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 přibližuje některá z řešení, 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 důrazem na možnost opravitelnosti a s minimalizací rizik poruch.

Chyby v koncepci návrhu

Vposledních 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 v mase prvku dostatečně průniku vody. Také spáry mezi tvárnicemi jsou potencionálními transportními cestami pro vodu. Tyto konstrukce nejsou rovněž realizovány v dostatečné kvalitě. aby se konstrukce vyrovnala železobetonu, je nutné zajistit správné vyplnění dutin betonem a zejména jeho dostatečné zhutnění. V případě že nedojde k správnému provedení nosné konstrukce, zvyšuje se i riziko porušení kontaktně natavené izolační vrstvy. Výsledkem je, že dochází k průsaku vody do poměrně porézní tvárnice, dále k nasycení ponechaných dutin v konstrukci stěny a následkem toho k průsaku vody do interiéru nejprve ve styku podlaha stěna (největší tlak vody), ale později i v ploše stěny a v místech jakékoli poruchy.

Stěnové konstrukce z prolitých betonových tvárnic, přestože jsou vyztuženy, opravdu 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.

Dalším koncepčně špatným řešením je obvykle realizace izolace na podkladní betonovou desku na horním líci. na tuto desku má následně navazovat svislá stěna izolována z vnějšku. na izolaci základové desky je následně prováděna finální podlaha. V době realizace však z konstrukce desky vykukují pruty betonářské výztuže a realizátor stavby neví, jak má fóliovou izolaci na výztuž „napíchnout“. Tady se samozřejmě jedná o chybu návrhu.

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. Jde zejména o následující parametry:
– vodotěsnost betonu,
– minimalizace vzniku trhlin,
– minimalizace šířky vzniklých trhlin,
– zajištění, aby případné trhliny neprocházely celou tloušťkou konstrukce,
– možnost utěsnění vzniklých trhlin.

Tyto parametry ovlivňují technologii návrhu a realizaci 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). Dalším parametrem je tloušťka konstrukce volená v závislosti na využití prostoru v interiéru.

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. V závislosti na dalších skutečnostech by měly být voleny systémové prvky pro pracovní spáry, prostupy a dilatace.

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 (kolmatace) v místě menších kaveren, trhlin (do šířky 0,4 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 samoutěsnit trhliny 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 třeba 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.

Vzorky, které byly testovány, mají změřený difuzní koeficient vůči průniku radonu, který dosahuje u konstrukcí od tl. 50 mm minimálně úrovně ostatních, běžně používaných izolací. Železobetonové konstrukce spodní stavby mají obvykle tloušťku minimálně 250 mm. Z toho vyplývá, že jako protiradonová izolace je v konstrukci použita 5krát větší tloušťka, než by teoreticky byla za potřebí. 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

Vaplikacích, 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 polyetylenu (PE – HD,HDPE apod.),
– fólie z nízkohustotního polyetylenu (LDPE),
– kombinace těchto fólií s přírodními jíly (bentonity),
– bentonitové rohože (nejsou klasickou membránou),
– stěrky na bázi MS polymerů,
– profilované membrány ze směsi PPa PE.

Speciální aplikace

Šířeji se budu věnovat 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.

Obecně oceňované vlastnosti jsou následující:
– vytvrzování vzdušnou vlhkostí a z toho plynoucí možnost aplikace na vlhké podklady,
– přídržnost k široké škále podkladů bez potřeby penetrace,
– materiály bez obsahu izokyanátů, bez rozpouštědel a dalších přísad a příměsí ohrožujících životní prostředí,
– materiály s vysokou pružností,
– minimální smrštění při zrání,
– poměrně rychlé vytvrzování,
– odolnost vůči stárnutí,
– odolnost vůči uv záření,
– odolnost vůči změnám teploty.

Právě poslední tři z vlastností jsou hlavní devizou MS polymerů při „soutěžení“ s materiály na bázi polyuretanů, silikonů a akrylátů, které jsou používány v podobných aplikacích. 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).

Vztah mezi MS polymery a polyuretany

U obou skupin je vhodné vyzvednout jejich výhody. Oproti MS polymerům mají polyuretany dvě zásadní výhody. po vytvrdnutí nemají polyuretany lepivý povrch, který by bylo možné povrchově znečistit. druhou výhodou je pouze nízká cena. Ta ovšem může být v mnoha rozhodující.

Oproti tomu problémy polyuretanů sm polymery nevykazují. Jde především o lepší odolnost proti uv záření, menší smrštění, absenci rozpouštědel a izokyanátů. hlavní výhodou je i možnost aplikovat MS polymery na vlhké podklady a nízkou náchylnost k tvorbě puchýřů.

Vztah mezi MS polymery a silikony
Hlavní výhodou MS polymerů proti silikonům je odolnost vůči uv záření. Tato slabina silikonů se u MS polymerů nevyskytuje. současně nedochází k smršťování materiálu a při zrání nedochází k chemické korozi kovů.

Vztah mezi MS polymery a akryly
Třetí významnou skupinou, která konkuruje svým použitím MS polymerům, jsou akryly. Stejně jako u předchozích skupin mají MS polymery celou řadu výhod, které jsou omezeny pouze jejich cenou. oproti akrylům MS polymery zrají i při zvýšené vlhkosti. Současně je možné je zatížit vodou trvale. opět je zde potřeba zmínit dokonalou přídržnost k podkladům.

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, tak 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 membránou vzájemně propojit, čímž se vytváří tuhý mechanický spoj., a poskytuje betonu, resp. betonovým konstrukcím, odolnost proti vodě, vodním párám 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. Produkty stavební chemie a stavebnictví obecně jsou na vysoké úrovni, ale jejich správná funkce je závislá také na správném návrhu a dodržení technologických postupů při realizaci.

ZDENĚK VÁVRA
Foto: archiv firmy BETOSAN

Literatura:
1) ČSN 73 0601 Ochrana staveb proti radonu z podloží.
2) ČSN P 73 0610 Hydroizolace staveb – sanace vlhkého zdiva – Základní ustanovení.
3) Technická pravidla ČBS 02 Bílé vany – vodotěsné betonové konstrukce, 2006.
4) Technická pravidla ČBS 04 Vodonepropustné betonové konstrukce, 2015.
5) Směrnice ČHLS 01 Hydroizolační technika – ochrana staveb a konstrukcí před nežádoucím působením vody a vlhkosti.

Ing. Zdeněk Vávra (*1978)
– vystudoval magisterské studium na ČVUT, Fakultě stavební, obor konstrukce a dopravní stavby. Je autorizovaným inženýrem pro zkoušení a diagnostiku staveb. Zabývá diagnostikou zejména betonových konstrukcí a návrhem sanačních opatření. V současné době působí ve firmě BETOSAN, s. r. o.