Katedra materiálového inženýrství a chemie ■■■■■
IZOLACE PROTI VODĚ A VLHKOSTI
Izolace proti vodě a vlhkosti - 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, 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
Rozdělení hydroizolací podle umístění v konstrukci: - izolace staveb proti pronikání podzemní vody a vlhkosti - izolace střech - izolace bazénů, nádrží, jímek - izolace tunelů a ražených podzemních staveb - izolace mostů a speciálních konstrukcí Izolace pro 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). 4
Materiály pro hydroizolace I o izolace živičné – z dehtů, asfaltů (bitumenů) -
dehty pouze ve starých konstrukcích
-
asfalty (bitumeny)
přírodní
ropné – primární – oxidované – modifikované plastomery – modifikované elastomery
5
Materiály pro hydroizolace II o izolace foliové – z kaučuků a plastů termoplasty – mPCV – polyolefiny (Pe, PP) – PIB (polyizobutylen) – ECB (etylen-copolymer-bitumen) – PEC (polyetylenchlorid) termoelastické elastomery – EPM elastomery – EPDM (etylen-polypropylen-dien-monomer)
6
Materiály pro hydroizolace III o stěrky (tekuté folie), nástřiky, nátěry o silikátové izolace – ze speciálních cementových tmelů o speciální izolace – plech, chemické injektáží látky, lamináty, jíly a bentonity
7
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 8
Historický vývoj 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) o asfalty modifikované elastomery a plastomery od druhé poloviny 20. století – prudký rozvoj aplikace asfaltů v hydroizolační technice 9
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 0,2 W/mK
10
-
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 ovlivněno 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
11
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) 12
Přírodní asfaltové jezero
13
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
14
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) 15
- zahříváním se souvislá asfaltenická kostra rozpadá a po ochlazení se opět vytváří – oxidované asfalty jsou proto dobře 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
16
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 17
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 eleastomery vykazují také pružné chování
18
-
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 19
-
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]
20
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, 21 trvanlivosti a odolnosti
Asfaltové laky – penetrační laky -
nejběžnější jsou u nás PENETRAL a PENETRAL-S (ALP, ALP-S), FORTE PENETRAL
-
penetrace betonu, omítek, vláknocementových a sádrokartonových desek, pro zpevnění podkladu a zlepšení přilnavosti následných vrstev tmelů, lepidel příp. nátěrových hmot
-
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) 22
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
23
LUTEX MOAT, REFLEXOL – oprava stávající vodotěsné izolace Skladba vodotěsné izolace: reflexní nátěr REFLEXOL modifikovaný asfaltový tmel LUTEX MOAT 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
24
- asfaltový reflexní lak REFLEXOL - obsahuje hliníkový pigment, který snižuje letní teplotu střechy až o 15°C - ochranný účinek je 3 – 5 let
25
Vodou ředitelné asfaltové emulze - vznikají smísením tekutého asfaltu s vodou v přítomnosti emulgátorů, které snižují povrchové napětí - emulze obsahuje obvykle 50 – 70% asfaltu - 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 - rozptýlení vodonerozpustných částeček asfaltu ve vodě umožňuje nanášení těchto materiálů i na vlhké podklady 26
- 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
27
Asfaltové tmely - připravují se podobně jako asfaltové nátěrové hmoty s tím, že mají vyšší obsah 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)
28
Dehty I - vznikají jako tekuté až polotekuté látky při tepelném rozkladu uhlí, 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
29
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
30
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. 31
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)
32
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
33
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
34
Bod lámavosti: - bod lámavosti podle Fraasse označuje nejvyšší teplotu, při níž vrstvička asfaltu tl. 0,5mm 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
35
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 36
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
37
Výztužná vložka - zajišťuje mechanické vlastnosti izolačních pásů, především pevnost v 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
38
- 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) 39
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
40
Pásy s vložkou ze skelné rohože - vložka je vyrobena ze skleněných vláken a je nasycena asfaltem - hmotnost rohože se pohybuje mezi 50-150 g/m2 - výrobky jsou cenově lacinější, ale mají nižší pevnost v tahu a malou průtažnost, mají také nízkou odolnost na proražení z tohoto důvodu je vhodné je navrhovat do míst, kde nehrozí větší objemové změny a tahové namáhání
41
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 R13, BITAGIT 40 MINERAL
42
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 40% u rohoží) aplikovány jako hydroizolace na nestabilních podkladech 43
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
44
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 tvoří 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.)
