Bílá vana: Vodonepropustná betonová konstrukce a její realizace

Problematika ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti je důležitou součástí návrhu každého stavebního díla. Zvýšená vlhkost stavebních konstrukcí způsobuje v první řadě ztrátu jejich projektovaných fyzikálně-mechanických vlastností (snížení pevnosti v tlaku, zvýšení tepelné vodivosti) a zároveň obvykle významně snižuje životnost konstrukce (odpadávání povrchových vrstev, degradace pojiva, krystalizace solí v pórech). Dalším problémem může být i hygienické riziko (růst plísní a následné uvolňování spor do vnitřního prostředí) a estetický diskomfort (vlhkostní mapy na stěnách). Eliminaci výše zmíněných rizik je možné u novostaveb dosáhnout pouze kvalitním návrhem a provedením spojité hydroizolační obálky spodní stavby.

Bílá vana je moderním technologickým řešením ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti, nabízejícím alternativu ke klasickým povlakovým hydroizolacím. Termínem bílá vana jsou označovány konstrukce z monolitického železobetonu, jež jsou chráněny proti pronikání vody a vlhkosti samotnou hmotou betonové konstrukce. Jedná se o vodonepropustnou betonovou konstrukci, u které železobetonová konstrukce přejímá vedle statické funkce nosné konstrukce i funkci hydroizolační (proti prosakující vodě). Je vhodným řešením nejen u podzemních částí bytových a administrativních komplexů, ale také u podsklepených rodinných domů. V zahraničí se tímto způsobem řeší také tunelové a jiné inženýrské stavby.

Bílá vana může správně plnit svou funkci, pokud je konstrukce dobře navržena, je použit kvalitní beton určený pro tyto konstrukce a v neposlední řadě musí být celá spodní stavba technologicky správně provedena se všemi svými detaily, spáry a prostupy. Předpokladem realizace kvalitní vodonepropustné konstrukce je úzká spolupráce všech zúčastněných stran na realizaci projektu - tedy zadavatele, projektanta, výrobce betonu a prováděcí firmy.

Vodonepropustný beton PERMACRETE®

Vodostavební beton PERMACRETE® je speciálně navržený pro výstavbu všech druhů vodonepropustných konstrukcí, zejména pak pro konstrukce spodních staveb pozemních budov známých pod pojmem „bílá vana“. Splňuje nejenom přísné požadavky na průsak vody hmotou, ale svým složením pomáhá také omezit množství a šířku trhlin v konstrukci od objemových změn. Toho je docíleno především použitím cementu s nízkým vývinem hydratačního tepla (označení LH), což má pozitivní vliv na průběh teplot po průřezu konstrukce a autogenní smrštění betonu. Standardní typy vodostavebních betonů PERMACRETE® pokrývají pevnostní třídy C25/30 až C40/50. Průběh nárůstu pevností je dle ČSN EN 206+A2:2021 pomalý. Pokud stupeň vlivu prostředí nestanoví přísnější požadavek, mají betony PERMACRETE® zaručený maximální průsak tlakovou vodou dle typu na úrovni 35 mm.

Betony PERMACRETE® jsou navrženy pro konstrukce s požadavkem na snížený vývoj hydratačního tepla. Omezení maximálních teplot v jádře betonové konstrukce umožňuje snížení teplotních gradientů v konstrukci (rozdílů teplot mezi jádrem a povrchem konstrukce) a tím omezení rizika vzniku trhlin v konstrukci. Pro vodonepropustné konstrukce jsou největším rizikem trhliny. Trhliny vznikají od napětí vzniklého od smrštění betonu, kterému beton nedokáže vzdorovat ať už svojí pevností v tahu, nebo vyztužením. PERMACRETE® má omezené jak autogenní smrštění, tak smrštění z vysychání.

