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. Zabiegi związane z obniżeniem wilgotności przegród są niezwykle skomplikowane i kosztowne. Remont osuszeniowy składa się z szeregu procesów, do których zaliczamy: usunięcie źródła zawilgocenia, wykonanie izolacji wtórnych, 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. W związku z powszechnością występowania murów z ceramiki, metody wykonywania izolacji omówione zostaną na ich przykładzie.
Negatywne oddziaływanie wilgoci nie ogranicza się jedynie do samych materiałów i elementów obiektu. Pośrednio wpływ ten jest równie istotnym w przypadku ludzi. W zawilgoconych budynkach następuje przyspieszona destrukcja materiałów budowlanych i elementów wyposażenia, dochodzi do rozwoju korozji biologicznej i chemicznej, następuje obniżenie komfortu cieplno-wilgotnościowego, wzrastają koszty eksploatacji obiektu, 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. Rodzaj, miejsce i charakter zawilgocenia wiąże się przede wszystkim ze źródłami wilgoci. Dlatego zawsze trzeba ustalić przyczynę zawilgocenia. Źródłem wody w budynkach mogą być: opady atmosferyczne, kapilarne podciąganie wód gruntowych, kondensacja pary wodnej, awarie instalacji oraz procesy technologiczne związane z wznoszeniem obiektu. W prawidłowo wykonanym budynku nadmiar wody wprowadzony podczas procesów technologicznych odsycha w czasie kilku pierwszych lat eksploatacji nie powodując większych zagrożeń dla obiektu. Awarie instalacji powodują zawilgocenia miejscowe, najczęściej jedynie w bezpośrednim sąsiedztwie uszkodzeń. Właściwie wykonanie pokrycia dachowego, obróbek blacharskich oraz instalacji odwodnienia zabezpiecza przed wodą opadową. Właściwa wentylacja oraz ograniczenie parującej wody ogranicza kondensacji pary. Najtrudniejsze i najkosztowniejsze jest usuwanie wody z murów zawilgoconych na skutek procesów kapilarnego pociągania. Wymaga to, bowiem założenia izolacji poziomej, a więc przecięcia drogi przenikania wody w murze. Poniżej omówione zostaną najpopularniejsze metody wykonywania izolacji wtórnych.
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. Do grupy drugiej należą metody, w których przepona izolacyjna powstaje na skutek wprowadzony odpowiednich środków chemicznych w strukturę muru. Ich zadaniem, jest tworzenie w wyniku określonych reakcji chemicznych nieprzepuszczalnej dla wilgoci przepony w murze.
Rys. 1. Przykładowe zalecenia geometryczne dotyczące iniekcji; przekrój przez ścianę zewnętrzną.
Z – środowisko zewnętrzne,
W – środowisko wewnętrzne,
α = 25°,
a – odległość między otworami 15-17 cm,
otwory średnicy 2-3 cm,
Metody mechaniczne
Poszczególne metody różnią się sposobem wprowadzenia warstwy izolacyjnej w istniejący mur. Wyróżniamy trzy podstawowe metody mechanicznego wprowadzania.
Odcinkowe wykonanie izolacji
Metoda ta polega na wykuwaniu bruzdy w murze, wprowadzeniu izolacji i uzupełnianiu muru rodzimym materiałem. Prace wykonuje się odcinkami, tak, aby nie naruszyć stateczności muru. Szerokość bruzdy nie powinna przekraczać jednego metra. Jako izolacja stosowane są blachy, płyty z PCV lub materiały bitumiczne.
Podcinanie murów z zakładaniem izolacji
Metoda polega odsłonięciu dolnej partii muru i podcięciu go, a następnie wciśnięciu w szczelinę materiału izolacyjnego. Podcinanie wykonywane jest ręcznie lub mechanicznie. Materiały do wykonywania izolacji są analogiczne do używanych przy odcinkowym zakładaniu izolacji.
