Гидроизоляционные мембраны на минеральном вяжущем

Материалы, из которых создаются эти гидроизоляционные мембраны, состоят в основном из портландцемента с песком, а также различных добавок. Существуют четыре типа материалов: а) металлизированные; б) капилярные (пенетрирующие); в) обмазочные с уплотняющими добавками; г) модифицированные полимерами.

Мембраны на минеральном вяжущем эффективны при использовании их как со стороны позитивного, так и со стороны негативного воздействия воды. Для них не требуется чтобы субстрат был сухим, а также чтобы до их нанесения произошло полное вызревание бетона.

Все материалы этого класса однотипны по технологии нанесения и уходу за ними, а также эксплуатационным характеристикам. Однако за счет изменяющегося гранулометрического состава и использования специальных добавок они имеют различную адгезию к субстрату, водонепроницаемость, усадку и т.п.

В состав металлизированных материалов входит смесь песка и цемента с мелким заполнителем однородного гранулометрического состава и железными опилками. Вода обеспечивает возможность окисления железных опилок. В результате этого металл набухает и происходит эффективная герметизация нанесенного слоя, трещин и швов, предотвращая проникновение воды

Капилярные (пенетрирующие) материалы представляют собой составы, в которых используются различные сочетания специальных добавок с песком и цементом. При нанесении на бетон смеси материалов с водой реакционноспособные химические соединения вступают в контакт со свободной известью и влагой в субстрате, образуя нерастворимые соединения, которые закупоривают капиляры. (рис. 13)

Рис.13. 1-пенетрирующий материал (Vandex Super); 2- нерастворимые соединения, образовавшиеся в

результате реакции пенетрирующего материала со свободной водой и известью; 3-бетон.

Обычно у качественных материалов глубина проникновения в бетон достигает 10-12 см.

Цементные обмазочные гидроизоляционные материалы представляют собой смесь песка, цемента и специальных добавок, которые при нанесении их подобно штукатурке,

но в тонких слоях, на каменную кладку или бетон обеспечивают водонепроницаемость.

Составы, модифицированные полимером, чаще всего акриловой эмульсией, сегодня составляют основную массу материалов этого типа. После отверждения они обладают эластичными свойствами и способны перекрывать трещины с раскрытием до 0,5 мм, а в случае их армирования сеткой из полипропилена и стекловолокна – до 2мм. К сожалению применение этих материаловограничено влажностью воздуха (не более 75%), температурой(+10⁰С), плохой адгезией к вертикальным и потолочным поверхностям, потерей эластичности во времени. В основном данный тип материала используется внутри помещений.

Гидроизоляционные мембраны, создаваемые из материалов на основе бентонитовых глин.

До конца XIX века гидроизоляция заглубленных сооружений выполнялась в виде «глиняного замка» – слоя перемятой и плотно утрамбованной глины толщиной 26,7 – 30,5 см. На рис.14 приведен вариант устройства «глиняного замка». Устройство «глиняных замков» весьма трудоемко, требует большого расхода материалов и в настоящее время практически не применяется.

На смену «глиняным замкам» пришли изделия в виде бентонитовой глины, порошка, матов и листов обладающих достоинством «глиняного замка» и в то же время более технологичны в укладке.

Бентониты- высокодесперсионные породы с содержанием монтмориллонита не менее 60%, плотностью 1,7-2,9 г/см³.

В процессе гидратации происходит увеличение объема в 14-16 раз. Гидратация осуществляется сразу после укладки и обратной засыпки пазух грунтом.

Как правило, в бентонитовых гидроизоляционных смесях содержится 85% - 95% глины и не более 15% минеральных добавок. При использовании в качестве гидроизоляционного материала глины не требуется определенного срока для вызревания бетона, а подготовка основания необходима лишь в минимальном объеме.

Рис.14.

1-глиняный замок; 2- защитная стенка; 3- гидроизоляционная мембрана; 4 – отмостка; 5- плита фундамента; 6-щебень; 7-стена подземной части сооружения; 8-цоколь; 9-дренажная труба; 10-засыпка с плотностью 90 %

Из всех гидроизоляционных материалов данная, так же, как и цементные, наименее токсичны и наносят минимальный ущерб окружающей среде. Гидроизоляционная мембрана на основе глин обладает способностью к самозалечиванию трещин. Сразу после укладки материала необходимо принять меры по защите и закрыть его полиэтиленовой пленкой, предохраняя от намокания до обратной засыпки. Бентонитовые покрытия не должны применяться на участках где имеется свободное протекание грунтовых вод, поскольку в этом случае происходит их размывание. Бентонитовые глины не обладают особой стойкостью к воздействию химических веществ, содержащихся в грунтовых водах, таких как хрориды, сульфаты, кислоты и щелочи.

В настоящее время бентонитовые производные добавляются в другие гидроизоляционные материалы, например в термопластичные и резинобитумные. Материалы выпускаются и применяются в следующих видах: порошок, которых наносится распылением; плиты на картонной основе; рулоны на различной основе, листы из бентонита и каучука; тканевые маты различной ширины.

Бентонит, поставляемый в виде порошка с добавкой воды, наносится распылением с помощью установок воздушного нанесения. После его укладки необходимо произвести бетонирование, обеспечить засыпку пазух котлована и т.д. Расход за один проход для таких материалов составляет 4,5-9 кг/м².

