Hidroizolacioni materijali u visoko i niskogradnji

Hidroizolacija, odnosno zaštita arhitektonskih objekata od štetnih uticaja vode i vlage jedan je od presudnih faktora koji utiču na dugotrajnost građevinskih konstrukcija i samih objekata, ali i na zdravlje ljudi. Međutim, hidroizolacija ima sve širu primenu i kod izgradnje objekata infrastruktrure, i značajnu ulogu u upravljanju vodnim resursima i zaštiti životne sredine od uticaja industrije, saobraćajnica, deponija otpada... Zato je podjednako važna primena hidroizolacije u visoko i niskogradnji.

Po mestu primene u građevinarstvu hidroizolacija se može podeliti:

• hidroizolacija u niskogradnji – u hidrogradnji, kod izgradnje saobraćajnica, tunela, mostova, deponija, pripreme industrijskih zona...
• hidroizolacija podzemnih delova objekata visokogradnje (temelja, podruma...)
• hidroizolacija delova objekata direktno izloženih atmosferskim vodama (fasada, krovova, terasa...)
• hidroizolacija pojedinih prostorija, delova objekata ili posebnih objekata (kuhinja, kupatila, bazena, itd).

Bez obzira na položaj hidroizolacije u objektu, na vrstu objekta i njegove specifične zahteve, hidroizolacija, pored obavezne potpune nepropusnosti, može posedovati još nekoliko osobina, koje, zavisno od pojedinačnog slučaja primene, postaju ključne:

Sadržaj 

• otpornost na temperaturne razlike – ukoliko je hidroizolacija kruta, njihov uticaj dovodi do brzog zamora materijala i pucanja, tj. gubljenja osobine vodonepropusnosti
• otpornost na habanje – odgovarajućim membranama može se izvesti hidroizolacija prohodnog ravnog krova, ili, epoksidnim lakovima, izrada završnog sloja industrijskog poda
• otpornost na UV zračenje i vremenske uticaje – naročito kod membrana direktno izloženih sunčevim zracima
• otpornost na hemijske uticaje – najčešći primer je izolacija industrijskih podova ili površina pored puteva kako svakodnevna i havarijska izlivanja štetnog materijala (naftnih derivata, ulja, opasnih hemikalija i sl.) ne bi prodrla u tlo i podzemne vode.

Kada se činilo da su proizvodi za hidroizolaciju dostigli veoma visok nivo u performansama i mogućnostima komercijalne upotrebe, razvoj tehnologije poslednjih decenija i na ovom polju doneo je brojna nova rešenja. Činilo se i da je opšta podela na pojedine grupe proizvoda konačna – do tada su već postojali sintetički premazi i membrane, penetrati i aditivi za betone i maltere, proizvodi na bazi bitumena, itd.

Međutim, bolje poznavanje materijala i hemijskih procesa oko nas, kao i vraćanje rešenjima iz prirode, otvorilo je put novim pravcima razmišljanja. Tako je nekada hidroizolacioni materijal opisivan kao vodo/vlagonepropustan i nehidro/nehigroskopan, ali osmišljavanjem načina da se prirodni koncept zaptivanja glinom iskoristi za komercijalnu upotrebu, u vidu GCL – geosintetičkih glinenih (clay) membrana, ovakav pogled na hidroizolaciju danas pripada istoriji građevinarstva.

Izvođenje hidroizolacije

U praksi se često dešava da izvođači jedne vrste radova prilikom izgradnje objekta moraju ispravljati nedostatke nastale greškom, neznanjem, ili nemarom svojih prethodnika na gradilištu. U tom svetlu, položaj hidroizolatera je najnepovoljniji – nikakvi naredni radovi ne mogu ispraviti njihove greške, naprotiv, najčešći je slučaj da je njihov rad ugrožen operacijama u sledećim fazama gradnje: zidarskim, zemljanim, armiračkim radovima, itd. Ovakav je slučaj prvenstveno iz razloga što se najčešće govori o materijalima znatno slabijih mehaničkih karakteristika u odnosu na druge prisutne u fazi izgradnje (čelik, beton, kamen, itd).

