Dylatacje tarasów

Dylatacje tarasów - zasady rozmieszczania, wymagania
techniczne, kształtowanie
Autor: Ceresit
Jako element budynku taras jest narażony na bezpośrednie oddziaływanie warunków atmosferycznych
(zakres oddziałujących temperatur w okresie letnim i zimowym, zalegający śnieg, itp.), w tym z reguły
na silne nasłonecznienie, wynikające z orientacji względem stron świata. Stąd bardzo istotne jest
szczególnie dokładne projektowanie detali, w tym układu dylatacyjnego tarasu, gdyż wszelkie
odstępstwa od zasad stosunkowo szybko ujawnią się w postaci problemów technicznych.
Układ typowych warstw tarasowych można przedstawić następująco:
a) płyta konstrukcyjna z ukształtowanym spadkiem, a w razie jego braku dodatkowo podkład
spadkowy,
b) izolacja główna pełniąca również funkcje paraizolacji,
c) mata drenażowa,
d) izolacja termiczna,
e) włóknina filtracyjna,
f) jastrych podkładowy,
g) izolacja wodoszczelna – elastyczna powłoka izolacyjna na bazie mineralnej,
h) wykładzina tarasu, np. ceramiczna, mocowana na klejach klasy C2 (wg PN-EN 12004).
Jako minimalną grubość podkładu układanego bezpośrednio na warstwie izolacji termicznej,
narażonego na wpływy termiczne, należy przyjąć w przypadku zastosowania jastrychu cementowego
szybkosprawnego Ceresit CN 87 minimum 4,5 cm, w przypadku betonu tradycyjnego: min. 5 cm.
Podkład jest często zbrojone siatkami zgrzewanymi lub zbrojeniem rozproszonym. Warstwa
podkładowa powinna mieć stałą grubość, gdyż przy różnych grubościach proces wysychania płyty jest
nierównomierny i w wyniku tego skurcz wiązania jest różny w różnych miejscach. Dlatego jastrychów
nie powinno się używać do kształtowania spadków. Właściwe spadki winny być ukształtowane
wcześniej na izolacji głównej tarasu.
Jastrych podkładowy podlega oddziaływaniu dwóch rodzajów skurczu:
a) skurczu chemiczno–fizycznego,
b) skurczu termicznego.
Skurcz chemiczno–fizyczny powstaje w wyniku wiązania wody z cementem w procesie hydratacji i
odparowania jej nadmiaru. Jego wartość - ɛs waha się w granicach od 0,00015 do 0,00050 i jest niższa
dla betonów konstrukcyjnych, zaś wyższa dla betonów niezbrojonych. Skurcz chemiczny wynoszący
około 50% ɛs jest procesem nieodwracalnym. Wynika on z chemicznego procesu hydratacji cementu.
Z kolei skurcz fizyczny powstaje w wyniku wyparowania nadmiaru wody. Jest on częściowo
odwracalny, zależny od proporcji W/C i sposobu pielęgnacji betonu. Skurcz fizyczny i chemiczny po 28
dniach wynosi 50-70% skurczu całkowitego, 100% wartości osiąga on dopiero po czasie około 1-3 lat
od wylania płyty.
Skurcz termiczny wynika ze zmian temperatury nawierzchni tarasowej, które są bezpośrednio
przenoszone na jastrych podkładowy. Wartość skurczu termicznego dla betonu określa współczynnik £
t=0,00001◦C (wg PN 1991-1-5:2003, tablica C.1). Z uwagi na zmienne warunki atmosferyczne (zimą
temperatura do –30 ◦ C, latem nawierzchnia tarasu może się ogrzewać w przypadku ciemnej
wykładziny ceramicznej nawet do +70◦C), wielkość odkształceń termicznych podkładu mogą być
znaczące i będą przykładowo wynosić 2,5 mm w przypadku podkładu o długości boku np. 2,5 m.
Ze względu na wielkość powierzchni tarasy należy podzielić na:
a) duże o powierzchniach kilkuset lub nawet kilku tysięcy m²,
b) małe głównie w budownictwie indywidualnym, o powierzchniach kilkudziesięciu m².
Podkłady dużych tarasów, np. użyteczności publicznej, są zbrojone siatkami lub zbrojeniem
rozproszonym, często również z uwagi na wielkość i charakter występujących obciążeń
eksploatacyjnych. Podkłady małych tarasów są wykonywane najczęściej bez zbrojenia.
