Baza wiedzy
Materiały edukacyjne udostępniane bezpłatnie

„Biała Wanna” z zastosowaniem domieszki krystalizującej BETOCRETE-C

 

Technologia “białej wanny” choć jest jedną z najpopularniejszych w Polsce metod hydroizolacji cieszy się nierzadko złą sławą. Skąd to się bierze?

W Polsce nie mamy ustalonej jednoznacznej definicji tego pojęcia. Technologia białej wanny trafiła do Polski z Niemiec. Przez lata nastąpił spory postęp technologiczny w kwestii właściwości betonu. Jednak do dziś często korzystamy z wypracowanych lata temu, nie aktualnych wytycznych. Na naszym rynku budowlanym funkcjonują przede wszystkim sposoby uzyskiwania białej wanny, opracowywane indywidualnie przez firmy zajmujące się pracami wykonawczymi. „Biała Wanna” nie jest pojęciem normowym, a wizją technologiczną dostawcy systemu hydroizolacji bezpowłokowej (wraz z niezbędnymi akcesoriami służącymi do uszczelnienia przerw roboczych w konstrukcji).

 

 

Czym jest Polska „Biała Wanna? 

 

„Biała Wanna” stanowi rodzaj hydroizolacji bezpowłokowej. To żelbetowa, monolityczna konstrukcja, do wykonania której na polskich budowach używany jest beton „wodoszczelny” klasy W8. Beton w tej technologii powinien pełnić rolę konstrukcyjną, ale również stanowić warstwę hydroizolacji. Wskaźnik „W” nie oznacza w tym wypadku, że beton jest wodoszczelny, a określa jedynie stopień jego wodoszczelności. Do badania betonu zwykłego według normy PN-88_B-06250 wykorzystuje się  6 kostek sześciennych o boku 15 cm. Norma stanowi, że 2 z 6 kostek mogą całkowicie przepuścić wodę, a warunek dla betonu W8  i tak zostaje spełniony. Trzeba sobie zadać pytanie, czy takie podejście do projektowania konstrukcji typu „Biała Wanna” jest prawidłowe?

Ponadto proces wykonywania białej wanny dzieli się na etapy wylewania betonu zwane „taktami”. Stosowane celem wymuszenia zaplanowanego zarysowania konstrukcji w założonym miejscu. Zakłada się również maksymalną, dozwoloną rozwartość rys w betonie (z reguły jest to 0,2 mm dla parcia hydrostatycznego wody według Eurokodu 2).

 

Skąd zła sława polskiej "Białej Wanny"?

 

Na niekorzyść tej technologii działa ciągle niewystarczająca wiedza osób odpowiedzialnych za wykonanie projektu w zakresie „Białej Wanny”. Nie jest to normą, jednak często prowadzi do powtarzania wcześniejszych rozwiązań, a w następstwie do komplikacji w późniejszych etapach. Projektanci dysponują szeroką wiedzą w zakresie konstrukcji budynku. Jednak „Biała Wanna” to dla nich przede wszystkim beton odpowiedniej klasy wytrzymałościowej. Z praktycznego punktu widzenia projektanci liczą statykę obiektu, uwzględniając przy tym współczynnik bezpieczeństwa. Jeśli fundament ma styczność z wodą wpisują beton „wodoszczelny” W8 i na tym z reguły zamyka się dla nich technologia „Białej Wanny”.

Trzeba sobie uzmysłowić, że beton klasy W8 nie jest betonem wodoszczelnym. Dodatkowo norma P-NB-06265 usuwa element stopnia wodoszczelności. Oznacza to, że w nowych projektach, nie powinno się wpisywać stopnia “W”, ponieważ normy już tego nie przewidują. W zapisie pozostaje jedynie głębokość penetracji pod ciśnieniem hydrostatycznym. Różnica w tych dwóch badaniach jest spora. Specyfikujący z zamawiającym powinni ustalić maksymalną głębokość penetracji na jaką woda może wniknąć w beton, z reguły wartość ta powinna być niższa od przyjętej grubości otuliny zbrojenia.

