Комплексное решение проблем гидроизоляции

Бетон на данный момент времени является наиболее распространенным конструкционным строительным материалом. Большинство гидросооружений и сооружений, где необходима гидроизоляция, строится в основном из бетона, поэтому дальнейшие рассуждения будем вести только касательно бетона, хотя некоторые решения справедливы и в случая кирпичных и каменных сооружений. Бетонную плиту можно считать водонепроницаемой, если количество воды, подводимое с одной стороны плиты, будет меньше количества воды, испаряющейся с противоположной стороны плиты. Поэтому бетонная плита может быть паропроницаема и водонепроницаема одновременно, вопрос только в том до какой степени водонепроницаема данная структура. В первую очередь снижают водонепроницаемость тела бетона дефекты структуры самого бетона. Проблемы гидроизоляции зданий и сооружений можно свести к двум основным моментам:

Все системы и решения по гидроизоляции сооружений предназначены для решения этих двух проблем.

Проблема рыхлой структуры тела бетона решается уплотнением существующего тела бетона каким бы ни было способом или создание на поверхности бетона водонепроницаемого слоя, имеющего хорошую адгезию к самому бетону.

Без швов в бетонных конструкциях не обойтись, они вызваны как необходимостью перерывов в бетонировании, так конструкционными особенностями сооружения. Поэтому швам в бетонных гидросооружениях необходимо уделять особое внимание. Швы в конструкциях являются концентраторами напряжений, и они имеют неприятную особенность расходиться, поэтому герметизация швов должна производиться только эластичными материалами. Любой жесткий материал, имеющий хорошую адгезию к основанию, из-за неизбежной усадки бетона со временем треснет, и шов перестанет быть водонепроницаемым.

Создание плотной структуры бетона при новом строительстве.

Поры в бетоне в основном определяются наличием свободной, не вступающей в реакцию, воды. Поры цементного камня можно рассматривать как неизбежное зло, с которым можно бороться только уменьшением количества цемента и улучшением его качества. Пористость заполнителя должна решаться качественным подбором фракционного состава песка и щебня. После высыхания воды, не принявшей участие в реакции гидратации цемента, образуются поры, объем этих пор в обычном бетоне может доходить до 100 и более литров. Не все эти поры являются замкнутыми, часть из них является сквозными, и через них в последствии будет проходить вода. Для уменьшения количества воды затворения, и соответственно, водоцементного соотношения при сохранении подвижности бетонной смеси, во всем мире широко применяются пластификаторы. Снижение водоцементного соотношения позволяет существенно уменьшить объем пор в бетоне и резко увеличить его водонепроницаемость. Но существующие суперпластификаторы не позволяют получать литой бетон с высоким показателем по водонепроницаемости. Одна из последних разработок компании Sika это суперпластификаторы ViscoCrete (Вискокрит) четвертого поколения на базе поликарбоксилатов

С помощью этих пластификаторов можно получить самоуплотняющийся бетон, т. е. бетон с очень высокой подвижностью, не требующий вибраций при укладке. Данные по испытаниям суперпластификаторов ViscoCrete, полученные при сертификации (Москва ЦНИИС):

Контрольный состав отличался от исследуемого только добавкой суперпластификатора. На данном примере видно что бетонная смесь имеет подвижность больше чем П5 (литая смесь) (0К >21 см, расплыв конуса >31 см), само понятие Осадка Конуса теряет смысл для определения подвижности такой бетонной смеси, ОК будет определяться максимальной фракцией заполнителя. Но добавления только Вискокрита недостаточно для получения самоуплотняющегося бетона. Рецептура бетонной смеси должна быть переработана, необходимо ввести тонкий наполнитель в количестве до 100 кг на 1 м³ и увеличить долю песка, причем кривая рассева должна лежать в определенной области. Получающаяся бетонная смесь обладает свойствами самонивелировки и не расслаивается. Высокая подвижность бетонной смеси может сохраняться до 4 часов, без добавления замедлителей, но здесь очень много зависит от свойств цемента и характеристик заполнителя.

