ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ СООРУЖЕНИЙ

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

Название документа

Строительные нормы и правила (СНиП)

Вяжущие материалы неорганические и добавки для бетонов и растворов Растворы строительные Битумные и дегтевые вяжущие Кровельные, гидроизоляционные и паро - изоляционные материалы на органических вяжущих

Защита строительных конструкций от коррозии. Материалы и изделия, стойкие против коррозии Строительная климатология и геофизика Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования

Основания и фундаменты зданий и соо­ружений на просадочиых грунтах. Нормы проектирования

Бетонные и железобетонные конструк­ции. Нормы проектирования

Стальные конструкции. Нормы проекти­рования

Производственные здания промышлен­ных предприятий. Нормы проектирования Техника безопасности в строительстве Строительство иа просадочных грунтах. Правила организации, производства и приемки работ

Бетонные и железобетонные конструкции сборные. Правила производства и прием­ки монтажных работ

Металлические конструкции. Правила изготовления, монтажа и приемки

Защита подземных металлических соору­жений от коррозии. Правила производства и приемки работ

Кровли, гидроизоляция и пароизоляция. Правила производства и приемки работ

Нормы Госстроя СССР (СН)

Инструкция о порядке составления и утверждения проектов организации строи­тельства и проектов производства работ

Указания по проектированию бесчердач - иых крыш жилых н общественных зданий Временная инструкция по разработке проектов и смет промышленного строитель­ства

Санитарные нормы проектирования про­мышленных предприятий

Инструкция по проектированию. Призна­ки и нормы агрессивности воды-среды для железобетонных и бетоииых конструкций Указания по проектированию антикорро­зионной защиты строительных конструкций

Продолжение приложения 3

Название документа

Указания по проектированию гидроизо­ляции подземных частей зданий и соору­жений

Указания по проектированию поточного строительства промышленных предприятий Указания по проектированию, изготовле­нию и монтажу строительных стальных конструкций, предназначенных для экс­плуатации в условиях низких температур Указания по проектированию рулонных и мастичных кровель зданий промышлен­ных предприятий

Ведомственные нормативные документы

И 196-54 Минстрой

ВСН 20-61

ВСН 07-67 МЭиЭ СССР

ВСН 21-65

ВСН 2-66

ВСН 09-65 МЭиЭ СССР

ВСН 167-67 МЭиЭ СССР

РСН 154-69

ВСН 028-69______

Минэнерго СССР

ВСН 37-70_______

Мииэиерго СССР

ВСН 9 71________

Миисельстрой СССР

Временная инструкция по применению добавки алюмината натрия к растворам и бетонам при борьбе с фильтрацией в соо­ружениях. М., Госстройиздат, 1954

Временные указания по применению до­бавки хлорного железа для устройства гидроизоляционной стяжки в санитарных узлах. Минстрой Латвийской ССР. Рига, 1962

Временная производственная инструкция по устройству окрасочной эпоксидиой гид­роизоляции железобетонных и армоцемент - ных поверхностей. Л., «Энергия», 1966

Временные указания по устройству кро­вель из рулонных материалов с примене­нием холодной битумно-латексно-ку - керсольной мастики БЛК. Трест Мосорг - строй. М„ 1965

Временные технические указания на устройство безрулониой гидроизоляции же­лезобетонных подземных сооружений. Мос - оргстрой. М,, 1966

Временная производственная инструкция по антикоррозионной защите металличес­ких трубопроводов эпоксидиой краской ЭФАЖС. Л., «Энергия», 1967

Технические правила устройства холод­ной асфальтовой гидроизоляции и безру­лонных кровель. Л., «Энергия», 1969

Указания по проектированию и устрой­ству гидроизоляции и кровли иа основе безрулонных гидроизоляционных материа­лов. Госстрой УССР. Киев. «Будівельник», 1972

Инструкция по устройству асфальтовой штукатурной гидроизоляции горячим спо­собом. Л., «Энергия», 1970

Гидроизоляция энергетических сооруже­ний. Нормы проектирования. Л., «Энер­гия», 1972

Временные указания иа изготовление и Применение холодной этииоль-битумиой мастики в сельском строительстве

А агрессивность водной среды 105

— Производственных жидкостей и сред 106

Адгезия 13

Антисептирование 166 армирующие материалы 55, 56 асфальтобетон 163 асфальтовые мастики (см. мастики) атмосферостойкость 13

Б биостойкость 13, 103, 118 битумные материалы 58

— Пасты 72

— Эмульсии 72 битумы нефтяные 17

----- гидроизоляционные тепломорозостойкие 19, 22, 25

------ дорожные 17, 22, 25

--------- вязкие улучшенные 19, 22, 25

------ для изоляции нефтегазопроводов 19, 22, 25

------ кровельные 17, 22, 25

------ разжиженные (растворенные) 205

------ строительные 17, 22, 25

— Природные 17 бризол 61

В водонепроницаемость гидроизоляции 13, 103, 127 водоотвод 154

Водопоглощение 12, 105, 110, 118, 120 водопроницаемость грунтов 103 водородный показатель 105 водостойкость 13, 110, 118, 120 водостоки виутреииие 160

— Наружные организованные 169

------ неорганизованные 161, 169

Водосточные воронки 169

Выбор гидроизоляции с учетом факторов 102 вяжущее резинобитумное 99

Г герметизация стыков (швов) 160 гидрогеологические условия 103 гидроизол 59, 109

Гидроизоляционные мастики (см. мастики)

— Материалы оклеечные 57

— Работы 180 основные 180

----- подготовительные 180

— Растворы (см. растворы)

