Studzienki polimerowo-piaskowe: budowa, zalety i wady, zasady montażu

W skład systemów drenażu, zaopatrzenia w wodę, kanalizacji zewnętrznej i kanalizacji deszczowej wchodzą różne konstrukcje studzienek. Wcześniej budowano je z drewna, potem z cegły i żelbetonu. Jednak obecnie coraz częściej stosuje się materiały polimerowe i kompozytowe.

Jednym z takich wariantów jest studnia polimerowo-piaskowa z elementów prefabrykowanych. Czym się wyróżnia, czy można ją zmontować samodzielnie? Właśnie te pytania szczegółowo omówimy w naszym artykule.

A także przyjrzymy się elementom składowym studni polimerowo-piaskowej, specyfice jej użytkowania, głównym zaletom i wadom.

Budowa i charakterystyka

Początkowo ściany szybów studziennych wzmacniano zrębami z drewna gatunków wodoodpornych. Następnie zaczęto to robić za pomocą pierścieni żelbetowych.

Jednak w ostatniej dekadzie zostały one zastąpione kompozytowymi materiałami budowlanymi, które pod względem wytrzymałościowym nie ustępują betonowi, a pod względem łatwości montażu znacznie go przewyższają.

Elementy studni polimerowo-piaskowej są produkowane z:

• plastiku (surowców wtórnych w postaci odpadów różnych wyrobów polimerowych);
• drobnoziarnistego piasku o wilgotności od 0,1 do 10%;
• kolorowych pigmentów na bazie tlenku żelaza.

Zgodnie z technologią produkcji, wypełniacz piaskowy musi być suchy i jednorodny. Wysokiej jakości produkty uzyskuje się tylko z piasku płukanego. Wtedy wewnątrz nie powstają puste przestrzenie, które prowadzą do obniżenia wytrzymałości i wodoodporności elementów studni.

Studnia polimerowo-piaskowa jest konstrukcją prefabrykowaną z kilku elementów, które łatwo i szybko można złożyć w jedną konstrukcję o wymaganej głębokości

Niektórzy nieuczciwi producenci zamiast niego używają przesiewanego odpowiednika kopalnianego, który nie został wcześniej umyty. W rezultacie po kilku miesiącach w wyrobie polimerowo-piaskowym powstają ubytki, puste przestrzenie, a po prostu dziury – to z plastiku wypadają grudki skał ilastych.

Przy wysokiej wilgotności surowca wzrastają nie tylko koszty odparowania wilgoci, ale także spada wytrzymałość i odporność materiału na wilgoć. Staje się on mniej trwały, mrozoodporny i odporny na działanie wody.

Jednak przy zakupie, na oko, określenie niskiej jakości produktu jest praktycznie niemożliwe. Tutaj całkowicie trzeba polegać na uczciwości producenta.

Studnie prefabrykowane z piasku polimerowego są stosowane przy układaniu podziemnych sieci, wykorzystywane do budowy studzienek rewizyjnych i szamb.

Barwniki dodawane są do wyrobu na etapie przygotowania mieszanki i wypiekane razem z nią podczas prasowania na gorąco. Stają się częścią ogólnej struktury molekularnej materiału.

Dlatego nawet włazy z piasku polimerowego, które są stale wystawione na słońce, nie blakną i nie wymagają malowania.

Charakterystyka wyrobów polimerowo-piaskowych

Na wypełniacz piaskowy stosowanej w produkcji mieszanki przypada około 75–80% całkowitej masy. Odpowiada on za sztywność wyrobu. Reszta to spoiwo polimerowe i barwnik. Składniki polimerowe wiążą piasek w wytrzymały, praktycznie wodoodporny monolit.

W wyniku prasowania na gorąco otrzymuje się wyrób dość lekki, trwały, wytrzymały i odporny na agresywne środowiska.

Parametry techniczne elementów studni z piasku polimerowego przewyższają wskaźniki odpowiedników betonowych pod względem wytrzymałości i mrozoodporności.

