Technologie chemické injektáže

Systém

Vzlínají vlhkost

Vzlínající vlhkost je nejčastějším důvodem poškození zdiva, se kterým se setkáváme. Následky jsou obvykle zřetelně identifikovatelné prostřednictvím odlupování omítky, poškozených spár a cihel, ale také solnými výkvěty a růstem řas a plísní. V průběhu času vzlínající vlhkost v kombinaci s kontaminací solemi a poškozením mrazem, může zničit strukturu zdiva. S přihlédnutím ke snížené životnosti takovýchto budov, vzlínající vlhkost způsobuje vysoké finanční škody každý rok.

Jak vzlínající vlhkost poškozuje zdivo?

Ve zdivu, které je napadené vzlínající vlhkostí, je vlhkost neustále přenášena vzhůru pomocí kapilár. Tento proces obvykle vede ke zvýšení koncentrace solí na povrchu. K největšímu odpařování vody dochází v oblasti mezi suchou částí (vrcholem) a vlhkou částí stěny (spodkem). V těchto oblastech se vyskytuje nejčastěji první známka poškození.
Existuje mnoho zdrojů, ze kterých se může voda dostat do zdí, jako např. z deště, z podzemní vody nebo kondenzací. Také prosakující okapové svody nebo drenážní trubky mohou být zdrojem vody. Pokud je voda, která se vsakuje do zdi, nepřetržitě doplňována, nastává pravidelný transport vody prostřednictvím kapilár v materiálu budovy. Voda stoupá vzhůru proti gravitaci z důvodu mechanismu nazývaného kapilární akce.

Je to vzlínající vlhkost?

Poškozené zdi, které lze očividně připsat vzlínající vlhkosti, musí vždy prohlédnout specialista předtím, než jsou podniknuty kroky k renovaci. Zjistit příčinu poškození je velmi důležité. Informace o typu poškození, charakter budovy, stejně jako obsah solí a vlhkosti, to vše musí být bráno v úvahu, když se určuje způsob opravy poškození a odstranění příčiny.
Zdrojem poškození nemusí být vždy vzlínající vlhkost. Další možnosti jsou: odstřikující voda nad funkční horizontální bariérou, hygroskopická akce nebo jenom prosakující potrubí. pokud se jedná o vzlínající vlhkost, musí se při opravě brát v úvahu obsah solí a vlhkosti v materiálu budovy. Z tohoto důvodu se doporučuje analýza solí a vlhkosti.

Proč vzlíná ve zdivu vlhkost?

Vzlínající vlhkost je jev způsobený povrchovým napětím kapaliny (koheze) a mezistěnovým napětím (adheze) mezi kapalinou a pevným povrchem. Obecně má kapalina tendenci se rozprostřít, když přijde do kontaktu s povrchem. Na druhé straně má kapalina povrchové napětí. Tyto dvě síly dohromady vedou k efektu, že voda vzlíná v úzkých kapilárách (viz obrázek).

Stavební materiál jako např. cihly absorbují vodu stejně jako houba. K tomu dochází, neboť zdivo stejně jako beton obsahuje malé póry. V závislosti na průměru pórů dochází k transportu vody vzhůru proti gravitaci (vzlínající vlhkost). Póry s průměrem mezi 10⁻⁷ až 10⁻⁴m jsou nejcharakterističtějším transportem vody a jsou považovány za kapiláry. Do této kategorie spadá 20% až 50% pórů stavebního materiálu jako jsou beton, cihly a malta.
Póry s průměrem nižším než 10⁻⁷m se nazývají mikropóry a jsou pro transport vody příliš malé, s průměrem 10⁻⁴m jsou zase příliš velké.
Čím menší je průměr kapiláry, tím je tlak v kapiláře větší a tím je větší kapilární zvýšená hladina. Kapiláry s průměrem 1µm (10⁻⁶m) můžou teoreticky vytvořit podtlak 2.8 bar, což odpovídá kapilárovému zvýšení hladiny vody průměrně na 28m (vodní sloupec).

Co mají společné soli se vzlínající vlhkostí?