Гидроизоляционный материал с полиизобутиленом (ГМП) 63, 110, 114

Гидроизоляция виды 6

— Выбор при проектировании 102

— Инъекционная 11, 13, 129 свойства 129

------ силикатизация 129

------ смолизация 129, 237

------ цементация 129

— Металлическая 114, 129, 239

------ детали устройства 130

------ защита от коррозии 130, 248

— — контроль качества 245

— — материала, электроды 115, 117 монтаж 239

------ области применения 131

------ очистка 249

•---- подготовка листов 239

— — сварка 240

— Оклеечная битумная 6, 109 — детали устройства 113

--------- области применения 115

--------- подготовка поверхности, материалов 182, 183

---------- расход материалов 189

--------- устройство покрытий 184

—----- физико-механические свойства 109

------ полимерная 112

---------- детали устройства 114

--------- области применения 115

--------- подготовка материалов, огрунтовка 192

--------- расход материалов 202

--------- устройство покрытий 200

---------- физико-механические свойства 109

— Окрасочная 7, 115

------ битумная из горячих мастик, битумных эмульсий и разжи­Женных битумов 116, 203

— —— детали устройства 116

--------- области применения 121

--------- подготовка поверхности 182, 203

--------- расход материалов 207

--------- транспортирование и нанесение 203

--------- физико-механические свойства 117, 120

------ битум но-латексная 117, 154, 157, 162

------ эластим 117

--------- приготовление и устройство 208

--------- расход материалов 209

------ битумно-наиритовая 117

--------- приготовление, нанесение 209

— — битумно-этинолевая 117, 157, 161

--------- приготовление, нанесение 217

------ полимерная 119

--------- физико-механические свойства 120

---------- эпоксидная 119

---------------------- приготовление, нанесение 210

--------- эпоксидио-дегтевая 119

------------- приготовление, нанесение 211, 213

------------- расход материалов 215

--------- эпоксидно-фурановая 119

------------- приготовление, нанесение 215

------------- расход материалов 215

------ полимерцементная 121, 173

---------- приготовление, нанесение 217

-------------------- расход материалов 218

— Пропиточная 128, 231

— Штукатурная 10, 122

------ асфальтовая горячая н холодная 122

------ коллоидно-цементная 126, 177

------ литая 124

------ пневмобетон 127

------ торкретная 126, 178

------ цементно-песчаная 125

Гидростатический напор 105

—. — допустимый ПО, 118, 120, 126

Гнилостойкость 111, 118, 120

Грунтовка 68, 70, 71, 164, 183

Грунтовые воды 105

Грунты 103

Гудрокам 59

Д дренаж 103, 154

— Кольцевой 155

— Лластовый 155, 159

— Пристенный 155, 159

— Трубчатый 155

— Необходимость устройства 103, 155 добавки к растворам 227

Ж жидкое стекло 238

3 защита от капиллярной влаги 105, 115, 121, 127, 132 защитные подкладки 163 защитный слой 163

Зимние условия работ 189, 202, 219, 229, 270

И изол 61, 106, 109 изолит 159

Инструмент н оборудование для устройства рулонной кровли 265 для нанесения мастнк при наклейке рулонов 190, 193

К карбамидные смолы 35 категория сухости 106 климатические зоны 162

— Условия района строительства 162, 169 колодцы смотровые 157

Комплексные (и специализированные) бригады гндроизолировщи - кровельщиков 258

Конструктивные решения гидроизоляции 131, 132, 139, 146, 151 контроль качества сварных соединений 245

■---- гидроизоляционных работ 271

Коэффициент водопроницаемости 12

— Воздухопроницаемости 12

— Газопроницаемости 12

■ — паропроницаемости 13, 110, 118 120

— Фильтрации 12, 103, 155, 157 краски 68, 69, 70 кремнийорганические смолы 35

Крепление к стенам ковра из полимерных рулонных материалов 200 кровельные покрытия (см. покрытия) кровли виды 160

— Из рулонных материалов 258

— Мастичные 266 крыши 160

J1 лаки 67, 69 лакокрасочные материалы 67 латексы 38

— Виды и области применения 39

— Свойства 40

— Хранение 39

Лента гидроизоляционная двухслойная 59, 109

М мастики асфальтовые горячие 219, 221 холодные 116, 155, 221, 225

— Битумные горячие 79, 80, 109, 137, 141, 143, 148, 163, 184, 200,

203, 204, 207

—--- составы 80, 204

--------- нанесение

— Битумно-кукерсольные 165

— Битумно-полимерные 90, 158, 162, 165, 226, 227

— Битумно-латексные 90, 117

— Битумно-латексно-кукерсольные 165

— Битумно-резиновые 80, 81, 83, 138, 142, 144, 148, 153, 165

— Гудрокамоцые 80, 138, 140, 152, 165

— Дегтевые 80, 86, 137, 139, 143, 151, 165

— Этиноль-битумные 87, 89, 157, 161, 164, 12І материалы армирующие 56

■ — битумные 17

— Дегтевые 20

— Лакокрасочные 67

------ битумные 69

------ дегтевые 69

------ органосиликатные 71

------ пептафталевые 70

------ полиуретаиовые 71

------ фенолоформальдегндиые 71

------ эпоксидные 69

— Рулонные и листовые 57

------------ битумные и дегтевые 57

------------ полимерные 62

Механические воздействия 105 морозостойкость покрытий 13, 120, 127

Н наирнт 54 наиритовый клей 162 наклеивание 184, 200, 262 наполнители 55, 56

О обводненность сооружений 105 области применения гидроизоляционных покрытий 115, 121,127,129 отвердители 15, 27, 32, 34, 35

П пароизоляция 161, 163, 167 пек каменноугольный 20 пековый дистиллят 20 пергамин 59 пластификаторы 53 пневмобетонные растворы 100 подготовка изолируемой поверхности 182

— Материалов 183, 192 подготовительные работы 180 покрытия кровельные 258, 267, 160

