Wtórne hydroizolacje poziome wykonywane w technologii iniekcji

***

Tematem artykułu jest wykonywanie w budynkach wtórnych hydroizolacji poziomych w technologii iniekcji. Autor opisuje działanie iniekcyjnych środków chemicznych, po czym podaje charakterystykę preparatów chemicznych wykorzystywanych do iniekcji poziomych, takich jak krzemiany alkaliczne, metylokrzemiany alkaliczne, kombinacja krzemianów i metylokrzemianów alkalicznych, żywice metasilikonowe, emulsje bitumiczne, żywice epoksydowe, żywice poliuretanowe, polimetakrylan metylu, parafiny, suspensje cementowe, silany, koncentraty emulsji silikonowych i kremy iniekcyjne. Następnie podaje charakterystykę i ograniczenia środków iniekcyjnych, omawia różne rodzaje iniekcji oraz wymienia działania towarzyszące pracom iniekcyjnym.

Secondary horizontal humidity insulation created using injection technology

The topic of the article is the execution in buildings of secondary horizontal insulation using injection technology, The author describes the mode of injection of chemical products, to move on to a characteristic of chemical materials used for horizontal injections, such as alkali silicates, alkaline metylosilicates, combinations of silicates and alkaline metylosilicates, metasilicon resins, bitumen emulsions, epoxy resins, polyurethane resins, poly(methyl methacrylate), paraffins, cement suspensions, silanes, silicone emulsion concentrates and injection creams. Then the author provides a characteristic and relevant limitations inherent to injection materials, discusses diverse kinds of injections and lists the activities that accompany injection work.

***

Aplikacja iniektu może być prowadzona na trzy sposoby: penetracyjny, ciśnieniowy i pulsacyjny w postaci aerozolu [1-2].

Technologia iniekcji najczęściej stosowana jest do wykonywania w murach wtórnych hydroizolacji poziomych przeciw wilgoci podciąganej kapilarnie, rzadziej w celu odtwarzania izolacji pionowych (iniekcja strukturalna oraz kurtynowa) czy też uszczelniania rys oraz złączy [3-4].

Aktualny stan technologii odtwarzania izolacji poziomych opisuje znowelizowana w 2015 roku instrukcja nr 4-10-15/D [5] (wcześniej 4-4-04/D) niemieckiej organizacji WTA, czyli Naukowo-Technicznego Stowarzyszenia na rzecz Konserwacji Budynków oraz Ochrony Zabytków (niem. Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege). Zasadą działania iniekcji chemicznej jest w tym wypadku stworzenie ciągłej warstwy przerywającej podciąganie kapilarne oraz uzyskanie w strefie muru nad przeponą (po pewnym czasie - dzięki wymianie wilgoci z otaczającym otoczeniem) obszaru o normalnej wilgotności (wilgotności równowagowej) [5-6]. W celu osiągnięcia stanu wilgotności równowagowej nie jest jednak konieczne całkowite zahamowanie podciągania kapilarnego wilgoci w murze [5].

Należy również zwrócić uwagę na fakt, że wtórna izolacja pozioma wykonana tą metodą nie stanowi bariery przeciw wodzie napierającej (działającej pod ciśnieniem). Przepona powinna być zatem wykonana co najmniej 30 cm powyżej poziomu terenu lub najwyższego poziomu wód gruntowych.

Zasady działania iniekcyjnych środków chemicznych

Bez względu na sposób stosowania tej technologii wyróżnia się cztery różne zasady działania iniekcyjnych środków chemicznych [1-2, 5] (RYS. 1):

• zamknięcie (zatkanie) światła kapilar - środek iniekcyjny osadza się w częściowo wypełnionym wodą systemie porów i kapilar, aż do ich całkowitego wypełnienia i przerwania transportu kapilarnego,
• zwężenie światła kapilar - środek iniekcyjny osadza się w systemie porów i kapilar w taki sposób, że następuje zmniejszenie tzw. promienia efektywnego kapilar, w wyniku czego pory aktywne kapilarnie przestają być dostępne dla transportowanej w ten sposób wody (prędkość podciągania kapilarnego zostaje zredukowana do zera),
• hydrofobizację - środek iniekcyjny osadza się na ścianach porów i kapilar, tworząc w połączeniu z materiałem warstwę niezwilżalną dla wody (kąt zwilżania Θ ≥ 90°), w wyniku czego zjawisko kapilarnego transportu wody zostaje zahamowane,
• kombinację zamknięcia lub zmniejszenia przekroju kapilar z ich hydrofobizacją.

