архив» все записи»

Автор: А. А. Локочинский
Дата: 24.03.2013
«СтройПРОФИ» № 12
Рубрика: Гидроизоляционные материалы


Критерии выбора гидроизоляции

В современном строительстве планирование, проектирование, исполнение гидроизоляционных работ и качественный надзор за их выполнением — серьезные и ответственные этапы, приобретающие особое значение при возведении сложных подземных, высотных и гидротехнических объектов.

Факторы, влияющие на выбор гидроизолирующих материалов

Критерии выбора гидроизоляции имеют многоуровневый подход, который предполагает решение многочисленных задач: технических, технологических, эксплуатационных, экономических и экологических.

Надежное техническое решение проблемы гидроизоляции увеличивает долговечность и эксплуатационный период строительных конструкций и сооружений, улучшает функциональные условия амортизации современного дорогостоящего оборудования и условия работы обслуживающего персонала. Кроме того, правильно выбранная и грамотно выполненная гидроизоляция предотвращает возможные чрезвычайные ситуации, нарушающие экологическое равновесие в окружающей среде, и позволяет рационально планировать и использовать финансовые ресурсы как в период строительства, так и при эксплуатации возводимых объектов.

Нередко на стадиях строительства, в силу того, что затраты на производство гидроизоляционных работ составляют в общей смете считанные проценты, а эксплуатационный период зачастую не принимается во внимание, планирование и проектирование этих работ выполняется с недостаточной ответственностью. Полное решение проблем гидроизоляции зданий и сооружений от воды и вредных воздействий предполагает комплексный подход, связанный с выбором метода строительства, техники, технологии, материалов, строительных конструкций.

В инженерной практике встречается несколько видов и уровней нагрузок на сооружения или их конструктивные элементы от воздействий воды, в том числе и в агрессивной форме. Классификация сред эксплуатации подробно приводится в межгосударственном стандарте ГОСТ 31384-2008 [1] (Приложение А, табл. А1), согласованном при разработке с требованиями европейских норм EN. В этом же стандарте (Приложение Б, табл. Б6) анализируется степень агрессивного воздействия на бетон жидких органических сред.

Следует отметить, что в настоящее время отечественная нормативная база в области гидроизоляции находится на стадии формирования. По европейской классификации [2] к первому классу нагрузки относят напорную воду, в том числе не напорную от временно застаивающейся инфильтрационной воды. Ко второму классу относят влажность грунта с коэффициентом водопроницаемости ≥ 1∙10-4 м/с, а также воды фильтрации до уровня грунтовых вод с допускаемым временным подпором, но не более 100 мм. При проектировании оценка уровня грунтовых вод учитывает многолетние наблюдения и прогнозы. За основу расчета, как правило, принимают максимальный уровень. Ситуация может осложняться наличием в грунтовой воде агрессивных веществ или наличием дополнительной механической нагрузки, имеющих разрушающие воздействия как на гидроизоляцию, так и на бетон, что требует дополнительных решений по их защите.

Определяющую роль в выборе гидроизоляции также играет функциональное назначение сооружения и его помещений, требований к их эксплуатации и микроклимату. В зависимости от вида разрушающего действия и уровня нагрузки, предъявленных функциональных требований обосновывается выбор возможных технологических и материальных вариантов решения проблем гидроизоляции.

Водонепроницаемые материалы и технологии их применения

Для гидроизолирующей защиты сооружений от воздействий используют водонепроницаемые материалы, через которые напорная вода не проходит насквозь. В качестве водонепроницаемых материалов на практике применяют: рулонные битумные или полимерные; битумные, битумно-полимерные обмазочные или напыляемые; цементные, цементно-полимерные обмазочные или напыляемые; инъекционные; проникающие цементные обмазочные или напыляемые; бетоны с высоким сопротивлением проникновению воды.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 31384-2008 (Приложение Д, табл. Д1, Д3) устанавливает требования по защите ограждающих конструкций и требования к изоляции различных типов.

Рулонные битумные или полимерные; битумные, битумно-полимерные обмазочные или напыляемые материалы, копирующие форму защищаемой поверхности при нанесении, выполняют две функции: уплотнение и паровой барьер.

Цементные, цементно-полимерные обмазочные или напыляемые материалы, также копирующие форму защищаемой поверхности при нанесении, служат уплотнением, но не являются паровым барьером.

Инъекционные материалы проникают в конструкцию под давлением, восстанавливают или усиливают гидроизоляционные и несущие свойства строительных конструкций.

Проникающие цементные обмазочные или напыляемые материалы полностью копируют защищаемую поверхность, проникают в толщу бетона и не пропускают через конструкцию воду, но не являются паровым барьером.

Бетоны с высоким сопротивлением проникновению воды выполняют функцию уплотнения и несущую функцию. Они не являются паровым барьером, но одновременно выполняют функцию несущего элемента конструкции и не пропускают через конструкцию воду.

