Prakticky všetky inžinierske objekty, nezávisle od ich technologického vykonania a konštrukcie, vyžadujú použitie vodotesnej alebo proti vlhkostnej izolácie. Tento požiadavok vyplýva nielen z potreby chrániť objekty pred prenikaním vody do ich vnútra, ale aj z nutnosti chrániť železobetónovú konštrukciu pred agresívnym prostredím, ktoré môže viesť ku korózii betónu a výstuže.

Doteraz sa mnohé objekty snažili utesniť spôsobom takzvanej „bielej vane“, kde materiálom hydroizolácie mal byť samotný betón konštrukcie budovy. Tento spôsob však má množstvo obmedzení a nedostatkov, ktoré môžu spôsobiť jeho neúčinnosť, o ktorých sa zvyčajne nehovorí. V texte vysvetlím, na čom spočívajú tieto obmedzenia a nedostatky, a ako dosiahnuť tesný objekt s hydroizoláciou Hydrostop vo forme bielej vane.

2. „Biela vana“ - hrozby

2.1. Ako doposiaľ inžinieri chápali pojem „biela vana“?

„Biela vana“ je označenie, ktoré prešlo zo stavebného žargónu do stavebného jazyka ako opis spôsobu vykonania bezvodnej izolácie. Neexistuje jednoznačne stanovená definícia tohto typu hydroizolácie. To, čo sa na našom stavebnom trhu používa, sú skôr spôsoby dosiahnutia takzvanej „bielej vane“, ktoré vypracovávali jednotlivé firmy, ktoré sa zaoberajú týmito prácami.

„Biela vana“ je železobetónová konštrukcia, monolitická, na jej vyhotovenie sa používa vodotesný betón triedy W8 alebo vyššej. Konštrukcia sa na účely vykonávania delí na etapy liatia betónu, nazývané „takty“, aby sa dosiahlo praskanie betónu na požadovanom mieste. Predpokladá sa tiež maximálna povolená šírka trhlín v betóne (zvyčajne 0,2 mm), používajú sa pokyny uvedené v normách. Tieto normy sa neustále menia a prispôsobujú technologickým a materiálovým možnostiam. Napríklad: PN-EN 1992-3-2008, alebo aktualizovaná norma PN-EN 206:2014-04. Projekt vyhotovenia izolácie ako „biela vana“ by mal obsahovať predovšetkým:

• určenie minimálneho počtu spojov jednotlivých konštrukčných prvkov,

• opis spôsobu zabránenia vzniku smrštivých trhlín,

• optimalizáciu projektovej zmesi betónu, vrátane spôsobov jej uloženia, zhutnenia a techniky dokončovacích prác,

• prispôsobenie spôsobu armovania, jeho typu a rozmiestnenia,

• vypracovanie harmonogramu betonáže,

• definovanie dilatačných spojov,

• definovanie úsekov kontrolovaného praskania,

• riešenia hydroizolácie na spojoch konštrukčných prvkov.

Zhrnutie - projekt takzvanej „bielej vane“ ukladá na vykonávateľa konštrukcie povinnosť udržiavať veľmi vysoký technologický režim, pretože akékoľvek odchýlky od projektových pokynov môžu spôsobiť neprekonateľnosť konštrukcie. A tu sa dostávame k jadru veci. V projekte všetko vyzerá dobre: vykonávame dodatočné armovanie, delíme budovu na sekcie, nalievame betónovú zmes v ideálnej teplote a vlhkosti a takéto prostredie zaisťujeme aj počas fázy tuhnutia betónu. Samozrejme, betón je tiež dokonale zhutnený. Ale realita na stavenisku nie vždy spĺňa požiadavky technológie. Začnúc od meniacich sa poveternostných podmienok až po ľudské chyby, existuje množstvo príčin, ktoré môžu spôsobiť, že sa nepodarí správne vykonať „bielu vanu“.

2.2. Hrozby, ktoré sa vyskytujú v tzv. „bielej vani“

2.2.1. Rozdelenie hrozieb.

Hrozby možno rozdeliť na tie, ktoré sa vyskytujú v projekte a tie, ktoré sa vyskytujú pri vykonávaní. Určite je oveľa viac hrozieb s vyššou pravdepodobnosťou výskytu počas fázy vykonávania, pretože existuje mnoho faktorov, ktoré neovládame, a ktoré majú vplyv na kvalitu vykonanej betonárskej práce.