Wyroby z piasku polimerowego są wytrzymalsze i bardziej odporne na wodę niż betonowe odpowiedniki. Spokojnie znoszą temperatury do minus 70 stopni Celsjusza. Wytrzymują do 500 cykli zamrażania/rozmrażania.

Ponadto kompozyt polimerowo-piaskowy jest odporny na działanie chemikaliów. Nie szkodzi mu agresywne środowisko ścieków kanalizacyjnych. A przy płukaniu studni można stosować dowolne środki czyszczące, zarówno domowe, jak i przemysłowe.

Specyfika eksploatacji

Konstrukcyjnie studnia stanowi pionowo zagłębioną budowlę hydrotechniczną. Podczas eksploatacji jest narażona na działanie wód gruntowych i ścieków, a także na wahania temperatury w sezonach zimowego przemarzania gruntów i późniejszego odmarzania.

Materiał, z którego jest wykonany, musi charakteryzować się podwyższoną odpornością na te czynniki, w przeciwnym razie szczelność zbiornika może być zagrożona.

Studnie z piasku polimerowego różnią się średnicą pierścieni wewnętrznych i włazu. Elementy te są dość trwałe, ale w przypadku pojawienia się nieszczelności ich naprawa będzie trudna. Optymalnym rozwiązaniem w tym przypadku jest całkowita wymiana uszkodzonego elementu.

Z jednej strony konstrukcje studni z piasku polimerowego są tanie i łatwe w montażu, z drugiej strony ich poszczególne części nie nadają się do naprawy. W przypadku pojawienia się otworów w ściankach konieczna będzie wymiana pierścienia. Aby to zrobić, trzeba będzie odkopać studnię do poziomu uszkodzenia i ponownie ułożyć jej elementy.

Dzięki systemowi «pióro-wpust» pierścienie łączą się bardzo szczelnie, a do niezawodnego uszczelnienia wystarczy posmarować je silikonem

Producenci obiecują do pół wieku eksploatacji wyrobów z piasku polimerowego i idealną szczelność połączeń pierścieni. Szczelność jest zapewniona dzięki wpustom na krawędziach wszystkich elementów studni, które zapobiegają rozsuwaniu się pierścieni podczas ruchów gruntu.

Kolejną istotną zaletą zamka pióro-wpust na czołach pierścieni jest to, że podczas montażu studni automatycznie zachowana jest pionowość.

Negatywnym aspektem jest podatność podłoża polimerowego na oddziaływania mechaniczne. Jeśli podczas czyszczenia studni używać twardych skrobaków i nadmiernie się przy tym starać, można uszkodzić polimerowe ścianki, co w konsekwencji obniży wodoodporność podziemnej konstrukcji.

Gdzie stosuje się zbiorniki polimerowo-piaskowe?

Konstrukcje studni z kompozytów można spotkać na drogach, terenach przemysłowych i posesjach prywatnych.

Stosuje się je:

1. Przy organizacji kanalizacji deszczowej do budowy studni drenarskich i studni rewizyjnych do drenażu.
2. Jako osadniki gromadzące ścieki kanalizacyjne.
3. Przy budowie studni z wodą techniczną.
4. Jako szczelne ściany przy budowie kesonu studziennego.

Z pojedynczych pierścieni z piasku polimerowego montuje się szczelne konstrukcje głównie do gromadzenia i odprowadzania ścieków.

Doskonale zatrzymują nieczystości kanalizacyjne w środku, nie reagują na agresywność takiego środowiska, nienagannie zapobiegają przenikaniu cieczy poza system kanalizacyjny.

Budowa typowej studni z kompozytu polimerowo-piaskowego

Studzienna konstrukcja polimerowo-piaskowa składa się z kilku modułów:

1. Dno (okrągły element podstawy).
2. Pierścienie w wymaganej liczbie sztuk.
3. Zwężający się ku górze kielich.
4. Właz.

Najczęściej w sprzedaży dostępne są elementy o średnicy 850, 1000, 1100 mm. Wszystko zależy jednak od producenta i przeznaczenia konstrukcji. Na razie nie ma w tej kwestii sztywnych norm państwowych, wszystkie produkty są wytwarzane według specyfikacji technicznych (TU).

