Гидроизоляция фундамента с применением битумно-полимерных рулонных материалов

В настоящее время рулонные битумно-полимерные материалы широко используются для гидроизоляции строительных конструкций в различных сегментах строительства. Так, по данным различных исследований на долю битумных и битумно-полимерных материалов приходится свыше 60% рынка всех гидроизоляционных материалов. А свыше 70% опрошенных производителей работ по гидроизоляции фундаментов считают двухслойную гидроизоляционную мембрану, выполненную из битумно-полимерных рулонных материалов, самой надежной.

Часть 1. Ознакомительная

Безусловный лидер…

Первые битумные рулонные материалы появились в конце 19-го века. Несложные в применении, с высокими физико-механическими характеристиками и с привлекательной ценой, они получили широкое распространение при проведении гидроизоляционных работ. На протяжении всего периода времени материалы постоянно совершенствуются, процессы монтажа становятся технологичнее, что обеспечивает уверенное лидерство данного типа материалов в сегменте гидроизоляции, несмотря на частое появление новых материалов и технологий.

Древняя технология, или современный материал?

Новое поколение СБС-модифицированных битумно-полимерных рулонных материалов компании ТехноНИКОЛЬ серии Техноэласт способно решать самые сложные задачи по гидроизоляции фундаментов в различных условиях и обеспечивать запросы самых требовательных клиентов:

• Укладка материалов как методом полного наплавления, так и методом «свободной укладки».
• Укладка материалов при отрицательных температурах (до минус 25 °С).
• Укладка материалов на влажной поверхности.
• Материалы для укладки в один или два слоя.
• Самоклеящиеся материалы.
• Материалы с высокой химической стойкостью.
• Материал для герметизации деформационных швов с относительным удлинением более 1000%.
• Материал для защиты строительных конструкций от радиоактивных газов (радона).
• Материалы с долговечностью более 60 лет и др.

Что день грядущий нам приготовил?

Области применения гидроизоляционных мембран компании и их комбинаций приведены в табл. 1.

При этом стоит учитывать, что возможны варианты способов укладки. Например, свободная укладка гидроизоляционной мембраны на горизонтальной поверхности и наплавление на вертикальной.

Также хотелось бы обратить внимание на следующие моменты, которые помогут ответить на некоторые важные вопросы, часто возникающие при подборе битумных и битумно-полимерных рулонных материалов.

1. Для создания надежной гидроизоляционной защиты заглубленных частей зданий и сооружений следует выбирать битумно-полимерные материалы, которые характеризуются высокой химической стойкостью. Материалы, произведенные на окисленном битуме или с недостаточным количеством полимера-модификатора, сильно изменяют свои характеристики даже при незначительной химической нагрузке. На подобных материалах наблюдается резкое ухудшение разрывных нагрузок материала и значительное размягчение битумного вяжущего, что может привести к разрушению гидроизоляционного слоя при незначительных нагрузках, в том числе при изменении давления воды.

2. Для битумных и битумно-полимерных материалов, применяемых для устройства гидроизоляционной мембраны, важным фактором является выбор основы (армирования), на которую нанесено битумно-полимерное вяжущее. Не рекомендуется применять материалы с армированием из стеклоткани, стеклохолста, так как они нестойки к химически агрессивным средам, что снижает долговечность гидроизоляционной мембраны. Оптимальный вариант – применение в качестве основы полиэстера, который является химически инертным материалом и по химической стойкости, и долговечности существенно превосходит другие основы.

3. Очень сложно, а зачастую невозможно провести работы по замене или ремонту гидроизоляционной мембраны на этапе эксплуатации здания. Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение материалам с высоким сроком службы.

4. Исходя из выше сказанного, для гидроизоляции строительных конструкций наша компания рекомендует применять материалы серии Техноэласт на полиэфирной основе (табл. 1), которые имеют самый большой срок службы – более 60 лет.

Наплавиться, иль так оставить?..

