Beton je jedan od glavnih i najekonomičnijih građevinskih proizvoda zbog svog dugačkog životnog veka i svestranosti. Ali beton, tačnije, cementni beton je porozan po prirodi. Dugačak život i trajnost betona u velikoj meri zavisi od vodopropunosti i prodora hemikalija. U većini slučajeva, voda deluje kao nosač štetnih hemikalija kao što su soli hlorida, sulfata, baza, kiselina, i mnoge druge, i one mogu korodirati beton i/ili čeličnu armaturu. Voda može takođe izaći iz betona/maltera i ispariti sa površine ostavljajući sa sobom soli i baze, koje reaguju sa bojom, i ostavljaju mrlje. Stoga, hidroizolacija betona je sastavni deo izgradnje bilo kog objekta od betonske konstrukcije.
Ponekad se tvrdi da neki aditivi za beton nisu neophodni i da oni svakako nisu zamena za dobru betonsku mešavinu. Međutim, drugi tvrde da dodavanje aditiva često nadoknađuje greške koje se javljaju u praktičnim fazama izrade betona, tako povećavajući šanse za proizvodnju betona po specifikaciji. Ove izjave imaju neko opravdanje za grupu aditiva poznatih kao integralni vodonepropusni aditivi. Međutim, hidroizolovanje betonskih ili cementnih podloga ne znači nimalo zaštite od vode, već da je samo neki deo vode u tečnom stanju ili u obliku pare koristan za nastavak hidratacije cementa.
Teoretski, 22-25% (od težine cementa) vode je potrebno za završetak hidratacije cementa. Ali u normalnim uslovima, beton se priprema sa dodatnom količinom (čak i do 45-60% u odnosu na težinu cementa) vode radi dobijanja željene obradivosti. Svaki višak vode u mešavini koji je preko minimuma potrebne količine za hidrataciju isparava iz betonske mase što dovodi do povećanja šupljina ili stvaranja više kapilarnih pora. Ovo je zajednički faktor za sve betone. Omogućavanje provoda i/ili vodene pare ukazuje na prisustvo međusobno povezanih kapilarnih pora i šupljina.
Razmotrimo za trenutak kako možemo smanjiti praznine u betonu:
Oglas
- Gel pore koje se formiraju zbog hidratacije cementa. Ove pore su vrlo male i imaju prečnik oko 2 nanometara i nezavisne su od odnosa cementa i vode;
- Kapilarne pore (0,05 do 1 mikrona u prečniku) koje nastaju zbog prisustva viška vode i time zavise od odnosa vode i cementa;
- Zarobljene šupljine održavaju dizajn betonske mešavine, postavku betona i metod nege.
Pošto su prečnici gel pora (oko 2 nanometara) tako mali, voda ne može da prođe kroz njih. Druga i treća kategorija su relavantne za probleme hidroizolacije betona. Kapilarne pore (približnog prečnika od 0,05 do 1 mikrona) su veće u prečniku u odnosu na gel pore i voda može da prolazi kroz njih. Kontrolisanje odnosa vode i cementa korišćenjem aditiva za smanjenje vode može smanjiti ove kapilarne pore.
Tokom procesa hidratacije cementa neke od kapilarnih putanja postaju progresivno blokirane od strane produkata reakcije hidratacije u obliku gela. Ovaj gel ima veoma nisku hidrauličku propustljivost, a ako je odnos vode i cementa značajno nizak (manji od 0,4), zapremina gela će biti dovoljna da se u potpunosti blokiraju međusobno povezane kapilarne pore unutar cementne paste. U slučaju kada je odnos vode i cementa veći od 0,4 neće se stvoriti dovoljno gela za blokiranje kapilarnih pora. Nega betona je takođe važan faktor za nastavak hidratacije cementa, što dovodi do smanjenja kapilarnih pora.
U trećoj kategoriji, zarobljene šupljine se stvaraju iz sledećih razloga: lošeg dizajna betonske mešavine; neispravne gradacije agregata; neadekvatnog sabijanja; preteranog krvarenja i segregacije; veoma visoke ili veoma niske obradivosti od zahtevane; i loše izvedbe. Ponekad se javljaju pukotine u malteru ili betonu i voda može da prolazi kroz te pukotine. Postoji mnogo razloga zašto se javljaju pukotine kroz koje voda može da prolazi i oštećuje ugrađenu čeličnu armaturu ili boje. Stoga, hidroizolacija je bitan i sastavni deo izgradnje objekata i na taj način se dobijaju sledeće prednosti:
- Životni vek objekata će biti značajno povećan;
- Česte popravke ili održavanje objekata će se u potpunosti eliminisati ili smanjiti u velikoj meri;
- Životni vek boja u enterijeru ili eksterijeru će biti značajno povećan;
- Estetski izgled objekta će trajati mnogo duže;
- Smanjenje opasnosti po zdravlje ljudi.