Voda, která je transportována skrz a ven zdí obvykle obsahuje rozpuštěné soli. Soli mají různé zdroje:

• Sůl je obsažena v zemi. Může být také rozpuštěna v podzemní vodě nebo v podzemní vlhkosti a pomocí podzemní vody transportována do zdi.
• Sůl je sama o sobě obsažena v cihlách. Tato sůl může být rozpuštěna vzlínající vlhkostí ve zdivu.
• Sůl může být obsažena v dalších zdrojích, jako např. v rozmrazovací soli, v průmyslových hnojivech, ve výkalech. Tato sůl je transportována deštěm, odstřikující vodou nebo podzemní vodou do stěny.

Když se voda kontaminovaná solí odpařuje z povrchu zdi, sůl zůstává ve stěně nebo na jejím povrchu, a to vede ke zvýšení koncentrace soli. Sůl krystalizuje na povrchu nebo v pórech stavebního materiálu. Tento proces je charakteristický řízeným růstem, zvětšením objemu a vysokou tlakovou silou krystalů. Když se formují krystaly soli v pórech stavebních materiálů v průběhu dlouhé doby, dochází ke zvyšovaní krystalizačního tlaku. To nakonec vede k destrukci pórů. Je-li tento proces dostatečně pokročilý, povrch konstrukčního materiálu se stává křehkým a začíná opadávat.

Mráz má velmi podobný efekt. Krystaly ledu, které se formují, když zmrzne specifikované množství kapalné vody, mají větší objem než je stejný objem kapalné vody. Když voda zmrzne v pórech, expandující krystaly vytvářejí vyšší tlak, který může vést k destrukci stavebního materiálu.

Projektování

Průzkum zdiva

Vlastní průzkum se provádí destruktivním nebo nedestruktivním způsobem.

Při destruktivním průzkumu se ze zdiva v různých místech, v různých výškách a hloubkách a ze strany vnějších a vnitřních líců nadzemních a podzemních stěn odebírají z hloubek 100mm až 150mm pod povrchem vzorky stavebních materiálů (cihly, přírodní kámen, zdicí malta, popř. beton a směsné vzorky těchto stavebních materiálů); vzorky se z konstrukcí odebírají za použití elektrického vrtacího kladiva a sekáče; pro zjištění ozložení vlhkosti a její maximální výšky ve zdivu nad terénem a podlahou se vzorky zpravidla odebírají ve svislých profilech v určitých výškách nad sebou.

Pro posuzování vlhkosti zdiva ve zvolené hloubce pod jeho lícem se z této úrovně odebírají jen stejné druhy materiálů (malta pro zdění, prvky zdiva, směsné vzorky těchto materiálů). Z vnitřních a z vnějších omítek se vzorky na obsahy vlhkosti (a také pro zjištění obsahu solí tvořících výkvěty) odebírají hlavně pro informaci o druzích a vlastnostech použitých zatvrdlých malt. Vlhkost v odebraných vzorcích materiálů se zjišťuje laboratorně hmotnostní metodou, tj. vážením týchž vlhkých a týchž vysušených vzorků. Dostatečně přesná je i destruktivní metoda karbidová, která umožňuje operativní zjišťování obsahů vlhkosti v odebraných vzorcích zdiva přímo na stavbě.

Nedestruktivní průzkum vlhkosti zdiva, ale hlavně omítek a betonových mazanin a potěrů, se provádí za použití elektrických měřicích přístrojů; přednostně se přitom použijí přístroje na principu měření elektrické kapacity (zjištěné výsledky nejsou ovlivňovány vodivými elektrolyty ve zdivu); nákladnější způsoby zjišťování rozsahu a míry vlhkosti zdí jsou metody radiometrické, neutronografické a za použití termovize.

Místa odběrů vzorků ze zdiva, popř. svislé profily na zkušebních plochách, se umísťují do těch míst staveb, kde jsou projevy vlhnutí buď zřetelné (rozrušené a vlhké omítky se sníženou přídržností k podkladu, znaky tvorby výkvětů solí, jako jsou povrchové výkvěty, barevné mapy a skvrny na omítkách a na zdivu nebo znaky růstu mikroorganismů, jako jsou řasy, mechy, plísně aj.), nebo do těch míst konstrukcí, která jsou z hlediska vlhkostního namáhání typická.

