Možnosti provádění hydroizolací spodní stavby

Hydroizolaci spodní stavby lze provést několika způsoby; všechny jsou více či méně funkční. Který z nich vybrat a který je tím nejlepším řešením, je složitá otázka, jejíž zodpovězení závisí na celé řadě kritérií. Tento článek přibližuje některá řešení, která se ve stavební praxi vyskytují, ale 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. Samozřejmě že 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, až když vznikne problém 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 tedy i na trvanlivost celé stavby, by mělo být co nejjednodušší z hledis­ka aplikace, bez složitých detailů, s možností oprav a s minimalizací rizika vzniku poruch.

Chyby v koncepci návrhu
V posledních letech se objevila celá řada případů, kdy na konstrukci spodní stavby v náročnějších základových podmínkách, a to zejména z pohledu nasycení podloží vodou a jejího pohybu v okolním terénu, byly použity betonové tvárnice (ztracené bednění). Konstrukce byla z vnější strany ve většině případů izolována membránovou izolací, která byla z přibližně 80 % z natavených bitumenových pásů. Ta byla standardně chráněna například geotextilií a obsypána. Tvárnice byly vázány podle 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 dostatečně neodolává průniku vody. Tyto konstrukce nejsou rovněž realizovány v dostatečné kvalitě a použité řešení není tzv. blbuvzdorné. Výsledkem je, že voda prosakuje ve styku podlahy a stěny, ale i v ploše stěny. V počátku životnosti konstrukce těmto průsakům často předchází prokreslení styčných i ložných spár do omítkových vrstev. To indikuje, že stěnové konstrukce z prolitých betonových tvárnic nejsou bez pohybu, přestože jsou vyztuženy, a pokud je na jejich povrchu pevně uchycena hydroizolace (například 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 (například Xypexem).

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. Jako důsledek kombinace těchto nepříznivých skutečností vznikají poruchy, které se dají velmi těžko opravit bez větších zásahů do konstrukcí i provozu již hotového objektu. Řešení samozřejmě existuje, ale v mnoha případech, které byly skutečně sanovány, přišlo řešení na pořad dne v okamžiku, kdy byly na konstrukci již vedeny instalace, na podlaze nebo na stěně byla umístěna různá zařízení jako kotel, boiler a podobně. Takové řešení je pak samozřejmě dražší a poměrně komplikované, pokud navíc nepočítáme s tím spojené nepříjemnosti.
–>–>
Bílé vany
Pro konstrukci spodní stavby se z pohledu provádění i trvanlivosti nejvíce hodí monolitické železobetonové konstrukce, které se hojně používají. 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 (například 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 nosné funkce plní ještě funkci vodotěsnou. To vyžaduje dodržení celé řady zásad navrhování a provádění konstrukcí. Jedná se zejména o tyto parametry:

• vodotěsnost betonu,
• minimalizace vzniku trhlin,
• minimalizace šířky vzniklých trhlin,
• možnost utěsnění vzniklých trhlin.

Tyto parametry ovlivňují technologii návrhu a realizace betonu a betonových konstrukcí, ale i statický návrh konstrukcí a jejich vyztužení. Pozornost je tedy vedle míry zatížení vodou potřeba věnovat 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 až 0,2 mm – podle typu konstrukce). Je také vhodné předem promyslet způsob, technologii a materiály pro sanace případných imperfekcí. Například je 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, respektive cementem. V tomto případě lze samozřejmě postupovat obráceně.

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 v místě menších kaveren, trhlin (do šířky v 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 až 0,2 mm souvisejí právě se schopností betonu samoutěsnit trhliny této šířky (i bez použití přísad). Pokud je tedy použita přísada sekundární krystalizace (například Xypex), je možné ušetřit materiál pro omezení vzniku trhlin, jelikož lze 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 podle ČSN 73 0601 nutné 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 nastanou jasné projevy netěsnosti na povrchu železobetonové konstrukce. Pokud k nim nedojde, lze předpokládat, že konstrukce je homogenní a odolná i vůči prostupu plynu. Vzorek, který byl testován, měl tloušťku 50 mm a změřený difuzní koeficient vůči průniku radonu byl minimálně na úrovni ostatních běžně používaných izolací. Železobetonové konstrukce spodní stavby mají tloušťku minimálně 250 mm. Z toho vyplývá, že aby byla účinná proti působení radonu, má izolace v konstrukci pětinásobnou tloušťku, než by teoreticky bylo zapotřebí. Případné poruchy nebo imperfekce v konstrukci by tedy musely procházet celou tloušťkou konstrukce. Taková porucha by v případě vzniku v konstrukci byla samozřejmě odhalena a opravena.

Druhy membránových izolací
V aplikacích, které to vyžadují, je možné konstrukci kombinovat s membránovou izolací. Toto řešení však již není tak elegantní jako tzv. 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 atd.),
• 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 PP a PE.

Speciální aplikace
Obšírněji 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 oceňovány především, 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 tyto:

• vytvrzování vzdušnou vlhkostí, a tedy 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 oproti materiálům 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) až 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 nízká cena. Ta ovšem může být v mnoha případech rozhodující.

Oproti tomu SM polymery nevykazují problémy polyuretanů. Jde především o lepší odolnost proti UV záření, menší smrštění, absenci rozpouštědel a izokyanátů. Výhodou je také možnost aplikovat MS polymery na vlhké podklady a malá náchylnost k tvorbě puchýřů.

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

Vztah mezi MS polymery a akryly
Třetí významnou skupinou, která svým použitím konkuruje 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 lze zatížit vodou trvale. Opět je zde potřeba zmínit dokonalou přídržnost k podkladům.

Hydroizolace na bázi MS polymerů
Vedle použití MS polymerů výše zmíněným způsobem jako lepidel nebo tmelů, lze materiály využít pro 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 jako celoplošné 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 (například styk materiálů, přetření trhlin, styk konstrukcí – stěna a podlaha). 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 zejména u staveb, které jsou izolované, rovněž dodatečnou 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, aby se čerstvý ukládaný beton vzájemně propojil s mebránou, čímž se vytváří tuhý mechanický spoj, a poskytuje betonu, respektive betonovým konstrukcím odolnost proti vodě, vodním parám i plynům. Jedná se o membránu, která se stane integrální součástí betonu a díky její tuhosti ji lze 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, případně svařováním. V případě potřeby je možné membránu aplikovat na povrch betonu i dodatečně, což se využívá u konstrukcí, které jsou povrchově degradovány okolním prostředím, ale je nutné je zachovat z technických či jiných důvodů. Tento způsob byl využit například u vnitřního líce konstrukcí vodojemů. V mnoha náročných aplikacích nelze využít jiné řešení bez složitých doplňujících opatření.

Závěr
Hydroizolace spodní stavby je náročná a 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 hydroizolaci opravit, je nutné ji provádět velmi pečlivě. To ovšem závisí na lidském faktoru. Je proto otázkou, zda není nejjednodušší tento lidský faktor eliminovat a preferovat jednoduchost provádění hydroizolace, a pokud je to možné, zcela se vyhnout stykům v hydroizolacích.

TEXT: Ing. Zdeněk Vávra
FOTO: archiv BETOSAN

Autor je autorizovaným inženýrem v oboru zkoušení a diagnostika staveb a technologem ve společnosti BETOSAN, s. r. o.

Literatura
1.    ČSN 73 06 01 – Ochrana staveb proti radonu z podloží.
2.    Bílé vany – vodotěsné betonové konstrukce. Technická pravidla ČBS 02, 2006.