Čtěte také: Typy a stavba dřevěných chatek

Betony PERMACRETE® jsou navrhovány v tekutější konzistenci S4 až SF1 (lehce zhutnitelný beton), což zajistí dobré probetonování konstrukce a správnou fixaci těsnicích prvků ve spárách. Beton se díky vyšší tekutosti lépe rozteče po bednění a vyplní všechny záhyby konstrukce do všech detailů. Dobré zpracovatelnosti je dosaženo použitím moderních superplastifikátorů, nikoliv použitím vody. Ředění betonu na staveništi vodou je přísně zakázáno, neboť dojde ke zhoršení všech parametrů betonu, mezi nimiž je i schopnost zadržet vodu. PERMACRETE® je materiálem se zaručenými optimalizovanými vlastnostmi pro využití v bílých vanách a řešením bez použití krystalizačních přísad. PERMACRETE® neobsahuje krystalizační přísady.

Výhody použití betonu PERMACRETE® D

Pro zvýšení pevnosti v tahu za ohybu lze použít typ PERMACRETE D s obsahem rozptýlené výztuže v podobě ocelových drátků. Ty se do betonu přimíchávají již na betonárně a spolu s ním se dopravují na stavbu autodomíchávačem. Díky rozptýlené výztuži dochází (dle příručky Deutscher Ausschuss für Stahlbeton DAfStb-Heft 483) k výraznému zmenšení šířky trhliny (až o 50 %) a omezení průtoku vody skrz trhlinu (až o 95 %). Použití betonu PERMACRETE D ve stěnové konstrukci má tak významný přínos kvalitativní i ekonomický. Rozptýlená výztuž ve stěnových prvcích dokáže plně nahradit výztuž tuhou, ale pro konkrétní situaci je to třeba ověřit statickým výpočtem.

Návrh a realizace bílé vany

Prvním krokem k realizaci kvalitní vodonepropustné konstrukce je její návrh. Správnou funkci bílé vany je možné zajistit jen vhodnou kombinací faktorů, které její funkci ovlivňují. Tloušťka betonové konstrukce by měla být min. 300 mm.

1. Příprava podkladu pod bílou vanu

V prvním kroku je nutné zhutnit podloží, na které chceme bílou vanu umístit. Po zhutnění podloží následuje realizace tzv. podkladních betonů, které chrání základovou spáru před povětrnostními vlivy po dobu přípravy betonáže základové desky a zamezují znečištění betonu a výztuže zeminou. Pro realizaci podkladních betonů se běžně používá beton pevnostní třídy C12/15 nebo nižší (C 8/10 či C 12/15). U základových desek velkých rozměrů se doporučuje provedení separační vrstvy mezi podkladní beton a základovou desku.

2. Vyztužení základové desky a stěn

Množství a typ výztuže uvádí projekt a vychází z typu a účelu konstrukce. Oproti běžným konstrukcím se vyztužení nenavrhuje pouze na vnější zatížení, ale hlavně i na vynucená namáhání od teploty při hydrataci betonu a od objemových změn betonu. Důležité je zejména na počátku specifikovat maximální přípustnou trhlinu a na tuto šířku potom vyztužení navrhnout. Výztuž se navrhuje na maximální přípustnou šířku trhliny. Šířka trhliny je předepsána dle využití konstrukce a dle zatížení vodou. Tvarově je vhodné omezit výškové skoky v základové desce.

Čtěte také: Střešní konstrukce: Podpůrné trámy

Při návrhu konstrukce bílé vany je velice důležité posoudit vyztužení konstrukce prostřednictvím tzv. výpočtové šířky trhlin. To znamená zkontrolovat na výskyt statisticky limitované maximální šířky trhlin v hotové konstrukci. U větších objektů jsou stěnové konstrukce vyztuženy klasickou tuhou výztuží.

