УДК 691.535
Т.А. РОЗОВСКАЯ, канд. техн.наук, ведущий инженер-технолог, И.А. ИЗМАЙЛОВ, канд. экон. наук, генеральный директор ООО «Гидрозо»
Ключевые слова: железобетонная конструкция, гидроизоляция, полимер, битум, фундаментная плита, бетонная смесь
Keywords: reinforced concrete structure, waterproofing, polymer, bitumen, foundation slab, concrete mixture
В статье рассмотрены основные аспекты технологии гидроизоляции фундаментов зданий и сооружений при новом строительстве методом «просыпки» сухой гидроизоляционной смесью. Приведены преимущества данного метода относительно традиционно применяемых способов устройства горизонтальной гидроизоляции фундаментов. Изложены результаты лабораторного исследования по определению водонепроницаемости конструкции с рассматриваемым типом гидроизоляции.
В настоящее время известен ряд способов гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций. Данные способы можно разделить на группы по методу применения:
• объемная гидроизоляция (добавки в бетон, повышающие водонепроницаемость);
• обмазочная и штукатурная гидроизоляция (битумная, полимерная, минеральная);
• оклеечная (рулонные битумные и битумно-полимерные материалы);
• свободно укладываемая и механически закрепляемая (рулонные и мембранные материалы).
Каждый из указанных способов гидроизоляции имеет свои преимущества и недостатки. Горизонтальная гидроизоляция фундаментных плит выполняется чаще всего по бетонной подготовке непосредственно перед установкой арматурного каркаса самой плиты. В процессе монтажа арматурного каркаса возникает риск повреждения ранее уложенной гидроизоляции, что впоследствии приводит к образованию протечек.
Объемная гидроизоляция бетонной смеси предполагает либо использование составов с более высокими классами по прочности и маркой по водонепроницаемости и, соответственно, с более высокой стоимостью, либо применение специальных добавок, повышающих водонепроницаемость бетона.
Рис. 1. Выполнение гидроизоляции методом «просыпки»
Не все бетонные заводы располагают дополнительным оборудованием для автоматического дозирования таких добавок, а введение добавки на стройплощадке непосредственно в автобетоносмеситель не всегда применимо в условиях большого плеча транспортирования бетонной смеси (для качественного распределения добавки требуется дополнительное перемешивание в течение 5-10 мин.), а также больших объемов бетонирования, когда контроль дозирования и смешивания в условиях строительной площадки затруднен.
Применение обмазочной и штукатурной гидроизоляции сопряжено с существенными трудозатратами и продолжительным временем выдержки составов до возможности восприятия ими механической нагрузки.
Рулонные материалы требуют очень высокого качества выполнения работ и постоянного контроля, т.к. достаточно одного или нескольких дефектов при выполнении швов для возникновения серьезных протечек. Мембранные материалы более надежны, однако имеют высокую стоимость.
Наиболее целесообразным представляется метод устройства гидроизоляции после установки арматурного каркаса непосредственно перед укладкой бетонной смеси в конструкцию фундаментной плиты. Это возможно при применении сравнительно нового метода гидроизоляции, который получил название метод «просыпки».
Рис. 2. Внешний вид образца до начала испытаний
В соответствии с этим методом специальный гидроизоляционный материал на цементной основе просыпается в виде сухой смеси по тощему бетону и установленному арматурному каркасу (рис. 1). В этом случае осуществляется не только защита арматуры от процессов коррозии, но и формируется барьер против поднятия капиллярной влаги в фундаментных плитах и ограждающих конструкциях. Перед нанесением гидроизоляционного состава при температуре основания и воздуха выше +5°С необходимо предварительно произвести увлажнение тощего бетона и арматуры. Последующая укладка бетонной смеси может производиться примерно через 60 мин., как только часть просыпанной сухой смеси начнет реагировать с тощим бетоном, проникая в его капиллярную сеть. Оставшаяся часть продукта прореагирует с бетонной смесью при последующей заливке фундаментной плиты, образуя сплошной объемный гидроизоляционный слой со стороны возможного давления воды.
Данный метод также может применяться при отрицательной температуре до -20°С. Тощий бетон и арматурные стержни должны быть свободны ото льда и снежного покрова. Нанесение гидроизоляционного состава осуществляется аналогично проведению работ при положительных температурах. Укладка бетонной смеси осуществляется сразу после просыпки состава. Необходимо соблюдать требования нормативно-технической документации, регламентирующей работы по зимнему бетонированию, в частности по уходу за бетоном, твердеющим при отрицательных температурах.
Преимуществами данного метода являются отсутствие швов, высокая скорость производства работ, визуальный контроль нанесения материала, практически полное отсутствие технологических перерывов, невозможность повреждения гидроизоляционного слоя в ходе монтажа арматурного каркаса, поскольку работы по гидроизоляции выполняются уже после его устройства.
В качестве материала, применяемого при гидроизоляции методом «просыпки», было предложено гидроизоляционное покрытие осмотического действия на минеральной основе «Стармекс Сил», содержащее активные компоненты, обеспечивающие герметизацию пор бетона и образование объемного гидроизоляционного слоя. Покрытие «Стармекс Сил» обладает высокой водонепроницаемостью, а также химической стойкостью. Благодаря осмотическому действию достигается высокая адгезия смеси к поверхности и герметизация пор бетона. Помимо процесса гидратации цемента, при нанесении «Стармекс Сил» протекают реакции кристаллизации, что обеспечивает способность покрытия перекрывать микротрещины.
Рис. 3. Общий вид испытаний образцов с покрытием «Стармекс Сил»
Целью экспериментальной работы являлось определение водонепроницаемости бетона с гидроизоляционным покрытием «Стармекс Сил», нанесенным методом «просыпки».
Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 12730.5-84 по методу мокрого пятна. Сущность метода заключается в определении максимального одностороннего гидростатического давления воды, при котором не наблюдается ее фильтрация сквозь образец в условиях стандартного испытания.
При проведении испытаний использовалась шестигнездовая установка для определения водонепроницаемости УБВ-МГ4 с возможностью подачи воды к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем ее давлении и возможностью наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности.
Был выполнен подбор составов бетонных смесей В25 П4 F150 W6 и B15 П4 F150 W6. Расход материалов на 1 м3 приведен в табл. 1. В качестве вяжущего применялся портландцемент CEM I 42,5 N производства «Сухоложскцемент», в качестве заполнителей использованы щебень гравийный фракции 5-20 мм и песок кварцевый строительный с модулем крупности Мк=1,54.
Таблица 1. Результаты подбора состава бетонной смеси
| № | Обозначение бетонной смеси по ГОСТ 7473-2010 | Расход материалов, кг/м3 | |||
| Цемент | Песок | Щебень | Вода | ||
| 1 | B15 П4 F150 W6 | 295 | 905 | 990 | 195 |
| 2 | В25 П4 F150 W6 | 330 | 865 | 990 | 215 |
Из бетонной смеси B15 П4 F150 W6 были изготовлены образцы-цилиндры диаметром 150 мм и высотой 50 мм, на предварительно увлажненную торцевую поверхность которых методом «просыпки» наносилось покрытие «Стармекс Сил» с расходом 3 кг/м2.
Через 30 мин. после просыпки поверх покрытия в формы укладывалась данная бетонная смесь до получения образцов-цилиндров диаметром 150 мм и общей высотой 150 мм. Контрольные образцы-цилиндры диаметром 150 мм и высотой 150 мм были изготовлены из бетонной смеси В25 П4 F150 W6. Уплотнение бетонной смеси в формах осуществлялось вначале штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом, а затем на лабораторной виброплощадке – до прекращения оседания бетонной смеси, выравнивания ее поверхности, появления на ней тонкого слоя цементного теста. Распалубку образцов производили через 28 сут. после изготовления. До распалубливания образцы хранились в формах, укрытых влажной тканью, в помещении с температурой воздуха 20±2°С. После распалубливания образцы помещали в камеру с нормальными условиями твердения (температура 20±2°С, относительная влажность воздуха 95±5%) на 25 сут., а перед испытаниями выдерживали в течение 1 сут. при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 50-60%. Внешний вид образца приведен на рис. 2.
Образцы с загерметизированной боковой поверхностью и свободными торцевыми гранями фиксировали в гнездах установки для испытания и надежно закрепляли в металлической обойме. Давление воды повышали ступенями по 0,2 МПа в течение 1-5 мин. и выдерживали на каждой ступени в течение 16 часов. Испытания проводили до появления признаков фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна на торцевой поверхности бетонных образцов. Общий вид испытаний образцов показан на рис. 3.
Водонепроницаемость каждого образца оценивали максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдалось ее просачивания через образец. Водонепроницаемость серии образцов оценивали максимальным давлением воды, при котором на четырех из шести образцов не наблюдалось просачивания воды. Результаты проведенных испытаний даны в табл. 2 и на рис. 4.
Таблица 2. Результаты определения марки по водонепроницаемости образцов бетона с покрытием и контрольных образцов
| Образцы | № образца | Марка по водонепроницаемости отдельного образца | Марка по |
| Контрольные | 1 | W6 | W6 |
| 2 | W2 | ||
| 3 | W4 | ||
| 4 | W6 | ||
| 5 | W6 | ||
| 6 | W6 | ||
| Основные (с просыпкой «Стармекс Сил») | 1 | W8 | W14 |
| 2 | W14 | ||
| 3 | W14 | ||
| 4 | W14 | ||
| 5 | W10 | ||
| 6 | W14 |
Рис. 4. Показания испытательной установки
С целью визуального контроля сплошности и наличия адгезии к разным слоям бетона гидроизоляционного покрытия «Стармекс Сил» образцы сразу после окончания испытания на водонепроницаемость были разрезаны в поперечном направлении циркулярной пилой (рис. 5), а также расколоты в продольном направлении (рис. 6).
На основании полученных результатов установлено, что гидроизоляционное покрытие «Стармекс Сил», наносимое методом «просыпки», позволило повысить марку бетона по водонепроницаемости на 4 ступени – с W6 до W14.
Визуальная оценка образцов, распиленных в поперечном направлении и расколотых в продольном направлении непосредственно после проведения испытаний на определение водонепроницаемости, показала, что материал «Стармекс Сил», нанесенный методом «просыпки», образует сплошное гидроизоляционное покрытие, обладающее адгезией как к нижнему, так и к верхнему слою бетона в конструкции, о чем свидетельствует когезионный характер разрушения покрытия (рис. 6). При этом прочность материала на сжатие составляет более 25 МПа, прочность на растяжение при изгибе – свыше 5,5 МПа.
Рис. 5. Поперечный разрез образцов, не выдержавших испытание (а) и выдержавших испытание (б)
Рис. 6. Образец, расколотый в продольном направлении (по покрытию «Стармекс Сил»)
Выводы:
Таким образом, метод «просыпки» может успешно применяться при выполнении гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений при новом строительстве, о чем свидетельствуют лабораторные испытания и широкий практический опыт ООО «Гидрозо». В настоящий момент с использованием данного метода успешно выполнена гидроизоляция более чем на 50 строительных объектах.
Библиографический список
1. Тухарели В.Д., Тухарели А.В., Габлия А.А. Современные тенденции развития технологий гидроизоляции зданий и сооружений // ИВД. 2017. №3 (46).
2. Сокова С.Д. Выбор гидроизоляционных материалов с учетом их совместимости и особенности эксплуатации // Вестник МГСУ. 2010. №4-5.
3. Севостьянова И.М., Субботина Е.К., Иванова Е.Р., Амзаракова П.А., Лукина Л.А. Анализ использования мембраны из поливинилхлорида в строительстве // Московский экономический журнал. 2019. №7.
4. Немчикова Л.А., Рубель Е.В. Сравнение гидроизолирующих материалов // E-Scio. 2019. №8 (35).
5. Зарубина Л.П. Гидроизоляция конструкций, зданий и сооружений / Людмила Зарубина. – Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. – 266 с.
6. Кубал М.Т. Гидроизоляция зданий и конструкций: [технологии, материалы, эксплуатация]: справочник строителя / Майкл Т. Кубал; пер. с англ. под ред. С.А. Гладкова. – Москва: Техносфера, 2012. – 598 с.
7. Астафьева Н.С., Попов Д.В., Фомина Ю.А., Якупова Г.И. Защита подземных частей зданий и сооружений от воздействия подземных вод // Региональное развитие. 2014. №3-4, с. 202-205.
