Виды гидроизоляции, применяемые материалы

 

Специфика работы гидроизоляционных материалов в отличие от кровельных – непосредственный постоянный контакт с водяными парами или водой, в ряде случаев действующей под давлением. Общая задача гидроизоляции – не допускать проникновения агрессивной грунтовой воды, содержащей кислоты, сульфаты, сероводород, хлор, вызывающие разрушение бетона и металла, к изолируемому материалу (антикоррозионная гидроизоляция) или миграцию воды через ограждающую конструкцию (антифильтрационная гидроизоляция). Для этого нужно или создать водонепроницаемый слой между водой и поверхностью материала, или придать самому материалу свойство водонепроницаемости. Гидроизоляцию выполняют, прежде всего, для подземных конструкций и сооружений, испытывающих в процессе эксплуатации действие прямого гидравлического напора или фильтрующих грунтовых вод. Это фундаменты, стены подвалов, полы [18].

При новом строительстве с наружной стороны подземной конструкции используют «первичную» гидроизоляцию – окрасочную и оклеечную. При реконструкции и ремонте выполняют дополнительную «вторичную» гидроизоляцию: монолитную (штукатурную, облицовочную, пропиточную, инъекционную) и засыпную (гидрофобную).

Окрасочная гидроизоляция, рекомендуемая для защиты от капиллярной, фильтрующей воды, представляет собой монолитное водонепроницаемое покрытие толщиной 3 – 6 мм, получаемое путем нанесения на защищаемую поверхность вязкопластичных составов. В зависимости от используемого связующего применяют битумные, битумно-полимерные и полимерные композиции. Битумные рабочие смеси получают или путем растворения битума в органическом растворителе, или в виде водной эмульсии в сочетании с эмульгаторами, обеспечивающими однородность и стабильность составов.

Битумно-полимерные мастики, как правило, представляют собой многофункциональные материалы, применяемые для выполнения гидроизоляции и кровельного ковра – рулонного или мастичного. Для них характерна высокая деформативность покрытия. Примерами могут служить горячая и холодная резинобитумная мастика изол – МРБ-Г(Х), битумно-полимерные эмульсионные кровельные и гидроизоляционные мастики АРНИС и БЭЛАМ, битумно-наиритная БНК и битумно-полиэтиленовая (БИПЭ).

Для наружной и внутренней гидроизоляции наземных и подземных железобетонных, каменных, металлических конструкций, эксплуатируемых без постоянного воздействия УФ-облучения, используют полимерную мастику «Гидрофор». Это экологически безопасный двухкомпонентный вязкотекучий состав, изготовленный на основе синтетического каучука и отвердителя, который в результате полимеризации образует на поверхности монолитный, водонепроницаемый, резиноподобный защитный слой с высокими эксплуатационными характеристиками. Температурный интервал применения минус 5 – плюс 70 ^оС, гибкость 5 мм/-50 ^оС, долговечность не менее 15 лет.

Хорошо зарекомендовали себя при гидроизоляции подземных железобетонных конструкций эпоксидные и цементные сложные композиции, включающие для обеспечения заданных свойств до пяти ингредиентов. Например, в один из составов кроме цемента входят песок, синтетический латекс, жидкое стекло и эмульгатор. Основное преимущество таких полимерцементных материалов – экологическая безопасность. Гидроизоляционные покрытия должны иметь высокую адгезию к бетону не менее 100 кПа и прочность при разрыве от 3 до 12 МПа.

Оклеечные, штукатурные и облицовочные покрытия применяют при прямом действии на поверхность воды при напоре до 10 м. Для выполнения оклеечной гидроизоляции используют как специальные рулонные водостойкие и водонепроницаемые материалы, так и покрытия широкого спектра применения. К специальным можно отнести «Изол» – безосновный биостойкий рулонный материал на основе резинобитумного вяжущего с введением наполнителя, антисептических и пластифицирующих добавок; «Бутерол», получаемый смешиванием синтетических каучуков, термоэластопластов, пластификаторов, вулканизирующих добавок и наполнителей. Защиту конструкций выполняют путем наклеивания этих безосновных рулонных материалов толщиной до 2 мм на специальную мастику в два слоя.

Применяемые основные рулонные материалы, как правило, отличаются от кровельных видом защитного слоя в связи с тем, что для гидроизоляционных фактически отсутствуют воздействия высоких и отрицательных температур, УФ-излучения. Как и кровельные, их выпускают на основе стеклохолста и ткани, полимерного холста и ткани. В качестве связующего компонента для гидроизоляции сооружений, не подверженных гидростатическому давлению (полы, вертикальные стены подвалов), используют битумные, битумно-эластомерные и пластомерные составы. Для конструкций, работающих в условиях гидростатического давления воды, применение битума исключается. Защитный слой может быть мелкозернистым, пылевидным или выполненным из полимерной пленки.

