Czym izolować ściany piwnic?
O konieczności zabezpieczenia ścian fundamentowych oraz ścian piwnic przed wilgocią, wodą gruntową i opadową wie każdy inwestor. Oprócz najbardziej znanego i popularnego sposobu - zabezpieczenia powierzchni lepikiem asfaltowym lub papą położoną na lepiku - coraz częściej podziemne części budynku izoluje się nowoczesnymi materiałami: modyfikowanymi papami bitumicznymi, foliami gładkimi i tłoczonymi, membranami z kauczuku syntetycznego oraz materiałami bentonitowymi.
Warunki wodno gruntowe
Wybór odpowiedniego zabezpieczenia podziemnej części budynku przed wodą gruntową jest szczególnie ważny, gdy planujemy budowę piwnic. Zastosowane rozwiązania i materiały w znacznym stopniu zależą od rodzaju gruntów występujących w podłożu oraz od poziomu wody gruntowej. Różne typy warunków wodno - gruntowych oraz odpowiadające im poprawne sposoby zabezpieczenia ścian piwnic przed wilgocią i wodą gruntową przedstawiamy poniżej.
Grunty przepuszczalne
Najłatwiej zabezpieczyć fundamenty i ściany piwnic budynków posadowionych na gruntach przepuszczalnych - piaskach lub różnego typu żwirach (rys 1 i 2).
W gruntach tych występuje woda opadowa przepływająca w gruncie lub woda gruntowa w nim zalegająca. Poziom, na którym występuje woda gruntowa, jest zmienny i podlega okresowym wahaniom. Trzeba to uwzględnić projektując głębokość posadowienia budynku oraz rodzaj izolacji. W gruntach przepuszczalnych woda jest niebezpieczna tylko wtedy, gdy poziom wody gruntowej jest wysoki.
Należy pamiętać, że grunt jest wilgotny w strefie około 1 metra powyżej poziomu zwierciadła wody gruntowej.
W takich warunkach wodno - gruntowych przestrzeń wokół piwnicy należy bezwzględnie wypełnić dobrze przepuszczalnymi gruntami. Umożliwiają one swobodny i szybki odpływ wody w głąb gruntu. Zabezpieczeniem przed wodą kapilarną (słownik na końcu artykułu) jest warstwa izolacji przeciwwilgociowej.
Inaczej przedstawia się sytuacja, gdy warstwa gruntów przepuszczalnych jest niewielkiej grubości, a pod nią znajdują się grunty nieprzepuszczalne - na przykład gliny lub iły (rys. 3).
Może się zdarzyć, że w okresach suchych woda czasowo znika i pojawia się znowu w czasie opadów i roztopów. Zwykle, gdy w kwietniu lub w maju rozpoczynamy prace ziemne, poziom wody jest niski i w wykopie jest sucho.
Jeżeli po opadach na dnie wykopu zgromadzi się woda, jest to sygnał świadczący o możliwości zalewania piwnic w budowanym domu.
Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo okresowego podnoszenia się poziomu wody gruntowej powyżej poziomu posadowienia posadzki piwnicy, trzeba ułożyć ciężką izolację przeciwwodną oraz ułożyć wokół budowanego budynku drenaż. Zamiast izolacji można zastosować beton szczelny (słownik), który dzięki swojej strukturze jest zabezpieczeniem przed wodą.
Grunty spoiste
Pojawiająca się okresowo woda opadowa jest również niebezpieczna dla budynków posadowionych w nieprzepuszczalnych gruntach spoistych z przekładkami i przewarstwieniami piaszczystymi (rys. 4).
Warstwami gruntu przepuszczalnego przesącza się ona w pobliże konstrukcji. Podobna sytuacja może się zdarzyć w wykopie zasypanym po wykonaniu prac ziemnych (rys. 5).
Naruszone grunty spoiste nie są już gruntami nieprzepuszczalnymi.
