ДВОШАРОВИЙ ЗАХИСТ ВІД КАПІЛЯРНОГО ПІДНЯТТЯ

Капілярне підняття вологи є фізичним явищем, при якому вода з ґрунту підіймається вгору по порах будівельних матеріалів (бетон, цегла, розчин) всупереч силі гравітації. Це відбувається завдяки поверхневому натягу води та силам адгезії між водою та стінками капілярів. Чим менший діаметр пор, тим вище може піднятися волога. Наприклад, у ґрунтах з переважанням глинистих частинок або дрібнозернистого піску, капілярний стовп може досягати кількох метрів, що створює значний ризик для фундаментів та стін підвалів. ДБН В.2.1-10:2009 'Основи та фундаменти будівель і споруд' чітко вказує на необхідність захисту від ґрунтової вологи, але розуміння механізму є першочерговим. Волога, підіймаючись, несе з собою солі, які кристалізуються на поверхні матеріалу, руйнуючи його структуру, знижуючи міцність та морозостійкість. Це також призводить до збільшення теплопровідності конструкцій, що може підвищити втрати тепла до 30-50% у порівнянні з сухими матеріалами, нівелюючи всі зусилля по підвищенню енергоефективності. Захист від капілярного підняття є невід'ємною частиною довговічності та належного функціонування будь-якої капітальної споруди.

Типові ознаки капілярного підняття включають вологі плями на нижніх частинах стін, відшарування штукатурки, появу сольових висолів, а також зростання плісняви та грибка. Ці проблеми не тільки погіршують естетичний вигляд будівлі, а й створюють несприятливий мікроклімат, що може негативно впливати на здоров'я мешканців. Інтенсивність капілярного підняття залежить від кількох факторів: типу ґрунту (глина має дрібніші пори ніж пісок), висоти рівня ґрунтових вод (РГВ), температурного режиму та наявності водотривких шарів. Чим ближче РГВ до основи фундаменту, тим інтенсивнішим буде підняття. Саме тому якісна дренажна система та ефективна гідроізоляція є критично важливими. Наприклад, для ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації менше 0.01 м/добу (глини), капілярне підняття може бути особливо руйнівним. Запобігання капілярному підняттю вимагає комплексного підходу, що починається з детального інженерно-геологічного вишукування та врахування всіх особливостей ділянки.

Деградація матеріалів під дією капілярної вологи часто проявляється через циклічне заморожування-відтавання. Вода, що піднялася в пористі матеріали, при негативних температурах замерзає, розширюючись приблизно на 9%. Це створює внутрішній тиск, який призводить до мікротріщин, а згодом і до руйнування матеріалу. Бетон, штукатурка, цегла втрачають свою структурну цілісність, що позначається на несучій здатності та довговічності конструкцій. Дослідження показують, що навіть невелика вологість (4-6% за масою) може вдвічі знизити міцність бетону на стиск. Таким чином, належний захист від капілярного підняття є не просто питанням комфорту, а фундаментальною умовою структурної стабільності та довготривалої експлуатації будівлі. Нехтування цим аспектом на етапі проєктування фундаменту може призвести до значних фінансових витрат на ремонт у майбутньому.

Розуміння рівня ґрунтових вод (РГВ) є критично важливим для проєктування ефективного захисту від капілярного підняття. РГВ – це верхня межа водоносного горизонту, яка може змінюватися протягом року залежно від кількості опадів, танення снігу та гідрологічного режиму річок. Для визначення максимального РГВ проводять інженерно-геологічні вишукування, включаючи буріння свердловин та тривалі спостереження. Згідно з ДБН В.2.1-10:2009, глибина закладання фундаментів повинна враховувати РГВ та глибину промерзання ґрунту. Якщо РГВ знаходиться близько до позначки закладання фундаменту (наприклад, менше 1 метра від підошви), ризик капілярного підняття значно зростає, і необхідність двошарового захисту стає абсолютною. Низький рівень РГВ не гарантує відсутність проблеми, оскільки сезонні коливання можуть бути значними, а капілярне підняття здатне працювати на значну висоту навіть за відсутності прямого контакту води з фундаментом.

