Možnosti v provádění hydroizolací spodní stavby

K hydroizolaci spodní stavby lze přistoupit několika způsoby a jistě mohou být všechny více či méně funkční. Který vybrat, a který je ten nejlepší, je složitá otázka a její zodpovězení závisí na celé řadě kritérií.

Tento článek by chtěl přiblížit některá z nich, která se ve stavební praxi vyskytují a nejsou zcela známá a běžně používaná, ačkoli mají své uplatnění.

Koncepce návrhu

Pro správný návrh hydroizolačních vrstev je nutné zamyslet se nad celou konstrukcí spodní stavby. Jistě je rozdíl mezi nepodsklepeným rodinným domem na železobetonové základové desce a odkalovací nádrží čističky odpadních vod v exteriéru a pod úrovní terénu. Návrh by měl spočívat i v promyšlení samotné nosné konstrukce, která by měla s hydroizolací spolupůsobit. Zní to zcela logicky, ale často tato skutečnost promyšlena není a je složitě řešena při vzniklém problému, nebo v okamžiku, kdy zjednodušeně nakreslený detail v projektu nelze při provádění zrealizovat.

Obecně lze říci, že provedení hydroizolace, která má zásadní vliv na životnost použitých materiálů a potažmo i na trvanlivost celé stavby, by mělo být co nejjednodušší na aplikaci, bez složitých detailů, s možností opravitelnosti a s minimalizací rizik poruch.

Chyby v koncepci návrhu

V posledních letech se objevila celá řada případů, kdy byly použity na konstrukci spodní stavby v náročnějších základových podmínkách, a to zejména z pohledu nasycení podloží vodou a jejího pohybu v okolním terénu, betonové tvárnice (ztracené bednění). Konstrukce byla z vnější strany ve většině případů izolována membránovou izolací, která byla cca z 80 % z natavených bitumenových pásů. Ta byla standardně chráněna např. geotextilií a obsypána. Tvárnice byly vázány dle předpisu výrobce a současně byla použita betonářská výztuž, která má zajistit stabilitu stěny z takového bednění a zabránit vzájemným posunům jednotlivých tvárnic.

Většina tvárnic používaných jako ztracené bednění neodolává dostatečně průniku vody. Tyto konstrukce nejsou rovněž realizovány v dostatečné kvalitě a použité řešení není tzv. „blbuvzdorné”. Výsledkem je, že dochází k průsaku vody ve styku podlaha – stěna, ale i v ploše stěny. Tyto průsaky jsou často předcházeny v počátku životnosti konstrukce prokreslením styčných i ložných spár do omítkových vrstev. To indikuje, že stěnové konstrukce z prolitých betonových tvárnic, přestože jsou vyztuženy, nejsou bez pohybu a pokud je na jejich povrchu pevně uchycena hydroizolace (např. natavením), dojde k jejímu porušení a následně při zatížení vodou i k průsakům. Ve většině případů by pro dostatečnou těsnost konstrukcí pod úrovní terénu u rodinného domu stačilo, aby byl v konstrukci dostatečně zhutněný beton, který může být případně zušlechtěn pomocí krystalizačních přísad (např. XYPEX).

Bohužel, právě výše zmíněná doporučená vazba tvárnic neumožňuje dostatečné hutnění betonu a velmi zřídka je pro prolití tvárnic použit samozhutňující beton. Důvodem je hlavně vyšší cena, která je současně ve valné většině případů i důvodem pro použití ztraceného bednění. Kombinací těchto nepříznivých skutečností dochází k poruchám, které jsou velmi těžko opravitelné bez větších zásahů do konstrukcí i provozu již hotového objektu. Řešení samozřejmě existuje, ale v mnoha případech, které byly ve skutečných případech sanovány, přišlo řešení na pořad dne v okamžiku, kdy byly na konstrukci již vedeny instalace, na podlaze, nebo na stěně byla umístěna různá zařízení typu kotel, boiler apod. Takové řešení je pak samozřejmě dražší a poměrně komplikované, pokud navíc nepočítáme s tím spojené nepříjemnosti.

Bílé vany

Pro konstrukci spodní stavby se z pohledu provádění i trvanlivosti nejvíce hodí monolitické železobetonové konstrukce, které jsou také ve velkých objemech používány. V některých případech je konstrukce kombinována s membránovou izolací na různém základě. Pro jejich správnou funkčnost je však nutné dodržet několik zásad a věnovat se vyřešení detailů. Často je vedle hydroizolační funkce nutné řešit ještě další vlivy (např. prostupy plynů).

Zcela nejjednodušším řešením, které je ve vyspělých evropských státech hojně používáno, je provedení konstrukce spodní stavby z monolitického železobetonu a to technologií tzv. bílých van. Jedná se o konstrukce ze železobetonu, které vedle funkce nosné plní ještě funkci vodotěsnou. To vyžaduje dodržení celé řady zásad navrhování a provádění konstrukcí. Jedná se zejména o následující parametry:

• vodotěsnost betonu,
• minimalizace vzniku trhlin,
• minimalizace šířky vzniklých trhlin,
• možnost utěsnění vzniklých trhlin.