Charakterystyka preparatów chemicznych

Do wykonywania izolacji poziomych metodami iniekcyjnymi były i/lub są stosowane preparaty o różnorodnym składzie chemicznym, takie jak:

• krzemiany alkaliczne,
• metylokrzemiany alkaliczne,
• żywice metasilikonowe,
• emulsje bitumiczne,
• żywice epoksydowe,
• żywice poliuretanowe,
• polimetaakrylany metylu,
• parafiny i kompozyty wosków naftowych,
• suspensje cementowe,
• silany/siloksany,
• mikroemulsje silikonowe (SMK),
• kremy iniekcyjne.

Charakterystyka preparatów chemicznych

Krzemiany alkaliczne (alkalisilikaty)

Krzemiany alkaliczne, czyli szkła wodne sodowe, szkła wodne potasowe lub szkła wodne litowe, stosowane są z różnym powodzeniem od lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku aż do dzisiaj. Mimo swoich ograniczeń wciąż pozostają w użyciu dzięki dostępności oraz stosunkowo niskiej cenie. O ile w przeszłości stosowano głównie środki na bazie sodu, obecnie, nawet jeśli rzadko, stosuje się krzemiany potasu lub szkło wodne potasowe. Alkalisilikaty w wyniku reakcji z dwutlenkiem węgla zawartym w powietrzu przeobrażają się w żel krzemionkowy. W przypadku szkła wodnego potasowego reakcja te przebiega następująco:

Poprzez odkładanie się żelu krzemionkowego w porach i kapilarach dochodzi do ich zwężenia, a w sprzyjających warunkach nawet zatkania [1]. Problematyczne w przypadku zastosowania szkła wodnego jest zapewnienie dostępu dwutlenku węgla, szczególnie w przypadku stosunkowo często spotykanych w starszych budynkach ścian o znacznej grubości oraz wysokim stopniu przesiąknięcia wilgocią.

Warunkiem trwałości przepony wykonanej przy zastosowaniu alkalisilikatów jest stały dostęp wilgoci, bez którego dochodzi do skurczu żelu krzemionkowego i powstawania tzw. wtórnych kapilar. Dodatkową wadą tego typu środków jest fakt, iż w wyniku reakcji chemicznej powstają uznawane za sole szkodliwe dla budowli węglany alkaliczne, które mogą prowadzić do higroskopijnego zawilgacania przegrody.

Metylokrzemiany alkaliczne (alkalimetylosilikonaty)

Są to rozpuszczalne w wodzie sole kwasu alkikrzemowego, przy czym najczęściej stosowany jest kwas metylokrzemowy. Środki te, również w wyniku reakcji z dwutlenkiem węgla, prowadzą do powstania polimetylowego kwasu krzemowego oraz węglanów, wg reakcji:

Polimetylowy kwas krzemowy prowadzi do hydrofobizacji światła kapilar. Podobnie jak w przypadku krzemianów alkalicznych problematyczne jest zapewnienie dostępu dwutlenku węgla oraz powstawanie szkodliwych soli budowlanych. Z tego powodu nie zaleca się stosowania metylokrzemianów alkalicznych w grubych murach o wysokim poziomie zawilgocenia. Wadą tego typu środków są również ich silne właściwości żrące - produkty oferowane w handlu wykazują działanie żrące porównywalne do 20-procentowego ługu potasowego [6].

Rozwiązanie, które również wykorzystuje działanie kwasu polimetylokrzemowego, polega na zastosowaniu w miejsce metylokrzemianów alkalicznych związków propylu. W tym wypadku do powstania kwasu polimetylokrzemowego, a tym samym do hydrofobizacji muru, dochodzi bez udziału dwutlenku węgla. Dzięki temu iniekcję można prowadzić również w grubych murach o znacznym zawilgoceniu. Wadą tych produktów jest powstawanie ubocznych produktów reakcji w postaci szkodliwych soli budowlanych oraz szybki przebieg reakcji. Choć w pewnych sytuacjach szybki mechanizm działania może być postrzegany jako zaleta, to z drugiej strony stanowi poważne zagrożenie dla całkowitego rozprowadzenia się iniektu w murze (skutkuje ograniczoną penetracją).

Kombinacja krzemianów oraz metylokrzemianów alkalicznych

Połączenie obu wyżej wymienionych środków prowadzi do zwężenia światła kapilar przy ich jednoczesnej hydrofobizacji. W pierwszym etapie działania takiej mieszanki dochodzi do odłożenia się w kapilarach żelu krzemionkowego, co prowadzi do ich zwężenia, a następnie do odsychania strefy muru położonej powyżej utworzonej przepony. Spadek wilgotności powoduje z kolei uaktywnienie hydrofobizującychh właściwości metylokrzemianu. Hydrofobizacja pozwala zapewnić działanie przepony również w przypadku skurczu żelu krzemionkowego, który w przypadku zastosowania wyłącznie krzemianów niweczy efekt osuszenia muru.

