Kryštalizačné hydroizolácie v pozemných stavbách
Silikátové hydroizolačné materiály s kryštalizačnými účinkami (skrátene kryštalizačné hydroizolácie) sú relatívne novým typom hydroizolačných materiálov. Ide o systém na báze cementu určený na aplikáciu na nové, ale aj staršie betónové konštrukcie. Výsledné hydroizolačné vlastnosti tohto systému sú veľmi dobré, závisia však od kvality vyhotovenia (vrátane spôsobu realizácie dilatačných a technologických škár), a najmä od ďalšieho ošetrovania betónu.
Funkčný princíp
Tento proces prebieha vždy v hmote (nie iba na povrchu), a to aj v prípade aplikácie formou náteru alebo vsypu. Nevyhnutnou podmienkou procesu dodatočnej kryštalizácie je však prítomnosť vody v kapilárnych póroch betónu po určitý minimálny čas, ktorý je potrebný, aby dodatočná kryštalizácia prebehla v dostatočnom rozsahu. Preto je výhodné systém použiť v takých návrhových podmienkach, kde dochádza k neustálej dotácii vody do konštrukcie – čím väčšmi sa voda snaží presakovať, tým väčšmi sa póry zapĺňajú kryštálmi. Preto je vhodné kryštalizačné hydroizolácie uplatniť pri sanácii starších betónových konštrukcií (formou náteru), ktoré vykazujú ustavičné známky plošného priesaku.
Základným produktom špeciálnej chemickej reakcie vyvolanej kryštalizačnou látkou v štruktúre betónu je teda dodatočne narastený kryštál vypĺňajúci kapilárny pór. Kryštál po aplikácii kryštalizačnej látky vyrastá v kapilárnych póroch obsahujúcich vodu, pričom túto vodu spotrebuje v priebehu vlastnej reakcie (počas vlastného rastu).
Spôsoby aplikácie
Aplikácia formou náteru či nástreku
Postup pri aplikácii kryštalizačných materiálov na povrch starších betónových konštrukcií je pomerne jednoduchý. Najprv sa kryštalizačný materiál (vo forme prášku) rozmieša v určenom pomere s vodou. Tento pomer je daný stupňom požadovanej ochrany proti vode a vlhkosti a s tým súvisiacim počtom vrstiev náteru. Ak požadujeme nižší stupeň ochrany (nepredpokladáme zaťaženie tlakovou vodou), stačí na povrch konštrukcie aplikovať iba jeden náter. Ak sa však predpokladá zaťaženie tlakovou vodou (väčšina prípadov), sú potrebné dva nátery, pri lokálnych sanáciách aj viac.
Pred nanesením zmesi na konštrukciu je však nevyhnutné zbaviť jej povrch všetkých nečistôt a zabezpečiť, aby póry v povrchovej vrstve boli otvorené a mohli tak do nich po aplikácii kryštalizačnej hmoty prerastať novovzniknuté kryštalické štruktúry. To sa dosahuje zvyčajne zdrsnením povrchu oceľovou kefou alebo iným abrazívnym typom úpravy povrchu. Ďalej je dôležité dôkladné zvlhčenie celého povrchu, keďže utesňujúce kryštály tvorené kryštalickými hydroizoláciami môžu vznikať len v póroch celkom zaplnených vodou. Táto vlastnosť je zároveň výhodou pri sanácii plne zvlhnutých betónových konštrukcií, kde netreba povrch nijako vysúšať.
Potom nasleduje nanášanie kryštalizačného materiálu (v jednej alebo v dvoch vrstvách), a to formou náteru špeciálnym štetcom alebo nástrekom rozprašovacím zariadením. Hrúbka nanesenej vrstvy býva zvyčajne v rozpätí 1 až 1,5 mm v závislosti od konkrétneho výrobku. Aby mohla v dostatočnej miere prebehnúť utesňujúca kryštalizácia, je nevyhnutné povrch s náterom po určitý čas dôkladne ošetrovať. Väčšina výrobcov uvádza, že na zdarný priebeh utesňujúcej kryštalizácie postačuje ošetrovanie podľa zásad ošetrovania čerstvého betónu uvedených v (1), t. j. povrch konštrukcie by sa mal minimálne 3-krát denne zvlhčovať počas 2 dní tak, aby bol povrch betónu ustavične vlhký.
Je zrejmé, že práve táto fáza zretia je z technologického hľadiska najnáročnejšia a vyžaduje dokonalú disciplínu na pracovisku. Ak by sa totiž zvlhčovanie (ošetrovanie) zanedbalo alebo by sa naň dokonca zabudlo, malo by to katastrofálny vplyv na vodotesnosť sanovanej konštrukcie. V prípade, že sa kryštalizačná úprava riadne ošetrí, možno už po niekoľkých dňoch konštrukciu vystaviť tlaku vody alebo inej kvapaliny. Presný časový údaj sa pri jednotlivých výrobkoch značne odlišuje a pohybuje sa v intervale 5 až 21 dní.
