Izolacja betonu wodoszczelnego – czy jest potrzebna?

Beton wodoszczelny stosuje się zarówno dla zapewnienia izolacji przeciw wnikaniu wody w konstrukcje betonowe, jak i dla zapobiegania przenikaniu wody do wewnątrz obiektów budowlanych. Czy jednak użycie betonu szczelnego całkowicie eliminuje konieczność stosowania hydroizolacji? Otóż nie zawsze i nie wszędzie, o czym piszemy w poniższym tekście. W praktyce bowiem skuteczność betonu wodoszczelnego zależy od wielu czynników, tj. rodzaju obiektu, warunków gruntowych, poziomu wód gruntowych lub przewidywanego obciążenia wodą.

Czym jest beton wodoszczelny?

Wśród wielu współczynników określających mieszankę betonową znajduje się również stopień wodoszczelności mający spore znaczenie dla betonów szczelnych. Stopień wodoszczelności betonu oznacza się odpowiednio: W2, W4, W6, W8, W10 oraz W12, gdzie liczba po literze „W” określa ciśnienie słupa wody oddziałującej na próbkę betonową o grubości 15 cm, mierzone w MPa.

Beton wodoszczelny to natomiast mieszanka o stopniu wodoszczelności co najmniej W8. Charakteryzuje się niską porowatością i gęstą konsystencją pozwalającą na jego zawibrowanie. W skład betonów wodoszczelnych wchodzi drobne kruszywo (piasek), a także kruszywo frakcjonowane o frakcji od 16 do 32 mm oraz cement w ilości co najmniej 300 kg na każdy m3 mieszanki. Do betonów wodoszczelnych dodaje się również specjalne dodatki uszczelniające. Szczelność betonu jest zależna od kilku czynników, z których najważniejszym jest tzw. współczynnik w/c, innymi słowy wskaźnik wodno-cementowy określający stosunek zawartości wody do cementu w mieszance betonowej. Co ciekawe, zbyt niski współczynnik w/c wpływa negatywnie nie tylko na wodoszczelność betonu, ale również na jego wytrzymałość. Ponadto powoduje zwiększenie skurczu oraz obniżenie mrozoodporności mieszanki.

Charakteryzując betony wodoszczelne, można stwierdzić, że do podstawowych wymagań dla szczelności mieszanki należą:

• minimalny stopień wodoszczelności na poziomie W8,
• odpowiednia klasa wytrzymałości na ściskanie,
• odpowiednia klasa ekspozycji, odpowiadająca warunkom, w jakich będzie eksploatowana konstrukcja,
• maksymalny współczynnik w/c, pozwalający jednak na zachowanie ciekłości, która nie spowoduje nieprawidłowego zagęszczenia betonu oraz nie wywoła pojawienia się zjawiska jego segregacji.

W tym przypadku istotne są również takie parametry mieszanki jak: dopuszczalna wielkość skurczu czy rozwartość rys nie większa niż 0,2 mm, a także wiek betonu – im bowiem starsza konstrukcja, tym mniej szczelna w porównaniu z warunkami początkowymi. W dodatku betony wodoszczelne projektowane są tak, aby utrzymać nieprzepuszczalność nawet przy wysokim poziomie wód gruntowych. W budownictwie pełnią jednocześnie rolę elementów nośnych, a także barier przeciwwilgociowych.

Dlaczego stosuje się betony wodoszczelne?

Betony wodoszczelne, jak można łatwo się domyśleć, stosuje się w celu zapewnienia jak najwyższej szczelności konstrukcji, eliminując lub znacznie ograniczając inne sposoby zabezpieczania przed przenikaniem wody. Warto jednak zaznaczyć, że beton, nawet ten wodoszczelny, nie stanowi stuprocentowej bariery hydroizolacyjnej. Mimo wszystko odpowiedni dobór mieszanki pozwala na zauważalne ograniczenie głębokości przenikania wody, również pod ciśnieniem, zapewniając ochronę przed negatywnym jej oddziaływaniem na konstrukcje stalowe czy wnikanie do wnętrz.

