Jak wykonywać hydroizolacje w obniżonych temperaturach? Jakie materiały zastosować?

Obecnie prace budowlane prowadzone są przez cały rok, dlatego tak istotny jest dobór odpowiedniego rozwiązania technologiczno-materiałowego, które pozwoli na realizację prac hydroizolacyjnych w określonych temperaturach. Dotyczy to przede wszystkim prowadzenia robót w obniżonych temperaturach, dlatego warto dobierać odpowiednie materiały i właściwie je układać, by hydroizolacja była trwała i skuteczna.

Spis treści

1. Prace w obniżonych temperaturach
2. Specyfika prac w obniżonych temperaturach
3. Materiały wodochronne
4. Szybkowiążące szlamy uszczelniające
5. Masy hybrydowe
6. Rolowe materiały bitumiczne

Na wybór konkretnego rozwiązania technologiczno-materiałowego izolacji fundamentów i przyziemia mają wpływ przede wszystkim: warunki gruntowo-wodne, obecność agresywnych mediów, rozwiązanie konstrukcyjne budynku (rodzaj fundamentu, występowanie podpiwniczenia, wysokość kondygnacji piwnicznej itp.), obecność dylatacji, przejść rurowych oraz innych trudnych i krytycznych miejsc.

Przy projektowaniu zabezpieczeń wodochronnych należy ponadto uwzględnić: rodzaj i stan podłoża (równość, możliwość powstania rys, wilgotność, wysezonowanie, temperaturę aplikacji itp.), możliwości aplikacyjne w konkretnym obiekcie, kompatybilność materiałów hydroizolacyjnych, technologię uszczelnienia przejść rurowych, dylatacji itp.

Prace w obniżonych temperaturach

Sezon prac budowlanych trwa praktycznie przez cały rok. Coraz krótsze terminy realizacji w połączeniu z wysokimi karami za ich niedotrzymywanie wymuszają na firmach prowadzenie niemal całego zakresu robót przez cały rok. Często prace te przebiegają w myśl zasady: szybko i tanio, co niestety nie przekłada się na prawidłową ich realizację. Zabezpieczenia wodochronne, jeżeli w ogóle są uszczegóławiane, ograniczają się do podania rodzaju materiału. Na budowie często dokonuje się zamiany wpisanego w projekt rodzaju hydroizolacji, kierując się przede wszystkim kryterium najniższej ceny. Samo w sobie nie jest ono błędne, jednak musi być poprzedzone zdefiniowaniem kryteriów technicznych. Rzadko kiedy analizuje się natomiast wybrany system pod kątem możliwości stosowania w niskich temperaturach.

Z praktycznego punktu widzenia można mówić o:

• podwyższonych temperaturach aplikacji – powyżej 25°C,
• normalnych (typowych) zakresach temperaturowych – w zakresie od 10 do 25°C,
• niskich temperaturach aplikacji – od 0 do 10°C,
• ujemnych temperaturach aplikacji – poniżej 0°C.

Zaproponowany powyżej podział wynika z pewnych cech materiałów hydroizolacyjnych, zjawisk na powierzchni uszczelnianej przegrody oraz dostępnej na rynku oferty materiałów wodochronnych.

Średnie temperatury w miesiącach zimowych wprawdzie rosną, jednak jest to ciągle zakres poniżej 5°C, co nie ułatwia prowadzenia prac hydroizolacyjnych. W zdecydowanej większości wykonuje się je na zewnątrz, a zatem możliwości wpływania na warunki cieplno-wilgotnościowe aplikacji są albo niewielkie i do tego kosztowne, albo wręcz niemożliwe.

