Katedra materiálového inženýrství a chemie IZOLACE PROTI VODĚ A VLHKOSTI

Katedra materiálového inženýrství a chemie ■■■■■

IZOLACE PROTI VODĚ A VLHKOSTI

Izolace proti vodě a vlhkosti

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

- účel a druhy vodotěsných izolací - živičné izolace (asfalty, dehty, zkoušení živičných hmot, asfaltové izolační nátěry, tmely a pásy, asfaltové šindele, vlastnosti asfaltových izolací a jejich zkoušení – aplikace na asfaltové pásy) - fóliové izolace (rozdělení hydroizolačních fólií, uchycení folií k podkladu, fólie kaučukové – pryžové, fólie z plastů, profilované fólie, difúzně propustné fólie, zkoušení fóliových izolací) - silikátové izolační hmoty (vodotěsnící nátěry a omítky, rychletvrdnoucí hydraulické směsi) - speciální izolační materiály (fasádní nátěry, hydroizolační nátěry plochých střech, stříkané metylmetakrylátové izolace, izolační vrstvy ze skelných laminátů, tmely spárovací a pokládací, bentonitové izolace)

2


Izolace proti vodě a vlhkosti -

cílem je zabránění přístupu vody, případně vodních par nebo plynů ke konstrukci, a tak ji chránit před škodlivými účinky zvýšené vlhkosti

-

zabránění prostupu vody ven z konstrukce do vnějšího prostředí (nádrže, bazény, sanitární vybavení budov)

-

izolační materiál je součástí konstrukce musí tedy splňovat i další požadavky, aby si zachoval funkčnost po celou dobu životnosti konstrukce (odolnost vysokým a nízkým teplotám, objemové změny, tažnost, odolnost proti povětrnostním vlivům, vodě a agresivním látkám)

3

4

Rozdělení hydroizolací podle umístění v konstrukci: - izolace staveb proti pronikání podzemní vody a vlhkosti KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

- izolace střech - izolace bazénů, nádrží, jímek - izolace tunelů a ražených podzemních staveb - izolace mostů a speciálních konstrukcí Izolace proti podzemní vodě se někdy vytvářejí tak, že kromě zabránění prostupu kapalné vlhkosti brání také prostupu radonu z podloží konstrukce. Některé z izolačních materiálů střech naopak umožňují díky svému nízkému difúznímu odporu odvod vodní páry z konstrukce, při zajištění nepropustnosti pro kapalnou fázi (pojistné hydroizolace). 5

Izolace staveb proti pronikání podzemní vody a vlhkosti - příklady uspořádání izolace: KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

a) vnější izolace

b) sendvičové uspořádání c) vnitřní izolace

b)

konstrukčně řešená izolace - požadavky na materiál konstrukcí

6

Materiály pro hydroizolace I


o izolace živičné – z dehtů, asfaltů (bitumenů) -

dehty pouze ve starých konstrukcích

-

asfalty (bitumeny)



přírodní



ropné (syntetické) – primární – oxidované – modifikované plastomery – modifikované elastomery

- asfaltové izolační pásy, asfaltové izolační laky a tmely, asfaltové emulze a suspenze 7

Materiály pro hydroizolace II o izolace foliové – z kaučuků a plastů


termoplasty – mPVC – polyolefiny (Pe, PP) – PIB (polyizobutylen) – ECB (etylen-copolymer-bitumen) – PEC (polyetylenchlorid) termoelastické elastomery – EPM elastomery – EPDM (etylen-polypropylen-dien-monomer) -

pružné syntetické materiály tuhnoucí chemicky, polyadicí nebo polykondenzací

-

všechny elastomery jsou dvousložkové – báze + aktivační 8 složka (polyétery, silikony)

Materiály pro hydroizolace III


o stěrky (tekuté folie), nástřiky, nátěry o silikátové izolace – ze speciálních cementových tmelů o speciální izolace – plech, chemické injektáží látky, parafin, lamináty, jíly a bentonity, metylmetakrylátové izolace

9


Hydroizolace na bázi asfaltu Syntetické hydroizolační fólie

5%

Ostatní typy hydroizolací

20%

75%

současné zastoupení hydroizolací ve stavebnictví 10


Živičné izolace -

tuhé nebo polotuhé tmavě zbarvené směsi makromolekulárních uhlovodíků a jejich derivátů

-

s nárůstem teploty přecházejí z tuhého nebo polotuhého stavu v měkké, snadno tvárné hmoty, přičemž ve finální fázi se roztaví až na kapaliny

-

vlivem záporných teplot naopak tuhnou až křehnou

-

pro izolační účely je důležité, aby plastický stav byl v co možná širokém rozmezí teplot

-

dlouhodobým působením tahu nebo tlaku se projeví plastický charakter živic trvalé přetvoření (creep)

-

přírodní asfalty, ropné asfalty, dehty 11


Historický vývoj I o s aplikací asfaltů s setkáme již ve starověku v místech povrchových nalezišť přírodních asfaltů (Blízký a Střední východ) – využití jako spojovací tmel pro zdivo, izolace proti pronikání vody o dodnes se zachovaly zbytky staveb s asfalty staré více než 6000 let o asfalty se používaly také při mumifikaci egyptských faraónů či při stavbě cest v říši Inků o ve středověku asfalt nebyl téměř používán o novodobé využití asfaltu začalo koncem 18. století (cesty, střešní tvarovky – impregnace střešní papírové krytiny) o prudký rozvoj výroby asfaltu v druhé polovině 19. století (cesty, asfaltové emulze, začínají izolační pásy) 12