— Купольные 162

— Противокоррозионные 248—258

— Сводчатые 162 полиамидные смолы 37 поливинилхлорид 36

Поливинилхлоридный пластикат 109, 111, 112, 113

Полиизобутилен 37

Полипропилен 36

Полиэтилен 36, 62, 112

Полиэтиленовая пленка 63

Полиэфирные смолы 34

Приемка гидроизоляционных работ 180

Проектирование гидроизоляции 101, 103, 180, 258

Пучинистость грунтов 105

Р раздельный способ устройства гидроизоляции 211 растворители 47, 48, 51, 108, 119 растворы битумные 146, 152

— Цементно-песчаные 172, 174

— Торкретные 178

— Цементные коллоидные 177, 230 рубероид 58, 101, 102, 175

С сварка поливинилхлоридного пластиката и листового полиэтиле­На 194, 196

Сварочные материалы 66

— Работы 240

Свойства гидроизоляционных покрытий 109 склеивание поливинилхлоридного пластиката 197 смола (ы) каменноугольная 20, 30, 34, 38

— Карбамидная 35, 237

— Кремнийорганическая 35

— Полиамидные 37

— Полиэфирные 34

— Синтетические 26

— Фенолоформальдегидиые 35

— Фураиовые 35

— Эпоксидные 26

Сопряжение закладных деталей с гидроизоляцией 182

— Гидроизоляции различных типов 136

Специализированные (комплексные) бригады гидроизолировщи­ков 182

--------- кровельщиков 258

Сплав битумно-наиритовый 155, 166 стеклорубероид 58, 60, 105, 166

Стеклоткани 56 Стеклохолст 167

Стяжки выравнивающие III, 118, 120

Т температурно-усадочные швы 163 теплостойкость 114, 118, 120 техника безопасности при производстве работ 271 технико-экономическая эффективность 162 тиоколы 38, 39, 40, 43, 108, 119 толь кровельный 59 торкрет активированный 230

У уклоны кровли 160 укрывистость 160

Усадка покрытий и гидроизоляции 13, 119, 126

Устранение дефектов гидроизоляции 275

Устройство гидроизоляции деформационных швов 131, 133

Ф факторы выбора гидроизоляции 103 фенолы сланцевые водонерастворимые 20, 38 флюсы 66

Фольгоизол 59, 60, 109, 112

Ц цементно-латексные составы 97 пементно-песчаные составы и растворы 97 цементно-полимерные составы 97 цементы 44, 45

Ш шпатлевки 68 швы деформационные 133, 174 — температурные 132

Э электроды 66 эмали 67

Эмульсии битумно-латексные 157, 162, 164 эпоксидно-дегтевые составы 95 эпоксидно-фурановая мастика 96 эпоксидные компаунды 27

Стр.

Гидроизоляция сооружений и зданий

Рецензент — Ленинградское отделение Гидропроекта им. С. Я - Жука

Попченко С. Н. Гидроизоляция сооружений и зданий. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1981.—304 е., ил.

В книге рассматриваются свойства наиболее перспективных ви­дов гидроизоляции и гидроизоляционных материалов на основе но­вых полимеров и полимер битумных композиций, правила проектиро­вания и расчет конструкций из прогрессивных материалов и область их применения. Освещаются на основе отечественного и зарубежного опыта методы комплексной механизации и индустриализации гидро­изоляционных работ, дается технико-экономическая оценка совре­менных технологических приемов выполнения работ.

Книга предназначена для научных работников, а также специ­алистов проектных и строительных организаций.

Сергей Николаевич ПОПЧЕНКО

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ СООРУЖЕНИЙ И ЗДАНИЙ

Редактор Я. В. Зарицкий Оформление обложки художника Э. А. Бубовича Технический редактор Л. В. Воронецкая Корректоры Т. Б. Берникова и Ю. М. Зислин

ИБ № 2310

Сдано в набор 04.09.80. Подписано в печать 29.01.81. М-30955. Формат 60Х90'/іб. Бумага типографская № I. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 19,25. Уч.-изд. л. 19,8. Изд. № 2053Л. Тираж 16 000 экз. Заказ № 1971. Цена 1 р. 60 к.

Стройиздат, Ленинградское отделение 191011, Ленинград, пл. Островского, 0

Ленинградская типография № 4 ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государ­ственном комитете СССР по делам издательств, полигра­фии и книжной торговли. 191126, Ленинград, Социалисти­ческая ул., 14.

30209—032 " 047(01)—81 Ш~81- ЗШ000000

© Стройиздат. Ленинградское отделение. 1981

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая монография является обобщением многолет­него опыта работ старейшей в СССР комплексной лаборато­рии гидроизоляции Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники (ВНИИГ) имени Б. Е. Веденеева в об­ласти гидроизоляции промышленных и гражданских сооруже­ний, жилых и общественных зданий. Особое внимание уделено гидроизоляции энергетических и гидротехнических сооружений.

В последние годы в гидроизоляционной технике произошли коренные изменения вследствие создания принципиально новых материалов и конструкций на основе широкого использования пластических масс и полимеров, а также разработки новых технологических приемов, предусматривающих комплексную механизацию и индустриализацию гидроизоляционных, кровель­ных и герметизационных работ. Большой интерес представляют разработанные в последнее время приемы инженерного рас­чета гидроизоляционных покрытий и других конструкций с уче­том структурно-реологических особенностей асфальтовых, би­тумных материалов и пластмасс.

Особый интерес и практическую значимость представляют новые виды гидроизоляции:

Асфальтовые и коллоидно-цементные штукатурные; эпоксидные и полимербитумные окрасочные; оклеечная из наплавляемых рулонных материалов; пропиточная и монтируемые гидроизоляции. Во всех случаях предусмотрено либо использование новых полимерных материалов, либо совершенствование традицион­ных битумных и асфальтовых материалов полимерными и по­верхностно-активными добавками. При изложении способов совершенствования материалов и конструкций автор уделяет внимание их технико-экономической эффективности: стоимости, трудоемкости и уменьшению материалоемкости, а также опре­делению наиболее целесообразной области их применения.