Przykładowy podział materiałów hydroizolacyjnych wygląda następująco:

• bitumiczne: roztwory asfaltowe, emulsje asfaltowe, pasty asfaltowe, lepiki asfaltowe, masy asfaltowe, masy polimerowo-asfaltowe (PMBC, zwane także masami KMB), papy asfaltowe, papy polimerowo-asfaltowe, papy (membrany) samoprzylepne;
• mineralne: szlamy (mikrozaprawy) uszczelniające, hybrydowe masy uszczelniające, krystaliczne zaprawy uszczelniające, bentonity;
• z tworzyw sztucznych: folie uszczelniające (rolowe), dyspersyjne polimerowe masy uszczelniające (folie w płynie), powłoki żywiczne (chemoodporne);
• bitumiczne masy zalewowe, kity asfaltowe, kity polimerowo-asfaltowe;
• taśmy i kształtki uszczelniające z tworzyw sztucznych (dylatacyjne, do uszczelnień przejść rurowych, narożników itp.);
• elastyczne masy uszczelniające.

Należy zwrócić uwagę, że zdecydowana większość produktów wodochronnych to materiały mokre, a ich właściwości aplikacyjne i czas uzyskiwania wymaganych parametrów technicznych zależą właśnie od temperatury.

Za warunki obniżonej temperatury, zgodnie z wytycznymi zawartymi w instrukcji ITB nr 282/2011, uznaje się czas, gdy średnia temperatura dobowa jest niższa niż 10°C, jednak najwięcej problemów przysparza okres ujemnych temperatur. Wielu wykonawców w ogóle nie jest świadomych ryzyka, jakie niesie za sobą nieodpowiednie przygotowanie się do prowadzenia robót hydroizolacyjnych nie tylko w warunkach zimowych, ale i w zakresie temperatur poniżej 10°C.

Specyfika prac w obniżonych temperaturach

Co zatem zrobić, by w okresie obniżonych temperatur wykonana powłoka wodochronna wykazywała trwałą szczelność i brak uszkodzeń? Punktem wyjścia jest znajomość zasad fizyki budowli, odpowiedniego doboru materiałów oraz przestrzeganie specyficznych wymagań. Większość procesów związanych z wykonaniem powłok wodochronnych to procesy mokre. Do tego przeznaczone do zaizolowania podłoże zwykle bywa wilgotne. Wilgotność powietrza w okresie jesiennym i wiosennym (jak również zimowym) bywa wysoka.

Co z tego wynika dla poszczególnych rodzajów materiałów? Ilość znajdującej się w powietrzu pary wodnej jest zależna od temperatury powietrza i spada wraz z obniżeniem temperatury. Określa ją względna wilgotność powietrza, czyli wyrażony w procentach iloraz znajdującej się w chwili obecnej ilości pary wodnej do jej maksymalnej wartości. Jeżeli dla tej samej zawartości pary wodnej w powietrzu jego temperatura będzie się obniżać, to względna wilgotność będzie wzrastać aż osiągnie 100%; jest to tzw. punkt rosy.

Z powyższej analizy wynika, że jeśli w danym otoczeniu występuje odpowiednio chłodny element, na jego powierzchni może dojść do skroplenia wilgoci. To jeden z największych problemów podczas wykonywania prac. Obecność kondensatu na powierzchni praktycznie uniemożliwia poprawną realizację robót – zakłóca on procesy schnięcia powłoki lub jej wiązania. Dlatego w niesprzyjających warunkach jednym ze sposobów umożliwiających wykonywanie prac jest stosowanie kurtyn, namiotów czy plandek, które w połączeniu z nagrzewnicami pozwalają na nałożenie warstwy wodochronnej na wydzielonym obszarze i uzyskanie przez nią wymaganych parametrów.

Dodatkowo tam, gdzie jest to technicznie wykonalne, często stosuje się przekrycie hydroizolacji matami czy płytami termoizolacyjnymi (nie chodzi tylko o możliwość ich ułożenia bez uszkodzenia powłoki, ale o brak negatywnego wpływu na procesy wysychania czy wiązania).

Materiały wodochronne

Kolejnym czynnikiem jest dobór samego materiału wodochronnego. W okresie obniżonych temperatur najczęściej stosuje się następujące materiały:

• grubowarstwowe, polimerowo-bitumiczne masy uszczelniające (zwane masami PMBC lub KMB),
• mineralne szlamy uszczelniające,
• hybrydowe masy uszczelniające,
• polimerowo-bitumiczne papy i membrany samoprzylepne.