Historický vývoj II o na počátku 19 století byl ve Švédsku vyroben první asfaltový pás - na zemi (ne přímo na střeše) – výroba proléváním hadrové podložky asfaltem o první výrobci asfaltových pásů ve střední Evropě F.W. Büsscher aF.E. Hoffmann – 1852, Berlín o u nás byli prvními výrobci K. C. Menzel v Bělé pod Bezdězem – 1868, na Moravě V. Matějů v Brně – 1875 o tuzemská výroba hydroizolačních pásů byla zpočátku založena na zpracování dehtu, který byl v Čechách dostupnější než asfalt – má fyzikální vlastnosti velmi podobné asfaltu – v současné době se nepoužívá – vysoký obsah polyaromatických uhlovodíků – ve srovnání s asfaltem jich dehet obsahuje 100 – 500x více o asfalty modifikované elastomery(1968) a plastomery (1962) od druhé poloviny 20. století – prudký rozvoj aplikace asfaltů v hydroizolační technice – použitím různých vložek a různou úpravou asfaltů lze vyrobit pásy s životností cca 3 13 – 100 let


Asfalty -

tvořeny směsí netěkavých uhlovodíkových látek, které je od sebe těžké oddělit a identifikovat

-

přítomné uhlovodíky patří mezi parafiny

-

pro běžnou charakteristiku asfaltové hmoty můžeme tyto látky třídit na asfalteny (tvrdé a křehké – určují tvrdost asfaltu) a malteny (olejovité nebo měkce plastické) – nositelé plastických a lepivých vlastností asfaltů

Charakteristické vlastnosti asfaltu -

neporézní, ve vodě téměř nerozpustný, nebobtná, přijímá jen na povrchu stopová množství vody (vůči vodě se chová jako kaučuky a plasty, proto je používán jako hydroizolace)

-

hustota 980 – 1100 kg/m3

-

malá tepelná vodivost, cca 0,12 W/mK

14


-

součinitel délkové teplotní roztažnosti 600 . 10-6 K-1

-

mrazuvzdorný, za nižších teplot je křehký

-

při teplotách pod -18°C ztrácí přilnavost k plastům

-

asfalty jsou odolné polárním chemickým látkám – anorganickým solím, louhům, nízkým koncentracím kyselin, posypovým hmotám

-

rozpustný v organických rozpouštědlech (benzin, benzen) – výroba asfaltových laků a nátěrových hmot

-

všechny typy asfaltů jsou díky svému chemickému složení vysoce hořlavé a velmi výhřevné

-

požární nebezpečnost asfaltů je příznivě ovlivněna absencí těkavých látek, která zvyšuje bod vzplanutí základní asfaltové směsi nad 200°C a bod vznícení nad 400°C

-

vlivem UV záření a kyslíku asfaltové izolační materiály tvrdnou a křehnou

15

Dělení asfaltů: o přírodní asfalty – nacházejí se pouze na několika místech (USA, Albánie, Kuba, Bermudy, Trinidad, Turecko, bývalé republiky SSSR), případně se získávají vytavením z hornin či zemin, které asfalt obsahují 

přírodní asfalt s vysokou tvrdostí a nízkým obsahem minerálních látek - asfaltit



přírodní asfalty s vysokým obsahem minerálních látek a nízkým obsahem asfaltu označujeme pojmem asfaltové horniny (např. asfaltové břidlice z Albánie)



podíl přírodních asfaltů na trhu neustále klesá, naprostá většina výrobků je v současnosti z asfaltů ropných (použití např. v asfaltových šindelech) 16

Přírodní asfaltové jezero

17

o asfalty ropné (syntetické)


- získávají se jako zbytkový podíl z frakční destilace ropy -

destilací ropy za atmosférického tlaku se z výchozí suroviny oddělí benzín a oleje vroucí při teplotě do 360°C, destilační zbytek se nazývá primární asfalt

-

tvrdost primárního asfaltu je závislá na tom, do jaké míry byly odděleny těžší olejové podíly (dle potřeby může být zvyšována nebo snižována)

-

primární asfalt se ve stavebnictví přímo nepoužívá (základ pro výrobu dalších druhů asfaltů) oxidované (foukané) asfalty, ředěné asfalty, modifikované asfalty 18


o asfalty oxidované -

připravují se z měkčích primárních asfaltů a destilačních zbytků profukováním vzduchem při teplotách 250 – 300°C

-

během oxidačního procesu probíhají ve struktuře asfaltu chemické změny, na vzdušný kyslík se vážou atomy vodíku z řetězců, u nichž pak dochází ke spojování – dochází k nárůstu koncentrace asfaltenů – tvorba gelové struktury

-

přítomnost výztužné gelové kostry ovlivňuje také fyzikální vlastnosti asfaltů - dochází ke změně fyzikálních vlastností – vznikají výrobky méně citlivé na teplotní změny (zvýšený bod měknutí, nárůst pevnosti – snížení penetrace) 19

- zahříváním se souvislá asfaltenická kostra rozpadá a po ochlazení se opět vytváří – oxidované asfalty jsou proto dobře KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

tavitelné – tavné izolační materiály a výrobky - uplatnění především v izolační technice, částečně také v silničním stavitelství a nátěrových hmotách - pro izolační výrobky se příliš tvrdý asfalt upravuje ještě před oxidací přídavkem oleje – fluxování – dochází ke snížení hustoty asfaltenové kostry (fluxidy – fluxované asfalty) – nízký bod lámavosti a jsou vysoce plastické - tenké vrstvy asfaltu rychle stárnou, na jejich povrchu se vytvářejí trhliny a později se jejich struktura rozpadá, životnost se zvyšuje přidáním anorganických plniv – vikarizace

