Гидроизоляционные материалы проникающего действия
Традиционные рулонные и мастичные защитные материалы на основе полимеров, полимерных смол и битумных мастик при всех их несомненных положительных качествах имеют один существенный недостаток: создавая плотную, прочную защитную пленку, они работают независимо от материала защищаемой конструкции в силу несовместимости их деформативных свойств. Это приводит в процессе эксплуатации к их отслоению от изолируемой поверхности с последующей потерей своего функционального назначения.
При работе с такими материалами возникают существенные технологические проблемы – необходимость в тщательно высушенной поверхности, строгое соблюдение технологических параметров, сложность работы с бетонными конструкциями, где в период производства работ есть открытые течи, приток воды по швам, стыкам и др.
Более перспективными являются материалы проникающего действия, которые проникают в капиллярно-пористую структуру цементного бетона защищаемой конструкции с последующим заполнением микроскопических пор и пустот кристаллогидратами. В результате на определенную глубину в бетоне создается слой повышенной непроницаемости. Это приводит к улучшению целого ряда характеристик бетона конструкции.
Подобная гидроизоляция защищает конструкции от воды и агрессивных сред (бензин, масла, нефтепродукты), не исключая при этом паропроницаемости. Глубина гидроизоляционой пропитки может достигать нескольких сантиметров.
В случае механических повреждений поверхности ее гидроизоляционные и защитные свойства не изменяются. Проникающая гидроизоляция может быть использована как на старом, так и на новом бетоне, не требует специальной защиты при строительных работах, обеспечивает сохранность не только самого бетона, но и стальной арматуры. Важным достоинством является то, что материал успешно применяется на влажном или свежеуложенном бетоне.
Материалы проникающего действия независимо от фирмы-производителя имеют один и тот же основной состав: цемент стандартной марки, кварцевый песок определенных фракций и активные химические вещества. Именно эти активные добавки, являющиеся ноу-хау компании, и составляют основную разницу между материалами. Хотя помимо этого существуют также различия в способе смешивания, качестве используемого цемента и песка, контроле за температурой и влажностью производственного помещения.
Одинаковой является и технология использования этих материалов. На строительной площадке сухую смесь нужно только разбавить водой до необходимой консистенции. Подготовка поверхности перед нанесением проникающей гидроизоляции и способ нанесения тоже идентичны для материалов всех фирм. Готовые смеси этой группы наносятся кистью или распылителем на влажную поверхность (рис. 5.37).
Первым материалом этой группы, появившемся в Дальневосточном регионе, был американский Пенетрон. Затем появились российские Кольматрон, Гидротекс и др. В западных районах страны известны Вандекс-супер (Швейцария), Ксайпекс (Канада), Лахта (Россия) и др. Поясним механизм действия и подготовку поверхности перед обработкой на примере Пенетрона.
Рис. 5.37. Увлажнение поверхности и нанесение покрытия Кольматрон распылителем
При нанесении Пенетрона на тщательно увлажненную поверхность его химические реагенты взаимодействуют с ионными комплексами кальция и алюминия, различными оксидами и солями металлов, содержащимися в бетоне, формируя нерастворимые кристаллические образования в виде игловидных хаотично расположенных кристаллов (рис. 5.38).
Рис. 5.38. Кристаллические новообразования Пенетрона в бетоне через 14–28 дней после нанесения
Этот процесс протекает не только на поверхности бетона и примыкающих площадях, но и распространяется вглубь бетонной конструкции, в основном, благодаря осмотическому давлению. Выравнивая таким образом высокий химический потенциал поверхности с низким потенциалом внутренней структуры, новообразования устремляются во внутренние слои. Эти химические реакции протекают как при положительном, так и при отрицательном давлении воды. При отсутствии влаги компоненты бездействуют. При появлении влаги реакции возобновляются и рост кристаллов в глубину продолжается, за счет чего капилляры поровой структуры бетона блокируются (рис. 5.39).
Рис. 5.39. Схема работы Пенетрона при изоляции бетона, трещин и открытых течей
Скорость и глубина роста кристаллов Пенетрона зависят от многих факторов, в частности от плотности и пористости бетона. В ряде случаев глубина проникновения может достигать 90 см. Пенетрон становится составной частью бетона, формируя с ним единое целое. Кристаллические новообразования Пенетрона блокируют проникновение воды, сохраняя паропроницаемость. Успешность проникновения зависит и от подготовки поверхности. Перед применением Пенетрона необходимо очистить поверхность бетона от пыли, грязи, нефтепродуктов, цементного молока, высолов и любых посторонних веществ, которые могут препятствовать проникновению материала и образованию кристаллов. Поверхность бетона должна иметь открытые капилляры, поэтому абсолютно гладкие полированные поверхности необходимо обработать водой или песком под высоким давлением или другим приемлемым механическим способом. Перед нанесением Пенетрона бетонная поверхность тщательно увлажняется.
Количество воды для получения раствора требуемой консистенции определяют в зависимости от способа нанесения раствора и вида обрабатываемой поверхности. Следует готовить такое количество раствора, которое можно использовать в течение 30 минут. Во время использования раствор необходимо регулярно перемешивать, не допуская повторного добавления воды.
Пенетрон рекомендуется наносить в виде жидкого раствора в два слоя. Расход зависит от рельефа поверхности. Средний расход сухой смеси на 1 м2 – от 0,8 до 1,2 кг (0,4–0,6 кг/м2 на слой). Второй слой следует наносить на свежий, но уже схватившийся первый слой (обычно через 1–2 часа, но не позже 6 часов). Перед нанесением второго слоя поверхность должна быть влажной. Пенетрон наносится кистью из синтетического волокна или с помощью оборудования для обрызга. Работы по приготовлению и нанесению состава выполняются в резиновых перчатках. И Пенетрон, и Кольматрон, и Гидротекс, подразделяются на несколько видов и применяются в зависимости от ситуации.
