Izolacje poziome w murze - główny problem trwałego osuszania budynków
Wymagania i problem niskiej ceny | Woda a wilgoć w zawilgoconym murze | Podatność materiału na zawilgocenie | Metody osuszania
Izolacje poziome w murze – główny problem trwałego osuszania budynków
Horizontal damp-proof courses in masonry – the main problem of permanent draining of buildings
Na rynku robót osuszeniowych dostępne są metody tradycyjne, skuteczne przy założeniu poprawności wykonania, a także inne, promowane przez producentów jako zamienniki klasycznych zabezpieczeń przeciwwilgociowych.
Zobacz także
PRINZ Polska sp. z o.o. Zakładanie nowej izolacji poziomej w istniejącym budynku metodą cięcia – osuszanie murów w technologii PRINZ
Źle ułożona, zniszczona izolacja pozioma murów fundamentowych lub jej całkowity brak umożliwia kapilarne podciąganie wody gruntowej. Za pomocą mikrokanalików cząsteczki wody migrują do obszarów o mniejszej...
Źle ułożona, zniszczona izolacja pozioma murów fundamentowych lub jej całkowity brak umożliwia kapilarne podciąganie wody gruntowej. Za pomocą mikrokanalików cząsteczki wody migrują do obszarów o mniejszej wilgotności. Podciągająca wilgoć jest przyczyną technicznych degradacji, w wyniku których na murach przyziemia oraz ścianach wyższych kondygnacji mamy do czynienia z wykwitami soli, odpadaniem tynku czy rozsypywaniem się muru. Jak zatrzymać ten proces?
dr inż. Bartłomiej Monczyński Diagnostyka zawilgoconych konstrukcji murowych
Woda (występująca w różnych postaciach) oraz związki, jakie transportuje (np. szkodliwe sole budowlane), to główne czynniki powodujące procesy destrukcyjne w obiektach budowlanych. Nadmierne zawilgocenie...
Woda (występująca w różnych postaciach) oraz związki, jakie transportuje (np. szkodliwe sole budowlane), to główne czynniki powodujące procesy destrukcyjne w obiektach budowlanych. Nadmierne zawilgocenie powoduje różnego rodzaju zniszczenia materiału konstrukcji, objawiające się deformacjami, zmniejszeniem nośności, uszkodzeniami mrozowymi, pęcznieniem i wypłukiwaniem spoiw, przesunięciami czy też spękaniami [1].
dr inż. Bartłomiej Monczyński Pomiary wilgotności w diagnostyce obiektów budowlanych – metoda higrometryczna
W diagnostyce zawilgoconych budynków obok najbardziej miarodajnych, bezwzględnych metod oceny zawilgocenia [1] oraz szeroko stosowanych względnych metod elektrycznych [2] stosowany jest szereg mniej rozpowszechnionych...
W diagnostyce zawilgoconych budynków obok najbardziej miarodajnych, bezwzględnych metod oceny zawilgocenia [1] oraz szeroko stosowanych względnych metod elektrycznych [2] stosowany jest szereg mniej rozpowszechnionych urządzeń i sposobów określania ilości wody w materiałach i elementach budowlanych. Jedną z nich jest metoda pomiaru higrometrycznego, nazywana również metodą wilgotności równowagowej.
ABSTRAKT |
---|
W artykule omówiono, na podstawie wieloletnich doświadczeń w badaniu i wykonywaniu zabezpieczeń przed wilgocią i wodą naporową, stosowane w budownictwie metody wykonywania zabezpieczeń przeciwwilgociowych wraz z ich oceną wynikającą z doświadczeń praktycznych. Przedstawiono wnioski mające zachęcić do głębszych przemyśleń przy świadomym wyborze konkretnej technologii trwałego osuszenia budynku. |
The article describes, on the basis of long-standing experience in testing and implementing damp insulation and pressure water insulation, the methods of damp insulation implementation used in the construction industry, together with their evaluation resulting from practical experiments. It also presents conclusions which are to encourage deeper thoughts on making conscious choices of a particular technology of permanent draining of a building. |
Termin „osuszanie budynków” stale rozszerza swoje znaczenie i nie dotyczy już wyłącznie czynności technologicznych mających na celu zredukowanie zawartości wody w przegrodach budynków, lecz odnosi się również do technologii wykonywania zabezpieczeń przeciwwilgociowych.