Как мы уже указывали, существуют три способа укладки битумно-полимерных рулонных материалов на основание:

• Метод наплавления, когда материал полностью наплавляется на подготовленное основание.
• Метод «свободной укладки», когда материал укладывается на основание свободно (с механической фиксацией на вертикальной поверхности) и сплавлением рулонов в швах.
• Комбинированный метод – со свободной укладкой на горизонтальной поверхности и полным наплавлением на вертикальной.

Выбор того или иного метода укладки битумно-полимерных рулонных материалов осуществляется, исходя из ряда критериев:

• Влажности основания.
• Степени подготовки основания.
• Квалификации производителя работ.
• Ориентации конструкции фундамента в пространстве.
• Требований к скорости производства работ и др.

Также стоит учитывать, что метод «свободной укладки» гидроизоляционных материалов с механической фиксацией на вертикальной поверхности существенно повышает ответственность при производстве работ; возрастают требования к качеству подготовки основания и выполнения работ по устройству гидроизоляционной мембраны.

Влияние возможного дефекта на надежность гидроизоляционной мембраны при различных способах укладки:

• Небольшой дефект мембраны при методе свободной укладки (непроплав шва или механическое повреждение материала) приведет к ее отказу, т.е. вода заполнит все пространство между гидроизоляционной мембраной и конструкцией.
• При сплошной наклейке материалов мелкий дефект локализуется в зоне появления и не оказывает серьезного воздействия на надежность всей гидроизоляции.
• При механической фиксации, помимо требований к качеству производства работ, предъявляются жесткие требования к ровности поверхности и защите мембраны от механических повреждений.

Достоинства и недостатки различных методов укладки приведены в табл. 2.

Один слой или два?

Гидроизоляционная мембрана из битумно-полимерных рулонных материалов может быть одно- и многослойной (обычно это два слоя). Общая толщина гидроизоляционной мембраны зависит как от типа применяемого материала, так и от глубины заложения фундамента и уровня подземных вод.Также следует учитывать, что скорость укладки однослойной мембраны существенно выше, чем многослойной. Но и требования к качеству герметизации швов у однослойных материалов значительно выше. Если гидроизоляционная мембрана многослойна, то каждый последующий слой перекрывает предыдущий со сдвигом (обычно это расстояние составляет половину ширины рулона, т.е. 500 мм), тем самым герметизируя швы предыдущего слоя, что повышает надежность мембраны. В однослойной мембране обеспечить герметичность швов не просто, для этого необходимо обладать навыком работы с данным типом материалов. Рекомендуемое количество слоев для гидроизоляционной мембраны, выполненной из битумно-полимерных рулонных материалов приведено в табл. 3.

И в качестве заключения…

Гидроизоляционная мембрана эксплуатируется в жестких условиях. Постоянное или временное воздействие воды (причем зачастую под давлением), химическое воздействие, механическое воздействие от грунта обратной засыпки, влияние корней растений, подвижки и деформации грунта и конструкций, отсутствие возможности ремонта и т.д. Именно в таких тяжелых условиях гидроизоляционные материалы должны обеспечивать водонепроницаемость строительных конструкций, и от того насколько грамотно они подобраны зависит долговечность не только фундамента, но и всего сооружения в целом. И современные битумно-полимерные рулонные материалы Техноэласт позволяют обеспечить надежную защиту заглубленных конструкций в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Таблица 1.

Тип гидроизо-ляционной мембраны	Метод укладки	Глубина заложения фундамента	Укладка при отрица-тельных температурах	Укладка на влажное основание	Герме-тизация	Защита от радона	Защита от корней растений
Техноэласт ЭПП в два слоя	Только наплавление	Любая	+
Техноэласт ТЕРРА в один слой	Наплавление и свободная укладка	До 20 м	+	+ (только методом свободной укладки)
Техноэласт БАРЬЕР БО в один слой	Самоклейка	До 3 м
Техноэласт ФЛЕКС	Только наплавление	Любая	+		+
Техноэласт ФИКС + Техноэласт ЭПП	Только свободная укладка	Любая	+	+
Техноэласт ЭПП + Техноэласт АЛЬФА	Только наплавление	Любая	+			+
Техноэласт ЭПП + Техноэласт ГРИН	Только наплавление	Любая	+				+
Техноэласт ФИКС + Техноэласт АЛЬФА	Только свободная укладка	Любая	+	+		+
Техноэласт ФИКС + Техноэласт ГРИН	Только свободная укладка	Любая	+	+			+