Важнейшим элементом при создании гидроизоляции соору­жений является устройство уплотнений деформационных ШВОВ и сопряжений, которые совместно с гидроизоляционными по­крытиями образуют единый водонепроницаемый фронт. В мо­нографии этому посвящена специальная глава, где приведены чертежи рекомендуемых наиболее надежных конструкций.

1*

Автором в течение своей многолетней деятельности накоп­лен обширный практический опыт по гидроизоляции различных сооружений. В монографии этот опыт обобщен и систематизи­рован, а рекомендации подкреплены примерами уже выполнен­ных конструкций, проиллюстрированы наглядными примерами надежно работающих покрытий и дана оценка их эксплуата­ционных качеств. В данном отношении особенно интересен критический разбор осуществленных гидроизоляционных кон­струкций, а также анализ допущенных ошибок и неудачных решений. При этом рассматриваются наиболее типичные про­мышленные, гидротехнические, энергетические, транспортные и очистные сооружения, а также вопросы противофильтрацион - ного экранирования бетонных и грунтовых плотин, играющих важную роль в деле охраны природы, опыт создания и экс­плуатации которых еще недостаточно освещен в литературе.

В проекте ЦК КПСС к XXVI съезду партии указано на пре­имущественное развитие промышленного, жилищного и энерге­тического строительства в отдаленных районах Сибири, Край­него Севера и Дальнего Востока. В связи с этим большое вни­мание в монографии уделено гидроизоляции сооружений в суро­вых климатических условиях как с точки зрения определения рекомендуемой области применения различных материалов, так и с точки зрения конструирования и инженерного расчета гид­роизоляционных конструкций. Приведены также сведения о производстве гидроизоляционных работ, правда весьма крат­кие, поскольку этому важному разделу должна быть посвя­щена отдельная монография.

Новая гидроизоляционная техника предусматривает исполь­зование принципиально новых материалов и малоизвестных их компонентов. Поэтому автор уделяет много внимания уточне­нию классификации новых материалов и видов гидроизоляции, самой терминологии. Весьма полезен приведенный в списке ли­тературы перечень выполненных в СССР за последние 15 лет диссертационных работ, ибо он поможет читателю найти тео - ретитеское обоснование ряда рекомендаций и предложений, а также ознакомиться с научными исследованиями по рассмат­риваемым вопросам.

Монография будет полезной для инженерно-технических ра­ботников и специалистов проектных, строительных и исследо­вательских организаций, ибо в ней всесторонне обобщен оте­чественный и зарубежный опыт в области гидроизоляции. Она может быть интересна аспирантам, готовящим себя к деятель­ности в этой специальной отрасли инженерной науки, приобре­тающей все большее значение в строительной практике.

Директор ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева — заслуженный деятель

Науки и техники РСФСР.

М. Ф. Складнее

ВВЕДЕНИЕ

Гидроизоляция представляет собой комплекс мер для за­щиты зданий, сооружений и других строительных конструкций от вредного действия воды с целью обеспечения их водонепро­ницаемости (антифильтрационная гидроизоляция) или долго­вечности материала при физически или химически агрессивном воздействии внешней среды (антикоррозионная гидроизо­ляция).

Антифильтрационную гидроизоляцию устраивают для за­щиты от проникновения воды в подземные и подводные соору­жения (подвалы зданий, заглубленные помещения, тоннели, шахты и опускные колодцы), через подпорные гидротехниче­ские сооружения (плотины, шлюзы и пр.), а также для предот­вращения утечек воды из каналов, акведуков, бассейнов и во­дохранилищ (рис. 1).

Антикоррозионная гидроизоляция предназначена для за­щиты материала сооружения от химически агрессивных вод (минерализованные поверхностные и грунтовые, морские воды, канализационные промышленные стоки), от агрессивного воз­действия воды и атмосферы (наземные сооружения, гидросо­оружения в зоне переменного уровня, кровельные покрытия и т. п.), различных промышленных продуктов и электрокоррозии блуждающими токами (опоры ЛЭП, подземные трубопроводы и другие металлоконструкции), от воздействия агрессивных га­зов в сочетании с атмосферными осадками.

По виду основного материала различают асфаль­товую, минеральную, пластмассовую и металлическую;

По способу устройства: окрасочную, штукатурную, оклеечную, литую, засыпную, пропиточную, инъекционную и монтируемую (рис.2);

По основному назначению: поверхностную и внут­реннюю, работающую на прижим к отрыв, покрытия и уплот­нения швов и сопряжений, а также комплексного назначения — теплогидроизоляционную и комбинированную.

Зачастую осуществляется сочетание гидроизоляции с теп­ло - и пароизоляцией, с защитой от коррозии, кавитации и аб­разивной эрозии. Особую группу гидроизоляции составляют Противофильтрационные экраны, понуры и диафрагмы гидро­технических сооружений как самостоятельные их конструктив­ные элементы [5, 8, 9, 10, 11, 14, 46, 54].

Гидроизоляционные материалы отличаются от других строи­тельных материалов повышенной водонепроницаемостью и во­доустойчивостью при длительном действии воды, в том числе минерализованной, и химически агрессивных водных раство­ров, т. е. высокой надежностью и долговечностью в водной среде.

Классификация гидроизоляционных материалов в зависи­мости от природы их основы и технологических особенностей

Приведена в табл. 1. В данную классификацию включены и Герметизирующие материалы, используемые для уплотнения деформационных швов и сопряжений, а также кровельные ма­териалы, которые должны обладать водонепроницаемостью и атмосфероустойчивостью, но допустима пониженная их водо­устойчивость и долговечность. Наконец, вспомогательные мате­риалы могут быть водопроницаемыми [47, 56, 60].