Окрім капілярного підняття, ґрунтові води тісно пов'язані з явищем морозного пучіння ґрунтів. Морозне пучіння виникає в дрібнодисперсних ґрунтах (суглинки, глини, супіски) при їх насиченні водою та подальшому замерзанні. Вода, перетворюючись на лід, збільшується в об'ємі, піднімаючи та деформуючи фундамент. Це може призвести до нерівномірних осідань та тріщин у несучих конструкціях. Згідно ДБН В.2.1-10:2009, глибина промерзання ґрунту для різних регіонів України коливається від 0.8 м до 1.3 м. Якщо ґрунти пучиністі, а РГВ знаходиться в межах сезонного промерзання, це створює подвійний ризик для будівлі. У таких умовах, окрім двошарової гідроізоляції, критично важливою є організація якісної дренажної системи та, за необхідності, заміна пучиністих ґрунтів на непучиністі (пісок, щебінь) у зоні залягання фундаменту. Розрахунок потенціалу морозного пучіння є складною інженерною задачею, що потребує спеціалізованих знань у ґрунтознавстві.

Ефективне управління ґрунтовими водами вимагає комплексного підходу. Це не тільки визначення РГВ, а й аналіз водопроникності ґрунтів, наявності водотривких горизонтів та можливих шляхів фільтрації води. Для будівель, що зводяться на ділянках з високим РГВ, або в умовах, де можливі його значні коливання, часто передбачають пристінний дренаж. Це система перфорованих труб, обсипаних фільтруючим матеріалом (щебінь, гравій) і обгорнутих геотекстилем, що розташовується навколо фундаменту для відведення води в збірний колодязь або каналізацію. Дренаж зменшує гідростатичний тиск на фундамент, але не усуває капілярне підняття повністю. Тому двошарова гідроізоляція є не замінником, а доповненням до дренажної системи, забезпечуючи надійний бар'єр проти капілярної вологи. При проєктуванні такого захисту необхідно також враховувати місцеві кліматичні умови, такі як інтенсивність опадів та тривалість снігового покриву, що впливають на динаміку РГВ.

Двошарова гідроізоляція – це не просто подвійне нанесення одного й того ж матеріалу, а комбінація різних типів гідроізоляції, що взаємно доповнюють один одного, створюючи багатоступеневий захист. Основна ідея полягає в тому, щоб кожен шар виконував свою функцію, а їх комбінація забезпечувала максимальну надійність. Наприклад, перший шар може бути націлений на захист від капілярного підняття та проникнення води під тиском, а другий – на додатковий захист від дифузії водяної пари та механічних пошкоджень. Згідно з ДБН В.2.6-31:2016 'Теплова ізоляція будівель', правильна гідроізоляція є невід'ємною частиною забезпечення належного теплотехнічного захисту. Вибір матеріалів залежить від типу фундаменту, рівня ґрунтових вод, агресивності ґрунтового середовища та економічних факторів.

Серед найпоширеніших матеріалів для двошарової гідроізоляції можна виділити наступні комбінації:
1. Рулонні матеріали (бітумно-полімерні мембрани) + Обмазувальна гідроізоляція (бітумні мастики або полімерцементні суміші).
Рулонні матеріали, такі як євроруберойд або ПВХ-мембрани, забезпечують високу еластичність та стійкість до деформацій. Їх укладають з нахлестом мінімум 100 мм, а шви герметизують термічним зварюванням або спеціальними клеями. Бітумно-полімерні мембрани, армовані поліестером, мають міцність на розтягування до 600 Н/50 мм та подовження до 40%, що критично важливо при осіданні фундаменту. Обмазувальна гідроізоляція, своєю чергою, створює безшовний водонепроникний шар, що ідеально підходить для нерівних поверхонь та складних геометричних форм. Наприклад, двокомпонентні полімерцементні суміші можуть витримувати тиск води до 0.7 МПа. Комбінація цих матеріалів забезпечує як основний бар'єр, так і додатковий захист у місцях можливих пошкоджень.

