Betonszerkezetek vízzárósága

Vízzáró beton nincs, a víz a legjobban elkészített betonon keresztül is átszivárog, mivel az - még ha kis mértékben is - de mindenképpen porózus. A beton, illetve az abban található adalékanyagok nem szüntetik meg a víz áthaladását, csak lecsökkentik azt. A betonnak speciális adalékanyagok hozzáadása nélkül is van vízáthaladást gátló, illetve szabályozó képessége.

Vízzáró betonból kell azonban készíteni általában minden vízzel, vagy vízgőzzel, nedvességgel érintkező beton vagy vasbeton szerkezetet (víznyomásnak kitett szerkezeteket, nagy páraterhelésű helyiségek határoló szerkezeteit stb.).
A szerkezet vízzáróságát a vízveszteség megengedhető mértékétől függően kell eldönteni (lásd a keretes írást), vagy az egyéb követelmények figyelembe vételével kell a beton vízzáróságát meghatározni. Pl. nagy páraterhelésű helyiségeket határoló vasbeton szerkezetet az acélbetétek korróziójának az elkerülése érdekében még akkor is célszerű mérsékelten vízzáró betonból előállítani, ha az külön páravédelmet is kap.

A víz útja a betonban

A víz egyrészt a beton repedésein, másrészt a pórusokon keresztül mozogva halad keresztül a szerkezeten. Mértéke és hatása nagymértékben függ a pórusstruktúrától, ezenkívül a repedezettségtől és a betonfelület mikrojellemzőitől. A vízzel kémiai kötés is kialakul, ezért a cement kémiai összetételének is nagy a jelentősége, de nem hanyagolhatók el az adalékanyag tulajdonságai sem.

A víz vándorlását tekintve a pórusstruktúra legfontosabb jellemzői a pórusok nyitottsága és a pórusméret eloszlása. A nyitott porozitás azokat a pórusokat jelenti, amelyek egymással össze vannak kapcsolva, tehát átjárhatók, s így lehetséges a folyadékok vagy a gázok áramlása. A szilárd anyagok szabad felületeinek felületi energiája a vízgőz-molekulák felületi megkötését (adszorpcióját) hozza létre a pórusok belső felületén. A víz először kapilláris szívással hatol be, amelyet meg lehet gyorsítani, ha növekszik a hidraulikus nyomás (túlnyomás alatt lévő felületek). A vízzel együtt oldott ionok (pl. karbonátok, kloridok, szulfátok) is vándorolnak. Ezek az anyagok visszamaradnak a betonban, ahol jelentős mértékben feldúsulnak. A „kivirágzás” ennek a hatásnak a következménye: az oldott anyagok újrakristályosodnak a beton felületén.

Vízzáróság biztosítása adalékanyagok alkalmazásával

Vízzáró beton készítéséhez kedvező eredménnyel használhatók a tömítő, a képlékenyítő, a folyósító, a légbuborékképző és a kötéskésleltető adalékszerek. A tömítő adalékszerek a kapilláris pórusokat zárják el és/vagy víztaszítóvá teszik a pórusok falait, ezáltal csökkentik a beton vízfelvételét, a nyomás alatti víznek a betonba áramlását, illetve a betonon való átszivárgásának a mértékét. A tömítő hatás olyan finom eloszlású anyagokkal érhető el, amelyek vízzel érintkezve megduzzadnak. Erre a célra duzzadó szilikátokat és egyéb anyagokat (pl. bentonit) használnak.

Amennyiben a vízzáró betonnak fagyállónak is kell lennie, akkor ajánlatos a légbuborékok mesterséges képzése adalékszerekkel. A vízzáró vasbeton szerkezetek készítésekor figyelembe kell venni, hogy a képlékeny vagy folyós konzisztenciájú keverékekből készített friss, bedolgozott beton – még gondos tömörítés után is – hajlamos zsugorodásra, és az emiatt keletkezett repedések csökkentik a vízzáróságot. Ez a hatás megszüntethető a bedolgozott beton pihentetés utáni újravibrálásával, amely akkor hajtható végre, ha a betonkeverékhez kötéskésleltető adalékszert adagolunk a megtervezett időtartamú (6-24 óra) kötéskésleltetésre.

A beton alkotóanyagait úgy kell összekeverni, hogy egyenletes betonkeveréket kapjunk, a keveréket gondosan kell tömöríteni. Betonozni folyamatosan kell, és a munkahézagokat a tervezett helyeken és a tervben előírt módon kell kialakítani. Különösen fontos a vízzáró szerkezetekhez a csatlakozások, illesztések vízzáró kialakítása mellett a munkahézagokat, fugaszalagokat, azok fajtáját és minőségét is megtervezni. Azt is fontos figyelembe venni, hogy a vasbeton szerkezet egyik legkényesebb része az acélok betontakarásának vastagsága és minősége!

Vízzáróság biztosítása felületi réteg képzésével

Vízhatlan (azaz gyakorlatilag vízhatlan) rétegek alkalmazására legtöbbször olyankor lehet szükség, ha a vasbetonszerkezet vastagsága nem elegendő ahhoz, hogy a tömegében vízzáró betonból készült szerkezet a felhasználási igényeket kielégítő mértékben vízzáró legyen, ill. akkor, ha a szerkezetet tervezési-kivitelezési hiányosságok miatt nem sikerült kielégítően vízzáróan megépíteni.
A szigetelőréteg helyzete szerint megkülönböztethetünk ún. pozitív és negatív helyzetű szigetelést. Pozitív helyzetűnek azt a szigetelő réteget nevezzük, amelyet a víznyomás a szerkezet felületéhez szorít, negatív helyzetűnek pedig azt, amelyet a víznyomás a felületről eltávolítani törekszik. Mind a szigetelési funkció ellátása, mind erőtani szempontból kedvezőbb a pozitív helyzetű szigetelés, ezért lehetőleg ezt a helyzetet kell alkalmaznunk. Szerkezeti anyag védelme szempontjából is csak a pozitív helyzetű szigetelő réteg jöhet számításba.

Utólagos javítások esetén azonban nem mindig van lehetőségünk pozitív helyzetű szigetelő réteg alkalmazására. A szigetelőréteg és a szerkezet kapcsolatának kialakítására kétféle lehetőség adódik: a felülettel együtt mozgó, ill. a felülettől függetlenített mozgású réteg alkalmazása. A felülettel együtt mozgó vízhatlan rétegek tapadás útján folytonosan hozzá vannak kapcsolva a felülethez. Ennek előnye, hogy így a szigetelő réteg rögzítése nem igényel speciális szerkezeti megoldást. Hátránya viszont ugyanebből adódóan, hogy a váltakozó méretű repedések vonalában a bevonat folytonossága és egyenletes tapadása egymásnak ellentmondó követelmények kielégítését igényli.

A felülettől függetlenített mozgású rétegeknél ez az ellentmondás nem áll fenn, gondot jelenthet viszont – különösen jelentős víznyomással szemben alkalmazott negatív helyzetű szigetelés esetén - a szigetelőréteg és a szerkezet független mozgását lehetővé tevő kapcsolatok konstruktív megoldása. A felülettel együtt mozgó bevonatokat ezért csak olyan felületen lehet tartós sikerrel alkalmazni, amelyeken nincs aktív repedés.

Számtalan vegyipari cég kínál egy vagy több rétegű műanyagfilm-bevonati rendszert. A vakolatok és a filmek közti eltérés leginkább az, hogy a filmszerű bevonatok viszonylag nagy, nem rugalmas nyúlást képesek egy-egy alkalommal elviselni.