6.4.1.7
Krystalizační hydroizolace
Ing. Bohumír Číhal
Výběr vhodné hydroizolace se provádí z dostupných technologických systémů, povlakových či bezpovlakových. Povlakové systémy vytvářejí kolem chráněných prostor souvislou a celistvou, pro vodu nepropustnou vrstvu. Bezpovlakové systémy jsou založeny na jiných principech. Jedním z nich jsou systémy založené na využití krystalizačních prostředků.
Funkční princip
Všechny krystalizační hydroizolace používají stejný funkční princip. Jeho základem je chemická reakce, která vyvolá v pórovém systému betonu dodatečný krystalizační proces (katalytická reakce), jehož důsledkem je zaplnění prakticky všech kapilárně aktivních pórů betonu speciálními krystaly.
Obr. č. 1: Grafické znázornění účinku krystalizace betonu
Tento proces probíhá vždy v celé struktuře betonu, a to i v případě aplikace formou nátěru nebo vsypu. Nezbytnou podmínkou procesu dodatečné krystalizace je přítomnost vody v kapilárních pórech betonu po určitou minimální dobu, která je potřebná k tomu, aby dodatečná krystalizace proběhla v dostatečném rozsahu. Proto je výhodné použít systém v podmínkách, kde je konstrukce dotována vodou (čím více se snaží voda prosakovat, tím více se zaplňují póry krystaly), například pro sanaci starších betonových konstrukcí (ve formě nátěru), které vykazují neustálé známky plošného průsaku.
Základním produktem chemické reakce vyvolané krystalizační látkou ve struktuře betonu je krystal vyplňující kapilární pór. Po aplikaci krystalizační látky vyrůstá krystal v kapilárních pórech obsahujících vodu, přičemž vodu spotřebuje během vlastního růstu. Tak zcela zaplní pór a znemožní v budoucnu transport vody pórovým systémem.
Obr. č. 2: Beton neošetřený a ošetřený krystalizační stěrkou
Principy použití krystalizačních hydroizolací
NahoruKrystalizační prostředky
Silikátové hydroizolační materiály využívající účinky krystalizačních prostředků jsou relativně novým typem hydroizolačních materiálů. Krystalizační prostředky jsou kompozitní směsi portlandského cementu, velmi jemného křemičitého písku a chemických přísad. Po styku s vlhkým betonem aktivní chemické látky migrují do pórového a kapilárního systému betonu, kde dochází ke katalytické reakci všech zúčastněných složek, jejímž produktem je tvorba nerozpustných vláknitých krystalů. Ty vznikají právě v pórech a kapilárách a tím dochází k utěsňování betonu ve všech směrech. Výsledné hydroizolační vlastnosti tohoto systému jsou velmi dobré, jsou však závislé na kvalitě provedení a zejména na následném ošetřování betonu.
Krystalizační látky jsou schopné zpravidla zacelit stávající trhliny v betonu až do šířky cca 0,4 mm, nemají však vliv na trhliny nově vzniklé. Proto nejsou vhodné tam, kde lze očekávat větší deformace konstrukce, dochází k vzniku trhlin a trvalým dilatačním pohybům. Rozdíly mezi jednotlivými krystalizačními prostředky spočívají převážně v druhu a dávkování chemických přísad a jemnosti mletí fillerů, což se projevuje zejména velikostí vznikajících krystalů. Je zřejmé, že lepšího utěsňovacího účinku se dosáhne s menšími krystaly, které proniknou do tenčích kapilár a tedy i hlouběji do betonu (cca až 300 mm pod ošetřený povrch). Větší krystaly působí převážně na povrchu betonu, neodolávají větším tlakům působící vody (zejména při namáhání na odtrh).
Rizikové faktory použití – trhliny, spáry, prostupy
NahoruTrhliny
Vodotěsný beton s krystalizačním materiálem je silikátová stavební konstrukce, která se nechová pružně (na rozdíl od některých povlakových hydroizolací). Proto je náchylná k tvorbě trhlin. Trhliny jsou kritickým místem všech vodotěsných betonů a mohou ohrozit hydroizolační funkci celé konstrukce.
NahoruPříčiny vzniku trhlin
Častou příčinou vzniku trhlin ve vodotěsných betonech může být nesprávné technologické provedení pracovní spáry. V tomto místě nemusí dojít k ideálnímu spojení betonu, v důsledku čehož se může vytvořit trhlina. Vznik trhlin lze omezit dodržením správné technologie (po 6 až 18 hodinách od vybetonování první části konstrukce spáru očistit od cementového kalu a uvolněných zrn a před provedením další vrstvy beton provlhčit a zároveň dodržet určitý časový odstup mezi betonováním sousední části konstrukce). Větší těsnosti spár lze dosáhnout vyžitím speciálních konstrukčních prvků.