В гидроизоляционных технологиях различают следующие основные виды:
- эластично-жесткая гидроизоляция, номинально копирующая форму основания;
- эластичная гидроизоляция, полностью копирующая форму основания;
- проникающая обмазочная или напыляемая гидроизоляция, полностью копирующая форму основания и проникающая в толщу бетонной конструкции;
- жесткая гидроизоляция.

Эластично-жесткая гидроизоляция включает в себя рулонные, листовые и композиционные мастичные материалы: битумные армированные, полимерно-битумные рулонные и листовые, полимерные мембраны, асфальт и его комбинированные модификации.

К эластичной гидроизоляции принадлежат материалы, наносимые на основание напылением или обмазочной технологией. К ним относятся битумные, битумно-полимерные, битумно-латексные, полимочевинные, цементно-полимерные и др.

Инъекционная гидроизоляция — это материалы, закачиваемые в строительную конструкцию под давлением, следующего происхождения: суспензии на цементной основе; эпоксидные смолы; эластомерные смолы на полиуретановой основе; гидроструктурные смолы и др. материалы органического происхождения.
Проникающая обмазочная или напыляемая гидроизоляция включает также в систему шовные гидроизоляционные материалы и водоостанавливающие материалы для устранения напорных течей.

К жесткой гидроизоляции относятся следующие виды: покрытия не эластичные цементные, обмазочные или напыляемые; специальные водонепроницаемые растворы для торкретирования; бетонные конструкции с высоким сопротивлением проникновению воды.

От воды спасают «ванны»

Ранее в строительной практике гидроизоляции исключительно широко применялись материалы на битумной основе, поэтому широкое употребление в технологиях получил термин «черная ванна», связанный с битумом и его производными. Эти материалы являются специальным покрытием строительной конструкции на основе бетона, кирпича и др. К этой же группе материалов относятся входящие в систему гидроизоляционные шовные ленты, компенсирующие деформационные нагрузки в стыках и специальных швах.

Менее известный термин «коричневая ванна» связан с применением бентонита. Бентонит — это материал коричневого цвета на основе глины, размещенный в специальных матах, обладающий большой водопоглотительной способностью и склонностью к набуханию. Набухая, бентонит способен закупоривать трещины и поры строительной конструкции.

Основные преимущества обмазочных и напыляемых способов состоят в обеспечении прочного сцепления с основанием, непрерывной гидроизоляционной поверхности по основанию, надежной гидроизоляции примыканий, возможности механизации нанесения.

Бетонные конструкции с высоким сопротивлением прониканию воды и способ гидроизоляции благодаря светлым тонам применяемого цемента, в отличие от битумных материалов, получили название «белые ванны». При этом плотный прочный железобетон, помимо гидроизоляции, выполняет еще и несущие функции, но не обладает свойствами парового барьера.

Все перечисленные виды гидроизоляции, исключая бетоны с высоким сопротивлением проникновению воды, широко применяются как в новом строительстве, так и при реконструкции и ремонте зданий и сооружений. Выбор рациональной схемы внешней и внутренней гидроизоляции с технических и экономических позиций базируется на детальном обследовании гидрогеологических условий и на функциональных требованиях, предъявляемых к помещениям сооружений.

Для реконструируемых зданий и сооружений выполняется детальное обследование с диагностикой и анализом гидрогеологических условий, существующего состояния конструкции фундамента и стен. Важнейшие задачи анализа обследования включают оценку стены с точки зрения внешнего состояния, прочности слоев, концентрации и распределения влаги, вредных солей. Эффективное восстановление строительных объектов, имеющих архитектурно-исторические ценности, переориентирование функций использования подвальных помещений старых зданий — задачи, которые в последние годы становятся все более актуальными. Жить и работать в старых стенах сейчас становится модным.

При реконструкции старых подвалов и невозможности проведения вскрышных работ для устройства внешней гидроизоляции допускается выполнение внутренней гидро-изоляции цементно-полимерными эластичными или цементными жесткими, или полимерными мембранами, или др. материалами. В то же время при имеющихся возможностях рекомендуется проведение полного цикла гидроизоляционных работ по внешнему периметру («черная ванна») и внутреннему контуру основания и стен. В настоящее время для восстановления старых стен существуют многочисленные технологии и системы материалов, которые позволяют осуществить надежное, эффективное и долговечное восстановление подвальных помещений и с успехом могут быть использованы в новом строительстве.

Подробнее о гидроизоляции старых подвалов

При ситуациях с небольшими нагрузками от влажной почвы и с невысокой концентрацией солей наиболее экономное решение достигается следующими операциями:
- гидроизоляцией шва между фундаментной стеной и плитой при помощи гидрошпонки или гидроизолирующей шпаклевки;
- внутренней гидроизоляцией цементным эластичным мелкодисперсным раствором или цементным проникающим раствором с последующим нанесением системы ремонтных санирующих штукатурок на поверхность стены.

Возможности и преимущества данного решения в ситуации с небольшими нагрузками означают для заказчика и исполнителя простоту и экономичность выполнения работ; небольшой расход материалов; обеспечение сухой поверхности стены; высокую степень поглощения и накопления солей, приносимых с грунтовой водой.