45
- 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 46
- obecným nedostatkem pásů z oxidovaných asfaltů je jejich malá tažnost za nízkých teplot dilatační konstrukce při jejím sedání, smršťování a teplotní změny vedou ke značnému tahovému namáhání pásů v místě spáry či trhliny a jeho postupnému porušení - stejně tak při rozvinování pásů za nízkých venkovních teplot dochází k praskání krycí asfaltové vrstvy, průniku vlhkosti k vložce a urychlení degradace pásu - běžné pásy z oxidovaných asfaltů se doporučuje klást při teplotách nad +10°C - výhodou modifikovaných asfaltů je možnost kladení i za nižších teplot < 5°C (stanoveno s ohledem na mezní podmínky pro kvalitní práci izolatérů) 47
Technologie upevňování asfaltových pásů o Nalepení do horkého asfaltu - nejstarší technologický postup - např. pro izolace proti zemní vlhkosti, ne pro hydroizolace střech - na připravenou podkladní plochu se rozlije horký asfalt a do něj se pokládají izolační pásy - po zatuhnutí první vrstvy se zhotovuje vrstva další - minimální spotřeba pro takto vytvářené izolace je 4 kg/m2 - vhodné např. při kladení izolace na polystyren
48
o Lepení za studena - lepení pomocí polyuretanových lepidel (např. PARASTICK, BÖRNER PUK) - využívá se především v požárně nebezpečných prostorech - lepidla se vždy nanášejí v pruzích o Samolepící pásy - silně modifikované asfalty jsou lepivé i za normálních teplot – BITUTHENE, BITUSHIELD – VB, na penetrovaný podklad - připevňují se pouhým rozvinutím a přitlačením lepivého povrchu k podkladu - v roli je spodní povrch chráněn obvykle vrstvou silikonového papíru, který se při pokládání odtrhne
o Mechanické kotvení 49
o Natavování - nejčastěji používaná technologie vytváření hydroizolačních povlaků - touto technologií se upevňují asfaltové pásy oxidované i modifikované - podklad musí být soudružný, pevný, suchý a čistý - jednotlivé asfaltové pásy se spojují podélnými a příčnými přesahy v šířce 100 mm a pro pásy s hrubozrnným posypem platí, že příčný přesah má být zvýšen na 150 mm - pásy se kladou tak, aby v jedné vrstvě hydroizolace nedocházelo k přesahu pásů ze čtyř rolí v jednom místě (pásy klademe tzv. „na vazbu” ). - pásy mohou být natavovány plošně, bodově či v pruzích - pásy se musí vzájemně posunout (prostřídat) o minimálně 300 50 mm (nejlépe o polovinu délky pásu)
Schéma natavování pásů 51
- u vrstvy z více pásů musí být spojení pásu mezi sebou celoplošné, aby mezi nimi nezůstávala zbytková vlhkost (natavuje se PB plamenem) - na trhu se objevují také výrobky s rýhovitě upraveným okrajem, které umožňují vzájemné spojování pásů horkým vzduchem, jak je obvyklé při pokládání plastových hydroizolačních fólií - při návrhu skladeb izolačního souvrství by nemělo docházet k přímému kontaktu výrobků z různých druhů asfaltů
52
Povrchová úprava asfaltových pásů - starší výrobky měly jako povrchovou úpravu pouze pískování, které sloužilo pouze jako ochrana před slepováním pásu navinutého v roli - později tato pouze dočasná funkce byla nahrazena tenkou PE fólií na spodním povrchu pásu, která se při celoplošném natavování musí spálit - naopak horní povrch je u pásů, které se používají na vrchní vrstvu krytin, upravován jak z důvodu estetických tak i jako ochrana proti slunečnímu záření - povrchovou úpravou je nejčastěji břidličný posyp nebo barvený keramický granulát - posyp musí být nenasákavý, případně hydrofobizovaný a dobře přikotvený k povrchu asfaltu, aby nedošlo k jeho odplavení 53
- při vzájemném napojování pásů s povrchovou úpravou brání povrchová úprava vzájemnému napojení proto se musí po nahřátí spodního pásu odstranit nebo zatlačit do povrchu - u pásů s hrubozrnným posypem je v podélném směru posyp již z výroby na okrajovém návarovém pruhu šířky cca 100 - 150 mm vynecháván
54
55
56
Příklady pásů z modifikovaných asfaltů
57
Vlastnosti vybraných typů asfaltových pásů Vlastnost
Jednotka Bitagit
Extrasklobit Glastek
Elastek polyesterová rohož se skleněným vláknem m. asfalt SBS
Rooftek
výztužná vložka
skleněná rohož
skleněná tkanina
skleněná tkanina
krycí vrstva tloušťka pásu plošná hmotnost pevnost v tahu podél pevnost v tahu napříč tažnost bod měknutí krycí vrstvy
oxidovaný asfalt
oxidovaný asfalt
m. asfalt SBS
mm
3.5
4
4.2
4.2
4.2
g/m2
2750
3250
4800
4800
4800
KN/m
8
20
20
16
16
KN/m
6
18
18
16
16
%
2
3
5
50
40
85
85
125
125
°C
polyest. rohož m. asfalt APP
Označení asfaltových hydroizolační pásů podle DIN • vedle obchodního označení každého hydroizolačního pásu, používá řada výrobců v Evropě kódovou zkratku, která vystihuje kvalitu pásu takto: příklad
PYE
–
PV200
druh modifikace druh vložky, její gramáž v g
S5 druh pásu tloušťka v mm
Druh modifikace: PYE asfalt modifikovaný SBS – elastomery PYP asfalt modifikovaný APP – plastomery 59
Druh vložky: PV polyesterová rohož G skelná tkanina V skelná rohož J hadrová lepenka Al hliníková fólie Cu měděná fólie Pb olověná fólie
60
Použití asfaltových izolačních pásů I - pásy do povlakových střešních krytin - pásy k izolaci spodní stavby, nádrží, jímek - pásy pro hydroizolace mostních konstrukcí – specifické požadavky - pásy typu A a R s nasákavou vložkou se mohou uplatnit u podřadných a provizorních povlakových střešních krytin ve vnitřních a spodních vrstvách, případně jako pomocné a separační vrstvy - pásy typu A a R s nenasákavou vložkou mohou být u méně důležitých staveb použity i na vrchní vrstvy izolačních souvrství - pásy typu S s nasákavou vložkou jsou určeny pouze pro vnitřní souvrství hydroizolačních vrstev staveb 61
Použití asfaltových izolačních pásů II - pásy typu S s nenasákavou vložkou tvoří dnes rozhodující podíl v izolacích střech i spodní stavby - pásy typu S jsou přitaveny k podkladu a aplikováno další souvrství - pouze v případě hořlavých podkladů (PPS) je první vrstva lepena horkým asfaltem, případně se používají samolepící pásy
62
Vlastní návrh hydroizolace je ovlivňován mnoha faktory, z nichž ten základní, tj. hydrofyzikální namáhaní lze rozdělit na: 1. Namáhání vlhkostní (také zemní vlhkost) – voda nevytváří spojitou fázi schopnou toku a šíří se působením kapilárních sil 2. Namáhání volně tekoucí vodou (také gravitační voda) – voda v kapalném skupenství proniká stavební konstrukcí, ale na konstrukci nepůsobí žádný tlak 3. Namáhání tlakovou vodou – voda v kapalném skupenství proniká na stavební konstrukci a působí na ni definovatelným hydrostatickým, či hydrodynamickým tlakem. 4. Namáhání vodní parou – pára na stavební konstrukci působí definovatelným tlakem 5. Namáhání vodou v pevném skupenství – voda v pevném skupenství působí na stavební konstrukci ve formě ledu nebo sněhu – voda ve stavební konstrukci mění svoje skupenství z kapalného na pevné a opačně. Z toho vyplývá i obecný návrh druhu a počtu pásů pro jednotlivé typy hydroizolací.