Trhliny v betonové konstrukci spodní stavby mohou vznikat nejen vlivem technologie, ale také v průběhu životního cyklu stavby z příčin, které nelze předem předvídat, jako jsou např. nerovnoměrné sedání stavby, dynamické rázy v okolí stavby, nepředpokládané teplotní vlivy apod.
NahoruSanace trhlin
K sanaci všech trhlin, nejen v betonu s krystalizačním materiálem, se používá (kromě jiných způsobů těsnění) jednosložkový rychlotuhnoucí krystalizační tmel. Nevýhodou tohoto systému je neschopnost přizpůsobit se dalším pohybům ve spáře, neboť tmel na silikátové bázi je po zatvrdnutí nepružný. Většina výrobců krystalizačních hydroizolací doporučuje kritické detaily základové vany a dalších konstrukcí spodní stavby preventivně navíc jistit krystalizačním tmelem.
U dodatečných hydroizolací a při opravách vad prováděných s použitím krystalizačních prostředků je třeba vždy dbát na splnění podmínek hydroizolační účinnosti, trvanlivosti, spolehlivosti a dalších hledisek platných pro celou hydroizolační konstrukci podle ČSN P 73 0606, ČSN 73 0600 a norem souvisejících.
Udávané výhody krystalizační hydroizolace
Krystalizační metoda má následující přednosti:
-
izoluje proti tlakové vodě do 7 atm;
-
životnost izolace je stejná jako životnost betonu;
-
nevyžaduje následnou ochrannou vrstvu;
-
zkracuje mokré procesy a tím zrychluje stavbu;
-
jednoduše řeší členitost konstrukcí;
-
zajišťuje odolnost betonu proti proti ropným produktům;
-
odolává tekutinám s hodnotou pH > 5;
-
oproti fóliím je mechanicky neporušitelná, bez oprav a údržby;
-
neuzavírá vlhkost do konstrukce, avšak dovolí betonu dýchat;
-
zacelí vlasové trhliny do 0,4 mm;
-
prodlužuje životnost a odolnost betonové konstrukce a ocelové výztuže;
-
je použitelná pro sanaci starých betonových konstrukcí;
-
aplikace je možná z pozitivní i negativní strany tlaku vody.
Způsoby použití
Silikátové hydroizolační materiály s krystalizačními účinky lze aplikovat na betonovou konstrukci několika způsoby. Konkrétní typ aplikace a tomu odpovídající druh krystalizačního materiálu se volí v závislosti na typu a životním stádiu konstrukce. Dalším kritériem volby je rovněž časové a finanční hledisko. Způsoby aplikace jsou u všech výrobků prakticky shodné (rozdíly jsou jen ve lhůtách, množství složek apod.). Výrobci nabízejí krystalizační prostředky pro čtyři způsoby aplikace formou
-
nátěru či nástřiku,
-
příměsi,
-
vsypu a
-
rychlotuhnoucího tmelu.
Aplikace formou nátěru nebo nástřiku
Nejrozšířenější je aplikace krystalizačních prostředků formou nátěru nebo nástřiku na povrch konstrukce. To je také jediný plošný způsob sanace starších betonových konstrukcí zatížených vlhkostí, který přímo spolupůsobí s původní konstrukcí. Může být použit k sanaci prakticky jakkoliv staré betonové konstrukce. Hloubku prorůstání krystalů udávají výrobci po 14 dnech minimálně 60 až 70 mm. Krystalky jsou schopné překlenout i jemné vlasové trhliny a chyby v betonu do šířky 0,4 mm.
NahoruPostup při aplikaci
Postup při aplikaci krystalizačních materiálů na povrch starších betonových konstrukcí je poměrně jednoduchý. Krystalizační materiál (dodávaný ve formě prášku) se rozmíchá ve stanoveném poměru s vodou. Čím bude větší počet nátěrů, tím se do směsi přidává více vody. Je-li požadován nižší stupeň ochrany (tzn., nepředpokládá se zatížení tlakovou vodou), obvykle postačí aplikovat pouze jeden nátěr. Jestliže se předpokládá zatížení tlakovou vodu (většina případů), aplikují se nátěry dva, u lokálních sanací i více. (Poznámka: Při namáhání konstrukce tlakovou vodou je třeba současně respektovat požadavky a doporučení ČSN P 73 0606 – viz.její Tabulka C1).
NahoruPříprava
Před nanesením připravené směsi na konstrukci je nutné její povrch zbavit nečistot a zajistit, aby byly póry v povrchové vrstvě otevřeny tak, aby do nich mohly po aplikaci krystalizační hmoty prorůstat nově vzniklé krystalické struktury. Toho se dosahuje obvykle zdrsněním povrchu ocelovým kartáčem či jiným abrazivním typem úpravy povrchu. Dále je důležité důkladné provlhčení celého povrchu, neboť utěsňující krystaly tvořené krystalizačními prostředky mohou vzniknout pouze v pórech zcela zaplněných vodou. To je výhodou při sanaci úplně zavlhlých betonových konstrukcí, kde není potřeba povrch vysušovat.
NahoruAplikace
Na takto připravený povrch se aplikuje krystalizační materiál (v potřebných vrstvách) formou nátěru speciálním štětcem nebo nástřikem. Tloušťka nanesené vrstvy bývá obvykle v rozmezí 1 až 1,5 mm v závislosti na konkrétním konstrukčním prvku. Po nanesení začíná kritická fáze celého procesu aplikace.
NahoruOšetřování
Aby mohla proběhnout utěsňující krystalizace v dostatečné míře, je nezbytné povrch s nátěrem po určitou dobu důkladně ošetřovat. Většina výrobců uvádí, že pro zdárný průběh utěsňující krystalizace postačuje ošetřování povrchu podle zásad ošetřování čerstvého betonu uvedených v ČSN EN 206-1 (povrch konstrukce by měl být minimálně 3krát denně vlhčen po dobu 2 dnů tak, aby byl stále vlhký). Tato fáze zrání je z technologického hlediska nejnáročnější a vyžaduje dokonalou pracovní kázeň. Pokud by bylo vlhčení nedokonalé, nebo dokonce opomenuto, mělo by to katastrofální vliv na vodotěsné vlastnosti sanované konstrukce. Je-li ošetřování krystalizační úpravy řádně provedeno, lze již po několika dnech konstrukci vystavit tlaku vody či jiné kapaliny. Přesný časový údaj se u jednotlivých výrobků liší a pohybuje se v rozmezí 5 až 21 dní.
Aplikace formou příměsi
Aplikace krystalizačního materiálu formou příměsi do čerstvé betonové směsi je z principu využitelná pouze pro nové betonové konstrukce. Dochází při tom nejen k úspoře materiálu, ale především k lepším výsledným hydroizolačním vlastnostem betonové konstrukce. Za určitých podmínek lze použít krystalizační příměs i pro sanaci starších konstrukcí (nejen betonových) v případech, kdy sanaci provádíme natorkretováním vrstvy betonu s krystalizační příměsí na povrch konstrukce.
NahoruAplikace
Krystalizační příměs se aktivuje rozmícháním v záměsové vodě, která se smíchá s cementem a kamenivem, nebo se dávkuje v suchém stavu do směsi kameniva bez cementu. Dodržení tohoto technologického postupu je velice důležité, neboť je nutné, aby byla krystalizační příměs v betonu rovnoměrně rozptýlena.
NahoruOšetřování
Po uložení směsi do bednění (nebo natorkretování) nastává, stejně jako u aplikace nátěrem, důležitá fáze procesu – ošetřování čerstvého betonu. Krystalizační příměsi do betonu jsou vytvořeny tak, aby proces dodatečné krystalizace, který ve struktuře betonu vyvolávají, nastal se zpožděním až ve chvíli, kdy je již vytvořena základní struktura cementového tmelu. Proto je i v tomto případě nezbytné ošetřovat beton předepsaným způsobem, neboť v opačném případě by cement spotřeboval během úvodní fáze hydratace téměř veškerou vodu obsaženou v betonu.
Vzhledem k tomu, že ke krystalizaci dochází v celé hmotě betonu, jsou výsledné vodonepropustné vlastnosti lepší než u povrchové aplikace formou nátěru či nástřiku.
Aplikace formou vsypu
Pro vodorovné betonové konstrukce, jako jsou betonové mazaniny, spádové betony apod., je vhodný způsob aplikovat krystalizační hydroizolaci formou vsypu suchého prášku na ještě nezatvrdlý povrch čerstvého betonu. Materiály pro tento typ aplikace nabízejí pouze někteří výrobci. Jedná se v podstatě o upravenou verzi materiálu určeného pro nátěrovou formu aplikace.