Průzkum salinity zdiva

Průzkum zdiva pro zjištění druhů a množství solí tvořících výkvěty (především sírany, chloridy a dusičnany) se provádí destruktivním způsobem odběrem vzorků zdicí malty i zdicích prvků z různých míst a hloubek pod povrchem konstrukce (přednostně se odebírají vzorky zdící malty z ložných a styčných spár, z hloubky do 20mm pod lícem zdí); vzorky se zpravidla odebírají ve svislém profilu nad sebou; jejich počet bývá přitom nižší, než je tomu v případě vzorků na obsah vlhkosti (minimálně by se ale měly nad sebou odebrat alespoň dva vzorky); profily pro odběr vzorků se zpravidla umisťují hlavně do těch stěn, kde se odebírají vzorky na obsahy vlhkosti a do míst se zřetelnými výskyty výkvětů solí; vzorky pro analýzu solí je možno použít i pro stanovení pH faktoru jejich vodného výluhu.

Pro objektivní analýzu se používají metody hmotnostní, titrační (argentometrie, merkurimetrie nebo metoda elektrochemická za použití iontově selektivní elektrody), chromatografie, spektrometrie.

Pokud je zdivo zasoleno tak, že se na jeho povrchu vyskytují také souvislé povrchové výkvěty, provádí se ještě analýza pevných solí a popř. i jejich informativní mineralogické hodnocení.

Podmínky pro užívání sanačního systému

• Uživatelé objektů musí být po sanaci vlhkého zdiva prokazatelně seznámeni se zákazem jakéhokoliv svévolného zásahu do sanačního systému.
• Na objektech a v jeho blízkém okolí nesmí být prováděny takové stavební práce, které by nepříznivě ovlivnily původní vlhkostní podmínky zdiva a základové půdy.

Ošetřování a údržba sanačního systému se provádí v intervalu 5 až 10 roků.

Tyto práce zahrnují zejména:

• místní opravy sanačního systému, vyvolané zejména mechanickým poškozením
• Provádění povrchových úprav omítek a zdiva, např. po jejich omytí, popř. při dalších požadavcích na vzhled a funkci povrchu

Klasifikace

Vlhkost zděných konstrukcí, vyvolaná účinky zemní vlhkosti, a pod terén prosakující, a po povrchu terénu a chodníků stékající, a od něho odstřikující srážkové vody, a vody kondenzující z vlhkého vzduchu na povrchu a ve struktuře zdiva, se ve vztahu k uvažovanému způsobu sanace zdiva nad i pod terénem klasifikuje podle následující tabulky.

Poznámky

1. Uváděná klasifikace se vztahuje na konstrukce staveb s místnostmi a prostorami určenými pro pobyt osob; předpokládá se, že stěny jsou vyzděné z plných pálených cihel na vápennou, vápenocementovou nebo cementovou maltu, z cihel vápenopískových a z kamenů těch druhů hornin, které se běžně používaly jako zdící materiály (pískovce, opuky a další druhy přírodního kamene s nasákavostí vyšší než 10% hmotnostních);
2. Hmotnostní obsahy vlhkosti se vztahují hlavně na směsné vzorky zdící malty a zdících prvků, které byly ze zdiva vyjmuty z hloubky 100mm až 150mm od líce zdí s otlučenou omítkou; v hloubkách zdiva více než 100mm pod povrchem je již zpravidla potlačen vliv obklopujícího prostředí na povrchové vrstvy konstrukce (procesy kondenzace a vysušování vody, účinky větrem hnaných dešťů).

Salinita zdiva

Míra sanility zdiva se hodnotí podle obsahu síranů, chloridů a dusičnanů ve zdivu; udává se v % hmotnostních každé soli nebo mg soli na gram vzorku stavebního materiálu nebo v mg soli na 10g (100g) vzorku; salinita co do možnosti poškození zdiva, hlavně zdící malty, korozními procesy (fyzikální a chemické rozrušování roztoky a krystaly uváděných druhů solí) se klasifikuje podle následující tabulky.

Stupeň zasolení zdiva se posuzuje pro každý druh uváděné soli samostatně. Tabulka platí pro obsahy solí ve vzorcích zdící malty, přičemž vzorky jsou odebrány z hloubky do 20mm pod povrchem zdiva s otlučenou omítkou; chemická reakce zdiva (alkalita, kyselost) se hodnotí faktorem pH vodného výluhu odebraných vzorků, přednostně opět vzorků zdící malty; stupeň zasolení vyjadřuje míru agresivity hlavně pro maltoviny.