Количество слоев гидроизоляции зависит от величины действующего гидростатического напора воды и требуемой влажности в помещении (от менее 50 до свыше 75 %).

При высокой агрессивности грунтовых вод используют полиэтиленовую пленку толщиной более 200 микрон. Многослойное покрытие получают с применением специальных клеев и холодных клеящих мастик. Для обеспечения надежности и долговечности эксплуатации рулонного покрытия его защищают ограждением в виде кирпичной стены, бетонных плит или асбестоцементных листов.

Штукатурно-монолитную гидроизоляцию во избежание трещинообразования, т.к. толщина относительно хрупкого покрытия в зависимости от величины гидростатического напора составляет от 6 до 50 мм, применяют только для жестких недеформируемых поверхностей строительных конструкций. Используемые защитные составы на основе битума, полимерных связующих или минерального вяжущего – цемента содержат для повышения трещиностойкости мелкий заполнитель и минеральные или органические наполнители в виде порошков или волокон.

В зависимости от размера (дисперсности) используемых заполнителей и наполнителей применяют битумные асфальтовые мастики (горячие и холодные) и растворы. Их назначение – антифильтрационная и антикоррозионная защита подземных частей сооружений. Условия, ограничивающие применение, – отсутствие действия нефтепродуктов и горячей воды (Т > 50 ^оС).

Усилить монолитную гидроизоляцию можно или за счет дополнительного армирования стеклосеткой (стеклохолстом) или применением полимеррастворов и полимербетонов.

Штукатурные композиции наносят на поверхность послойно (не более 3 слоев) ручным или пневмомеханическим (торкрет) способами. Минеральные составы (на основе цемента) содержат песок определенной фракции – цементно-песчаные растворы или тонкомолотые наполнители – коллоидно-цементные растворы. Для обеспечения заданной пластичности смеси и непроницаемости покрытия вводят пластифицирующие и уплотняющие добавки.

Металлические листовые материалы толщиной до 4 мм используют в качестве несъемной опалубки при бетонировании монолитных конструкций. В случае расположения гидроизоляции со стороны действия грунтовых вод металлические листы защищают красочными составами от коррозии.

Полимерные листовые материалы плоские и профилированные (полиэтиленовые, полипропиленовые, винипластовые) толщиной 2 мм устанавливают в опалубку при получении монолитных конструкций или приклеивают к поверхности полимерсиликатным составом для защиты сборных конструкций.

Все большее признание среди строителей при наружной гидроизоляции фундаментов приобретает мембранная гидроизоляция, представляющая собой многослойный материал, состоящий из толстой полиэтиленовой пленки с приклеенной к ней объемной сеткой, заполненной гранулами бентонитовой глины или водонабухающего полимера. При увлажнении эти материалы, увеличиваясь в несколько раз в объеме, создают водонепроницаемый слой.

В случае необходимости гидроизоляции фундамента эксплуатируемого здания с внутренней стороны пробуривают сквозные отверстия в стенах и полу подвального помещения, через которые нагнетают под давлением специальные гидроизоляционные растворы, состоящие из портландцемента, глины, жидкого стекла и уплотняющих добавок.

Для гидроизоляции стен от капиллярного поднятия влаги используют бурение в стене сети наклонных скважин малого диаметра с последующим нагнетанием через них пропитывающих растворов: кремнийорганических, гидрофобизирующих жидкостей или мономеров со специальными добавками, которые, полимеризуясь в порах материала, повышают водонепроницаемость и несущую способность конструкции.

В последние годы расширяется применение гидроизоляционных сухих строительных смесей на основе портландцемента. Для обеспечения их надежной работы необходимо выполнение нескольких условий:

- для ликвидации сквозных дефектов и повышения надежности покрытия необходима многослойная гидроизоляция;

- гидроизоляционные материалы должны работать только по прямому назначению и не испытывать при эксплуатации действия истирающих и других нагрузок;

- защитное покрытие и основание должны иметь близкие коэффициенты температурного расширения для обеспечения прочного сцепления и исключения появления деформационных трещин.

В зависимости от состава сухих смесей путем затворения их водой на строительной площадке можно получить водонепроницаемый бетон
(W 12) или обмазочные композиции. Высокая плотность покрытия достигается за счет тщательного подбора гранулометрического состава мытых заполнителей и введения уплотняющих добавок.

Пропиточную гидроизоляцию эффективно выполнять с использованием такого материала проникающего действия, как «Кольматрон», разработанного в России. С его помощью конструкция не только приобретает гидроизоляционные свойства, но и восстанавливает свою прочность и морозостойкость до марки F 150.