20


- nevýhodou stavebních materiálů na bázi oxidovaného asfaltu je skutečnost, že oxidační proces sice velmi pomalu, ale jistě, pokračuje i po ztuhnutí asfaltu z tohoto důvodu následně dochází ke změně fyzikálních vlastností těchto materiálů – asfalt křehne a tvrdne - hydroizolační pásy z tohoto typu asfaltů mají nižší životnost s ohledem na podmínky aplikace 5 – 20 let – životnost zkracuje nepřítomnost ochranné vrstvy, přímé sluneční záření a znečištění ovzduší - do roku 1990 se u nás vyráběly pásy jen z těchto asfaltů – dnes 75% tuzemské produkce, 80% světové produkce

21


o ředěné asfalty -

od běžných asfaltů se liší výrazně sníženou viskozitou

-

vyrábí se z primárních nebo oxidovaných asfaltů přidáním organických rozpouštědel v množství 40-50% hmotnosti

-

rozpouštědla mohou být buď na bázi ropných frakcí (benzin, petrolej) nebo jde o frakce z dehtu (toulen, xylen)

-

uvolňované páry z rozpouštědel zvyšují nebezpečí vzniku požáru a nepříznivě ovlivňují životní prostředí (proto se jejich používání postupně snižuje)

-

použití jako nátěrové hmoty a lepidla

-

po odpaření rozpouštědel se asfaltový skelet opět obnoví

-

dříve byly často aplikovány ve formě studených směsí pro opravy komunikací 22

o modifikované asfalty


-

-

-

-

-

zásadní změnu kvality asfaltových materiálů přinesla modifikace asfaltové hmoty polymerními přísadami – asfalto-polymerní kompozit (užitné vlastnosti jsou řádově lepší než vlastnosti samotného asfaltu) vyrábí se z primárního asfaltu, který je modifikován přidáním elastomerů (kaučuků) nebo plastomerů (termoplasty) přidáním těchto látek se podstatně mění termoviskózní a elastoviskózní vlastnosti původního asfaltu, čímž se získávají materiály s lepšími uživatelskými vlastnostmi modifikací asfaltů se dosáhne širší rozsah plastické oblasti (zvětšení rozsahu mezi bodem lámavosti a bodem měknutí) na rozdíl od oxidovaných asfaltů, které se vyznačují pouze plastickým chováním, asfalty modifikované elastomery vykazují také pružné chování 23


‐

vyznačují se také vyšší tažností, větší adhezí, menším stékáním a jsou odolnější vůči stárnutí

-

jejich viskozita způsobuje, že oproti klasickým asfaltům jsou hůře zpracovatelné a jejich aplikace vyžaduje přísnější dodržování technologických předpisů

-

z elastomerů je dnes nejčastěji používán styren-butadienstyren (SBS, dostatečný modifikační efekt v obsahu 7-15%), označovaný také jako termoplastický kaučuk – pružný (nárůst tažnosti), vyšší bod měknutí,

-

z plastomerů je téměř výhradně užíván ataktický polypropylen (APP, 17-35%) – zvýšení bodu měknutí, modifikovaný asfalt je plastický, lepší odolnost proti UV záření a teplotám, vyšší adheze, nižší cena – osvědčuje se v zemích s teplejším klimatem 24


‐

asfalty silně modifikované nejčastěji nacházejí uplatnění v hydroizolační technice (izolační pásy, zálivky)

-

asfalty s nižším obsahem modifikačních přísad se používají zejména v silničním stavitelství

-

světoví výrobci vyrábějí téměř 70% pásů z modifikovaných asfaltů

Charakteristické vlastnosti základních asfaltových materiálů Oxidovaný

Asfalt modifikovaný

Asfalt modifikovaný

asfalt

APP

SBS

cca 95

cca 135

cca 120

0

-5 až -15

až -35

pružnost

žádná

malá

vysoká

průtažnost [%]

2-5

cca 20

> 100

Vlastnost bod měknutí KK [°C] ohebnost za chladu [°C]

25

Asfaltové hydroizolační nátěrové hmoty -


-

-

-

asfaltové laky a tmely dělíme na výrobky zpracovávané za horka a na výrobky zpracovávané za studena výrobky zpracovávané za horka se musí před použitím zahřát na 150 – 200°C (Pozn.: nátěry roztaveným asfaltem, často ještě zesilované vkládáním textilních vložek, dlouho představovaly základ všech hydroizolačních prací, dnes je jejich použití pro tento účel málo obvyklé) asfaltové nátěrové hmoty zpracovávané za studena jsou formovány buď s použitím organických ředidel nebo jsou vyrobeny jako vodou ředitelné asfaltové emulze či suspenze největší skupinu asfaltových výrobků s organickými ředidly představují asfaltové laky – použití jako penetrační laky a součást střešních izolací a hydroizolačních systémů všeobecně, pro zlepšení jejich kvality se někdy používají vysychavé oleje nebo polymerní přísady - zvýšení tažnosti, trvanlivosti a odolnosti 26