Vlhkosti vzduchu ve vnitřním prostředí budov

Vlhkost vzduchu ve vnitřním prostředí budov se ve vztahu k možnostem a jejich využívání hodnotí podle relativní vlhkosti vzduchu; příslušná klasifikace je uvedena v tabulce.

Stanovení vlhkosti dle normy ČSN P 73610

Vlhkost zdiva

w udávaná v % hmotnostních se vypočte podle vztahu:

Maximální nasákavost konkrétního stavebního materiálu

w_max udávaná v % hmotnostních se vypočte podle vztahu:

Stupeň nasycení zdiva vodou

(v literatuře se používá pojem: stupeň zavlhčení zdiva)
Stupeň nasycení zdiva vodou Ψ se udává v % hmotnostní vlhkosti stavebního materiálu zcela nasyceného vodou a vypočte se podle vztahu:

Příklad

Cihlené zdivo, u nějž byla zjištěna maximální nasákavost vodou 20% (w_max).

Změřená aktuální vlhkost odebraného vzorku zdiva je 15% (w). Tato vlhkost je dle ČSN P 73610 velmi vysoká.

Stupeň nasycení cihelného zdiva vodou (tj. stupeň zavlhčení zdiva) je potom:

Odstranění vlhkosti

Jak můžeme zastavit vzlínající vlhkost?

Termín sanace vlhkého zdiva je definován v normě ČSN P 73 0610.
Norma stanoví zásady pro navrhování, provádění, průzkum, kontrolu a údržbu sanačních systémů ve vlhkém cihelném, smíšeném a kamenném zdivu, jehož zvýšená vlhkost je vyvolána působením zemní vlhkosti, vody prosakující, srážkové, povrchové i kondenzované.

Termíny a definice

V této normě se používají termíny a definice podle ČSN P 73 0610 a dále platí tyto termíny a definice:

• Metody mechanické: vkládání hydroizolačních materiálů do strojně nebo ručně proříznutého i probouraného zdiva, nebo strojní zarážení kovových desek do ložné spáry ve zděných konstrukcích
• Metody chemické: vytváření chemické hydroizolační clony ve struktuře zdiva s utěsňujícími nebo vodoodpudivými vlastnostmi nebo s oběma těmito vlastnostmi v kombinaci
• Sanační omítka: souvislá vrstva zatvrdlé malty na povrchu konstrukce s definovanou geometrií struktury, umožňující ukládání solí, s vysokou pórovitostí a propustností pro vodní páru a se značně sníženou kapilární vodivostí vlhkosti

Všeobecně

Sanace vlhkého zdiva zahrnuje systém hydroizolačních, vysušovacích a stavebních opatření. Tento systém se aplikuje na podzemním a nadzemním zdivu staveb, které bylo dlouhodobě namáháno zemní vlhkostí, srážkovou vodou prosakující do zeminy kolem objektů, vodou stékající po terénu a odstřikující od jeho povrchu i vodou kondenzující z vlhkého vzduchu, a které má v důsledku toho zvýšenou nebo vysokou vlhkost, popř. je poškozeno korozí; na povrchu i ve struktuře jsou zpravidla deponovány hygroskopické soli a na povrchu dochází k tvorbě plísní, řas a mechů; sanace vlhkého zdiva se realizují na objektech, na kterých ochrana konstrukcí proti vodě již neplní svoji funkci nebo na nichž nebyla v minulosti provedena vůbec (památkové stavby nebo starší objekty), popř. na objektech zasažených povodněmi.
Cílem sanace vlhkého zdiva je dosažení výrazného a trvalého snížení obsahu vlhkosti v podzemním i nadzemním zdivu staveb i souvisejících konstrukcích a vytvoření podmínek pro dosažení požadovaných tepelně-izolačních vlastností stavebních konstrukcí i požadované vlhkosti vzduchu v interiérech budov se sanovanými zdmi a podlahami.
Sanace vlhkého zdiva se zpravidla provádí kombinací přímých i nepřímých hydroizolačních metod (principů) a doplňkových technických opatření v podobě komplexního sanačního systému.