Oznacza on dzisiaj zarówno rzetelne metody postępowania z wilgotnymi murami w zakresie odtwarzania izolacji przeciwwilgociowych poziomych i pionowych przegród stykających się z gruntem, a także suszenie naturalne lub sztuczne przegród, jak i różne inne sposoby, np. paranaukowe, nierozwiązujące jednak problemu zawilgoconych przegród.
Trzeba przyznać, że zainteresowanie inwestorów metodami paranaukowymi wynika, niestety, z dość wysokiego odsetka przypadków braku skuteczności zabezpieczeń wykonywanych tradycyjnie.
Odtwarzanie izolacji poziomych metodami polegającymi na mechanicznym wprowadzeniu przepony lub wykonaniu iniekcji w otwory wiertnicze powinno być w pełni skuteczne, a jednak często nie uzyskuje się oczekiwanych efektów. Przyczyny tego są dość złożone.
Luka w wymaganiach i problem niskiej ceny
Obecną sytuację na runku osuszeniowym kształtuje prawo unijne, które przed kilku laty wyeliminowało obowiązek uzyskiwania aprobat technicznych na wyroby stosowane do zabezpieczania przeciwwilgociowego murów.
W praktyce oznacza to, że wszystkie rozwiązania stały się dozwolone, wystarczy, aby Państwowy Zakład Higieny poświadczył brak szkodliwego oddziaływania na zdrowie ludzi.
Tę istotną lukę w niewielkim stopniu wypełniają rekomendacje techniczne ITB, które są pozytywną próbą porządkowania rynku w tym zaniedbanym obszarze. Rekomendacje mają jednak tylko nieliczni producenci lub dystrybutorzy materiałów, gdyż w chwili obecnej ich znaczenie jest raczej prestiżowe.
Poważnych problemów przysparza również powszechnie przyjęty tryb postępowania przetargowego na roboty osuszeniowe. O wyborze wykonawcy decyduje kryterium najniższej ceny, co w skrajnych przypadkach powoduje nawet całkowite zaniechanie wykonywania jakichkolwiek prac izolacyjnych.
Wskazują na to chociażby pojawiające się zlecenia na ekspertyzy, których celem nie jest bynajmniej ocena skuteczności, lecz po prostu stwierdzenie faktu, czy jakiekolwiek prace były w ogóle wykonywane.
Są znane przypadki inwestycji prowadzonych przez inwestorów zastępczych, w których wybór najtańszego oferenta ma służyć w zasadzie uzyskaniu obietnicy, że dana firma przejmie na kilka lat odpowiedzialność za stan wilgotnościowy obiektu.
A ponieważ nie ma projektu ani wskazania jednoznacznego zakresu niezbędnych prac, swoboda działania jest znaczna. Przy wstępnym założeniu oferty, że efekty osuszania będą odczuwalne w przyszłości, egzekwowanie pozytywnego wyniku w okresie rozliczania prac remontowych staje się fikcją.
Kolejny problem dotyczy wyboru samej metody. Tak się składa, że większość firm produkujących lub sprzedających materiały do zabezpieczeń przeciwwilgociowych oferuje zarówno bardzo drogie rozwiązania, jak i znacznie tańsze o pozornie porównywalnych parametrach, tzw. materiały na rynek polski.
Wybór dla inwestora jest oczywisty – opcja tańsza. W polskich warunkach jest to najczęściej iniekcja ładnie nazwanym szkłem wodnym, ewentualnie iniekcja z dodatkiem np. mleka wapiennego czy zaczynu cementowego (wówczas blokada przeciwwilgociowa jest mniej rozpuszczalna w wodzie, jednak problemy pozostają takie same).
Kolejne źródło zagrożeń wynika z propagowania opinii, że zabezpieczenia przeciwwilgociowe są bardzo proste, i proponowania rozwiązań dla Kowalskiego, czyli metodę konewkową: „nawierć i wlej”.
Jest to tylko zabieg marketingowy, ponieważ dotychczas nie opracowano takiej metody, która byłaby skuteczna w każdych warunkach, i to bez zastosowania specjalistycznego sprzętu. Na podstawie wieloletnich doświadczeń można zaryzykować stwierdzenie, że takie postępowanie może być skuteczne w jednym przypadku na dziesięć.
Tak więc z początkiem XXI w. mamy sytuację, że przy bogatej ofercie systemowych i sprawdzonych rozwiązań w ochronie przeciwwilgociowej budowli cofamy się do lat 50. ubiegłego wieku, czyli do szkła wodnego i lepiku.
Woda a wilgoć w zawilgoconym murze
Woda w materiale oddziałuje na elementy konstrukcji z różną siłą destrukcji. W celu uszczegółowienia opisu stopnia zagrożenia, jaki występuje głównie w strefie przygruntowej, za kryterium oceny przyjmuje się występowanie (lub brak) parcia hydrostatycznego na elementy budynku.
W konkretnych przypadkach ułatwia to ustalenie zakresu wymaganej ochrony i sposobu prowadzenia prac remontowych. Przy występowaniu parcia hydrostatycznego mówi się o zagrożeniu wodą naporową lub po prostu wodą, natomiast przy jego braku używa się terminu „wilgoć”.
Z technicznego punktu widzenia wilgoć, w porównaniu z wodą, stanowi oczywiście mniejszy problem, gdyż wilgotne pomieszczenia można eksploatować, chociaż w ograniczonym zakresie, nawet gdy nie ma skutecznych zabezpieczeń.
W dłuższym jednak czasie zarówno wilgoć, jak i woda doprowadzają do znacznych zniszczeń, w tym również nawet do całkowitej utraty niejednokrotnie zabytkowych budowli. Wiele z oferowanych na rynku technologii nie rozróżnia jednak tych terminów.
Podatność materiału na zawilgocenie
Przy wyborze metody usunięcia nadmiaru wody z materiałów należy rozpoznać jej związek ze szkieletem. Woda w murze może być związana siłami chemicznymi, fizykochemicznymi oraz fizyko-mechanicznymi.
W wypadku wiązań chemicznych ilość wody ściśle określana jest przez zależności stechiometryczne i ogólnie rzecz biorąc nie stanowi ona zagrożenia wilgotnościowego. Wyjątkiem jest woda występująca w solach ulegających destruktywnej hydratacji i dehydratacji w stosunkowo niskich temperaturach, np.:
Realne zagrożenie powstania szkód na skutek oddziaływania fizycznego, chemicznego i biologicznego stwarza woda związana siłami fizyko-mechanicznymi, tj. woda zwilżania i woda kapilarna, a także woda niezwiązana, np. powstająca podczas kondensacji powierzchniowej lub utrzymywana siłami grawitacji w bezodpływowych strefach przegród.
W murowym ośrodku kapilarno-porowatym energia wiązania wody rośnie ze spadkiem promieni kapilar. I tak np. w przypadku makrokapilar o promieniu 10–6 wynosi ona ok. 0,4×10–4 J/mol. Ze spadkiem promienia do 10–8 m energia wiązań wilgoci w mikrokapilarach wzrasta prawie 200 razy.
W strefie kontaktu przegród budowlanych z gruntem najczęściej występuje zawilgacanie wodą infiltrującą, która przemieszcza się do struktury muru głównie za sprawą działania sił grawitacji oraz sił kapilarnych.
W przypadku wiązań fizyko-mechanicznych rozerwanie wiązań spowodowanych meniskiem w kapilarach oraz adhezją powierzchniową może nastąpić na skutek odparowania z powierzchni, a następnie z kapilar do mniej wilgotnego powietrza.
Podstawowym warunkiem trwałości osuszenia jest odcięcie przegrody od źródeł zawilgocenia. W tym celu można zastosować metody mechaniczne lub impregnację strukturalną. Osuszanie materiału w przegrodach budowlanych należy więc analizować w aspekcie energetycznym.
Podatność materiału na zawilgocenie determinowana jest tzw. zwilżalnością ośrodka kapilarno-porowatego, która zależy od napięcia powierzchniowego między cieczą (wodnymi roztworami soli), powietrzem i szkieletem. Warunek równowagi określa wzór Younga, którego konsekwencją jest zależność określająca wysokość maksymalnego podciągania cieczy:
gdzie:
σ – napięcie powierzchniowe cieczy,
θ – kąt zwilżania,
r – promień kapilary,
ρ – gęstość cieczy,
g – przyspieszenie ziemskie.
Przy wyborze metody ochrony przed zawilgoceniem kapilarnym należy brać pod uwagę wzór (2). Jeżeli powierzchnia kapilar zostanie pokryta impregnatem hydrofobowym o kącie zwilżania z wodą większym niż 90°, wówczas Hmaks. przyjmie wartość ujemną, co określa się jako depresja kapilarna (kąt zwilżania θ ≥ 90°).
Ponadto praktykuje się zmniejszanie kapilar przez np. wytworzenie żelu krzemionkowego (rk → 0). Niestety, w perspektywie kilku lat nieuchronnie prowadzi to do wzrostu (z opóźnieniem) podciągania kapilarnego wody.
Towarzyszące temu obniżenie całkowitego strumienia transportowanej cieczy w strefie blokady tylko w początkowym okresie stwarza wrażenie, że problem został rozwiązany. Uzyskuje się efekt spadku poziomu zawilgocenia przy jednoczesnym stałym zasalaniu strefy blokady związkami transportowanymi z gruntu i odkładającymi się w strefie blokady.
Dopiero całkowite zamknięcie kapilar daje oczekiwany efekt zatrzymania transportu wody zarówno w fazie ciekłej, jak i pary wodnej. Takie możliwości dają metody mechanicznego wprowadzania przepon lub metoda termicznego nasączania woskami naftowymi.
Zalety oraz wady metod osuszania
Metody mechaniczne
Charakteryzują się one najwyższym stopniem pewności spośród wszystkich wymienionych technologii. Skuteczność zabezpieczenia, polegającego na wprowadzeniu izolacji typu przeponowego w naciętą szczelinę albo w strefę uzyskaną przez odcinkowe podcięcie fragmentów muru, jest w zasadzie niepodważalna.
Stosowane są również sztywne przepony w postaci blach niskofalistych, które w murze umieszczane są przez wibrowbijanie. Oczywiście przepony muszą być wprowadzone na wskroś przegrody z odpowiednim zakładem poszczególnych elementów izolacji (arkuszy, taśm, płyt itp.). Do przecinania muru wykorzystywany jest różnorodny sprzęt, jak piły łańcuchowe, sznurowe czy tarczowe.
Obecnie w Polsce podcinaniem muru w celu wykonania izolacji poziomej zajmuje się jedynie kilka firm.
Podcinanie piłami sznurowymi
Tę metodę stosuje się w przypadku murów niejednorodnych wykonanych z kamieni twardych, np. granitowych, zawierających elementy stalowe, żelbetowe itp.
Na Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim od wielu lat prowadzone są prace nad udoskonaleniem różnych metod odtwarzania izolacji poziomych. Opracowano i wdrożono m.in. małą piłę sznurową przeznaczoną do podcinania muru, w której zastosowano wiele usprawnień pozwalających wydłużyć żywotność diamentowych elementów tnących, jak mikroprocesorowe sterowanie naciągiem sznura. Piłę przedstawiono na fot.
W warunkach poligonowych prowadzono również zaawansowane prace nad możliwościami zastosowania metody HV, polegającej na wibrowbijaniu blach niskofalistych ze stali nierdzewnych.
Płyty wbijano w spoinę za pomocą młotów pneumatycznych znajdujących się na wyposażeniu urządzenia fabrycznego, a także przy zastosowaniu innych młotów o częstotliwości wynoszącej od 1100 do 1450 uderzeń na minutę oraz różnie ukształtowanych prowadnic i siłowników pneumatycznych.
W murach wznoszonych na terenie północnej Polski, charakteryzujących się licznymi inkluzjami kamiennymi, nie uzyskano zadowalających wyników, a w niektórych wypadkach wykonanie blokady było całkowicie niemożliwe.
Ekspertyzy wykonywane przez autora na terenie całego kraju wskazują, że problemy z uzyskaniem ciągłej przepony przy zastosowaniu metody HV występują praktycznie we wszystkich przypadkach.
Firmy, które stosują tę technologię, powinny więc dysponować technologiami alternatywnymi, jak lokalne podcięcie sznurem diamentowym lub wykonanie iniekcji w otwory wiertnicze.
W jednym z badanych przez autora pałaców położonych w centralnej Polsce przepony mechaniczne wprowadzono dwustronnie jedynie na głębokość ok. 15 cm. Cały rdzeń grubości ok. 1 m pozostał niezabezpieczony, a zabytkowy obiekt uległ znacznemu zniszczeniu.
Na podstawie tego przypadku trudno jednak budować generalnie negatywną opinię o metodach mechanicznych – są to ewidentne przykłady oszustwa.