Asfaltové laky – penetrační laky


-

-

-

penetrace betonu, omítek, vláknocementových a sádrokartonových desek, pro zpevnění podkladu a zlepšení přilnavosti následných vrstev tmelů, lepidel příp. nátěrových hmot penetrační nátěr je obvykle potřebný na každé stavbě a to jak v části podzemní tak nadzemní a na střeše asfaltový penetrační nátěr slouží především jako spojovací můstek mezi podkladním anorganickým materiálem (beton, zdivo) a organickým hydroizolačním materiálem (asfalt, dehet, hydroizolační nátěry) - napomáhá zlepšení vlastností hydroizolačního souvrství, ale nelze jej samotný považovat za hydroizolaci asfaltové penetrační nátěry lze rozdělit podle vnitřního složení na tři skupiny: asfaltové penetrační laky, asfaltové penetrační emulze a suspenze, horký asfalt 27

Asfaltové laky – penetrační laky


-

nejběžnější jsou u nás PENETRAL a PENETRAL-S (ALP, ALP-S), FORTE PENETRAL (Paramo a.s.) jako rozpouštědlo je použit technický benzín nebo xylen hořlavé a požárně nebezpečně látky ALP-S, který je rychleschnoucí, je hořlavina 1. třídy spotřeba cca 0.25 kgm-2 pro vlhký podklad je určen ALP-A, který obsahuje adhezivní přísadu zlepšující přilnavost pro penetrace pod modifikované asfalty se používá ALP-M modifikovaný SBS (zahraniční výrobek např. ELASTOCOL)

28


Pro údržbu starých asfaltových pásů tvořících vrchní vrstvu plochých střech lze použít např. výrobek RENOLAK MOAL, který je připravován z asfaltového laku s přídavkem modifikovaného kaučuku a je modernější verzí přípravků RENOLAK N a RENOLAK T. V případě dožilé nebo hodně poškozené vodotěsné izolace není nátěrový systém vhodným řešením! Výběr vhodné technologie nátěrového systému pro opravu střechy ovlivňuje i skutečnost, zda se na stávajícím povrchu střechy tvoří trvalé kaluže vody. V takovém případě je nevhodné používání asfaltových suspenzí GUMOASFALT, které při trvalém ponoření pod vodou bobtnají a následně popraskají. - asfaltový reflexní lak REFLEXOL - obsahuje hliníkový pigment, který snižuje letní teplotu střechy ž o 15%C

29

LUTEX MOAT, REFLEXOL – oprava stávající vodotěsné izolace Skladba vodotěsné izolace:  reflexní nátěr REFLEXOL  modifikovaný asfaltový tmel LUTEX MOAT KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

 stávající očištěná vodotěsná izolace z hydroizolačních pásů z oxidovaného asfaltu

Modifikovaný asfaltový tmel LUTEX MOAT - asfaltový lak s přísadou vláknitých plnidel, anorganických plnidel a kaučuku SBS - zpracovatelný za studena při teplotě nad +5 °C - obsahuje lakový benzín narušení povrchu stávajícího zestárlého asfaltového pásu - spolehlivé spojení tohoto tmelu s podkladem - vláknitá plniva spolu s kaučukem SBS zajišťují pružnější přemostění trhlin v původní vodotěsné izolaci - při údržbě vodotěsné izolace se aplikují minimálně dva nátěry se spotřebou 0,8 kg/m2 pro každý nátěr - sám není odolný UV záření

30


- asfaltový reflexní lak REFLEXOL - obsahuje hliníkový pigment, který snižuje letní teplotu střechy až o 15°C - ochranný účinek je 3 – 5 let

30

Vodou ředitelné asfaltové emulze - v současnosti nátěry se stoupající tendencí použití


- vznikají smísením tekutého asfaltu s vodou v přítomnosti emulgátorů, které snižují povrchové napětí (vodní emulze, v případě přídavku plnidel vzniká forma suspenze) - emulze obsahuje obvykle 50 – 70% asfaltu - pro zlepšení vlastností může být přidán kaučuk, akryláty, latex - jednoznačnou předností je ekologická nezávadnost odpařováním a štěpením emulze vzniká jen vodní pára a voda - rozdíl oproti lakům je v tom, že emulze a suspenze nepronikají do podkladu a zůstávají pouze přilepeny na povrchu - je-li podklad kvalitní nejsou podstatné rozdíly v odtrhové pevnosti mezi lakem a emulzí, pro penetraci méně soudržných32 podkladů jsou emulze málo vhodné.

Vodou ředitelné asfaltové emulze II


- emulze a suspenze dělíme dle reakce na anionaktivní tj. zásadité a kationaktivní tj. kyselé - pro penetrační nátěry ve stavebnictví jsou zpravidla vhodnější nátěry anionaktivní, protože naprostá většina stavebních materiálů má charakter neutrální nebo zásaditý - kationaktivní nátěry jsou naopak vhodné v silničním stavitelství, kde většina kamenných drtí je kyselého, nebo neutrálního charakteru - je-li podkladem asfaltový materiál je možné bez problému použít oba druhy emulzí a suspenzí - na aplikaci a skladování jsou emulze podstatně citlivější než laky – v tekutém stavu nesnášejí mráz a při zmrznutí dochází k rozpadu na původní složky - optimální teplota pro použití je od 15 do 25°C, možné použití je ještě o 5°C nahoru i dolů, nižší 33 teploty jsou již zcela nevhodné

