Технология повышения водонепроницаемости заглубленных конструкций зданий и сооружений путем создания кристаллизационного барьера

Повышение водонепроницаемости заглубленных конструкций получило все большее развитие как принципиально новый метод, основанный на создании кристаллизационного барьера путем проникновения в капилляры, поры цементного камня, микротрещины в бетоне, кирпичной кладке насыщенных растворов, содержащих химические соединения. Образующиеся при контакте с минералами цемента на стенках пор и капилляров нитевидные игольчатые кристаллы создают плотные участки бетона, препятствующие водопроницаемости.

Основной принцип создания кристаллизационного барьера состоит в эффекте осмоса, когда растворимые химически активные добавки перемещаются от большей концентрации к меньшей, проникая вглубь капилляров, пустот и микротрещин. Внутрикапиллярное кристаллообразование уплотняет структуру бетона на большую глубину, вступает в реакцию с негидратиро-ванными цементными зернами, образуя повышенный объем геля.

При разработке составов для гидроизоляции пористых материалов (бетон, кирпич и др.) учитывается эффект снижения размеров за счет повышения их смачиваемости и проникновения композиции на большую глубину. Проникая в капилляры, они вступают в реакцию с компонентами бетона или кирпича, образуя химические связи с сохранением капилляров, диаметр которых соизмерим с молекулами воды. Такой механизм взаимодействия защищает конструкции из бетона или кирпича от проникновения влаги, сохраняя их воздухопроницаемость.

Для восстановления гидроизоляции используются составы зарубежных и отечественных разработок. Материалы, обеспечивающие формирование кристаллизационного барьера, производятся в Канаде, США, Бельгии и в основном предназначены для повышения водонепроницаемости бетона. Составы Клайпекс, Пенетрон, Кальматрон, Вендекс, Торасил позволяют повысить стойкость бетона не только по отношению к воде, но и к агрессивным средам. Глубина пропитки такими составами составляет до 100 мм и возрастает со временем. В С.-Петербурге освоена технология изготовления Кальматрона и налажено массовое производство, а Пенетрон различных модификаций производится в Екатеринбурге и др. городах России.

Результаты испытаний состава Клайпекс приведены на рис. 6.39, где показано, что сопротивление водопроницаемости со временем возрастает и достигает к 28-суточному сроку со дня обработки более 1,6 МПа. Уплотнение структуры бетона сопровождается повышением его долговечности. Получен эффект резкого повышения морозостойкости.

Рис. 6.39. Физико-механические характеристики водонепроницаемости (а) и морозостойкости (б) необработанных (1), обработанных концентратом Клайпекс (2) и Акватроном (3) бетонных конструкций

Отечественная разработка - состав Акватрон существенно превышает технологический эффект восстановления гидроизоляции эксплуатируемых конструкций и вновь возводимых. Он обладает двойным защитным действием: капиллярным - композиционный материал глубоко проникает в поры изолируемой поверхности и бронирующим - образует на поверхности плотный и высокопрочный защитный слой. Механизм повышения сопротивления водопроницаемости основан на реакции между компонентами Акватрона и гидроксидом кальция бетона. В результате химической реакции образуются нерастворимые кристаллы игольчатой формы, которые заполняют капилляры и трещины, вытесняя при этом воду. При эксплуатации действие Акватрона носит эстафетный характер. Как только возникает новый контакт с водой, возобновляется реакция и процесс уплотнения структуры материала развивается в глубину до 150 мм.

Такое проникновение внутрь материала обеспечивает водонепроницаемость до 20 МПа и повышение морозостойкости до F300 и более.

Применение гидроизоляционной смеси в качестве защитного покрытия увеличивает стойкость материала к растворам серной, азотной, ортофосфорной кислот, морской воде, обеспечивает непроницаемость по отношению к нефтепродуктам.

Серийно изготавливаются два состава гидроизоляционной смеси: Акватрон-6 и Акватрон-8.

Состав Акватрон-6 обладает периодом схватывания (твердения) 4-5 ч, а Акватрон-8 - 15-20 с. Быстродействие смеси успешно используется при наличии активных протечек.

В таблице 6.9 приведены основные показатели и свойства гидроизоляционных смесей.

Таблица 6.9

Наибольшее распространение получила технология, реализующая метод кристаллизационного барьера при помощи нанесения на изолируемую поверхность смеси портландцемента и мелкого кварцевого песка с набором химических добавок. Такая смесь затворяется водой и наносится на влажную поверхность с помощью кисти, щеток, малярных валиков или распылителей.

При значительном повреждении гидроизоляции заглубленных частей фундаментов и подвальных помещений нанесение композиционной смеси осуществляется методами набрызга или оштукатуривания.

Цементно-песчаная составляющая композиция служит матрицей, обеспечивающей распределение химических добавок по изолируемой поверхности. В то время как в цементно-песчаном растворе проходят процессы гидратации, на влажной изолируемой поверхности образуется высококонцентрированный раствор химических добавок, который проникает вглубь капилляров, пустот и микротрещин.

Средний расход состава Акватрон-6 - 1-3 кг/м² изолируемой поверхности и зависит от состояния конструкции и гидростатического давления жидкости.

При высоком гидростатическом напоре (до 1,2 МПа) осуществляется нанесение состава в виде штукатурного покрытия толщиной 10-12 мм с расходом 5-9 кг/м².

При значительном износе заглубленных конструкций технология восстановления гидроизоляционных свойств осуществляется путем нагнетания раствора в пробуренные скважины. Это обеспечивает более глубокое проникновение состава и восстановление не только гидроизоляционных, но и физико-механических характеристик материала.

Отличительной особенностью композиционных смесей Акватрон является высокая адгезия к бетону, кирпичу (керамическому, силикатному, шамотному), что существенно расширяет диапазон использования при восстановлении гидроизоляции реконструируемых заглубленных частей зданий и сооружений, а также при ликвидации дефектов возводимых конструкций.

Невысокая трудоемкость работ способствует снижению себестоимости, повышению долговечности и эксплуатационной надежности реконструируемых зданий.