Ситуация с нагрузками от воздействия накапливающейся воды и воды под давлением в сочетании с воздействием вредных солей потребует проведения таких мероприятий, как:
- предварительное выравнивание внутренних стен час-тично или по всей поверхности шпаклевкой;
- горизонтальная отсечная гидроизоляция от воздействия капиллярного переноса влаги инъекцией мелкодисперсной эмульсии при обязательном предварительном заполнении стеновых пустот в зоне инъекции специальным цементным раствором;
- гидроизоляция фундаментных стен и плиты подвала цементным эластичным раствором или цементным проникающим раствором с гидроизоляцией шва при помощи гидро-шпонки;
- последующее нанесение системы ремонтных санирующих штукатурок на поверхность стены.

Этот вариант гидроизоляции от воздействия более высокой влажностной нагрузки обеспечит сухую поверхность стены; возможность использования подвалов под различные цели; высокую степень поглощения и накопления солей.

При более тяжелых ситуациях от воздействия нагрузок накапливающейся воды и воды под давлением в сочетании с воздействием вредных солей ремонты потребуют провести:
- внешнюю гидроизоляцию сооружения по вскрышному оштукатуренному фундаменту при помощи обмазочного или напыляемого полимерно-битумного или битумно-латексного покрытия («черная ванна») в сочетании с дренажем и теплоизоляцией;
- горизонтальную отсечную инъекционную гидроизоляцию от воздействия капиллярных вод при помощи мелкодисперсной эмульсии и предварительного заполнения стеновых пустот в зоне инъекции цементным раствором;
- гидроизоляцию шва между фундаментной стеной и фундаментной плитой при помощи гидрошпонки или гидроизолирующей шпаклевки;
- гидроизоляцию стены и плиты цементным эластичным раствором или цементным проникающим раствором;
- нанесение системы ремонтных санирующих штукатурок на поверхность стены.
Реализация последней сложной ситуации с затратной схемой работ обеспечит создание сухого микроклимата под административно-жилое помещение, предотвращение переноса солей от внешней стороны стены подвала к внутренней, гарантию долговечного осушения стены.

Каждому объекту реконструкции — своя гидроизоляция

Рассматривая ситуацию реконструкции и ремонта здания, можно решать технические задачи гидроизоляции различной сложности, применяя конкретные технологии и материалы для выполнения строительных работ. Указанные схемы предполагают устройство «черной ванны», то есть надежной внешней гидроизоляцией стены обмазочными материалами для снятия воздействия естественной влажности почвы, воздействия просачивающейся и накапливающейся влаги и воздействия воды под давлением; предохранение от поднимающейся по капиллярам влаги методом химической блокады; эффективное освобождение стены от солей и выполнение внутренней комбинированной гидроизоляции обмазочными материалами и ремонтными штукатурками.

Для устройства внутренней гидроизоляции при реконструкции, а также в новом строительстве рекомендуются к применению сухие смеси на цементной основе, обладающие эластичностью и сохраняющие гидроизоляционные свойства при трещинах, в некоторых случаях до 2 мм вне зависимости от направления давления. При реконструкции подвальных помещений зданий допускается применение жесткой гидро-изоляции на цементной основе с дополнительным инженерным решением гидроизоляции зоны примыканий конструкций.

При устройстве «черной ванны» среди применяемых материалов по физико-механическим свойствам имеют преимущество полимерно-битумные или битумно-латексные материалы, создающие непрерывные и прочно связанные с основанием эластичные покрытия.

Битумно-полимерные материалы ведущих европейских производителей сохраняют изоляцию при трещинах основания до 5 мм и сдвиге до 2 мм, могут использоваться и как надежный клеевой материал для приклеивания экструдированного полистирола в качестве внешней теплоизоляции фундамента и защиты от возможных повреждений выполненной гидроизоляции. Более дорогой битумно-латексный материал не обладает повышенными клеевыми свойствами, но имеет высокие показатели эластичности (относительное удлинение на разрыв более 1 100%) и прочности сцепления с основанием.

В качестве санирующих штукатурок в схемах используются цементные, известково-цементные, известковые материалы с высокой пористостью (более 30%), обеспечивающие площадь испарения в десятки раз большую, чем площадь основания стены. Таким образом, скорость испарения влаги через штукатурку существенно превышает скорость ее поступления в стену фундамента.

Кроме эффекта высушивания стены, санирующие штукатурки благодаря своей пористой структуре обладают способностью накапливать соли в виде кристаллов и принимать на себя давление образующихся и накапливающихся кристаллов солей. Санирующие штукатурки обладают также повышенной морозостойкостью, что позволяет эффективно их использовать на внешней стороне цоколей.

Литература
1. ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования». МНТКС, 2009 г.
2. Директива «Водонепроницаемые сооружения из бетона»: WU, DAfStb 11/2003, Германия.

Окончание в следующем номере СтройПРОФИ № 4.


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад