Papy zgrzewalne – materiał do wykonywania izolacji przeciwwodnych w budownictwie mostowym – cz. I

Ruch pojazdów na obiektach mostowych odbywa się po pły­tach pomostów. Aby umożliwić płynny przejazd pojazdów samocho­dowych, płyty pomostów powinny być płaskie i można na nich wykonać jedy­nie niewielkie spadki, które nie powinny zakłócać warunków ruchu drogowego. Są to bardzo trudne warunki do od­prowadzenia wody opadowej. Dlatego ogromną wagę w zabezpieczeniu płyt pomostów przed korozją mają dobre izolacje, których zadaniem jest nie­dopuszczenie do bezpośredniego od­działywania wody opadowej na mate­riał konstrukcyjny płyty pomostu i jej ochronę przed korozją. Aby zapewnić niezakłócone warunki ruchu po płycie pomostu, izolacje mostowe powinny poza wodoszczelnością spełniać jesz­cze kilka dodatkowych wymagań:

– zapewnić dobre przyklejenie do płyty pomostu i do nawierzchni mosto­wej; izolacja nie może przesuwać się względem podłoża oraz nawierzchni;

– zapewnić trwałość i niezmienność właściwości w czasie co najmniej 30 lat;

– wykazywać odporność na obciążenia dynamiczne w czasie całego okresu eksploatacji;

– wykazywać odporność na obciążenia związane z układaniem nawierzchni asfaltowych na gorąco.

Jednym z materiałów spełniających wyszczególnione wyżej wymagania są papy zgrzewalne, stosowane w kraju od ok. 30 lat. O sukcesie technicz­nym i komercyjnym pap zdecydowały ich zalety, takie jak:

–  umiarkowana cena,

–  łatwość wykonywania izolacji i przy­uczenia pracowników do ich wyko­nywania,

–  praktycznie nieograniczony okres przechowywania materiału przed wbudowaniem,

–  możliwość stosowania z praktycznie wszystkimi rodzajami nawierzchni układanej na pomostach obiektów drogowych i kolejowych,

–  wysoka trwałość prawidłowo wyko­nanej izolacji.

Jest jednak kilka czynników, które utrudniają stosowanie pap zgrzewalnych. Należą do nich:

– konieczność układania izolacji na dojrzałym betonie – podłoże beto­nowe w chwili gruntowania roztwo­rami asfaltowymi powinno mieć co najmniej 14 dni;

–  wymóg wykonywania robót podczas bezwietrznej pogody i bez opadów – izolacje papowe są bardzo wraż­liwe na wilgotność podłoża oraz na wszystkie błędy klejenia, w tym spowodowane działaniem silnego wiatru;

– konieczność wykonywania robót przy temperaturze otoczenia prze­kraczającej +5°C.

Izolacje płyt pomostów (materiały i robocizna) stanowią bardzo niewielki procent wartości całej inwestycji ko­munikacyjnej, ale ich wpływ na całko­wity efekt ekonomiczny inwestycji jest znaczący. Izolacje są układane w koń­cowym okresie budowy, gdy wykonaw­ca znajduje się pod presją dotrzymania terminu oddania inwestycji. Niedotrzy­manie wymogów technologicznych wy­nikające z chęci przyspieszenia robót izolacyjnych może mieć bardzo poważ­ne skutki, w skrajnym przypadku może zajść konieczność wymiany izolacji na obiekcie w krótkim okresie po oddaniu tego obiektu do eksploatacji. Taka wy­miana oznacza duże koszty, konieczne jest zamknięcie obiektu, usunięcie ist­niejącej izolacji i nawierzchni, naprawa powierzchni płyty pomostu, a następ­nie odtworzenie izolacji i nawierzchni.

Rys. 1 Schemat budowy papy zgrzewalnej

Papa zgrzewalna

Papa zgrzewalna (rys. 1) jest ro­lowym materiałem produkowanym fabrycznie, zbudowanym z osnowy (włókniny lub tkaniny technicznej) przesyconej i obustronnie powleczo­nej polimeroasfaltem, czyli asfaltem modyfikowanym polimerami oraz do­datkami poprawiającymi adhezję, czyli przyczepność do podłoża i nawierzch­ni. Do produkcji pap zgrzewalnych są stosowane dwa rodzaje polimeroasfaltów: elastomeroasfalty, w których głównym dodatkiem jest kauczuk butadienowo-styrenowy SBS, oraz plastomeroasfalty modyfikowane polipropylenem ataktycznym APP W za­stosowaniach mostowych sposób modyfikacji polimeroasfaltu w papach zgrzewalnych nie ma istotnego zna­czenia. Izolacja mostowa jest zawsze przykryta nawierzchnią lub warstwą ochronną oraz sklejona z podłożem i nawierzchnią. Izolacja mostowa jest osłonięta przed bezpośrednim dzia­łaniem promieniowania słonecznego i dociśnięta do podłoża. Polimeroasfalty poprawiają właści­wości pap w niskich temperaturach, ponieważ obniżają temperaturę kru­chości asfaltu wyjściowego i papa w niskich temperaturach zachowuje elastyczność.