Aplikácia formou prímesi do betónovej zmesi
Aplikácia prebieha tak, že sa najskôr rozmieša kryštalizačná prímes v zámesovej vode a iba potom sa spolu s vodou zmieša s cementom a kamenivom. Dodržanie tohto technologického postupu je veľmi dôležité, lebo je nevyhnutné, aby sa kryštalizačná prímes v betóne rovnomerne rozptýlila. Po uložení zmesi do debnenia (alebo nastriekaní) nastáva – rovnako ako pri aplikácii náterom – dôležitá fáza procesu, a to ošetrovanie čerstvého betónu.
Kryštalizačné prímesi do betónu sú vytvorené tak, aby proces dodatočnej kryštalizácie, ktorý v štruktúre betónu vyvolávajú, nastal s určitým oneskorením až vo chvíli, keď je už vytvorená základná štruktúra cementového tmelu. Preto je aj v tomto prípade nevyhnutné ošetrovať betón predpísaným spôsobom, lebo v opačnom prípade by cement spotreboval počas úvodnej fázy hydratácie takmer všetku vodu obsiahnutú v betóne. Vzhľadom na to, že ku kryštalizácii dochádza v celej hmote betónu, je výsledná odolnosť proti vode ešte lepšia ako pri povrchovej aplikácii náterom alebo nástrekom.
Aplikácia formou vsypu na čerstvý povrch betónu
Kryštalizačné rýchlotuhnúce tmely
Overenie kvality
Vykonané testy boli zamerané najmä na odolnosť vzorky betónovej konštrukcie s aplikovanou kryštalizačnou hydroizoláciou proti tlakovej vode.
Pre väčšinu kryštalizačných hydroizolácií sa realizovali testy zamerané na zistenie základnej vodonepriepustnosti systému pri tlakovej skúške (zisťoval sa maximálny vodný tlak, ktorému je betón s daným kryštalizačným materiálom schopný odolať). Ďalej sa pri niekoľkých výrobkoch vykonali testy na odolnosť kryštalizačnej úpravy betónu proti rozličným chemikáliám, napr. proti kyseline chlorovodíkovej, toluénu, brzdovej kvapaline atď. (Kloknerov ústav ČVUT, Praha).
Rizikové faktory použitia – trhliny, škáry
Vodotesný betón s kryštalizačným materiálom je silikátová stavebná konštrukcia, ktorá sa nespráva pružne (na rozdiel od niektorých povlakových hydroizolácií), a teda je náchylná na tvorbu trhlín. Trhliny sú kritickým miestom všetkých vodotesných betónov a môžu ohroziť hydroizolačnú funkciu celej konštrukcie.
Častou príčinou vzniku trhlín vo vodotesných betónoch môže byť nesprávna technologická realizácia pracovnej škáry. V tomto mieste nemusí dôjsť k ideálnemu spojeniu betónu, takže sa môže vytvoriť trhlina. Vznik trhlín v mieste pracovnej škáry možno obmedziť dodržaním správnej technológie (po 6 až 18 hodinách od vybetónovania prvej časti treba škáru očistiť od cementového kalu a uvoľnených zŕn a pred vyhotovením ďalšej vrstvy betón zvlhčiť a zároveň dodržať určitý časový odstup medzi betónovaním susednej časti konštrukcie). Výrazne vyššiu tesnosť technologických škár možno dosiahnuť použitím špeciálnych prvkov uvedených v (3).
Sanácia trhlín
Väčšina výrobcov kryštalizačných hydroizolácií odporúča kritické detaily základovej vane, ako aj ďalších konštrukcií spodnej stavby (napr. prechod zvislej časti vane na vodorovnú) preventívne zabezpečiť kryštalizačným tmelom.
Záver
Ing. Jiří Pazderka
Foto: archív autora, z použitej literatúry
Článok vznikol s podporou výskumného zámeru č. 1 MSM 6840770001 – Spoľahlivosť, optimalizácia a trvanlivosť stavebných materiálov a konštrukcií.
Autor je interným doktorandom na Katedre konštrukcií pozemných stavieb Stavebnej fakulty ČVUT. Profesijne sa zameriava na problematiku ochrany spodnej stavby proti vode a vlhkosti so špecializáciou na kryštalizačné hydroizolácie.
Literatúra:
(1) ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda
(2) Firemné podklady: Nekap, s. r. o., CPM spol, s. r. o. a Xypex Chemical Corporation.
(3) Witzany J., Jiránek M., Zlesák J., Zigler R.: Konstrukce pozemních staveb 2. Praha: ČVUT 2006