Żywice metasilikonowe

Środki te powodują hydrofobizację światła kapilar i nie wymagają dostępu dwutlenku węgla. Dzięki temu mogą być z powodzeniem stosowane również w przypadku murów o dużej grubości. Jednakże w przypadku murów o bardzo wysokim stopniu przesiąknięcia wilgocią zaleca się kombinację ze środkiem iniekcyjnym zwężającym lub zamykającym światło kapilar, ponieważ w takim przypadku wytworzenie skutecznej przepony jedynie w wyniku hydrofobizacji jest trudne do osiągnięcia [1].

Emulsje bitumiczne

Środki te wprowadzane były pod ciśnieniem w strukturę muru w celu uszczelnienia (zamknięcia) światła kapilar. O ile zastosowanie emulsji bitumicznych pozwala na stworzenie całkowicie nieprzepuszczalnej przegrody bez powstawania szkodliwych soli budowlanych, to problemem jest zapewnienie równomiernego rozprowadzenia emulsji w całym przekroju muru. W wyniku wielokrotnych niepowodzeń od wielu lat nie stosuje się już emulsji bitumicznych w celu wykonania tego typu izolacji [1].

Żywice epoksydowe

Są to dwukomponentowe żywice organiczne, wprowadzane w mur pod ciśnieniem w celu zamknięcia światła kapilar. Po wymieszaniu komponentów (żywicy i utwardzacza) środek wprowadzany jest w formie płynnej w mur, gdzie w czasie od kilku minut do wielu tygodni (w zależności od składu chemicznego oraz temperatury) dochodzi do twardnienia żywicy na skutek polimeryzacji lub poliaddycji. Żywice epoksydowe charakteryzują się niskim skurczem, dzięki czemu zapewniają trwałe uszczelnienie kapilar. Jednakże ich wadę stanowią stosunkowo wysoka lepkość oraz wrażliwość na działanie pary wodnej, co utrudnia równomierne rozprowadzenie iniektu w strukturze wilgotnego materiału.

Żywice poliuretanowe

Podobnie jak żywice epoksydowe, żywice poliuretanowe to produkty dwukomponentowe, wprowadzane w strukturę muru pod ciśnieniem w celu zamknięcia światła kapilar. Niemniej charakteryzują się one niższą lepkością oraz wyższą odpornością na działanie pary wodnej. Mimo to, w odróżnieniu od innych środków iniekcyjnych, równomierne rozprowadzenie środka w murze jest trudne do zagwarantowania. Z tego powodu produkty te stosowane są z reguły jedynie do zamykania rys.

Polimetakrylan metylu

Materiałem wyjściowym w tym wypadku jest kwas metakrylowy, który na drodze estryfikacji tworzy estry kwasu metakrylowego, reagujące z kolei z przyspieszaczami i inicjatorami, tworząc zwężające lub zatykające światło kapilar polimery. Polimetakrylany mają ograniczoną odporność na alkalia i podobnie jak żel krzemionkowy, przy braku kontaktu z wilgocią ulegają znacznemu kurczeniu. Z tego powodu produkty te powinny być stosowane wyłącznie w tych przegrodach, które mają stały kontakt z wilgocią. Ponieważ w przypadku hydroizolacji poziomych stanem docelowym jest efekt osuszenia muru, polimetakrylany raczej rzadko znajdują zastosowania w przypadku izolacji przeciw kapilarnemu podciąganiu wody - częściej używane są jako uzupełnienie izolacji pionowej elementów stykających się z gruntem.

Parafiny (alkany)

Są to nasycone węglowodory, które po wprowadzeniu w strukturę muru zastygają, zamykając tym samym światło kapilar. Utrudnienie w prawidłowym przeprowadzeniu procesu iniekcji stanowi konieczność utrzymywania temperatury nie mniejszej niż 80°C w całym przekroju muru [1], co szczególnie w przypadku murów grubych wymaga znacznych nakładów pracy oraz energii, jak również skrupulatnej kontroli. Materiał ten wykorzystywany jest obecnie w opatentowanej w roku 2007 metodzie parafinowej iniekcji termohermetycznej [2, 7-8]. Pierwowzorem dla opracowania technologii były stosowane już w starożytnym Rzymie rozwiązania polegające na impregnacji termicznej rzymskich akweduktów przy zastosowaniu naturalnych cerezyn oraz ozokerytu.