63
Asfaltové pásy pro izolaci mostních staveb - pro izolace mostů asfaltovými pásy platí oproti pozemním konstrukcím jisté odlišnosti - kromě požadavků na vodotěsnost musí pásy odolávat posypovým solím, velkým a náhlým změnám teploty, stárnutí - vzhledem k zatížení izolačního souvrství brzdnými vodorovnými silami musí pás vykazovat také dostatečnou adhezi k podkladu, smykovou pevnost a schopnost překlenout trhliny v podkladu - přídržnost k podkladu měřená odtahovou zkouškou za normální teploty by měla být alespoň 0.4 MPa
64
Sklon a skladba povlakových krytin Druh izolačního povlaku Sklon povlaku Nejmenší počet vrstev povlaku asfaltové pásy typu A, R 3°a menší 4 3°-10° 3 > 10° 2 asfaltové pásy typu S 3°a menší 3 > 3° 2 1°a menší > 1°
3
z plastových fólií
bez omezení
1
z plastových fólií
bez omezení
1
asfaltové pásy typu S z modifikovaného asfaltu
2
65
Vlastnosti asfaltových izolací a jejich zkoušení Pevnost v tahu - u plošných materiálů (asfaltových pásů) se udává silou vztaženou na jednotkovou šířku pásu, tj. KNm-1 -zkoušení se provádí podle ČSN 50 3602 a získané hodnoty se označují jako tržné zatížení (síla při přetržení) v KN Tažnost (průtažnost) -udává mezní prodloužení při přetržení - měří se při tahové zkoušce - udává se v % prodloužení zkušebního vzorku šířky 50 mm v okamžiku přetržení 66
Přídržnost k podkladu - nejdůležitější vlastnost hotových izolací, která popisuje jak jakost asfaltovaného pásu tak i kvalitu provedených izolačních prací - požaduje se zvláště při posuzování izolací z asfaltových pásů u mostních staveb - přídržnost k podkladu se měří odtahovou zkouškou (na povrch pásu se syntetickým lepidlem nalepí čtvercový nebo kruhový terčík o ploše 50 cm2, po vytvrzení lepidla se speciálním odtrhovým přístrojem (mechanický, hydraulický) změří síla potřebná k odtržení vzorku pásu od pokladu - hodnota přídržnosti v MPa se poté stanoví ze změřené síly a plochy terčíku - přídržnost je parametr, který je vysoce závislý na teplotě 67
Další důelžité vlastnosti hydroizolačních materiálů • Nasákavost • Hořlavost • Samozhášivost • Rychlost šíření plamene • Teplotní odolnost (stálost za tepla) - udává teplotu ve °C, do které si materiál zachovává smluvně stanovené vlastnosti (např. pevnost, velikost přetvoření) • Dlouhodobá stálost za tepla -popisuje změnu vlastností při dlouhodobém působení zvýšené vnější teploty - izolační pásy se obvykle zkouší zahříváním až na 70°C po dobu 6 měsíců 68 - poté se porovnají vlastnosti s původními
• Odolnost proti prorůstání kořenů - má význam u materiálů, které přijdou do styku se s vegetací – např. pro materiály zelených střech - zjišťuje se pěstováním vybraných rostlin (Lupina bílá - Lupinus albus) ve vrstvě zeminy přesné tloušťky nasypané na zkoušeném vzorku
69
