Гидроизоляционные материалы. 2

Введение

Гидроизоляционные материалы применяют для защиты строительных конструкций от атмосферных  осадков, от проникания агрессивных  грунтовых вод, а также для  обеспечения водонепроницаемости  железобетонных ёмкостей различного назначения.

Назначение герметизирующих материалов – герметизация стыков панелей наружных стен, заполнение швов в оконных  и дверных проёмах, в деталях  и конструкциях из металла, пластмассы, керамики и стекла.

Применение полимерных материалов в качестве гидроизоляции и герметизации позволяет почти совсем исключить  мокрые трудоёмкие и опасные процессы, связанные с применением битумов, полностью механизировать эти работы и в значительной степени снизить  стоимость гидроизоляционных и  кровельных работ. Обладая такими свойствами, как лёгкость, механическая прочность, водонепроницаемость, гнилостойкость, устойчивость к коррозионным  воздействиям химических веществ, атмосферной среды, сопротивляемость износу, гидроизоляционные  и кровельные полимерные материалы  служат надёжной защитой зданий и  сооружений.

1. .Гидроизоляция.

Гидроизоляция (от ^{гидро...} и изоляция), защита строительных конструкций, зданий и сооружений от проникновения воды (антифильтрационная Г.) или материала сооружений от вредного воздействия омывающей или фильтрующей воды или др. агрессивной жидкости (антикоррозийная Г.). Работы по устройству Г. называются гидроизоляционными работами. Г. обеспечивает нормальную эксплуатацию зданий, сооружений и оборудования, повышает их надёжность и долговечность.Климатические условия регионов всего мира различны и по-своему негативно воздействуют на кровли. Сами жара и холод не так опасны, как их резкая смена. Так же следует учитывать и различия самих строительных конструкций и нагрузки, которые воздействуют на гидроизоляцию и кровлю. Специалисты различных предприятий разрабатывают новые материалы и формируют их свойства, ориентируясь на практику эксплуатации кровли и гидроизоляции в самых различных климатических зонах. Следствием чего является выпуск всё более современных и качественных материалов, технические характеристики которых позволяют использовать их в широком температурном диапазоне.

1. Основные задачи гидроизоляции

Основная задача гидроизоляционных  материалов - поддерживать требуемый  режим работы подкровельной теплоизоляции. По ГИ-Г ГОСТ 7415-86¹

- препятствовать проникновению в  теплоизоляционный материал влаги,  которая резко снижает его  теплоизолирующие свойства, и в  ряде случаев ведет к его  прогрессирующему разрушению.

- как неотъемлемая часть вентиляционной  системы кровли, эти материалы  участвуют в предотвращении накопления  в теплоизоляционном материале  влаги, облегчая выход наружу  ее паров.

  Гидроизоляцию необходимо применять  при устройстве скатных крыш  с покрытиями, не образующими  сплошной ковер (все виды черепицы, металлические кровли, шифер).  Являются  защитой от наружной влаги  (снег, капли воды, конденсат), которая  может проникать под кровельное  покрытие при экстремальных погодных  условиях (сильный ветер или косой  ливень

Ни  для кого не секрет, что гидроизоляция  зданий и других сооружений имеет  огромное значения для их надёжности, безопасности, функциональности и эффективности  использования. На данный момент гидроизоляция  представляет собой сложные системные  решения, которые направлены на максимально  эффективную защиту от проникновения  влаги в изолируемую область. К таким гидроизоляционным материалам относятся всевозможные битумы и  мастики, которые обладают отличной адгезией практически к любым  поверхностям, имеют высокие показатели прочности и долговечности и  отличаются абсолютной водонепроницаемостью. 
Применяются для защиты конструкций (или отдельных узлов) от проникновения влаги. Это может быть гидроизоляция подвалов, гидроизоляция мостов и других дорожных сооружений, а также гидроизоляция других ответственных узлов и элементов, в которые не должна проникать влага.

Изготавливают гидроизоляционные материалы, как  зарубежные компании, так и отечественные. Как правило, у каждой компании, которая  производит гидроизоляционные материалы, есть свой эксклюзивный материал, который  она сама разработала и поставила  на производство.

1.2.Выбор типа гидроизоляции

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.