Przy analizie wielkości odkształceń termicznych warstw nawierzchniowych tarasu (podkład i
wykładzina ceramiczna) winny być uwzględniane następujące parametry: długość i szerokość
podkładu w obrębie wydzielonych pól dylatacyjnych, zakres zmian temperaturowych nawierzchni
tarasu w cyklu rocznym oraz omówiony już współczynnik odkształcalności termicznej materiału.
Wielkość pól dylatacyjnych podkładu jest ściśle uzależniona od możliwości zapewnienia swobodny
odkształceń termicznych podkładu i wyprawy ceramicznej tarasu, przy zachowaniu również
szczelności szczelin dylatacyjnych.
Generalnie możemy wyróżnić następujące typy dylatacji występujących w obrębie tarasów:
a) dylatacje konstrukcyjne budynku, które oddzielają poszczególne jego części, przebiegające w tym
samym przekroju, na całej wysokości budynku i winny być przeniesione na elementy konstrukcyjne
tarasu,
b) dylatacje podkładu, występujące na całej jego grubości,
c) dylatacje obwodowe, oddzielające podkład i wykładziny od innych elementów konstrukcyjnych
budynku,
d) dylatacje pozorne, wykonywane na określonej grubości podkładu,
e) dylatacje na połączeniach warstw nawierzchniowych (podkład, izolacja, wykładzina ceramiczna
tarasu) z elementami o innym współczynniku odkształcalności termicznej,
Konieczność wykonania tego typu dylatacji wynika głównie ze skurczu hydratacyjnego
(fizyko-chemicznego) spoiwa oraz pracy warstw nawierzchniowych tarasu przy dużej amplitudzie
temperatur eksploatacyjnych.
Różna jest funkcja poszczególnych rodzajów dylatacji występujących w warstwach
nawierzchniowych tarasu:
a) dylatacje podkładu przechodzące w postaci szczelin przez jego całą grubość. Umożliwiają one
swobodę jego przemieszczeń w kierunku poziomym oraz w ograniczonym zakresie również pionowym.
Dylatacje te mają za zadanie kompensowanie zmian liniowych jastrychu wywołane oddziaływaniem
warunków zewnętrznych (zmienne temperatury, nasłonecznienie, itp.),
b) dylatacje obwodowe (tzw. brzegowe) oddzielają jastrych od innych elementów konstrukcyjnych
budynku (ścian, słupów, itp.), zapewniające swobodę odkształceń podkładu, kompensując wpływ
ruchów termicznych na części budynku przyległe bezpośrednio do podkładu. Należy podkreślić, iż
często stosowane w praktyce kształtowanie dylatacji obwodowej poprzez wywinięcie poziomej izolacji
głównej na ścianę budynku nie jest właściwym rozwiązaniem, gdyż brak jest szczeliny zapewniającej
swobodę poziomych odkształceń płyty jastrychowej. Cienka warstwa membrany bitumicznej, czy też
papy nie jest w stanie tego zapewnić,
c) dylatacje pozorne (tzw. wymuszone) są kształtowane w podkładzie na etapie wykonawstwa,
zapewniają kompensację skurczu fizyko-chemicznego betonu. Są w przypadku tarasów wykonywane
w podkładach układane na warstwach termoizolacyjnych lub innych warstwach rozdzielających oraz w
przypadku kształtowania spadku na płycie konstrukcyjnej. Mają za zadanie ograniczyć rysy skurczowe
poza dylatacjami tego typu, w obrębie pola. Dylatacje te wytwarza się poprzez nacięcie szczeliny w
świeżo związanej zaprawie lub betonie na głębokość 1/3 – 1/2 grubości płyty na ewentualnych
uskokach (np. przy zmianie grubości warstwy izolacji termicznej) oraz w celu podziału powierzchni
większych od ok. 15-20 m². Po upływie 28 dni, zatem po zaniku 50-70% skurczu, dylatacje pozorne
mogą być sklejone szpachlą żywiczną i nie muszą być odwzorowywane w izolacji mineralnej oraz
wykładzinie ceramicznej tarasu. W sytuacji, gdy dylatacja pozorna nie jest klejona, należy ją przenieść
na izolacje przeciwwodną oraz wykładzinę ceramiczną,
d) dylatacje na połączeniach z innymi elementami (np. odwodnieniem liniowym, wpustami, itp.)
wykonuje się w formie szczelin o szerokości >/ 5 mm, wypełniając je masą elastyczną na podbudowie
ze sznura polietylenowego o odpowiednio dobranej średnicy.