Iniekcje w otwory wiertnicze
Cieszą się one największą popularnością. Polegają zazwyczaj na tym, że środek iniekcyjny podawany jest bez dodatkowego ciśnienia. Metoda ta, nazywana grawitacyjną lub penetracyjną, rzadko jednak umożliwia wprowadzenie preparatu w zawilgoconą strukturę muru.
Jak pokazuje wieloletnia praktyka, niejednokrotnie iniekcja jest możliwa dopiero przy znacznym zwiększeniu ciśnienia podawania iniektu. W nasyconych wodą murach wykonanych z cegły silikatowej iniekcja zachodzi dopiero przy ciśnieniu powyżej 10 MPa.
O skuteczności iniekcji decyduje wiele czynników. Do ważnych należy zaliczyć geometrię otworów w przegrodach w zakresie średnicy, wzajemnego rozstawu, kąta pochylenia, głębokości oraz położenia względem poziomu przyległego terenu lub posadzki. Wymienione parametry powinny być dostosowane do takich czynników, jak:
- poziom zawartości wilgoci w materiałach przegrody,
- rodzaj stosowanego środka iniekcyjnego i metody jego aplikacji,
- budowa i stan techniczny przegrody oraz elementów przyległych,
- wcześniej wykonywane zabiegi impregnacyjne,
- możliwości techniczne wykonawcy.
Podstawowym problemem, który należy rozwiązać, jest wilgoć wypełniająca strukturę kapilarno-porowatą. Wykonywanie iniekcji w wilgotnym materiale prowadzi do wypełnienia jedynie szczelin i największych porów. Małe pory w zawilgoconym materiale, o najwyższej energii wiązania wody, są praktycznie niedostępne dla impregnatu.
Jedyną sprawdzoną w praktyce metodą doprowadzenia iniektu do tych obszarów jest wstępne osuszenie strefy blokady przez wykorzystanie otworów wiertniczych. Stosowane jest np. suszenie:
- promieniowe oporowymi grzałkami elektrycznymi,
- wentylatorowe z podgrzewaniem lub osuszaniem powietrza,
- elektroosmotyczne.
Prowadzone przez autora badania nad zastosowaniem technik mikrofalowych do osuszania muru w Starym Ratuszu w Olsztynie przy zastosowaniu urządzeń zakupionych w Szwecji nie przyniosły pozytywnych wyników.
Wykorzystanie systemu pomiarowego do detekcji promieniowania podczerwonego wykazało, że w gotyckich murach mieszanych nagrzewanie jest nierównomierne. Występowały miejsca pochłaniania promieniowania mikrofalowego, których temperatura znacznie wzrastała (nawet powyżej 100°C), oraz pozostające całe strefy chłodne.
Pochłanianie energii nie było spowodowane zwiększoną koncentracją wilgoci, lecz wręcz odwrotnie – nagrzewały się fragmenty suche, zawierające kamienie granitowe. Ostatecznie zrezygnowano z suszenia mikrofalowego.
Do metod już praktycznie niestosowanych należy elektroosmoza. Jej odmiany – tzw. bierna – bez zewnętrznych źródeł – oraz czynna – z zasilaniem zewnętrznym – stosowane były w latach 70. i 80. ubiegłego wieku.
Wykorzystywała ona zjawisko polegające na przepływie rozpuszczalnika z roztworu elektrolitu przez nieruchomą porowatą przegrodę w wyniku przyłożonego pola elektrycznego i znajdowała zastosowanie w wielu dziedzinach techniki. Częste było również wykorzystanie tej metody w obszarze ochrony przeciwwilgociowej budowli.
Z powodu trudności z rozwiązaniem m.in. problemów elektrokorozyjny
ch metoda ta nie znajduje obecnie szerszego zastosowania, jednak według wielu opisów internetowych jej podstawy teoretyczne mają rzekomo potwierdzać funkcjonowanie magnetokinezy. Różnica jednak polega na tym, że zjawisko elektroosmozy istnieje rzeczywiście, natomiast istnienia magnetokinezy jak dotąd nie potwierdzono.
Iniekcje w otwory wiertnicze wykonuje się przy użyciu impregnatu, który można wprowadzić w odpowiednio przygotowany ośrodek murowy. Impregnat, podlegając redystrybucji, będzie penetrował przede wszystkim najcieńsze kapilary.