W skład mas typu KMB wchodzą: bitum, tworzywa sztuczne, wypełniacze, emulgatory, stabilizatory, domieszki nadające własności tiksotropowe, konserwanty i woda.

Wiązanie i twardnienie takiej masy zachodzi na dwa sposoby: dla materiałów jednoskładnikowych – przez odparowanie wody, dla dwuskładnikowych – także na skutek reakcji chemicznej, po dodaniu utwardzacza.

Materiały dwuskładnikowe, jako że wiążą także na skutek reakcji chemicznej, są dużo mniej wrażliwe na wpływ warunków atmosferycznych. Reakcja wiązania zaczyna się natychmiast po starannym wymieszaniu obu składników. Materiał może być nanoszony na podłoże w tzw. czasie obrabialności. Jest to okres, w ciągu którego gotowa do użytku masa jest plastyczna i wrażliwa na wodę, a po jego zakończeniu zaczyna ona nabierać swoich końcowych właściwości, tzn. staje się odporna na opady atmosferyczne (niereemulgowalna). Skutkiem ubocznym reakcji chemicznej jest oddawanie przez wiążący materiał niewielkich ilości wody.

Materiały jednoskładnikowe wiążą przez powolne oddawanie wody (wysychanie). Czas wysychania zasadniczo zależy od temperatury zewnętrznej. Standardową dolną temperaturą aplikacji (czyli temperaturą powietrza i podłoża) jest 5°C. Z tego powodu w okresie jesiennym i wiosennym należy stosować szybkowiążące dwuskładnikowe masy KMB.

Dlaczego jest to tak bardzo istotne? Na rys. 1 pokazano przykładowy dobowy rozkład temperatury, z którego wynika, że prace można było prowadzić od godziny 10:00, teoretycznie do godziny 21:00, gdyż wtedy temperatura spadła poniżej 5°C. Jednakże przy wilgotności 95% (rys. 2) i temperaturze 5°C punkt rosy wynosi 4,2°C. Aby nie doszło do kondensacji, temperatura podłoża musi być o 3°C wyższa od punktu rosy. Analogicznie – po nałożeniu materiału, zanim temperatura spadnie poniżej 5°C i pojawi się ewentualna kondensacja, powłoka musi mieć czas na uzyskanie takich parametrów, żeby nie uległa ona uszkodzeniu.

Z powyższych względów niektórzy producenci mają w ofercie tzw. materiały zimowe, pozwalające na wykonywanie prac w temperaturze poniżej 5°C, według informacji technicznych nawet do –5°C. Należy jednak pamiętać, że temperatura aplikacji to także temperatura podłoża, a materiał nie może być nakładany na zmrożone podłoże, dlatego możliwość aplikacji w ujemnych temperaturach jest raczej wątpliwa.

Trzeba także pamiętać, że podane w karcie technicznej czasy obróbki, uzyskania odporności na deszcz, wysychania, możliwości zasypania wykopu itp. zwykle dotyczą tzw. warunków normalnych (temperatura rzędu 20–23°C oraz wilgotność powietrza 50–60%). W niskich temperaturach ulegają one wydłużeniu (niekiedy bardzo znacznemu).

Nagrzewnice stosowane w namiotach nie mogą być skierowane bezpośrednio na warstwę hydroizolacji, wykluczone jest używanie promienników podczerwieni oraz otwartego ognia.

Przeczytaj również:

• Hydroizolacja fundamentów. Rozwiązania konstrukcyjne i dobór materiałów
• Jak układać hydroizolacje w podwyższonych temperaturach? Jakie materiały zastosować?

