Skuteczność wtórnych hydroizolacji poziomych wykonywanych metodą iniekcji chemicznej w murach ceglanych

Z zawilgoceniem ścian przyziemia (a co za tym idzie, ze szkodami przez zawilgocenie powodowanymi) spotyka się częstokroć w budynkach zabytkowych, lecz niestety również w budynkach stosunkowo nowych. Problem ten jest następstwem kapilarnego podciągania wód gruntowych spowodowanego brakiem, uszkodzeniem lub technicznym zużyciem izolacji poziomej muru.

Kapilarna absorpcja i transport wilgoci determinowane są przez właściwości zwilżające wody w stosunku do materiału oraz przez strukturę i rozkład porów w materiale. Zachodzą one zatem – w przypadku materiałów hydrofilowych (kąt zwilżania przez wodę < 90°) – w porach o promieniu od 10^-7 do 10^-4 m, nazywanych też porami kapilarnymi.

Na przestrzeni lat wypracowano szereg różnorodnych metod wykonywania tzw. wtórnej izolacji poziomej w murze. W przypadku metod mechanicznych w istniejący mur wprowadza się materiał izolacyjny, dzięki czemu w przekroju muru powstaje całkowicie nieprzepuszczalna dla wody, trwała warstwa, zapewniając tym samym zahamowanie jej kapilarnego transportu. Metody chemiczne (iniekcyjne) bazują na technologii wprowadzania w mur płynu iniekcyjnego, dzięki czemu powstaje blokada oparta na mechanizmie zwężenia światła kapilar, hydrofobizacji, uszczelnienia kapilar lub oddziaływaniu kombinowanym.

Przedmiotem pracy było poznanie zjawiska kapilarnego transportu wilgoci w przegrodach budowlanych oraz sposobów przeciwdziałania temu zjawisku, jak również analiza stosowanych dotychczas w kraju i na świecie metod oceny szeroko rozumianej skuteczności wtórnych izolacji poziomych wykonywanych w technologii iniekcji chemicznej. Z kolei celem pracy stało się zaproponowanie parametru pozwalającego ocenić i porównać skuteczność stosowanych środków iniekcyjnych.

Skuteczność środków iniekcyjnych w oczywisty sposób weryfikowana jest przez zastosowania praktyczne. Kluczową rolę w długofalowej ocenie środków iniekcyjnych mają jednak badania prowadzone zarówno laboratoryjne, jak i in situ (czyli w rzeczywistych warunkach zastosowania).

Badania takie prowadzone są niemal od początku stosowania w budownictwie środków iniekcyjnych mających zapobiegać kapilarnemu zawilgacaniu przegród budowlanych. Obserwacji poddawany był wpływ preparatów iniekcyjnych bezpośrednio na stosowane w murach materiały budowlane (cegłę, kamień, zaprawę), na mury referencyjne (o zróżnicowanych rozmiarach), jak również prowadzono badania w warunkach rzeczywistych (na istniejących obiektach). W pracy opisano wybrane, przeprowadzone na przestrzeni kilkudziesięciu lat, w kraju i za granicą, badania dotyczące zastosowania i skuteczności metody odtwarzania poziomej izolacji przeciwwilgociowej muru w technologii iniekcji, w tym również badania własne autora.

W ramach pracy przeprowadzono badania absorpcji kapilarnej na niewielkich murkach referencyjnych, tj. próbkach składających się z sześciu cegieł ceramicznych ułożonych w trzy warstwy (na szerokość jednej cegły w obu kierunkach) i połączonych zaprawą wapienno-cementową. Próbki podzielono na grupy, a następnie zawilgocono – przy użyciu wody wodociągowej oraz roztworem mieszaniny soli – do dwóch stopni nasycenia (S=80% oraz 95%) oraz poddano iniekcji – metodą niskociśnieniową (przy zastosowaniu preparatu na bezie krzemianów i metylokrzemianów alkalicznych) oraz w technologii kremów iniekcyjnych (przy zastosowaniu dwóch typów kremu).
Badanie absorpcji prowadzono umieszczając próbki w pojemnikach z wodą w taki sposób, aby ciecz przez cały okres badania miała styczność jedynie z dolną powierzchnią oraz rejestrując zmianę masy próbki w czasie 24 godzin od zanurzenia. Po zakończeniu badania dla każdej z próbek obliczono wartości przyrostu masy na jednostkę powierzchni zanurzonej wodzie (po każdym ważeniu) oraz wykonano wykresy tej wielkości w funkcji pierwiastka z czasu zanurzenia w wodzie. Analogiczne badania wykonano dla dwóch rodzajów próbek referencyjnych, tj. nie poddanych iniekcji oraz zawierających powłokową hydroizolacje z mineralnej zaprawy uszczelniającej.

Z uwagi na zróżnicowany kształt wykresów absorpcji kapilarnej badanych próbek, zaproponowano wprowadzenie nowej wielkości, pozwalającej ocenić przebieg procesu absorpcji – synoptycznego współczynnika absorpcji kapilarnej s_w . Natomiast w celu oceny skuteczności środków iniekcyjnych przeciwdziałających podciąganiu kapilarnemu wilgoci, zaproponowano wprowadzenie kolejnej nowej wielkości, czyli stopnia redukcji absorpcji kapilarnej R_a , uwzględniającej dwie wartości odniesienia, tj. średnie wartości synoptycznego współczynnika absorpcji kapilarnej próbek nie poddanych iniekcji oraz zawierających powłokową izolacje mineralną.
Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły postawioną wcześniej tezę – zarówno stosowany środek iniekcyjny i sposób jego aplikacji, jak również stopień zawilgocenia i zasolenia przegrody mają istotny wpływ na skuteczność wykonania wtórnej hydroizolacji poziomej przeciw wilgoci podciąganej kapilarnie. Zaobserwowano również, że istotnym efektem wykonania w murze wtórnej hydroizolacji poziomej metodą iniekcji jest nie tylko ograniczenie absorpcji, ale również zmiana jej dynamiki.

W związku z powyższym zaproponowano nową procedurę prowadzącą do ustalenia stopnia redukcji absorpcji kapilarnej, jako kryterium pozwalającego klasyfikować środki iniekcyjne pod kątem ich wpływu na zahamowanie kapilarnego transportu wilgoci w przegrodach budowlanych.