Výstužné vložky v hydroizolačných materiáloch

Materiály, ktoré sa používajú na hydroizolácie, ako sú napríklad asfaltové pásy, musia byť čo najviac spoľahlivé a mali by mať najmä dlhú životnosť. Tá by mala v zásade zodpovedať životnosti celej stavby, v prípade spodnej stavby asi 100 rokov. Článok hovorí o tom, ako možno zvýšiť životnosť hydroizolácii a prečo ich treba vystužovať.

Častými hydroizolačnými materiálmi sú prefabrikované výrobky – asfaltové pásy (vyrábajú sa v rozmeroch 1 × 5 až 2 × 40 m) a plastické fólie (vo väčších rozmeroch). Z dôvodu rozsiahlosti témy sa v tomto článku budeme venovať iba asfaltovým pásom. Okrem namáhania vodou sú hydroizolácie namáhané fyzikálnymi i chemickými vplyvmi a ich kombináciou. Ťahové sily sú dôsledkom teplotných, ohybových a zmrašťovacích zaťažení a namáhaní, ktoré vznikajú v okolitých (podkladových, prekrytých) konštrukciách. Chemické pôsobenie je podmienené reakčnými procesmi v materiáloch aj na ich povrchu.

Namáhanie sa objavuje a pôsobí nepretržite od vzniku stavby cez využívanie a prevádzku až po jej zánik. Prevádzka stavby a jej technologických zariadení účinky namáhania umocňuje. Mechanické zaťaženia možno na zjednodušenie návrhu i realizácie až na výnimky zredukovať na namáhanie ťahom alebo na kombináciu ťahu a ohybu.

Účinok ťahového namáhania
Nadmerné namáhanie ťahom a zmrašťovanie sa väčšinou prejavujú najprv poruchami spojov medzi jednotlivými prvkami hydroizolácií alebo formou porúch, resp. trhlín samotných výrobkov. Už narušenie nepriepustnosti hlavnej izolačnej vrstvy umožní prienik vody do konštrukcie nosnej vložky hydroizolácie a spôsobí degradáciu. Poškodenie krycej vrstvy a nosnej vložky zásadne skracuje účinnosť a životnosť hydroizolácie.

Zvýšenie odolnosti proti ťahovému namáhaniu
Celú históriu vývoja a výroby hydroizolačných pásov charakterizuje snaha o zvýšenie odolnosti tak hlavnej hydroizolačnej (t. j. krycej) vrstvy asfaltu, ako aj jadra hydroizolačného pásu, teda nosnej vložky. Pre celkovú odolnosť je podstatná i skladba hydroizolačného plášťa, spôsob jeho spracovania (aplikovanej technológie kladenia), detaily, kvalita podkladu, realizácia ochrany a následných konštrukcií a prevádzka.

Príčiny a následky ťahových porúch ovplyvňuje kvalita podkladovej konštrukcie, použitie optimálnych hydroizolačných výrobkov a aplikácia osvedčených detailov a doplnkov. Optimálne hydroizolačné výrobky musia byť odolné a technológia ich spracovania musí prispievať k potlačeniu mechanických namáhaní pod kritickú hranicu alebo umožniť potrebnú redistribúciu silového namáhania.

Zásady návrhu a voľby materiálov
Pre kvalitnú výrobu a spoľahlivú aplikáciu vhodného hydroizolačného pásu sú zásadné akostné suroviny a projekt hydroizolácií, ktorý rešpektuje skutočné hydrologické zaťaženie stavby (napr. tlakovou podzemnou vodou). Samozrejme, je dôležité brať ohľad aj na rozličné požiadavky projektu (napr. nepochôdzny strešný plášť vyžaduje iné parametre než hydroizolačné súvrstvie spodnej stavby zaťažené tlakovou vodou).

Konštrukcia pásu
Na dosiahnutie a zachovanie dlhodobej kvality hydroizolačného pásu (súvrstvia) sa musí už vo výrobe zlepšiť odolnosť základného hydroizolačného materiálu – asfaltu – proti mechanickému namáhaniu, ktoré vzniká v priebehu realizácie, životnosti hydroizolácie a proti náchylnosti na objemové zmeny.