Ukoliko razmotrimo troškove efikasne hidroizolacije, to je samo od 0,5 do 2 odsto od ukupnih troškova gradnje, što je zaista zanemarljivo! Hidroizolovanje konstrukcije od betona ili opeke se odvija u dve faze. Jedna je tokom izgradnje, a druga je posle izgradnje. Najefikasnije i najekonomičnije hidroizolovanje se izvršava tokom izgradnje objekata, dok je hidroizolovanje nakon gradnje veoma skupo, zahteva više vremena i donekle je manje efikasno.
Materijali za hidroizolaciju betona
Postoji toliko materijala za hidroizolaciju betonskih elemenata koji su dostupni na tržištu da se ljudi mogu zbuniti kako da odaberu pravi materijal za pravu primenu. Međutim, zbog jednostavnosti, možemo kategorizovati ove materijale po njihovom vremenu korišćenja. Prvo, neki materijali se koriste za hidroizolaciju kao preventivnu meru, i drugo, neki materijali se koriste kada se pojavi vlaga ili curenje vode. Pošto je prostor u magazinu ograničen, predstavićemo one hidroizolacione proizvode koji se koriste u vreme izgradnje.
Integralni cementni hidroizolacioni proizvodi
Ovi proizvodi se inkorporiraju u beton ili malter tokom mešanja sa vodom radi smanjenja vodopropusnosti. U normalnom stanju, oni mogu pružiti od 25 do 90 odsto vodo-zaptivenosti konstrukcija. Postoji nekoliko tipova integralnih cementnih hidroizolacionih proizvoda dostupnih na tržištu. U nastavku ćemo nabrojati one koji se koriste najčešće:
Aditivi za smanjenje količine vode – oni smanjuju odnos vode i cementa u betonu bez promene obradivosti određene betonske mešavine, što rezultira u manje propusnom, gušćem betonu.
Materijali sa vrlo finim česticama – oni su veoma korisni ako betonska mešavina ima manji sadržaj cementa i ako je u deficitu sa finim agregatom. Međutim, kod dobrih betonskih mešavina efekat može biti obrnut, jer dodatak finih čestica može povećati potrebu za vodom što dovodi do manje gustog betona niže čvrstoće na pritisak. Ove fine čestice blokiraju kapilarne pore tokom očvršćavanja cementne mase.
Hidrofobni/vodorepelentni agensi – materijali u ovoj grupi smanjuju prolazak vode kroz suvi beton, koji bi normalno nastao kao posledica kapilarnog dejstva, a ne kao rezultat spoljnog pritiska vode. U principu se smatra da svi ovi materijali nameću vodootporne osobine betonskoj površini, kao i oblaganje i, u nekim slučajevima, blokiranje pora.
Aerantni agensi – oni deluju na sličan način kao aditivi za smanjenje vode poboljšavanjem obradivosti mešavine i time omogućavajući korišćenje manje vode. Mikro mehurići uneti u cementnu masu će blokirati kapilarne pore. Ali, mora se voditi računa kako se oni ne bi prekomerno koristili. Prekomerno korišćenje aerantnih agenasa će dovesti do značajnog gubitka čvrstoće betona.
Odabir i primena
S obzirom na veliki broj mogućih primena i raznolikost aditiva za hidroizolaciju na raspolaganju, odabir određenog hidroizolacionog materijala zahteva pažljivo razmatranje.
Mnoge betonske konstrukcije su izgrađene za skladištenje vode ili održavanje suvih uslova u strukturi kada je ona izložena vodi sa spoljnih strana. Pošto beton nije uvek u potpunosti nepropustiv za vodu i pored upotrebe integralnih vodootpornih jedinjenja, a i činjenice da beton razvija manje pukotine nakon postavke, ponekad je potrebno koristiti barijeru koja prekriva betonsku površinu kako bi se ona oduprla prodiranju vode pod hidrostatičnim pritiskom i/ili kapilarnim usponom. Postoje razne vrste barijera dostupnih na tržišu, ali najčešći i najpopularniji proizvodi su navedeni u nastavku:
Premazi na bazi katrana/bitumena
Ovo je jedan od najstarijih i najjeftinijih načina za hidroizolaciju betonskih konstrukcija. Nemodifikovani topivi katran se koristi kao hidroizolacioni premaz. Takođe, tkanine impregnirane sa topljenim katranom su masovno korišćene za zaštitu betona od vode. Ovaj tip hidroizolacije nije trajao duže vreme.
Postoje mnoge mane nemodifikovane hidroizolacije na bazi katrana. Jedan od najvećih nedostataka je da premaz postepeno postaje krt i erodira ukoliko je izložen uslovima sredine. Ponekad se katran meša sa jednim ili više polimera kako bi se modifikovale njegove osobine.
Membrane
U današnje vreme, fabrike prave polimer-modifikovanu bitumensku membranu (APP) usendvičenu sa sintetičkim vlaknima, polimer-modifikovanu PVC membranu, neopren gumenu membranu, itd, koje su dostupne na tržištu. Ove hidroizolacije su elastomerne, vrlo otporne na vodu i dugotrajne. One su dostupne u rolnama različitih debljina (1,5mm do 5mm) i mogu biti pot-puno vezane za podlogu ili postavljane labavo prema upustvima proizvođača. Glavni nedostatak je veoma loša vlagopropusnost. Stoga, treba osigurati da je struktura što je više moguće bez vlage unutra pre polaganja membrane.
Hemijske impregnacije
Postoje neki polimeri sa veoma niskim viskozitetom koji se koriste za hidroizolovanje betonskih konstrukcija. Najčeše hemikalije su silikonska jedinjenja, koja su po prirodi vodootporna. Neka silikonska jedinjenja su rastvorljiva u vodi, visoko alkalna i veoma jeftina. U osnovi, to su rastvori natrijum ili kalcijum silikatnih soli. Ova vrsta materijala može generisati bele fleke na površinama podloge bez ometanja vodootpornih osobina. Druga verzija je rastvarač na bazi silikona koji je čisto organski po prirodi i koji neće dati takvu vrstu belih fleka.
Ponekad se spoljašnje površine zgrada ostavljaju netretirane ili se dekorišu sa kamenom, ciglom ili dekorativnom opekom, itd. Većina ovih materijala je porozna, što znači da će kišnica biti apsorbovana i da će voda moći da putuje do unutrašnjih površina i stvoriti vlagu i oštećenja. Voda se zadržava duže vreme u okviru poroznih površina. To olakšava rast algi, gljivica i plesni na površini izloženog zida i estetska lepota će biti izgubljena u roku od godinu dana. Rast algi može biti sprečen ukoliko se površina održava suvom obezbeđivanjem vodootpornog premaza silikona, koji neće promeniti površinsku teksturu.
Neskupljajuće injekcione mase i aditivi
U ovoj kategoriji, gotove cementne injekcione mase se koriste za konsolidaciju saćastog betona. Ovaj tip materijala se meša sa vodom i ubrizgava kroz mlaznicu u neispravan beton. Pre očvršćavanja, ova gotova cementna injekciona masa će se proširiti i popunjavati praznine. Ali u većini slučajeva su dostupne neskupljajuće injekcione mase koje treba pomešati sa cementom u vreme mešanja sa vodom. Ova suspenzija se takođe injektira kao i gornja za istu svrhu.
Cementni polimerni premazi
Ovi proizvodi su dostupni u tri varijante. Prva i najčešća vrsta je jednokomponentna polimerska emulzija, koja se meša sa cementom na gradilištu do konzistencije pogodne za nanošenje četkom. Druga varijanta je dvokomponentni sistem, jedno pakovanje je u tečnom obliku, a drugo pakovanje je u obliku cementnog praha. Kada se ove dve komponente pomešaju, dobija se gusti rastvor. Treća varijanta je jednokomponentan proizvod na bazi cementa koji se meša sa raznim vrstama hemikalija i punila. Ova vrsta materijala treba da se meša sa vodom sve do hidroizolacione konzistencije.
Svi ovi premazi se uglavnom nanose četkom na površinu podloge na pozitivnoj strani pritiska vode. Ovi proizvodi su veoma vodootporni i fleksibilni u prirodi, i oni takođe neće pucati zbog toplotnog kretanja strukture.
Polimerni cementni hidroizolacioni sistem ima posebne prednosti u odnosu na ostale sisteme s obzirom na njihove svestrane osobine, nisku cenu održavanja, jednostavnost primene, paropropusnost, otpornost na UV zrake, ekonomičnost i još mnogo toga.
Poliuretanski (PU) premazi
U poslednje vreme, razne vrste poliuretanskih sistema premaza su dostupne na tržištu hidroizolacionih proizvoda. Jedan je dvokomponentni sistem bez ili sa rastvaračem, koji je hemijski tretiran, a drugi je jednokomponentni modifikovani sistem na bazi katrana. Glavne prednosti PU sistema su bolje prijanjanje, elastičnost, bešavna aplikacija i otpornost na razne štetne hemikalije. Naravno, poliuretanske disperzije (PUD) u vodi su razvijene za hidroizolovanje i one su ekološke, mada su njihove cene prilično visoke. Ponekad se koriste poliuretanske pene (PUF) livene na licu mesta za hidroizolovanje krovova, kao i za toplotno izolovanje. Ovaj sistem se koristi za posebne namene. Većina poliuretanskih premaza nije otporna na UV zrake.
Izvođenje hidroizolacionih radova
Česte žalbe o neuspešnom hidroizolovanju su sveprisutne i neretko se dešava da se krivica prebacuje na kvalitet hidroizolacionog materijala. Ako pogledamo ovo na mudar način, u većini slučajeva, imamo dokaze da su ugrađeni hidroizolacioni materijali prošli sve rigorozne testove za ispitivanje kvaliteta. Većina grešaka se javlja zbog pogrešnih specifikacija, ljudskog faktora i loše izvedbe.
Zbog toga je veoma važno voditi puno računa u početnoj fazi, odnosno, u vreme donošenja specifikacija hidroizolacije. Prilikom odabira hidroizolacije, projektant treba da koristi svoje iskustvo i sud, uzimajući u obzir ozbiljnost od prodora vode, vremenskih uslova, tipa konstrukcije i uslova pod kojima će se primenjivati materijal. Proizvođači takođe trebaju biti konsultovani u vezi izbora materijala, načina aplikacije, stanja površine, broja premaza/doziranja, popravka pukotina, zaštitnih omota, i tako dalje, kako bi se osigurale zadovoljavajuće performanse hidroizolacionih sistema.
Tokom izrade specifikacija sledeće tačke treba imati na umu: vrsta materijala, trajnost ili radni vek, efikasnost namene, lakoća primene, lakoća popravke u budućnosti, kompatibilnost sa drugim građevinskim materijalima, troškovi i uticaji na životnu sredinu. Hidroizolacioni sistem takođe treba da bude odabran sa uvažavanjem sadašnjeg stanja objekta, kao i najgorih uslova koji se mogu pojaviti u budućnosti. Sistem ne bi trebao da ignoriše osnove konstrukcija i građevinarstva, kao i nauke o materijalima.
Osiguranje kvaliteta
Uobičajeno je da se hidroizolacioni radovi izvode sa garancijom kvaliteta koju daju izvođači. Činjenica je da kada problem nastane, veoma mali broj njih ne ispunjava odrednice garancije. Stoga, izvođači trebaju da obrate pažnju na svaki aspekt izvođenja radova, a posebno na to da se oni izvode od strane iskusnih majstora. Sada većina proizvođača građevinske hemije poseduje tehnički tim koji može da preispita sistem, izabere prave materijale i predloži dobre izvođače koji su ovlašćeni od strane matične kompanije. Kompanijski ovlašćeni izvođači su lako dostupni ukoliko bilo kakav problem iskrsne u budućnosti.
Zajednička tendencija da se troši što je manje moguće novca na hidroizolaciju dovodi do smanjenja specifikacija od strane izvođača kako bi dobili posao. Ovakav pristup iskrivljuje svrhu istinskih sistema hidroizolacija. Dobar hidroizolacioni sistem je kolektivni i intelektualni napor izvođača, investitora, arhitekata i nadzora.
Hidroizolacioni sistemi trebaju da budu proveravani tokom izvođenja ili odmah nakon postavke sa nekoliko metoda za utvrđivanje kvaliteta rada. Ovo će umanjiti buduće ispravljanje ili oštećenja po objekat. Priprema površina i vremenski uslovi, kao što su vlažnost, temperatura i tako dalje, se normalno proveravaju pre primene hidroizolacije. Poplavno testiranje sa vodom se izvršava tokom ili odmah nakon završenog tretmana za horizontalne površine ili rezervoare za tečnost. Vizuelne inspekcije se sprovode tamo gde poplavno testiranje nije moguće. U ovom slučaju, neophodna je detaljna inspekcija. Svi prelazi, zglobovi, ivice i krajevi moraju biti pažljivo pregledani radi uočavanja bilo kakvih nedostataka koji mogu biti štetni po vodonepropusnost sistema.
Zaključak
Hidroizolacioni sistemi su mali deo objekata sa ekonomske tačke gledišta, ali od velikog značaja kada je trajnost objekata u pitanju. Pošto ovi sistemi zavise od mnogih faktora, potrebno je solidno znanje o inženjeringu, nauci o materijalima, sposobna i iskusna radna snaga i dobra koordinacija između investitora, dobavljača materijala, arhitekata, izvođača i nadzora kako bi se ispunio cilj hidroizolovanja.