Aktualnie zauważalna jest tendencja budowania na trudniejszych terenach i „schodzenia” z konstrukcją coraz niżej. Przez co napotykamy coraz większe problemy gruntowo-wodne. Nierzadko zdarza się, że schodzimy tylko na poziom -1, ale także na -2 i -3. Tam narażamy się na różnego typu, niebezpieczne czynniki fizyko-chemiczne. Brak jakiejkolwiek wzmianki o zgodności stopnia wodoszczelności wpływa negatywnie na projekt. Prowadzi  to do powtarzania od lat tych samych błędów, skutkujących degradacją struktury budynku (szczególnie gdy dotyczy to tak trudnych warunków wodnych).

 

 

Zagrożenia związane z wykonaniem „Białej Wanny” 

 

Konstrukcja „Białej Wanny” jest tak szczelna jak jej najsłabszy element. Problem pojawia się już na etapie wykonywania projektu. Z uwagi na fakt, iż prócz projektu wykonawczego należy przygotować osobny projekt „Białej Wanny”, niewielu projektantów podejmie się wykonywania tego zadania. Dodatkowo często zdarza się sytuacja, w której firma wykonawcza przyjmująca inwestycję, będzie się bała skorzystać z gotowego rozwiązania „Białej Wanny” i przygotuje własny projekt. Jeśli na tym etapie wystąpi błąd i konstrukcja pęknie to izolacja nie będzie szczelna, nawet w przypadku, gdy użyjemy dobrego betonu.

Niestety w przypadku „Białej Wanny” istnieje wiele możliwości popełnienia błędu. Szczególnie duże zagrożenie występuje na etapie wylewania mieszanki betonowej i późniejszej jej pielęgnacji. W tym wypadku wiele zależy od warunków pogodowych, na które nie mamy wpływu, oraz od pracowników budowlanych, dla których pielęgnacja betonu może się wydawać rzeczą zbędną. Nawet dobrze zaprojektowana konstrukcja, może zostać niepoprawnie wykonana np. firma wykonawcza może źle zazbroić lub błędnie odczytać projekt.

Głównym problemem „Białej Wanny” w Polsce jest konieczność utrzymania wysokiego reżimu technologicznego, ponieważ nawet najdrobniejsze odstępstwa od wytycznych mogą skutkować nieszczelnością konstrukcji.

Jednak na korzyść tej technologii działa fakt, że jeśli w „Białej Wannie” wystąpi błąd, to łatwo go zlokalizować. Kiedy w narożu sączy się woda to wiemy z dużym prawdopodobieństwem, że to właśnie tam powstał problem, inaczej niż w przypadku zastosowania powłok, przy których lokalizacja przecieku nie zawsze jest oczywista. Woda wchodzi między powłokę i beton, zaczyna meandrować i szuka najsłabszego miejsca w konstrukcji, wtedy przecieka, więc ciężko znaleźć nieszczelność, ponieważ może się ona znajdować nawet z drugiej strony budynku.

Dom jednorodzinny w Szwajcarii przy zastosowaniu betonu z domieszką krystalizacyjną BETOCRETE CP 360 WP. Płyta wraz z elewacją.

 

Technologia „Białej Wanny” na zwykłym fundamencie: 

 

Firma Schomburg proponuje swój sprawdzony na całym świecie system hydroizolacji bezpowłokowej typu „Biała Wanna” z zastosowaniem domieszki krystalizującej BETOCERTE-C. Domieszka wspomaga proces samoleczenia się rysy skurczowej w betonie.

Wykonanie „Białej Wanny” w systemie BETOCRETE-C jest wygodne ponieważ mamy opracowany kompletny zestaw norm umożliwiających projektowanie.

