Vesieristyksen ekologinen jalanjälki materiaalivalinnan ja työvoimakustannusten perusteella
Vesitiivistysmateriaalien ominaisuudet ja asennusmenetelmät
Rullamateriaalit vs. valkoinen säiliö
Euroopassa myydään monia materiaaleja vedenpitävyyden varmistamiseksi maanalaisten, vahvistettujen betonirakenteiden osalta. Mutta kuinka tietoisia olemme näiden materiaalien ominaisuuksista, asennusmenetelmistä ja ennen kaikkea - minkä ekologisen jalanjäljen asennus itsessään jättää sekä erilaisista näkökohdista asennuksen jälkeen?
Seuraavaksi vastaamme näihin kysymyksiin ja selvitämme, mikä materiaali tai ratkaisu on vihrein ja käytännöllisin käyttää, pitäen mielessä seuraavat seikat:
- materiaalin kulutus
- työkustannus
Seuraavassa artikkelissa tarkastelemme, mitä materiaaleja käytetään nykyään vedenpitäviksi alle maan tason teräsbetonirakenteille ja laskemme niiden kustannukset per m2. Tämä auttaa meitä näkemään eroja tarvittavien materiaalien määrissä, joista voimme päätellä taloudelliset säästöt sekä ympäristöjalanjäljen ja työvoimakustannusten vähentämisen.
Keskustelemme aiheesta käytännössä käytettävien materiaalien kautta. Tuomme esiin SBS, Köster KSK, ja WFP Pre-Tec rullamateriaalien joukossa. Käytämme white tank, i.e., an integral waterproofing solution, vertailua varten.
PERUSPINTA
Hyvä asennus alkaa hyvin valmistellusta alustasta, mikä koskee kaikkia vesitiiviitä kalvoja. Ihanteellinen pinta on tasainen, puhdas, kuiva ja ilman reikiä. Lisäksi siellä ei saa olla teräviä ulkonevia päitä/kaapeleita, merkittäviä rakoja tai halkeamia. Vesitiiviin kalvon tapauksessa on tärkeää ottaa huomioon, että pohjapinnan on oltava juuri siellä, mihin pohjamaali voidaan lisätä, ja asennettaessa rullamateriaali voidaan liimata rakenteeseen.
Valkoisen säiliön tapauksessa, eli integroitu vesitiiviys, alustan tasaisuus ei ole niin tärkeää, koska sinne ei asenneta kalvoa. Kuitenkin betonin ja betonitöiden laatu on tärkeää!
ASENNUSPAIKAT
Vesitiiviitettäviä kalvoja voidaan asentaa sekä vaaka- että pystysuunnassa. Kalvo tiivistää perustusten levyt, kosteat tilat, kellarikerrokset, katot, parvekkeet ja terassit.
Integraalinen vesitiivistysratkaisu käytetään voimalaitosten jäähdytystorniin, vedenpuhdistamoiden säiliöihin ja vedenpuhdistamoihin, tunneleihin ja metroihin, betoniputkiin, maanalaisten autotallien, pysäköintihallien, perustusten, kellareiden, siltojen, viaduktien, esivalmistettujen betonielementtien jne. rakentamisessa.
MATERIAALIVERTAILU
SBS-bitumivesieristyskalvo koostuu bitumista (saadusta öljyn käsittelystä), muuntajasta ja täyteaineesta, ja materiaalien sisällä on tukikangas tai tukikerros. Mitä suurempi on taustakankaan paino (standardi 140-200 g/m2), sitä vahvempi SBS-rullamateriaali on. Yleisesti ottaen materiaalin paksuus on 2-5 mm, ja asennettaessa kahden materiaalin välinen päällekkäisyys on oltava 5-10 cm, kun taas yhden kerroksen paino on 3,5-5 kg/m². SBS-rullamateriaalin liimautumisen estävä kalvo on poistettava asennuksen aikana. Helpoin tapa tehdä tämä on sulattaa kalvo.
Alustan on oltava valmisteltu yllä kuvatulla tavalla. Asennusta varten rullattu materiaali on hitsattava kaasupolttimella, kunnes bitumi sulaa, ja sitten kangasta on vähitellen rullattava pohjapinnalle. Kuuman bitumin ei saa joutua kosketuksiin veden kanssa, sillä tämä aiheuttaa äkillistä laajenemista ja kiehumisprosessin äkillistä käynnistymistä. Lisäksi kuuman bitumin höyry voi hieman ärsyttää ylähengitysteitä ja silmiä.