К гидроизоляционным материалам и конструкциям предъ­является ряд дополнительных требований в зависимости от вида сооружений, для защиты которых они предназначены (табл. 2), и расчетной долговечности этих сооружений, сроков капитальных ремонтов и режима эксплуатации гидроизоляции (см. §1.1).

Лаки, краски из разжижеииых битумов и битумных эмульсий, битумио-ла - тексных смесей

Полйвинилхлоридиые, поливииилбутиральиые и другие лаки, краски и эмали Пористые цементные и асфальтовые растворы Обычный кирпич, Керамзитобетон, газобетон

Материалов и изделий

Минеральные

Штучные изделия

Пленки и листы

Полиэтиленовые Полипропиленовые Поливииилхлоридиые: пластикат винипласт Бутилкаучуковые Полиизобутилеиовые Резиновые, армоэластики Стеклоэластики

Профильные герметики

Резиновые леиты Поливииилхлоридиые Полиэтиленовые Пороизол, гериит

Конструкционные изделия

Пластмассовые трубы Пластмассовые листы,

Плитки и линолеум Стеклопластики

Теплоизоляционные

Феиопластовые (ФРП) Пеиополистирольиые Пеиополиуретаиовые Пористые резиновые Пеиоэп оксидные Пеиоп Оливи иилхлорид - иые

Пеиополиэфи риые

Цементные растворы

Штукатурные Торкрет и активиро­ванный торкрет Коллоидные (КЦІР) Коллоидные полимер - цемеитные (КПЦР) Полимерцемеитные Цементи о-латексиые

Грунтовые

Глииы, глинобетон Гидратои

Гидрофобные порошки

Силикатные

Кислотостойкие замаз­ки, растворы

Силикатные краски

Пропитанные

Бетонные плиты, трубы Асбестоцемеитиые листы,

И трубы Бетоиополимеры {плиты,

Трубы) Каменные блоки, кирпич Железобетонные сваи, трубы

Керамические

Фаянсовые, метлахские

Плитки Кислотоупорный кирпич, плитки и трубы

Теплогидроизоляционные

Пропитанные пеиобетои - иые

Пеиокер амические Пеиостеклянные. Гидрофобные пенобетои - иые

Материалы и изделия

Аитисептированиые лоски, брусья, опалубка Просмоленные канаты, пакля, ткаии, мешковина Армирующие ткаии и сетки, стеклохолсты

Оберточные материалы: крафт-бумага, битуминироваиная бумага, целлофано­вая и другие пленки

Требования к гидроизоляционным материалам для капитальных сооружений

На современном этапе развития гидроизоляционной тех­ники резко возрастает применение новых полимерных материа­лов и пластмасс на их основе [30]. Однако нужно считаться с дефицитом пластмасс, расходуя их очень экономно, тща­тельно оценивая их технико-экономическую эффективность и Определяя оптимальную область применения. Надо более ши­роко использовать полимербитумные композиции, вводя до­бавки полимеров в менее дефицитные нефтяные битумы и ка­менноугольные смолы в зависимости от условий эксплуатации гидроизоляции, прежде всего климатических (рис. 3). Поэтому вопросам пластификации материалов, повышения их морозо­стойкости и технико-экономической оценке в книге уделено особое внимание.

Наиболее эффективным способом применения новых поли­меров на современном этапе является, по нашему мнению, со­четание их с нефтяными битумами, широко используемыми в строительстве |1, 3, 48, 54, 68, 73]. Это доступный и дешевый (40—45 руб/т) материал; его производство постоянно расши­ряется в связи с развитием добычи нефти и нефтепереработки, отходом которой являются битумы.

В СССР нефтяные битумы выпускаются 56 марок, причем 65% из них составляют дорожные битумы, 25%—строитель­ные и 10%—кровельные. Следует подчеркнуть, что стоимость обработки на заводе дорожного битума в три раза меньше, чем строительного, экономическая эффективность от применения улучшенных дорожных битумов составляет 28 руб/т, а строи­тельных 9,3 руб/т [30, 63].

Учитывая, что строительство развивается все в более широ­ких масштабах в районах с суровыми климатическими усло­виями (рис. 3), можно наметить следующие виды новых наи­более перспективных гидроизоляционных материалов:

А) гидротехнические асфальтополимербетоны на основе по - лимербитумных вяжущих — для противофильтрационного экра­нирования;

Б) окрасочные и рулонные материалы на полимербитумной основе и эмульсионные мастики — в качестве гидроизоляцион­ных, кровельных и герметизирующих;

В) полиэтиленовые, поливинилхлоридные и бутилкаучуко - вые пленки, листы и профильные ленты — для противофильтра- ционных экранов;

Г) эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые композиции с сопутствующими компонентами — для гидроизоляционных покрытий и герметиков;

Д) асфальтокерамзитобетоны, пеноэпоксиды, фенопласты, пенополиуретаны и пеносиликоны — для теплогидроизоляции и герметизации сооружений;

Е) коллоидные цементные и полимерцементные растворы — для высокопрочной гидроизоляции, антикавитационных и анти­абразивных покрытий.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

§ 1.1. Окрасочная гидроизоляция из мастик и красок

Окрасочная гидроизоляция представляет собой многослой­ное водонепроницаемое покрытие, выполняемое окрасочным способом и имеющее общую толщину в несколько миллимет­ров. Окраска является наиболее распространенным и дешевым способом гидроизоляции и антикоррозионной защиты поверх­ностей бетонных и металлических сооружений [2, 9, 40, 42], од­нако область ее применения ограничивается недостаточной долговечностью окрасочных покрытий. Поэтому проанализи­руем данную особенность окрасочной гидроизоляции и опреде­лим область ее возможного применения.