Do iniekcji w otwory wiertnicze stosuje się impregnaty zaliczane do następujących grup:
- szkła wodne sodowe, potasowe, litowe (alkalisilikaty),
- metylokrzemiany alkaliczne (alkalimetylosilikonaty),
- mieszanki roztworów krzemianów i metylokrzemianów alkalicznych,
- roztwory propylokrzemianów alkalicznych,
- silany i niskomolekularne siloksany,
- mikroemulsje silikonowe (SMK),
- żywice poliuretanowe, epoksydowe, akrylowe,
- bitumy w emulsjach, w roztworach organicznych i termoplastyczne,
- parafiny i kompozyty wosków naftowych.
Jak już wspomniano, zasada działania wymienionych preparatów oparta jest na następujących mechanizmach:
- zmniejszeniu promieni kapilar (rk → 0),
- hydrofobizacji (kąt zwilżania θ ≥ 90°),
- uszczelnieniu kapilar (rk = 0),
- oddziaływaniu kombinowanym rk → 0, θ ≥ 90°.
Roztwory krzemianów alkalicznych
Blokowanie wilgoci przez zmniejszanie promieni kapilar roztworami krzemianów alkalicznych powoduje zmniejszenie prędkości podciągania kapilarnego.
Przyjmuje się, że przy promieniu mniejszym niż 40 nm teoretycznie może dojść do stanu bezruchu wilgoci, przy czym w strefie blokady transport kapilarny wody przechodzi z fazy ciekłej w dyfuzję pary wodnej.
Typowym przykładem preparatów działających na zasadzie zmniejszenia promienia kapilar są szkła wodne, które były powszechnie stosowane już w latach 50. i pomimo ewidentnych wad stosowane są do dzisiaj. Swoją popularność zawdzięczają głównie stosunkowo niskiej cenie i powszechnej dostępności, np. w postaci szkła wodnego, potasowego, sodowego lub litowego.
Szkła wodne po wprowadzeniu w mur wydzielają żel krzemowy, który zwęża system naczyń kapilarnych. Zmniejszenie strumienia podciąganej wody wywołuje efekt suszenia. W wypadku np. szkła wodnego sodowego wytrącanie żelu następuje pod wpływem dwutlenku węgla znajdującego się w powietrzu.
Podstawowy problem tej metody stanowią produkty uboczne w postaci węglowodanów alkalicznych uznawanych za sole szkodliwe dla budowli oraz powstawanie wtórnych kapilar.
Poza węglanami gromadzą się również inne szkodliwe sole transportowane z gruntu. Intensywność uszkodzeń ścian, w których wykonywane były tego typu blokady, wymagała w wielu przypadkach badanych przez autora zastosowania powtórnej blokady.
Liczne problemy z blokadami wykonywanymi przy użyciu krzemianów skłoniły do opracowania metody wtórnego nasączania przy zastosowaniu kompozytów wosków naftowych – tzw. metody parafinowej1.
Metylokrzemiany alkaliczne
Hydrofobizacja metylokrzemianami alkalicznymi, podobnie jak w przypadku szkła wodnego, zachodzi w atmosferze z dwutlenkiem węgla. Wytworzenie się kwasu polimetylokrzemowego powoduje hydrofobizację.
Dotychczasowe badania prowadzone w warunkach laboratoryjnych oraz na istniejących obiektach o zróżnicowanych warunkach wilgotnościowych wykazały, że efekt hydrofobowy widoczny jest jedynie w wypadku niskiego stopnia zawilgocenia i tylko na odcinkach murów o niewielkiej grubości, tj. do 1,5 cegły.
Mieszanki roztworów krzemianów i metylokrzemianów alkalicznych
Łączone mechanizmy działania krzemianów i metylokrzemianów alkalicznych należą do często oferowanych w Polsce produktów. Wady czystych krzemianów zniwelowano dodatkami hydrofobizującymi.
Osuszanie przebiega następująco: początkowo dochodzi do odłożenia żelu krzemionkowego, np. z krzemianu potasowego, który przytyka kapilary, co w konsekwencji powoduje odsychanie strefy położonej powyżej blokady. Obniżenie wilgotności powoduje uaktywnienie hydrofobizujących własności metylokrzemianu potasu.