3. Těsnění pracovních a dilatačních spár

Spáry je nutné opatřit vhodnými těsnicími profily. Doporučuje se před realizací zpracovat a odsouhlasit detaily provedení všech spár. Jako těsnicí prvky mohou posloužit různé PVC nebo FPO pásy, nebo těsnicí plechy. Těsnicí prvky pracovních nebo dilatačních spár je vždy nutno správně osadit a zabetonovat. Vždy je třeba postupovat dle technických listů dodavatele těsnicího prvku. Těsnění pracovních spár je v koncepci bílé vany integrální součástí betonáží a nepředstavuje zvláštní technologie, které vyžadují předávání staveniště jako např. při instalaci fóliových hydroizolací, natavovacích živičných pásů nebo hydroizolačních stěrek. Základem těsnosti pracovní spáry je její čistota. Plocha pracovní spáry by měla být před betonáží dalšího pracovního postupu zbavena vyplaveného a usazeného cementového mléka a zdrsněna.

Mezi pasivní prvky patří například plechy a PVC pásy. Tyto prvky se do pracovní spáry zabudovávají již před prováděním prvního pracovního záběru. V pracovní spáře vytvářejí pasivní bariéru, která zabrání průniku vody dál do konstrukce. Podmínkou je dokonalé přibetonování konstrukce v okolí tohoto těsnícího prvku. Bentonitové profily a expanzní profily z hydrofilních polymerů se řadí mezi prvky aktivní. Do pracovní spáry jsou instalovány před betonáží navazující konstrukce. Při styku s vodou se rozpínají a aktivně pracovní spáru dotěsňují.

Dilatace pro bílou vanu se nijak neliší od běžně používaných dilatací železobetonových konstrukcí. Do dilatačních spár nejvíce používáme pásy z měkčeného PVC s podélnou komůrkou, která umožňuje pohyb v této spáře. Stejně jako u spár v deskách je nutné použít těsnicí profily i ve spárách stěn. Aby se minimalizovalo riziko vzniku neřízených trhlin, je vhodné ve stěnách bílé vany vytvořit řízenou trhlinu s těsnicím profilem.

4. Specifikace a výroba betonu

Dle normy ČSN EN 206 nelze specifikovat parametry, které by měl beton pro bílé vany splňovat. Dle zahraničních směrnic je u betonu třeba dbát na vodonepropustnost, smršťování, hydratační teplo, zpracovatelnost, omezení vzniku trhlin, rozdělení vzniklých trhlin výztuží na menší - vodonepropustné atd. Z tohoto důvodu byl ve skupině Českomoravský beton vyvinut beton PERMACRETE®, který má doplňkové požadavky na beton pro bílé vany jednoznačně specifikované. PERMACRETE® je značkový transportbeton vyráběný na betonárnách Českomoravského betonu dle ČSN EN 206-1.

Čtěte také: Dřevostavby: rámové konstrukce

5. Doprava a čerpání betonu

Doprava betonu na stavbu je zajištěna autodomíchávači. Směs není možné vyrábět v suchém stavu, nebo v konzistenci pro převoz sklápěčkami. Beton je čerpatelný běžnými mobilními čerpadly na beton. Kromě čerpání je možné ukládání betonu do konstrukce také dalšími prostředky, jako jsou např. bádie. Ukládání čerstvého betonu je možné pomocí pístového čerpadla s výložníkem. V případě použití potrubí je možné beton čerpat až na vzdálenost 120 m vodorovně a 30 m svisle. Minimální světlý průměr hadic činí 125 mm.

6. Betonáž desky a stěn

Beton PERMACRETE® se hutní běžnými prostředky (vibrátory). Intenzitu hutnění je nutné přizpůsobit použité konzistenci. Povrch základové desky je možné leštit. V případě úpravy povrchu desky leštěním se vsypem se musí plánovaná receptura betonu PERMACRETE® předem odsouhlasit s technologem betonu z důvodu doplňkových požadavků dodavatelů vsypu.