I. Etapa projektovania.

• chýbajúce geotechnické skúšky

• zle zvolený základ budovy

• nezohľadnená agresivita prostredia v zemi

• projektovanie betónu na možnosť vzniku trhliny (napr. do 0,3 mm)

• nesprávne navrhnuté armovanie (chýbajúce protišmykové armovanie rohov)

• nesprávne zvolená trieda a typ betónu

II. Etapa vykonania konštrukcie.

A) Betónáreň

• nesprávna receptúra betónu

• nesprávne zvolený kamenivo

• zlá W/C zmes

• chyby v používaní prísad do betónu

• chyba pri odosielaní určitej zmesi na konkrétnu stavbu

B) Transport betónu

• príliš dlhý čas na dopravu betónu na stavbu

• pridanie vody do betónovej zmesi operátorom betónového vozíka

C) Montáž tesniacich pásov na technologické prestávky

• chýbajúce pásy na prestávkach

• nesprávne namontované pásy

• nesprávne zvolené typy pásov

• chýbajúca kontinuita na spojoch pásov

• mechanické poškodenie pásov počas betonáže

• pásy nečistené pred ďalšou fázu betonáže

D) Ukladanie betónovej zmesi

• zhadzovanie zmesi z príliš veľkej výšky

• porucha zariadenia na zhutnenie (vibrovanie) betónu

• nedostatočné vybavenie na zhutnenie betónu alebo nesprávny typ

• chýbajúca kontinuita dodávok betónu (príliš dlhé technologické prestávky)

E) Starostlivosť o betón

• príliš krátky čas starostlivosti o betón v debnení

• príliš nízka vlhkosť prostredia počas tuhnutia betónu

• príliš nízka/vysoká teplota počas tuhnutia betónu

• príliš rýchle zaťažovanie betónu ďalšími fázami konštrukcie

• porucha vykurovacieho zariadenia (pri betonáži v zime)

Samozrejme, môže sa povedať, že je to príliš pesimistické a že takéto situácie sa v praxi nevyskytujú. Určite nie všetky zároveň, ale pravdepodobnosť ich výskytu však existuje. Stojí za to si uvedomiť, že ak sa vyskytne aspoň jedno z uvedených hrozieb, naša konštrukcia prestane byť vodotesná a odolná voči agresívnemu prostrediu. A zvlášť veľké riziko výskytu chýb sa vyskytuje počas fázy betonáže a následnej starostlivosti o betón, kde veľa závisí od poveternostných podmienok, na ktoré nemáme vplyv, a od bežných stavebných pracovníkov, pre ktorých môže byť starostlivosť o betón považovaná za nepotrebnú.

Obrázok 1. Chyby pri vykonávaní - nesprávna montáž a spojenie pásov.

Na obrázku č. 2 vidíme silne popraskané steny železobetónových nádrží, ktoré boli pôvodne navrhnuté v systéme „bielej vane“. Nádrže sa liatali v dvoch fázach – najprv do polovice výšky a následne zvyšok. Bohužiaľ, druhá fáza bola naliata príliš rýchlo a spodná časť konštrukcie ešte nedosiahla požadovanú pevnosť. Efekty sú presne viditeľné na fotografiách – konštrukcia v dolnej časti sa poškriabala úplne nekontrolovateľne...

Obrázok 2. Chyby pri vykonávaní - popraskané steny železobetónových nádrží.

To sú samozrejme veľmi silné príklady, ktoré nie sú bežné na stavbách, ale keďže aj takéto veci sa dejú, treba predpokladať, že aj drobné chyby sa určite vyskytujú. A každá, aj tá najmenšia chyba pri vykonávaní tzv. „bielej vane“ vedie k tomu, že objekt nie je vodotesný.

2.2.2. Karbonatácia betónu

Okrem chýb, ktoré môžu nastať počas rôznych fáz práce pri konštrukcii železobetónu, je tiež potrebné si uvedomiť hrozby, ktoré sú ignorované firmami vykonávajúcimi izolácie bez povlaku, a ktoré však skutočne existujú.