Fot. 1 Powierzchnia dużego tarasu bez wykonanych dylatacji termicznych. Widoczne miejscowe
naprawy (wymiana płytek wykładziny ceramicznej) wykonane w okresie pierwszych trzech lat
eksploatacji.
Fot. 2 Brak właściwych spadków warstwy nawierzchniowej tarasu powoduje powstawanie lokalnych
zastoin wody, co sprzyja destrukcji mrozowej spoin oraz wymywaniu soli i dyspersji z zaprawy
klejącej.
Przy kształtowaniu wielkości poszczególnych pól dylatacyjnych tarasu (dylatacje podkładu),
powinniśmy uwzględniać:
a) szerokość szczeliny dylatacyjnej, tak, aby mogła zapewnić swobodę odkształceń liniowych płyty
podkładowej,
b) rodzaj projektowanego wypełniacza, który powinien zapewnić szczelność dylatacji przy zmianach
jej geometrii wynikającej z odkształceń termicznych.
Uszczelnienie dylatacji w warstwie izolacji przeciwwodnej (mineralna powłoka izolacyjna CR 166) jest
wykonywane przy użyciu taśm elastycznych CL 152 oraz CL 150, które doskonale z nią współpracują.
Uszczelnienie dylatacji w poziomie płytek ceramicznych jest wykonywane zgodnie z zaleceniami
normy PN-ISO 7727:1999.
Dylatacje podkładu powinny być odwzorowane w wykładzinie ceramicznej tarasu. Z uwagi na wielkość
odkształceń termicznych, winny być wypełniane uszczelniaczami poliuretanowymi (Ceresit CS 29).
Produkt ten jest odporny na oddziaływanie warunków atmosferycznych w bardzo szerokim zakresie
temperatur, promieniowanie UV oraz cechuje się bardzo wysoką elastycznością, dużą przyczepnością
do różnych podłoży i odpornością na procesy starzeniowe.
Fot. 3 Migracja wód opadowych pod wykładzinę ceramiczną skutkuje destrukcją kleju. Na zdjęciu
widoczne płytki odspojone od zaprawy klejącej klejone na tzw. „grzebień” bez użycia wymaganej tzw.
metody kombinowanej. Woda ma możliwość penetracji w wolne przestrzenie pod płytką, a
zwiększając objętość w ujemnych temperaturach odspaja płytki od podłoża.
Projektując szerokość szczeliny dylatacyjnej oraz rodzaj uszczelniacza, należy założyć, że przy
aplikacji materiałów w temperaturze ok. +20 ◦ C, to należy założyć, iż temperatury minimalne i
maksymalne mogą się różnić w okresie zimowym o ok. 50◦C. Przy założonej szerokości szczeliny
dylatacyjnej układanej w takich warunkach temperaturowych, np. 10 mm jej szerokość w okresie
zimowym może się zwiększyć do 15 mm, zaś w okresie letnim zmniejszy się do 5 mm. Przy
zastosowaniu do jej wypełnienia uszczelniacza poliuretanowego Ceresit CS 29 o zakładanym
wydłużeniu +- 50%, mamy możliwość zachować szczelność szczeliny dylatacyjnej przy max.
szerokości 15 mm. Dopuszczamy zatem skrócenie każdej płyty o 2,5 mm, co na podstawie prostych
przeliczeń dokonanych powyżej daje nam max. długość krawędzi pojedynczego pola dylatacyjnego
równą 5 m, zatem całkowite pole powierzchni niedylatowanego podkładu winno wynosi do 25 m². W
przypadku stosowania pól prostokątnych zaleca się, aby wzajemne proporcje boków (długość :
szerokość) zawierały się w stosunku 1:1 - 1:2. Na etapie projektowania układu dylatacyjnego tarasu
należy uwzględnić wielkość płytek ceramicznych, aby uniknąć ich docinania.
