РОЗДІЛ 11. Гідроізоляційні та покрівельні матеріали

Гідроізоляційні матеріали призначені для захисту будівель та споруд від дії води, що забезпечує їх нормальну експлуатацію, підви­щує надійність та довговічність. Покрівельні матеріали можна розгля­дати як різновид гідроізоляційних. Гідроізоляційні матеріали класифі­кують за видом в'яжучого (бітумні, дьогтеві, бітумно- та дьогтеполі- мерні, полімерні, мінеральні), по способу проведення робіт (оклейні, офарблюючі, обмазочні, напилюючі), по призначенню (антифільтра- ційні, антикорозійні та герметизуючі).

Гідроізоляційні матеріали у будівництві застосовують для ізо­ляції та антикорозійного захисту підземних споруд (фундаменти, дю­кери, трубопроводи тощо), водонаповнених споруд (резервуарів, ба­сейнів, лотків та інших), конструкцій покриття будівель, також для безвологісного догляду за бетоном, ремонтно-відновлювальних робіт на бетонних облицюваннях. Герметизуючі матеріали широко використовуються для омонолічування швів збірних конструкцій.

11.1. Покрівельні та гідроізоляційні мастики

Мастиками називають штучні суміші органічних в'яжучих із пиловидним або волокнистим наповнювачем. Як наповнювачі за­стосовують тонкомелені мінеральні матеріали - вапняк, доломіт, тальк, крейду, трепел, золу, цемент, також волокнисті - мінеральну вату, азбест та інші. До складу мастик входять від 10 до 70% напов­нювачів в залежності від призначення мастик та особливостей компо­нентів. Наповнювачі повинні бути рихлими, сухими, не комкуватися при змішуванні з органічними в' яжучими та бути стійкими проти хі­мічно агресивного середовища, яке буде діяти на гідроізоляцію. Напо­внювачі не повинні містити водорозчинних та глинистих частинок. Наповнювачі мастик для заповнення деформаційних швів споруд не повинні містити частинок понад 2 мм, а частинок дрібніше 0,5 мм по­винно бути не менш 95%.

Як волокнистий наповнювач здебільшого застосовують хризо- тиловий азбест 8-го або 7-го сорту та несортовий азбест або азбесто­вий пил, коротковолокнисту мінеральну вату. Волокнистий наповню­вач не повинен містити понад 20% сторонніх домішок.

Наповнювачі поліпшують властивості мастик: підвищують їх теплостійкість, хімічну стійкість, збільшують міцність, знижують уса­дочні деформації. Назва мастик зазначає вид в'яжучого: бітумна, дьо- гтева, гумо-бітумна, поліізобутиленова, епоксидна тощо. За способом застосування мастики бувають холодні та гарячі. Гарячі попередньо розігрівають до 180⁰С. Вони швидко твердіють внаслідок зниження в' язкості в' яжучого при охолодженні, мають високу водостійкість та клеючу здатність. Разом з тим їх застосування пов'язано із трудноща­ми: небезпечні умови роботи, підвищена здатність до злипання, необ­хідність обігрівання транспортних засобів тощо. Ці труднощі відсутні при використанні холодних мастик, які дозволяють механізувати гід­роізоляційні роботи, підвищити їх продуктивність та поліпшити умо­ви праці. Крім того, холодні мастики дозволяють отримувати більш тонкий обмазочний шар та економити органічне в'яжуче. Холодні ма­стики являють собою суміш розріджених органічних в' яжучих або водоемульсійних паст із мінеральними наповнювачами. Для розрі­дження застосовують бензин, лігроїн, уайт-спірит та інші. Холодні мастики при нормальній температурі середовища використовують без нагрівання, тому що вони тверднуть внаслідок видалення розріджува­чів (розчинників) або випаровування води.

Найбільш розповсюджені бітумні (асфальтові) композиції для виготовлення покрівельних та гідроізоляційних мастик. Властивості бітумних мастик суттєво можна поліпшити добавками синтетичних полімерів.