Fundamenty i ściany piwnic znajdują się w środowisku wilgotnym, a nawet w okresowo mokrym. W tych warunkach bezwzględnie należy wykonać izolację ciężką oraz drenaż. Zamiast takiej izolacji można również zastosować beton szczelny. Najtrudniej zabezpieczyć fundamenty i ściany piwnic posadowione poniżej poziomu wody gruntowej (rys. 6).
Podobnie jak w sytuacji przedstawionej na (rys. 3) konieczne jest ułożenie izolacji ciężkiej lub wykonanie ścian monolitycznych z betonu szczelnego. Wokół budynku należy ułożyć drenaż.
Typy izolacji
W zależności od funkcji, jaką spełniają, izolacje wodochronne wykonuje się jako:
Izolacje przeciwwilgociowe (lekkie) - chroniące podziemne części budynku przed działaniem wody niewywierającej parcia hydrostatycznego; można je stosować tylko w budynkach usytuowanych powyżej poziomu wód gruntowych, w gruntach o małym zawilgoceniu,
Izolacje przeciwwodne (średnie, ciężkie) - zabezpieczające podziemne elementy budynku przed wodą opadową przesączającą się w gruncie oraz wodą wywierającą ciśnienie hydrostatyczne; stosuje się je do izolacji budynków posadowionych poniżej poziomu zwierciadła wody gruntowej oraz w gruntach o dużym zawilgoceniu. Ściany piwnicy zabezpiecza się warstwą izolacji pionowej i poziomej. Pionowa izoluje od wilgoci oraz wody opadowej przesączającej się w gruncie. Powinna wystawać minimum 15 cm ponad powierzchnię terenu. Izolacja pozioma chroni ściany przed kapilarnym podciąganiem wody. Izolację poziomą układa się w dwóch warstwach: jednej na ławie fundamentowej, a drugą około 30 cm nad powierzchnię terenu (Zdjęcie 1).
Papy
Papa to materiał izolacyjny składający się z podłoża (osnowy) nasyconej bitumitem (słownik). Bitumit może być modyfikowany lub nie. Warstwa wzmacniającej wkładki nośnej początkowo wykonywana z celulozy (tektury) w papach nowoczesnych została zastąpiona włóknem szklanym lub włókniną poliestrową.
Ponadto może występować:
- warstwa górna - posypka wykonana z talku, piasku kwarcowego lub krzemowego, łupka mineralnego lub bazaltu (łupek lub bazalt stosuje się raczej do pap wierzchniego krycia (słownik), chroniąc warstwę bitumiczną przed działaniem szkodliwych promieni słonecznych (ultrafioletowych); do izolacji podziemnych elementów budynku można stosować również papę bez posypki
- warstwa dolna - folia zabezpieczająca warstwy papy przed sklejaniem (rys. 7)
Papy smołowe nie są już praktycznie stosowane. Są nietrwałe i mają wyraźny, nieprzyjemny, smołowy zapach. Stosowane od dawna tradycyjne papy asfaltowe na tekturze są także teraz jednym z najtańszych materiałów izolacyjnych. Jednak stosowana do ich produkcji osnowa - tektura - z czasem ulega biodegradacji. Na naszym rynku jest duży wybór nowoczesnych pap, co sprawia, że pap na osnowie z tektury nie zaleca się już do izolowania podziemnych części budynku. Nawet trzy warstwy ułożonej na lepiku asfaltowym takiej papy nie zabezpieczają wystarczająco przed wodą naporową (działającą pod ciśnieniem). Nie są też odpowiednią barierą dla spływającej do gruntu wody opadowej. Podczas zasypywania wykopu papę taką łatwo uszkodzić. Przerwana warstwa izolacji nie chroni ścian przed wodą znajdującą się w gruncie. Papa narażona jest na zniszczenie również po zasypaniu wykopu. W początkowej fazie eksploatacji budynku osiadanie konstrukcji - czasem nawet kilkucentymetrowe - często powoduje pękanie warstwy izolacyjnej.