Szybkowiążące szlamy uszczelniające

W takich warunkach często stosuje się też szybkowiążące szlamy uszczelniające. Nie ma tu reguły, czy są to materiały jednoskładnikowe (zarabiane tylko wodą), czy dwuskładnikowe (zarabiane emulsją polimerową). Przyrost wytrzymałości na obciążenia powłoki jest tu znacznie szybszy niż dla szlamów „normalnie” wiążących. W takich sytuacjach do zarabiania można użyć ciepłej wody o temperaturze ok. 25°C (nie może być zbyt ciepła; nie można też bezkrytycznie podgrzewać emulsji polimerowej), a same materiały należy przechowywać w temperaturze pokojowej min. 24 godz. przed samą aplikacją (dotyczy to także mas KMB oraz hybrydowych). Nagrzewnice, jeżeli są stosowane do poprawy warunków cieplnych, nie mogą być skierowane bezpośrednio na warstwę hydroizolacji.

Masy hybrydowe

Coraz więcej producentów chemii budowlanej ma w swojej ofercie masy hybrydowe. Są one opisywane jako materiały mineralne (o cechach szlamu), ale spełniające dodatkowo wymagania stawiane masom KMB (przede wszystkim mostkowanie rys), które mogą pracować także na odrywanie od podłoża i dla których nie ma problemów z wykończeniem powierzchni, np. przez zastosowanie mineralnych (cementowych) wypraw tynkarskich, wymalowań dyspersyjnych i wykonaniem izolacji strefy cokołowej.

Reklamuje się je jako szybkowiążące (po kilkunastu godzinach mogą być odporne na stałe oddziaływanie wody pod ciśnieniem), tolerujące wilgotne podłoże oraz mogące służyć do naprawy lokalnych niewielkich nierówności. Temperatura aplikacji (powietrza i podłoża) jest określana przez producenta, za dolną przyjmuje się zwykle 3–5°C.

Rolowe materiały bitumiczne

Kolejna grupa materiałów stosowanych do wykonywania prac w niskich temperaturach to rolowe materiały bitumiczne. Są to polimerowo-bitumiczne papy i membrany samoprzylepne składające się z osnowy (wkładki) nasyconej (lub nasyconej i powleczonej) modyfikowanym bitumem. Elastomer SBS nadaje papie stabilność formy, dobrą przyczepność do podłoża oraz znaczną elastyczność nawet w niskich temperaturach. Plastomer APP (ataktyczne polipropyleny) z dodatkiem nasyconych elastomerów poliolefinowych oprócz stabilnej formy i dobrej przyczepności zapewnia odporność na działanie kwasów i soli nieorganicznych, ozonu oraz wysokiej temperatury (do 150°C).

Papa staje się natomiast dość sztywna w ujemnych temperaturach. Na właściwości papy wpływ ma także rodzaj osnowy. Ta wykonana z tkaniny szklanej cechuje się dużą wytrzymałością na zerwanie, jednak jej wadą jest bardzo mała rozciągliwość. Osnowa na bazie włókniny lub tkaniny poliestrowej ma dużą rozciągliwość przy zerwaniu przy jednoczesnej wysokiej wytrzymałości na siły zrywające. Włóknina poliestrowo-szklana wykazuje wysoką odporność na siły zrywające. Papy termozgrzewalne produkowane są zazwyczaj na osnowie z włókna szklanego lub poliestrowej, dla membran samoprzylepnych osnową jest zazwyczaj włóknina poliestrowa, welon szklany, welon szklany + siatka, tkanina szklana, jak również tzw. osnowa mieszana.

W niskich temperaturach stosuje się przede wszystkim papy modyfikowane SBS-em. Pap klejonych lepikiem w praktyce się nie stosuje. Warto zwrócić uwagę, że papa na welonie szklanym może stanowić tylko jedną warstwę w wielowarstwowej (min. trzywarstwowej) izolacji wodochronnej i nie może być wywijana na przyległe powierzchnie, dlatego w tej sytuacji stosuje się papy na osnowie poliestrowej.