Z kompozytu polimerowo-piaskowego można zbudować studnię o praktycznie dowolnej głębokości. Wystarczy zebrać odpowiednią liczbę pierścieni i połączyć je ze sobą. Trzeba tylko odpowiednio dobrać grubość ścian, aby wytrzymały ciężar konstrukcji z góry.

Studnia prefabrykowana z kompozytu polimerowo-piaskowego to zestaw czterech rodzajów elementów, które wystarczy po prostu zmontować w odpowiedniej kolejności. Głębokość uzyskuje się poprzez instalację wymaganej liczby pierścieni zwykłych (kliknij, aby powiększyć)

Podstawa ma grubość 4,5 – 5 cm, a pierścień jest produkowany o wysokości 20 cm. Właz i kielich w kształcie stożka ściętego występują w różnych rozmiarach. Wszystkie elementy posiadają występ („grzebień”) i wyżłobienie („wpust”), umożliwiające szybkie i szczelne łączenie części w monolityczną konstrukcję.

Włazy polimerowo-piaskowe różnią się pod względem obciążenia na:

• Lekkie (wytrzymują do 3 ton). Stosowane przy budowie studni rewizyjnych i pitnych na terenach przydomowych w sektorze prywatnym, a także w strefie zieleni.
• Średnie (wytrzymują do 5–6 ton). Używane w parkach, na chodnikach i małych parkingach dla samochodów osobowych.
• Ciężkie (wytrzymują do 12 ton). Przeznaczone dla dróg samochodowych i terenów przydomowych w miastach.
• Bardzo ciężkie (nie ulegają zniszczeniu nawet przy obciążeniu 25 ton).

Cena u różnych producentów i w różnych regionach różni się w dość szerokim zakresie. Średnio jednak gotowy zestaw studni polimerowo-piaskowej o wysokości trzech metrów kosztuje 1000–1120 zł.

Włazy kompozytowe występują bez mechanizmu blokującego, z gwintowanym okuciem (śruba z sekretem) lub z zaczepem flagowym lub rozpórkowym.

Polimerowo-piaskowe studnie prefabrykowane mogą służyć około stu lat. W trakcie tego okresu nie stracą szczelności połączeń, w przeciwieństwie do konstrukcji żelbetowych.

Dla prywatnych posesji wystarczy pierwsza opcja, natomiast w parku lub na chodniku lepiej przykryć studnię włazem polimerowo-piaskowym z solidnym zamknięciem, w przeciwnym razie może zostać po prostu wyniesiony.

Nie uda się oddać plastikowego wyrobu na złom, ale nasi rodacy potrafią przystosować do użytku domowego każdą rzecz. Lepiej się zabezpieczyć.

Szczegółowe cechy polimerowych włazów kanalizacyjnych omówiliśmy w tym artykule.

Zalety i wady takiej studni

Wśród zalet studni polimerowo-piaskowych warto wymienić:

1. Niewielka waga poszczególnych elementów i całej konstrukcji.
2. Łatwość wykonania prac montażowych.
3. Możliwość budowania konstrukcji o dowolnej głębokości.
4. Odporność kompozytu polimerowego na wilgoć, mróz i działanie ścieków.
5. Prostota podłączenia dopływu rury kanalizacyjnej z domu.
6. Gwarantowana żywotność wynosząca 50 lat.
7. Bezpieczeństwo ekologiczne materiału.
8. Korzyść cenowa w porównaniu z analogami (biorąc pod uwagę łączne koszty materiałów eksploatacyjnych i montażu).

Materiał kompozytowy z tworzywa sztucznego i piasku nie boi się soli, kwasów i zasad zawartych w ściekach i glebie. Spokojnie wytrzymuje ciągłe działanie wody, falujące grunty zimą i gwałtowne przymrozki.

Niektórzy producenci twierdzą, że studnie wytrzymują sto lat eksploatacji bez remontu kapitalnego. Ale kto to sprawdzał? Zbyt mało czasu minęło od ich pojawienia się w sprzedaży.

