Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016
.pdfШтукатурная асфальтовая гидроизоляция
Штукатурная асфальтовая гидроизоляция представляет собой водонепроницаемое покрытие, образованное последовательным нанесением на поверхность нескольких слоев асфальтового штукатурного материала.
В зависимости от температуры штукатурного материала различают штукатурную гидроизоляцию из горячих асфальтовых растворов и асфальтовых мастик и штукатурную гидроизоляцию из холодных асфальтовых мастик.
• Горячая штукатурная асфальтовая гидроизоляция
Горячая штукатурная асфальтовая изоляция — пластичное и высокопрочное покрытие толщиной 10—20 мм, состоящее из нескольких слоев асфальтового штукатурного раствора, наносимого на вертикальные поверхности штукатурным способом, а на горизонтальные — разливом в нагретом состоянии при температуре 160—190 °С.
Для приготовления горячих штукатурных асфальтовых материалов используют следующие компоненты:
•асфальтовые битумы марки БН 70/30 или смесь БНД 40/60 и БН 10/90 — в качестве основного вяжущего;
•порошкообразные наполнители, повышающие теплоустойчивость вяжущего и образующие в сплаве с ним асфальтовые мастики;
•волокнистый наполнитель для предотвращения оплывания материала при его нанесении и для повышения механической прочности штукатурки;
•песок для повышения механической прочности асфальтовых растворов.
Горячую асфальтовую гидроизоляцию наносят на очищенное, выровненное и высушенное до воздушной влажности основание только с напорной стороны конструкции (т.е. при положительном давлении воды). В местах, где ожидаются деформации изолируемых конструкций,
ина углах гидроизоляцию армируют стеклотканью или стальной проволочной сеткой. На вертикальных и наклонных поверхностях для предупреждения оползания гидроизоляционного слоя устраивают защитные стенки.
Изолируемые поверхности разбивают на захватки и ярусы. Сопряжение захваток и ярусов в каждом слое выполняется внахлестку на ширину не менее 200 мм, а в смежных слоях — вразбежку. Горячий асфаль-
530
товый раствор наносят слоями в 5—7 мм. Работа должна проводиться в сухую погоду или под защитой от атмосферных осадков. Горячие асфальтовые штукатурки приобретают гидроизоляционные свойства сразу после остывания.
Схема устройства асфальтовой штукатурки представлена на рис. 5.59. Горячие асфальтовые смеси при устройстве литой гидроизоляции поверхностей без устройства защитных стенок следует наносить на вертикальные основания слоями по 5—7 мм снизу вверх полосами высотой до 1,4—1,8 м, захватками длиной до 20 м; на горизонтальные — слоями по 7—10 мм. Каждый слой разравнивают и уплотняют, следующий слой должен наноситься после остывания предыдущего. Сопряжения полос
изахваток в каждом слое должны выполняться внахлестку на ширину не менее 200 мм, в смежных слоях — вразбежку на расстояние не менее 300 мм.
При применении съемной опалубки или устройстве защитной стенки асфальтовые смеси заливают между опалубкой (защитной стенкой)
иизолируемой поверхностью полосами высотой до 0,3—0,5 м [5].
Рис. 5.59. Схема устройства штукатурной гидроизоляции: 1 — защитная стенка;
2 — штукатурная гидроизоляция; 3 — изолируемая конструкция; 4 — дренирующий слой обсыпки; 5 — армирование гидроизоляции; 6 — защитная конструкция
531
Недостатком гидроизоляции из горячих асфальтовых мастик является применение материалов в горячем состоянии, что усложняет гидроизоляционные работы, повышает их трудоемкость, требует сушки основания.
• Холодная штукатурная асфальтовая гидроизоляция
Холодная асфальтовая гидроизоляция представляет собой штукатурное покрытие толщиной 10—15 мм из двух и более слоев асфальтовой мастики, наносимых на изолируемую конструкцию со стороны напора воды механизированным способом или вручную. Холодные асфальтовые мастики — это смеси битумных эмульсионных паст с различными природными или искусственными порошкообразными или волокнистыми наполнителями. В качестве эмульгатора при приготовлении битумных паст применяют высокодисперсные минеральные порошки: глину, диатомиты, воздушную известь.
Покрытие из холодных мастик отличается простотой, надежностью, высокой механизацией. Его можно наносить на влажное основание, без защитных ограждений. Холодные штукатурные асфальтовые покрытия имеют высокие показатели водо-, тепло- и солестойкости. При небольших объемах работ такие мастики наносят разливом и разравнивают гладилками, на вертикальные поверхности наносят растворометами. При больших объемах холодные асфальтовые мастики наносят с помощью нагнетательных установок. Толщина слоя из асфальтовых мастик на горизонтальных поверхностях составляет 6—7 мм, на вертикальных — 4—5 мм. Второй слой наносится только после высыхания первого слоя (через 4—24 ч). Размер наносимой полосы гидроизоляции с одного места по ширине 30—50 см, по высоте 2—2,5 м. Штукатурные работы ведутся при температуре не ниже +15 °С.
Холодные асфальтовые штукатурные растворы применяются для гидроизоляции любых достаточно трещиноустойчивых (раскрытие трещин до 0,3 мм) подземных сооружений, а при армировании стеклосеткой — и сборных железобетонных конструкций. Кроме того, асфальтовые штукатурные покрытия используются для антикоррозионной защиты подземных конструкций в условиях действия сульфатных, морских, магнезиальных вод.
Недостатками холодной асфальтовой штукатурной гидроизоляции являются:
532
•невысокая прочность (0,5—0,8 МПа), что не позволяет применять
еена открытых напорных гранях гидросооружений и опускных колодцев;
•невозможность осуществлять укладку при низких температурах.
5.3.2.7.Гидроизоляция, выполненная на основе бентонитовых глин
Для защиты подземных частей зданий и сооружений от воздействия воды очень давно используется глина — осадочная горная порода, состоящая из одного или нескольких минералов — алюмосиликатов (глинистых минералов). Глинистые минералы состоят из частиц размером менее 0,01 мм и имеют слоистую структуру. В смеси с водой глина образует пластичное тесто, способное принимать и сохранять любую заданную форму. Благодаря слоистому строению глина способна впитывать и удерживать воду, увеличиваясь при этом в объеме до 2 и более раз. Это свойство глины и глинистых грунтов использовали при устройстве глиняной гидроизоляции — так называемых глиняных замков — тщательно утрамбованных слоев (толщиной 20—30 см) жирной пластичной глины, содержащей в своем составе не более 15 % песка. Для повышения пластических свойств глины, предназначенной для устройства глиняного замка, применяли различные способы:
•выдерживали глину во влажном состоянии в течение 4—5 мес, подвергая ее замораживанию — оттаиванию. Подобные условия создавали, заготовив глину осенью и оставив на открытом воздухе до весны. За это время вода проникала по межслоевым пространствам во все частицы материала и придавала ему однородность и пластичность;
•добавляли в глинистую массу
около 20 % извести.
Как правило, глиняный замок изготавливали в переставной опалубке или непосредственно в котловане (рис. 5.60).
Устройство глиняного замка является достаточно трудоемким процессом с большим расходом материала,
Рис. 5.60. Устройство глиняного замка
533
поэтому в настоящее время практически не применяется. На смену глиняному замку пришли изделия из бентонитовых глин, которые более технологичны и при этом обладают всеми достоинствами глин.
Бентонитовая глина, или бентонит, содержит не менее 70 % природного минерала — монтмориллонита — высокодисперсного слоистого алюмосиликата, имеет резко выраженную адсорбционную и каталитическую активность, склонность к разбуханию при увлажнении и высокую связующую способность.
При гидроизоляции строительных конструкций обычно используются бентонитовые пасты, бентонитовые маты и бентонитовые шнуры (см. раздел 5.2.2). Реже применяется сухая смесь, которая наносится распылением.
Бентонитовые маты состоят из гранул бентонитовых глин, расположенных между двумя слоями геотекстиля, соединенных между собой иглопробивным способом (рис. 5.61).
|
Бентонитовые маты способны вос- |
|
принимать растягивающие напряжения |
|
(относительное удлинение при разры- |
|
ве — более 15 %). Маты укладываются |
|
внахлест (150 мм) на предварительно |
|
подготовленную поверхность. Зоны сты- |
|
ка дополнительно промазываются бенто- |
|
нитовой пастой. На вертикальные по- |
|
верхности маты крепятся к основанию |
|
механически, например пристрелкой дю- |
Рис. 5.61. Бентонитовый мат |
белями со специальными шайбами |
|
(рис. 5.62). Различного рода сопряжения |
|
(например трубные проходки) также |
|
промазываются бентонитовой пастой. |
|
Благодаря способности разбухать при |
|
соприкосновении с водой (увеличение в |
|
объеме бентонита при гидратации со- |
|
ставляет до 12—16 раз) бентонитовые |
|
материалы способны к «самозалечива- |
Рис. 5.62. Изоляция |
нию», т.е. к ликвидации проколов и дру- |
фундамента бентонитовыми |
гих дефектов, образующихся при неболь- |
матами ВОЛТЕКС |
ших механических повреждениях. |
534
Физико-механические характеристики геосинтетических бентонитовых матов
На современном строительном рынке представлены изделия на основе бентонитовых глин российских и зарубежных производителей:
ВОЛТЕКС (Россия), БЕНТОМАТ (Россия), МакЛайн (Италия), НаБенто
(Германия) и др. Основные физико-механические характеристики геосинтетических бентонитовых матов представлены в табл. 5.24.