V popisoch spôsobu vykonávania „bielej vane“ na stránkach firiem, ktoré sa zaoberajú takýmito prácami, sa opakovane objavujú tvrdenia: „Biela wanna je konštrukcia s vyššou odolnosťou proti prenikaniu vody,“ alebo „realizácia objektu v systéme bielej wanny poskytuje vysoký stupeň bezpečnosti z hľadiska tesnosti objektu“. Všetci sa odvolávajú na tesnosť objektu – ale čo s ochranou betónu pred agresívnym prostredím?

Ak dovolíme takému prostrediu prísť do kontaktu s betónom, začne sa v ňom proces karbonatácie – čo je jav, pri ktorom dochádza k chemickej reakcii oxidu uhličitého CO2 s hydroxidom vápenatým Ca(OH)2 obsiahnutým v betóne. V dôsledku tejto reakcie vzniká kyslý uhličitan vápenatý CaCO3, ktorý znižuje pH betónu, a voda H2O. Karbonatácia môže znížiť pH betónu z hodnoty približne 12,5 pre čerstvý betón až na hodnotu 8,3. Týmto spôsobom betón stratí svoje ochranné vlastnosti a začne sa proces korózie betónu a následne aj v oceľovej výstuži.

Treba dodať, že oxid uhličitý CO2, ktorý spôsobuje túto reakciu, sa nachádza v atmosférickom vzduchu a v dažďovej vode, takže sa ukazuje, že všetky železobetónové konštrukcie musia nielen „zabezpečiť tesnosť“, ale aj byť chránené pred fenoménom karbonatácie.

2.2.3. Odolnosť betónu voči chemicky agresívnym prostrediam

Už vieme, že karbonatáciu betónu spôsobuje aj dažďová voda. Ale v podzemných vodách, ako aj v tekutinách, ktoré prichádzajú do styku s betónom, napríklad na čističkách odpadových vôd alebo na bazénoch, sa vyskytujú prostredia s oveľa vyššou chemickou agresivitou. Stupeň agresivity sa určuje podľa normy PN-EN 206-1 2003, kde sa prostredia delia na slabo, stredne a silne agresívne. V tej istej norme sú tiež uvedené vhodné triedy pevnosti betónu, ako aj pomer W/C a minimálne množstvá cementu v betonovej zmesi, ktoré majú zabezpečiť betónu odolnosť voči príslušným agresívnym prostrediam.

Tabuľka 1.

Odporúčané hranicné hodnoty zloženia a vlastností betónu podľa PN-EN 206-1/2003

Obr. 4. Utesnenie trhliny krystalizáciou zložiek utesnenia Hydrostop.
Krystalizačné vlastnosti boli testované a potvrdené Inštitútom stavebnej techniky vo Varšave (obrázok 5).
Všetky produkty Hydrostop majú kompletnú dokumentáciu potrebnú na ich použitie v stavebníctve.

Obr. 6. Produkty Hydrostop: Profesionálna zmes 209, Penetračná rohož 541

3.2.2. Agresívne prostredia.

Ďalšou hrozbou je výskyt agresívneho prostredia v pôdach, ktoré bude mať ničiaci vplyv na štruktúru betónu. Riešením tejto hrozby sú presne tie isté produkty z ponuky Hydrostop, a to: pre vertikálnu izoláciu (steny, vnútro nádrží) Profesionálna zmes 209, alebo Penetračná rohož 541, a pre horizontálnu izoláciu Zmes 203. Všetky tieto produkty majú odolnosť voči agresívnemu prostrediu až do úrovne XA2, odpadovým vodám a z domácností (vrátane hnojovice), pitnej vode s chloridom a bazénovej vode XD2, ale aj voči tukom, minerálnym olejom, potravinárskym a transformátorovým olejom, síranom, fenolom a kyseline mliečnej.