Vodou ředitelné asfaltové emulze III


- spotřeba emulzí na 1 m2 je 0,2 až 0,4 kg, spotřeba suspenzí je přibližně dvojnásobná - ředění je vodou s následným důkladným rozmícháním, voda je nutná čistá, nejlépe pitná - asfaltový film vzniklý nátěrem emulzí a suspenzí je nepropustný pro vodu (je-li dostatečně silný) a je propustný pro vodní páry - pro zlepšení vlastností může být přidán kaučuk - např. GUMOASFALT SA-12, SA-14. SA-22, SA-23 (PARAMO, a.s., modifikace zpevňovacími vláknitými přísadami, pigmentové přísady – určeno pro konečný vrchní nátěr) - vyrábějí se společnou dispergací práškových bentonitů a asfaltu

34

‐ jako izolační hmota začínají působit až po vysrážení dispergovaných částic a odpaření přítomné vody – proto tyto materiály nesmějí být během skladování, zpracování a bezprostředně po nanesené vystaveny dešti, mrazu, mlze a sněhu - teplota připracování by měla být nejméně +10°C - nátěry a nástřiky mohou být v izolačních vrstvách vyztužovány vložkami z juty, skleněných tkanin, rohoží apod. - suspenze se dají použít i k lepení dlažby a pěnového polystyrénu - hydroizolační vrstva má nižší faktor difúzního odporu než nátěry

35

Příklad – oprava stávající vodotěsné izolace dvouvrstvou vyztuženou asfaltovou bentonitovou suspenzí GUMOASFALT SA12 + povrchovou úpravou GUMOASFALT SA-23


Skladba vodotěsné izolace: • červenohnědá suspenze GUMOASFALT SA-23 (cca 1 kg/m2) • 3 x nátěr asfaltovou suspenzí GUMOASFALT SA-12 ( 3 x 0,7 kg/m2) • vložka ze skelné tkaniny o hmotnosti 140 až 200 g/m2 (do mokrého nátěru) • nátěr asfaltovou suspenzí GUMOASFALT SA-12 ( 0,7 kg/m2) • asfaltový penetrační nátěr PENETRAL ALP (cca 0,3 kg/m2) • stávající očištěná vodotěsná izolace z hydroizolačních pásů z oxidovaného asfaltu (možnost použít REFLEXOL – nutno počkat cca 10 dnů) - životnost takto provedené opravy je až 10 let s tím, že po 4 až 5 letech je nutné obnovit povrchovou ochranu 36 červenohnědou suspenzí GUMOASFALT SA-23


Asfaltové tmely - připravují se podobně jako asfaltové nátěrové hmoty s tím, že mají vyšší obsah minerálních plniv – zahuštění materiálu (možnost použití výrobků v širší vrstvě a na vysprávky drobných trhlin a spár) - zpracování za studena i za tepla -tmel LUTEX, ALUMATOL (obsahuje hliníkový pigment) Hlavní použití: - jako povrchová úprava nových i renovovaných asfaltových krytin, ochranný účinek je zhruba 7 - 9 let

37

Aflatové penetrační nátěry – horký asfalt


- penetrační nátěry horkým asfaltem jsou na ústupu - používají se spíše výjimečně - nevýhodami je nutnost použití při vysokých teplotách, relativně vysoká spotřeba asfaltu, žádný průnik do podkladního materiálu a dokonalé očištění podkladu od prachu - v malé míře je používán v silničním stavitelství - používá se zpravidla měkký asfalt 160/220

38


Dehty I - vznikají jako tekuté až polotekuté látky při tepelném rozkladu uhlí (karbonizace – zahřívání cca 900°C bez přístupu vzduchu), dříví, rašeliny a dalších rostlinných materiálů za omezeného přístupu vzduchu - nejširší použití mají tzv. kamenouhelné (plynárenské, koksárenské), které jsou vedlejším produktem při zpracování černého uhlí - používají se pro výrobu nátěrových hmot a impregnačních látek - při přímém kontaktu narušují polystyren - jsou méně trvanlivé než asfalty a obecně mají menší bod měknutí a menší rozmezí plastičnosti 39

Dehty II


- v porovnání s asfalty se používají podstatně méně – jejich aplikace je stále méně častá z důvodu zdravotního rizika při práci (obsahují karcinogenní aromatické uhlovodíky a fenoly) - jsou tekutější než asfalty a při ochlazování rychleji tuhnou - nižší bod vzplanutí než u asfaltů - hustota 1200 kg/m3 – 1600 kg/m3 - dnes používány pouze pro opravu starých staveb

40


Zkoušení živičných hmot: protože asfalty nejsou jednoduchými látkami, ale tvoří je složité směsi, nelze jejich vlastnosti popsat jednoduchými fyzikálními zkouškami jako pro stavení bodu tání, varu apod. proto byly vyvinuty a zavedeny kromě běžných chemických a fyzikálních zkoušek i některé speciální zkoušky (obvykle podle amerických norem ASTM – American Society for Testing and Materials), které jsou významné zejména pro jejich praktické použití vlastnosti některých základních asfaltových hmot zachycují např. české normy ČSN EN 12591, ze zahraničních norem je možné uvést DIN 1995 díl 1-5. 41

EN 1426 zavedena v ČSN EN 1426 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení penetrace jehlou (65 7062) EN 1427 zavedena v ČSN EN 1427 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení bodu měknutí - Metoda kroužek a kulička (65 7060)