Dodatno, svaka intervencija na zidnoj površini, obodu iskopine ili samom tlu, kao i njihova, čak i veća, oštećenja, mogu se relativno lako ispraviti bez posledica po kasniju stabilnost objekta ili vidljivi trag. Daleko je teže sanirati oštećenja hidroizolacije, veoma često čak i nemoguće (tj. uz ogromne izdatke koji mogu prevazići cenu ponovne gradnje, npr. kod propuštanja dna deponije).

Važno je naglasiti da se hidroizolacioni materijali mogu primenjivati samo na onim mestima, i samo na onaj način koji garantuje ispunjenje funkcije. Kao i uvek u građevinarstvu, jedino poznavanjem različitih sistema, načina ugradnje, prednosti i nedostataka, i naravno cene, projektant može izabrati najoptimalniji materijal, ili kombinaciju materijala.

Postavljanje hidroizolacije podrazumeva pažnju neposrednih izvođača – samih izolatera, ali i kasnije, u narednim fazama, armirača, betoniraca, zidara i vozača građevinske mehanizacije, kao i strogi nadzor na gradilištu. Najčešći slučaj je da nadzor vrši sam distributer, prodavac ili proizvođač materijala jer samo na taj način može biti siguran da je njegov proizvod dobro postavljen i da će besprekorno vršiti svoju ulogu.  

Bez obzira da li se radi o hidroizolaciji temeljne stope, temeljnog zida ili ploče, presecanja zida protiv dejstva kapilarne vlage, hidroizolaciji kosog ili ravnog krova, itd, postoji nekoliko opštih pravila koja važe na svim ovim mestima na konstrukciji:

• ostvarivanje optimalne veze sa podlogom – potpun proces hemijske reakcije sa materijalom konstrukcije (npr. kod aditiva), dobro prijanjanje uz njega, što sprečava trenja koja oštećuju sloj (npr. bitumenske membrane ili epoksidni premazi), ili dopuštanje da materijal reaguje na temperaturne razlike nezavisno od podloge (npr. neke vrste membrana prosto prekrivaju betonsku konstrukciju pričvršćene za nju prethodno postavljenom čičak-trakom)
• optimalan preklop – za svaki materijal postoji definisana širina preklopa, sve preko te širine nije ekonomski opravdano, ali sve ispod te širine je ekonomski još neopravdanije pošto može učiniti da se radovi moraju izvoditi ponovo, što uglavnom podrazumeva i kompletnu zamenu materijala
• osiguranje spojeva – ovo se postiže lepljem, varenjem (npr. kod spajanja HDPE membrana ili bitumenskih traka) i/ili premazima (na kontaktu ivica hidroizolacije sa drugim materijalom, kao npr. ravnog krova sa atikom)
• pravilno postupanje – svaki proizvođač daje detaljne tehničke karakteristike, načine izvođenja detalja, korisne preporuke prilikom izvođenja i upotrebe, i jedino strogim pridržavanjem ovih uputstava posao se može završiti valjano.

Još od ranih sedamdesetih naše izvođačke firme postavljale su milione kvadrata izolacije širom SSSR-a, Bliskog i Srednjeg Istoka, Afrike...

Materijali i proizvodi za hidroizolaciju

Isti materijal (sirovina) za hidroizolaciju najčešće se može primenjivati u visoko i niskogradnji, za krovove, podove, temelje, za kose, vertikalne ili horizontalne površine...

Prema materijalu, proizvode za hidroizolaciju možemo podeliti u nekoliko osnovnih grupa:

• proizvodi na bazi bitumena
• bentonitni proizvodi
• sintetičke mebmrane
• premazi
• aditivi i penetrati
• liveni podovi od različitih polimera...

Izbor je zaista veliki, u konkurenciju se uključuju novi materijali, i prilikom izbora projektant i investitor uglavnom mogu da računaju na nekoliko sasvim različitih materijala, pa će na odluku uticati cena, specifični zahtevi projekta, dodatne garancije, brzina izvođenja radova, itd.

Hidroizolacija membranama

Već nekoliko decenija najrasprostranjeniji način hidroizolacije u građevinarstvu jeste izolacija membranama. Izolacija membranama, bez obzira na materijal, podrazumeva trake koje na gradilište stižu u rolnama i spajaju se formiranjem međusobnih preklopa. Na taj način se dobija vodonepropusna površina teoretski neograničenih dimenzija.