Papy nowej generacji
Do produkcji takich pap zarówno krajowych, jak i importowanych, stosuje się bitum modyfikowany (uszlachetniany) plastomerem APP lub elastomerem SBS. Dzięki zastosowanym modyfikatorom polepszono odporność pap na starzenie, podwyższono ich temperaturę topnienia oraz obniżono ich temperaturę łamliwości.
Papy te odróżniają się od pap tradycyjnych również technologią układania. Przed ułożeniem podłoże należy zagruntować preparatami produkcji krajowej (najbardziej popularny to Abizol R) lub preparatami zagranicznymi zalecanymi przez producentów pap. Papę (zwykle szerokości 1 m) układa się z zakładem ok. 10 cm i zgrzewa powierzchniowo z izolowaną powierzchnią, używając palnika na propan - butan.
Mimo, iż papy te zachowują swoje właściwości również w temperaturach ujemnych, nie zaleca się układania ich, gdy temperatura otoczenia jest mniejsza niż 0 stopni C. Trudno jest wtedy wykonać to poprawnie i mieć pewność, że na powierzchni ściany nie pozostanie wilgoć. Jeżeli papę układamy na płaszczyznach pionowych wyższych niż 2m, często zaleca się - oprócz zgrzewania termicznego - również mechaniczne mocowanie papy do izolowanego podłoża.
Niektóre firmy oferują również pasy samoprzylepne, które po zdjęciu ochronnej warstwy folii przykleja się - bez użycia palnika do zagruntowanego podłoża.
Izolację wykonaną z papy można zabezpieczyć przed uszkodzeniami mechanicznymi ścianką dociskową (słownik) lub folią tłoczoną.
Folie płaskie oraz membrany
Do izolacji poziomej i pionowej ścian piwnic stosowane są również folie płaskie - wykonane z polichlorku winylu lub polietylenu małej gęstości LDPE (low density polietylen) oraz membrany EPDM produkowane z kauczuku syntetycznego.
Wykonując izolacje poziomą, folię rozkłada się na powierzchni, a poszczególne jej pasy łączy się ze sobą - termicznie, na klej, lub jedynie na zakład bez dodatkowego łączenia. Do wykonania izolacji poziomej oferowane są folie różnych szerokości.
Rodzaje papy (osnowa / rodzaj masy bitumicznej / posypka) |
---|
tektura / asfalt nie modyfikowany / bez posypki |
włókno szklane / asfalt nie modyfikowany / bez posypki |
włókno szklane / asfalt modyfikowany SBS / piasek |
włókno szklane / asfalt modyfikowany SBS / talk |
włókno szklane / asfalt modyfikowany SBS / bez posypki; papa samoprzylepna |
włóknina poliestrowa / asfalt nie modyfikowany / bez posypki |
włóknina poliestrowa / asfalt modyfikowany APP / piasek |
włóknina poliestrowa / asfalt modyfikowany SBS / piasek |
Niektóre folie mają wyprofilowaną powierzchnię, która zapobiega przesuwaniu się folii podczas układania i umożliwia jej łączenie tylko na zakład (bez konieczności jej klejenia lub zgrzewania termicznego).
Do pionowych płaszczyzn betonowych - po uprzednim ich oczyszczeniu i wyrównaniu - folię przykleja się lepikiem asfaltowym lub klejem zalecanym przez producenta folii - np. Pronikol B, Winylep OK, Izokol 104, Osakryl 85. Drugą warstwę folii (jeżeli warunki gruntowe wymagają ułożenia izolacji dwuwarstwowej) układa się prostopadle do pierwszej i przykleja do niej płynną folią PVC.
Membrany EPDM stosowane są jako izolacje jednowarstwowe, odporne ja działanie wody pod ciśnieniem. Powierzchnie, które będą zabezpieczane membraną, powinny być suche i oczyszczone. Nie trzeba gruntować podłoża preparatami bitumicznymi. Do ścian pionowych membranę przykleja się lub mocuje mechanicznie.
Tabela 2 Folie płaskie i membrany.
Folie tłoczone
Wykonane są z polietylenu dużej głębokości HDPE (high density polietylen). Folie te mogą być stosowane zarówno do izolacji pionowych, jak i poziomych.