EN 12592 zavedena v ČSN EN 12592 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení rozpustnosti (65 7080) EN 12593 zavedena v ČSN EN 12593 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení bodu lámavosti podle Fraasse (65 7063) EN 12594 zavedena v ČSN EN 12594 Asfalty a asfaltová pojiva - Příprava zkušebních vzorků (65 7005) EN 12595 zavedena v ČSN EN 12595 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení kinematické viskozity (65 7075) EN 12596 zavedena v ČSN EN 12596 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení dynamické viskozity vakuovou kapilárou (65 7076) EN 12606-1 zavedena v ČSN EN 12606-1 Asfalty a asfaltová - Stanovení obsahu parafinů - Část 1: Destilační metoda DIN (65 7069) EN 12606-2 zavedena v ČSN EN 12606-2 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení obsahu parafinů - Část 2: Metoda AFNOR (65 7069) EN 12607-1 zavedena v ČSN EN 12607-1 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení odolnosti ke stárnutí vlivem teploty a vzduchu - Část 1: Metoda RTFOT (65 7070) EN 12607-2 zavedena v ČSN EN 12607-2 Asfalty a asfaltová pojiva - Stanovení odolnosti ke stárnutí vlivem teploty a vzduchu - Část 2: Metoda TFOT (65 7070)

42

Penetrace:


- penetrační zkouška asfaltů je hlavním kritériem pro zjišťování tvrdosti a odolnosti asfaltu proti přetvoření - zkouška spočívá v měření hloubky vniknutí jehly normovaných rozměrů při jejím zatížení 100 g do vrstvy asfaltu - výsledky jsou závislé na teplotě, základní měření jsou prováděna při teplotě +25°C - výsledky se udávají v penetračních jednotkách (desetiny mm) – dle ČSN EN 12591 třídění asfaltů podle hodnot penetrace, např. 20/30, 30/45, 50/70, 70/100, 100/150, 160/220 měknutí/penetrace

43


Příklad značení a vlastností –silníční asflat 50/70

44

Bod měknutí KK (metoda kroužek kulička):


- asfalt nemá definovanou teplotu tání, během ohřevu se postupně mění z látky pevné na kapalnou stejně jako termoplastické hmoty - pro porovnání se proto používá postup dle ASTM – stanovení bodu měknutí metodou kroužek kulička - zkouška je uspořádána tak, že do kovového kroužku je nalit asfalt a po zatuhnutí je na povrch položena ocelová kulička, vše se vloží do kádinky s kapalinou (u běžných asfaltů se používá glycerin) - obsah kádinky se postupně ohřívá tak, aby teplota lázně rovnoměrně vzrůstala o 5K za minutu - postupným měknutím asfaltu dochází účinkem hmotnosti kuličky k průhybu asfaltové vrstvy - teplota, při níž průhyb dosáhne 25,4 mm se označuje jako bod měknutí

45

Bod lámavosti:


- udává vlastnosti asfaltu při nízkých teplotách. - bod lámavosti podle Fraasse označuje nejvyšší teplotu, při níž vrstvička asfaltu tl. 0,5 mm nanesená na kovový plíšek při ohýbání za definovaných podmínek praskne - teplota, při níž k tomu dojde zhruba udává teplotu, při které asfalt ztrácí svoje plastické vlastnosti a mění se v křehkou hmotu

Duktilita: - vyjadřuje tažnost asfaltu za definované teploty (obvykle 25°C) - závislá na chemickém složení asfaltu, především na obsahu parafinu - zkouší se vytahováním vlákna ponořeného ve vodě do přetržení - duktilita se udává v cm vytaženého vlákna

46

Asfaltové izolační pásy:


- základní výrobky pro hydroizolační systémy krytin a izolace spodní stavby - z historického hlediska vznikly tyto výrobky počátkem 19. století jako kombinace vodotěsnícího materiálu (asfaltu, případně dehtu) a výztužné vložky dodávající systému mechanickou pevnost a odolnost proti trhlinám - skládají se z výztužné vložky, krycí vrstvy asfaltu a povrchové úpravy - současný trh nabízí obrovské množství izolačních pásů z různě kombinovaných materiálů vložek i krycích vrstev, které se vyznačují specifickými vlastnostmi pro jednotlivé oblasti použití 47

K orientaci mezi různými výrobky se používá třídění hlavně podle:


- výztužné vložky - druhu a množství krycí hmoty - úpravy horního a spodního povrchu - účelu a vhodnosti použití

48

Výztužná vložka


- zajišťuje mechanické vlastnosti izolačních pásů, především pevnost při namáhání v tahu, kterému může být pás vystaven - pokud netvoří vložku kovová folie, je k přenesení mechanických napětí do vložky potřebná její penetrace příslušným asfaltem – k tomu se obvykle používají primární nebo oxidované asfalty - pouze ve výjimečných případech může být vynechána a pás tvoří pouze modifikovaná vrstva asfaltu - materiály pro výstužné vložky jsou buď takové, které se při výrobě pásu roztaveným asfaltem nasytí, nebo naopak materiály na bázi kovových fólií, na které se asfalt přilepí

49

- z pohledu trvanlivosti je podstatnou vlastností nasákavost vložek, neboť nasákavé vložky z organických materiálů ve vlhkém prostředí hnijí a brzo se rozpadají - z toho důvodu moderní výrobky využívají jako nosnou vložku materiály nenasákavé, tj. na bázi skla (skleněná vlákna, rohože, tkaniny), syntetických vláken nebo kovových fólií (hliníkové, měděné, nerez ocel), případně z kovových pletiv - výztužná vložka bývá umístěna uprostřed tloušťky pásů, u některých dražších typů pásů je umístěna excentricky, blíže k hornímu povrchu - pro správnou funkci vložky v izolačním pásu je rozhodující její pevnost v tahu (tržné zatížení) a tažnost obecně platí, že vložky z tkanin jsou pevnější než vložky z rohoží (nejen v tahu, ale i s ohledem na proražení) 50