Metoda iniekcji termohermetycznej łączy obróbkę cieplną z impregnacją. W zawilgocony mur w otwory wiertnicze wprowadzony zostaje termoplastyczny kompozyt wosków naftowych. Po wstępnym nagrzaniu muru następuje, w układzie hermetycznym, sterowane rozprężenie mieszanki parowo-powietrznej i rozpoczyna się nasączanie przegrody. Środek iniekcyjny po schłodzeniu przechodzi w stan stały, tworząc nieprzepuszczalną przeponę strukturalną charakteryzującą się dodatkowo właściwościami hydrofobowymi. W metodzie tej wykorzystuje się specjalnie zaprojektowane urządzenie, tzw. termopaker (FOT. 1). Pełni ono funkcję grzewczą oraz służy jako hermetyczny zasobnik podawczy i wentyl do regulacji ciśnienia.

Suspensje cementowe

Jest to drobnoporowy materiał stosowany do zwężania światła kapilar. Z uwagi na wielkość cząstek oraz lepkość, które uniemożliwiają jego rozprowadzenie w powszechnie stosowanych materiałach budowlanych, odnotowywano znaczne trudności z równomiernym rozprowadzeniem suspensji w strukturze iniektowanego muru - jedynie w odwiertach występuje rodzaj  "wodoodpornego korkowania" [6]. Dlatego też materiał ten nie jest już stosowany w praktyce jako wyrób uszczelniający. Obecnie znajduje on zastosowanie w przypadku konieczności wykonania wstępnej iniekcji w murze zawierającym rysy oraz wolne przestrzenie, jak również do wypełniania otworów iniekcyjnych po zakończeniu impregnacji.

Silany/siloksany

To rozpuszczalne w węglowodorach związki atomów krzemu i wodoru, stosowane jako środki hydrofobizujące. Dzięki specyficznej strukturze silany w znacznym stopniu poprawiają przyczepność między materiałami organicznymi i nieorganicznymi, zapewniając ochronę przed przenikaniem wody. Niewielki rozmiar cząstek pozwala również na dobrą penetrację w materiałach budowlanych. Wadę tych środków stanowi konieczność stosowania rozpuszczalników organicznych, które mogą być szkodliwe dla zdrowia i/lub środowiska, przez co wymagają zastosowania zwiększonych środków ochronnych podczas aplikacji.

Koncentraty mikroemulsji silikonowych

Są one określane również jako SMK (od ang. Silicone Mikroemulsion Concentrates). Podobnie jak silany i siloksany, wykazują działanie hydrofobizujące. Są to czyste silany lub modyfikowane związki siloksanów, dostarczane w formie drobnocząsteczkowej mikroemulsji. SMK nie zawierają rozpuszczalników organicznych ani alkaliów oraz charakteryzują się niską lepkością. Te przezroczyste i bezwonne płyny po dodaniu do wody tworzą stabilne drobnocząsteczkowe (wielkość cząsteczek wynosi ok. 10^-9 do 10^-10 m) mikroemulsje silikonowe. Wielkość cząsteczek pozostaje niezmienna również wówczas, gdy koncentrat zostanie wymieszany z wodą.

Mikroemulsje silikonowe nie prowadzą też do powstawania szkodliwych soli budowlanych. Ich wadą jest natomiast konieczność zapewnienia alkalicznego otoczenia w trakcie prowadzenia iniekcji. Ponieważ w przypadku starego budownictwa nie zawsze jest to możliwe, wymagane może być dodatkowe zastosowanie materiału alkalicznego. W takim wypadku należy przeprowadzić iniekcję wielostopniową, którą można opisać następująco:

• 1 etap - iniekcja suspensji cementowej w celu wypełnienia rys i wolnych przestrzeni,
• 2 etap - iniekcja mikroemulsji silikonowej,
• 3 etap - iniekcja aktywizatora alkalicznego.

Należy przeprowadzić bądź etapy 1 i 2, bądź 2 i 3. Jeśli wymagane jest wstępne wypełnienie rys i pustek w murze, można zrezygnować z zastosowania aktywizatora, ponieważ wymagane środowisko alkaliczne zostanie zapewnione dzięki zawiesinie cementowej. W takim wypadku po upływie godziny od wprowadzenia suspensji należy przeprowadzić iniekcję mikroemulsji. W przypadku murów, w których nie stwierdzono rys i wolnych przestrzeni, nie później niż 24 godziny od iniekcji mikroemulsji silikonowej należy w te same otwory iniekcyjne zaaplikować aktywator.