С учетом конструкции изолируемого сооружения, величины действующего напора воды и требуемой сухости помещений  внутри сооружения гидроизоляционные  покрытия подразделяются на противокапиллярные, нормальные, усиленные и работающие "на отрыв".

Требуемая механическая прочность  гидроизоляционных покрытий определяется с учетом воздействия статических  и динамических нагрузок, а трещиностойкость - с учетом температурно-осадочных  деформаций сооружения, которая и  определяет выбор типа гидроизоляции. Различают трещиностойкие конструкции, конструкции с ограниченным раскрытием трещин (до 0,3 мм) и нетрещиностойкие конструкции (раскрытие трещин >0,3 мм).

Для выбора типа гидроизоляции  изолируемые помещения принято  длить на три категории, характеризуемые  степенью сухости ограждающих конструкций, а именно:

• помещения с сухой поверхностью ограждающих конструкций (допускаются отдельные сырые пятна не более 1 % поверхности ограждающих конструкций);
• помещения с отдельными влажными участками ограждающих конструкций (без выделения капельной влаги), площадь которых не должна превышать 20 % поверхности ограждающих конструкций;
• помещения с выделением капельной влаги на стенах и на полу (но не на потолке). Общая площадь увлажненных участков не должна превышать 20 % поверхности ограждающих конструкций. Для отвода воды в полу таких помещений делают водосборные лотки и приямки со сбросом или откачкой воды в канализацию. Повышение сухости помещений достигается также за счет отопления и вентиляции.

Трещиностойкость изолируемых  конструкций характеризуется предельной величиной расчетного раскрытия  трещин. По этому признаку изолируемые  конструкции подразделяются на три  группы:

• трещиностойкие конструкции (без раскрытия трещин по данным расчета);
• конструкции с ограниченным по расчету раскрытием трещин (до 0,05 и до 0,1 мм);
• конструкции, рассчитываемые только на прочность.

 
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.

1.3.Материалы, применяемые в производстве современных

гидроизоляционных материалов.

         Все исходные материалы можно разбить на следующие основные группы:

1. продукты переработки нефти;
2. продукты переработки каменного угля;
3. амортизированная резина;
4. синтетические полимерные материалы;
5. прочие материалы.

Продукты переработки  нефти.

         Для строительства  из  продуктов переработки нефти главное место занимает битум,  применение которого для целей гидроизоляции ведётся с  незапамятных времён.  Но,  кроме него, в настоящее время находят применение также и другие продукты переработки нефти,  получаемые как при прямой перегонке нефти, так и путём пиролиза её фракций.

Продукты переработки  каменного угля.

         В 1961 г.  ВНИИНСМом было установлено, что каменный уголь в состоянии тонкого  помола  с величиной частиц 40-60 мк является хорошим наполнителем для полимерных материалов.  Он,  в отличии от всех видов минеральных  наполнителей, не ускоряет процессы старения полимерных материалов, способствуя таким образом более длительной их службе.  Из большого  числа  разновидностей углей прямое применение нашёл антрацит,  как наиболее стойкий против окислительных процессов при получении герметизирующих материалов:  мастики,  плёнки, клея.

         Широкий ассортимент каменных углей даёт возможность большого выбора их для тех или иных целей.

         По своей химической природе каменный уголь является  наиболее  близким к органическим пластмассам,  и поэтому они испытывают значительно меньшие внутренние напряжения,  чем при наполнении их минеральными  веществами. Чёрный цвет  не  позволяет  использовать его для декоративных изделий,  но для кровельных, гидроизоляционных и герметизирующих материалов, где цвет не имеет значения, уголь безусловно получит в недалёком будущем большое распространение.

Амортизированная  резина.

       В народном хозяйстве ежегодно накапливается огромное количество изделий из резины, вышедших из эксплуатации по тем или иным причинам. Амортизированная резина обладает целым рядом ценных технических свойств – высокой эластичностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и др.

Особенно важное значение по ресурсам и по комплексу свойств имеют  амортизированные автомобильные покрышки, а также большое количество отходов  резиновой промышленности.

Изношенные шины являются прекрасным сырьём для производства регенерата – материала, частично заменяющего  каучук, а также технических изделий  и материалов, применяемых в жилищном и промышленном строительстве и  других отраслях народного хозяйства.