Zewnętrzną stronę fundamentu wykonujemy z betonu wodoszczelnego w systemie BETOCRETE-C z połączeniami przerw technologicznych na styku płyta-ściana, ściana-ściana, płyta-płyta.

Jaką przewagę daje rozwiązanie w systemie BETOCRETE-C? Polskie normy dają możliwość projektowania konstrukcji na rysę 0,3 mm. Mieszanka betonowa w systemie Schomburg spełnia natomiast normy Eurokodu*, który mówi, że projektowana rysa powinna wynosić maksymalnie 0,2 mm. To znacząca różnica z punktu widzenia wodoszczelności. Rysa 0,3 mm samoczynnie wpija wodę w konstrukcję, a rysa 0,2 mm ją blokuje. Ma to duże przełożenie na trwałość i szczelność konstrukcji, ponieważ jeżeli woda znajduje się w przegrodzie, stanowi nośnik siarczanów, CO2 i chlorków, które dostają się do stali zbrojeniowej. Obniżenie PH wskutek obecności wody, prowadzi depasywacji stali zbrojeniowej, do szybkiej korozji oraz degradacji i odpadania struktur betonowych.

*Norma Eurokodu (czyli “Eurokod 2-- Projektowanie konstrukcji z betonu -- Część 3: Silosy i zbiorniki na ciecze”, s. 10) ogranicza rysę projektową dla konstruktora do 0,2 mm.

 

 

Dlaczego rysa 0,2 mm? 

 

Ponieważ Eurokody jak i sama Norma 206 kładzie duży nacisk na trwałość. Orientacyjny okres użytkowania ze względu na trwałość obiektu (według Eurokodu), to 50 lat bez ingerencji człowieka w przypadku konstrukcji zwykłych budynków mieszkaniowych. Natomiast przy konstrukcjach inżynierskich takich jak np. mosty, minimalny okres projektowania to 100 lat.

BETOCRETE-C SYSTEM to specjalna domieszka, która całkowicie uszczelnia mikrostrukturę betonu. Powstała, aby spełnić wymagania okresu projektowania. System marki Schomburg wydłuża o 75% okres trwałości obiektu, dzięki czemu możliwe jest spełnienie wymagań Eurokodu.

 

 

Jak wyliczyć odpowiednią szerokość rysy? 

 

Liczymy tzw. parametr Wkl, czyli gradient wysokości słupa wody w stosunku do szerokości przegrody. Czyli np. jak mamy 4 metry słupa wody i 0,3 metra grubości przegrody, to dzielimy:

4:0,3 = 13,3

Na podstawie tabeli zamieszczonej w Eurokodzie jesteśmy w stanie sprawdzić jaka szerokość rysy będzie odpowiednia. W wymienionym wyżej przypadku jest to 0,15 mm, aby woda nie wdarła się w konstrukcję. Musimy dodać zbrojenia po to, aby zrobić mniejszą rysę. Jeśli słup wody byłby większy, to znów dokładamy zbrojenia i mamy rysę 0,1 mm. Różnica między rysą 0,2 mm a 0,3 mm to mniej więcej 40% zbrojenia więcej. To bardzo ważny aspekt ekonomiczny projektowania konstrukcji.

Trzeba sobie uzmysłowić, że mamy   dwa różne rodzaje zbrojenia: statyczne i przeciwskurczowe. Projektant licząc zbrojenie przeciwskurczowe na daną rysę, musi uwzględnić zbrojenie ogólne. W tym wypadku niezbędny jest doświadczony projektant, który w sposób praktyczny, wie jak dozbroić element, tak, aby go sztucznie nie przezbroić.

Schomburg wyszedł naprzeciw potrzebom swoich klientów i opracował domieszkę, leczącą rysy, które mogą się pojawić w betonie. Trzeba pamiętać, że budynek zawsze się zarysuje, nawet jeśli rysy nie są widoczne (rysy wielkości 0,1 mm i 0,2 mm są tak małe, że musimy powierzchnię budynku zmoczyć wodą, aby je zobaczyć). Natomiast przez rysę 0,3 woda może być wypychana pod ciśnieniem nawet na 3 metry do środka (przy parciu hydrostatycznym).