Základní podmínkou použití je rovinnost konstrukce. To je dáno technologií aplikace: povrch uloženého čerstvého betonu vodorovné konstrukce se posype krystalizačním materiálem ve formě prášku a poté se tento prášek zapracuje příslušným zařízením (většinou rotační hladičkou s kotoučem) do povrchové vrstvy betonu. Následuje fáze ošetřování betonu podle zásad popsaných u předešlých způsobů aplikace.
Krystalizační rychlotuhnoucí tmely
Krystalizační hydroizolační materiál může být použit také jako jednosložkový rychlotuhnoucí tmel, kterým lze zabránit lokálním průsakům trhlinami v nové i staré betonové konstrukci. Tento tmel vznikne buď smícháním materiálu krystalizační hydroizolace, určené pro nátěrovou aplikaci ve formě prášku s vodou s nižším vodním součinitelem než při přípravě směsi pro nátěr či nástřik, nebo se připravuje ze speciálního k tomu určeného prášku. Tmel je nutno aplikovat nejpozději několik minut po vytvoření. Vždy se používá v kombinaci s nátěrovou krystalizační hydroizolací.
NahoruPostup sanace
Při sanaci průniku vody trhlinou se vyseká v místě trhliny žlábek, jehož povrch se natře krystalizačním nátěrem. Pak se aplikuje rychlotuhnoucí tmel, kterým se žlábek vyplní. Když tmel zatuhne, celé místo se s dostatečnými přesahy opět opatří krystalizačním nátěrem.
Ověření kvality
Silikátové hydroizolační materiály s krystalizačními účinky byly testovány a certifikovány mnoha laboratořemi. Testy byly zaměřeny především na odolnost vzorku betonové konstrukce s aplikovanou krystalizační hydroizolací proti tlakové vodě. Prakticky všechny provedené testy potvrdily základní funkčnost systému: dodatečný krystalizační proces, který tyto materiály vyvolávají ve struktuře betonu, vytvoří vodonepropustnou betonovou konstrukci. U několika výrobků byla testována odolnost krystalizační úpravy betonu proti různým chemikáliím např. kyselině chlorovodíkové, toluenu, brzdové kapalině aj. (Kloknerův ústav ČVUT, Praha). Podrobnosti lze nalézt v certifikátech výrobců.
Materiály pro krystalické hydroizolace
V následujícím přehledu se zaměříme na vlastnosti a konkrétní použití základních materiálů tak, jak je doporučují jejich výrobci pro jednotlivé způsoby využití.
Krystalizační hydroizolace Xypex
Firma Xypex CE s.r.o. svými výrobky pokrývá všechny způsoby aplikace krystalických hydroizolací, sanací a ochrany betonu. K výrobě svých produktů využívá světově rozšířené licence XYPEX CHEMICAL CORPORATION, Richmond B. C. CANADA V6V 2G9.
Obr. č. 3: Směsi pro jednotlivé způsoby aplikace
Nátěr / nástřik
Xypex Concetrate
K tomuto účelu se používá kompozitní směs složená z portlandského cementu s velmi jemným křemičitým pískem a aktivní chemickou bází Concetrate. Směs iniciuje v kapilárním systému betonu růst vláknitých krystalů na molekulární úrovni a tím vytváří z běžného betonu trvale účinný systém, nepropustný pro tlakovou vodu, odolný naftě, olejům a jejich derivátům i řadě průmyslových chemikálií.
Tab. č. 1: Vlastnosti kompozitní směsi Concentrate
NahoruPříprava podkladu
Podklad musí být předem dostatečně nasycen vodou, zbaven všech nečistot, prachu, cementových šlemů, příp. mírně zdrsněn, aby byl zpřístupněn kapilární systém betonu. Nesmí být mastný a zatížen stojící vodou.
NahoruZpracování
Kompozit Concentrate se míchá s pitnou vodou ručně nebo vrtačkou s míchadlem (250 – 300 ot/min.), v objemovém poměru 5: 2 pro aplikaci nátěrem, 5: 3 pro aplikaci nástřikem. Nanáší se na betonový povrch štětkou nebo stříkací pistolí v tloušťce min. 1 mm. Orientační spotřeba je 0,65 až 1,0 kg/m2. Optimální doba zpracovatelnosti připravené čerstvé hmoty je 30 minut, dodatečné přidávání vody není přípustné. Teplota vzduchu a podkladu při aplikaci musí být v rozmezí +5 až + 35 °C. Podrobný návod je uvedený v Technologické příručce a je závazný pro…