Membrane mogu biti proizvedene na bazi bitumena, bentonita, različitih polimera... Hidroizolacione membrane se često tokom izolacije podzemnih delova konstrukcije zaštićuju od mehaničkih oštećenja jeftinijim materijalom (npr. vrste lepenke). Takođe, kod neprohodnih ravnih krovova čest je slučaj prekrivanja membrane slojem šljunka koji dodatno štiti membranu od uticaja UV-zraka. Prohodni ravni krovovi, otvorene terase i sl. zahtevaju postavljanje prohodne podloge preko membrane: sloj asfalta, betonske ploče, drveni i sintetički podovi... Ova podloga na sebe treba da preuzme uticaje habanja, da štiti hidroizolaciju od mehaničkih, hemijskih i drugih uticaja, da pruži bezbednost i željenu estetiku...

Bentonitne membrane

Možda nije običaj priču početi sa, hronolški gledano, jednim od poslednjih građevinskih materijala/sistema u nizu, međutim ovaj portal jeste mesto gde savremene i ekološki najprihvatljivije tehnologije u građevinarstvu imaju prednost. O membranama na bazi bentonita (GCL membrane) bilo je reči ranije, pa bih sada samo rezimirao osnovne prednosti oslanjanja na koncept/materijal koji uspešno vrši ovu ulogu u prirodi već milionima godina:

• hidroizolacija sama sanira oštećenja nastala u toku izvođenja armiračkih i drugih radova (poput tla koje ispuca za vreme suše i sa prvom kišom zaptije sve rupe)
• može se postavljati neposredno na sitnozrnu podlogu i zatim direktno preko nje armirati na distancerima (što je naročita prednost npr. kod livenja temeljnih ploča velikih površina gde nije potrebno liti betonsku podlogu za postavljanje hidroizolacije)
• nema dodatnih radova na osiguranju preklopa traka, bez obzira da li se radi o vertikalnim, kosim ili horizontalnim spojevima
• fleksibilno zaptivanje dodavanjem bentonitnih kitova oko svih tačaka proboja (prodor armature, instalacija...)
• direktne uštede u vremenu gradnje i upotrebljenom materijalu, tj. novcu – pojednostavljivanje radova, niži zahtevi prema radnoj snazi, olakšavanje nadzora...

Prednosti primene bentonitnih membrana u niskogradnji su jasne: sloj gline d=60cm ima propusnost vode od k=10-8m/s, dok bentonit npr. d=12cm ima k=2x10-11m/s. Ovo znači da je potrebna daleko manja količina materijala što pojeftinjuje transport, skraćuje radove i štedi prirodne sirovine. 

Hidroizolacija bentonitom može se koristiti samo u podzemnim delovima objekta jer, iako bentonitna glina može izdržati beskonačan broj ciklusa zasićenja vodom i rasušivanja, ovo predstavlja problem za sintetički materijal koji čini membranu i daje joj neophodne mehaničke karakteristike.

Izuzetak su zeleni krovovi gde nasuta zemlja za zelenilo prekriva membranu i praktično stvara iste uslove onima ispod kote terena, pa GCL membrana može besprekorno vršiti svoju ulogu.

Hidroizolacioni materijali na bazi bitumena

Bitumen se u svrhu zaptivanja u građevinarstvu koristio još u Starom veku – ulice Vavilona popločavane su opekom fugovanom bitumenom. Bitumen i proizvodi na bazi bitumena (crna izolacija) i danas su najprisutniji, a ta prisutnost se može dobro uočiti i na našem tržištu gde ih srećemo kao hidroizolaciju kosih i ravnih krovova, temelja, konstrukcija, objekata infrastrukture, metalnih cisterni podzemnih prostorija...Zavisno od mesta primene, ovi proizvodi se isporučuju u kombinaciji sa drugim materijalima. Ovo su neki od primera:

• bitumenom impregnisani krovni karton
• bitumenske trake sa uloškom od krovnog kartona
• bitumenizirani stakleni voal
• jednostrano obložene aluminijumske folije
• bitumenske trake sa uloškom od aluminijumske folije
• bitumenske trake sa uloškom od staklenog voala
• bitumenizirani krovni karton
• bitumenske trake sa uloškom od staklene tkanine koji su sastavljeni od uloška (nosača bitumenske mase), obostrane obloge od bitumena i posipa od sitnog peska čiji je zadatak zaštita od slepljivanja.

U prodaji ima i proizvoda sa kombinacijom mehaničkih osobina aluminijumskih ili sintetičkih folija (poliesterski filc) i bitumena.

Sintetički materijali

Sintetičke/polimerne membrane, ili samo membrane, kako se najčešće nazivaju u praksi, možemo razlikovati prema sirovini koja im daje različite karakteristike – PVC, PE, PP, PVA, EVA, TP, EPDM, PIB... Ove membrane mogu biti impregnirane filcom radi pospešivanja osobina, nakon postavljanja mogu se farbati u željenu boju, a neki proizvođači rade i specijalne završne obrade koji daju dodatni kvalitet estetici krovnih površina.

Ove membrane su deo našeg građevinarstva već preko tri decenije. Jednom postavljene na hali beogradskog Sajma, ili Sava centru, i mnogim drugim objektima one danas, preko tri decenije kasnije, jednako pouzdano vrše svoju ulogu kao i dana kada su postavljene. Zavisno od primene biramo one sa odgovarajućim osobinama, pa tako PP membrane (Polypropylen) najčešće upotrebljavamo kod hidroizolacije vodorezervoara i bazena (može biti armirana staklenim vlaknima), TP (Thermoplastic Polyolefins) je koekstrudirana geomembrana koja se koristi za hidroizolaciju tunela (ima ugrađenu signalnu traku koja olakšava postavljanje), PIB (Polyisobutylene) je sintetička guma kompatibilna sa bitumenskim trakama i zadržava fleksibilnost do temperatura od -60ºC, PVC membrane imaju prednost zbog povoljne cene, itd.

Zatim postoji i podela prema načinu izrade:

• glatke
• hrapave – sa jednostranom ili obostranom teksturom
• bobičave, bradavičave, čepaste...

Membrane koristimo i u nekoliko oblasti niskogradnje:

• deponije – sanitarne, biološke, deponije pepela i šljake...
• vodotokovi – rezervoari i kanali za snabdevanje vodom za piće, zaštita vodotokova i podzemnih voda od prodora otpadnih voda
• metalni tankovi – kod industrijskih pogona, benzinskih pumpi...
• hidroizolacija tunela i portala.

Membrane koristimo i u visokogradnji gde mogu biti deo sistema krovnog pokrivača ili pokrivni hidroizolacioni sloj:

• zaštita temelja
• zaštita krovova, bez obzira na materijal, oblik i sistem krovne konstrukcije.

Važna odlika membrana je njihova izuzetna otpornost na kidanje, pa ima proizvoda koji su specifikovani za istezanje do kidanja od čak 1.000%. Međutim, nisu otporne na probijanje pa se moraju zaštititi netkanim geotekstilom (jednostrano ili dvostrano u zavisnosti od primene). 

Kod zaštite krovnih konstrukcija (posebno kod izolacije ravnih krovova) vremenom dolazi do starenja materijala čak i kada ima dodatnu zaštitu na UV-zračenje te ih ne bi trebalo koristiti kao završni sloj. Membrane, zavisno od specifične gustine materijala imaju i dodatne oznake:

• HD – visoka gustina (High Density)
• LLD – niska gustina (Linear Low Density)
• VLDPE – veoma niska gustina (Very Low Density).
• Sintetičke mebrane kod nas distribuiraju Polykem SR (Flag), Statpro (FDT)...

Premazi, sprejevi i lakovi

Nasuprot folijama i membranama koje vrše svoju ulogu tako što u trakama formiraju vodonepropusnu površinu koja se sopstvenim mehaničkim i fizičkim svojstvima odupire prodoru vode, tržište nudi veliki broj različitih premaza i lakova koji se nanose u tečnom stanju ili prahu, sušenjem formirajući vodonepropusni sloj. Oni mogu biti otporni na habanje (tada se koriste i kao završni sloj, npr. kod industrijskih podova), a važna karakteristika, kao kod svake hidroizolacije, jeste elastičnost da ne bi došlo do oštećenja usled toplotnih dilatacija i deformacija. Jedan od tih proizvoda je i poliurea sprej.

Posebna prednost kod ovih tehnika nanošenja hidroizolacije jeste jednostavnost izvođenja, jer lako prijanjaju na površinu koju treba izolovati, koriste se manje zapremine materijala što utiče na cenu transporta... Neochimiki će vam u ovom broju predstaviti proizvode izraelskog Bitum-a koji nude sve prednosti ovakve hidroizolacije.

Penetrati i aditivi

Međutim, pored sredstava koja štite sistemom vodonepropusne membrane, postoje i sredstva koja menjaju svojstva površine ili samog materijala od kog je načinjen element konstrukcije povećavajući, pre svega, njegovu vodonepropustljivost. Reč je o neorganskim penetratima – penetrirajućim hidroizolacionim sredstvima koji imaju posebno efikasnu primenu u impregnaciji betonskih površina izloženih dejstvu vode, i aditivima, koji se dodaju materijalu (malteru ili betonu) u toku spravljanja.

Penetrati se dodaju mešavini cementa i sitnog agregata u zaštitnom sloju betona ili se nanose nakon izvođenje dela, odn. cele betonske konstrukcije. Prodirući u pore površine betona, ova sredstva reaguju sa kalcijumom stvarajući produkte nerastvorljive u vodi koji ekspandiraju unutar pora i prslina, ispunjavaju puteve kojima voda prodire u dubinu betonskog elementa i sprečavaju čak i kapilarno kretanje vode kroz njih. Na sličan način dejstvuju i aditivi iz grupe zaptivača, koji reakcijom sa klinker-mineralima povećavaju vodonepropustljivost betona. Naš poznat proizvođač penetrata Dramin biće posebno predstavljen i u ovom broju.

Pored penetrata, koji deluju preko površine, od vode štite, svojom masom i sastavom, i vodonepropustljivi betoni i malteri. Njihova osnovna razlika potiče od veličine zrna agregata (punioca), a osnovna sličnost je u učešću specijalnih vodoodbojnih dodataka – aditiva (hidrofobi) koji sprečavaju ili umanjuju upijanje vode od strane očvrslog sloja. Vodonepropustljivi malteri su u tom smislu vrlo atraktivni jer se lako nanose na površinu ugroženu vlagom. Hidrofobi se isporučuju u različitim agregatnim stanjima pa ih, ukoliko su u vidu praha, treba pre primene rastvoriti u vodi (uobičajene razmere su 1:1 do 1:4). Primenjuju se i u situacijama kada treba zatvoriti mikro-prsline u oštećenom betonskom elementu a postoje i hidrofobi sa ubrzanim vezivanjem koji se uspešno primenjuju za neutralisanje dotoka vode iz većih prslina.

Hidroizolacija malterom

Iako se možda ne govori o hidroizolaciji u klasičnom smislu, kad ni kap vode ne bi smela da prođe, malter na vertikalnim zidnim površinama u spoljnoj upotrebi mora biti otporan na vlagu i vodu. Ovo se u našoj praksi najčešće postiže većim procentom cementa nego što je to slučaj kod maltera za unutrašnje malterisanje, mada su, sa talasom novih proizvoda poslednjih decenija, na tržištu prisutni brojni aditivi za maltere koji poboljšavaju njihove karakteristike istovremeno dozvoljavajući zidovima da dišu.

Hidroizolacija osmozom

Osmoza je difuzija (pasivni transport) vode kroz membranu – molekuli vode se kreću iz sredine sa manjom koncentracijom (gde je više vode) u sredinu sa većom koncentracijom rastvorenih materija (gde je vode manje).

Pritisak koji je potreban da bi se sprečila osmoza jeste efektivan osmotski pritisak. Osmotski pritisak je veći što je koncentracija rastvora veća i obrnuto. Kontrolom ovih osobina fluida uspešno se može rešiti problem vlage, npr, u podrumskim zidovima.

Sredstva i alati za  hidroizolaciju

Svaki od pomenutih materijala za hidroizolaciju prati set, uglavnom istorodnih materijala, neophodnih prilikom izvođenja radova. Tu spadaju različite trake, praškovi i drugi pomoćni zaptivači za lepljenje traka izolacije ili za hidroizolaciju na komplikovanim mestima konstrukcije (prodori, uglovi, itd).

Kao alati, zavisno od načina izvođenja i vrste hidroizolacije, koriste se breneri, valjci, kompresori...