 

Jaki jest główny problem?

 

Tutaj dochodzimy do paradoksu. Jeżeli dokładamy zbrojenia musimy zmniejszyć wymiar kruszywa np. do 8 mm. W momencie, w którym zmniejszamy maksymalny wymiar kruszywa, musimy dodać więcej zaczynu, żeby go otulić. Przy zwiększonej ilości zaczynu pojawia nam się większy skurcz, więc aby to zrównoważyć należy dołożyć zbrojenia, przez co znów możemy mieć konieczność zmniejszenia maksymalnej frakcji kruszywa. Ponownie mamy więcej zaczynu i dokładamy więcej zbrojenia, aby to zrównoważyć. Wszystko nam się zapętla. Dlatego projektant powinien zrobić to co jest lepsze dla konstrukcji, tj. przeprowadzić stosowną optymalizację. Czyli np. zwiększyć grubość przegrody, tak aby nie dokładać zbrojenia w nieskończoność. W przypadku „Białej Wanny” ma to duże znaczenie.

 

 

Beton z domieszką  BETOCRETE-C (maksymalna głębokość penetracji – 8 mm).

 

Porównanie betonu W8 i systemu BETOCRETE-C: 

 

Beton “wodoszczelny” W8 nie jest w pełni wodoszczelny, jednak  jest badany pod względem stopnia wodoszczelności. 6 kostek (15 cm x 15 cm) poddajemy działaniu  wody  pod ciśnieniem 0,2 MPa i co dobę zwiększamy o 0,2 MPa, aż dochodzimy do stopnia W8. Dwie kostki z sześciu mogą przesiąknąć całkowicie wodą, a wymaganie i tak zostaje uznane za  spełnione. Praktycznie, oznacza to, że woda może dojść nawet do 14 cm i wciąż uznajemy, że badanie wyszło pozytywnie. Dlatego nie możemy mówić, że stopień W8, to beton wodoszczelny. Nie spełnia wymagań Eurokodu stawianych ze względu na trwałość betonu, ponieważ zbrojenie w wodzie koroduje. Najbardziej szkodliwy dla zbrojenia jest zmienny poziom lustra wody np. w terenach nadmorskich, wtedy zniszczenia mogą być ogromne. Niestety często spotykamy się z sytuacją, w której projekt wraz z badaniami geologicznymi wykonuje się w czasie suszy, co prowadzi do rezygnacji z zabezpieczenia konstrukcji przed szkodliwymi skutkami działania wody. Problem pojawia się w momencie kiedy spada ulewa, albo podniosą się wody gruntowe na wiosnę i nagle mamy wodę w piwnicach. Dlatego system BETOCRETE-C bazuje nie na stopniu wodoszczelności, tylko na głębokości penetracji.

 

 

Jaki działa ten mechanizm chemiczny? 

 

Podstawę w tym wypadku stanowi wodorotlenek wapnia, który jest najsłabszym elementem betonu, ponieważ jest łatwo z niego wymywany. Następnie dyfunduje na zewnątrz, reaguje z CO2 i mamy węglan wapnia w postaci białych wykwitów na przegrodzie. Po czasie wykwity schodzą, jednak należy sobie zdawać sprawę z tego, że jeżeli coś bierzemy z tej mikrostruktury na zewnątrz to mamy pustki w betonie, niedostrzegalne gołym okiem. Natomiast struktura tego betonu będzie przypominać pumeks (beton W8). Następnie, gdy beton wchłonie wodę, doprowadzi to do korozji.