Vlastnosti asfaltu sa starnutím v kombinácii s ďalšími negatívnymi vplyvmi zhoršujú, materiál stráca potrebnú pružnosť, je krehkejší a znižuje sa jeho tepelná odolnosť. Môžu sa zlepšovať vlastnosti buď asfaltu, alebo nosnej vložky. Asfalt a jeho vlastnosti sa najprv zlepšovali oxidáciou, neskôr modifikáciou základnej suroviny rozličnými prísadami (ataktickým polypropylénom – APP a syntetickým kaučukom alebo styrénbutadiénstyrénom – SBS). Súčasne sa posilňovala odolnosť proti deformácii vkladaním vhodnej výstužnej vložky do pásu, ktorá preberá ťahové napätia.

Kvalitu a požadovanú životnosť výrobku by mali garantovať tieto vlastnosti:

• rozmerová stabilita pri výrobe pásu, aplikácii i počas životnosti,
• dostatočná pevnosť a prieťažnosť,
• potrebná trvanlivosť,
• požiarna odolnosť,
• difúzne parametre.

Typy a suroviny na výrobu vložiek
Na výrobu vložiek sa používajú tieto materiály a výrobky:

• organické hmoty – lepenky strojové a strojové handrové,
• sklenené vlákna – netkané rohože,
• sklenené vlákna – tkané vložky,
• syntetické (PES) vlákna – netkané rohože,
• syntetické (PES) vlákna – tkaniny,
• kovové vložky (Al, Cu),
• kombinované vložky,
• spriahnuté vložky.

Pokĺznutie pásu v spoji	Delaminácia kovovej vložky

Príprava nosnej vložky
Vložka musí byť dostatočne presýtená základným materiálom – asfaltom. Najprv sa teda impregnuje (pri nasiakavých alebo PES vložkách) alebo sa nanáša asfalt medzi sklenené vlákna vložky a na ne. Asfalt by mal úplne presýtiť voľné priestory medzi vláknami vložky alebo vlákna impregnovať. Ak nie je presýtenie dokonalé, narúša sa súdržnosť medzi vložkou a krycou vrstvou asfaltu a vznikajú poruchy (pľuzgieriky).

Po impregnácii sa na pásy vo vani s roztaveným asfaltom nanáša potrebná vrstva asfaltu, ktorej hrúbku upravuje špeciálny valec, alebo sa na nasýtenú vložku strieka asfaltová zmes. Takto možno nanášať na jednotlivé strany vložky rozličné zmesi. Vlastnosti týchto pásov sú však nestabilné, rozdielnosť zmesi vo vložke a na krycej vrstve vedie k nedokonalému prepojeniu vrstiev a býva príčinou rozdeľovania pásu po hrúbke, tzv. delaminácie pásu.

Trhliny v páse	Pľuzgieriky a otvory v páse – nedokonalá príprava vložky

Poloha nosnej vložky
Nosná vložka v izolačnom páse sa umiestňuje do stredu profilu. Táto základná poloha umožňuje rovnomerné využitie krycej vrstvy pri kladení i užívaní pásu. V niektorých krajinách môžu byť vložky umiestnené rozdielne. V oblastiach, kde sa používajú horáky s vyššou teplotou plameňa (naftové horáky), je vložka posunutá skôr k hornému okraju, takže je lepšie chránená pred plameňom. Inde je skôr dole, aby si zachovala väčšiu odolnosť proti vysokým teplotám vonkajšieho vzduchu na povrchu hydroizolácie.

Kovové nosné vložky sú buď umiestnené v strede (klasické pásy s hliníkovou fóliou Al S 40, slúžiace na ochranu proti radónu), alebo na povrchu pásu, pričom sa spájajú s ďalšou netkanou sklenenou vložkou. Môžu mať profilovaný povrch s tzv. kĺbmi, ktoré umožňujú spoľahlivé spojenie s asfaltom. Súdržnosť kovových nosných fólií bez profilácie s krycou vrstvou asfaltu býva problematická, takže sa krycia vrstva oddeľuje už pri teplotách pod +10 °C.

Funkcie vložky pri využívaní izolácie
Vložka zabezpečuje objemovú stabilitu pásu, zachytáva a prenáša ťahové napätia a redistribuuje namáhanie pri pôsobení vonkajších i vnútorných síl (satie vetra, zmrašťovanie pásov, prenos kotevných síl mechanického kotvenia a síl zo spojov) a zabezpečuje tiež súdržnosť vrstiev pásu, ich spolupôsobenie a trvanlivosť.