В табл. 1.1 приведены нормы на сроки службы различных зданий и сооружений и их капитальных ремонтов, из которых видно, что долговременные сооружения и здания рассчитыва­ются на долговечность 50—100 лет, но для облегченных соору­жений эти сроки короче, а для более легкодоступных частей межремонтные периоды сокращаются до 10 лет. Например, фундаменты зданий должны ремонтироваться через 60 лет, в особо сложных условиях химической или физической агрес­сии— через 25 лет, но допускается производить капитальный ремонт гидроизоляции через 10 лет, гидроизоляции мостов — через 8 лет, а кровельных покрытий—даже через 6 лет. Это объясняется недостаточной долговечностью гидроизоляцион­ных и кровельных покрытий, что ведет к непроизводительным затратам труда и средств; так, плановая стоимость капиталь­ных ремонтов на заводах коксового производства достигает 76% основных фондов, а на химических заводах — 32%, при­чем стоимость кровельных работ составляет до 15% от общих ремонтных затрат [30].

Для повышения надежности и долговечности окрасочной гидроизоляции надо отказаться от применения чисто битумных покрытий, прежде всего из-за их недостаточной Водо - и трещи - ноустойчивости. Например, трехслойное покрытие разжижен­ным битумом уже через год пребывания в грунте имеет элек­трическое сопротивление всего 20—30 Ом, а опоры ЛЭП без покрытия—10 Ом, с одним его слоем—15 Ом, с двумя

Сроки службы и капитальных ремонтов сооружений и зданий [30]

Капитальные здания

Одноэтажные.....................................

Двухэтажные....................................

Многоэтажные..................................

Промышленных предприятий Гидростанций (ГЭС, ГАЭС, ПЭС)

Резервуары:

Железобетонные............................

Металлические..............................

Для химических продуктов

Отстойники..........................................

Пруды-охладители...............................

Градирни:

Железобетонные.............................

Металлические..............................

Трубопроводы:

Железобетонные.............................

Металлические..............................

Мосты:

Железобетонные............................

Металлические..............................

Аэродромы:

С бетонным покрытием. . . с асфальтобетонным покрытием

Слоями—13—20 Ом при первоначальном сопротивлении до 185 Ом [35]. В США 75% трубопроводов изолировано каменно­угольными и битумными эмалями горячего нанесения, причем каменноугольные покрытия даже через 40 лет эксплуатации во влажном грунте имеют водопоглощение 0,3% и УОЭС=1,1Х ХЮИ Ом-см, тогда как у битумных покрытий уже через пять лет водопоглощение 12,4% и УОЭС=Ю10 Ом-см. Точно так же

6 12 18 2F ЗО Время пребывания в боде, Мес.

Рис. 1.1. Водоустойчивость битумов и полимербитумных сплавов по опытам Н. С. Покровского и А. М. Кисиной / — карбоксилатный латекс СКД-1; 2 — этиленпропиленовый кау­чук СКЭП-30; 3 — Бутилкаучук БК; 4 — полиизобутилеи П-200; 5 — Нефтяной битум БН 70/30 (бакинский); 6 — то же, люберецкий; 7 — природный битум БН 70/30; 8 — резинобитумиая мастика БРМ-75; 9 — асфальтовая мастика 35-65 на известняковом порошке; 10 — ас­фальтовый раствор с 11% битума БН 70/30; //— сплавы битума БН 70/30 с 15% СКЭП-30 или бутилкаучука; 12 — то же, с 2% ла­текса СКД-1; 13 — то же, с 10% полиэтилена ПЭНП; 14 — то же, с 3% бутилкаучука; 15 — сплав битума БНД 40/60 и 12% КОРС; 16 — сплав битума БН 70/30 и 3% каучука СКЭП-30

Срок службы горячих и холодных битумных окрасок металли­ческих эстакад на Нефтяных Камнях у г. Баку не превышает трех лет, причем скорость коррозии стали под такими покры­тиями составляет 0,5 мг/см2 в год, т. е. практически такая же, как и у незащищенной стали [66].

Водоустойчивость является важнейшим свойством гидро­изоляционного покрытия, определяющим его долговечность. Ис­пытания показывают, что при насыщении гидроизоляционного материала водой (водопоглощение свыше 5%) он теряет до 15% первоначальной прочности (коэффициент водоустойчиво­сти 0,85) и становится электропроводным (УОЭС менее 107 Ом-см), а далее наступает его каскадное разрушение [40]. В чистых битумах диффузионное водопоглощение идет весьма интенсивно, и уже через три года строительные битумы разру­шаются (рис. 1.1). Для повышения водоустойчивости необхо­димо либо наполнить битум минеральным наполнителем, т. е. приготовить асфальтовую мастику, либо совместить его с по­лимерными добавками (кривые 2 и 4 на рис. 1.1).

Таким образом, для обеспечения водоустойчивости битум­ного покрытия надо исходный битум либо перевести в пленоч­ное состояние, при котором он упрочнен поверхностными ад - сорбционно-сольватными силами, как в асфальтовых смесях, либо дополнительно «сшить» его конденсационными цепями каучука, как в полимербитумных композициях. Интересно от­метить, что исходный каучук не обладает высокой водоустой­чивостью (кривые 1 на рис. 1.1), а битум и каучук взаимно упрочняют друг друга в составе композиции, благодаря чему она становится надежной окрасочной гидроизоляцией соору­жений.