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.24 |
||
Физико-механические характеристики геосинтетических |
|
|||||||
|
бентонитовых матов |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение показателя |
|
||||
|
|
|
|
Марки |
|
|
||
Показатель |
ВОЛТЕКС |
|
БЕНТОМАТ |
|
||||
Voltex |
Voltex L* |
VoltexUL |
SS100 |
AS100 (ASL100) |
AS50 (ASL50) |
ST (STL) |
||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина при давлении 2 кПа, |
6,4 |
5,6 |
5,2 |
6,4 |
6,4(6,6) |
5,6(5,8) |
5,2(5,4) |
|
мм, не менее |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Плотность поверхностная, |
|
|
|
5100 |
5100 |
3800 |
3300 |
|
г/м2, не менее |
|
|
|
(5300) |
(4000) |
(3500) |
||
Масса гранул бентонита, г/м2, |
4800 |
3500 |
3000 |
4800 |
4800 |
3500 |
3000 |
|
не менее |
(4800) |
(3500) |
(3500) |
|||||
|
|
|
|
|||||
Разрывная нагрузка в про- |
|
|
|
12,50 |
12,50 |
12,50 |
12,50 |
|
дольном направлении, кН/см |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Относительное удлинение без |
|
|
|
|
|
|
|
|
изменения водонепроницае- |
|
|
|
15 |
15 |
15 |
15 |
|
мости, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент фильтрации |
|
|
|
|
|
|
|
|
при заданном давлении |
1×10–9 |
5×10–9 |
1×10–9 |
5×10–9 (в/н)** |
||||
23 кПа и времени выдержива- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ния 12 сут, см/с, не более |
|
|
|
|
|
|
|
|
Размеры матов: |
40,0×5,0; 5,0×1,15 |
|
40,0×5,0 |
|
||||
длина×ширина, м |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечания: * L — материалы, дополнительно снабженные геомембраной из полиэтилена; **(в/н) — водонепроницаем.
535
К достоинствам материалов на основе бентонитовых глин можно отнести низкий коэффициент фильтрации, способность к «самозалечиванию», простоту технологии укладки, минимальные требования к подготовке основания, отсутствие требований к степени вызревания бетона, экологичность; к недостаткам — отсутствие стойкости к действию фильтрационных вод (размывание), низкую стойкость к хлоридам, сульфатам, кислотам и щелочам, замораживанию и оттаиванию, воздействию переменного уровня воды, разрушение при загрязнении воды углеводородами. Кроме того, бентонитовые маты можно применять только при положительном давлении воды [30].
5.3.2.8. Монтируемая гидроизоляция
Металлическая гидроизоляция
Металлическую гидроизоляцию выполняют в виде сплошного ограждения из стальных листов толщиной не менее 4 мм, соединенных между собой при помощи сварки (встык или внахлестку), а с изолируемой конструкцией — анкерами, заделываемыми в бетон. Металлическая гидроизоляция обладает высокой прочностью, водонепроницаемостью при больших давлениях воды и может размещаться как со стороны гидростатического напора (положительного давления воды), так и со стороны отрицательного давления воды. Такие покрытия весьма дороги и трудоемки, поэтому металлическая гидроизоляция применяется ограниченно, например:
•при большом гидростатическом напоре воды (более 0,3—0,5 МПа);
•при жестких требованиях к низкой влажности внутренних помещений — менее 30 % (например в архивах, сейфовых хранилищах и т.д.);
•при гидроизоляции конструкций, подверженных воздействию высоких температур (более 80 °С);
•при значительных механических воздействиях.
Металлическую гидроизоляцию устраивают, как правило, с внутренней поверхности ограждающих конструкций, что дает возможность при эксплуатации устранять течи.
Существуют различные варианты устройства металлической гидроизоляции:
• с устройством закладных, к которым крепятся металлические листы после бетонирования конструкции;
536
•в виде несъемной опалубки;
•комбинированного типа (рис. 5.63).