Charakterystyczną cechą tego typu folii są wytłoczenia w kształcie ściętych prostopadłościanów wysokości sześciu lub ośmiu milimetrów. W zależności od warunków wodno - gruntowych folia może być izolacją jednowarstwową lub elementem izolacji wielowarstwowej. Po ułożeniu folii wytłoczeniami w kierunku izolowanej powierzchni pomiędzy warstwą folii i przegrodą tworzy się powietrzna szczelina wentylacyjna. (rys. 8 i 9)
Folia nie przepuszcza wody z gruntu. Jednocześnie umożliwia odprowadzenie wilgoci i wody, które mogą zbierać się pomiędzy folia i izolowaną przegrodą, i powoduje w ten sposób osuszanie ściany.
Ponadto folia zabezpiecza ułożoną na ścianie warstwę izolacji przed uszkodzeniami mechanicznymi, które mogą powstać zarówno podczas zasypywania wykopu, jak i podczas eksploatacji budynku (folia jest również barierą dla korzeni). Zastosowanie folii i utworzenie szczeliny powietrznej przy ścianie poprawia również właściwości termiczne przegrody.
Folię mocuje się do podłoża mechanicznie. Razem z folią oferowane są akcesoria montażowe (zdjęcia 4a, 4b, 4c):
- listwy wykończeniowe chronią górną krawędź izolacji
- gwożdzie
- specjalne podkładki zapewniające szczelność w miejscu mocowania i zwiększające płaszczyznę docisku gwoździa do ściany
- samoprzylepne taśmy uszczelniające
Z reguły folię, której szerokość jest dostosowana do wysokości ściany, układa się w poziomie. Wyjątkiem są folie systemu Tefond, które montuje się pionowo (podobnie jak układa się tapety) - zdjęcie 5.
Taki system mocowania umożliwia izolowanie ściany dowolnej wysokości bez połączeń poziomych. Połączenie poszczególnych pasów folii wykonuje się na zakład, wkładając wytłoczenia łączonych części folii jedne w drugie (w foliach Tefond zastosowano dodatkowo połączenie zatrzaskowe, a ponadto foliach systemu Tefond Plus uszczelniającą wkładkę bitumiczną (Zdjęcie 6).
Połączenie można uszczelnić taśmą samoprzylepną, a górną krawędź dodatkowo masą uszczelniającą (Zdjęcie 7).
W gruntach spoistych (gliny, iły) zaleca się stosowanie folii z polipropylenową włókniną filtracyjną usytuowaną od strony gruntu (Zdjęcie 8).
Z reguły folie takie są tłoczone jednostronnie (z wyjątkiem wyprofilowanej obustronnie folii firmy Dörken) (Zdjęcie 9).
Warstwa geowłókniny zabezpiecza kanały utworzone między wytłoczeniami folii przed zamuleniem drobnymi cząstkami gruntu. Kanały kierują przefiltrowaną wodę do rury drenażowej. (Rys. 10).
Materiały bentonitowe
Odmienną grupę materiałów tworzą izolacje, w których zastosowano bentonit sodowy - chemicznie obojętny ił pochodzenia wulkanicznego. Bentonit staje się materiałem izolacyjnym dopiero w momencie kontaktu z wodą. Pozostawiony swobodnie bentonit pęcznieje i zwiększa objętość nawet 12 - 16 krotnie. Przy ograniczaniu swobody pęcznienia pod wpływem wody z sypkiego bentonitu tworzy się nieprzepuszczalny żel, który uniemożliwia przenikanie zarówno pary wodnej, jak i wody. Najważniejszym warunkiem uzyskania szczelnej warstwy izolacyjnej jest ograniczenie materiałom bentonitowym możliwości pęcznienia. Właściwości bentonitu stwarzają możliwość samonaprawiania uszkodzeń izolacji spowodowanych osiadaniem budowli lub skurczem betonu.
Budynków zabezpieczonych materiałami bentonitowymi nie trzeba otaczać drenażem.
