Гидроизоляционные материалы

По виду основного материала гидроизоляцию подразделяют на битумную, минеральную, полимерную и металлическую, по способу устройства: на окрасочную, оклеечную, штукатурную, литую, пропиточную, инъекционную, засыпную и монтируемую. По назначению и конструктивным особенностям - на поверхностную, шпоночную и комплексного назначения (теплогидроизоляция).

Гидроизоляционный слой делают сплошным (без разрывов) на всей изолируемой поверхности и, как правило, со стороны гидростатического напора или на увлажняемых поверхностях.

Выбор типа гидроизоляции производится на стадии технического проекта или рабочих чертежей. При этом учитывают требуемую сухость изолируемых помещений; трещиностойкость изолируемых конструкций; величину гидростатического напора, воздействия на гидроизоляцию - механические, агрессивных сред, температурные; сейсмичность района строительства; условия производства работ; стоимостные характеристики.

Общие рекомендации по выбору типа гидроизоляции в зависимости от типа сооружения и условий его эксплуатации следующие:

1. Обычные подземные конструкции с присыпкой грунтом: холодная битумная гидроизоляция на всех поверхностях, оклеивание битумно-полимерными и полимерными материалами - на горизонтальных поверхностях; битумно-полимерная окраска - на вертикальных поверхностях.

2. Подземные конструкции, погружаемые в грунт (шпунт, опускные колодцы, сваи и кессоны): цементная и битумная (горячая) штукатурка, битумно-полимерная или полимерная окраска иногда с армированием стеклосеткой.

3. Внутренняя гидроизоляция помещений, работающая "на отрыв": холодная битумная штукатурка, битумно-полимерная или полимерная окраска, а также цементная штукатурка из коллоидного цементного раствора и активированного торкрета.

4. Заполнение деформационных швов: холодная битумная штукатурка, битумная окраска, склеивание рулонными материалами.

Окрасочная гидроизоляция

Окрасочная гидроизоляция представляет собой тонкий (не более 2 мм) водонепроницаемый покров, образованный путем многослойной окраски напорной поверхности жидкими или пастообразными пленкообразующими материалами.

В зависимости от вида используемого материала различают битумную, битумно-полимерную и полимерную гидроизоляцию, а в зависимости от температуры материала в момент нанесения - горячую и холодную. Применяют ее в основном для защиты от капиллярной влаги, а иногда и от просачивающейся воды. Если имеется возможность периодического осмотра и ремонта гидроизоляции, ее можно применять и при напоре (до 2 м).

Типовая конструкция покрытия состоит из грунтовки лаком, аналогичным основному окрасочному материалу, наносимой в один слой, и окрасочного покрытия из трех - четырех слоев краски. При выборе типа материала основное внимание обращают на его водоустойчивость. В подземных зонах сооружений не рекомендуется осуществлять окраски на основе разжиженных битумов и лаков. Окраску горячим битумом и битумно-латексными композициями можно выполнять только при периодическом смачивании в зоне капиллярного увлажнения.

Окрасочные покрытия нетрещиностойки, поэтому даже при расчетном раскрытии трещин 0,1 мм покрытие нужно армировать стекловолокном, стеклохолстом, стеклосетками или стеклотканями; в этом случае требуется дополнительное количество краски.

В настоящее время наиболее распространенной является битумная окрасочная гидроизоляция. Причем для улучшения физико-механических свойств в ее состав вводят полимеры.

В качестве окрасочных составов применяют также этинолевые краски, эпоксидные смолы, перхлорвиниловые эмали, кремнийорганические соединения (силиконы). Последние, в отличие от других покрытий, создают лишь водоотталкивающую (гидрофобную) поверхность, а поры в материале не закрывают и внешний вид поверхности не изменяют

 

Оклеечная гидроизоляция. Оклеечная гидроизоляция устраивается в виде гидроизоляционного ковра из рулонных или гибких листовых битумных, полимерно-битумных или полимерных материалов, послойно наклеиваемых или наплавляемых на ровную грунтованную поверхность изолируемой конструкции или защитного ограждения. Применяемые материалы должны состоять только из гнилостойких компонентов.

Основным критерием применимости материалов для оклеечной гидроизоляции, особенно в подземных условиях, является долговечность.

Наиболее известными материалами для оклеечной гидроизоляции являются так называемые наплавляемые материалы, которые в процессе укладки наплавляются на основание при высоких температурах. К наплавляемым материалам относятся битумные материалы, в том числе модифицированные для улучшения физико-механических свойств полимерными добавками - стирол-бутадиенстиролом или атактическим полипропиленом.

При использовании наплавляемых битумных и битумно-полимерных материалов их долговечность определяется следующими свойствами: прочностью на растяжение, способностью к удлинению при сохранении водонепроницаемости, гибкостью на брусе при низких температурах, прочностью на прокол.

Альтернативой наплавляемым материалам для решения задач гидроизоляции являются полимерные материалы. Полимерная оклеечная гидроизоляция устраивается путем наклейки (либо сварки в стыках) листовых или рулонных полимерных материалов

К полимерным материалам для оклеечной гидроизоляции относятся термопластичные материалы, вулканизированные резины, а также полиэтилен.