Přímé metody sanace vlhkého zdiva, bránící šíření vlhkosti konstrukcí, vnikání vlhkosti do konstrukcí nebo vnitřního prostředí, popř. bránící uniku vlhkosti z konstrukcí:

• Vkládané hydroizolace do strojně nebo ručně proříznuté spáry nebo do probouraných otvorů ve zdivu, zatloukané profilované nekorodující plechy.
• Infuzní a tlakové napouštění zdiva chemickými prostředky.

Komplexní sanační systém má u jednotlivých objektů výrazně individuální charakter. Jeho návrh vychází z konkrétního hydrofyzikálního namáhání podzemních i přízemních částí objektu, z technických vlastností použitých materiálů a konstrukcí, zejména míry jejich vlhkosti, obsahu solí i stupni degradace, z inženýrsko-geologických poměrů stavby, prostorového uspořádání konstrukcí, okolních budov i terénu, požadovaných vlhkostních parametrů konstrukcí i vnitřního prostředí po sanaci objektu v závislosti na zamýšleném využívání prostor i přípustných nebo v úvahu přicházejících metod sanace a dalších faktorů.

Metody mechanické

Dodatečně vkládané a zarážené hydroizolace ve zdivu: jedná se o hydroizolace vložené do ručně nebo strojně proříznutého, probouraného zdiva (desky z tuhého plastu, fólie, sklolaminát, asfaltové pásy s vložkou ze skleněné tkaniny nebo polyesterové rohože, popř. s kovovou nebo plastovou vložkou), nebo zarážené (zatlučené) profilované desky z korozivzdorné oceli do ložné spáry ve zdivu; po vložení hydroizolace se proříznutá spára zabezpečí proti sednutí zdiva klíny a zainjektuje cementovou maltou, popř. dozdí plnými cihlami.

Strojní způsoby prořezávání a probourávání zdiva:

• Prořezávání cihelného zdiva v ložné spáře a ve svislém směru elektrickou řetězovou pilou s pojezdem nebo pilou stejného druhu pro ruční použití.
• Prořezávání smíšeného a kamenného zdiva ocelovým lanem s diamantovými segmenty (lanová pila).

Ruční prořezávání a probourávání zdiva: při ručním prořezávání zdiva se používají různé druhy pil; vkládání hydroizolace a zajišťování spáry proti sednutí se provádí obdobným způsobem jako u způsobu strojního; při ručním probourávání se v cihelném zdivu probourávají otvory na výšku alespoň dvou vrstev cihel; ve zdivu kamenném a smíšeném bývá jejich výška větší.
Hydroizolace zarážené (zatloukané): jedná se o strojní, hlavně pneumatické zatloukání (zarážení) profilovaných desek z korozivzdorné oceli do ložné spáry v cihelném zdivu.

Metody chemické

Použitelnost způsobu vytváření chemické hydroizolace ve struktuře zděných konstrukcí infuzní metodou i tlakovou injektáží a za použití všech druhů chemických prostředků je na každém objektu nebo jeho části určována technickým stavem zdiva a možnostmi provádění vrtů do zdiva (vrtání zdiva elektrickými vrtacími kladivy, pneumatickými rotačně příklepovými kladivy). Vrty do zdiva se provádějí podle možnosti stavby z jedné nebo z obou stran konstrukce; v praxi se jen z jednoho líce dělají do tloušťek zdí maximálně 1m, při tloušťkách větších se doporučuje provádět je proti sobě z obou stran.

Další podmínky, které je z technického a technologického hlediska při infuzním i tlakovém způsobu napouštění zdiva vždy třeba respektovat, jsou:

• Druhy infuzních a injektážních materiálů ve vztahu k jejich složení, k možnostem aplikace a k vlastnostem z nich vytvořené příčné hydroizolace ve zdivu.
• Geometrie vrtů ve zdivu, tj. počet a vzdálenost vrtů vedle sebe (v případě provádění vrtů ve svislém směru i nad sebou), jejich průměr, délka a sklon ve zdivu.
• Schopnost proniknutí prostředků do různých materiálových struktur a jejich normativní spotřeba na plošnou nebo délkovou jednotku zdiva.
• Stabilita prostředků co do vytvoření chemické clony ve zdivu.
• Stabilita, účinnost a životnost chemické clony ve zdivu ve vztahu k intenzitě a ke způsobu vlhkostního namáhání.
• Chemické složení prostředků ve vztahu ke korozi stavebních materiálů a malt;
• Způsoby aplikace prostředků (používané samostatně nebo ve vzájemné kombinaci).
• Ochrana pracovního a okolního prostředí před případnými škodlivými účinky použitých druhů materiálů a pracovních technologií.

