masy KMB. Mogły one (w zależności od grubości i ilości nałożonych warstw) stanowić izolację przeciwwilgociową albo przeciwwodną. Jednakże nadal były to materiały powłokowe, co prawda bezszwowe, co znacznie ułatwiało uszczelnienie tzw. trudnych i krytycznych miejsc (np. przejścia rur instalacyjnych, krawędzie itp.), lecz mechaniczne uszkodzenie ciągłości powłoki prowadziło nieuchronnie do przecieku.

 

Wad tych pozbawione są tzw. krystaliczne zaprawy uszczelniające (KZU). Są to materiały do uszczelniania betonu w strukturze. Nie są więc powłoką uszczelniającą, integrują się z podłożem, mogą być dodawane do betonu także w postaci domieszek. 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÷4μm) pozwala im wnikać w kapilary i pory betonu uszczelniając je jednakże przed wnikaniem wody (pojedyncze kryształy są mniejsze od rozmiarów cząsteczki wody), natomiast ich igiełkowaty kształt powoduje, że tworzą one matrycę pozwalająca na dyfuzję pary wodnej.

 

Kryształy tworzące się wewnątrz porów i kapilar w betonie

 

Schematyczny sposób działania zapraw uszczelniających nakładanych na powierzchnię pokazują rysunki 1÷3. Rysunek 1 pokazuje schematycznie oddziaływanie wody na niezabezpieczoną powierzchnię betonu. Rysunek 2 przedstawia sytuację po nałożeniu warstwy krystalicznej zaprawy uszczelniającej. Na czerwono pokazano struktury krystaliczne wnikające w betonowe podłoże. Rysunek 3 pokazuje przypadek obciążenia wodą uszczelnionego podłoża; rozbudowane zespoły kryształów nie pozwalają wodzie na penetrację w podłoże.

 

  
Rys. 1 Rys. 2 Rys. 3

 

Działanie uszczelniające tego typu zapraw występuje także przy negatywnym (a więc od strony podłoża) parciu wody.

 

Krystaliczne zaprawy uszczelniające występują najczęściej w kilku odmianach:

  1. jako zaprawa do powierzchniowej aplikacji, nakładana na odpowiednio przygotowane podłoże ręcznie lub natryskowo,
  2. jako dodatek do masy betonowej umożliwiający uszczelnienie betonu w całym przekroju poprzecznym (w sposób strukturalny),
  3. jako zaprawa naprawcza o krystalicznych własnościach uszczelniających, stosowana do wypełniania i uszczelniania rys, pęknięć, wypełniania ubytków, wykonywania faset, wyobleń itp.
  4. jako szybkowiążąca zaprawa tamponażowa do uszczelniania miejscowych (punktowych) przecieków wody, także pod ciśnieniem.

 

Uzupełniającymi składnikami systemu mogą być preparaty płynne (środki pielęgnujące nakładane 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.

 

Należy jednakże zaznaczyć, że KZU nie są pozbawione wad.

Po pierwsze – tworzenie się struktur krystalicznych wymaga czasu (przy prawidłowej aplikacji i pielęgnacji struktury krystaliczne wykształcają się w ciągu 20÷25 dni).

Po drugie – zdolność zasklepiania (nie mostkowania) rys jest ograniczona do 0,3÷0,4 mm.

Po trzecie – dużym problemem jest uszczelnienie przejść rurowych, dylatacji i innych tzw. trudnych i krytycznych miejsc (wymaga to czasami skomplikowanych zabiegów technologicznych).

Wytworzone struktury krystaliczne powodują, że powierzchnia betonu jest nienasiąkliwa, co powoduje problemy z przyczepnością następnych warstw. Nie można więc bezkrytycznie wykonywać kolejnych warstw (np. tynków czy wymalowań) na uszczelnionych powierzchniach, gdyż nie w każdym przypadku da się zagwarantować bezproblemową współpracę 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.

 

Sposób uszczelniania się rysy w podłożu po nałożeniu krystalicznej
zaprawy uszczelniającej – fot. Schomburg

  
po 4 godzinach po 4 dniach po 56 dniach

 

Te niedogodności związane z krystalicznymi właściwościami tego typu materiałów rekompensują jednak inne ich zalety. Krystaliczne zaprawy uszczelniające mogą być stosowane na wilgotne podłoża, nie wymagają specjalnych sposobów jego przygotowania jak również warstwy ochronnej przy zasypywaniu wykopów lub obsypywaniu uszczelnionej powierzchni. Cechują się bardzo wysoką wodoszczelnością (rzędu 13 barów i więcej), mogą być stosowane zarówno dla parcia wody dodatniego jak i negatywnego, nie wymagają zakładów. Nie ma przeszkód, aby stosować je po stronie wewnętrznej uszczelnianego obiektu. Te zalety, w połączeniu z innymi cechami (takimi jak chemoodporność, zmniejszenie podatności betonu na karbonatyzację, ochrona przed chlorkami) pozwalają na szerokie zastosowanie tego typu materiałów. Oczywiście sposób zastosowania i aplikacji musi zostać starannie przemyślany. Niedopuszczalne jest bezkrytyczne zastępowanie innych materiałów hydroizolacyjnych zaprawami krystalicznymi. Trzeba tu wziąć pod uwagę:

  • rozwiązanie projektowe i sposób wykonstruowania detali (w tym przejść technologicznych instalacji technicznych przez warstwy hydroizolacyjne),
  • szczegóły i sposoby połączeń w miejscach przejść izolacji poziomych w pionowe,
  • uszczelnienia włazów, przepustów itp.,
  • poprawność określenia warunków wodnych,
  • stan podłoża, na którym aplikowany jest materiał izolacyjny (rysy, kawerny, nośność podłoża, wielkości pól dylatacyjnych),
  • dokładność wykonania złączy dylatacyjnych konstrukcji (w zależności od zakładanej ich odkształcalności oraz ich kształtu),
  • możliwości aplikacyjne w konkretnym obiekcie,
  • równość podłoża,
  • możliwość ścisłego przestrzegania warunków aplikacji (wilgotności, czasu wiązania) itp.

 

Cechą odróżniającą uszczelnienie krystaliczne jest jego trwałość. Teoretycznie jest ona porównywalna z trwałością uszczelnianej konstrukcji. Nanokryształy stają się integralną częścią uszczelnianej konstrukcji; nie można ich zniszczyć, usunąć, zeskrobać, skuć, przeciąć, przedziurawić czy wypłukać.

 

Inną ważną cechą tak zabezpieczonego betonu jest nadanie mu pewnych cech chemoodporności. Po uszczelnieniu beton jest generalnie odporny na agresywne media o pH od 3 do 11, przy czasowym obciążeniu nawet dla zakresu pH od 2 do 12 (należy tu jednak sprawdzić zalecenia producenta stosowanego materiału), co pozwala na stosowanie tego typu zapraw uszczelniających do zabezpieczenia powierzchni zbiorników w komunalnych oczyszczalniach ścieków. Strukturalne uszczelnienie betonu uniemożliwia bowiem przenikanie do jego wnętrza nie tylko wody, ale i agresywnych substancji. Dodatkowym, pozytywnym skutkiem jest zabezpieczenie stali przed korozją (nie dochodzi do spadku wartości pH otuliny), a sam beton jest zabezpieczony przed różnymi rodzajami korozji. Z drugiej strony tego typu zaprawy są nietoksyczne, nie zawierają rozpuszczalników oraz nie wydzielają zapachów i par. Potwierdzają to atesty PZH obecnych na rynku zapraw uszczelniających pozwalające na stosowanie ich do uszczelnień zbiorników na wodę pitną. Krystaliczne uszczelnienie jest ponadto niewrażliwe na temperaturę (odporność termiczna jest taka sama jak dla betonu) oraz niewrażliwe na promieniowanie UV.

 

Zaprawy te stosowane są przede wszystkim tam, gdzie mamy do czynienia ze stałym obciążeniem wodą lub wilgocią. Będą to:

  • oczyszczalnie ścieków
  • zakłady uzdatniania wody
  • elektrownie
  • ciepłownie
  • instalacje wodociągowe
  • kanały i studzienki ściekowe
  • zapory i jazy
  • budowle hydrotechniczne
  • zbiorniki retencyjne
  • zbiorniki wody pitnej
  • chłodnie kominowe
  • garaże podziemne
  • tunele
  • szyby windowe
  • silosy
  • zagłębione w gruncie elementy budynków i budowli
  • fundamenty
  • mury oporowe
  • akwaria
  • baseny

 

Krystaliczne zaprawy uszczelniające mogą być stosowane do:

  • wykonywania izolacji przeciwwilgociowych i przeciwwodnych
  • wykonywania izolacji także przy negatywnym obciążeniu wodą pod ciśnieniem
  • uszczelniania przerw technologicznych przy betonowaniu elementów (konstrukcji) monolitycznych
  • tamowania przecieków powierzchniowych, liniowych i punktowych, także przy wypływie wody pod ciśnieniem
  • wykonywania powłok ochronnych w warunkach oddziaływania ciekłych środowisk agresywnych o średnim stopniu agresywności (klasy ekspozycji XA1 i XA2 wg PN-EN 206-1:2003[1])

 

Niektóre firmy polecają tego typu materiały także do uszczelnień basenów, murów, wykonywania wtórnych izolacji poziomych metodą iniekcji, zabezpieczeń cokołów oraz elementów mostów i wiaduktów.

 

 


[1] PN-EN 206-1:2003 Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność