asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví

Výztužné vložky v hydroizolačních materiálech

09.12.2008
Od materiálů používaných pro hydroizolace – především asfaltových pásů jako nejrozšířenějšího hydroizolačního výrobku – je vyžadována dlouhá životnost a spolehlivost. Měla by v zásadě odpovídat životnosti celé stavby, v případě spodní stavby tedy asi sto let. Vysvětleme příčiny potřeby vyztužování hydroizolačních materiálů.

Nejčastějšími materiály pro hydroizolace jsou prefabrikované výrobky – asfaltové pásy (vyrábějí se v rozměrech cca 1 × 5 až 2 × 40 m) a plastické fólie (v rozměrech řádově větších). Kromě namáhání vodou jsou hydroizolace namáhány fyzikálními i chemickými vlivy a jejich kombinací. Tahové síly jsou důsledkem teplotních, ohybových a smršťovacích zatížení a namáhání vznikajících v okolních (podkladních, překryvných) konstrukcích. Chemické působení je podmíněno reakčními procesy v materiálech i na jejich povrchu.

Namáhání se objevuje a působí nepřetržitě od vzniku stavby přes využívání a provoz až po její zánik. Provoz stavby a jejích technologických zařízení účinky namáhání umocňuje. Mechanická zatížení lze pro zjednodušení návrhu i provádění až na výjimky zredukovat na namáhání tahem nebo kombinací tahu a ohybu.

Účinek tahového namáhaní
Nadměrné namáhání tahem a smršťování se projevuje zpravidla nejprve poruchami spojů mezi jednotlivými prvky hydroizolací nebo formou poruch, resp. trhlin samotných výrobků. Už narušení nepropustnosti hlavní izolační vrstvy umožní průnik vody do konstrukce nosné vložky hydroizolace a způsobí degradaci. Poškození krycí vrstvy a nosné vložky zásadně zkracuje účinnost a životnost hydroizolace.

Zvýšení odolnosti proti tahovému namáhání

Vývoj a výroba hydroizolačních pásů je v celé historii poznamenána snahou o zvýšení odolnosti jak hlavní hydroizolační, tj. krycí vrstvy asfaltu, tak odolnosti jádra hydroizolačního pásu, tedy nosné vložky. Pro celkovou odolnost je podstatná i skladba hydroizolačního pláště, způsob jeho zpracování (aplikované technologie pokládky), detaily, kvalita podkladu, provedení ochrany, následných konstrukcí a provoz.

Příčiny a následky tahových poruch ovlivňuje kvalita podkladní konstrukce, použití optimálních hydroizolačních výrobků a aplikace osvědčených detailů a doplňků. Optimální hydroizolační výrobky musejí být odolné a technologie jejich zpracování musí napomáhat potlačení mechanických namáhání pod kritickou mez nebo umožnit potřebnou redistribuci silového namáhání.

Zásady návrhu a volby materiálů
Pro kvalitní výrobu a spolehlivou aplikaci vhodného hydroizolačního pásu jsou zásadní jakostní suroviny, kvalitní výroba i projekt hydroizolací respektující skutečné hydrologické zatížení stavby (např. tlakovou podzemní vodou). Samozřejmě je nezbytné respektovat různé požadavky projektu (například nepochozí střešní plášť vyžaduje jiné parametry než hydroizolační souvrství spodní stavby zatížené tlakovou vodou).

Konstrukce pásu
Pro dosažení a zachování dlouhodobé kvality hydroizolačního pásu (souvrství) musí být již ve výrobě zlepšena odolnost základního hydroizolačního materiálu – asfaltu – vůči mechanickému namáhání vznikajícímu v průběhu provádění a životnosti hydroizolace a proti náchylnosti k objemovým změnám.
Vlastnosti asfaltu se v průběhu času a v kombinaci s dalšími negativními vlivy zhoršují, materiál ztrácí potřebnou pružnost, křehne a snižuje se jeho tepelná odolnost. Vlastnosti můžeme zlepšovat jednak v asfaltu, jednak v nosné vložce. Asfalty a jejich vlastnosti byly nejprve zlepšovány jeho oxidací, později modifikací základní suroviny různými přísadami (ataktickým polypropylenem – APP a syntetickým kauču­kem neboli styrenbutadienstyrenem – SBS). Současně byla posilována odolnost proti deformaci vkládáním vhodné výztužné vložky do pásu, která přebírá tahová napětí.