Wtórny skurcz żelu krzemionkowego, który w przypadku krzemianów niweczy efekt obniżenia wilgotności, jest w tym wypadku rekompensowany hydrofobowymi własnościami polimetylowego kwasu krzemowego.
W laboratorium Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie prowadzone są badania nad udoskonaleniem tej metody. Wyniki prac zostaną opublikowane po zakończeniu badań poligonowych. Dotychczasowe wyniki są bardzo obiecujące.
Mikroemulsje silikonowe
Hydrofobizacja muru mikroemulsjami silikonowymi jest szczególnie rozpowszechniona w krajach Europy Zachodniej. Mikroemulsja (SMK) jest dostępna w postaci koncentratu, który po rozcieńczeniu z wodą powinien być wprowadzony w kapilarno-porowatą strukturę muru w okresie nie dłuższym niż 24 godz. Po jego upływie preparat traci aktywność i zdolność do penetracji.
W warunkach laboratoryjnych wyniki hydrofobizacji są bardzo dobre. W praktyce spotyka się jednak przypadki braku skuteczności tego preparatu. Przyczyny niepowodzeń ustalano jednoznacznie. Są to: zbyt duże rozcieńczenie koncentratu mikroemusji – znacznie ponad dopuszczalne 1:10 oraz próby grawitacyjnego nasycania kapilarno-porowatej struktury wypełnionej już wodą.
Podobne problemy z ograniczeniem lub całkowitym zatrzymaniem penetracji występują również w wypadku preparatów tiksotropowych w postaci „kremów”. Nasycenie jest możliwe, jednak pod warunkiem wcześniejszego osuszenia strefy blokady przeciwwilgociowej. W ośrodku wypełnionym wodą sama liofilowość nie wystarczy do zainicjowania penetracji.
Żywice metasilikonowe
Hydrofobizacja żywicami metasilikonowymi swoją popularność w Polsce zawdzięcza głównie metodzie termoiniekcji opracowanej przez Jerzego Olifierowicza w latach 80. XX w. Z uwagi na zastosowanie rozpuszczalników organicznych, wcześniej benzyn lakowych, a ostatnio izoparafin preparaty iniekcyjne mają istotne ograniczenia związane ze szkodliwością oddziaływania na środowisko.
Woski naftowe
Uszczelnianie kapilar woskami naftowymi należy do skutecznych metod iniekcyjnego odtwarzania blokad przeciwwilgociowych. Nasączanie muru hydrofobowym kompozytem termoplastycznym zachodzi przez powolne wypieranie wody z kapilar i uszczelnianie struktury. Wypierana woda w postaci pary przemieszcza się przeciwprądowo przez iniekt do atmosfery.
Zgodnie z opracowaną na Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim w Olsztynie metodą (patent RP nr 194943) rozgrzewany iniekt wprowadzany jest bezpośrednio w zawilgocony mur bez wstępnego suszenia. Dzięki temu mur nie ulega skurczowi suszarniczemu.
Ma to szczególnie duże znaczenie w przypadku odtwarzania izolacji w przegrodach zabytkowych o wysokiej zawartości szkodliwych soli. Przemieszczający się front impregnatu wypiera z kapilarno-porowatej struktury wodę i zajmuje jej miejsce. Po przejściu w stan stały tworzy szczelną, strukturalną przeponę o silnych właściwościach hydrofobowych.
Termiczna iniekcja (nazywana również metodą parafinową) przeprowadzana jest za pomocą urządzeń grzewczych, tzw. termopakerów spełniających rolę grzałek, zasobników podawczych i wentyli ułatwiających nasączanie i kontrolę ilości podawanego płynu.
Sposób wykonywania blokady przeciwwilgociowej wg technologii W-ART przedstawiono na rys.
Metoda termoiniekcji woskami naftowymi była badana w ramach postępowania związanego z uzyskaniem aprobaty technicznej ITB, a później ponownie przy wydawaniu rekomendacji technicznej ITB.
Pozytywne opinie i audyty prowadzone w obiektach, w których metoda była stosowana, sprawiły, że została wyróżniona nagrodą ministra infrastruktury oraz w obszarze nauk technicznych zaliczona do najważniejszych osiągnięć naukowych ostatnich lat w Polsce w ramach konkursu „Cudze chwalicie, swego nie znacie” organizowanego przez OIC Poland (Opportunities Industrialization Centers).