Reakcja przebiega w sposób następujący: obecny wodorotlenek wapnia w betonie, domieszka BETOCRETE-C oraz wilgoć gruntowa i CO2 z atmosfery reagują ze sobą. Dzięki temu powstają nierozpuszczalne w wodzie kryształy, które są obecne w konstrukcji w sposób trwały. Sama domieszka działa przez cały okres funkcjonowania budynku. Jeśli pojawią się rysy podczas użytkowania obiektu, domieszka BETOCRETE-C je uszczelni. Produkt działa nie tylko na samym początku przy budowaniu konstrukcji, tylko przez cały czas np. na szkodach górniczych, czy zarysowaniach spowodowanych drganiami obiektu. Nawet gdy sam budynek zapracuje i pojawi się rysa, domieszka jest w stanie ją trwale zaleczyć.

Przyjmuje się, że na uszczelnienie rysy 0,1 mm potrzeba 7 dni. Oznacza to, że, aby wypełnić rysę 0,3 mm, potrzebujemy 21 dni na zaleczenie się konstrukcji przy użyciu domieszki uszczelniającej. Rysa zostaje zasklepiona przez samo narastające, nie rozpuszczalne w wodzie kryształy.

 

 

Dlaczego w betonie powstają kapilary? 

 

Przyjmuje się, że na jeden metr sześcienny betonu wykorzystujemy ok. 165 litrów wody, natomiast do przereagowania wszystkich ziaren cementu potrzebujemy tylko ok. 75 litrów wody. Cała nadmiarowa woda, którą dodajemy jest tylko po to, aby wbudować beton w konstrukcję. Gdybyśmy dodali tylko 75 litrów wody, ciężko byłoby taki beton wbudować, ponieważ nie stanowiłby plastycznej masy. Cała niepotrzebna woda wyparowuje z betonu i pozostawia po sobie systemy kapilarne. Właśnie za pomocą tych kapilar woda wdziera się później, z powrotem do środka. Dlatego Schomburg opracował domieszkę, która krystalizuje w kapilarach, uszczelniając strukturę i zwiększając wytrzymałość tej konstrukcji (ponieważ przez kapilary następuje przełam konstrukcji).

 

 

 

Proces samoleczenia się rysy skurczowej przy zastosowaniu BETOCRETE 360 WP.

 

System BETOCRETE-C 

 

To zintegrowany system krystalicznej hydroizolacji betonu, czyli domieszka uszczelniająca beton. W wyniku reakcji chemicznej BETOCRETE-C w betonie, powstają kryształy, które są w stanie zamknąć rysy powierzchniowe do 0,5 mm i rysy skośne do 0,4 mm. System prowadzi do stworzenia betonu nieprzepuszczalnego, który jest bardziej odporny na szkodliwe działanie wody i środowiska. Innowacyjna formuła łączy w sobie technologię krystalizacji ze środkami hydroizolacyjnymi, dzięki którym można zwiększyć żywotność budynku nawet o 30 lat.

Schomburg opracował 4 rodzaje domieszki, dwa w płynie ( w tym BETOCRETE-CL210-WP dedykowana do wody morskiej) i dwie proszkowe (BETOCRETE-CP360-WP przeznaczone na rynek europejski i BETOCRETE-CP350-CI bez znaczka waterproof, dedykowana na rynek azjatycki).

 

Czym jest „Biała Wanna” dla firmy Schomburg? 

 

Technologia opracowana przez markę Schomburg ma za zadanie niwelować zagrożenia związane z technologią „Białej Wanny”. Schomburg współpracuje z producentem betonu towarowego. Zaopatruje współpracowników w technologię i domieszkę oraz odpowiednio nadzoruje proces tworzenia receptury mieszanki betonowej. Firma wykonawcza przygotowuje projekt pod „Białą Wannę” i uszczelnia detale. Według Schomburg te wszystkie komponenty razem wzięte dopiero składają się na szczelną konstrukcję typu „Biała Wanna”.

 

BETOCRETE - System rozwiązań "Biała wanna"

Artykuł napisany na podstawie szkolenia prowadzonego przez eksperta SCHOMBURG  mgr. inż.  Dawida Pakłosa (Key Account Manager "White Box").