Kvalitu a požadovanou životnost výrobku garantují tyto vlastnosti:
  • rozměrová stabilita při výrobě pásu, aplikaci i během životnosti,
  • dostatečná pevnost a průtažnost,
  • potřebná trvanlivost,
  • požární odolnost,
  • difuzní parametry.

Typy a suroviny pro výrobu vložek
Pro výrobu vložek se používají tyto materiá­ly a výrobky:
  • organické hmoty – lepenky strojní, strojní hadrové,
  • skleněná vlákna – rohože netkané,
  • skleněná vlákna – tkané vložky,
  • syntetická (PES) vlákna – rohože netkané,
  • syntetická (PES) vlákna – tkaniny,
  • kovové vložky (Al, Cu),
  • kombinované vložky,
  • spřažené vložky.

Příprava nosné vložky
Vložka musí být dostatečně prosycena základním materiálem – asfaltem. Nejprve se tedy impregnuje (u nasákavých nebo PES vložek) nebo se nanáší asfalt mezi a na skleněná vlákna vložky. Asfalt musí zcela prosytit volné prostory mezi vlákny vložky nebo vlákna impregnovat. Není-li prosycení dokonalé, je narušena soudržnost mezi vložkou a krycí vrstvou asfaltu a vznikají poruchy (puchýřky).

Po impregnaci se na pásy ve vaně s roztaveným asfaltem nanáší potřebná vrstva asfaltu, jejíž tloušťku upravuje speciální válec, nebo se na nasycenou vložku stříká asfaltová směs. Takto lze nanášet na jednotlivé strany vložky různé směsi. Vlastnosti těchto pásů jsou ale nestabilní, rozdílnost směsi ve vložce a na krycí vrstvě vede k nedokonalému propojení vrstev a bývá příčinou rozdělování pásu po tloušťce, tzv. delaminace pásu.

Poloha nosné vložky
Nosná vložka v izolačním pásu se umisťuje do středu profilu. Tato základní poloha umožňuje rovnoměrné využití krycí vrstvy při pokládce i užívání pásu. V některých zemích mohou být vložky umístěny rozdílně; v oblastech, kde se užívají hořáky s vyšší teplotou plamene (naftové hořáky), je vložka posunuta spíše k hornímu okraji, takže je lépe chráněna před plamenem, jinde je spíše dole, aby si zachovala větší odolnost proti vysokým teplotám vnějšího vzduchu na povrchu hydroizolace.

Kovové nosné vložky jsou buď ve středu (klasické pásy s hliníkovou fólií Al S 40 sloužící k ochraně proti radonu), nebo na povrchu pásu a jsou spojeny s další netkanou skleněnou vložkou. Mohou mít profilovaný povrch s tzv. klouby, které zaručují její potřebnou soudržnost s asfaltem (pás Paradial). Soudržnost kovových nosných fólií bez profilace s krycí vrstvou asfaltu bývá problematická, takže se krycí vrstva odděluje už při teplotách pod +10 °C.

Funkce vložky při využívání izolace
Vložka zajišťuje objemovou stabilitu pásu, zachycuje a přenáší tahová napětí a redistribuuje namáhání při působení vnějších i vnitřních sil (sání větru, smršťování pásů, přenos kotevních sil mechanického kotvení a sil ze spojů) a také zabezpečuje soudržnost vrstev pásu, jejich spolupůsobení a trvanlivost.

Pokud nosná vložka pásu nemá zajištěnu dostatečnou soudržnost s krycími vrstvami asfaltu, dochází k rozdělování vrstev pásů, tzv. delaminaci, k dělení pásů ve spojích a následně k poruchám vodotěsnosti. Delaminace je zpravidla důsledkem použití materiálů s různými parametry ve vložce a asfaltové vrstvě.

Jde o případy, kdy výrobci nabízejí tzv. ekonomické varianty modifikovaných pásů (někdy označené jako DUO pásy), které mají vložku impregnovanou oxidovaným asfaltem, ale krycí vrstvy jsou z modifikovaných asfaltů, případně je spodní vrstva z asfaltu modifikovaného APP, zatímco horní vrstva z asfaltu modifikovaného SBS nebo obráceně (viz odstavec Suroviny pro hydroizolační vrstvu).

Kovové nosné vložky umístěné na povrchu (zpravidla profilované) zvyšují požární odolnost pásu proti přelétavému ohni a zvyšují požární bezpečnost stavby. Kovové vložky v profilu pásu pak působí jako parozábrana nebo jako hydroizolační pás, který jednak izoluje proti vodě, jednak zabraňuje pronikání radonu z podloží.

Suroviny pro hydroizolační vrstvu
Asfalt jako základní hydroizolační surovina i izolační výrobek prošel dlouholetým vývojem od oxidace až po modifikování základní suroviny přísadami, které zlepšují základní parametry (pružnost, odolnost proti
změnám teplot, stékání, pevnost) a prodlužují jejich trvanlivost. Hlavními typy modifikátorů jsou ataktický polypropylen a syntetický kaučuk (SBS – styrenbutadienstyren).

Modifikace se liší vlastnostmi a parametry. APP modifikace vytváří s asfaltem koloidní roztok, jehož vlastnosti se v průběhu času zhoršují (modifikátor migruje k hornímu povrchu) a dodává výsledné směsi plastickou – nevratnou reakci. Má velkou odolnost proti vysokým teplotám (až +140 °C), a proto hodí se pro speciální typy pásů (např. pro izolaci mostů pozemních komunikací, kterou jsou chráněné vrstvou litého asfaltu – LA).

SBS modifikátor (syntetický kaučuk) naproti tomu vstupuje do chemické vazby s asfaltem a vytváří pevné a pružné vazby. Výsledná směs je stabilní a nejméně stárne, výrobky jsou vysoce mechanicky odolné, pružné a jejich rezistence především proti nízkým teplotám je výborná. Také stékavost je potlačena a materiál má potřebnou elastickou reakci.

Homogenita směsi
Výsledná kvalita asfaltové směsi krycí vrstvy je ovlivněná skutečně dosaženou homogenitou základní suroviny. Potřebná homogenita směsi zaručuje rovnoměrnost dosahovaných parametrů a především požadovanou trvanlivost. Při nedostatečné homogenitě dochází k uvolňování a postupné migraci modifikátoru a postupné ztrátě požadovaných vlastností i životnosti krycích vrstev. Stav homogenity směsi lze ověřit fluorescenčním mikroskopem s mírou hodnocení 1–8 (1–2 výborně, 3–4 dobře, 5–6 málo vyhovující, 7–8 zcela nevyhovující).

Trhliny v pásu Puchýřky a otvory v pásu – nedokonalá příprava vložky

Zhodnocení pro použití
Pro návrh a zhotovení kvalitních hydroizolací je nutné používat kvalitní materiály, které reprezentují v našich podmínkách asfalty modifikované SBS s odolností proti vzniku trhlin při teplotě až do – 20 °C a pevností vložky podélně/příčně 800/800 N/50 mm (hmotnost vložky minimálně 180 g/m2). Materiály s nižšími parametry lze používat pouze v odůvodněných případech. Vložky ze skleněných vláken by neměly být užívány ve vnější expozici, kde hrozí nebezpečí vnitřní koroze vláken vlivem pronikající vlhkosti. Na tyto vrstvy jsou nejvhodnější pásy s PES nebo se spřaženou vložkou. Spřažená vložka je nejvhodnější k mechanickému kotvení. Pásy se skleněnou tkaninou jsou vhodné pro vysoká tahová namáhání bez možnosti velkého protažení.


Ing. Jaroslav Synek
Foto: autor

Ing. Jaroslav Synek pracuje na Katedře technologie staveb Fakulty stavební ČVUT v Praze.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media