Вторым определяющим свойством тонкого окрасочного по­крытия является его трещиноустойчивость при резких колеба­ниях температуры или при образовании трещин в конструкции. Температурные напряжения, возникающие в покрытии, опре­деляются разностью значений коэффициента линейного темпе­ратурного расширения (КЛРТ) покрытия и его основания, а также структурно-механическими свойствами гидроизоляци­онного материала, закономерность деформирования которого как упруговязкопластичного тела имеет общий вид [57]:

* = |L + ——- + (g'~g/ te-«» , (1.1)

Еу Еэ (L - в ) По

Где Єг — относительная деформация от напряжения at, МПа; Еу — модуль упругости материала, МПа; Еа — модуль эластич­ности, МПа; 0 — время релаксации напряжений (с) и их про­должительность T (с); (То — предел текучести или предел дли­тельной прочности, МПа; р— мера аномальности вязкости для аномально-вязких веществ; rjo — наибольшая структурная вяз­кость неразрушенной структуры, Па-с.

Все перечисленные структурно-реологические характери­стики материала могут быть определены экспериментальным путем при постоянных напряжении и температуре (o=const;

T°=Const) из кривых ползучести (рис. 1.2) по вспомогательным зависимостям

А мера аномальности (З — по нескольким значениям скорости течения (градиента относительной деформации) и соответст­вующим им напряжениям как отношение разностей лога­рифмов:

Lg jde'T/dt) - Lg(de"T/dt) _ Lg (ds™/dt) - Lg (de^ftf) con_t (1>3) lg a" - lg a' lg a" - lg a"' ~ С°П$ '

Для идеально вязких (ньютоновских) жидкостей р=1, а для аномально-вязких битумов р>1; для жестких асфальтов р^>1. Предел текучести Оо определяется экстраполяцией по полным реологическим кривым как отрезок на оси абсцисс, когда DBi/dt=0 (рис. 1.2, б).

При известных структурно-реологических характеристиках и КЛРТ гидроизоляционного материала можно рассчитать температурные напряжения в покрытии при изменении темпе­ратуры от £°макс До Гмин вследствие разности КЛРТ покрытия ап и основания а0:

Для упруго-хрупкого состояния

At = («п - а0) (Сакс - Сии) Еу> С[38]-4)

Для упруговысокоэластического (вязкоупругого) при FMIIH>^xр

О - К - «о) (Сакс - Сии) Уэ О - е~т) Еу+Еэ( -E-W)

Из сравнения (1.4) и (1.5) видно, что температурные на­пряжения в покрытии из-за релаксации напряжений и мень­шего значения модуля эластичности резко снижаются, если время T изменения температуры F больше времени релаксации 0, т. е. 0.

Обычные битумные окраски битумами БН 70/30 и БН 90/10, а также битумными эмалями (слабонаполненные битумы с со­держанием наполнителя до 25%) нетрещиноустойчивы — при низкой температуре покрытие растрескивается на отдельности через 5—7 см, поскольку у битумов Гхр не ниже —10° С. С дру­гой стороны, битумные покрытия на вертикальных поверхно­стях оплывают под действием собственной массы, ибо они на­греваются прямыми солнечными лучами до 60—70° С; поэтому для окрасочного материала нормируется температура размяг­чения Гкиш и разность между нею и температурой хрупкости — Интервал пластичности ИП=/°КиШ—ГХр (интервал температур, когда материал находится в вязкопластичном со­стоянии, обеспечивающем релаксацию напряжений).

У обычных строительных битумов интервал пластичности не превышает 90° С, причем увеличение его нефтехимическими ме­тодами весьма затруднительно, однако полимерные добавки

Позволяют получать полимербитумные композиции с интерва­лом пластичности 200° С и более.

На рис. 1.3 приведены данные о температурах размягчения и хрупкости в зависимости от количества полимерной добавки, причем показано повышение стоимости композиции при ее вве­дении.

Добавки можно характеризовать Коэффициентом удельной стоимости K9 — отношением стоимости ком­позиции Ст к ее интервалу пластичности ИП:

Йэ = Ст/ИП = СТ/^иШ-'хр- (1-6)

Исследования ВНИИГа показали, что для полимербитум­ных окрасочных композиций можно использовать нефтяные битумы, марки и свойства которых приведены в табл. 1.2; пе­речень наиболее эффективных добавок дан в табл. 1.3 [46, 54, 63, 65, 109, 112].

На основании исходных данных (табл. 1.2 и 1.3) разрабо­таны окрасочные полимербитумные композиции, наносимые в горячем состоянии при 150° С. Их свойства приведены на рис. 1.1 и 1.3, а также в табл. 1.4, где для сравнения указаны свойства асфальтовой мастики АМ-70 (БН 70/30 + 70% це­мента), резинобитумной мастики БРМ и исходного битума БН 70/30.

Таблица 1.3 Рекомендуемые добавки для горячих полимербитумных сплавов

Свойства покрытия

ГОСТ или ТУ

Для европейской части СССР можно принять минимальную среднесуточную температуру —20° С; тогда на основании зна­чений структурно-реологических характеристик различных по­лимербитумных композиций при этой температуре, приведен­ных в табл. 1.5, можно рассчитать температурные напряжения в покрытиях для упругохрупкого и вязкоупругого состояний по (1.4) и (1.5), значения которых указаны в табл. 1.6. Как видим, в покрытиях из битума БН 70/30 и асфальтовых мастик возни­кающие напряжения столь значительны, что неизбежно их рас­трескивание, причем влияние релаксации напряжений ничтожно мало и не обеспечивает трещиноустойчивость покрытий — дли­тельность релаксации слишком велика для этого.

В том случае, когда требуемые температурные деформации превышают возможную вязкоупругую деформативность мате­риала, возникающие напряжения превосходят предел текучести и начинается вязкоупругое течение, определяемое третьим

Членом уравнения (1.1); при этом напряжения будут зависеть от скорости изменения температуры и размеров покрытия: L

А°+ J/^ (ап — ао) то

Где L — длина расчетного участка покрытия (принято 6 м); б — толщина покрытия (принято 2 мм); — скорость измене­ния температуры (принято иг=2°С/ч).