Kompozyt polimerowo-piaskowy jest dwa razy lżejszy od betonu. Studnie produkuje się w formie wąskich pierścieni o wadze do 60 kg, dlatego podczas montażu konstrukcji nie ma potrzeby używania budowlanego sprzętu dźwigowego.

Pierścień z piasku polimerowego waży około 50–60 kg, a jego średnica wynosi nieco ponad metr. Można go przewozić w skrzyni ładunkowej Gazeli, a z załadunkiem/rozładunkiem poradzi sobie nawet jedna osoba.

Podczas montażu studni polimerowo-piaskowej nie będzie potrzebny sprzęt dźwigowy. Do ustawienia elementów w wykopanym dole wystarczy dwóch robotników i liny.

Czego nie można powiedzieć o żelbetowym odpowiedniku. Zalecamy bliższe zapoznanie się z cechami montażu szamba z pierścieni żelbetowych.

Schemat montażu studni polimerowo-piaskowej przewiduje kolejno układanie dna, pierścieni i szyi.

Jedyną istotną wadą studni wykonanej z omawianego kompozytu jest niezdolność materiału do wytrzymania dużych obciążeń przy nieprawidłowym doborze pokrywy i grubości pierścieni. Jeśli na lekki właz postawi się ciężarówkę, pierwszy nieuchronnie pęknie.

Taka sama sytuacja jest z pierścieniami. Jeśli na samym dole umieści się elementy o cienkich ściankach, a samą studnię zrobi się bardzo głęboką, to nie będzie ona długo służyć. Dolny rząd po prostu ugnie się pod ciężarem z góry. Żadne sztuczki w postaci podpór i wzmocnień już nie pomogą.

Standardowa technologia montażu

Prace można wykonywać zarówno latem, jak i zimą. Trudności z montażem elementów powinno być minimum. Problemy może sprawić tylko kopanie zamarzniętej ziemi. Najważniejsze, aby używany uszczelniacz dopuszczał pracę przy istniejącej temperaturze powietrza na zewnątrz.

Montaż wykonuje się w pięciu etapach:

1. Rozładunek elementów kompozytowych.
2. Wykopanie wykopu
3. Montaż „konstruktora” z segmentów polimerowo-piaskowych.
4. Podłączenie rurociągów.
5. Zasypanie ziemią.

Wszystko jest proste, z pracą można poradzić sobie samodzielnie, bez zatrudniania pracowników najemnych. Ważne jest prawidłowe obliczenie wymaganej liczby pierścieni lub dokładne trzymanie się projektu.

Etap #1 – przygotowanie elementów i prace ziemne

Najcięższy element studni waży nie więcej niż 60 kg. Do rozładunku samochodu wystarczy wysiłek dwóch osób. Przy tym waga całej konstrukcji nie przekroczy pary ton, jedna «Gazela» do jej transportu ze sklepu w zupełności wystarczy.

Pomimo wysokich właściwości wytrzymałościowych, podczas transportu i magazynowania pierścienie należy przekładać deskami. A dno lepiej położyć na palecie lub pomoście z drewna.

Dół pod studnię z polimerowego piasku trzeba będzie wykopać o szerokości 120–130 cm. Zewnętrzna średnica kręgów nie przekracza 110 cm. Dziesięć centymetrów po bokach w zupełności wystarczy, aby opuścić elementy do wykopanego szybu.

Aby wykonać drenaż, można nie tylko usunąć dno, ale także dodatkowo nawiercić otwory w dolnych kręgach

Jeżeli studnia jest wykonywana bez dna, możliwa jest opcja stopniowego usuwania ziemi spod dolnego kręgu. Ale przy takim podkopywaniu wykop trzeba będzie poszerzyć, w przeciwnym razie praca łopatą będzie niewygodna. Czy warto wykonywać dodatkową pracę, wyjmując półtora do dwóch razy więcej gruntu – decyzja należy tylko do kopacza.