W przypadku mikroemulsji silikonowej możliwe jest wykonanie iniekcji metodą pulsacyjną. Środek iniekcyjny wprowadzany jest w takim wypadku do muru przez sterowane elektronicznie urządzenie impulsywne, za pośrednictwem perforowanej lancy, którą zostaje rozprowadzony w murze. Metoda ta pozwala na wykonanie iniekcji w murach zawierających szczeliny i puste przestrzenia, a także w murach warstwowych bez konieczności uprzedniego ich wypełniania suspensją cementową [6].

Kremy iniekcyjne

To efekt dalszego rozwoju produktów na bazie silanów niezawierających rozpuszczalników organicznych. Produkty te mają niską lepkość oraz charakterystyczną konsystencję gęstego kremu. Dzięki tym właściwościom środek iniekcyjny bardzo wolno wnika w strukturę iniektowanej przegrody, przez co uzyskuje się wyraźnie lepszą penetrację (RYS. 2).

Za sprawą wysokiej zawartości substancji czynnej (powyżej 65%) produkt ten może być stosowany w przegrodach o stopniu zawilgocenia zbliżonym do stanu pełnego nasycenia wodą. Natomiast dzięki tiksotropowej konsystencji kremy iniekcyjne mogą być aplikowane w nawierty wykonane poziomo (lub pod niewielkim nachyleniem) bez ryzyka wyciekania środka iniekcyjnego (FOT. 2), jak również stosowane w murach zawierających rysy i/lub wolne przestrzenie bez konieczności wstępnej iniekcji (wypełnienia pustek) suspensją cementową. Ponadto środki te mogą być stosowane w materiałach o neutralnym pH.

Jako wada kremów iniekcyjnych może być postrzegana wysoka zawartość substancji czynnej (silanów), która w pewnych sytuacjach może wpływać niekorzystnie na niektóre materiały, takie jak tworzywa sztuczne czy masy bitumiczne. Ponadto, z uwagi na fakt, iż kremy iniekcyjne zdecydowanie lepiej rozprzestrzeniają się w murach o wysokim stopniu zawilgocenia, iniekcja w przegrodach o niewielkiej wilgotności może nie przynieść oczekiwanego efektu. W takim wypadku otwory iniekcyjne należy wstępnie napełnić wodą.

Charakterystyka i ograniczenia środków iniekcyjnych

W TAB. 1 przedstawiono charakterystykę i ograniczenia środków iniekcyjnych sklasyfikowanych w instrukcji WTA nr 4-10-15/D [5]. W praktyce budowlanej najczęściej stosowanymi środkami do wykonywania wtórnej izolacji poziomej murów metodą iniekcji chemicznej są wyroby będące kombinacją krzemianów oraz metylokrzemianów alkalicznych, a także kremy iniekcyjne [10]. Kremy iniekcyjne zyskują na popularności głównie z uwagi na niewymagającą specjalistycznego sprzętu aplikację. Coraz rzadziej stosowane są mikroemulsje silikonowe, a także parafiny czy żywice. Pozostałe opisane środki nie odgrywają większej roli w praktycznych zastosowaniach.

Planowanie i przygotowanie prac

Przed przystąpieniem do prac iniekcyjnych należy przeprowadzić badania wstępne w ramach diagnostyki budynku, zaplanować szczegółowo przebieg prac oraz wykonać iniekcję próbną. Badania wstępne w ramach diagnostyki budynku obejmują przede wszystkim określenie [11]:

• stopnia przesiąknięcia wilgocią (DFG) w planowanej strefie iniekcji,
• rozkładu zawilgocenia,
• rodzaju i ilości ewentualnych szkodliwych soli rozpuszczalnych,
• rodzaju i wytrzymałości materiałów,
• struktury muru (wolne przestrzenie, rysy, szczeliny, warstwy),
• stabilności muru.

Stopień przesiąknięcia wilgocią powinien być określony zgodnie z aktualnym stanem wiedzy [12]. Jedynie ten parametr pozwala na odpowiedni wybór środka iniekcyjnego i sposobu jego aplikacji oraz określa granice zastosowania. Służy również jako parametr kontroli skuteczności iniekcji. W przypadku obciążenia solami należy również określić wilgotność higroskopijną materiałów, z których wykonano przegrodę. Obok rozkładu zawilgocenia należy ponadto zbadać (co najmniej półilościowo) rodzaj i stężenie szkodliwych soli budowlanych (w szczególności chlorków, azotanów i siarczanów) [13].

