V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Активное использование подземного пространства является особо актуальным в городах Японии, США, Великобритании, Канады, Франции, Германии, где одной из основных проблем является дефицит земельных ресурсов [1]. Для нового строительства в России данный вопрос приобретает все большее значение в мегаполисах, таких как Москва и Санкт- Петербург, а так же развивающихся крупных городах, в которых, за последние столетия, доля бетонных и железобетонных конструкций составила более 90% от общего объема всех подземных сооружений гражданского и промышленного назначения. Именно они в процессе эксплуатации подвержены наиболее агрессивному воздействию окружающей среды – как природному, так и техногенному, в результате которого, при наличии дефектов в гидроизоляционной защите сооружения и отсутствии своевременных ремонтно-оздоровительных мероприятий, в поверхностном слое бетона конструкций развиваются необратимые деструктивные процессы, выраженные интенсивным образованием микротрещин, простирающихся до арматуры, снижением прочности цементного камня и водонепроницаемости конструкций с интенсивным нарастанием коррозионных процессов. Учеными было установлено, что в результате активного химического и физического воздействия грунтовой влаги на материал строительных конструкций, глубина коррозии за период эксплуатации до 10 лет может достигнуть 100 мм [2]. Исходя из этого, все более актуальным становится вопрос качественной гидроизоляции конструкций не только при новом строительстве, но и при проведении ремонтных работ на эксплуатируемых объектах.

Для проведения ремонтных работ надлежащего качества предварительно необходимо осуществлять детальное (техническое) обследование конструкций подземных сооружений, включая анализ количества и качества закладных деталей, сопряжений и пр., состояния существующей гидроизоляции, грунтов основания с определением химического состава грунтовых вод, величины гидростатического давления и пр. Состав и объемы работ которого определяются программой обследования на основе технического задания заказчика с учетом требований действующих нормативных документов и проектно-технической документации реконструируемого или ремонтируемого здания или сооружения.

При отказе гидроизоляционной системы сооружения ремонт может производиться выборочно, либо по всему периметру сооружения. При этом в равной степени возможны пассивные (нанесение на поверхность конструкций мастик, рулонных и листовых материалов, создание жестких стальных мембран) и активные (применение составов, химически взаимодействующих с защищаемым материалом, улучшающих его структуру и физико- механические характеристики, образующие водонепроницаемые и химически стойкие покрытия) методы защиты [3]. Выполняя выборочный ремонт, для получения качественного результата, производитель работ должен убедиться, что остальные участки и узлы в сооружении являются герметичными, в противном случае, гидроизоляция одного участка может привести к появлению протечки в другом месте. Более дорогим, но безопасным, с точки зрения предотвращения повторного ремонта является сплошной ремонт, поэтому, для того чтобы избавиться от незапланированных расходов и последствий после проведения ремонтных работ и необходимо проводить качественное обследование сооружения и гидроизоляции для определения последующих действий и способа защиты.

При выборе ремонтного состава для гидроизоляции обязательны следующие основные требования: хорошая адгезия к субстрату (при использовании материалов на основе минеральных вяжущих, адгезию можно улучшить введением в них полимерных добавок (этилен- пропилен- диенового каучука (СКЭПТ или ЭПДМ) и бутилкаучука (БК), которые позволяют создавать материалы не только с высокими гидро-, но и газоизоляционными свойствами [1])); минимальное водопоглощение; близкие значения коэффициента термического расширения ремонтного состава и материала основания.

В отечественной практике при ремонте гидроизоляции различных железобетонных конструкций подземных сооружений находят применение следующие минеральные составы:

-обмазочные и штукатурные жесткие покрытии («Глимс», «Гидротекс» и пр.), эффективные при отсутствии в конструкциях процессов трещинообразования;

-обмазочные покрытия пенетрирующего действия («Лахта», «Пенетрон», «Пласт-Гидро», «Кальматрон» и пр.) рекомендуется применять при наличии в бетоне свободно присутствующей окиси кальция, при взаимодействии которых образуются нерастворимые соли, способные закупоривать поры и трещины с раскрытием не более 0,2-0,3 мм [3];