Положительные влияния суперпластификаторов серии У1зсоСге1е на бетон: уменьшение водоцементного соотношения до 40% при увеличении подвижности бетонной смеси, Это приводит к:

Рекомендуемая дозировка от 0,5 до 1,5% от массы цемента (вяжущих). Суперпластификаторы серии ViscoCrete ускоряют набор бетоном прочности на начальной стадии, что снижает риск усадочных трещин. Увеличение прочности в возрасте 7 дней достигает 25 - 30% по сравнению с контрольным образцом. (Данные по испытаниям суперпластификаторов ViscoCrete, полученные при сертификации (Москва ЦНИИС)) Компания Sika производит добавки для цементно-песчаных растворов, увеличивающие водонепроницаемость растворных смесей. Они также могут применяться для получения водонепроницаемого бетона, но единственное ограничение — такой бетон получается достаточно дорогим.

Для бетона с низким в/ц, сохранение воды в теле бетона от испарения, является очень важной задачей. Компания Sika предлагает большое количество средств по уходу за бетоном, сохраняющих влагу в бетоне для гидратации цемента, но это немного другая тема.

Улучшение плотности бетона при ремонтных работах или в уже существующих сооружениях.

Не всегда удается добиться поставки бетона требуемого типа и качества, часто работы по бетонированию ведет одна компания, а гидроизоляцией занимается другая и ей приходится исправлять огрехи. Также возникают задачи по гидроизоляции подвалов при реконструкции зданий, например, при желании заказчика устроить кафе в подвале в старом доме в центральной части города, где нет свободных мест под новое строительство. В качестве материалов для уплотнения структуры бетона Sika предлагает широкую гамму инъекционных материалов. Они обладают низкой вязкостью, безусадочностью, имеют хорошую адгезию с телом бетона, могут применяться как в сухом, так и во влажном бетоне. Материалы данной группы по типу вяжущего делятся на три группы:

В свою очередь полиуретановые материалы подразделяются на составы, вспенивающиеся при контакте с водой, и набухающие инъекционные материалы. Вспенивающиеся материалы предназначены для ликвидации течей, но только если основная структура бетона не нарушена, и течет из небольших трещин. Эти материалы двухкомпонентные, второй компонент является ускорителем полимеризации. После смешивания двух компонентов, готовая смесь может храниться до 6 часов без ухудшения свойств, реакция начинается только после контакта с водой. В зависимости от дозировки ускорителя процесс вспенивания может начаться через 10-15 секунд после контакта с водой, полная полимеризация наступит через несколько минут. Данные материалы предназначены только для остановки течей, для ремонта необходимо использовать другие инъекционные материалы.

Набухающие полимерные материалы, при контакте с водой увеличиваются в объеме в два раза, при этом получается очень плотная структура в теле бетона, полностью перекрывающая воду.

Микроцементные и эпоксидные материалы служат не только для уплотнения структуры бетона, но и для повышения его прочности. Этими материалами можно восстанавливать несущую способность старых железобетонных конструкций

Если необходимо выполнить гидроизоляцию старой конструкции с разрушившимся бетоном, то, прежде всего, необходимо остановить течи и отремонтировать дефекты. Для остановки течей компания производит добавку Sika 4а для получения быстросхватывающегося цементно-песчаного раствора, время вставания его может составлять 15 секунд, в зависимости от дозировки. Но данный материал, как и аналогичные материалы других производителей должен быть защищен слоем штукатурной гидроизоляции с нормальным сроком схватывания. Это вызвано тем, что очень эффективные ускорители схватывания с течением времени вызывают уменьшение прочности бетона. Материалы, применяемые для ремонта, должны быть безусадочными и обладать определенной эластичностью, так как они могут наноситься как на бетон, возраст которого более 10 лет, где прошли все усадки, так и на молодой бетон, возраст которого несколько месяцев. Адгезия ремонтных составов к бетону должна быть не менее прочности старого бетона на растяжение. Для ремонта бетона разработаны смеси на основе цемента — это системы 5'|ка MonoTop и Sika Вера1г. Производить ремонт паронепроводящими материалами можно далеко не всегда, нужно тщательно проверить направления давления паров в разные периоды эксплуатации сооружения. Несоблюдение этих условий может вызвать отслоение ремонтного и или защитного покрытия при изменении климатических условий.