Palovammoja voi syntyä, jos kuumaa nestemäistä bitumia pääsee silmiin tai se tulee kosketuksiin ihon kanssa. Kiinteä bitumi ei aiheuta ihon ärsytystä, mutta tiivistetystä bitumista vapautuva höyry voi.
Asennuksen aikana on käytettävä suojalaseja ja erityisiä bensiininkestäviä käsineitä. Materiaali on asennettava vähintään kahdessa kerroksessa. Käytön jälkeen on suoritettava yksityiskohtainen tarkastus hyvän asennuksen varmistamiseksi. SBS-kerrokset on asennettava ilman ilmakuplia, taitoksia tai muita vikoja. SBS-rullamateriaali tarjoaa vesitiiviyden vain, kun se on asennettu ilman vikoja, eikä sitä tule asentaa räjähdysherkkään tai kapeaan paikkaan.
Useimmat tuotesivut antavat SBS-materiaalille käyttöiäksi noin 20-25 vuotta, mikä tarkoittaa, että materiaali on uusittava vähintään kerran, jotta 50-vuotiaan rakennuksen jatkuva vesitiiviys säilyy.
Köster KSK on itsekiinnittyvä vesieristyskalvo, joka koostuu kumibitumin ja HDPE-päällyskalvon seoksesta. Kumi, kalvon komponentti, on erittäin joustava luonnollinen tai synteettinen suurimolekyylinen aine. Esimerkiksi vedenpitävä luonnonkumi tulee Etelä-Amerikasta ja sitä käytetään vedenpitävien ulkovaatteiden tai kenkien valmistamiseen. HDPE-päällyskalvo on korkean tiheyden polyeteeniä.
Kalvoa luonnehtii erinomainen kovuus, kulutuskestävyys, kemiallinen kestävyys ja pinnan kiilto. Koska HDPE on vahvempaa kuin muut polyeteenityypit, sitä käytetään myös esimerkiksi kanisterien valmistuksessa tai kaasun ja vesiputkien puristamisessa. Kalvon kokonaispaksuus on 1,5 mm, ja päällekkäisyyden on oltava vähintään 50 mm. Paino on noin 1,66 kg/m2.
Köster KSK on radon-, metaani- ja vesihöyrytiivis valmistajan suorittamien testien perusteella. Koska materiaali on itseliimautuva, tuotteen lämpökäsittely tai lisälaitteiden käyttö asennuksen aikana ei ole tarpeen.
WFP Pre-Tec on esiasennettu, erityisesti laminoitu vesieristyskalvo. Kalvo koostuu muovikerroksesta, liimakerroksesta ja rakeisesta massakerroksesta. Materiaali tarttuu täysin tuoreeseen betoniin. Lisäksi kalvon reunassa oleva itsekiinnittyvä nauha auttaa luomaan tiiviin liitoksen. Kalvo on myös radon- ja vesihöyrytiivis. Materiaalin paksuus on 1,5 mm, paino on noin 1,55 kg/m2, pakollinen päällekkäisyys on 75 mm, ja vain YKSI kerros materiaalia tarvitaan tiiviin rakenteen saavuttamiseksi.
Asennukseen ei tarvita lisälaitteita, sillä kalvo on esiasennettu ja itsekiinnittyvä. Kalvo asennetaan sopivalle kantavalle pinnalle ennen vahvistus- ja betonitöitä, ja kun betonia valetaan, se kiinnittyy itse tuoreeseen betoniin. On kuitenkin tärkeää huomauttaa, että betoni on valettava vähintään 45 päivää Pre-Tecin asennuksen jälkeen, ja että kalvoa ei saa vahingoittaa betonin valamisen aikana.
Valkoinen säiliö on uusin kokonaisvaltainen vesitiivistysratkaisu, joka koostuu kolmesta päämateriaalista. Ensimmäinen osa koostuu metallilevyistä, jotka estävät vettä pääsemästä betonirakenteiden liitoskohtiin ennen tai valun aikana. Toinen osa koostuu halkeilua aiheuttavista profiileista, jotka hallitsevat ja vesitiivistävät kutistumahalkeamat, mahdollistaen suurempien betonimäärien valamisen. Kolmas osa on kiteinen vesitiivistyslisäaine, joka lisätään betoniseokseen betonitehtaalla. Tämä antaa betonille itsensä korjaamisen kyvyn.