Для покрівельних мастик, які використовують переважно для склеювання рулонних матеріалів та гідроізоляції покрівель, одним з найбільш важливих показників є теплостійкість - мінімальна темпера­тура, при котрій шар мастики товщиною 2 мм, яким склеєні два зразка рулонного матеріалу, не витікає після витримування протягом 5 год. під кутом 45⁰. Теплостійкість бітумних мастик коливається від 55 до 100⁰С (відповідно 55 та 75⁰С для мастик МБК-Г-55; МБК-Г-75). Кле- юча здатність мастик вважається нормальною, якщо розщеплення двох склеєних зразків пергаміну (толю) здійснюється по картону не менш як на половині склеєної площі. Якість гідроізоляційних мастик визначається їх водостійкістю, деформативністю (табл. 11.1).

Таблиця11.1 Фізико-механічні показники гідроізоляційних Показник Категорія теплостійкості І ІІ ІІІ Температура розм'якшення   75...90 60...75 Глибина пенетрації голки при 25^0С (0,1 мм) не нижче       Розтягненість при 25^0С, не менш 0,5 1,5   Водонасичення під вакуумом, % маси, не більш 0,5 0,3 0,1 Набухання під вакуумом, % об'єму, не більш 0,05 0,05 0,05

 

Для штукатурної гідроізоляції та улаштування безрулонних по­крівель широко застосовуються холодні асфальтові мастики, які отри­мують шляхом змішування бітумних паст із мінеральними наповню­вачами. Бітумні пасти - це різновид водневих емульсій, емульгатора­ми котрих є пластичні матеріали (вапно, глиняне тісто та інші).

Із бітумно-полімерних паст розповсюджені гумо-бітумні, бітум­но-латексні, бітумно-епоксидні композиції.

З використанням бітумів та дьогтей промисловість виробляє спеціальні лаки й фарби для тимчасової гідроізоляції та антикорозій­ного захисту металевих, бетонних і деревинних конструкцій. Вони являють собою розчини бітумів та дьогтей в органічних розчинниках з добавкою рослинного масла та сикативів.

Для склеювання матеріалів і гідроізоляції споруд застосовують мастики на основі епоксидних, поліефірних та інших смол. До складу їх, крім полімерів та наповнювачів, входять розчинники, пластифіка­тори. Перехід полімерних мастик із рідкого стану в тверде здійсню­ється за рахунок реакцій полімеризації або поліконденсації. Для при­скорення цих реакцій до мастик вводять отверджуючі компоненти, а для поліпшення зчеплення мастик із поверхнею конструкцій на повер­хню наносять шар грунтовочного матеріалу (праймеру), яким може бути розріджене зв'язуюче (плівкоутворювач) без наповнювача.

Найбільш високу адгезію до бетону, скла, кераміки, деревини та інших матеріалів мають епоксидні смоли. При твердінні вони не виді­ляють побічних речовин. Границя міцності на зсув з'єднань, склеєних епоксидними смолами, досягає 10...35 МПа, в залежності від способу отверднення (холодний або гарячий).

Для гідроізоляції залізобетонних та азбестоцементних констру­кцій, які експлуатуються у підземних та підводних зонах і в зоні змін­ного рівня при температурах від -65 до +65⁰С ефективні епоксидно- каучукові емалі. В них пластифікатором є рідкий карбоксилатний кау­чук, пігментами - залізний сурик або алюмінієва пудра, отверджува- чем - поліетиленполіамін. Застосовують також епоксидно- кам'яновугільні, епоксидно-бітумні емалі та мастики.

Клеї на основі епоксидних смол застосовуються для ремонту бе­тонних та залізобетонних конструкцій.

11.2. Герметизуючі матеріали

До ефективних герметизуючих матеріалів належать полімерні герметизуючі мастики й герметики на основі погонажних матеріалів.