Для производства гидроизоляционных  материалов обычно применяют дроблёную  резину, представляющую собой измельчённые до величины 1.5 мм частицы изношенных автомобильных покрышек или других чёрных т цветных резиновых изделий.

Синтетические материалы.

         Для производства гидроизоляционных материалов находят применение следующие синтетические полимеры:

1. Синтетические каучуки.

Синтетические каучуки и латексы  применяют в производстве гидроизоляционных  материалов главным образом в  качестве облагораживающих добавок  к битумам и каменноугольным  продуктам. Однако, из широкой гаммы  каучуков, производимых в стране, общего и специального назначения для целей  производства гидроизоляционных, кровельных и герметизирующих материалов до настоящего времени используют лишь несколько видов:

• полиизобутилен;
• хлоропреновый каучук;
• тиоколы;
• бутил-каучук.
2. Пластические массы.

В настоящее время в производстве гидроизоляционных и герметизирующих  материалов находит применение всё  большее количество различных пластических масс. Наиболее распространённые пластические массы:

• полиэтилен;
• поливинилхлорид;
• полиэфируретаны;
• полистирол;
• фенолформальдегидная смола;
• кумароновые смолы.

Прочие материалы.

         Основными пластификаторами при производстве изделий из полимеров служат:

• дибутилфталат;
• диоктилфталат;
• дибутилсебацинат;
• диоктилсебацинат;
• трикрезилфосфат.

Наиболее распространёнными наполнителями  в производстве гидроизоляционных  и кровельных материалов являются:

• асбест;
• тальк;
• мел;
• каолин;
• сажа печная.

Глава 2. Конструкции и условия применения гидроизоляции

2.1. Окрасочная гидроизоляция.

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

Основание для окрасочной гидроизоляции делают жестким, ровным и прочным с закругленными (R=3...5 см) или срезанными на фаску углами и гранями. Перед нанесением окрасочного  состава основание очищают от грязи и пыли, высушивают и огрунтовывают  разжиженным окрасочным составом, а  углы и грани оклеивают полосками  ткани или рулонного материала  шириной не менее 20 см. При использовании  битумных эмульсий, эмульсионных паст, а также мастик на их основе основание  допускается не высушивать.

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. Причём 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 .

2.1.2.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 огрунтованную поверхность изолируемой конструкции или защитного ограждения. Применяемые материалы должны состоять только из гнилостойких компонентов.

Располагают гидроизоляционный  ковер, как правило, со стороны гидростатического  напора и обеспечивают зажим его  между изолируемой конструкцией и защитным ограждением с усилием не менее 0,01 МПа. В случае невозможности зажима оклеечную гидроизоляцию применять не рекомендуется. Число слоев оклеечной гидроизоляции назначается в зависимости от категории сухости изолируемого помещения и действующего на гидроизоляцию гидростатического напора.

Деформационные швы изолируемых  конструкций при устройстве безнапорной  оклеечной гидроизоляции перекрывают  всеми слоями ковра и двумя  дополнительными слоями стеклоткани  или густой металлической сетки. При гидростатическом напоре швы  перекрывают нержавеющими в данной среде или защищенными от коррозии плоскими металлическими листами или  фигурными компенсаторами. 
Для защиты оклеечной гидроизоляции в процессе строительства на горизонтальных поверхностях устраивают цементные или асфальтовые стяжки толщиной 3-5 см, а на вертикальных - цементную штукатурку толщиной 1,5-2 см.

При расположении оклеечной  гидроизоляции в агрессивной  грунтовой воде защитные ограждения выполняют из стойких к воздействию  данной среды материалов, а под  днищем сооружения вместо бетонной подготовки укладывают утрамбованный щебень и  заливают его горячим битумом, стойким  к воздействию данной среды. Оградительный  замок толщиной 25-30 см из плотно утрамбованной  жирной глины является неплохой дополнительной защитой для защитных стенок, в  особенности если они выложены из не пропитанного битумом кирпича.

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  путём нагревания и сваривания швов сухих и чистых полотнищ материалов.