Betonirakenteiden rakennusliitokset
Metallilevyvesitiivisteet asennetaan rakennusliitoksiin estämään veden pääsy liitosten läpi tuotetietolehdessä määritellyllä vedenpainealueella.
Metallilevyvesitiivisteet ovat joko 0,5 tai 0,7 mm paksuja galvanoituja teräslevyjä. Teräslevyn yksi puoli on päällystetty erityisellä mineraalipinnoitteella, joka auttaa varmistamaan tartunnan betoniin ja parantamaan rakennusliitoksen vesitiiviyttä.
WPM® metal sheet waterstop 125R materiaalinkulutus on 0,57 kg/m2 ja WPM® 80R – 0,32 kg/m2.
WPM®
Crack Inducing Waterstop profiili
Halkeamien aiheuttava vesitiiviste on metallilevy, joka toimii vesitiivistyselementtinä ja hallitsee sekä tiivistää kutistumahalkeamia betonirakenteissa. Suunniteltu kutistumahalkeama on heti vesitiivis ja sijoitettu tarkoitettuun paikkaan. Profiili on testattu tarjoamaan vesitiiviyttä jopa 4,5 barin vesipaineessa.
Halkeilua Estävä Vesitiiviste koostuu galvanoidusta metallilevystä, jonka yksi puoli on peitetty erityisellä elastisella mineraalipinnoitteella. Z-muotoiset teräslevyt on liitetty kohtisuoraan galvanoituun mineraalipinnoitettuun teräslevyyn, mikä tarjoaa sitovan avaimen muotoisen kutistushalkeaman, joka auttaa ylläpitämään rakenteen lujuusominaisuuksia. Vaikka vesitiivisteen levyn leveys on 150 mm, Z-muotoisen teräslevyn korkeus riippuu rakenteen paksuudesta. WPM® Crack Inducing Waterstop (20/60/20) materiaalikulutus on 1.11+0.4= 1.51kg/m.
Halkeilua aiheuttava elementti asennetaan teräsbetonipalkkien väliin rakenteen keskelle laskennallisella etäisyydellä toisistaan suunnittelun mittojen mukaan.
Kristallinen vesitiivistyslisäaine
Kristallinen vesitiivistyslisäaine antaa betonille kyvyn itseparantua. Kun vesi pääsee halkeamaan, lisäaine voi sulkea betonin staattiset halkeamat, joiden avautumisen leveys on alle 0,4 mm.
On mahdotonta kuvata kiteisen rakenteen muodostumisprosessin reaktioyhtälöitä tarkemmin, koska kaikkien lisäaineiden reseptit ja kemiallinen koostumus, jotka vähentävät betonin kapillaarista vedenimeytymistä, ovat valmistajien omia kaavoja eivätkä ole julkista tietoa.
Lisäaine ei toimi höyryesteenä, edistää korroosionkestävyyttä eikä vahingoita teräksiä. Krysallinen vedeneristyslisäaine lisää betonin puristusvoimaa ja suojaa betonia hiilidioksidoitumiselta sekä korroosiolta, jota aiheuttavat kloorit ja sulfaatit. Testattu puristusvoima tuotteellemme on 12 baaria. Krysallisen vedeneristyslisäaineen keskimääräinen kulutus WFP:llä on 1m³ = 3kg.
Ennen lisäaineen käyttöä on aina tärkeää suorittaa yhteensopivuustestit ja selvittää oikea annostus ja betonin määrät. Sekoittaessa on vältettävä paakkuuntumista.
AINESVARASTO
Uudemmat vesieristyskalvot voidaan säilyttää jopa 24 kuukautta, ja SBS-materiaalit voidaan säilyttää jopa 12 kuukautta. Valkoisten säiliöiden vesieristysmetallilevyjen vesitiivistimet ja profiilit säilyvät 36 kuukautta, ja kiteinen vesieristyslisäaine 12 kuukautta. On huomattava, että kaikki tuotteet on säilytettävä viileässä, kuivassa ja alkuperäisessä pakkauksessaan.
YHTEENVETO
Kaikki artikkelissa esitetyt tiedot perustuvat tuotesivuihin tai julkisiin tietoihin. Tietoja vertaillessa on selvää, että materiaalien paino on erittäin ratkaiseva ympäristön kannalta. Laskelmien perusteella voidaan määrittää, kuinka paljon vesieristysmateriaalia tarvitaan per m2, jotta varmistetaan asianmukainen vesieristys, joka täyttää kansainväliset standardit.