Мастичні герметики поділяються на три групи: полімерні нетверднучі мастики на основі поліізобутилену, герметики холодного отверднення на основі силіконів, бутилкаучуків та тіоколів й гарячі бутумно- полімерні мастики. До складу тіоколових, бутилкаучукових та силіко­нових мастик входять герметизуюча (вулканізуюча) пасти, а також прискорювач отверднення. Застосовують також однокомпонентні ге­рметизуючі мастики, які переходять в гумоподібний стан під дією во­логи оточуючого середовища.

Полімерні герметизуючі мастики відрізняються високою адге- зійною здатністю до бетону та інших матеріалів, еластичністю, малою усадкою, довговічністю.

Погонажні герметики - це пористі або порожнисті елементи, виконані у вигляді прокладок та джгутів, що виготовляють із пороізо- лу, герніту та інших матеріалів. Ці матеріали отримують вулканізаці­єю газонаповнених гумових сумішей на основі різних каучуків, при­клеюють до бетону за допомогою гумо-бітумних, кумароно- каучукових та інших мастик. Застосовуються також оклеювальні (ру­лонні) герметики у вигляді смугової склотканини з нанесеним шаром герметизуючої мастики (склосилікон, склотіокол тощо).

11.3. Рулонні матеріали

Рулонні гідроізоляційні матеріали поділяються на основні, що виготовляються обробкою основи (картон, скловойлок, фольга та ін­ші) органічними в'яжучими, та безосновні, які виготовляються шля­хом прокатки термомеханічно оброблених сумішей в'яжучих з напов­нювачами. Із основних рулонних матеріалів для гідроізоляції та анти­корозійних покрить конструкцій застосовують гідроізол, склорубе- ройд, фольгоізол, із безосновних - ізол та бризол. Для улаштування паро- та гідроізоляції конструкцій будівель, зокрема гідроізоляції по­крівель, застосовують руберойд, пергамін, толь.

і д р о і з о л - безпокривний біостійкий гідроізоляційний ма­теріал, виготовляємий шляхом просочення азбестового паперу нафто­вими бітумами. Промисловість випускає гідроізол різного призначен­ня: для гідроізоляції підземних споруд та частин будівель і антикоро­зійного захисту металевих труб (крім труб теплотрас), також гідроізо­ляції плоских покрівель.

Склоруберойд - рулонний покрівельний та гідроізоля­ційний матеріал, який отримують шляхом двобічного нанесення біту­много в'яжучого на скловолокнисте полотно. Покрівельний склорубе- ройд випускають двох марок: із крупнозернистою посипкою та луско­вою з лицевої сторони. Гідроізоляційний склоруберойд може мати дрібну або пилувату посипку з двох боків.

Фольгоізол - рулонний матеріал, який складається із риф- леної фольги, яка покрита з нижньої сторони шаром гумобітумного в'яжучого (або полімербітумного), змішаного з мінеральним напов­нювачем та антисептиком. Фольгоізол буває покрівельний (ФК) та гідроізоляційний (ФГ). Для покрівельного фольгоізолу застосовують бітумно-полімерне в'яжуче, для гідроізоляційного - гумобітумне. Ви­сока температуростійкість дозволяє застосовувати фольгоізол для улаштування гідроізоляційного шару теплоізоляції трубопроводів.

Ізол та бризол - безосновні рулонні гідроізоляційні та покрівельні матеріали, які виготовляють із гумобітумного в'яжучого, наповнювача, пластифікатора й антисептика. Розрізняють ці матеріали лише рецептурою. Ізол та бризол підвищеної міцності Бр-П застосо­вують при температурі повітря до -15⁰С, бризол середньої міцності - до -5⁰С.

Руберойд отримують шляхом просочення покрівельного картону м'якими нафтовими бітумами з наступним нанесенням на дві сторони полотна тугоплавкого нафтового бітуму з наповнювачем та посипки. Руберойд буває покрівельний з крупнозернистою (марки РКК-500А, РКК-400А, РКК-900Б, РК-400В) та дрібнозернистою (мар­ки РКМ-350В, РКМ-350Б) посипками, також підкладочний з дрібнозе­рнистою та пилуватою посипками, який використовують для гідроізо­ляції конструкцій і улаштування нижніх шарів покрівельного килиму. В позначенні марки руберойду вказуються призначення, вид посипки, марку картону.

Пергамін - на відміну від рубероїду є безпокрівельним ру­лонним матеріалом. Його марка П-350.

Толь - покрівельний та гідроізоляційний матеріал, який отримують просоченням покрівельного картону кам'яновугільними або сланцевими дьогтевими продуктами. Толь покрівельний в залеж­ності від виду мінеральної посипки та маси 1 м² картону випускають наступних марок: ТКК-350 та ТКК-400 (крупнозерниста посипка), ТКП-400 та ТКП-350 (піщана посипка). Толь гідроізоляційний ТГ-300 та ТГ-350 має захисний шар із дрібнозернистої мінеральної посипки. На відміну від покрівельного для нього характерні високі значення температури розм'якшення просочуючої маси, навантаження розриву та водонепроникливості під тиском (0,4 МПа). Остаточна міцність гі­дроізоляційного толю після 24-годинного водопоглинання повинна бути не менш 35% від міцності толю у повітряно-сухому стані.

11.4. Полімерні плівки

Основним призначенням полімерних плівок є влаштування про­тифільтраційних екранів при будівництві гідротехнічних споруд, для ізоляції бетонних та залізобетонних конструкцій під час твердіння, гідроізоляції спеціальних споруд (басейни, резервуари зберігання води тощо). Найбільш розповсюджені поліетиленові та полівінілхлоридні плівки (рис.11.1).

Рис. 11.1. Застосування плівок в гідротехнічних спорудах а - водосховище з водонепроникним полімерним покриттям (1 - грунт основи; 2 - піщана підготовка; 3 - пластмасова плівка; 4 - кріплення берега; 5 - труба дон­ного викиду); б - канал з полімерним екраном (1 - грунт основи; шар м'якого грун­ту; 3 - шар піщаного грунту; 4 - пластмасова плівка; 5 - бетонний фартух).

 

Поліетиленову плівку отримують екструзією із по­ліетилену низької густини. Товщина її 0,03...0,2, а ширина до 1420 мм. Довжина плівки у рулонах звичайно не більш 150 м. Поліетиленова плівка водонепроникна, хімічно стійка, може експлуатуватись при те­мпературах від -70 до +60⁰С. Границя міцності її при розтягненні пе­ревищує 16 МПа, відносне видовження при розриві - понад 300%. Се-

з

редня густина плівки 920 кг/м, водопоглинання за 24 год. не переви­щує 0,01% маси.

Недоліками поліетиленової плівки є здатність до старіння і по­шкодження гризунами. Для протифільтраційних пристроїв рекомен­дується стабілізована поліетиленова плівка. Застосування нестабілізо- ваного поліетилену допустимо, якщо строк експлуатації протифільт­раційних пристроїв не перевищує 5 років.

Плівочні екрани складаються із полотнищ, які зварюються із окремих смуг плівки. Зварювання може проводитись за допомогою гарячого повітря, інфрачервоного випромінювання, ультразвуку або апаратами контактного нагріву. Спосіб та режим зварювання залежать від виду плівки, її властивостей, строків та умов зберігання. Міцність шва повинна бути не менш 70% міцності основного матеріалу.

Розриви плівки та дефекти зварювання можна усунути наклею­ванням пластиру із поліетиленової липкої стрічки. До бетону плівку приклеюють гумобітумною мастикою.

Полівінілхлоридна плівка являє собою термопла­стичний матеріал, який виготовляється із полівінілхлориду (ПВХ) з добавкою пластифікаторів та стабілізаторів. По стійкості до старіння під дією тепла і світла та морозостійкості плівка із ПВХ поступається поліетиленовій.

Плівки із ПВХ також як і поліетиленові мають високі гідроізо­ляційні властивості. Їх позитивна особливість - здатність до склею­вання. ПВХ склеюють клеєм, що містить 10... 12% перхлорвінілової смоли, яка розчинена у дихлоретані або метиленхлориді. Для ремонту плівочних екранів можуть бути використані липкі полівінілхлоридні смуги.