Metody doplňkové nepřímé

Sanační omítkový systém

V podmínkách vlhkostně silně namáhaných konstrukcí staveb se používají v kombinaci s příčnými hydroizolacemi, chemickými clonami ve zdivu, s elektroosmo­tickými instalacemi, se vzduchoizolačními systémy a s některými nepřímými způsoby sanace vlhkého zdiva.
Sanační omítky, jako doplňkové sanační opatření, samy o sobě zdroje vlhnutí neodstraňují a zdivo nevysušují. Povrch sanované stavby vhodně upravují jen dočasně.
Sanační malty se připravují se zřetelem na technickou vhodnost jejich použití na stavbách pro jednotlivé vrstvy sanačního omítkového systému jako vápenné, vápenocementové a cementové; často obsahují ještě příměsi expandovaných vylehčujících látek (perlit, pemza, polystyren atd.). Ze sanačních malt provedené omítkové systémy jsou technicky vhodné pro vlhké zdivo, neboť jejich strukturou viditelně nevzlíná voda a na jejich povrchu nedochází po určitou dobu k tvorbě výkvětů solí.
Malty pro sanační omítky se vyrábějí průmyslově jako suché maltové směsi (SMS), častá je ale jejich příprava přímo na stavbě přidáním modifikační přísady do míchačky při výrobě maltové směsi; při tomto způsobu se však musí přesně odměřené množství přísady přidávat vždy jen do malty definovaného složení, přednostně do SMS.

Sanace následků biokoroze materiálů

Sanace následků biokoroze povrchů a struktur stavebních materiálů a konstrukcí a prevence proti tomuto druhu napadení se provádí použitím speciálních chemických prostředků, stavebními zásahy a úpravami (hydroizolace, větrací systémy, dodatečné zateplení) a opalováním povrchů konstrukcí přímým plamenem.

Průzkumy staveb pro sanace vlhkého zdiva

Průzkumy staveb jsou technickým podkladem pro návrh komplexního sanačního zákroku na objektu.

Průzkum staveb obsahuje:
• Posouzení technického stavu konstrukcí objektu z hlediska mechanické odolnosti a stability celé stavby nebo těch jejich částí, na kterých se sanace vlhkého zdiva provádí.
• Průzkum podzemního a nadzemního zdiva objektu na vlhkost a na druh a obsah solí tvořících výkvěty.
• Chemickou analýzu případné podzemní vody, vyskytující se v kontaktu se základy stavby.
• Posouzení inženýrsko-geologických a hydrogeologických poměrů objektu a jeho blízkého okolí a posouzení základových poměrů stavby ve vztahu k uvažovanému sanačnímu zásahu.

Součástí vlhkostního průzkumu staveb je často i měření relativní vlhkosti vzduchu v místnostech a prostorách objektů a měření povrchové teploty podzemních i nadzemních zdí. Tato měření se provádí pro rozhodnutí o ochraně zdiva proti vodě kondenzované (větrání a vytápění objektů, dodatečná tepelná izolace stěn).

Injektáž zdiva

Cílem injektáže je snížit vlhkost materiálů nad vodorovnou hydroizolační clonou na obsahy svých vlhkostí rovnovážných podle daných podmínek zdiva a obklopujícího prostředí.

Rozdělení chemických materiálů dle principu funkčnosti:

Produkty

Tlaková injektáž

Krémová injektáž

Hydrofobní křemičitý gel postupně vznikající při vysychání v kapilárním systému zdiva není dále rozpustný ani ve zdivu dispergovatelný. Omezuje vzlínání vody a kondenzaci vodních par v kapilárním systému zdiva, nezabrání však difúzi vodní páry.
Vytvořená hydrofobní vrstva (clona) křemičitého gelu zůstává paropropustná a transport vody formou difúze vodní páry může probíhat i nadále.

Aplikační postup

Tlaková injektáž

Krémová injektáž

Aplikace pomocí Injektážní pumpy

Aplikace pomocí sáčku

Detaily

Pro každý případ aplikace si můžete stáhnout kompletní detaily. Připravili jsme pro Vás formáty PDF a JPG.