Materiaalikustannus
Seuraavaksi tarkastelemme laskelmia, jotka näyttävät materiaalikustannukset per m2 kaikille kolmelle vesieristystyypille.
- SBS-rullamateriaalin paksuus on 2-5 mm, ja päällysteen on oltava 50-100 mm - paino on 3,5-5 kg/m².
- Tapauksessa Köster KSKnumerot ovat melkein kaksi kertaa pienemmät - kalvon paksuus on 1,5 mm, ja päällysteen on oltava vähintään 50 mm. Paino pysyy 1,66 kg/m2.
- Jotta Pre-Teclukemat ovat lähes samankaltaisia kuin Köster - materiaalin paksuus on 1,5 mm, ja päällysteen on oltava 75 mm. Vain YKSI kerros Köster KSK:ta ja WFP Pre-Tec -materiaalia on lisättävä. Paino on noin 1,55 kg/m2.
Saadakseen aikaan vesitiiviysstandardit, on asennettava vähintään kaksi kerrosta SBS-rullamateriaalia, mutta yksi kerros riittää Köster KSK:lle ja WFP Pre-Tecille. Tästä voimme päätellä, että verrattuna SBS:ään, Kösterin ja Pre-Tecin materiaalikustannukset ovat lähes neljä kertaa alhaisemmat. Lisäksi tuotetietojen mukaan SBS:n käyttöikä on keskimäärin 25 vuotta, kun taas Köster KSK:n ja Pre-Tecin käyttöikä on 50 vuotta, mikä tarkoittaa, että SBS:n tapauksessa materiaalikustannus kaksinkertaistuu vielä enemmän tässä yhteydessä, mikä johtaa yhteensä 8-kertaiseen kustannukseen.
Otetaan esimerkkiprojekti havainnollistamaan materiaalikustannuksia - rakenne, jonka vesieristysalue on 368m², josta seinät ovat 168m² ja lattia 200m².
- Tässä projektissa SBS-rullamateriaalin kulutus metallilevyvesitiivisteellä on 9,7 kg/1 m², yhteensä 3776,9 kg vesitiivistysmateriaaleja.
- Perinteisessä vesieristyksessä metallilevyllä varustetun vesitukoksen kanssa materiaalinkulutus on 2,1 kg/1 m², ja näyteprojektin kokonaismateriaalinkulutus on 808,8 kg.
- Saamme 1,05 kg/1 m² valkoisen säiliön materiaalikulutukselle, eli internal waterproofing, mikä tekee yhteensä 384,8 kg.
Työkustannukset
Kun lasketaan työvoimakustannuksia näytteen projektin perusteella, otamme huomioon, että työssä on samanaikaisesti kolme henkilöä, ja heidän työpäivänsä pituus on 8 tuntia. Lisäksi vertailu perustuu vähimmäisasennuskapasiteettiin yhden työpäivän aikana (50m2). Tämän seurauksena modernien rullamateriaalien täydellinen vesitiivistys rakennuksessa vie 6-8 päivää. SBS-rullamateriaalin tapauksessa tämä luku on kaksinkertaistettava, koska materiaali on asennettava vähintään kahteen kerrokseen, mikä tarkoittaa, että se vie 14-16 päivää. Valkoisen säiliön osalta metallilevyjen ja halkeamien indusoijaprofiilien asentamisen työvoimakustannus on noin 1-2 päivää.
Johtopäätös
Laskelmista voimme päätellä, että materiaalien ja työvoimakustannusten osalta valkoinen säiliö, eli integroitu vesitiivistysratkaisu, on optimaalisin ja siten myös ympäristöystävällisin valinta. Tämä mielessä pitäen rakenteen suunnittelu ja aiottu käyttö on aina otettava huomioon. Lisäksi on tärkeää ottaa huomioon rakenteen sijainti ja ne vaatimukset, jotka sen on täytettävä.
Integraalinen vedeneristysratkaisu on helpommin saatavilla ja kätevämpi, koska kaikki materiaalit asennetaan rakenteeseen samalla kun teräkset asetetaan paikoilleen, ja kiteinen vedeneristyslisäaine lisätään betoniin betonitehtaalla. Joten ei ole tarpeen tehdä merkittäviä lisätöitä vedeneristyksen varmistamiseksi kuten kalvovedeneristyksessä.