Při betonáži stěn je nutné (stejně jako u běžných konstrukcí) zabránit padání betonu z velké výšky. Se zvyšující se výškou padání betonu roste riziko rozdělení betonu a tvorba hnízd. Vibrace se provádí běžnými ponornými vibrátory a intenzita musí být přizpůsobena konzistenci betonu. Je důležité dbát na správné zabetonování těsnících prvků. Beton je nutné ukládat tak, aby těsnící prvky nebyly jeho ukládkou deformovány. Pro oblast styku stěny s deskou se dle TP ČBS 04 doporučuje použití tzv. napojovací směsi.

7. Ošetřování desky a stěn

Povrch hotových vodonepropustných konstrukcí je nutné, jako u běžného betonu, začít ošetřovat neprodleně po uložení betonu (v čerstvém stavu) s ohledem na snížení rizika vzniku trhlin. Minimální délka ošetřování se stanoví v závislosti na klimatických podmínkách, použitém betonu, tvaru a velikosti betonového prvku. Všeobecně platí, že čím déle je beton ošetřován, tím lépe. Měl by být ošetřován minimálně do dosažení 50% specifikované pevnosti. Vodorovné konstrukce se ošetřují pomocí aplikace ochranného postřiku ihned po betonáži nebo po vyleštění, případně zakrytím fólií (po dosažení pochozích pevností betonu). V zimním období je nutná ochrana před mrazem, např. zakrytím geotextilií.

Doporučená doba odbednění konstrukcí bílých van je dle TP ČBS 02 minimálně 36 hodin. Při kratších odbedňovacích lhůtách je nutné započít maximálně do 1 hodiny po odbednění s účinným ošetřováním. Ošetřování by mělo být přizpůsobeno klimatickým podmínkám a mělo by trvat minimálně 7 dní.

Srovnání bílé vany s povlakovými hydroizolacemi

Již mnoho desetiletí je u nás hydroizolační obálka spodní stavby v převážné většině případů realizována pomocí povlakových hydroizolací (asfaltové pásy, plastové fólie). Je to tradiční způsob ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti, který je dobře vžitý a léty osvědčený. Alternativa k povlakovým hydroizolacím je obecně známá: tzv. bílá základová vana. Článek uvádí objektivní srovnání dvou různých přístupů k ochraně spodní stavby proti vodě a vlhkosti - bílých základových van a povlakových hydroizolací. Konfrontace vlastností a rizikových faktorů obou technologií je provedena z pohledu bílých van, na které je článek primárně zaměřen.

Výhody bílých van

Za základní výhodu bílých van je z technického hlediska možné považovat zejména možnost velmi snadné a zároveň finančně málo nákladné sanace poruch (zatékání, trhliny). Zároveň je každá porucha snadno lokalizovatelná (viditelná), což celou sanační akci značně zjednodušuje. Největší výhodou je však možnost provedení sanačního zásahu z interiéru (např. pomocí krystalizační ucpávky), což významně snižuje celkové náklady na opravu. Naproti tomu sanace poruchy povlakového hydroizolačního systému, situovaného na vnější straně nosných konstrukcí spodní stavby je obvykle spojena s nutností provádění výkopu. To neplatí pouze v případě, kdy je povlak vybaven tzv. aktivním kontrolním systémem, ten ovšem navyšuje pořizovací cenu a proto není většinou instalován. Pokud není hydroizolační povlak při provádění rozdělen do sektorů, je lokalizace poruchy velmi obtížná.

Další významnou výhodou bílých van je prakticky nulové riziko mechanického poškození (z hlediska ztráty hydroizolační funkce) během následných stavebních prací. U povlakových hydroizolací je v tomto směru zcela klíčová technologická kázeň nejen pracovníků, kteří provádí další vrstvy izolačního systému (ochranné vrstvy, tepelně-izolační vrstvy), ale i pracovníků všech ostatních profesí, kteří se na stavbě v dané chvíli pohybují. Z hlediska technologické kázně je další podstatnou výhodou bílých van absence spojů mezi izolačními pásy, které jsou obvykle místem poruch hydroizolačního povlaku. Naproti tomu ale zase bílé vany obsahují pracovní spáry.