Для проведения собственно гидроизоляции поверхностей Sika рекомендует добавку для приготовления водонепроницаемого штукатурного раствора SIka-1 и готовые сухие смеси на ее базе — это SIka 101, Sika 101HD, Sika 101 а. Sika-1 блокирует капилляры и способствует созданию плотной структуры бетона (раствора). Другая добавка Sika Latex — водная дисперсия каучукового латекса. Введение латекса в структуру бетона также позволяет получить водонепроницаемую структуру, кроме того, латекс очень сильно снижает модуль упругости бетона, что сильно снижает хрупкость бетона, бетон становится трещиностойким. Добавка латекса позволяет наносить тонкие растворные стяжки на поверхность старого бетона, возраст которого несколько лет. В качестве грунтовочного слоя используется смесь латекса, цемента, тонкого песка и воды в равных пропорциях. При изготовлении цементно-песчаного раствора на базе латекса, Sika Latex смешивается с водой в пропорциях от 1:1 до 1:4, соотношение песок — цемент выбирается исходя из требований к данному раствору. Sika Latex можно рекомендовать и для восстановления горизонтальной гидроизоляции, разрушенной при эксплуатации, или в результате дорожных работ оказавшейся ниже уровня асфальта. В этом случае сверлится ряд наклонных отверстий под углом 45°, так чтобы конец отверстия оказался выше уровня проезжей части на 15 см минимум, и глубиной 2/3 толщины стены. В эти отверстия закачивается смесь Sika Latex с водой в пропорции 1:1 до полного насыщения стены. Это будет видно по каплям выступившего на поверхности латекса. После высыхания гидроизоляция будет восстановлена. Данный метод восстановления гидроизоляции хорошо зарекомендовал себя в Голландии, стране, значительная часть которой лежит ниже уровня моря.

Гидроизоляция с одновременной защитой бетона от агрессивного воздействия химических веществ

Компанией Sika разработаны материалы на смешанных эпоксидно-цементных вяжущих. Данные материалы при сохранении паропропускания обладают хорошей химической стойкостью. Так, например, Sikagard 720 EpoCem эксплуатируется в качестве химически стойкого покрытия на заводах по очистке сточных вод более 15 лет. Расход его составляет от 1 до 4 кг на 1 кв. м поверхности.

Выбор конкретного материала для восстановления гидроизоляционных свойств сооружения решается в каждом конкретном случае индивидуально. Многое зависит от свойств бетона, его реальной прочности, степени разрушения бетона и состояния арматуры. В случае необходимости гидроизоляции старой кирпичной кладки, оптимальным решением скорее всего будет нанесение штукатурной гидроизоляции, тем самым одновременно будут выровнены стены.

Герметизация швов

Без швов в бетоне не обойтись, это связанные как с невозможностью отливки больших объемов, так и необходимостью компенсировать различные деформации конструкции.

В качестве средств по герметизации швов компания Sika предлагает: при новом строительстве:

Гидрошпонки

Гидрошпонки представляют собой профилированную ленту из эластомера ПВХ. Принцип действия гидрошпонок основан на лабиринтном уплотнении. Шпонки, располагаясь в шве между плитами, удлиняют путь воды. Эластичность шпонки обеспечивает компенсацию подвижек плит и увеличение ширины шва из-за усадки бетона. Применение ПВХ позволяет упростить процесс соединения шпонок, в отличие от резиновых шпонок, — их можно сваривать между собой прямо на стройплощадке. Сложные соединительные узлы: крестообразные, угловые и Т-образные элементы предлагаются готовыми. Шпонки выпускаются различных типоразмеров в зависимости от типа шва - деформационный или холодный, и величины давления воды. Шпонки для деформационных швов имеют центральный элемент, компенсирующий подвижки бетонных плит без нарушения герметичности. По месторасположению шпонки делятся на наружные (односторонние) и центральные. Центральные шпонки защищены слоем бетона от внешних воздействий и могут выдерживать давление воды с любой стороны, односторонние же должны прижиматься давлением воды к бетону, но их гораздо легче монтировать. Односторонние шпонки можно прихватить к опалубке, тогда как для правильного размещения и выставки центральных шпонок могут потребоваться разрезная опалубка и повышенный контроль за производством работ. Максимальное давление воды, выдерживаемое шпонками, составляет 25 м водяного столба. Максимальное расширение шва — до 40 мм, максимальный сдвиг до 30 мм.

Материалы, увеличивающиеся в объеме

Материалы, увеличивающиеся в объеме, например бентонитовые глины, широко применяются для гидроизоляции сооружений, но у них есть ограничения — они не годятся для подвижных швов. Бентонитовые глины имеют еще одно ограничение — они набухают только один раз и при переменном высыхании — намокании шов очень быстро начинает протекать.

Набухающие герметики SikaSwell представляют собой комбинацию водорастворимого и нерастворимого полимеров. При контакте с водой происходит увеличение объема материала и герметизация шва. Герметики SikaSwell в отличие от бентонитовых глин могут многократно высыхать и намокать без изменения своих свойств. Но они могут работать только в неподвижных швах. Материалы SikaSwell выпускаются в виде герметика, поставляемого в тубах, и в виде готового профиля.

Принцип устройства гидроизоляции одинаков. Герметик SikaSwell S наносят, выдавливая его из тубы, а профиль приклеивают, на первую поверхность герметизируемого шва и, после выдержки, заливают бетоном. Профиль SikaSwell Р имеет специально» защитное покрытие, защищающее профиль от преждевременного набухания от влаги на строительной площадке до установки в шов. В дальнейшем, защитный слой разрушается в щелочной среде бетона. При монтаже данных герметиков необходимо учитывать тот факт, что герметик может начать увеличиваться в объеме раньше, чем 6с тон наберет достаточную прочность. Поэтому минимальное расстояние до края плиты в неармированных конструкциях должно быть 15 см, а в армированных — 10 см. Для очень ответственных сооружений выпускаются специальные профили Sika Injectoflex, эти профили также устанавливаются в швы на этапе заливки. Если по каким то причинам шов потечет, то в полость этого профиля закачиваются инъекционные составы для остановки протечки. Характеристики инъекционных материалов см. в описании.

Система Sikadur Combiflex

Лента Combiflex приклеивается на уже вставший бетон, выбор клея зависит от бетонного основания и требований к эластичности шва. Лента может клеиться как на сухой, так и на влажный бетон. Максимальная подвижка шва может составлять до 25% 01 свободной от клея поверхности ленты (при толщине ленты 2 мм). Лента выпускается толщиной 1 и 2 мм, и шириной от 10 до 30 см, по специальному заказу может быть поставлена шириной до 120 см. Соединение лент между собой можно производить клеем-герметиком Sikaflex 11 РС, при этом получается эластичное соединение. Лента Combiflex является термопластичной, при нагревании горячим воздухом ее можно растягивать и формировать нужный профиль. С помощью ленты Combiflex очень легко герметизировать вводы труб. В ленте пробивается отверстие, ее поверхность нагревается горячим феном и она натягивается на трубу. Фланцевая часть соединения приклеивается к бетону, а лента на трубе обжимается хомутом.

В случае очень больших предполагаемых подвижек шва на ленте можно сделать петлю (запас ленты) внутрь шва. При больших давлениях воды, во избежание отрыва ленты от поверхности бетона (свыше 3 м водяного столба), необходимо сделать силовую поддержку ленты.