Таблица 2

	Достоинства	Недостатки
Метод свободной укладки	Высокая скорость монтажа гидроизоляционной мембраны (~ в 4-5 раз выше по сравнению с методом полного наплавления) Возможность работы на влажных поверхностях Существенная экономия по сравнению с методом полного наплавления (отсутствие праймера, меньше расход газа и т.д.)	Надежность гидроизоляционной мембраны ниже по сравнению с методом полного наплавления Очень высокие требования к качеству производства работ (подготовка поверхности, наплавление материала, его защита)
Метод полного наплавления	Высокая надежность гидроизоляционной мембраны по сравнению с методом свободной укладки Стандартные требования к качеству производства работ (подготовка поверхности, наплавление материала, его защита)	Наплавление только по сухим поверхностям Невысокая скорость монтажа по сравнению с методом свободной укладки Удорожание по сравнению с методом свободной укладки за счет применения праймера, большего расхода газа и т.д..

Таблица 3

Глубина заложения, м	Количество слоев
	Повышенная скорость монтажа		Повышенная надежность
	Низкий УПВ*	Высокий УПВ	Низкий УПВ	Высокий УПВ
0…5	1	1	1	2
5…10	1	1	1	2
10…20	1	1	2	2
20 и более	2	2	2	2

Часть 2. Нравоучительная

Вместо предисловия ко второй части…

Как мы уже говорили в первой части, битумно-полимерные рулонные материалы серии Техноэласт обеспечивают надежную защиту заглубленных сооружений различного назначения и степени ответственности. Известность технологии, высокое качество материалов, простота их укладки и отсутствие дорогостоящего оборудования – все это делает битумно-полимерные материалы самыми востребованными на рынке гидроизоляционных материалов. Тем не менее, существует вероятность ошибок, которые могут привести к сбою гидроизоляционной мембраны.

По данным различных исследований можно выделить четыре основных типа ошибок:

• Ошибки проекта – 5-7%.
• Ошибки подбора материалов – 10-12%.
• Ошибки эксплуатации – 15-20%.
• Ошибки производства работ – 40-45%.

Ошибки проекта

Основные ошибки, возникающие при проектировании гидроизоляции строительных конструкций:

1. Отсутствие замкнутого контура гидроизоляции

Гидроизоляционная мембрана должна иметь замкнутый контур, чтобы эффективно защищать строительную конструкцию от негативного воздействия подземных вод. В проектах встречаются решения, в которых вертикальная гидроизоляционная мембрана идет с внешней стороны конструкции, а горизонтальная – с внутренней (рис. 1).

Такая конфигурация создает условия для проникновения подземных вод внутрь конструкции по технологическому шву. Помимо этого, горизонтальная гидроизоляционная мембрана из паронепроницаемых материалов создает барьер для движения паров воды, что приведет к образованию биологической коррозии под гидроизоляционным покрытием.

К числу часто встречающихся ошибок можно отнести случай, когда фундаментную плиту выполняют из бетона с повышенным значением водонепроницаемости (W10-14) без дополнительной защиты, а на вертикальные конструкции укладывают гидроизоляционную мембрану. Типовая ошибка в данном случае заключается в том, что вертикальную гидроизоляционную мембрану обрубают на верхней полке фундаментной плиты, что приводит к протечкам по технологическому шву сопряжения вертикальной и горизонтальной конструкций. Правильное решение в данном случае – завести гидроизоляционное покрытие на торец фундаментной плиты в максимально возможную нижнюю точку (рис. 3). При этом на всей поверхности фундаментной плиты гидроизоляционная мембрана должна быть полностью приплавлена к основанию, вне зависимости от способа ее крепления на остальной поверхности. О различных способах крепления гидроизоляционной мембраны из битумно-полимерных рулонных материалов, об их достоинствах и недостатках подробно рассказывалось в первой части статьи.