Zastosowanie betonu wodoszczelnego obejmuje przede wszystkim budowle inżynieryjne, takie jak zbiorniki wodne (w tym baseny, oczka wodne itp.), tamy bądź oczyszczalnie ścieków. Betony wodoszczelne stosuje się również w budownictwie komercyjnym i mieszkaniowym, szczególnie w tzw. technologii białej wanny, która polega na połączeniu płyty ze ścianą fundamentową wykonaną w technologii betonu wodoszczelnego w całość. Mieszanki wodoszczelne cieszą się jednak największą popularnością w budownictwie jednorodzinnym, gdzie stanowią alternatywę dla betonu zwykłego w przypadku fundamentów, piwnic, innych kondygnacji podziemnych oraz częściowo zagłębionych w gruncie. Dotyczy to zwłaszcza domów budowanych na terenach z wysokim zwierciadłem wód gruntowych.

Projektowanie betonów wodoszczelnych

Projektowanie betonów wodoszczelnych to przede wszystkim właściwy dobór składników mieszanki (kruszywa, domieszki, właściwy w/c) oraz właściwości odpowiednio dobranych do warunków późniejszej eksploatacji. Warunki konstrukcyjne betonów wodoszczelnych obejmują natomiast przede wszystkim wspomnianą już wytrzymałość na ściskanie (od C20/25 do C35/45, w zależności od konkretnych zastosowań), stopień wodoszczelności betonu na poziomie minimum W8 i mały skurcz. Równie istotne staje się w tym przypadku przeciwdziałanie zarysowaniom konstrukcji (rysy oraz pęknięcia niekontrolowane stanowią największe zagrożenie dla szczelności powierzchni). W tym celu należy zastosować dodatkowe zbrojenia, dylatacje oraz przerwy robocze, a elementy żelbetowe dobrać pod względem grubości i kształtów.

Oczywiście opracowując betony wodoszczelne pod kątem konkretnych zastosowań powinno się uwzględnić wiele dodatkowych czynników – powyżej wskazano jedynie te, które w największym stopniu decydują o nieprzepuszczalności finalnej konstrukcji.

Betony wodoszczelne oraz ich realizacja

Układanie betonów wodoszczelnych w procesie budowlanym jest równie ważne, jak ich właściwy dobór. Od precyzji prac wykonawczych zależy bowiem ostateczny efekt wodoszczelności betonu. W literaturze fachowej zwraca się szczególną uwagę na właściwą pielęgnację betonów bezpośrednio po ich ułożeniu. Pielęgnacja stanowi zabieg technologiczny wpływający na trwałość powierzchni betonowej, a jej głównym celem pozostaje:

• zminimalizowanie skurczu plastycznego,
• zapewnienie właściwej wytrzymałości,
• zabezpieczenie betonu przed szkodliwymi czynnikami atmosferycznymi (w tym przed zamarzaniem),
• ochrona przed konsekwencją drgań, uderzeń bądź innych uszkodzeń mogących powodować mikrozarysowania, rysy, a nawet pęknięcia powierzchni.

Warto wiedzieć, iż sposób pielęgnacji betonu określa projektant, a wykonawca prowadzi proces po zakończeniu betonowania, możliwie jak najdłużej.

Czy beton wodoszczelny należy izolować?

Choć poprzez odpowiedni dobór składników podstawowych, a także dodatków do betonu wodoszczelnego, mieszanka powinna stanowić wystarczającą barierę dla przenikania wody, to w rzeczywistości nie zawsze konstrukcje czy przegrody betonowe spełniają ten warunek. Dlatego (szczególnie w zastosowaniach związanych z budownictwem indywidualnym), zarówno specjaliści zajmujący się betonami wodoszczelnymi, jak i praktycy, zalecają dodatkową hydroizolację ścian fundamentowych bądź innych powierzchni betonowych kondygnacji w pełni lub częściowo podziemnych. Podstawową przesłanką dla zastosowania szczelnych warstw izolacyjnych jest nie tylko wysokie lustro wód gruntowych, ale również obecność cieków gruntowych na działce budowlanej lub w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Żeby nie narazić przyszłego użytkownika na poważne konsekwencje związane z niewłaściwą izolacją wodną, nawet w przypadku betonów wodoszczelnych, korzystniej będzie wykonać hydroizolację tak samo (lub prawie tak samo), jak w przypadku użycia betonów zwykłych.

Betony wodoszczelne stosowane bez dodatkowych warstw izolacyjnych znajdują zastosowanie wyłącznie w sytuacjach, gdy poprzedzi je szczegółowa analiza warunków środowiskowych. W takich przypadkach wykorzystuje się mieszanki projektowane indywidualnie, przygotowywane przez wyspecjalizowanych wykonawców.