Nevýhody bílých van

Nevýhodou bílé vany je nevhodnost použití této technologie v podmínkách zakládání pod úrovní hladiny podzemní vody. Při návrhu bílé vany jako hydroizolace proti tlakové vodě je totiž podle [6] nutné konstrukci bílé vany doplnit ještě minimálně jedním dalším hydroizolačním povlakem (z fólie F-PVC-P tl. 1,5 mm) s pasivním kontrolním systémem, nebo lépe zdvojeným hydroizolačním povlakem s aktivním systémem kontroly. Z uvedeného je zřejmé, že kombinace obou technologií není ekonomicky efektivní. Proto je do podmínek trvale působící tlakové vody vhodné navrhovat pouze povlakové hydroizolace, přesněji povlak ze dvou vrstev se zabudovaným aktivním kontrolním a sanačním systémem.

Slabým místem každé bílé vany jsou pracovní spáry v betonu. Kvalita jejich návrhu a zejména provedení je klíčová pro celkovou vodonepropustnost bílé vany. Pracovní spáry u bílých van je možné s nadsázkou chápat jako jakýsi ekvivalent spojů mezi pásy u povlakových hydroizolací.

Dalším rizikovým faktorem bílých van je nebezpečí vzniku trhlin vlivem deformace konstrukce, způsobené např. nerovnoměrným sedáním stavby. Trhliny vzniklé deformací konstrukce jsou vždy vážným problémem bílých van, avšak stejně tak jsou i problémem povlakových hydroizolací. Hydroizolační pásy jsou téměř vždy kotvené (natavené, nalepené) k podkladní konstrukci a v případě vytvoření trhliny v podkladu tak dochází zákonitě k jejich přetržení (v závislosti na elasticitě konkrétního izolačního pásů). K deformacím však nedochází, pokud konstrukce odpovídá navrhovanému účelu a zatížení stavby.

Nevýhodou bílých van (stejně jako povlakových hydroizolací) je také vysoká závislost na kvalitě provedení. Technologická kázeň při provádění je klíčová pro výsledný hydroizolační efekt. Mezi rizikové faktory patří nedodržení předepsaného způsobu ošetřování betonu. Pokud nejsou při provádění konstrukce bílé vany dodrženy podmínky pro ošetřování betonu předepsané v [1], může dojít ke vzniku trhlin v konstrukci a u betonů s krystalizační příměsí navíc k selhání chemického procesu sekundární krystalizace, který je základním předpokladem pro projektovanou vodonepropustnost betonu.

Mezi další nevýhody bílých van patří jejich podstatně vyšší difuzní propustnost oproti povlakovým hydroizolacím. Z uvedeného je zřejmá nevhodnost použití bílých van u staveb situovaných na pozemcích s nadměrnou koncentrací radonu v podloží v závislosti na radonovém indexu stavby.

Při volbě koncepce ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti je nutné vždy vycházet z konkrétních podmínek dané stavby se zohledněním všech parametrů a zejména potom rizikových faktorů obou technologií uvedených v předchozím textu. Nelze tedy objektivně stanovit, zda tím nejlepším univerzálním řešením pro každou stavbu jsou povlakové hydroizolace nebo bílá základová vana. Nicméně je jasné, že tím nejhorším způsobem ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti je ten, který je navržen bez hlubší analýzy problému, s nekritickým protěžováním pouze jedné technologie a bez objektivního porovnání všech dostupných variant.

tags: #bílá #vana #beton #konstrukce

Oblíbené příspěvky:

• Vše o dřevěných rohových lištách
• Rozbor PCB v podlahových materiálech
• Inspirace pro dřevěnou knihu hostů
• Tipy pro povolování poškozených vrutů
• Odvodňování staveb: Praktický průvodce