-полимерцементные эластичные покрытия («Maxseal Flex», «Aquamat Elastic», «Комбифлекс-ДС» и т.д.), способные выдерживать незначительные деформации (без армирования - раскрытие трещин до 0, 5 мм, с армированием – до 2 мм). Величина адгезии к субстрату может достигать 0,75-1,0 Н/мм², при условии его использования в условиях с температурой более 10 ⁰С и относительной влажности воздуха до 75% [3];

-цементосодержащие ремонтные растворы, модифицированные полимерными добавками («Аквафин», «Унифлекс» и пр.), используемые для восстановления поверхности бетона до начала основных гидроизоляционных операций;

-антикоррозионные покрытия для арматуры, выравнивающие и защитные покрытия.

Из широкого спектра современных способов устройства защитного экрана наиболее технологически простыми и эффективными (с точки зрения надежности и долговечности) являются активные методы защиты с использованием гидроизоляции проникающего действия и (или) инъекционного метода защиты. Среди представителей последних разработок защитной, ремонтной гидроизоляции проникающего действия можно отметить:

• гидроизоляционные материалы на основе водных дисперсий эпоксидных смол, разработанные НПФ «Рекон». Полученная, на основе водной эмульсии ЭД-20, композиция для инъекций в трещины отличается низкой вязкостью и безусадочностью, что позволяет, благодаря особой структуре дисперсии эпоксидной эмульсии, которая состоит из ультрамикроэмульсии (с размером частиц от 1 до 10 нм) и макроэмульсии (100нм), проникать в очень мелкие поры и залечивать дефекты цементного камня [4];

•гидроизоляционные материалы на цементной основе:

- расширяющиеся и пенетрирующие смеси компании «Маст», представляющие собой композиции цементных вяжущих сложного минералогического состава, при гидравлическом твердении которых образуется определенное количество крупных кристаллов. Крупные кристаллы приводят к самоуплотнению затвердевшего покрытия, что обеспечивает высокий уровень его водонепроницаемости (толщина слоя примерно 5 мм обеспечивает водонепроницаемость 10-18 атм. (W10-W18) [5];

-составы сухих строительных смесей проникающего действия «Виатрон» различных серий («Виатрон-Универсал», «Виатрон-2 Водяная Пробка» и др.), разработанные ООО «ВИА- Телос». Химически активные вещества сухой смеси на цементно- песчаной основе, взаимодействуя с составляющими цементного камня ремонтируемой конструкции, образуют малорастворимые гидроксокомплексы, глубина проникновения которых находится в пределах 150 мм [2] и образуют прослойку преобразованного гидротехнического бетона или раствора на границе слоя старого бетона и нового состава, которая обладает высокопрочными свойствами и высокой водонепроницаемостью;

-неорганические растворные смеси на основе цементного вяжущего «Кальматрон» и его модификации («Кальматрон- Эконом», «Кальматрон-Д») позволяют увеличивать водонепроницаемость бетонных и железобетонных конструкций не менее, чем на 2-3 ступени, морозостойкость- более чем в 1,5 раза, повышается поверхностная плотность бетона конструкций и прочность, приобретаются защитные свойства к воздействию кислот, растворов солей, а так же биологической коррозии.

Особое внимание, как на начальном этапе строительства, так и при ремонте уже существующих подземных сооружений, необходимо уделять герметизации сопряжений элементов конструкций, неудовлетворительное решение которых чаще всего является причиной появления протечек. Кроме этого, в практике ремонта подземных сооружений из монолитного бетона очень часто наблюдается явление образования трещин, которые зачастую являются результатом неграмотного подбора компонентов бетонной смеси, несоблюдения технологии, укладки, уплотнения и ненадлежащего ухода за бетоном.

