Wykonywanie wtórnej hydroizolacji poziomej metodą iniekcji chemicznej

Aplikacja preparatu iniekcyjnego może być prowadzona na trzy sposoby: penetracyjny, ciśnieniowy i pulsacyjny w postaci aerozolu [1, 2]. Technologia iniekcji najczęściej stosowana jest do wykonywania w murach wtórnych hydroizolacji poziomych przeciw wilgoci podciąganej kapilarnie. Rzadziej stosowana jest w celu odtwarzania izolacji pionowych (iniekcja strukturalna oraz kurtynowa) czy też uszczelniania rys oraz złączy [3–7].

Aktualny stan technologii odtwarzania izolacji poziomych opisuje znowelizowana w 2015 r. instrukcja nr 4-10-15/D [8] (wcześniej 4-4-04/D) niemieckiej organizacji WTA, czyli Naukowo-Technicznego Stowarzyszenia na rzecz Konserwacji Budynków oraz Ochrony Zabytków (niem. Wissenschaftlich-Technische Arbeitsge-meinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege). Zasadą działania iniekcji chemicznej jest w tym wypadku stworzenie ciągłej warstwy przerywającej podciąganie kapilarne oraz uzyskanie w strefie muru nad przeponą (po pewnym czasie – dzięki wymianie wilgoci z otaczającym otoczeniem) obszaru o normalnej wilgotności (wilgotności równowagowej) [8, 9].

Poznaj: Przyczyny zawilgacania budynków

Aby osiągnąć stan wilgotności równowagowej, nie jest jednak konieczne całkowite zahamowanie podciągania kapilarnego wilgoci w murze [8]. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że wtórna izolacja pozioma wykonana tą metodą nie stanowi bariery przeciw wodzie napierającej (działającej pod ciśnieniem). Przepona powinna być zatem wykonana co najmniej 30 cm powyżej poziomu terenu lub najwyższego poziomu wód gruntowych. Aby zapewnić skuteczność iniekcji, zabieg ów winien być zaplanowany oraz wykonany zgodnie z najnowszym stanem wiedzy, jak również zaleceniami producenta preparatu iniekcyjnego. Na etapie planowania należy uwzględnić m.in., jaki wpływ technologia iniekcji (średnica i rozstaw otworów oraz ew. ciśnienie aplikacji) może mieć na statykę budynku lub jego części.

Aby odpowiednio dobrać środek iniekcyjny oraz sposób jego aplikacji, należy ponadto uwzględnić następujące czynniki [1, 8]:

• Wpływ wody w postaci płynnej na konstrukcję – ponieważ wtórna izolacja pozioma wykonana metodą iniekcji chemicznej nie stanowi bariery przeciw wodzie napierającej (działającej pod ciśnieniem), przepona powinna być wykonana co najmniej 30 cm powyżej poziomu terenu lub najwyższego poziomu wód gruntowych.
• Stopień przesiąknięcia wilgocią przegrody oraz rozkład zawilgocenia w strefie iniekcji – przy wysokim stopniu wysycenia porów wodą odpowiednie rozprowadzenie środka iniekcyjnego w strukturze przegrody może być znacząco utrudnione [10]. Na podstawie oceny stopnia zawilgocenia w strefie iniekcji należy określić rozstaw otworów, podjąć decyzję, czy prowadzić iniekcję metodą grawitacyjną, czy też niskociśnieniową, oraz czy wymagane jest wstępne suszenie strefy iniekcji. Przy bardzo wysokim stopniu zawilgocenia należałoby również zaplanować osuszanie końcowe [11]. W przypadku mocno zawilgoconych murów (80–95%) doskonale sprawdzają się środki iniekcyjne w konsystencji kremu (z kolei brakuje badań i certyfikatów potwierdzających ich skuteczność poniżej stopnia przesiąknięcia wynoszącego 80% [1]).
• Stopień zasolenia przegrody oraz higroskopijny stopień przesiąknięcia wilgocią – przy wysokim stopniu zasolenia może dochodzić do zawilgocenia przegrody powyżej wykonanej przepony na skutek higroskopijnego poboru wody. W indywidualnych przypadkach, jeśli higroskopijny pobór wilgoci jest równy lub przewyższa pochłanianie kapilarne, wykonanie wtórnej hydroizolacji poziomej może wręcz okazać się bezcelowe. Wysychanie muru powyżej pasa iniekcji może ponadto powodować krystalizację szkodliwych soli, co z kolei może skutkować uszkodzeniem przegrody i/lub jej okładziny. W takim wypadku należy nie tylko zaplanować odpowiednie działania osłonowe (np. system tynków renowacyjnych [12]), ale również zastosować taki preparat iniekcyjny, który nie spowoduje wprowadzenia do przegrody dodatkowych (specyficznych dla produktu) soli.
• Strukturę ściany (wolne przestrzenie, rysy, szczeliny, niejednorodność) – na etapie diagnostyki budowli należy ustalić, na ile jednorodna jest przegroda w strefie iniekcji. W przypadku występowania rys, kawern czy też warstwowej struktury muru, aby nie dopuścić do niekontrolowanych wycieków środka iniekcyjnego, konieczne może się okazać wstępne wypełnienie wolnych przestrzeni suspensją cementową lub przeprowadzenie iniekcji wielostopniowej przy zastosowaniu mikroemulsji silikonowych (SMK), względnie zastosować kremy iniekcyjne na bazie silanów lub siloksanów. Alternatywnie można zastosować metody „mostkujące” wolne przestrzenie (np. specjalne lance iniekcyjne).
• Właściwości materiału budowlanego (rodzaj, wytrzymałość, struktura porów) – na podstawie parametrów wytrzymałościowych oraz struktury (wielkości, geometrii oraz rozkładu) porów należy określić rozstaw otworów iniekcyjnych oraz kąt ich nachylenia, jak również określić, czy dany środek iniekcyjny ma być wprowadzony do elementu grawitacyjnie czy też pod ciśnieniem.

W ramach planowania prac iniekcyjnych należy określić co najmniej rodzaj stosowanego środka iniekcyjnego (o skuteczności potwierdzonej Krajową Oceną Techniczną lub certyfikatem WTA [13]) oraz jego zakładane zużycie, promień, rozstaw i rozmieszczenie otworów iniekcyjnych, metodę oraz czas trwania aplikacji iniektu, jak również wszelkie inne warunki brzegowe.

Weryfikację założeń projektowych należy przeprowadzić, wykonując iniekcję próbną na reprezentatywnym odcinku muru. Po zakończeniu iniekcji próbnej należy również – na rozłamie próbki o niewielkiej średnicy, pobranej ze strefy iniekcji (najlepiej między otworami iniekcyjnymi) – skontrolować rozchodzenie się środka iniekcyjnego w murze.

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

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

Do wykonywania iniekcji penetracyjnej (określanej również jako grawitacyjna lub bezciśnieniowa) stosowane są takie materiały jak krzemiany, silany, mikroemulsje silikonowe, kremy iniekcyjne, jak również odpowiednio ogrzane parafiny. Rozprowadzenie środka iniekcyjnego w murze następuje na skutek działania sił kapilarnych oraz grawitacji. Należy zwrócić uwagę na jednorodne rozprowadzenie iniektu w przegrodzie. Zużycie materiału zależy przede wszystkim od rozkładu i objętości porów w materiałach, z których wykonano mur (cegle, kamieniu i zaprawie) oraz charakteru konstrukcji murowej. Środek iniekcyjny powinien być podawany w sposób ciągły (nie wolno dopuścić do całkowitego opróżnienia zasobników), aż do momentu całkowitego wysycenia muru w strefie iniekcji, co ma zapewnić równomierne rozprowadzenie w przegrodzie oraz uzyskanie jednolitej przepony przecinającej podciąganie kapilarne wilgoci.

Czas niezbędny do uzyskania pełnego wysycenia uzależniony jest od stopnia chłonności muru oraz jego wilgotności i wynosi przeciętnie od 24 do 48 godz., a w szczególnych przypadkach do 78 godz. Po zakończeniu iniekcji otwory należy wypełnić (zasklepić) systemową suspensją cementową, wskazaną przez producenta.

Maksymalny (osiowy) rozstaw otworów powinien być dostosowany do chłonności muru i powinien wynosić od 10 do 12,5 cm.

Średnica nawiertu uzależniona jest od konkretnej stosowanej metody aplikacji środka iniekcyjnego, lecz zwykle wynosi 20–30 mm. Nawierty wykonuje się z nachyleniem uzależnionym od struktury muru oraz metody aplikacji, zazwyczaj wynoszącym od 30° do 45°. Wiercenie należy jednak prowadzić w taki sposób, aby przeciąć co najmniej jedną spoinę, zaś w murach grubych (ponad 30 cm) co najmniej dwie spoiny wsporne. Głębokość wiercenia (mierzona w poziomie) powinna być o ok. 5 cm mniejsza od całkowitej grubości muru. W przypadku ścian o grubości przekraczającej 0,6 m zaleca się wiercenie z obu jej stron – głębokość nawiertu wynosi wówczas ok. 2/3 grubości muru (rys. 1).

Pewną odmianą iniekcji penetracyjnej jest tzw. metoda rurki infuzyjnej (określana również metodą wałków dozujących) [14]. W metodzie tej w nawierconym otworze umieszcza się rurki infuzyjne (wałki) wykonane z materiałów kapilarnie chłonnych, które są następnie nasączane preparatem iniekcyjnym. W wyniku działania niewielkiego nadciśnienia preparat iniekcyjny wykrapla się na powierzchni rurki, a następnie jest absorbowany przez materiał budowlany.

Absorpcja preparatu przez mur może również następować bezpośrednio z materiału wałka (w miejscu styku rurki z materiałem budowlanym). Metoda rurki infuzyjnej pozwala prowadzić iniekcję grawitacyjną w murach zawierających wolne przestrzenie, bez konieczności wcześniejszego uzupełnienia ich suspensją cementową (rys. 2).

W przypadku iniekcji ciśnieniowej (niskociśnieniowej) materiał aplikowany jest przy użyciu specjalnych pomp, których zadaniem jest wytworzenie ciśnienia w celu równomiernego rozprowadzenia środka iniekcyjnego w materiale budowlanym. Średnica wykonywanych otworów powinna być dopasowana do stosowanych pakerów iniekcyjnych i wynosi zazwyczaj od 10 do 18 mm. Średnicę oraz usytuowanie otworów można dostosować do spoin w taki sposób, aby nie „kaleczyć” lica muru. Nawierty mogą być wykonywane poziomo (co ułatwia wykonanie przepony i połączenie jej z innymi izolacjami) lub pod kątem do 30° (lub też innym, dostosowanym do sposobu iniekcji). Otwory przy iniekcji ciśnieniowej można wiercić jedno- lub dwurzędowo (w tym drugim przypadku odległość między rzędami otworów powinna wynosić ok. 8 cm). Osiowy rozstaw nawiertów dobierany jest na podstawie oczekiwanej minimalnej głębokości penetracji środka iniekcyjnego, powinien się jednak mieścić w zakresie między 10 a 12,5 cm (odejście od tej zasady wskazane jest jedynie w wypadku, gdy skuteczność impregnacji została potwierdzona podczas iniekcji próbnej). Głębokość wiercenia (mierzona w poziomie) powinna wynosić ok. 5 cm mniej niż całkowita grubość muru (rys. 3, tabela).

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

Ciąg dalszy artykułu opublikujemy w kolejnym wydaniu „Eksperta Budowlanego”

Literatura

1. J. Weber, „Horizontalsperren im Injektionsverfahren” [w:] J. Weber (red.), „Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung: Verfahren und juristische Betrachtungsweise”, Springer Vieweg, Wiesbaden 2018, pp. 257–304.
2. R. Wójcik, „Hydrofobizacja i uszczelnianie przegród murowych metodą iniekcji termicznej”, Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2006.
3. B. Monczyński, „Wtórne hydroizolacje wykonywane metodą iniekcji uszczelniających”, „IZOLACJE” 10/2019, s. 96–100.
4. B. Monczyński, „Uszczelnianie rys oraz złączy metodą iniekcji”, „IZOLACJE” 3/2021, s. 58–64.
5. B. Monczyński, „Metody iniekcyjnego uszczelniania rys i złączy”, „IZOLACJE” 4/2021, 82–87.
6. WTA Merkblatt 4-6-14/D, „Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile”, Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2014.
7. WTA Merkblatt 5-20-09/D, „Gelinjektion”, Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2009.
8. WTA Merkblatt 4-10-15/D, „Injektionsverfahren mit zertifizierten Injektionsstoffen gegen kapillaren Feuchtetransport”, Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2015.
9. F. Frössel, „Osuszanie murów i renowacja piwnic”, Polcen, Warszawa 2007.
10. B. Monczyński, „Preparaty iniekcyjne stosowane do wykonywania wtórnych hydroizolacji poziomych w murach”, „IZOLACJE” 9/2022, s. 72–80.
11. B. Monczyński, „Nie tylko hydroizolacja – metody usuwania nadmiaru wilgoci z przegród budowlanych”, „IZOLACJE” 11/12/2019, s. 108–114.
12. B. Monczyński, „Działania osłonowe w renowacji zawilgoconych budynków – tynki renowacyjne”, „IZOLACJE” 5/2022, s. 64–74.
13. B. Monczyński, „Skuteczność środków iniekcyjnych”, „IZOLACJE” 2/2017, s. 81–87.
14. M. Balak, A. Pech, „Mauerwerkstrockenlegung: Von den Grundlagen zur praktischen Anwendung”, Birkhäuser Verlag GmbH, Basel 2017.