Papa przechowywana w niskich temperaturach jest sztywna, co dodatkowo utrudnia poprawne wykonanie prac. Podczas robót należy zwrócić szczególną uwagę na wyeliminowanie poniższych usterek (instrukcja ITB nr 282/2011):

• pojawienie się wybrzuszeń w powłoce z papy (fałdy prostopadłe do kierunku rozwinięcia rolki wynikające wprost ze zwiększonej sztywności papy);
• pojawienie się pęcherzy powietrznych z powodu niedogrzania papy i podłoża oraz niezespolenia na skutek zbyt małego nadtapiania masy powłokowej lub jego braku;
• niepoprawne sklejenie zakładów poszczególnych arkuszy (przyczyna jw.); płynny asfalt powinien wypływać poza boki rolki na szer. 2–6 cm; brak wypływu masy bitumicznej spod krawędzi pasa papy przy zgrzewaniu świadczy o nieprawidłowym zgrzaniu papy do podłoża.

W temperaturze poniżej 5°C problemem może być zagruntowanie podłoża. O ile sama aplikacja (zgrzanie) jest możliwa, o tyle zagruntowanie już niekoniecznie. Dlatego w miarę możliwości zaleca się wykonanie gruntowania odpowiednio wcześniej, alternatywą jest stosowanie gruntowników rozpuszczalnikowych. Sama papa musi być przechowywana w temperaturze pokojowej przez min. 24 godz. bezpośrednio przed aplikacją.

Samoprzylepne membrany bitumiczne to kolejny rodzaj materiałów rolowych umożliwiający wykonywanie prac w temperaturze powyżej 0°C. Ich zdolność klejenia i łatwość aplikacji (nie ma tu termicznej aktywacji masy bitumicznej) jest ściśle związana z temperaturą otoczenia. Dlatego, szczególnie w strefie zakładów, detali itp., korzystne może być dodatkowe zastosowanie palnika w celu zgrzania membrany. Należy jednak mieć na uwadze to, że membrany samoprzylepne są zwykle cieńsze od pap i bardziej wrażliwe na uszkodzenia. Sam sposób przygotowania podłoża będzie analogiczny do tego przy papach termozgrzewalnych.

Wbrew pozorom problematyczne w stosowaniu w niskich temperaturach są folie z tworzyw sztucznych. Przede wszystkim sam obiekt musi być zaprojektowany w sposób umożliwiający wykonanie powłoki wodochronnej. Izolacja w postaci luźno układanej na podłożu folii jest niedopuszczalna, wymaga się albo klejenia folii do podłoża, albo przynajmniej zastosowania systemu z podziałem na sekcje.

Nie stosuje się folii cienkich, ich minimalna grubość powinna wynosić ok. 1 mm. Taka folia jest sztywna w niskich temperaturach (musiałaby być przechowywana przez min. 24 godz. w temperaturze pokojowej). Do tego łączenie arkuszy w sposób przewidziany przez producenta jest w takich warunkach również mało realne (należałoby je wykonać w ogrzewanym pomieszczeniu).

Jeżeli stosowane są roztwory lub emulsje asfaltowe, to w miarę możliwości należy wykorzystywać układy kationowe. W porównaniu z anionowymi cechują się szybszym wiązaniem, dlatego najlepiej sprawdzają się w okresach wiosennym i jesiennym oraz przy wilgotnych podłożach.

Wykonanie skutecznej hydroizolacji w warunkach obniżonych temperatur jest możliwe, wymaga jednak doboru odpowiedniego materiału wodochronnego (ta analiza nie może dotyczyć tylko właściwości i parametrów bezpośrednio związanych z obniżonymi temperaturami, powinna obejmować wszystkie inne aspekty techniczne) oraz bardzo starannego prowadzenia prac (ścisłe przestrzeganie warunków technicznych wykonania i odbioru robót, kontrola robót zanikających, odbiory częściowe itp.). Niedopuszczalna jest realizacja prac podczas opadów atmosferycznych, mgły, w razie obecności szadzi, oszronienia oraz wilgoci kondensacyjnej na powierzchni przegrody.