2. Проникаюча гідроізоляція + Обмазувальна або Рулонна гідроізоляція.
Проникаючі гідроізоляційні матеріали (наприклад, 'Пенетрон' або аналогічні) працюють за принципом кристалізації. Активні хімічні компоненти проникають у пори бетону, утворюючи нерозчинні кристали, які заповнюють капіляри та мікротріщини. Це робить бетон водонепроникним по всій товщині, покращуючи його морозостійкість та хімічну стійкість. Однак, проникаюча гідроізоляція ефективна лише для бетонних конструкцій. Вона часто використовується як перший шар, що створює об'ємну гідроізоляцію, а зверху наноситься обмазувальний або рулонний матеріал для створення додаткового поверхневого бар'єру, який захищає від зовнішніх впливів та забезпечує повну герметичність у вузлах. Для таких систем коефіцієнт опору дифузії водяної пари (Sd) може досягати 2000 м, що свідчить про високу паронепроникність. Використання сучасних будівельних технологій та правильний вибір матеріалів дозволяють досягти оптимального захисту від вологи.

Горизонтальна гідроізоляція є фундаментальним елементом у боротьбі з капілярним підняттям, особливо для плитних фундаментів та підлог по ґрунту. Її основне завдання – перервати капілярний потік води від ґрунту в конструкції. Сучасні нормативи вимагають влаштування горизонтальної гідроізоляції не тільки під стінами, але й по всій площі підлоги першого поверху, якщо під ним немає підвалу. Розглянемо детальний розбір вузла двошарового горизонтального захисту для плитного фундаменту. Після підготовки основи (ущільнення ґрунту, влаштування піщано-щебеневої подушки товщиною не менше 200 мм з коефіцієнтом ущільнення до 0.98), укладається вирівнювальний шар з "худого" бетону класу В7.5 товщиною 50-100 мм. Цей шар забезпечує гладку поверхню для подальшого монтажу гідроізоляції та захищає її від пошкоджень.

На вирівнювальний бетонний шар наноситься перший гідроізоляційний шар. Часто це бітумно-полімерна ґрунтовка (праймер), яка забезпечує відмінну адгезію для наступних шарів. Поверх ґрунтовки укладається перший шар рулонної гідроізоляції, наприклад, бітумно-полімерна мембрана з показником водонепроникності W10-W12. Цей шар укладається з нахлестом мінімум 150 мм на сусідні смуги та ретельно зварюється або склеюється по швах. Важливо, щоб цей шар був виведений за межі фундаментної плити на 200-300 мм для подальшого з'єднання з вертикальною гідроізоляцією стін. Згідно ДБН В.2.1-10:2009, всі стики та кути повинні бути виконані особливо ретельно. Армовані бітумні мембрани володіють еластичністю до 30% при розтягуванні, що дозволяє їм витримувати невеликі деформації основи без порушення цілісності.

Другий шар гідроізоляції укладається поверх першого, але зі зміщенням швів мінімум на 300 мм відносно швів першого шару. Це критично важливий аспект двошарової системи, що забезпечує перекриття потенційних слабких місць. Другий шар може бути також рулонним матеріалом, але часто використовують геомембрани (ПВХ, ТПО), які мають вищу стійкість до агресивних середовищ та механічних пошкоджень. Ці мембрани мають товщину 1.5-2.0 мм та з'єднуються гарячим повітрям, утворюючи надміцний, гомогенний шов. Після укладання двошарової гідроізоляції обов'язково влаштовується захисний шар. Це може бути цементно-піщана стяжка товщиною 50-70 мм, яка захищає гідроізоляцію від механічних пошкоджень під час подальших будівельних робіт та розподіляє навантаження. Загальний опір дифузії водяної пари для такої двошарової системи буде значно вищим, ніж для одношарового рішення, ефективно перериваючи капілярний підйом. Такий підхід дозволяє уникнути типових помилок, що призводять до зволоження основи будівлі.

Вертикальна гідроізоляція стін підвалу є не менш важливою, ніж горизонтальна, оскільки вона захищає підземні частини будівлі від бічного проникнення ґрунтової вологи та води під тиском. Особливо це актуально для ділянок з високим рівнем ґрунтових вод або при наявності водоносних шарів. Двошарова вертикальна гідроізоляція забезпечує підвищену надійність, створюючи додатковий бар'єр на випадок пошкодження першого шару або екстремальних гідрологічних умов. Згідно з ДБН В.2.1-10:2009, вертикальна гідроізоляція повинна бути безперервною та герметично з'єднана з горизонтальною гідроізоляцією фундаменту.

Для першого шару вертикальної гідроізоляції часто використовують обмазувальні матеріали на основі бітумних мастик або полімерцементних сумішей. Бітумно-полімерні мастики, що наносяться в 2-3 шари загальною товщиною до 4 мм, створюють еластичне, безшовне покриття з високою адгезією до бетонної поверхні. Вони стійкі до агресивних хімічних сполук, що можуть міститися в ґрунтовій воді. Полімерцементні склади, такі як гідроізоляційні суміші типу СR 65 (Ceresit), наносяться у два шари по 1-2 мм, забезпечуючи водонепроникність W12. Ці матеріали відмінно працюють на притиск та здатні витримувати значний гідростатичний тиск. Перед нанесенням будь-якого обмазувального шару, поверхню стін необхідно ретельно очистити, вирівняти та проґрунтувати, щоб забезпечити максимальну адгезію та уникнути утворення пустот.

Другий шар вертикальної гідроізоляції зазвичай виконується з рулонних матеріалів або профільної мембрани. Рулонні бітумно-полімерні матеріали наплавляються або наклеюються поверх першого шару з обов'язковим перекриттям швів. Вони надають додатковий захист від механічних пошкоджень та створюють додатковий водонепроникний бар'єр. Профільні мембрани (наприклад, з поліетилену високої щільності, HDPE) є сучасним рішенням для другого шару. Вони мають виступи (пухирці) висотою 8-20 мм, які створюють повітряний зазор між гідроізоляцією та ґрунтом. Цей зазор сприяє відведенню води, що просочилася через ґрунт, до дренажної системи, а також захищає основний гідроізоляційний шар від механічних пошкоджень при зворотному засипанні ґрунту. Профільні мембрани мають високий опір на стиск (до 400 кПа) та подовження при розриві до 700%, що робить їх надзвичайно довговічними. Кріпляться мембрани до стіни за допомогою дюбелів з герметизацією місць кріплення. Верхній край мембрани фіксується притискною планкою. Таке поєднання матеріалів і методів гарантує комплексні інженерні рішення для ефективного захисту підземних частин будівлі.

Ефективний двошаровий захист від капілярного підняття та ґрунтової вологи неможливий без інтеграції з якісною дренажною системою. Дренаж не замінює гідроізоляцію, а доповнює її, знижуючи рівень ґрунтових вод та знімаючи гідростатичний тиск на фундаментні конструкції. Ця синергія є ключовою для довговічності та експлуатаційної надійності будівлі, особливо на ділянках з високим РГВ або схильних до періодичних підтоплень. Принципова схема інтеграції включає об'єднання вертикальної гідроізоляції стін підвалу з дренажною системою, що відводить воду до збірного колодязя. Згідно з ДБН В.2.1-10:2009, дренаж повинен бути розташований нижче рівня підлоги підвалу або підошви фундаменту.

Існує два основних типи дренажу, які інтегруються з гідроізоляцією: пристінний та пластовий. Пристінний дренаж являє собою систему перфорованих труб (діаметром 110-160 мм), що укладаються навколо фундаменту на рівні його підошви. Труби обсипаються шаром щебеню або гравію (фракція 20-40 мм) товщиною не менше 200 мм і обертаються геотекстилем з щільністю 200-300 г/м². Геотекстиль запобігає замулюванню дренажних труб ґрунтовими частинками, забезпечуючи довготривалу ефективність системи. Відведення води здійснюється до інспекційних колодязів та далі у збірний дренажний колодязь або каналізацію. Вертикальна профільна мембрана, що використовується як зовнішній шар гідроізоляції, часто має геокомпозитне покриття (додатковий шар геотекстилю), яке сприяє швидкому відведенню води вниз до дренажної труби.

Пластовий дренаж влаштовується під всією площею фундаментної плити. Він складається з шару крупнозернистого піску або щебеню (мін. 200 мм), на який укладається геотекстиль, а потім збираючі дренажні труби. Пластовий дренаж є ефективним для зниження гідростатичного тиску на плитні фундаменти, особливо у водонасичених ґрунтах. У системі двошарового захисту, гідроізоляція фундаментної плити (горизонтальна) монтується безпосередньо над пластовим дренажем або вирівнювальним бетонним шаром, якщо дренаж знаходиться нижче. Важливо, щоб дренажна система була розрахована на максимальний об'єм ґрунтових вод. Наприклад, для площі забудови 100 м² при фільтрації ґрунту 0.5 м/добу, об'єм води може становити до 50 м³/добу, що вимагає відповідної пропускної здатності дренажних труб та насосного обладнання для відкачування води зі збірних колодязів. Правильне поєднання гідроізоляції та дренажу є запорукою сухого підвалу та стабільного фундаменту, допомагаючи уникнути типових помилок при будівництві.

Забезпечення оптимального вологісного режиму в конструкціях є кінцевою метою всіх гідроізоляційних заходів. Капілярне підняття та проникнення ґрунтової вологи не тільки руйнують матеріали, а й створюють умови для підвищеної вологості у приміщеннях, що негативно впливає на теплотехнічні показники та здоров'я мешканців. ДБН В.2.6-31:2016 'Теплова ізоляція будівель' встановлює вимоги до опору теплопередачі огороджувальних конструкцій, які можуть бути досягнуті лише за умови їхньої сухості. Контроль вологісного режиму передбачає моніторинг вологості матеріалів та повітря, а також забезпечення ефективного повітрообміну. Для оцінки вологості використовують вологоміри, а також розрахункові методи, такі як метод Глаголєва, який дозволяє спрогнозувати динаміку вологонакопичення в огороджувальних конструкціях.

Двошаровий захист від капілярного підняття значно покращує вологісний режим фундаменту та стін підвалу. Завдяки високому опору дифузії водяної пари (Sd > 1000 м) гідроізоляційні матеріали мінімізують проникнення вологи з ґрунту. Однак, важливо також враховувати внутрішні джерела вологи (життєдіяльність, приготування їжі, дихання) та забезпечувати належну вентиляцію приміщень. Відсутність належної вентиляції може призвести до конденсації водяної пари на холодних поверхнях, навіть якщо гідроізоляція виконана бездоганно. Для підвальних приміщень рекомендується примусова припливно-витяжна вентиляція з кратністю повітрообміну не менше 0.5-1.0 об'єму на годину, згідно з ДБН В.2.5-67:2013 'Опалення, вентиляція та кондиціонування'. Комплексні інженерні рішення включають в себе не тільки гідроізоляцію, а й продуману систему вентиляції.

Відповідність українським будівельним нормам (ДБН) є обов'язковою для всіх будівельних робіт. Зокрема, ДБН В.2.1-10:2009 регулює питання проєктування та влаштування фундаментів, включаючи вимоги до гідроізоляції. ДБН В.2.6-31:2016 встановлює норми щодо теплової ізоляції, яка безпосередньо залежить від вологості конструкцій. Усі використані матеріали та технології повинні мати відповідні сертифікати якості та відповідати вимогам державних стандартів України (ДСТУ). Наприклад, для бітумно-полімерних матеріалів це може бути ДСТУ Б В.2.7-101:2000. Приймання робіт з гідроізоляції здійснюється відповідно до вимог СНиП 3.04.01-87 'Ізоляційні та оздоблювальні покриття'. Якість виконання кожного шару, герметичність швів, правильність з'єднання горизонтальної та вертикальної гідроізоляції є об'єктами суворого контролю. Тільки повна відповідність нормативним документам гарантує довготривалий та надійний захист від капілярного підняття та створення комфортного, енергоефективного та безпечного середовища для проживання в Україні.