Рис. 5.63. Схема ус тройс тва металлической гидроизоляции ко м б и н и р ов а н н ог о т и п а — несъемной опалубки в стенах и с закладными деталями в полу: 1 —
листы металлической гидроизоляции; 2 — уголок; 3 — закладная деталь; 4 — стальная накладка; 5 — цементнопесчаный раствор; 6 — отверстие для нагнетания цементного раствора методом инъектирования под давлением
Наружная гидроизоляция должна быть защищена от коррозии согласно СП 28.13330.2012 [18]. Все ее элементы (облицовка, ребра, анкера) назначаются в каждом конкретном случае по расчету на прочность с учетом давления воды и давления бетонной смеси на стальную обшивку, используемую как опалубку при бетонировании конструкции, а также цементного раствора, нагнетаемого за стальную обшивку под давлением [10].
Нагнетание тампонажных растворов производят через заранее устроенные в металлических листах патрубки под давлением 0,2— 0,3 МПа. По окончании тампонажных работ патрубки заваривают. Соединение стальных листов между собой производится сваркой. Вертикальные стыки листов на стенах располагают вразбежку не ближе 500 мм один от другого. Сварные швы должны обеспечивать минимальные температурно-усадочные напряжения, чтобы избежать коробления металлического покрытия.
Листовая гидроизоляция из полимерных материалов
Листовая гидроизоляция из полимерных материалов представляет собой однослойный ковер из листов толщиной 1—2 мм, соединенных между собой сваркой или склеиванием. Крепление листов к изолируе-
537
мой поверхности может осуществляться дюбелями, гвоздями, прижимными планками или наклеиванием на мастиках, клеях и т.д. Могут применяться полиэтиленовые листы с анкерными ребрами, которые обеспечивают закрепление листов в бетон при бетонировании.
Рис. 5.64. Схема устройства гидроизоляции из профилированных полиэтиленовых листов: 1 — профилированный полиэтиленовый лист; 2 — сборные панели несъемной опалубки; 3 — сварные швы;
4 — цементно-песчаный раствор М100; 5 — подготовка из бетона класса В12,5
Профилированные полиэтиленовые листы устанавливают в опалубку до бетонирования или наклеивают на сборный элемент с помощью полимерсиликатного состава толщиной 10 мм. Между собой полиэтиленовые листы соединяются стыковыми, нахлесточными и угловыми швами [8; 9]. Вариант устройства гидроизоляции из профилированных полиэтиленовых листов представлен на рис. 5.64.
5.4. Тепловая защита подземных и заглубленных сооружений
Общие сведения
Установлено, что тепловые потери сооружения через фундамент и ограждающие конструкции подземных частей составляют 10—20 % от общего объема теплопотерь [30].
538
Теплоизоляция подземных и заглубленных частей зданий и сооружений является составной частью гидроизоляционной системы. Тепловая защита приводит к сокращению теплопотерь, снижению затрат на отопление, обеспечению требуемой и постоянной во времени температуры внутри помещения, предотвращению образования конденсата на внутренних поверхностях, улучшению условий работы конструкций, повышению комфортности помещений и т.д. Кроме того, теплоизоляционный слой предохраняет гидроизоляционное покрытие от температурных и механических воздействий, продлевая срок его эксплуатации.
Серьезной проблемой для подземных частей зданий является морозное пучение грунтов основания, что в ряде случаев приводит к деформации конструкции: смерзаясь с внешней поверхностью ограждающей конструкции, грунт способен приподнимать ее за счет касательных сил морозного пучения. При заложении фундаментов выше глубины промерзания пучинистых грунтов или если в процессе строительства в зимний период фундаментная плита не была утеплена, то под ее подошвой возникают нормальные силы морозного пучения. Горизонтальная теплоизоляция позволяет уменьшить глубину промерзания грунта и, соответственно, защитить сооружение от деформаций морозного пучения.
Проектирование тепловой защиты подземных и заглубленных частей зданий и сооружений производится на основании теплотехнического расчета согласно СП 23-101—2004 [15]. Теплоизоляция стен подвала рассчитывается только для «теплых» подвалов, в которых предусмотрена нижняя разводка труб систем отопления, горячего водоснабжения, а также труб систем водоснабжения и канализации. При этом необходимо учитывать, что сопротивление теплопередаче подземных ограждающих конструкций R0 должно быть не менее 0,85R0тр стен надземной части здания. Для обеспечения низкого уровня теплопотерь наиболее рациональным является утепление с наружной стороны стены (рис. 5.65).
Глубину укладки теплоизоляционного слоя на вертикальной части фундамента рекомендуется принимать более или равной глубине сезонного промерзания грунта.
Требуемое сопротивление теплопередаче стен подвала над уровнем земли принимается равным сопротивлению теплопередаче наружных стен здания, которое находится по СП 50.13330.2012 [20] в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода.
539