Rys. 2 Widmo w podczerwieni (przykładowej papy zgrzewalnej)

Obie powierzchnie papy zgrzewalnej są zabezpieczone przed przypadko­wym sklejeniem w rolce. Stosowane są różne rodzaje takich zabezpie­czeń. Do zabezpieczenia górnej po­wierzchni papy są stosowane zwykle posypki mineralne z drobnego piasku lub łupku, rzadziej stosowane są folie z tworzyw sztucznych lub włókniny techniczne. Rodzaj stosowanego za­bezpieczenia górnej powierzchni papy nie ma większego znaczenia w pa­pach stosowanych do wykonywania izolacji mostowych. Podczas wykony­wania nawierzchni asfaltowej każde zabezpieczenie górnej powierzchni zostanie przetopione na skutek dzia­łania wysokiej temperatury układanej nawierzchni, a następnie częściowo zmieszane z materiałem nawierzch­ni. Jeżeli izolacja ma być wykony­wana podczas lata, korzystnie jest wybrać papę z jasną gruboziarnistą posypką na jej górnej powierzchni. Posypka taka odbija promieniowanie słoneczne i zmniejsza nagrzewanie izolacji, co w pewnym stopniu chro­ni izolację przed powstawaniem pę­cherzy, które mogą powstawać, gdy izolacja jest przez dłuższy czas wy­stawiona na bezpośrednie działanie promieni słonecznych (nieprzykrytą nawierzchnią).

Do zabezpieczenia dolnej po­wierzchni papy stosowane są folie z tworzywa sztuczne­go (zwykle polietylenu). Folia zabezpieczająca dolną po­wierzchnię papy powinna być bardzo cienka, grubość do 0,1 mm. Folia na dolnej po­wierzchni papy powinna być w całości stopiona palnikiem i rozpuszczona w polimeroasfalcie podczas układania izola­cji. Folie grubsze od 0,1 mm wymagają dłuższego podgrze­wania w celu stopienia i przez to utrudniają wykonanie izo­lacji mostowej. Bez pełnego przetopienia folii na spodniej stronie papy nie można prawidłowo dokleić izolacji do podłoża.

Papa zgrzewalna przeznaczona do wykonywania izolacji na po­mostach mostów drogowych lub kolejowych powinna speł­niać odpowiednie wymagania (tabl. 1).

1) Arkusz papy powinien być bez dziur, załamań i o równych krawędziach. Papa powinna mieć równomiernie rozłożoną powłokę i posypkę.
Niedopuszczalne są uszkodzenia powstałe przy rozwijaniu rolki na skutek sklejenia papy.
2) L – długość arkusza papy według producenta.
3) S – szerokość arkusza papy według producenta.
4) Badanie należy wykonać w temperaturze 23 ± 2°C.
5) Badanie należy wykonać w temperaturze 20 ± 2°C.

Środki gruntujące

Środki gruntujące są materiałami przeznaczonymi do zwiększenia przyczepności, czyli adhezji, do podłoża właściwej izolacji z papy zgrzewalnej. Są stosowane dwa rodzaje środków gruntujących: as­faltowe i żywiczne.

Asfaltowe środki gruntujące

Asfaltowe środki gruntujące są gotowymi do użycia roztworami asfaltowymi w rozpuszczalnikach organicznych, zawierającymi do­datki zwiększające adhezję. Roztwór asfaltowy przeznaczony do gruntowania podłoża betonowe­go na pomostach mostów powinien spełniać wymagania wg tabl. 2.

Tabl. 2 Wymagane własności roztworu asfaltowego przeznaczonego do gruntowania podłoża betonowego na pomostach mostów

       Lp.                  Właściwości                                Jednostki                 Wymagania                Metody badań według

Żywica podstawowa i utwardzacz

      1            Analiza w podczerwieni                            –                   Badanie identyfikacyjne               PN-EN 1767

Utwardzona powłoka

Żywiczne środki gruntujące

Żywiczne środki gruntujące są dwuskładnikowymi żywicami epok­sydowymi lub kopolimerami żywic chemoutwardzalnych. Ich zastoso­wanie umożliwia pewne przyspiesze­nie wykonywania robót izolacyjnych i uniezależnienie prowadzenia robót od wilgotności podłoża. Żywice prze­znaczone do gruntowania betonu powinny wykazywać dobrą przyczep­ność do betonu oraz być odporne na krótkotrwałe działanie wysokiej temperatury. Nie mogą pękać i od­spajać się od podłoża pod wpływem chwilowego nagrzania płomieniem palnika gazowego. Większość żywic wymaga, aby ich aplikację prowadzić w temperaturze wyższej od + 8°C

– wymagają więc dobrej pogody w momencie aplikacji.

Żywiczne środki gruntujące do pod­łoża betonowego na pomostach mostów powinny spełniać wymaga­nia według tabl. 3.

dr inż. Krzysztof Germaniuk Instytut Badawczy Dróg i Mostów

Literatura

1. K. Germaniuk, D. Sybilski, Zalecenia wykonywania izolacji z pap zgrzewalnych i nawierzchni asfaltowych na drogowych obiektach mostowych, Seria „I”, Zeszyt nr 68, IBDiM, War­szawa 2005.

 2. K. Germaniuk, Polimeroasfaltowe papy zgrzewalne i samoprzy­lepne przeznaczone do wykony­wania izolacji przeciwwodnych na drogowych i kolejowych obiektach inżynierskich. Zalecenia IBDiM do udzielania aprobat tech­nicznychnr Z/96-03-001, Seria „I”, Zeszyt nr 74, IBDiM, Warszawa 2008.

3. K. Germaniuk, Izolacje przeciwwodne obiektów mostowych układane na wilgotnym podłożu, „Materiały Bu­dowlane” nr 3/2010.