Такая гидроизоляционная система (фундаментная плита с повышенной водонепроницаемостью без дополнительной защиты) подразумевает качественное выполнение бетонных работ, если это невозможно в силу каких-то причин, то рекомендуется предусматривать дополнительную защиту гидроизоляционными мембранами, т.к. затраты на их устройство будут невысокими, а потенциально возможные издержки по устранению протечек и восстановлению водонепроницаемости – очень высокими.

2. Не заведение гидроизоляционной мембраны выше уровня земли

Современное строительство подразумевает плотную городскую застройку, что способствует максимально возможной эксплуатации подземного пространства. Это приводит к изменению гидрогеологической обстановки в районе освоения подземного пространства: меняются уровни подземных вод, меняются плотности грунтов основания (что может привести к просадкам), увеличивается насыщение грунта водой из-за утечек из коммуникаций (по данным исследований, потери составляют 15-20%). В этих условиях некоторые старые нормы проектирования защиты подземных конструкций становятся неактуальными, в том числе и необязательность заведения гидроизоляционной мембраны выше уровня земли. Для надежной защиты строительных конструкций от негативного воздействия подземных вод и грунтов основания необходимо заводить гидроизоляционное покрытие выше уровня земли минимум на 300 мм.

3. Выполнение гидроизоляционного покрытия из разных типов материалов

Для создания замкнутого контура гидроизоляционной мембраны не рекомендуется применять различные типы гидроизоляционных материалов на различных основах, с различными физико-механическими характеристиками. Во-первых, зачастую состыковать некоторые типы материалов не представляется возможным из-за химической несовместимости. Во-вторых, зачастую грамотное обустройство такого узла очень дорого и трудозатратно. В-третьих, в любом случае, такое соединение будет самым слабым звеном во всем гидроизоляционном покрытии.

Но если по каким-то причинам все-таки необходимо выполнить стыковку двух гидроизоляционных мембран, выполненных из различных типов гидроизоляционных материалов, то такую стыковку следует выполнять на рядовой поверхности, на которую не действуют высокие сжимающие или растягивающие усилия, и не рекомендуется выполнять в районе:

• Деформационных швов.
• Перехода с вертикальной на горизонтальную поверхность.
• Внутренних и внешних углов.
• Установки фундаментов под тяжелое оборудование.
• Примыкания к сваям.

4. Отсутствие праймера для наплавляемых материалов

Праймирование основания при выполнении работ методом полного наплавления битумно-полимерных рулонных материалов является обязательным этапом производства работ. Это позволяет обеспечить необходимую величину адгезионного сцепления гидроизоляционного материала с основанием, а также связать мелкие частицы пыли, которые негативно влияют на адгезию.

5. Неверный узел перехода гидроизоляционного покрытия с горизонтальной поверхности на вертикальную

Одним из самых сложных узлов при устройстве гидроизоляционного покрытия является узел стыковки вертикальной и горизонтальной гидроизоляционных мембран. В настоящее время существует три способа обустройства такого узла:

• Стыковка на предварительно обустроенной рядом с фундаментом вертикальной стенке.
• Стыковка на вертикальной части фундаментной плиты.
• Стыковка на вынесенной за пределы фундамента бетонной подготовке.

Основываясь на практическом опыте, мы рекомендуем применять вариант стыковки гидроизоляционных мембран на бетонной подготовке, которую необходимо вынести на 300 мм за край фундаментной плиты.

Если в районе строительства возможны просадки, что может привести к излому бетонной подготовки, то в этом случае рекомендуется выполнить ее армировку в зоне края фундаментной плиты. Армировку можно выполнить дорожной сеткой на 150 мм в каждую сторону от края фундаментной плиты.