Пенетроном обрабатываются только бетонные поверхности сборных и монолитных конструкций. Все стыки, швы, примыкания, каверны в бетонных конструкциях, вводы коммуникаций и имеющиеся трещины изолируются с применением Пенекрита. Для мгновенной ликвидации течи (даже под высоким давлением) воды через трещины, стыки и отверстия в любых конструкциях, выполненных из бетона, камня и кирпича, фирма рекомендует Пенеплаг (Ватерплаг), для горизонтальных бетонных поверхностей при новом строительстве – Пенетрон плюс, в качестве добавки, повышающей водонепроницаемость бетона при новом строительстве, – Пенетрон адмикс.
С помощью Пенетрона можно восстановить и горизонтальную гидроизоляцию (рис. 5.40, 5.41).
Рис. 5.40. Устройство гидроизоляции «изнутри»
Рис. 5.41. Использование Пенетрона и Пенекрита для устранения капиллярного подсоса
Шесть модификаций гидроизоляции Лахта, предназначенных для различных видов работ, предлагает российская фирма «Растро». О преимуществах какой-либо гидроизоляции судить трудно. Воспользуемся данными, полученными в исследовательском центре «Прочность» при Петербургском государственном университете путей сообщения (табл. 5.2). Данные показывают, что приведенные материалы проникающего действия идентичны и эффективность их действия практически одинакова.
Таблица 5.2
Гидроизоляционные материалы проникающего действия
| Характеристики материала | Пенетрон | Вандекс-супер | Ксайпекс | Лахта |
| Фирма-изготовитель | ICS/Penetron International Ltd., США | Vandex International Ltd., Швейцария | XYPEX CHEMICAL, Канада | Растро, Россия |
| Существующие модификации | Penetron, Penecrete Mortar, Peneplug, Penetron Preumatic, Penetron Plus | Vandex Super, Vandex Plus, Vandex Premix, Vandex Concrete | Concentrate, Putch and Plug Ultra Plag | Лахта проникающая, Лахта шовная, Лахта штукатурная, Лахта обмазочная, водяная пробка, ремонтный состав |
| Состав композиции | Твердый компонент: вода 3 : (1,5–2) | Твердый компонент: вода 2 : 0,8 | Твердый компонент: вода 5 : 2 или 5 : 3 | Твердый компонент: вода 1 : 1 |
| Расход на 1 м2, кг | 1,35 : 1,62 | 0,75 : 1,5 | 1,45 – 1,6 | 0,6 : 1,2 |
| Толщина покрытия, мм | 1,25 : 2 | 1,6 : 3 | 1,25 | 1,25 |
| Подготовка поверхности | Наносится на влажную поверхность | |||
| Способ нанесения | Кистью или распылителем | |||
| Водонепроницаемость обработанных конструкций, МПа | 0,8 – 1 | 0,6 – 1,2 | До 1,2 | До 1 |
| Стойкость к химическим агрессивным средам | К агрессивным грунтовым водам, морской воде, карбонатам, сульфатам, хлоридам | К морской воде, сточным и агрессивным грунтовым водам, некоторым химическим растворам | К агрессивным грунтовым водам, карбонатам, хлоридам, сульфатам | К агрессивным грунтовым водам, бензину, керосину, минеральным массам, морской воде, хлоридам |
| Глубина проникновения за 10 сут, см | 4 – 7 | Нет данных | Нет данных | 4 – 7 |
| Температура применения, °С, не ниже | +5 |
К такому же выводу приводят результаты, полученные автором в Дальневосточном государственном университете путей сообщения, где исследовались Пенетрон, Кольматрон, Гидротекс и появившаяся у дилеров гидроизоляция «CS 3000». Кроме последней, все вещества показали примерно одинаковые результаты.
Эти данные позволяют сделать вывод о существовании некоего общепринятого стандарта. В пользу вывода свидетельствуют и составы гидроизоляций и, главное, технология их нанесения. Даже в процессе ремонта старых или некачественно сделанных поверхностей, имеющих значительные повреждения, для образования гладкой поверхности достаточно приведенных в табл. 5.2 расходов материала 1,2–1,62 кг/м2.
Для возникновения кристаллизационного барьера на поверхности бетона при нанесении гидроизоляции проникающего действия должна быть достигнута концентрация активных химических веществ, при которой будет обеспечена реакция с образованием кристаллических структур. Но поскольку в контакт с поверхностью бетона может вступить лишь определенное количество материала на единицу площади (1–1,5 кг/м2), увеличение слоя нанесенного материала более 1–2 мм не приводит к увеличению роста концентрации. Поэтому нанесение материала более толстым слоем является практически бессмысленным. Более того, для строителей это означает существенное повышение стоимости работ из-за увеличения расхода средств, необходимых для приобретения, транспортировки и нанесения материалов, а также потерю времени.
Появление на рынке материалов, согласно инструкции по применению требующих нанесения одного и даже двух слоев при расходе
5–6 кг/м2, позволяет предположить либо неточность в инструкции, либо отнесение материалов к другому, но не проникающему, классу.
Данные о глубине проникания составов различны. Пенетрон по данным фирмы может проникнуть на глубину до 70 см, Кольматрон – до 15 см, Лахта – до 12 см. Расхождения в величинах могут быть вызваны плотностью бетона, степенью его разрушения и временем твердения.
Во всяком случае при совпадении всех качественных характеристик следует помнить, что отечественные материалы иногда в 2–2,5 раза дешевле импортных.