W ramach planowania prac iniekcyjnych należy określić co najmniej rodzaj stosowanego środka iniekcyjnego (o skuteczności potwierdzonej Krajową Oceną Techniczną lub certyfikatem WTA [14]) oraz jego zakładane zużycie, promień, rozstaw i rozmieszczenie otworów iniekcyjnych, metodę oraz czas trwania aplikacji iniektu, jak również wszelkie inne warunki brzegowe. Weryfikację założeń projektowych należy przeprowadzić, wykonując iniekcję próbną na reprezentatywnym odcinku muru. Po zakończeniu iniekcji próbnej należy również - na rozłamie próbki o niewielkiej średnicy, pobranej ze strefy iniekcji (najlepiej między otworami iniekcyjnymi) - skontrolować rozchodzenie się środka iniekcyjnego w murze.

Iniekcja zasadniczo powinna prowadzić do jednolitej skuteczności w całej strukturze impregnowanej części muru. Przed przystąpieniem do prac iniekcyjnych należy się upewnić, czy nie dojdzie do niekontrolowanych wycieków środka iniekcyjnego, np. przez nieciągłości, spękania lub puste przestrzenie występujące w murze. Aby tego uniknąć wolne przestrzenie można wypełnić płynną, niskokurczliwą zaprawą (suspensją) cementową zalecaną przez producenta systemu. Po rozpoczęciu procesu wiązania (ten czas określa producent zaprawy) otwory należy ponownie rozwiercić. Alternatywnie można zastosować metody "mostkujące" wolne przestrzenie (np. specjalne lance iniekcyjne).

Stare, zniszczone i zasolone tynki należy usunąć do wysokości około 80 cm powyżej najwyższej widocznej lub ustalonej badaniami linii zasolenia i/lub zawilgocenia. Zabieg ten ma na celu zapewnienie odpowiednich warunków suszenia po odtworzeniu hydroziolacji budynku, niemniej można go wykonać przed lub po przeprowadzeniu iniekcji.

Do wykonywania otworów wiertniczych zaleca się stosowanie urządzeń o możliwie niskiej wibracji. Nawierty należy prowadzić w taki sposób, aby zapewnić przewidziane nachylenie oraz odległość otworów na całej grubości muru. Pył wiertniczy należy usuwać poprzez odsysanie lub przedmuchanie (niezaolejonym) sprężonym powietrzem.

Różne rodzaje iniekcji

Pierwszy typ iniekcji to iniekcja penetracyjna (określana również jako iniekcja grawitacyjna lub iniekcja bezciśnieniowa). Do jej wykonywania stosowane są takie materiały jak krzemiany, silany, mikroemulsje silikonowe, kremy iniekcyjne, jak również odpowiednio ogrzane parafiny. Rozprowadzenie środka iniekcyjnego w murze następuje na skutek działania sił kapilarnych oraz grawitacji (RYS. 3-4).

Należy zwrócić uwagę na jednorodne rozprowadzenie iniektu w przegrodzie. Zużycie materiału zależy przede wszystkim od rozkładu i objętości porów w materiałach, z których wykonano mur (cegle, kamieniu i zaprawie) oraz charakteru konstrukcji murowej. Środek iniekcyjny powinien być podawany w sposób ciągły (nie wolno dopuścić do całkowitego opróżnienia zasobników), aż do momentu całkowitego wysycenia muru w strefie iniekcji, co ma zapewnić równomierne rozprowadzenie w przegrodzie oraz uzyskanie jednolitej przepony przecinającej podciąganie kapilarne wilgoci. Czas niezbędny do uzyskania pełnego wysycenia uzależniony jest od stopnia chłonności muru oraz jego wilgotności i wynosi przeciętnie od 24 do 48 godzin. Po zakończeniu iniekcji otwory należy wypełnić (zasklepić) systemową suspensją cementową, wskazaną przez producenta.

Maksymalny (osiowy) rozstaw otworów powinien być dostosowany do chłonności muru i wynosić od 10 do 12,5 cm. Średnica nawiertu uzależniona jest od konkretnej stosowanej metody aplikacji środka iniekcyjnego, lecz zwykle wynosi 20-30 mm. Nawierty wykonuje się z nachyleniem uzależnionym od struktury muru oraz metody aplikacji, zazwyczaj wynoszącym od 30° do 45°. Wiercenie należy jednak prowadzić w taki sposób, aby przeciąć co najmniej jedną spoinę, zaś w murach grubych (ponad 30 cm) przez co najmniej dwie spoiny wsporne. Głębokość wiercenia (mierzona w poziomie) powinna być o ok. 5 cm mniejsza od całkowitej grubości muru.

W przypadku ścian o grubości przekraczającej 0,6 m zaleca się wiercenie z obu stron - głębokość nawiertu wynosi wówczas ok. 2/3 grubości muru.