W budynkach jednorodzinnych stosuje się panele Volclay oraz membrany uszczelniające Swelltite.
Panele Volclay (typ 1)
Panele te składają się z płyt tektury falistej wypełnionej w całości granulatem bentonitowym. Tektura pod wpływem wody ulega biodegradacji.
Panele o grubości 4,7 mm, powierzchni 1,48 m2 (1220 x 1220 mm) i masie 8 kg każdy można układać na izolowanej powierzchni w dowolnej temperaturze otoczenia (Zdjęcie 10).
Nie powinno się ich układać na powierzchniach mokrych, podczas opadów oraz gdy w wykopie znajduje się woda. Jeżeli jednak konieczne jest układanie w takich warunkach, należy zastosować panele z dodatkową warstwą zabezpieczającą, opóźniającą początek uwadniania bentonitu (typ 1C). Panele układa się na powierzchni oczyszczonej i gładkiej - po usunięciu z niej ostrych wypukłości i po wypełnieniu wszystkich wgłębień. Na ściany murowane z cegieł, z bloczków betonowych lub betonu komórkowego (z wyjątkiem ścian murowanych z bloczków Ytong, w których spoiny są cienkie) trzeba wcześniej nałożyć warstwę zaprawy cementowej grubości minimum 1,5 cm.
Nie jest wymagane wcześniejsze gruntowanie podłoża lub układanie innej warstwy izolacyjnej.
Panele układa się z zakładem szerokości 4 cm na ścianie i przybija do niej gwoździami. Montaż paneli rozpoczyna się od dołu jednego z naroży budynku. Aby ograniczyć możliwość przypadkowego uszkodzenia bądź zalania paneli, tuż po zakończeniu układania pierwszego rzędu oraz po uszczelnieniu połączenia warstwy izolacyjnej z ławą fundamentową wykop powinno się zasypać do wysokości ułożonych paneli. W ten sposób osłania się panele, dociska je do izolowanych powierzchni i tworzy pomost roboczy do montowania paneli wyższych rzędów.
Wykonana w ten sposób warstwa izolacyjna chroni przed wodą występującą pod ciśnieniem mniejszym niż 0,1 MPa (10 m słupa wody).
Razem z panelami oferowane są materiały uzupełniające. Umożliwiają one poprawne uszczelnianie miejsc, których izolowanie jest szczególnie trudne. (Rys.11) Są to:
- granulat bentonitu Volclay luzem, z którego przygotowuje się pastę używaną do wypełniania wgłębień, dylatacji, uszczelnienia miejsc przejścia rur instalacyjnych przez ścianę, ewentualnego wyrównania izolowanej powierzchni oraz do wykonywania różnego rodzaju napraw;
- granulat bentonitu w tubie Hydrobar - powłoka tuby wykonana jest z cienkiej, żelatynowej błony rozpuszczalnej w wodzie; materiał ten używany jest zazwyczaj do uszczelniania izolacji w miejscach połączeniach elementów konstrukcji, np. ściany z ławą lub płytą fundamentową;
- taśma uszczelniająca Waterstop - RX zapewniająca ciągłość izolacji w miejscach połączenia izolacji pionowej i poziomej oraz służąca do izolowania połączeń elementów betonowych; stosowania zamiast taśm uszczelniających innego rodzaju.
Przykłady izolacji ścian i fundamentów paneli Volclay przedstawiają rysunki 12 i 13.
Membrana uszczelniająca Swelltite
Membrana Swelltite składa się z warstwy folii polimerowej, z warstwy specjalnie spreparowanego bentonitu oraz z cienkiej błony osłonowej ulegającej rozpuszczeniu pod wpływem wody.(Rys 14)
- Swelltitle 1000 - grubości 1,5 mm;
- Swelltitle 3000 - grubości 2,3 mm;
- Swelltitle 6000 - grubości 3,8 mm.