Tyto parametry ovlivňují technologii návrhu a realizace betonu a betonových konstrukcí, ale i statický návrh konstrukcí a jejich vyztužení. Pozornost je tedy potřeba věnovat, vedle míry zatížení vodou, rovněž volbě betonu s omezenou tvorbou trhlin (omezeným smršťováním), kaveren a pórového systému (ztekucení řešené plastifikátory), jeho ošetřování a současně omezení vzniku trhlin v povrchových vrstvách konstrukcí vyztužením na mezní šířku trhlin (0,1–0,2 mm – v závislosti na typu konstrukce). Je také vhodné předem promyslet způsob, technologii a materiály pro sanace případných imperfekcí. Např. je jistě možné prosakující železobetonovou konstrukci injektovat tlakovou injektáží pomocí polyuretanů, nebo epoxidů. Ovšem pokud je taková injektáž provedena v prvním kroku, a nezafunguje, je těžké přistoupit k jiným řešením, jako je třeba použití sekundární krystalizace. Pórový systém je v tomto případě naplněn materiálem a není tedy umožněn styk aktivní látky sekundární krystalizace s betonem resp. cementem. V tomto případě je možné samozřejmě postupovat obráceně.

Použití krystalizačních přísad

„Zdokonaleným” systémem spodní stavby je použití betonu, který obsahuje přísadu sekundární krystalizace. Informace, které jsou zde uváděny, byly ověřeny zkouškami materiálu XYPEX. Proto je nutné níže uváděné informace vztahovat k tomuto materiálu. Tím je zajištěna zvýšená odolnost betonu proti průniku kapalin do jádra betonu i skrz celou konstrukci. Současně je tím zajištěna zvýšená schopnost betonu samozhojení v místě menších kaveren, trhlin (do šířky mm) a dalších imperfekcí. Dále je ověřena schopnost betonu odolávat v chemicky náročnějším prostředí.

S výše popsanou schopností kolmatace trhlin do šířky 0,4 mm lze dosáhnout ekonomičtějšího návrhu konstrukce technologií bílé vany. Kritéria šířky trhlin 0,1–0,2 mm souvisí právě se schopností betonu samoutěsnění trhlin této šířky (i bez použití přísad). Pokud je tedy použita přísada sekundární krystalizace (např. XYPEX), je možné ušetřit materiál pro omezení vzniku trhlin, jelikož je možné návrh modifikovat na šířku trhliny 0,4 mm.

Posledním přínosem, který je potřeba zmínit, je omezení průniku plynů skrz konstrukce. Aktuálním je zejména prostup radonu, kterému je nutné dle ČSN 73 0601 bránit v průniku konstrukcemi. Tato norma současně nepřipouští betonovou konstrukci jako jedinou možnou izolaci proti průniku radonu v 1. třídě těsnosti. Zkoušky prováděné na materiálu XYPEX ovšem ukazují, že je to trochu krátkozraké rozhodnutí a to zejména v místech, kde plní deska i hydroizolační funkci. V těchto místech je zřejmá jakákoli porucha a to tak, že dojde k jasným projevům netěsnosti na povrchu železobetonové konstrukce. Pokud k nim nedojde, lze předpokládat, že konstrukce je homogenní a je odolná i vůči prostupu plynu. Vzorek, který byl testován, měl tloušťku 50 mm a změřený difúzní koeficient vůči průniku radonu byl minimálně na úrovni ostatních běžně používaných izolací. Železobetonové konstrukce spodní stavby mají tloušťku minimálně 250 mm. Z toho vyplývá, že jako protiradonová izolace je v konstrukci použita 5 × větší tloušťka, než by teoreticky byla zapotřebí. Případné poruchy, nebo imperfekce v konstrukci by tedy musely procházet celou tloušťkou konstrukce. Taková porucha by (v případě vzniku v konstrukci) samozřejmě byla odhalena a opravena.

Druhy membránových izolací

V aplikacích, které to vyžadují, je možné konstrukci kombinovat s membránovou izolací. Toto řešení však již není tak elegantní jako „bílá vana”. Dále je asi vhodnější nenavrhovat konstrukci na mezní šířku trhlin, ale nadimenzovat místo toho izolaci proti radonu tak, aby současně odolávala působení vody na konstrukci. Škála možností při použití membránových izolací je opravdu široká a přesahuje možnosti tohoto článku. Proto se omezím na jejich výčet a upozorním na dvě poměrně nově používané izolace, které mají jisté výhody a opodstatnění v náročnějších aplikacích.