Drugi typ iniekcji to iniekcja ciśnieniowa (iniekcja niskociśnieniowa). W jej przypadku materiał aplikowany jest przy użyciu specjalnych pomp, których zadaniem jest wytworzenie ciśnienia w celu równomiernego rozprowadzenia środka iniekcyjnego w materiale budowlanym. Średnica wykonywanych otworów powinna być dopasowana do stosowanych pakerów iniekcyjnych i wynosi zazwyczaj do 10 do 18 mm. Średnicę oraz usytuowanie otworów można dostosować do spoin w taki sposób, aby nie "kaleczyć" lica muru (RYS. 5-6).

Porównanie iniekcji grawitacyjnej oraz ciśnieniowej przedstawia TAB. 2.

Nawierty mogą być wykonywane poziomo (co ułatwia wykonanie przepony i połączenie jej z innymi izolacjami) lub pod kątem do 30° (lub też innym, dostosowanym do sposobu iniekcji). Otwory przy iniekcji ciśnieniowej można wiercić jedno- lub dwurzędowo (w tym drugim przypadku odległość między rzędami otworów powinna wynosić ok. 8 cm). Osiowy rozstaw nawiertów dobierany jest na podstawie oczekiwanej minimalnej głębokości penetracji środka iniekcyjnego, powinien się on jednak mieścić w zakresie między 10 a 12,5 cm (odejście od tej zasady wskazane jest jedynie wtedy, gdy skuteczność impregnacji została potwierdzona podczas iniekcji próbnej). Głębokość wiercenia powinna wynosić o ok. 5 cm mniej niż całkowita grubość muru (TAB. 3).

Aplikacja ciśnieniowa powinna być prowadzona w sposób ciągły, a ciśnienie dopasowane do wytrzymałości konstrukcji murowej. W przypadku iniekcji dwurzędowej najpierw należy wypełnić dolny łańcuch otworów. Ciśnienie iniekcji należy utrzymywać na stałym poziomie do momentu, aż zapewnione zostanie wystarczające rozprowadzenie środka iniekcyjnego. Należy przy tym zadbać o to, aby rozkład środka iniekcyjnego w murze był na tyle równomierny, na ile to możliwe. 

Iniekcję należy przeprowadzić za pomocą odpowiednich urządzeń - w przypadku iniekcji penetracyjnej zasobników (FOT. 3), a w przypadku iniekcji ciśnieniowej zbiorników ciśnieniowych, pomp membranowych, tłokowych lub pneumatycznych (niektóre z pomp pneumatycznych mogą być również stosowane do tłoczenia kremów iniekcyjnych) - oraz odpowiednich akcesoriów, np. węży, pakerów iniekcyjnych, manometrów.

Należy zapewnić kompatybilność wszystkich materiałów stosowanych w procesie wykonywania wtórnej hydroizolacji poziomej, uwzględniając przewidywany sposób użytkowania obiektu - w indywidualnych przypadkach mogą być konieczne dodatkowe analizy.

Stopień przesiąknięcia wilgocią muru, wszelkie działania przygotowawcze, oczekiwane oraz rzeczywiste zużycie środka iniekcyjnego, czas iniekcji, temperatura środka iniekcyjnego, temperatura oraz wilgotność powietrza, jak również wszystkie inne warunki brzegowe powinny być na bieżąco dokumentowane (zazwyczaj na odpowiednim formularzu). Porównanie powyższych parametrów z założeniami przyjętymi na etapie planowania oraz iniekcji próbnej pozwala na bieżącą kontrolę jakości prac (w trakcie ich prowadzenia).

Działania towarzyszące

W zależności od specyficznych warunków wykonywania prac iniekcyjnych mogą być wymagane działania towarzyszące (dodatkowe), np.:

• wtórne izolacje pionowe - aby całkowicie oddzielić budynek od wody [16], obok bariery przeciw kapilarnemu podciąganiu wody zazwyczaj należy również wykonać uszczelnienie pionowe - ­zewnętrzne [17] lub od wewnątrz [18],
• tynki renowacyjne - zastosowanie tynków renowacyjnych umożliwia z jednej strony wysychanie ściany powyżej przepony iniekcyjnej, z drugiej akumulację szkodliwych soli budowlanych w strukturze tynku [19].

Po zakończeniu prac iniekcyjnych należy zapewnić odpowiednie warunki do osuszenia muru powyżej wykonanej przepony. Z reguły uzyskanie oczekiwanego poziomu wilgotności muru (przeważnie 3-6%) następuje po upływie ok. 2 lat. W razie potrzeby należy zaplanować i przeprowadzić odpowiednia działania towarzyszące (np. metody sztucznego osuszania ścian).

