TALAJJAL ÉRINTKEZŐ SZERKEZETEK SZIGETELÉSE
Nedvességhatások Az épületet érő nedvesség forrásai: • gyártási, építési (keverő, technológiai) víz, építés közbeni csapadékhatás; • meteorológiai hatásokból (eső, csapóeső, hó, pára); • talajból; • üzemeltetésből, használatból; • épületgépészeti vezetékek, berendezések, közművek meghibásodásából. Az épületszerkezetek átnedvesedése kihatással van: • az ember közérzetére, egészségére; • az épület használatára, üzemeltetésére (anyagok, technológia, stb.); • az épület állagára (anyagai, szerkezetei, berendezései állapotára); • az épület esztétikai megjelenésére. A talajból származó nedvességhatások: • talajpára talajnedvesség • szivárgó-, réteg- és torlaszvíz, • talajvíz.
A talajvíz: • nem vízáteresztő rétegek felett és/vagy között • összegyűlt, a talajszemcsék üregeit kitöltő szabad víz; • hidrosztatikai nyomással rendelkezik, felhajtóerőt fejt ki; • szintje változó, általában késő tavasszal a legmagasabb; • a geotechnikai vizsgálat során észlelt szintje a megütött talajvízszint; • a korábbi mérésekre alapozottan megadható – a pl. 100 éves gyakorisággal várható – maximális szintje; • maximális szintje fölött 50 cm-rel jelölhető ki mértékadó szintje, mely az épületszerkezeti tervezés kiinduló adata;
A talajvíz kémiai összetétele • A talajvízben oldott sók, savak a betonra és habarcsra nézve agresszív hatásúak lehetnek, ilyenek: • a szulfáttartalom, mely mint vízben oldott só a beton mészhidrát és trikálciumaluminát tartalmával reakcióba lép, a kristályosodáskor kalcium-szulfo-aluminát képződik, a bekövetkező térfogat-növekedés repesztő hatású (ez a cementbacilus); • ha az SO4-tartalom kisebb mint 300 mg/liter, és a pH érték >7,5-nél, nincs szükség védekezésre; • 300 mg/liter fölötti SO4-tartalom esetén különleges védő- és szigetelő szerkezetek beépítésére van szükség; • a szénsavas lágy víz kioldja a betonból a Ca(OH)2 -t, a kioldott mész a szerkezet felületén mint cseppkő rakódik ki, s a beton szilárdsága csökken; • az ipari szennyeződések egyedi vizsgálódást igényelnek; • +20 C -ot meghaladó hőmérséklet a veszélyességet fokozza.
Az utólag visszatöltött munkagödörben összegyűlt torlaszvíz, a lejtős felületen szivárgó víz, a vízzáró talajrétegen áramló rétegvíz az épület mellett felduzzadva, időlegesen, hidrosztatikai nyomással jelentkezhet.
A talajnedvesség: • felszíni vizekből leszivárgó, talajvízből felszívódó, tehát gravitációs illetve hajszálcsöves erők hatása alatt álló, • a talajszemcsék felületéhez tapadó víz, mely • nem fejt ki hidrosztatikai nyomást. A talajpára: • a szemcsés talaj hézagait gőz formájában kitöltő nedvesség, mely • az épületszerkezetek felületén lecsapódik, s így talajnedvességként hat. • A nedvesség útját minden irányból el kell zárni.
Az épület és a talajvíz viszonya: • az épület teljes pincéje talajvízbe merül; • a pince egy – lemélyített – része talajvízbe merül; • az egész épület (pince) a talajvíz szintje fölött van.
Építmények szárazsági igényei Teljes szárazság (porszárazság): • a szerkezeten annyi nedvesség sem juthat át, amennyi a védett tér relatív páratartalmát megemelné; • ez a követelmény állandó emberi tartózkodásra szolgáló terek, nedvességre érzékeny technológiák esetén. Viszonylagos szárazság: • a szerkezeten annyi nedvesség juthat át, amennyi a belső felületen azonos idő alatt el tud párologni; • megengedhető nedvességre nem érzékeny anyagokat, technológiákat befogadó terek – pl. zöldségtárolók, borospincék - esetén. Korlátozott szárazság: • a víz bejutása a térbe – az építtető által tudomásul vett évszakban, korlátozott időtartamban és magasságban – megengedett; • ilyen terek pl. az ártéri létesítmények pincéi.