Mezi běžně používané membránové hydroizolace spodní stavby patří:

• polymercementové stěrky,
• asfaltové pásy s různým druhem vnitřní výztužné vložky,
• fólie z měkčeného PVC (PVC – A, PVC – P ...atd.),
• fólie z termoplastického polyolefinu (TPO),
• fólie z vysokohustotního polyethylenu (PE – HD, HDPE apod.),
• fólie z nízkohustotního polyethylenu (LDPE),
• kombinace těchto fólií s přírodními jíly (bentonity),
• bentonitové rohože (nejsou klasickou membránou),
• stěrky na bázi MS polymerů,
• profilované membrány ze směsi PP a PE.

Speciální aplikace

Šířeji bych se rád věnoval posledním dvěma skupinám v seznamu. Univerzálnost použití MS polymerů a vysoká odolnost a použitelnost v extrémních aplikacích profilovaných membrán typu PROOFEX ENGAGE je pro to dobrým důvodem.

Obecné vlastnosti MS polymerů

Svými vlastnostmi a zacílením použití, jsou MS polymery vhodnou alternativou namísto polyuretanů a silikonů. Funkční vlastnosti, které jsou zejména oceňovány, jsou vysoká přídržnost k podkladům bez potřeby penetrace, aplikace bez nebezpečí vzniku bublin, možnost aplikace při nízkých teplotách a vlhkém podkladu, dobrá zpracovatelnost a vysoká pružnost. To jsou vlastnosti, které se projeví přímo při aplikaci na stavbě.

Jednotlivé vlastnosti jsou závislé na požadované pevnosti daného materiálu. Z toho se odvíjí jeho použití od extrémně pružných tmelů (SHORE A cca 20) po účinná lepidla (SHORE A cca 70).

Hydroizolace na bázi MS polymerů

Vedle použití MS polymerů výše zmíněným způsobem, s mezními hodnotami tvrdosti, jako lepidel, nebo jako tmelů, lze materiály, které jsou mezi tímto intervalem využít na další aplikace. Tou nedůležitější, a také často používanou, je skupina hydroizolací.

Hydroizolace na bázi MS polymerů mají vlastnosti, kterými se vyznačují všechny materiály z této skupiny. Těmi nejdůležitějšími jsou ovšem snadná aplikace a vysoká pružnost, která umožňuje hydroizolacím překlenovat trhliny. Izolaci lze použít jak pro utěsnění lokálních poruch, nebo nově prováděných prostupů, ale i jako celoplošně prováděné membrány fungující jako hydroizolace spodní stavby. V mnoha aplikacích se tento materiál osvědčil v kombinaci s běžnými polymercementovými stěrkami, které nahradil v místech, kde je vyžadována větší pružnost (styk materiálů, „přetření” trhlin, styk konstrukcí – stěna – podlaha, atd.). V těchto případech může účinně nahradit běžně používané pružné pásky, které jsou do konstrukcí vkládány. Vytvrzování vzdušnou vlhkostí a s tím spojená možnost zrání ve vlhkém prostředí je rovněž zejména u staveb, které jsou izolovány dodatečně velkou devizou.

Profilované membrány ze směsi PP a PE

PROOFEX ENGAGE je speciální, vodotěsný systém membrány tvořený článkovitým pletivem spojeným s membránou ze směsného polyetylenu a polypropylenu, který umožňuje čerstvému ukládanému betonu se s mebránou vzájemně propojit, čímž se vytváří tuhý mechanický spoj, který poskytuje betonu, resp. betonovým konstrukcím odolnost proti vodě, vodním parám i plynům. Jedná se o membránu, která se stane integrální součástí betonu a díky její tuhosti je možné ji využít jako ztracené bednění. Typicky je možné ji použít jako vrstvu zhutněného štěrku bez podkladního betonu. Membrána současně chrání beton proti agresivním půdním solím, chemikáliím a uhlovodíkům. Spoje jsou řešeny samolepicími páskami a případně svařováním. V případě potřeby je možné membránu aplikovat na povrch betonu i dodatečně, čehož je využíváno u konstrukcí, které jsou povrchově degradovány okolním prostředím a je nutné je zachovat z technických či jiných důvodů. Toto použití bylo využito např. u vnitřního líce konstrukcí vodojemů. V mnoha náročných aplikacích není možné využít jiné řešení bez složitých doplňujících opatření.

Závěr

Hydroizolace spodní stavby je náročná věc, která může mít zásadní vliv na celkovou životnost stavby. Bez dostatečného promyšlení jejího provedení i provedení konstrukcí, které jsou s ní v bezprostředním styku, není zaručena vyhovující funkčnost. Vzhledem k tomu, že je obvykle velmi těžké provedenou hydroizolaci opravit, je nutná pečlivost při provádění. Ta je závislá na lidském faktoru. Je otázkou, zda není nejjednodušším postupem tento lidský faktor eliminovat a preferovat jednoduchost provádění hydroizolace a (pokud je to možné) vyhnout se stykům v hydroizolacích.

Literatura:

[1] ČSN 73 06 01 - Ochrana staveb proti radonu z podloží

[2] Technická pravidla ČBS 02 – Bílé vany – vodotěsné betonové konstrukce, 2006