Pásy s nasákavou nosnou vložkou


- jako vložka se používá jutová tkanina, hadrová či celulózová lepenka - pásy s tímto typem vložek jsou sice levnější, od jejich aplikace ve stavebnictví se však v dnešní době upouští, především na podřadné konstrukce a stavby - používají se pouze na provizorní konstrukce, případně se mohou použít u střech ve spádu nad 10° na dřevěném podkladu jako spodní vrstva

51

Pásy s vložkou ze skelné rohože - vložka je vyrobena ze skleněných vláken a je nasycena KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

asfaltem - hmotnost rohože se pohybuje mezi 50 -150 g/m2 - výrobky jsou cenově lacinější, ale mají nižší pevnost v tahu a malou průtažnost (do 4%), mají také nízkou odolnost na proražení z tohoto důvodu je vhodné je navrhovat do míst, kde nehrozí větší objemové změny a tahové namáhání

52


Asfaltový pás S-BITAGIT 35 MINERAL - hydroizolační pás z oxidovaného asfaltu s vložkou ze skleněné rohože a povrchovou úpravou minerálním jemnozrnným posypem nebo PE na horní straně nebo PE fólií či minerálním jemnozrnným posypem na spodní straně - používá se samostatně v hydroizolačních povlacích, které nejsou namáhány tahovými silami, jinak jen v kombinaci s pásy o velké pevnosti v tahu, například s pásy typu Sklobit – BITAGIT jako spodní nebo mezilehlá vrstva vícevrstvých izolací

BITAGIT R13 (používá se jako separační nebo jako podkladní vrstva, nebo také jako provizorní krytina u méně náročných nebo dočasných staveb, případně jako pomocná nebo ochranná vrstva ve skladbách střech nebo pro jiné účely ve stavbách přiměřené vlastnostem pásu, pás použít i ve skladbách u spodních staveb jako pomocná vrstva proti zemní vlhkosti)

BITAGIT 40 MINERAL 53


Pásy s vložkou ze skelné tkaniny - plošná hmotnost rohože bývá 120-250 g/m2 - mají vysokou pevnost v tahu a malou průtažnost - jsou používány do běžných hydroizolačních fólií, mohou být aplikovány v konstrukcích vystavených většímu mechanickému namáhání např. PARABIT, SKLOBIT, PRIMA, MIDA

Pásy s vložkou z polyesterové tkaniny či rohože - plošná hmotnost rohože 130-250 g/m2 - tyto typy pásu jsou charakteristické vysokou průtažností (20% u tkanin a až 50% u rohoží) houževnaté, aplikovány jako hydroizolace na nestabilních podkladech - vzhledem k vyšší ceně se používají zpravidla v kombinaci s modifikovanými asfalty 54


Pásy vyztužené vložkou z kovových fólií - nejčastěji se používá Al-fólie tl. 0.08mm, méně se využívá měděných fólií či fólií na principu nerez oceli - vlastní asfaltová hmota zde vložku neprosytí, zůstává pouze nalepena na jejím povrchu - pro zvýšení soudržnosti bývá do povrchu fólie vytlačen dezén - pásy mají nízkou průtažnost a velký difúzní odpor - jsou vhodnou parozábranou, ale málo odolávají mechanickému namáhání - vhodné jako izolace proti radonu - používat by se přednostně měly pásy s vložkou opatřenou profilováním nebo s vložkou zvlněnou, neboť tyto úpravy jednak zlepšují adhezi krycí vrstvy, jednak zlepšují tažnost a ohebnost pásu a vyrovnávají dilatační změny, způsobené rozdílnou roztažností asfaltu a hliníku

55


Pásy vyztužené vložkou z kovových fólií - vložky z hliníkové fólie mohou působením alkalických vod korodovat - aby se předešlo porušení izolace, neměly by být pásy s těmito vložkami kladeny na vlhký čerstvý beton - při natavování pásů je třeba postupovat opatrně, protože se vložka snadno zahřeje a může dojít k nadměrnému stékání krycí asfaltové hmoty (zvláště u pásů z klasického asfaltu) - vzhledem k tomu, že si pásy po natavení podržují vyšší teplotu, zůstávají déle měkké, čímž je pochůznost po nich na delší dobu omezena Některé pásy používají jako nosnou vložku přímo fólii z polyetylénu. Ta však není jen nosným prvkem, ale plní i hydroizolační funkci, popř. funkci protiradonové izolace. Někteří zástupci těchto materiálů mají na fólii nanesenu samolepící vrstvu z modifikovaného asfaltu, která má jednak funkci izolační, jednak slouží k vzájemnému spojování pásů a k plnoplošnému připevnění k podkladu. Aplikace izolace se tak ve srovnání s 54 procesem natavování zrychlí.

Pásy vyztužené vložkou z měděné fólie


- téměř výhradně pásy pro hydroizolace zelených střech, kde se předpokládá vegetace z keřů a stromů s vysokou průrazností kořenového systému Označení nosných vložek: o Nasákavé hadrové – H o Nenasákavé: Skelné rohože – V, SR Skelné tkaniny – G, ST Polyesterové rohože – PV Kombinované – PV+V Kovové – tenká hliníková folie – Al – měděné - Cu 57

55


Krycí vrstva asfaltových pásů - k vytvoření asfaltového pásu může být použito jednoho nebo dvou různých asfaltů - je to asfalt, kterým je impregnována výztužná vložka (závisí na typu vložky) a asfalt tvořící spolu s plnivem a dalšími přísadami (proti stárnutí, lepší adheze) krycí vrstvu - zajišťuje tedy vlastní hydroizolační funkci pásu a bývá často upravena pro určitý způsob technologického zpracování (např. navařování, lepení, apod.)