CS 29 stanowiący wypełnienie szczeliny ma za zadanie przenieść siły poziome i ewentualnie
występujące w zdecydowanie mniejszym zakresie - pionowe. Aby zapewnić optymalną pracę
elastycznego wypełniacza, powinien on efektywnie przylegać do dwóch bocznych krawędzi
(najczęściej pionowych, np. krawędzie boczne płytek ceramicznych), natomiast nie powinien
współpracować z podłożem. W tym celu w szczelinę układany jest elastyczny sznur polietylenowy na
odpowiednią głębokość (średnica sznura winna wynosić min. 120% szerokości szczeliny).
Fot. 4, 5 Lewe zdjęcie przedstawia destrukcję okładziny ceramicznej tarasowych stopni schodowych.
Płytki wypełniono zaprawą do spoinowania, ułożono je na nieizolowanym podłożu. Zdjęcie po prawej:
do wykonania izolacji przeciwwodnej typu mineralnego użyto taśmy pozasystemowej, która uległa
destrukcji w środowisku alkalicznym.
Fot. 6 Uszczelnienie górnej krawędzi płytki cokołowej silikonem układanym niezgodnie z
wymaganiami w formie ćwierćwałka. W krótkotrwałej perspektywie dojdzie do odspojenia płytki
cokołowej od podłoża.
Duża powierzchnia pól dylatacyjnych powoduje, że z uwagi na wielkość odkształceń termicznych
wykładziny ceramicznej, elastyczność zaprawy użytej do jej spoinowania może okazać się
niewystarczająca. Pojedyncze płytki ceramiczne łączone cementową zaprawą do spoinowania tworzą
układ przypominający tarczę, nie mając możliwości kompensacji tak dużych naprężeń termicznych. Z
tego względu w obrębie każdego pola dylatacyjnego wykonuje się tzw. dylatacje pozorne, wydzielając
w obrębie jednej niedylatowanej powierzchni dodatkowo 2, 3 lub 4 pola o powierzchni ok. 6-8 m².
Dylatacje pozorne wypełnia się uszczelniaczem silikonowym Ceresit CS 25 w miejsce zaprawy do
spoinowania płytek CE 40 lub CE 43, dzieląc tym samym dużą powierzchnie na mniejsze pola.
Rozwiązanie to daje możliwość kompensacji naprężeń wynikających z odkształceń termicznych
wykładziny ceramicznej, która będzie podlegała mniejszym zmianom liniowym, kompensowanym
przez uszczelniacz silikonowy.
Fot. 7 Izolacja główna wyprowadzona w płytce przednóżka. Skutkuje to w pierwszej kolejności
pojawieniem się wysole na spoinach, w dalszej: całkowita destrukcja zaprawy klejącej i odspojeniem
płytek.
Na szczególną uwagę zasługuje połączenie wykładziny ceramicznej tarasu z płytką cokołową
(uszczelnienie dylatacji obwodowej). Płytka nie może opierać się na wykładzinie poziomej tarasu, lecz
powinna być zainstalowana na wysokości 3-5 mm powyżej, dając jej tym samym możliwość swobody
poziomych odkształceń termicznych płyty nawierzchniowej tarasu. Wolna przestrzeń pomiędzy płytka
cokołową a wykładzina tarasu winna być wypełniona sznurem polietylenowym, zaś sam styk
pomiędzy płytkami uszczelniony przy użyciu uszczelniacza poliuretanowego CS 29. Przy użyciu CS 29
powinna być również zabezpieczona górna krawędź płytki cokołowej na połączeniu z ze ścianą, w celu
uniemożliwienia penetracji wód opadowych, a w następstwie korozji mrozowej zaprawy klejącej.
Reasumując, problem dylatacji tarasowych jest często pomijany lub traktowany marginalnie. Brak
właściwych rozwiązań układu dylatacyjnego lub popełnione na etapie wykonawstwa błędy,
doprowadzą w perspektywie kilku zaledwie lat do stopniowej destrukcji wykładziny ceramicznej,
migracji wód opadowych w warstwy tarasu, korozji zapraw klejących, płyty podkładowej, zawilgocenia
izolacji termicznej, postępujących przecieków. Dołączone zdjęcia obrazują kilka takich problemów.
Wagę i rangę tego tematu doceniają ci, którym przyszło remontować taras już kilkakrotnie. Stąd warto
już na etapie projektowania tarasu oraz jego wykonawstwa dołożyć wszelkich starań, aby uniknąć
problemów oraz kosztownych prac remontowych.
© 2013 Henkel Polska sp. z o.o.