Etap #2 – układanie sekcji i wcinanie rur

Montaż kręgów studni można przeprowadzić zarówno w samym wykopie, jak i obok niego, z późniejszym opuszczeniem w dół całej lub części konstrukcji. W każdym razie można poradzić sobie siłami dwóch osób. Jednak przy opuszczaniu do wykopu już zmontowanej studni potrzebny będzie trójnóg z wciągarką lub dźwig.

Dno lub krąg początkowy układa się na poduszce piaskowej o grubości 15–20 cm, uprzednio wysypanej i ubitej na dnie wykopu.

Następnie wpust w nich wypełnia się szczeliwem lub masą bitumiczną, a w niego grzbietem wkłada się następny element. W ten sposób jeden po drugim układa się wszystkie pozostałe kręgi, a na górze montuje się właz.

Do wcięcia rur w kręgi studni z polimerowego piasku wystarczy użyć wiertarki z koronką o wymaganym rozmiarze.

Polimerowy piasek jest dość łatwy w obróbce. Otwory w nim na wprowadzenia rurociągu można wykonać bez użycia potężnych narzędzi. Wystarczy zwykła wiertarka z zwykłą koronką do betonu lub ceramiki. Dodatkowo, krawędzie po takim wierceniu nie wymagają szlifowania ani żadnej innej obróbki.

Do uszczelnienia połączenia rury i ściany wystarczy włożyć w otwór gumową uszczelkę.

Etap #3 – podłączenie rur i sprawdzenie szczelności

Po zamontowaniu studni z polimerowego piasku na swoim miejscu w wykopie wykonuje się podłączenie rur kanalizacyjnych. Aby dowiedzieć się więcej informacji na temat montażu zewnętrznych rur kanalizacyjnych, przejdź pod ten link.

Następnie przeprowadza się sprawdzenie szczelności połączeń, w tym celu do wnętrza powstałego zbiornika wlewa się wodę. Jeśli nie zauważa się przecieków, pozostaje tylko zasypać przestrzeń między ścianami wykopu a konstrukcją studni.

Potrzeba warstwy izolacji zależy od regionu zamieszkania właściciela. Tak więc w warunkach umiarkowanej temperatury zimowej wystarczy po prostu zasypać przestrzeń między ścianami wykopu a zmontowaną studnią.

Izolacja studni z polimerowo-piaskowego materiału nie jest wymagana. Jednak w zimnych regionach zaleca się ułożenie izolatora cieplnego w postaci styropianu, w przeciwnym razie ciecz wewnątrz może zamarzać. Należy kierować się projektem systemu kanalizacyjnego lub deszczowego, którego częścią jest budowana konstrukcja.

Jeśli nie odpowiada Panu/Pani typ studni polimerowo-piaskowej, proponujemy zapoznać się z instrukcjami dotyczącymi montażu studni kanalizacyjnych z innych materiałów.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące takich studni:

Szczegóły montażu studni polimerowo-piaskowej:

Zalety i wady wyrobów polimerowo-kompozytowych:

Studnia prefabrykowana, której sekcje wykonane są z kompozytu polimerowo-piaskowego, ma wiele zalet w porównaniu z analogami z innych materiałów. Jest odporna na działanie różnych niekorzystnych czynników, trwała i wystarczająco tania.

To doskonała opcja do tworzenia szybów inspekcyjnych przy układaniu linii kablowych i komór szamba. Jednak przy zakupie wyrobów polimerowo-piaskowych do budowy studni pitnej należy sprawdzać certyfikaty. Nie wszystkie produkty są w tym przypadku odpowiednie.

Czy samodzielnie złożył Pan/Pani na działce studnię z polimerowo-piaskowych pierścieni? Proszę opowiedzieć, czy potrzebował Pan/Pani pomocników przy montażu, czy też poradził sobie Pan/Pani ze wszystkimi pracami samodzielnie?

A może dopiero planuje Pan/Pani budowę studni tego typu i po przeczytaniu artykułu ma jeszcze pytania? Proszę zadać je w bloku komentarzy znajdującym się poniżej.