W 2010 r. metodzie parafinowej przyznano również główną nagrodę publiczności w obszarze nauk technicznych za wybitne osiągnięcie naukowe.Skuteczną metodę powinny charakteryzować jednoznacznie zdefiniowane parametry techniczne zapewniające uzyskanie ciągłej i szczelnej blokady przeciwwilgociowej.
Jednocześnie powinny być określone techniczne czynniki ryzyka wystąpienia braku skuteczności, występujące we wszystkich technologiach. Można ten problem przeanalizować na przykładzie metody parafinowej, która pomimo licznych zalet ma również swoje ograniczenia.
I tak np. termiczne uszczelnienie kapilarno-porowatej struktury muru kompozytem o właściwościach hydrofobowych nie sprawdza się w ścianach wykonanych z betonów komórkowych.
Przeszkodą jest zbyt powolne przemieszczanie się frontu temperaturowego w materiale charakteryzującym się wysokim oporem cieplnym. Betony komórkowe wbudowane w strefy wilgotne stanowią poważny i nadal nierozwiązany problem techniczny. Innym, ważnym parametrem oceny powinien być stan wilgotnościowy muru w strefie blokady po zakończeniu prac iniekcyjnych.
W metodzie parafinowej długotrwały proces nasączania termicznego i wysuszenie muru jest wręcz warunkiem koniecznym do uzyskania szczelnej blokady. Niestety, czas potrzebny do uzyskania tego efektu, trwający od 12 do nawet 24 godz. jest również czynnikiem osłabiającym pozycję metody w porównaniu z szybkimi metodami „konewkowymi”.
Można mieć w zanadrzu pozytywne opinie o trwałości, braku produktów ubocznych, wysokim stopniu pewności itd., jednak ostatecznie i tak najczęściej decyduje najniższa cena. Pomimo niewygórowanych kosztów przebicie cenowe metod polegających na krzemianowaniu jest praktycznie niemożliwe.
Metoda parafinowa jest więc głównie stosowana w przypadkach konieczności wykonania powtórnej iniekcji, tam gdzie inne metody się nie sprawdziły, w archiwach, a także przy występowaniu zagrożenia wodą naporową, gdyż przesączone woskami naftowymi mury można zwulkanizować z powłokowymi materiałami asfaltowymi.
Opracowano również technologię, która pozwala wyekstrahować termoplastyczny iniekt z kapilarno-porowatej struktury, co sprawia, że nasączanie woskami naftowymi jest procesem odwracalnym. Technologia ta jest więc stosowana, gdy konieczne jest postępowanie zgodne z Kartą Wenecką.
Podsumowanie
Wnioski nasuwają się same. Rynek tylko w nieznacznym stopniu jest w stanie sam weryfikować przydatność poszczególnych technologii, gdyż negatywne skutki rozwiązań są widoczne dopiero po wielu latach.
Decydenci, z wyjątkiem może części właścicieli domów jednorodzinnych, ogólnie rzecz biorąc poszukują rozwiązań najtańszych, nawet jeżeli są one bardzo ryzykowne.
W przypadku kamienic wielorodzinnych, w których problem wilgoci dotyczy w zasadzie jedynie mieszkańców najniższej kondygnacji, również nie ma mowy o optymalizacji rozwiązania. A różnica w cenie na poziomie 20–30% skutecznie eliminuje sprawdzone technologie.
W tej sytuacji rozwiązaniem mogłoby być powołanie (wzorem niemieckiej grupy WTA) gremium specjalistów, którzy na podstawie obiektywnych procedur pełniliby opiniotwórcze funkcje – szczególnie w odniesieniu do prac osuszeniowych prowadzonych w budynkach zabytkowych.
Kolejny problem wymagającym pilnego rozwiązania jest brak formalnej kontroli przebiegu i efektów osuszania. Z powodu braku ogólnie zaakceptowanych procedur ocena jakości prac osuszeniowych (o ile w ogóle jest przeprowadzana) przyjmuje różne subiektywne formy.
Zachodzi zatem potrzeba opracowania uniwersalnej metodologii, która umożliwiałaby obiektywne zdiagnozowanie stanu wilgotnościowego budynku przed rozliczeniem finansowym prac remontowych.
W Laboratorium Ochrony Przeciwwilgociowej Budowli Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie trwają zaawansowane prace nad opracowaniem kompleksowego programu zapewnienia jakości trwałego osuszania budynków.