Pri silne agresívnom prostredí XA3 je potrebné použiť ďalšiu chemicky odolnú vrstvu – náš ďalší produkt Hydrostop Epoxidová impregnácia 801+802. Je však potrebné dodať, že prostredie XA3 sa vyskytuje prakticky iba v chemických závodoch. Všetky ostatné hrozby, s ktorými sa stretávame v každodennom živote, spadajú do agresivity do úrovne XA2.

3.2.3. Smršťovacie trhliny.

Smršťovacie trhliny môžu vzniknúť z mnohých dôvodov. Od nesprávne vykonaného železobetónu, cez nesprávnu betónovú zmes, nesprávne jej ukladanie a zhutňovanie, nedostatočnú starostlivosť o betón až po príliš rýchle zaťaženie konštrukcie ďalšími etapami výstavby. Nezáleží na tom, ako vzniknú, účinok bude rovnaký – agresívne prostredia spolu s vlhkosťou sa dostanú do štruktúry betónu a začnú proces korózie.

Ako bojovať s touto hrozbou? Presne rovnako ako s predchádzajúcimi – pre vertikálnu izoláciu (steny, vnútro nádrží) Profesionálna zmes 209, alebo Penetračná rohož 541, a pre horizontálnu izoláciu Zmes 203. Všetky uvedené produkty majú schopnosť uzatvárať trhliny s rozšírením až do 0,5 mm, potvrdenú skúškami vykonanými Inštitútom techniky stavebnej (obr. 5 – Správa ITB o skúške materiálov Hydrostop).

3.2.4. Ako používať materiály Hydrostop

Materiály Hydrostop sú ľahko použiteľné a vďaka svojim vlastnostiam umožňujú ušetriť veľa času na stavbe.

Vykonanie izolácie ťažkej základovej dosky s použitím Zmesi 203 je suchá posypka vykonaná pomocou sita s okami 1,5 až 2 mm priamo pred betonovaním, cez armovacie tyče, na chudý betón. Na takto pripravenú posypku vylejeme betónovú zmes. Tento spôsob izolácie umožňuje jej vykonanie prakticky súčasne s betonovaním, pretože dvaja pracovníci budú schopní za hodinu vykonať až 500 m² posypky.

Vykonávanie izolácie ťažkej dosky na spodnej a hornej strane dosky ako suchej posypky je povolené v Technickej aprobácii ITB AT-15-2680/2016 pre produkt Zmes 203 a AT-15-7076/2014 pre produkt Profesionálna zmes 209.

Obr. 7. Aplikácia suchého obkladu Hydrostop na spodok základovej dosky

Obr. 8. Suché vyhotovenie vrchnej vrstvy Hydrostop na základovej doske poschodového parkoviska.

Izolácia zvislých prvkov železobetónových konštrukcií sa vykonáva nanášaním profesionálnej zmesi 209 pomocou stolovej kefy alebo agregátu. Produkty je možné aplikovať na čerstvo odizolovaný betón, čo pomáha skrátiť harmonogram prác.

Rys. 10. Montáž pásky v pracovnej prestávke zamestnancami Hydrostop-3

Príkladom extrémne náročnej zákazky môže byť tesnenie dna na stavbe Múzea II. svetovej vojny v Gdaňsku. Keď zamestnanci Hydrostop-3 prišli na stavbu, našli situáciu, akú vidíte na obrázku č. 11. Steny šachty boli hotové, zemina odstránená, dno vyliate, ale bohužiaľ tak silno popraskané, že čerpadlá neboli schopné odčerpať vodu z výkopu. Práce na tesnení dna sa preto začali za účasti potápačov, ktorí v spolupráci s našimi pracovníkmi, plávajúcimi s potrebným vybavením na bárke, vykonali predbežné injektáže na tesnenie.

Rys. 11. Výstavba Múzea II. svetovej vojny – začiatok prác Hydrostop-3

Až potom, čo bolo dno tesne uzavreté natoľko, že čerpadlá boli schopné odstrániť vodu, sa začali ďalšie hydroizolačné práce. No ani tu to nebolo jednoduché. Rýhy, ktoré zostali na tesnenie, mali rozšírenie až do 6 cm, takže tradičné metódy neboli možné na aplikáciu. Avšak vďaka inovatívnemu prístupu Hydrostop-3 k hydroizolácii sa podarilo vyvinúť účinnú metódu.