A szigetelések teljesítményfokozatai Vízhatlan szigetelés: • meghatározott nyomáson (adott vastagságban és rétegszámban, kialakításban stb.) vizet nem enged át. Vízzáró szigetelés: • meghatározott nyomáson annyi vizet enged át, amennyi a védett oldalon, a helyiség üzemi hőmérsékletén, mesterséges szárítás nélkül képes elpárologni; • számszerűsítve: ez 0,2 l/m2, nap vízmennyiséget jelent. • Az összefüggés az építmények szárazsági igénye és a szigetelőképesség között: • a teljes (por-) szárazság követelményét csakis a vízhatlan szigetelések elégítik ki; • a viszonylagos szárazság követelményének a vízzáró szigetelések is megfelelnek.
Összefüggés a nedvességokozók és a szigetelések között:
nedvességokozó
talajpára esetén
talajnedvesség esetén
szigetelés
→
pára elleni védelem
kötött talajban
nedvesség elleni szigetelés
→
szivárgó és rétegvíz esetén szivárgóval szivárgó nélkül talajvíz esetén
→
víznyomás elleni szigetelés
A szigetelés története Sok ezer éve a Tigris és az Eufrátesz vidékén már ismerték a bitument, a fürdőket, partvédő-műveket bitumen-habarccsal, burkolattal védték. Alkalmazása később évszázadokra feledésbe merült, s csak 1600 körül, Trinidad, Bermudez természetes aszfalttavainak felfedezése után kezdenek ismét foglalkozni az anyaggal. Szigetelési szerkezetként a 19. század végén jelenik meg újra, s az I. világháború után válik általánossá.
• •
•
A közbeeső évszázadokban az épületek nedvességvédelmére az alábbi módszereket alkalmazták: a kiemelt fontosságú épületeket – templomokat, kastélyokat – magaslatokra építették, kiemelték; a talajjal érintkező szerkezeteknél a kapilláris és párolgási viszonyok kedvező arányainak megteremtésére törekedtek, szellőző-szivárgó aknákkal, átszellőztetett padlókkal stb.; a nedvességfelvétel mérséklése érdekében vízzáró anyagokat (kő, agyag, pala, üveg, sőt marhavérrel átitatott pallók) építettek be.
A szigetelés aljzata: • szilárd, térfogatálló, fagyálló; • a talajvíz vegyi hatásainak ellenálló; • száraz, pormentes; • megfelelő hőmérsékletű kell legyen. Ezen túlmenően a vízszintes (beton, vasalt beton) aljzat: • talajnedvesség esetén ≥6 cm, talajvíz esetén ≥10 cm vastagságú; • sima felületű (léccel lehúzott, egyenletes, kavicsfészkektől, kiálló szemektől mentes) legyen; • a függőleges aljzat: • sima felületű (vakolt, simított, dörzsölt); • alaktartó (szükség esetén merevített) • a fal készítésekor, • a szigetelés készítésekor, • élettartama során; A szigetelés aljzatának kritikus részei az élek, hajlatok, síktörések. Itt megoldandó: • az elmozdulás-mentesség; • a bedolgozhatóság; • a kritikus igénybevételek (törés, szakadás, élnyomás, stb.) elkerülése; • a lekerekítés, hajlatképzés; a szigetelés megerősítése (hajlaterősítés).
a támadás felöli oldalon vannak:
a védett oldalon vannak:
a talajnedvesség elleni lemezszigetelések
a talajnedvesség és talajvíz elleni bevonat-, habarcsszigetelések
a talajvíz elleni, ellenszerkezettel készülő szigetelések
a talajvíz elleni hátrahorgonyzott acéllemez szigetelés
réteg- és torlaszvíz elleni szigetelések
A szigetelés anyagai és módszerei Követelmények A szigeteléssel szemben támasztott követelmények: Szárazsági követelmény A szárazság (vízhatlanság, vízzáróság) függ az anyagtól, vastagságtól, rétegszámtól.
•
• •
Szilárdsági követelmény A szigetelésnek a várható mechanikai igénybevételekkel szemben elegendő szilárdsággal kell rendelkeznie: ha a szigetelésre csak nyomó-igénybevétel felvételére képes, folyamatos megtámasztására van szükség, az igénybevétel közel egyenletes és merőleges irányú kell legyen; a régi, korhadó papírbetétes vékony bitumenes lemezeknél a minimális beszorítást >10 kN/m2-ben írták elő ; ha a szigetelés képes húzó és hajlító igénybevételek felvételére, nem igényel folyamatos megtámasztást (pl. acéllemez).
A megengedett nyomó-igénybevételek
A szigetelés anyaga
Nyomószilárdság MPa (MN/m2)
Oxidált bitumenes lemezek (ragasztott vékony, hegesztett vastag)
0,7
Modifikált bitumenes lemezek (APP hegesztett, vastag)
1,0
Öntapadó bitumenes lemezek
0,4
Műanyag lemezek (PVC, EPDM, BK, PIB)
40
Alakváltozási követelmény Az épületszerkezetek terhelés és hőmérsékletváltozások hatására bekövetkező – a tervezés során meghatározható nagyságú és irányú - elmozdulásainak helyén dilatációs hézagot kell kialakítani. A szigetelés dilatációs hézagai a várható igénybevételeket károsodás nélkül kell elviseljék. Tartóssági követelmény A szerkezettel takart szigetelés utólag nem javítható, ezért várható élettartamát az épületével megegyezően kell megállapítani. A szigetelés az építmény fennállásának időtartamáig kell kielégítse a szárazsági követelményt.
A szigetelések változatai: a) bevonat-szigetelések b) lemezszigetelések b.1.) bitumenes, b.2.) műanyag, b.3.) acéllemez c) duzzadó szigetelések d) Tömegszigetelés Bevonat-szigetelések Általános jellemzésük: • száraz, szemcsés talaj esetén alkalmazhatók; • talajnedvesség és talajvíz esetén, vízzáró szigetelésként készíthetők; • a támadott és a védett oldalon egyaránt készíthetők; • homogén bevonatot képeznek, toldások nélkül; • repedésmentes aljzatot igényelnek; • a mechanikai hatások ellen védelmet igényelnek; • nem terhelhetők, ezért vízszintes falszigetelésként nem építhetők be (ott lemezszigetelés készül); padló- és függőleges falszigetelés céljára használatosak;
A bitumenmázak 2 rétegben, ~ 1 mm-es vastagsággal készülnek: • oldószeres változatban és • vizes emulzió formájában. A bitumenes masszák, habarcsok általában 1 rétegben, készülnek: • talajpára ellen 2 mm, • talajnedvesség ellen 3 mm vastagsággal. A vakolat-szigetelések: • a hagyományos cementvakolat-szigetelés (talajnedvesség ellen 4 rétegben, 2-3 cm vastagsággal, talajvíz ellen 5-78 rétegben 2,5-5 cm vastagsággal, koptatóréteggel ellátva készül: ; • Vakolat-szigeteléseket készítenek torkrét-technológiával is. A száraz cementhomok keveréket vízzel, nyomás alatt a felületre lövik, a habarcsképződés a felületen történik. A szigetelés 3 - 4 rétegben készül, 1 réteg vastagsága ≅ 1,5 cm. • egy-, vagy kétkomponensű, cement- és műgyanta bázisú vizes anyagok: • felhordásuk 2-3 rétegben történik, a kész szigetelés vastagsága 4-6 mm; • a védendő felületre jól tapadnak, de repedésáthidaló képessége csak a rugalmas anyagoknak van; • a hajlatok, élek, munkahézagok, csőátvezetések erősítésére a szigetelés két rétege közé üvegszövet erősítő sávot fektetnek.
Lemezszigetelések Változatai: • bitumenes, • műanyag és • acéllemez szigetelések. Bitumenes lemezszigetelések A változatok: • oxidbitumenes vékonylemez szigetelés; • oxidbitumenes vastaglemez szigetelés; • modifikált bitumenes lemezszigetelés. Oxidbitumenes vékonylemez szigetelések A bitumen ragasztó és szigetelő szerepet tölt be. Származása szerint: természetes és mesterséges alapú. Előállítási módja szerint: vákuum-bitumen vagy fújt bitumen.
•
A vékonylemez hordozórétege lehet korhadó: papír (jutaszövet), illetve nem korhadó: üvegfátyol, üvegszövet. (A korhadó betétes lemezeket ≥10 kN/m2 beszorítással kell beépíteni, ez előzi meg a vízfelvétellel járó korhadást.) A lemezek felülete: csupasz, vagy homokolt.
A szigetelés készítése : • hideg bitumenmáz kellősítéssel ellátott felületre; • a lemezeket hézagcserében fektetve, talajnedvesség esetén 10 cm, talajvíz esetén 15 cm széles átlapolással; • a lemezeket - lépcső, ollós vagy lépcsős-ollós módon - toldva; • a teljes felületen forró (160 – 180 C ) bitumenes ragasztással (bevonó és ragasztó kenéssel); • hólyag, ránc és gyűrődés-mentesen lesimítva; • talajnedvesség ellen 2 rétegben, 5 kg/m2 bitumenmennyiséget felhordva; • talajvíz ellen 4 rétegben, 10 – 11 kg/m2 bitumenmennyiséggel, minden réteget felragasztása után lángpisztollyal felmelegítve és összesimítva, „forrasztva”.
Oxidbitumenes vastaglemez szigetelés Anyaga: 3 – 4 mm vastag, hegeszthető oxidbitumenes lemez, mely „magával hozza” a szükséges bitumen-mennyiséget. Hordozórétege: üvegfátyol, üvegszövet, poliészter-fátyol, poliészter-szövet. Felülete: homokolt, illetve PE-fólia kasírozású. • • • •
Beépítése: a lemezek PB-gázos lángpisztollyal történő megolvasztásával, teljes felületű ragasztásával; talajnedvesség ellen 1 (2) rétegben (+ védőréteg); talajvíz esetén (maximum 10 m vízoszlop-magasságig) 3 rétegben (+ védőréteg); a szigetelés védőrétege 1 réteg bitumenes vékonylemez, vagy PE-fólia.
Modifikált bitumenes lemezszigetelések A modifikálás: a hagyományos bitumenes lemezek tulajdonságainak (feszültség-alakváltozási viszonyaik, rugalmasságuk, bedolgozhatóságuk) javítása műanyagokkal. • Változatok és tulajdonságok: anyag
lágyuláspont C
hideg hajlíthatóság C
oxidbitumenes lemezek
+80
-5
APP (plasztomer) ataktikus polipropilén
+150
-15
SBS (elasztomer) sztirol-butadién-sztirol
+120
-30
A hordozóréteg és tulajdonságai: • üvegfátyol → kis szakítószilárdság; • üvegszövet → nagyobb szakítószilárdság; • poliészter fátyol → nagy szakítószilárdság, nagy nyúlóképesség; • kettős hordozóréteg. A felület:
homokhintésű, PE-fólia kasírozású.
A lemezvastagság:
3 – 4 – 5 mm.
A beépítés módja: • lángolvasztással hegesztve, vagy öntapadó módon; • talajnedvesség esetén 1 rétegben, talajvíznyomás esetén 2 rétegben, mindig védőréteggel; • a lemezek fektetése és toldása valamint védelme a hegeszthető vastaglemezekével azonos. Az öntapadó lemezek: • egyik oldalára tartósan képlékeny, elasztomer-bitumen masszát hordanak fel, amit a beépítésig impregnált papír véd; • kellősített felületre 8 cm-es toldásokkal, 15 cm-es átfedésekkel építik be; • fektetésük nagy figyelmet igényel, mert helyzetük utólag nem módosítható; • előnyeik különösen zárt térben történő szigeteléskor érvényesülnek.
Műanyag lemezszigetelések A szerves óriásmolekulájú anyagok rugalmasságuk, nyújthatóságuk alapján két csoportba oszthatók: • plasztomerek (műanyagok): kevésbé nyúlnak, maradó alakváltozást szenvednek; • elasztomerek (műkaucsukok): jól nyújthatók, visszanyerik eredeti alakjukat, viszont a helyszínen alig formálhatók, a csomópontokat ezért üzemben alakítják ki. A szigeteléshez használt műanyagok polimerizációs, illetve poliaddíciós folyamatok eredményei: • a polimerizációs anyagok hőre lágyulóak, beépítésükkor ezt a tulajdonságot használják ki. • a poliaddíciós anyagok (pl. a PUR hab) megszilárdulás után tovább nem alakíthatók. Plasztomer lemezek: • PVC (pl. TROCAL), összeépítés hegesztéssel; • ECB: etilén-kopolimer bitumen, (pl. CARBOFOL), összeépítés forrólevegős hegesztéssel; • PIB: poliizobutilén (pl. a régi NEOACID), összeépítés oldószeres hegesztéssel. Elasztomer lemezek: • EPDM: etilén-propilén-dién-monomer, műgumi; makro-molekuláris anyagok, melyeknél ∆l=2∗l; a lemezek felület-folytonosítása belső tömítő csíkkal erősített, vulkanizáló ragasztással és él-tömítéssel történik.
•
A műanyag szigetelőlemezeket 1 rétegben építik be, ez fokozott gondosságot és a lemezek védelmét követeli meg. Az egyik leggyakrabban alkalmazott szigetelőanyag a lágy PVC lemez.
A lemezek toldása: • min. 50 mm-es átlapolással és >30 mm-es hegesztéssel, (a biztonság növelésére a lemezszél él-tömítésével), vagy • kettős hegesztési varrattal, közötte ellenőrző csatornával. A hegesztés történhet: • forró levegővel, • oldószerrel, • hegesztő ékekkel, elemekkel (kézi vagy gépi módszerrel), • mikrohullámmal (csak üzemben). A hegesztés ellenőrzése: mechanikusan, folyadékkal, vagy vákuum eljárással történhet.
A lemezek beépítése: • a szigetelőlemez aljzatkiegyenlítő rétegre kerül, anyaga: 200 gr/m2 felülettömegű műanyag filc, műanyaglemez; • a szigetelőlemez egy rétegben, az igénybevételhez (nedvesség, talajvíz) igazodó vastagsággal épül be; • fölötte védőréteg készül, anyaga 1 mm vastag, félkemény PVC lemez (PIB esetén bitumenes lemez); • a sarkok kialakítása előre formázott elemek segítségével történik; • a beépítéshez használt segédanyagok: fóliabádog, műanyagszalagok, rögzítő elemek. • a PVC, ECB lemezeket szabadon fektetik, függesztik, (a PIB lemezeket ragasztják) • függőleges felületen a szigetelőlemezt 3-5 m-ként – mechanikusan rögzített fóliabádog szalaghoz, vagy előre bebetonozott PVC profilhoz - rögzíteni kell. Nedvesség-hatás
Minimális vastagság (mm) PVC
ECB
PIB
EPDM
talajpára
0,4
-
-
-
talajnedvesség
1,0
-
-
-
Talajvíznyomás
4 m-ig
1,5
2,0
1,5
1,5
4m fölött
>2,0
2,5
2,0
1.5
Acéllemez szigetelések • Acéllemez szigetelés alkalmazására kizárólag talajvíznyomás esetén kerül sor. • Készülhet: • lágy lemezszigetelések nagy igénybevételű szakaszain (pl. alap és pillér csatlakozások, csőáttörések) és • önálló szigetelésként. Ez utóbbi esetben anyaga: • 2-4 mm vastag acéllemez, ha a hidrosztatikai nyomás felvételére vasbeton ellenszerkezettel megtámasztva készül; • 4-7 mm vastag acéllemez, ha a víznyomást a szerkezethez való hátrahorgonyozás veszi fel. Rögzítésére vezetősínek, bekötőkarmok, kihorgonyzó acélok szolgálnak. Felület-folytonosítása vízhatlan hegesztéssel történik; a varratellenőrzés az építés nagyon fontos része. A korrózióvédelem: • a külső oldalon injektálással, • a belső oldalon vb. szerkezettel, lőtt cementhabarccsal, vagy mázolással oldható meg.
Nedvességre duzzadó szigetelés A fokozottan vízzáró szigetelés anyaga nátriumbentonit, mely nedvességhatásra kiterjed, s kitölti a rendelkezésére álló teret, ezzel megakadályozva a víz áthatolását. Kizárólag talajvíznyomás esetén alkalmazzák. Az anyagot hullámkarton-lemez bordái közé töltik, a táblaméret 1,22 ∗ 1,22 m , vastagsága 5 mm (WOLCLAY szigetelés). Beépítése: • a lemezek fektetése min. 4 cm-es átlapolással, rögzítése a fogadószerkezethez szegekkel, tűzőgéppel történik; • az építés közbeni védelmet - a reakció idő előtti beindulásának elkerülésére PE fóliával oldják meg; • a nedvességvédelmet kiegészítő segédanyagok, nedvességre duzzadó anyagú rudak, paszták szolgálják.
Tömegszigetelés A tömegszigetelés vízzáró betonszerkezetet jelent; a szerkezet egyúttal ellátja a szigetelés feladatát is. A vízzáróságot (≥30 cm-es) vastagsága és (a pórusmennyiség és nagyság korlátozásával meghatározott) anyagminősége biztosítja. A vízzáró beton előírt szemszerkezettel, technológiával, speciális adalékokkal készül. Előírás a repedésmentes szerkezet. A munkahézagok távolsága maximum 10-12 m, lezárásuk műanyag-szalagokkal, nedvességre duzzadó profilokkal oldható meg. Alkalmazása • talajnedvesség és talajvíz ellen vízzáró szigetelésként; • egyszerű keresztmetszet és geometria esetén jön szóba.