Udarowe wciskanie blach izolacyjnych
Metoda polega na wbijaniu 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.
Wszystkie trzy wymienione metody posiadają wspólną wadę, jest nią konieczność głębokiej ingerencji w mur. W przypadku pierwszych dwóch dodatkowymi problemami są: pracochłonność wykonania i możliwość osiadania 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. Pomimo wspomnianych ograniczeń, wysokich kosztów i pracochłonności metody mechaniczne charakteryzują się zdecydowanie największą skutecznością i trwałością. Zdecydowanie najlepsze efekty uzyskiwane są w murach pełnych ceramicznych. Posiadają one najczęściej równe poziome spoiny umożliwiające podcinanie czy też wciskanie izolacji.
Metody chemiczne
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. Hdrofobizacja polega na zmianie kapilarnego kąta zwilżania kanalików, którymi transportowana jest woda, dzięki czemu jej podciąganie ustaje. Z kolei uszczelnianie polega na zmniejszaniu średnic kapilar i porów, co również ogranicza kapilarny transport wody.
Fot.1 Rząd otworów przygotowanych do iniekcji.
Fot.2 Iniektory przygotowane do wprowadzenia w otwory.
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 rodzaju muru, stanu technicznego, porowatości, stopnia zawilgocenia, etc. Metody te mogą być stosowane zarówno w murach mokrych jak i częściowo osuszonych. Na rysunku poniżej przedstawione zostały przykładowe zalecenia geometryczne dotyczące iniekcji.
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.
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.
Doświadczenie praktyczne wskazują na możliwość wypełniania tym sposobem makrokapilar o średnicy większej od 0,1 μm, a więc jedynie części porów transportujących kapilarnie wilgoć. Z tego też powodu metoda rozpowszechniona w latach 70-tych 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, czasu iniekcji. W większości metod najbardziej optymalna jest wartość 1 Mpa. Trudno jest przy takim ciśnieniu liczyć na znaczne wypełnienie mikropilar o średnicy 0,01 – 0,1 μm. Mimo tego, 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 μm. 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.
Fot.3 Wprowadzanie preparatu w otwory za pomocą iniekcji ciśnieniowej.
Fot.4 Zasklepianie otworów po zakończeniu iniekcji.
Wnioski dotyczące stosowania iniekcyjnych izolacji wtórnych
- W wielu budynkach jest to jedyny sposób wykonania poziomej izolacji przeciwwilgociowej,
- Nadal nie do końca jest wyjaśniona trwałość przepony, nie ma podanych informacji, co należy zrobić później, jak już przepona nie będzie spełniała w pełni swego przeznaczenia,
- Wykonanie izolacji poziomej nie kończy się na wykonaniu przepony, ale należy również uwzględnić prace towarzyszące, które wspomagają działanie przepony,
- Zużycie preparatu zależy nie tylko od średnicy otworu i grubości muru, ale także o struktury muru,
- Zużycie podawane przez producentów odnoszą się do warunków idealnych, które tak naprawdę nie istnieją,
- Są to prace czasochłonne i kosztowne,
- Do każdego obiektu należy podchodzić indywidualnie.
Reasumując, po raz kolejny 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 tak, więc staje się właściwy dobór metody oraz jej właściwe wykonanie. Badania wykazują, że przepony wykonywane metodami mechanicznymi wykazują największą skuteczność i trwałość. Mankamentem jest niewielka ilość obiektów, w których możliwe są do zastosowania. W przypadku izolacji iniekcyjnych przy dobrej skuteczności problemem pozostaje ich trwałość. Dodatkowym problemem jest szereg błędów popełnianych podczas ich wbudowywania, oraz innych prac mających wspomagać działanie systemu, prowadzący dość często do negatywnej oceny samej przepony.
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. Mimo wysokiej ceny wykonania metra kwadratowego, nie zawsze zadowalających wyników, izolacje wtórne często są jedynym rozwiązaniem problemów wilgotnościowych w obiektach istniejących.