59


- v České republice bylo v minulých letech zavedeno třídění asfaltových pásů podle množství krycí hmoty: • typ A – množství asfaltové hmoty do 500 gm-2 • typ R – tloušťka krycí asfaltové hmoty < 1 mm • typ S – tloušťka krycí asfaltové hmoty > 1 mm (natavovací pásy) - v současnosti se však pro izolační práce používají prakticky pouze pásy typu S - množství asfaltu se projevuje ve značení pásů např. svým desetinným násobkem za názvem pásu (ELASTEK 40) - používá se nejčastěji oxidovaných a modifikovaných asfaltů

60


57

Pásy z oxidovaných asfaltů - jedná se o tzv. klasické asfaltové pásy, jejichž mechanická odolnost bývá velmi špatná


- tepelná stálost je omezena cca 70 °C a ohebnost teplotou 0° C - v praxi se doporučuje tyto pásy zpracovávat jen při teplotách vyšších jak 5°C, jinak dochází při rozvinování pásů k praskání krycí vrstvy. - tažnost dosahuje pouhých 2 - 5 % (bez výztužné vložky) - pohyby v konstrukci vyvolané sedáním, smršťováním a teplotními změnami vedou k namáhání pásu v místě spáry a k jeho postupnému trhání - časem nebo vlivem nižších teplot pásy křehnou, stávají se neohebnými a lámou se - v žádném případě je není možné považovat za plastickoelastickou látku, která snadno překlene různé deformace podkladu při zachování funkčních vlastností 62


63

Asfaltové pásy z modifikovaného asfaltu I - cílem modifikace je zvětšit rozmezí použitelnosti, tj. odstranit


nebo snížit křehkost asfaltů při teplotách od 0° C a na druhé straně omezit stékavost při vyšších teplotách APP - pásy tohoto typu vynikají dlouhou životností, odolností vůči vysokým teplotám (až do cca 140 °C), vůči UV záření a proti stárnutí - ohebnost za chladu vyhovuje až do cca -20 °C - průtažnost APP hmoty bez vložky dosahuje cca 50 % - plastický charakter modifikace však způsobuje, že po protažení se pás nevrací do původního tvaru - pásy tohoto typu se navrhují tam, kde rozhoduje trvanlivost a kde izolační povlak není vystaven nadměrnému mechanickému zatížení - pásy s plastickou modifikací bývají lacinější než s elastickou modifikací, jejich vlastnosti při nízkých teplotách jsou však horší

64

Asfaltové pásy z modifikovaného asfaltu II SBS - tento typ pásů je elastický i při teplotách hluboko pod nulou


- až do cca -35 °C se netrhají a nelámou - vynikají vysokou flexibilitou a tažností, která může dosahovat i několika stovek procent (bez vložky) - tepelná stálost 100°C je horší než u APP pásů a rovněž odolnost vůči UV záření je nižší - používají se na izolace přenášející střední až vysoká napětí (ČSN 73 0600 – hydroizolace staveb) - výsledné vlastnosti SBS pásů závisí na množství modifikační přísady,u kvalitních pásů by se měl obsah elastické modifikace pohybovat mezi 7 a 15% - poklesne-li pod 7 %, chová se asfalt za nižších teplot již téměř jako běžný asfalt oxidovaný

65

Asfaltové pásy z modifikovaného asfaltu II SBS - vyšší obsah modifikační přísady dává asfaltu i samozacelující


schopnosti např. při místním proražení - většina pásů se vyrábí s nosnou vložkou, i když některé modifikované SBS pásy se obejdou i bez ní

66

Silně modifikované asfaltové pásy •

silně modifikované asfalty se stávají lepivými i za normálních teplot a jsou základem pro výrobu tzv. samolepících asfaltových pásů

•

při jejich kladení se snižuje riziko požáru, zvyšuje bezpečnost práce a nehrozí poškození dalších vrstev konstrukce (např. tepelné izolace střešního pláště)

•

vhodné i pro lepení na pěnový polystyren či opravy stávající vodotěsně izolace (Vedastar, DELTA-THENE – samolepicí hydroizolace, která je složená z kombinace křížem laminované speciální fólie z HDPE a lepicí vrstvy z bitumenkaučuku, je okamžitě odolná proti dešti a vodě)

67

Silně modifikované asfaltové pásy •

silně modifikované asfalty se stávají lepivými i za normálních teplot a


jsou základem pro výrobu tzv. samolepících asfaltových pásů •

při jejich kladení se snižuje riziko požáru, zvyšuje bezpečnost práce a nehrozí poškození dalších vrstev konstrukce (např. tepelné izolace střešního pláště)

•

vhodné i pro lepení na pěnový polystyren či opravy stávající vodotěsně izolace (Vedastar, DELTA-THENE – samolepicí hydroizolace, která je složená z kombinace křížem laminované speciální fólie z HDPE a lepicí vrstvy z bitumenkaučuku, je okamžitě odolná proti dešti a vodě)

68


69

Katedra materiálového inženýrství a chemie IZOLACE PROTI VODĚ A VLHKOSTI

Recommend Documents