W konstrukcji membrany wykorzystano wytrzymałość i odporność mechaniczną folii polimerowych oraz uszczelniające cechy bentonitu. Elastyczna folia jest pierwszą barierą przeciwwodną oraz chroni warstwę bentonitu przed uszkodzeniem i przedwczesnym działaniem wody. Jeżeli pod nią przedostanie się woda, zostaje uaktywniony bentonit, który pęcznieje i zapobiega wnikaniu wody w izolowany element budynku. Pod wpływem wody błona osłonowa rozpuszcza się, całkowicie umożliwiając bezpośredni kontakt bentonitu z chronioną konstrukcją.
Membrany można stosować w warunkach, w których ciśnienie wody nie przekracza 0,45 MPa (45 m słupa wody).
Membranę należy montować tylko w czasie suchej pogody, a izolowana powierzchnia nie powinna być nadmiernie zawilgocona. Po przygotowaniu powierzchni - wyrównaniu występów i wgłębień - membranę można przykleić, stosując klej Volclay Mastic M - 2000 lub mocować mechanicznie gwoździami z szerokim łbem (wyjątkiem są ściany murowane, do których membranę można jedynie przyklejać). Sąsiednie pasma membrany szerokości 1,02 m powinny zachodzić na siebie co najmniej 5 cm. Przykład ściany murowanej izolowanej membraną Swelltite przedstawia rys. 15.
Oprócz membran oferowane są również materiały uzupełniające: masa bitumiczna modyfikowana poliuretanami, szpachla bentonitowa, klej, piaski wykonane z kauczuku butylowego stosowane do osłaniania zakładów membran oraz do zabezpieczania przy powierzchni gruntu górnej krawędzi warstwy izolacji. Elementy te wraz z membraną tworzą system zapewniający szczelność ułożonej izolacji.
Budynki niepodpiwniczone
W budynkach niepodpiwniczonych posadowionych w środowisku wilgotnym lub mokrym musimy pamiętać o wykonaniu szczelnej izolacji poziomej na ścianach i pod posadzką parteru. Szczególnie istotne jest dobre połączenie izolacji pionowej i poziomej (Rys. 16).
Poprawnie wykonane zabezpieczenie ścian piwnic przed wilgocią i wodą to, w przyszłości, brak kłopotów i niepotrzebnych wydatków. Po zasypaniu wykopu niewłaściwie ułożoną lub uszkodzoną izolację trudno naprawić.
Słownik
woda kapilarna - woda podciągana w szczelinach (kapilarach) istniejących między ziarnami gruntu lub w innych materiałach, np. murach.
beton szczelny - beton o dużej wodoszczelności, który uzyskuje się przez odpowiedni dobór ilości i uziarnienia odpowiedniego kruszywa oraz ilości wody i cementu, a także przez właściwe zagęszczenie i pielęgnację w okresie twardnienia. Beton szczelny jest odporny na działanie wody (także działającej pod ciśnieniem).
bitum - mieszanina węglowodorów o konsystencji od ciekłej do stałej pochodzenia naturalnego lub sztucznego. Lepiszcza bitumiczne stosowane w budownictwie dzieli się w zależności od pochodzenia na: asfalty naturalne i sztuczne, smoły i paki. Wyroby bitumiczne stosuje się jako izolacje przeciwwodne oraz materiały drogowe. Wykorzystuje się ich zdolność klejenia, spajania, przyczepność do podłoża oraz odporność na działanie wody i czynników agresywnych.
papa wierzchniego krycia - rodzaj pokrycia dachowego układanego bezpośrednio na podłożu lub na papie podkładowej; wierzchnią warstwą papu jest zwykle posypka wykonana z łupku lub bazaltu.
ścianka dociskowa - ścianka wykonywana z cegły pełnej lub z bloczków betonowych, ochraniająca warstwę pionowej izolacji przeciwwodnej ścian piwnic przed uszkodzeniami mechanicznymi; obsypana gruntem dociska izolację do ściany, zwiększając jej skuteczność i zmniejszając możliwość uszkodzeń i przecieków.
Tekst: Krzysztof Traczyński, Beata Kerntopf-Ślusarczyk