Материалы в виде панелей поставляются на основе картонных листов, обычно они имеют квадратную форму (1,2х1,2) с нанесенным на них бентонитовым материалом в количестве 4,5 кг/м². Панели прикрепляются к субстратам с помощью дюбелей и специальных составов. После обратной засыпки картон подвергается разрушающему воздействию бактерий, а грунтовые воды вызывают увеличение глины в объеме, и она приобретает гидроизоляционные свойства. Нахлест листов около 10 см. Укладку следует производить с перевязкой швов через ряд с продвиганием вперед на 30 см. (рис. 15)

Производителя были разработаны материалы в виде панелей с полиэтиленовой или резиновой прокладкой, обеспечивающей временную гидроизоляцию сооружения и защиту бетонита до тех пор, пока не произойдет набухание глины.

Сегодня широко применяются мембраны из рулонных бентонитовых материалов, полученных путем нанесения слоя бентонитовой глины в количестве 4,5 кг/м² на лист специально обработанного полиэтилена шириной 1,2 м. Этот полиэтилен также предохраняет глину от преждевременного набухания на случай дождя перед обратной засыпкой и защищает такие мембраны от негативных воздействий, например хроридов.

Комбинированные гидроизоляционные мембраны из бетонита и каучука получаются при нанесении их смеси на слой антиадгезива (полиэтилен, вощеная бумага). Продукция поставляется в рулонах шириной 1 м и представляет из себя самосклеивающиеся материалы. По способу нанесения и эксплуатационным характеристикам они аналогичны резинобитумным материалам. Каждый из входящих в состав мембраны материалов- полиэтилен, бутилкаучук и бентонит, - действуя в сочетании с другими, обеспечивает получение надежной гидроизоляционной мембраны в сооружении.

В мембранах из бентонитовых матов глины в количестве 4,5 кг/м² расположена на тканевой основе. Тканевый материал не обеспечивает возможность самоприклеивания, и для его нанесения на вертикальные поверхности необходимо использовать дюбели или специальные составы. Для предотвращения преждевременного набухания применяется способ защиты материала с помощью листового полиэтилена.

Геосинтетические бентонитовые маты состоят из полотен (например, пропиленовых), между которыми расположены гранулы или порошок бентонита. Бентонитовые маты выполняют толщиной 4,5-10мм; их вес составляет около 4,5-9 кг/м². Существуют следующие виды бентонитовых матов (рис. 16):

- бентонитовый слой расположен между синтетическими неткаными материалами (геотекстилем) и соединяется с ними за счет сцепления (рис. 16 а);

- бентонитовый слой расположен между двумя слоями геотекстиля, которые прошиты между собой (рисю16 б);

- бентонитовый слой расположен между двумя слоями геотекстиля, которые связаны друг с другом за счет иглопробивания (рис. 16 в);

- бентонитовый слой закреплен на поверхности полимерной пленки за счет адгезии (рис.16 г).

Рис.16 Виды гидроизоляционных бентонитовых матов

Высокая способность расширяться и адсорбировать воду обеспечивает низкую водопроницаемость матов и малый коэффициент диффузии. Благодаря способности разбухания материалы способны «самозалечиваться», ликвидируя механические повреждения и трещины. Обладая прочностью на разрыв –12-20 кН/м, они могут воспринимать сравнительно высокие растягивающие усилия, при этом удлинение при разрыве вдоль полотна составляет 20-30%, поперек - 65-75%. Следует также отметить и удовлетворительную химическую стойкость бентонитов к агрессивным водам, химическим удобрения, бензину и дизельному топливу.

К достоинствам материалов на основе бентонитовых глин, кроме самозалечивания трещин, можно отнести простоту нанесения, разнообразие видов и вспомогательных средств. К недостаткам следует отнести возможность преждевременной гидратации, отсутствие стойкости к фильтрационным потокам воды, которые в городах часто возникают по контору фундамента зданий, низкую стойкость к сульфатам, хроридам, замораживанию/оттаиванию, воздействию переменного уровня воды.

На больших вертикальных площадях, при фильтрации воды, бентонитовые маты можно крепить поверх вертикального дренажного слоя типа DELTA Ms фирмы Доркен, который обеспечивает устранение негативного влияния воды (рис.17). однако при укладке листов на дренажное полотно следует учитывать плотность полотна и давление, которое развивает расширение бентонитовой гидроизоляционной мембраны. Бентонитовые рулонные и листовые материалы хорошо выдерживают равномерно распределенные нагрузки, но плохо воспринимают концентрации напряжений.

гидроизоляционных мембран.

Выбор материалов

Основные характеристики и условия использования материалов, применяемых для создания гидроизоляционных мембран

Достоинства и недостатки основных типов

гидроизоляционных мембран

Если рассматривать строительство и ремонт подземных сооружений, то нужно иметь в виду, что при позитивном давлении воды предпочтение может быть отдано как рулонным, так и безрулонным органическим и минеральным покрытиям. В условиях ремонта или выполнения работ изнутри сооружения, работающего при воздействии негативного давления воды, предпочтение всегда отдается минеральным водонепроницаемым покрытиям.

При проектировании гидроизоляционной мембраны следует принимать в расчет и конструктивные особенности сооружения. Если рассмотреть в разрезе подземное сооружение, построенное открытым способом, то можно увидеть, каким образом должна выполняться защита его внешнего контура от воздействия воды. (рис.18)

Дренажные работы при строительстве