Термопластичные материалы заводского назначения представлены материалами из поливинилхлорида (ПВХ), хлорированного полиэтилена и хлорсульфированного полиэтилена. Их адгезия к основанию обеспечивается с помощью клеящих составов на основе растворителей и путем нагревания и сваривания швов сухих и чистых полотнищ материалов.

Вулканизированные резины представлены также каучуком на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера. Эти материалы имеют высокую эластичность и долговечность. Они обладают чрезвычайно низкой паропроницаемостью и, при воздействии на них отрывающего давления водяного пара, происходит потеря сцепления с основанием и образование пузырей.

Еще одним полимерным гидроизоляционным материалом является полиэтиленовая пленка. Она чаще всего применяется как дополнительный защитный слой, предохраняющий от фильтрации воды, агрессивных сред и т.п. Самоприклеивающаяся сторона защищается антиадгезионной прокладкой, которую перед укладкой удаляют.

 

Штукатурная гидроизоляция. Штукатурная гидроизоляция создается холодными или горячими мастиками, полимерцементными гидроизолирующими массами, а также торкретбетонами, наносимыми обычно в два или несколько слоев (наметов) как для внутренней, так и для наружной изоляции ограждающих конструкций, в том числе при гидростатическом напоре воды.

Толщина штукатурной гидроизоляции – 2-50 мм. Часто в качестве разновидности штукатурного изоляции выделяют так называемую обмазочную гидроизоляцию толщиной 2…6 мм. Она характеризуется большей подвижностью составов, меньшей крупностью заполнителей и имеет много общего с окрасочной гидроизоляцией, толщина которой - менее 2 мм.

Штукатурная гидроизоляция из холодных мастик. Число холодных (не требующих подогрева перед применением) мастик очень велико. Они различаются между собой по двум важнейшим признакам - по виду основных компонентов (битумные, битумно-полимерные, полимерные и др.) и по характеру отверждения (отверждаемые и неотверждаемые). Выбор материала осуществляется, исходя из предъявляемых требований - устойчивости к физико-механическим и тепловым нагрузкам, устойчивости к агрессивным средам, трещиностойкости, прочности сцепления с основанием (адгезии) и, разумеется, максимального гидростатического давления, при котором покрытие сохраняет водонепроницаемость. Обычно наиболее важные технические характеристики, равно как и особенности применения материала, предоставляются заводом-изготовителем.

Чаще всего для целей гидроизоляции применяются битумные мастики, в исходном состоянии представляющие собой эмульсии или содержащие растворители. Битумные мастики последних поколений для улучшения физико-технических свойств, как правило, модифицируют полимерами.

Штукатурная гидроизоляция из холодных битумных мастик представляет собой водонепроницаемое покрытие, наносимое на бетонную или каменную конструкцию в несколько слоев или наметов толщиной 10…20 мм. Высушивания основания не требуется, но все последующие слои наносят по затвердевшему нижележащему слою.

Гидроизоляцию располагают, как правило, со стороны действующего на конструкцию напора, но при защите от капиллярного подсоса влаги ее можно располагать и на противоположной от увлажнения стороне.

Штукатурная гидроизоляция из горячих растворов и мастик. Горячая битумная гидроизоляция представляет собой водонепроницаемое, пластичное и высокопрочное покрытие из нескольких наметов или слоев битумного штукатурного раствора, наносимого на вертикальные поверхности штукатурным способом, а на горизонтальные - розливом в нагретом состоянии при температуре 150-190 0С. Она отличается очень высокой прочностью. Такую гидроизоляцию можно применять на вертикальных, наклонных и потолочных поверхностях бетонных и каменных конструкций с нанесением ее всегда со стороны напора или увлажнения.

Основание под гидроизоляцию должно быть жестким, ровным, чистым и сухим; перед нанесением гидроизоляции оно сплошь насекается и грунтуется разжиженным битумом.

При температуре ниже -20°С гидроизоляционное покрытие нужно выполнять из битумно-полимерных растворов. Битумы, модифицированные полимерами, следует использовать также при нетрещиностойком основании с возможным раскрытием трещин более 0,3 мм, при вибрационных и динамических воздействиях на покрытие, причем желательно также армирование его стеклосетками. Нельзя применять гидроизоляцию данного типа при отрывающем давлении воды.

Полимерцементная гидроизоляция. Штукатурные растворы для полимерцементной гидроизоляции состоят из гидравлического минерального вяжущего - цемента, заполнителей, а также полимерных и минеральных добавок, которые обеспечивают водонепроницаемость при сохранении сравнительно высокой паропроницаемости. Поставляются такие растворы в виде сухой смеси. Эластичные смеси могут наноситься по напряженным основаниям (например, железобетонным конструкциям), где существует возможность, раскрытия трещин.

Полимерцементная гидроизоляция может наноситься на изолируемую поверхность механизированным (торкрет) или ручным способом Торкрет наносят при помощи цемент-пушки на увлажненную шероховатую бетонную поверхность в два или три слоя (намета) общей толщиной, зависящей от величины напора.

Не следует применять цементную гидроизоляцию на не-трещиностойких и гибких основаниях (за исключением специальных эластичных составов), в минерализованных грунтовых водах, а также на открытых поверхностях без температурных швов.

Гидроизоляция проникающего действия. К гидроизоляционным материалам проникающего действия относятся два класса материалов - специальные гидроизоляционные покрытия и гидроактивные инъекционные растворы.

Специальные гидроизоляционные покрытия внешне напоминают штукатурки. Однако от гидроизоляционных штукатурок их отличает присутствие в их составе специальных химически активных добавок. Под действием осмотических сил эти активные составляющие распространяются по порам бетона и его капиллярным трактам вглубь материала даже против высокого гидростатического давления. В процессе химических реакций с гидроокисью кальция они образуют нерастворимые кристаллы, полностью заполняющие пустоты, поры и микротрещины. Молекулы воды перестают проникать в поры, но в них остается достаточно места для обеспечения паро- и воздухопроницаемости, т.е. бетон сохраняет возможность "дышать".

Первоначально гидроизоляционные покрытия имеют толщину 2-3 мм и являются настолько высокопрочными, что одновременно защищают бетон и препятствуют вымыванию активных веществ даже при значительном напоре воды. Во время эксплуатации конструкции при возникновении нового контакта с молекулами воды химическая реакция возобновляется, и процесс уплотнения материала развивается в глубину конструкции.

Аналогом проникающей гидроизоляции является классическая технология "силикатизации" бетонных конструкций. Нанесенное на конструкцию жидкое стекло взаимодействует с хлористым кальцием в составе бетона с образованием силиката кальция, заполняющего поры бетона и повышающего его стойкость в агрессивной среде. Однако этот процесс протекает только в тонком поверхностном слое. Современные составы обеспечивают заполнение пор на глубину до 150 мм.

Применение пенетрирующих (от английского to penetrate - проникать) составов рекомендуется для внутренней гидроизоляции бетонных, железобетонных и других камневидных сооружений заглубленного или полуэаглубленного типа при постоянной инфильтрации грунтовых вод: подвалов, гаражей, тоннелей, канализационных сооружений, бассейнов, плотин и т.п. Они позволяют проводить гидроизоляцию заглубленных помещений изнутри, без дорогостоящей наружной гидроизоляции. Могут наноситься как при новом строительстве, так и при ремонте, внутренних и наружных работах, в качестве добавки в бетон, для создания горизонтальных гидроизоляционных слоев в однородных плотных стенах. Такие составы обеспечивают полную непроницаемость для воды и других жидкостей при высоком давлении, морозостойки, долговечны, стойки к вымыванию, к агрессивным средам, к ультрафиолету, пожаро- и взрывобезопасны. Образуют единое целое с обрабатываемым материалом, пластичны, технологичны, экологически чисты, пригодны для обработки резервуаров питьевой воды. Поставляются в форме готовых сухих смесей. Обработанные ими поверхности пригодны для облицовки кафелем, окрашивания и оштукатуривания

Гидроактивные инъекционные растворы предназначены в основном для устранения протечек в строительных конструкциях, что представляет собой чрезвычайно сложную проблему.

Как правило, гидроактивные инъекционные растворы - это однокомпонентные полиуретановые жидкости с низкой вязкостью. При контакте с водой они вступают в химическую реакцию, приводящую к расширению раствора в объеме, с возрастанием при этом его внутреннего давления (до 30 бар). В результате раствор распространяется по конструкции, вытесняя воду и образуя внутри полостей водонепроницаемый полиуретановый заполнитель. Причем последний может быть как жестким, так и эластичным, в зависимости от вида применяемого материала. Время схватывания материала зависит от количества катализатора и температуры, и лежит в интервале 1…17 мин.

Высокая технологичность метода, простота применяемого оборудования позволяет, особенно в сочетании с другими методами гидроизоляции, эффективно решать сложные задачи гидроизоляции.

Гидрофобизаторы. Гидрофобизаторы - это специальные составы, призванные сделать обработанные материалы несмачиваемыми водой. В результате гидрофобизации вода перестает проникать даже в поры и трещины шириной до 1 мм.

Первые гидрофобизаторы появились в строительстве около 40 лет назад. Это кремнеорганические жидкости (олигидросилоксановая жидкость, этилсиликонат натрия, метилсиликонат натрия и др.), недостатками которых являлись низкая эффективность, высокая пожароопасность, необходимость использования органических растворителей или приготовление эмульсий с ограниченным сроком действия. Составы нового поколения как отечественного, так и импортного изготовления, как правило, свободны от этих недостатков.

Гидрофобизация создает совершенно новые возможности. Без значительных затрат можно воспрепятствовать процессам разрушения, ликвидировать "высолы" и т.п. Применение гидрофобизаторов уменьшает расход лакокрасочных и пропиточных материалов, сокращает разрушительное воздействие кислот, повышает подвижность и пластичность бетона, растворов, штукатурных смесей.

Обработанные материалы сохраняют эти качества при поверхностной обработке по крайней мере более чем 10 лет, а при объемном внесении (глубинной пропитке) - весь срок службы конструкции, здания, изделия.