Kontrola skuteczności wykonanej hydroizolacji wtórnej polega zazwyczaj na wykonywaniu porównawczych pomiarów wilgotności [20] lub parametrów przegrody w strefie iniekcji [21]. Całość wdrożonych środków uznawana jest za skuteczną, jeśli uzyskanie nad przeponą muru o normalnej wilgotności dojdzie do skutku w określonym czasie (o ile nie uzgodniono inaczej, przyjmuje się okres dwóch lat).

Literatura

1. J. Weber, "Horizontalsperren im Injektionsverfahren", [w:] "Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung: Verfahren und juristische Betrachtungsweise", Springer Vieweg, Wiesbaden 2018, s. 257-304.
2. R. Wójcik, "Hydrofobizacja i uszczelnianie przegród murowych metodą iniekcjii termicznej", Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2006.
3. WTA Merkblatt 4-6-14, "Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile", Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2014, s. 35.
4. WTA Merkblatt 5-20-09, "Gelinjektion", Wissenschaftlich­‑Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2009, s. 9.
5. WTA Merkblatt 4-10-15/D, "Injektionsverfahren mit zertifizierten Injektionsstoffen gegen kapillaren Feuchtetransport”, 2015, s. 22.
6. F. Frössel, "Osuszanie murów i renowacja piwnic", Polcen, Warszawa 2007.
7. R. Wójcik, "Odtwarzanie izolacji poziomych", "Builder" 1/2008, s. 90-93.
8. R. Wójcik, "Odtwarzanie izolacji poziomych w istniejących budynkach metodą parafinowej iniekcji termohermetycznej", "Materiały Budowlane" 3/2008, s. 7-8.
9. F.-J. Hölzen, "Entwicklung und Anwendung der nachträglichen chemischen Horizontalsperren in 25 Jahren – Grundsätze für die Planung und Ausführung, Ausblick für die Zukunft", [w:] 25 Jahre Feuchte und Altbausanierung. 25. Hanseatische Sanierungstage vom 30. Oktober bis 1. November 2014 im Ostseebad Heringsdorf/Usedom, Beuth Verlag GmbH, Berlin–Wien–Zürich 2014, s. 21-32.
10. B. Monczyński, B. Ksit, "Środki iniekcyjne stosowane do wykonywania wtórnych izolacji poziomych w murze", "Materiały Budowlane" 3/2017, s. 12-15.
11. B. Monczyński, "Diagnostyka zawilgoconych konstrukcji murowych", "IZOLACJE" 1/2019, s. 89-93.
12. B. Monczyński, "Badanie wilgotności mineralnych materiałów budowlanych", "IZOLACJE" 2/2019, s. 78-84.
13. B. Monczyński, "Zasolenie budynków i sposoby jego określania na potrzeby diagnostyki budowli", "IZOLACJE" 3/2019, s. 96-101.
14. B. Monczyński, "Skuteczność środków iniekcyjnych", "IZOLACJE" 2/2017, s. 81-87.
15. B. Monczyński, i G. Wysocki, "Adaptacja obiektów gospodarczych na budynki mieszkalne na przykładzie zabytkowego spichlerza w Chorzeminie", [w:] "Renowacja budynków i modernizacja obszarów zabudowanych", t. 6, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2010, s. 107-116.
16. B. Monczyński, „Przeciwwilgociowe wtórne izolacje poziome – możliwości i perspektywy”, [w:] „Renowacja budynków i modernizacja obszarów zabudowanych”, T. Biliński (red.), t. 5, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2009, s. 407–416.
17. B. Monczyński, „Uszczelnienie od zewnątrz odsłoniętych elementów istniejących budynków”, „Izolacje” 5/2019, s. 109–115.
18. B. Monczyński, „Uszczelnianie istniejących budynków od wewnątrz”, „Izolacje” 6/2019, s. 92–98.
19. B. Ksit, B. Monczyński, „Tynki na zawilgoconych przegrodach budowlanych”, „Inżynier Budownictwa”, 2/2014, s. 87–91.
20. B. Monczyński, „Ocena wysychania muru z wilgoci podciąganej kapilarnie metodą nieniszczących pomiarów zespolonych”, [w:] „Budownictwo a środowisko: problemy architektoniczno­‑techniczne obiektów budowlanych”, Wydawnictwo Zarządu oddziału PZITB w Poznaniu, Poznań 2017, s. 189–202.
21. B. Monczyński, B. Ksit, A. Szymczak-Graczyk, „Assessment of the effectiveness of secondary horizontal insulation against rising damp performed by chemical injection”, [w:] IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, t. 471, s. 052–063.