Все гидроизоляционные мембраны, выполненные из термопластичных  материалов, обладают отличными характеристиками и стойкостью к воздействию среды  в различных условиях, в т.ч. при  подземном строительстве. ПВХ-материалы  оказываются хрупкими при низких температурах. В практике строительства  заглублённых сооружений находят применение ПВХ-мембраны, которые укладываются без приклейки, а крепятся к специальным  пластиковым закладным с помощью  горячего воздуха. Материал сваривается  двойным Т-образным или плоским  швом и проверяется на герметичность  сжатым воздухом.

Вулканизированные резины представлены также каучуком на основе сополимера этилена, пропилена и диенового  мономера (EPDM). 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.

Герметизация швов EPDM-мембран  осуществляется с помощью клеёв  на основе растворителей. На вертикальных поверхностях перед укладкой мембран  требуется нанесение праймера и  клея. 
При осуществлении свободной укладки эластичность материалов значительно повышается по сравнению с полным приклеиванием. Однако любой прокол и плохой дренаж или его отсутствие приводят к отказу мембраны.

2.1.3.Штукатурная гидроизоляция 
Штукатурная гидроизоляция создаётся холодными или горячими мастиками, полимерцементными гидроизолирующими массами, а также торкретбетонами, наносимыми обычно в два или несколько слоёв (намётов) 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 наполнителей и имеет  много общего с окрасочной гидроизоляцией (см. выше), 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.

Толщина отдельных наметов (слоев) эмульсионной мастики при  механизированном нанесении 2-4 мм, а  при нанесении вручную - до 20 мм. Число  слоев и общая толщина гидроизоляции  выбираются в зависимости от действия напора: при капиллярном подсосе  влаги - два слоя общей толщиной 5-7 мм, при напоре до 10 м - три-четыре слоя общей толщиной 10.-15 мм, при напоре 10 м и более, а также при защите помещений I категории сухости при  любом напоре (до 30 м) - четыре-пять слоев  общей толщиной 15-20 мм.

Защитное ограждение гидроизоляции  на горизонтальных поверхностях выполняют  в виде стяжки из цементного раствора или бетона. На вертикальных поверхностях защитным ограждением может служить  стенка из кирпича, бетонных плит, досок  или слой цементной штукатурки, который  при высоте более 2 м должен армироваться.

Нельзя применять холодную битумную гидроизоляцию в кислотной  среде. Запрещается использование  гидроизоляции из холодных мастик на внешней поверхности опускных колодцев и кессонов.  
При трещиноватом основании с расчетным раскрытием трещин более 0,3 мм покрытие необходимо армировать щёлочестойкой стеклосеткой. 
 
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 °С. 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 огрунтовывается  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, наполнителей, 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 напряжённым 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.  
Цементную торкретную гидроизоляцию применяют для защиты ограждающих конструкций из монолитного железобетона толщиной не менее 25 см от воздействия гидростатического напора без расчета на трещиностойкость; при отсутствии напора толщина конструкции не ограничивается. Для торкрета рекомендуется применять цемент того же наименования, что и для бетона сооружения. Поверх торкрета, наносимого по наружной поверхности стен, полезно устраивать битумно-полимерную окрасочную гидроизоляцию (в особенности на опускных колодцах и кессонах).

Ручным способом полимерцементную изоляцию наносят при небольших  объемах работ (до 100 м2) и, как правило, при отсутствии гидростатического  напора. Поверхность такой гидроизоляции  в свежем состоянии рекомендуется  затирать водонепроницаемым безусадочным цементом или портландцементом со специальными уплотняющими добавками.

Общими требованиями к  применению полимерцементных растворов  являются подготовка оснований. Растворы должны наносится по крепким основаниям, очищенным от пыли, грязи, извести, масел, жиров, остатков красок. Раковины и  углубления должны быть выровнены цементным  раствором. Сухая смесь затворяется  водой строго по рецептуре и тщательно  перемешивается.

Деформационные швы сооружений с цементной гидроизоляцией при  отсутствии напора заполняют мастикой, а при гидростатическом напоре, кроме  того, перекрывают металлическими компенсаторами. Для усиления цементной гидроизоляции  к краям компенсаторов, а также  к фланцам закладных деталей  приваривают металлические сетки  и вместе с краями заделывают в  торкретный слой.