Ak nosná vložka pásu nemá zaistenú dostatočnú súdržnosť s krycími vrstvami asfaltu, dochádza k rozdeľovaniu vrstiev pásov (delaminácii), k deleniu pásov v spojoch a následne k poruchám vodotesnosti. Delaminácia je väčšinou dôsledkom použitia materiálov s rozličnými parametrami vo vložke a asfaltovej vrstve. Ide o prípady, keď výrobcovia ponúkajú tzv. ekonomické varianty modifikovaných pásov (niekedy označené ako DUO pásy), ktoré majú vložku impregnovanú oxidovaným asfaltom, ale krycie vrstvy sú z modifikovaných asfaltov, prípadne je spodná vrstva z asfaltu modifikovaného APP, zatiaľ čo horná vrstva je z asfaltu modifikovaného SBS alebo naopak. Kovové nosné vložky umiestnené na povrchu (zvyčajne profilované) zvyšujú požiarnu odolnosť pásu proti prelietavému ohňu, ako aj požiarnu bezpečnosť stavby. Kovové vložky v profile pásu následne pôsobia ako parozábrana alebo hydroizolačný pás, ktorý jednak izoluje proti vode a jednak zabraňuje prenikaniu radónu z podložia.

Suroviny na hydroizolačnú vrstvu
Asfalt ako základná hydroizolačná surovina aj izolačný výrobok prešiel dlhoročným vývojom od oxidácie až po modifikovanie základnej suroviny prísadami, ktoré zlepšujú základné parametre (pružnosť, odolnosť proti zmenám teplôt, stekanie, pevnosť) a predlžujú ich trvanlivosť. Hlavnými typmi modifikátorov sú ataktický polypropylén a syntetický kaučuk (SBS – styrénbutadiénstyrén).

Modifikácie sa líšia vlastnosťami a parametrami. APP modifikácia vytvára s asfaltom koloidný roztok, ktorého vlastnosti sa postupne zhoršujú (modifikátor migruje k hornému povrchu) a dodáva výslednej zmesi plastickú – nezvratnú reakciu. Má veľkú odolnosť proti vysokým teplotám (až +140 °C), a preto je vhodný na špeciálne typy pásov (napr. na izoláciu mostov pozemných komunikácií, ktoré sú chránené vrstvou liateho asfaltu – LA).

SBS modifikátor (syntetický kaučuk) naproti tomu vstupuje do chemickej väzby s asfaltom a vytvára pevné a pružné väzby. Výsledná zmes je stabilná a najmenej starne, výrobky sú vysoko mechanicky odolné, pružné a majú dobrú rezistenciu predovšetkým proti nízkym teplotám. Stekavosť je potlačená a materiál má potrebnú elastickú reakciu.

Homogenita zmesi
Výslednú kvalitu asfaltovej zmesi krycej vrstvy ovplyvňuje skutočne dosiahnutá homogenita základnej suroviny. Potrebná homogenita zmesi zaručuje rovnomernosť dosahovaných parametrov a predovšetkým požadovanú trvanlivosť. Pri nedostatočnej homogenite dochádza k uvoľňovaniu a postupnej migrácii modifikátora, a tým aj k strate požadovaných vlastností a životnosti krycích vrstiev. Stav homogenity zmesi možno overiť fluorescenčným mikroskopom s mierou hodnotenia 1 až 8 (1 – 2 výborne, 3 – 4 dobre, 5 – 6 málo vyhovujúca, 7 – 8 úplne nevyhovujúca).

Zhodnotenie na použitie
Na návrh a zhotovenie kvalitných hydroizolácií je dôležité použiť kvalitné materiály s odolnosťou proti vzniku trhlín a s vysokou pevnosťou vložky. Materiály s nižšími parametrami možno používať iba v odôvodnených prípadoch. Vložky zo sklenených vlákien by sa nemali používať vo vonkajšej expozícii, kde hrozí nebezpečenstvo vnútornej korózie vlákien vplyvom prenikajúcej vlhkosti. Spriahnutá vložka sa najlepšie uplatní pri mechanickom kotvení. Pásy so sklenenou tkaninou sú vhodné na vysoké ťahové namáhania bez možnosti veľkého pretiahnutia.

Ing. Jaroslav Synek
Foto: autor, Siplast

Autor pracuje na Katedre technológie stavieb na Stavebnej fakulte ČVUT v Prahe.