Главными недостатками двух остальных вариантов являются:

• Невозможность обеспечить качественного сплавления рулонов битумно-полимерного материала.
• Частичное наплавление материалов стороной непригодной для наплавления.
• Необходимость одновременно наплавлять гидроизоляционную мембрану на длинном отрезке (несколько десятком метров).

6. Отсутствие защитного покрытия

Одну из самых больших опасностей для гибкой гидроизоляционной мембраны представляет период от работ нулевого цикла до обратной засыпки пазух котлована, так как в это время мембрана не защищена от различных воздействий: механических повреждений, собственного веса, ультрафиолетового излучения и т.д. При выполнении обратной засыпки грунтом очень велик риск повреждения гидроизоляционной мембраны механизмами, крупными (или смерзшимися) включениями, строительным мусором. При дальнейшей эксплуатации здания есть опасность осадки грунта обратной засыпки, прорастания корней деревьев сквозь гидроизоляцию, морозного пучения грунтов. Для предотвращения нежелательных процессов разрушения мембраны ее необходимо защищать.

Эффективным способом защиты является применение профилированных мембран PLANTER. Материалы PLANTER изготавливаются из полиэтилена высокой плотности с отформованными шипами высотой 8 мм.

Для защиты гидроизоляционного покрытия от механического повреждения также применяют теплоизоляционные плиты из экструзионного пенополистирола XPS CARBON.

Под термином «теплоизоляция» принято понимать проведение мероприятий по сокращению расходов на отопление сооружения при его эксплуатации, обеспечение требуемой и постоянной во времени температуры внутри помещения, по предотвращению образования конденсата на внутренних поверхностях заглубленных сооружений. Установлено, что теплопотери через фундамент и ограждающие конструкции подземных частей составляют 10-20% от общего объема теплопотерь конструкции в целом. Кроме того, теплоизоляционная защита является составным элементом гидроизоляционной системы и предохраняет от разрушения и температурного старения гидроизоляционную мембрану.

Применение плит из экструзионного пенополистирола XPS CARBON для теплоизоляции заглубленных сооружений приводит к снижению затрат на отопление, улучшаются условия работы конструкций, повышается комфортность помещений для персонала и т.д. Использование теплоизоляционного слоя также способствует продлению долговечности гидроизоляционных мембран.

Приведенные выше способы значительно эффективней традиционных, которыеявляются очень материало- и трудоемкими:

• Защита плоским шифером толщиной 8 м.
• Защита кирпичной стенкой толщиной в полкирпича.
• Защита монолитной бетонной тонкой стенкой, набетонкой.

Ошибки подбора материалов

Данный раздел мы достаточно подробно разбирали в первой части статьи. Коротко повторим:

1. Применение материалов невысокого качества. Не рекомендуется применять материалы на окисленном битуме, или с недостаточным количеством полимермодификатора из-за невысокой долговечности таких материалов.

2. Применение материалов с основой на стеклохолсте и стеклоткани. Материалы на данных основах резко ухудшают свои физико-механические характеристики даже при незначительной химической нагрузке.

Ошибки эксплуатации

Несмотря на то, что гидроизоляционная мембрана из битумно-полимерных рулонных материалов является надежной, и ошибки эксплуатации в большей степени относятся к покрытиям кровли, существует ряд ограничений и на фундаментах, несоблюдение которых может привести к ее повреждению:
• Необходимость защиты от ультрафиолета.
• Необходимость защиты от механического повреждения.

Варианты защиты гидроизоляционной мембраны от механического повреждения, то мы рассматривали этот момент в рамках данной статьи чуть выше.

Необходимость защиты от ультрафиолета обусловлена тем, что битумно-полимерные рулонные материалы Техноэласт ЭПП и Техноэласт ТЕРРА не имеют защитой крупнозернистой посыпки, защищающей от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей. Поэтому не рекомендуется оставлять уложенный материал без дополнительной защиты на солнце более 14 дней.

Ошибки производства работ

Самый распространенный тип ошибок, на долю которого приходится более 40% отказов по гидроизоляции. Но об этом мы поговорим в третьей части нашей статьи.