Для предотвращения протечек в местах сопряжения элементов конструкций необходимо применение качественных комплектующих материалов, ответственная роль в которых принадлежит герметизирующим. Наибольшее распространение среди них, в последнее время, получили многие типы «эластомерных» герметизирующих составов, способных оставаться упругими и гибкими после отверждения (силиконовые, акриловые, битумные, тиоколовые), расширяющиеся профили («SikaSwell P», «Аквастоп»), ленты, шнуры («НИКОБЕНД™», «Пенебар»), гидроизоляционные шпонки («Fugenband», «Besaplast»), которые замоноличиваются в бетон, обеспечивая полную герметичность швов. В России значительный ассортимент материалов («Абрис®» и др.) для герметизации конструкций зданий и сооружений производит Дзержинский ООО «ЗГМ». Особое внимание при выборе герметика необходимо уделять его совместимости со старыми покрытиями, либо уже новыми, устроенными после ремонта гидроизоляции, в остальном, их выбор производится на общих принципах подбора типа гидроизоляционной системы.

Что касается второй проблемы, то для правильного выбора материала для герметизации трещин необходимо проанализировать причину ее образования, а так же уточнить такие характеристики, как ширина раскрытия, глубина и форма трещины, наличие веществ, препятствующих хорошей адгезии [6]. Чаще всего проблемные трещины образуются в ограждающих элементах сложных по конструкции сооружений, для ликвидации которых используют инъекционные методы герметизации с применением различных гидроизолирующих составов. Например, для поверхностной герметизации трещин со стороны воздействия агрессивной среды применяются безусадочные сухие смеси совместно с проникающей капиллярной сухой смесью («Пенекрит», «Пенетрон»); для полной герметизации возможно применение инъекционной сухой смеси на цементном вяжущем при раскрытии трещины более 0,5 мм, в противном случае, эффективно применение двухкомпонентной полиуретановой гидроактивной смолы (например, «ПенеПурФом»); для полной эластичной герметизации необходимо применение эластичных двухкомпонентных полиуретановых смол (например, «ПенеСплитСил») с предварительной герметизацией устья трещины материалами «Пенетрон», «Ватерплаг» и т.п.

Доля стоимости материалов при ремонте железобетона и устройстве гидроизоляционной защиты в нашей стране достигает 70% [3] за счет использования дорогостоящих импортных материалов, кроме этого, затраты увеличиваются за счет трудоемких операций по подготовке поверхностей и нанесению ремонтных составов. Учитывая высокую стоимость ремонтных работ, качество и контроль занимают первое место, однако в российской нормативной литературе отсутствуют требования к качеству выполнения ремонтных гидроизоляционных работ при восстановлении конструкций подземных сооружений, исключение составляют лишь СН-301-65 «Указания по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений» с допустимой величиной остаточного водопритока в сооружение. Для обеспечения качественного ремонта гидроизоляции подземных сооружений необходимо привлечение высококвалифицированных специалистов для разработки проекта производства ремонтно-восстановительных работ с грамотным подбором комплекса защитных материалов, технологии их выполнения, включая системный контроль качества.

Список литературы

1. Шульженко, Ю.П. Гидроизоляция. Проблемы надежности и долговечности в условиях мегаполиса / Ю.П. Шульженко, А.Ф. Левин//Жилищное строительство.-2010.-№5.-С. 51-56.

2. Михайловский, В.С. Гидроизоляция объемного действия для бетонных, железобетонных и каменных конструкций/ В.С. Михайловский, М.Г. Арефьева//Кровельные и изоляционные материалы.- 2011.-№1.-С.18-20.

3. Гидроизоляция подземных и заглубленных сооружений при строительстве и ремонте: учеб. пособие для студентов вузов по спец. «Шахт. и подзем. стр-во», специализация «Стр-во, реконструкция и эксплуатация гор. подзем. сооружений»/ А.А.Шилин [и др.]. – Тверь: Русская торговая марка, 2003.-396с.: ил.- Библиогр.: с.394-396.

4. Мангушева, Т.А. Гидроизоляционные материалы на основе водных дисперсий эпоксидных смол/Т.А. Мангушева// Строительные материалы.-2005.-№3.- С.43-44.

5. Бородянская, М.В. Эффективные гидроизоляционные материалы от компании «Маст»/М.В. Бородянская// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2011.-№2.-С.19-21.

6. Балакин, Д.В. Инъекционные методы герметизации статичных и подвижных трещин в строительных конструкциях/Д.В. Балакин// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2011.-№9.-С.47-49.

Код для цитирования: Скопировать