Для бетонных пористых поверхностей эффективно также использовать композиции, включающие легкопроникающие химические вещества, которые взаимодействуют с гидроксидом кальция, цементного камня, образуя соединения, кольматирующие поры и повышающие плотность поверхностного слоя.

Несколько иначе действуют кремнийорганические жидкости, на основе которых получают красочные и пропиточные составы. В связи с тем, что в их состав входят химические элементы, по-разному относящиеся к воде – гидрофобные и гидрофильные, они хорошо впитываются минеральной пористой поверхностью, придавая ей свойство гидрофобности. В данном случае пропиточный материал не перекрывает поры, а только придает их поверхности водоотталкивающее свойство, не исключая тем самым паропроницаемость, т.е. материал остается «дышащим», что очень важно, особенно для ограждающих конструкций.

Виды гидроизоляции и применяемые материалы представлены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Виды гидроизоляции и применяемые материалы

 

Вид гидроизоляции	Форма изделия	Применяемые материалы
Первичная: окрасочная   оклеечная	Вязкопластичные смеси	Лакокрасочные и мастичные составы на основе битума, битумно-полимерного связующего с введением растворителей или водоэмульсионные
Рулонные	Основные (стекло- и полимерные холст и ткани) и безосновные многокомпонентные биостойкие материалы с использованием битумного, битумноэластомерного и пластомерного вяжущих. Для конструкций, работающих при гидростатическом давлении воды, битум не применяют

 

 

Окончание табл. 9.2
Вторичная: монолитно-штукатурная	Штукатурные пластичные сотавы и сухие водозатворяемые смеси	Многокомпонентные асфальтовые при отсутствии нефтепродуктов и горячей воды, полимерные, цементные штукатурки для гидроизоляции жестких недеформируемых поверхностей
Облицовочная     засыпная   пропиточная   инъекционная	Крупноразмерны листовые	Металлические листовые материалы толщиной 4 мм с лакокрасочным покрытием. Полимерные плоские и профилированные листы толщиной 2 мм (полиэтиленовые, полипропиленовые, винипластовые).
Мелкоштучные плиточные	Шлакоситаловые, стеклянные, керамические, полимерные плитки на водонепроницаемых и водостойких составах
Рыхлые сыпучие	Гранулы бентонитовой глины или водонабухающего полимера
Поверхностно-активные жидкости	Кремнийорганические составы для поверхностной обработки
Пропитывающие растворы	Кремнийорганические, гидрофобизирующие жидкости или растворы полимеров, нагнетаемые в пробуренные скважины под давлением

 

Герметизирующие материалы

 

Гидроизоляционными свойствами должны также обладать герметизирующие материалы, применяемые для уплотнения швов различного назначения, заполнения стыков в крупнопанельном домостроении. Основное назначение этих материалов – обеспечение монолитности, восприятие и локализация возникающих в процессе эксплуатации деформаций. Герметизирующие материалы должны быть эластичными, с хорошей адгезией к контактирующим материалам конструкции, водо- и газонепроницаемыми, атмосферо- и коррозионностойкими, не выделять токсичных продуктов при эксплуатации. По форме они могут быть рулонными, шнуровыми и мастичными. Наибольшее предпочтение в последние годы отдается вязкотекучим мастичным смесям, которые по составу подразделяют на акриловые, силиконовые и полиуретановые, по степени отверждения – на нетвердеющие, сохраняющие пластичность в процессе эксплуатации, и отверждающиеся, образующие резиноподобный высокоэластичный материал.

Акриловые композиции используют для наружной и внутренней заделки швов и трещин в бетонных плитах и потолках. Их характеризуют высокая долговечность, эластичность и виброустойчивость. Эти материалы относят к экологически чистым, так как в их состав не входят растворители. Они обладают высокой прочностью сцепления с поверхностью бетона, кирпича, гипсокартонных плит, штукатурки, алюминия, древесины и поливинилхлорида. Отверждение состава происходит через 15 минут, полное – через 24 часа.

Силиконовые смеси применяют для гидроизоляции и герметизации швов при изготовлении оконных стеклопакетов, сопряжения металлических конструкций при возведении бассейнов, санитарно-технических помещений. Силиконовый каучук – основной компонент этих смесей обладает хорошей адгезией к стеклу, дереву, металлам, керамике, термо- и атмосферостоек. Отверждение составов происходит через 30 минут, полное – через сутки. Акриловые и силиконовые герметики огнестойки.

Полиуретановые композиции отверждаются при реакции с влагой воздуха. Они представляют собой клеящую и уплотняющуюся массу на полиуретановой основе, долго сохраняют эластичность, выдерживают сильную вибрацию, землетрясение, обладают стойкостью против коррозии. Эти материалы применяют для склеивания и герметизации металла, древесины, камня, пластмассы, керамики, кирпича, бетона.

Наибольшее распространение получила саморасширяющаяся полиуретановая монтажная пена (ППУ), которую наносят на поверхность любой конфигурации с помощью пневмопистолета. Она может быть одно- и двухкомпонентной. Однокомпонентную используют как герметизирующий материал при кровельных работах, монтаже несущих перекрытий. Двухкомпонентная пена обладает очень быстрой фиксацией – до 6 минут, ее применяют при монтаже оконных и дверных коробок. В зависимости от толщины наносимого слоя покрытие выполняет функции или герметизирующего и гидроизоляционного материала (6 – 8 мм), или при увеличении до 10 – 50 мм – тепло- и звукоизоляционного. Так 50 мм пенополиуретана (ППУ) по теплоизоляционным свойствам приравнивают к 340 мм древесины, 125 мм минваты и 942 мм – кирпича. Такие высокие теплозащитные свойства материала обеспечивает высокопористая ячеистая структура (объем пор составляет до 97 %); гидроизоляционные – глянцевая, гидрофобная поверхность, обладающая малой водо- и паропроницаемостью.

Примером неотверждающейся мастики может быть однокомпонентная – «Эламаст», предназначенная для герметизации стыков и зазоров во всех типах панельных и блочных зданий. С этой же целью используют бутилкаучуковую холодную герметизирующую мастику «Гикром», представляющую собой многокомпонентный состав на растворителе, сохраняющий эксплуатационные свойства в широком интервале температур от минус 65 до плюс 140 ^оС.

Горячую герметизирующую битумноэластомерную мастику (МГБЭ) в зависимости от температуры размягчения (65 – 100 ^оС) применяют для заполнения температурных швов на автомобильных дорогах, аэродромных покрытиях и мостах.

К рулонным материалам последнего поколения относятся уплотнительные ленточные герметики, состоящие из эластопластичного материала: дублированный металлической лентой – «Липлен», нетканым синтетическим материалом – «Герлен-Д» или безосновные, защищенные антиадгезионной бумагой – «Герлен-Т» и многие другие. Ленты могут быть самоклеящимися или для их фиксации необходимо использовать специальные мастики и клеи. Основное назначение – герметизация стыков наружных стеновых панелей, жестяных и шиферных кровель. Применяемые материалы представлены в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Герметизирующие материалы, применяемые в строительстве

 

Вид изделия	Герметизирующие материалы	Назначение
Вязкотекучие смеси	Акриловые мастичные составы	Наружная и внутренняя заделка швов, трещин в бетонных плитах и потолках
	Силиконовые составы	Герметизация швов при изготовлении стеклопакетов, сопряжении металлоконструкций, возведении санитарно-технических помещений
	Полиуретановые композиции	Герметизация швов между изделиями и конструкциями из металла, древесины, кирпича, бетона, пластмассы
Рулонные материалы	Эластомерные уплотнительные ленточные герметики безосновные или дублированные металлической лентой, нетканым синтетическим материалом (самоклеящиеся и наклеиваемые)	Герметизация швов наружных стеновых панелей, жестяных и шиферных кровель

 

 

За рубежом до 50 % герметиков, используемых для заполнения стыков в домах КПД, получают на основе полисульфидных, полиуретановых и силиконовых олигомеров. Это экологически безопасные материалы, так как в их состав не входит растворитель. Защитный слой после отверждения обладает высокой эластичностью, стойкостью к действию УФ-лучей, озона и воды. Повышенной адгезией к бетону обладают тиоколовые и тиоколополиэфирные герметики. К новым можно также отнести отверждающиеся пасты сложного состава, включающие синтетический каучук, эпоксидные смолы и кремнийорганические жидкости. Интервал рабочих температур для них составляет от минус 40 до плюс 50 ^оС.

 

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ НОРМАТИВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. СНиП 3.04.01-87. Изоляционные и отделочные покрытия.

2. СНБ 5.08.01-2000. Кровли. Технические требования и правила приемки.

3. СТБ 4.203-95. Материалы и изделия кровельные и гидроизоляционные. Номенклатура показателей.

4. СТБ 1002-95. Черепица цементно-песчаная.

5. СТБ 1065-97. Черепица из термопласткомпозитов. Технические условия.

6. СТБ 4.224-96. Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие и уплотняющие. Номенклатура показателей.

7. СТБ 1107-98. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные на битумном и битумно-полимерном вяжущем. Технические условия.

8. ГОСТ 2678-94. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний.

9. ГОСТ 26589-94. Мастики кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний.

10. ГОСТ 30.547-97. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие технические условия.

 

 

ГЛАВА 10.