При этих исходных данных рассчитаны температурные на­пряжения при эластично-пластичном течении материала по­крытия, однако в расчет следует принимать суммарные напря­жения, поскольку они при вязкоупругом и эластично-пла - с/ичном деформировании складываются. Результаты расчетов приведены в табл. 1.6.

Анализ структурно-реологических свойств полимербитумных окрасочных композиций позволяет не только правильно опре­делить трещиноустойчивость покрытий, но и классифицировать полимерные добавки по характеру их действия на структуру битумного покрытия, подразделив их на следующие группы:

Структурирующие добавки — типа каучуков: бу­тилкаучук БК-289, этиленпропиленовый СКЭП-30 и термоэла - стопласты: дивинилстирольный ДСТ-30 и этиленпропиленовый сополимер СЭП-573, которые «сшивают» всю коагуляционную

Структуру битума и обеспечивают эластичность материала во всем температурном диапазоне его пластичности;

Пластифицирующие добавки — типа латексов: карбоксилатный СКД-1 и дивинилстирольный СКС-30, поли- изобутиленовый клей № 4508, кубовые остатки ректификации стирола (КОРС), которые только разжижают или структури­руют дисперсионную среду битумного коллоида, существенно не изменяя его температуру хрупкости (за исключением КОРС);

Наполняющие добавки — типа резиновой крошки и минеральных наполнителей, эффективность действия которых сказывается только в результате перевода битума в пленочное адсорбционно-связанное состояние,— они лишь повышают во­доустойчивость и теплоустойчивость покрытий, не оказывая значительного влияния на их трещиноустойчивость при низких температурах.

Прежде чем перейти к анализу иных свойств полимерби­тумных окрасочных покрытий и других полимерных компози­ций, следует подчеркнуть, что эти свойства, имеющие меньшее

Значение, для большинства применяемых красок и мастик до­статочно высоки. Это подтверждается анализом требований к антикоррозионным покрытиям газопроводов по данным 311 газовых компаний США, результаты которого можно принять в качестве критериев при выборе состава материалов (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Оценка эксплуатационных свойств антикоррозионных покрытий для подземных металлических трубопроводов

Основной недостаток рассмотренных полимербитумных ком­Позиций заключается в том, что их надо наносить в горячем состоянии, в связи с чем особый интерес представляют ПОПЫТКИ создания холодных полимербитумных композиций для окрасоч­ной гидроизоляции сооружений.

К сожалению, для покрытия долговременных сооружений Пригодны только две холодные полимербитумиые краски: би - тумно-наиритная композиция (БНК) и битумно-полиэтилено - вая (БИПЭ), отличающиеся высокой водоустойчивостью и гид­роизоляционной надежностью. Выше мы указывали, что ис­пользование разжиженных битумов приводит к снижению водоустойчивости гидроизоляционных покрытий, однако при введении вулканизующих добавок в жидкие каучуки, особенно стабилизирующей добавки — эпоксидного реактопласта, дости­гается достаточная водоустойчивость, что позволяет рекомен­довать для гидроизоляции долговременных сооружений краску БНК следующего состава в частях массы [54, 112]:

TOC o "1-3" h z Строительный битум БН 70/30 ....................................................................... 200

Наирнт марки А (жидкий каучук) .............................................................. 100

Вулканизующие агенты (сера, окись цинка) ............................................... 2,5

Мягчитель (стеарин или церезин) ................................................................ 2,5

Стабилизатор-антистаритель (неозон Д, тиурам)......................................... 0,35

Растворитель (толуол или сольвент)................................................................ 200

Стабилизирующая добавка — эпоксидная смола ЭД-20................................ 2,5

Огвердитель (ПЭПА) ................................................................................... 0,25

Серьезным недостатком краски БНК является ее многоком - понентность, однако при заводском изготовлении состав ее можно свести к двум составляющим, прилагая к бидонам с ос­новной краской небольшие баллоны с отвердителем и вулка­низующими агентами. Композиция БНК позволяет получать

Таблица 1.8

Долговечность битумно-наирнтной композиции БНК при агрессивных воздействиях (по М. К. Фроловой)

Хранение на воздухе — 150 суток. . Водоустойчивость в воде — 150 суток Морозоустойчивость — 150 циклов. . Атмосфероустойчивость — 1000 Ч... Коррозионная стойкость — 150 суток в:

5%-ной соляной кнслоте.........................

5%-ной серной кислоте...........................

5%-ном едком натре...............................

5% - ном хлористом Натрии.... 5%-ном сернокислом натрии, . .

Покрытия с высокими гидроизоляционными и структурно-меха­ническими свойствами (табл. 1.8 и 1.9), с расчетной долговеч­ностью 80—100 лет при постоянном пребывании в воде и свыше 25 лет — на открытых поверхностях [112].

Весьма эффективна битумно-полиэтиленовая композиция (БИПЭ), получаемая путем смешения равных количеств строи­тельного битума БН 70/30, низкомолекулярного («воскового») полиэтилена и каменноугольного сольвента. Покрытия из БИПЭ обладают достаточно высокими гидроизоляционными свойствами, широким интервалом пластичности, дешевы и не­дефицитны [97]. Однако все битумно-полимерные покрытия имеют невысокую механическую прочность и адгезию к бетон­ному основанию, поэтому в подземных конструкциях их защи­щают цементной штукатуркой или набрызгиваемой цементно - латексной суспензией от механического воздействия грунта [112].

Необходимость создания окрасочных гидроизоляционных покрытий, обладающих достаточно высокой прочностью при статических и динамических нагрузках, привела к разработке эпоксидных мастик и красок. Наиболее водоустойчивыми яв­ляются композиции на основе диановых эпоксидных смол ЭД-20 и ЭД-16, однако для придания им трещиноустойчивости получающиеся полиэпоксиды нужно обязательно пластифици­ровать, вводя в них особые пластификаторы, обеспечивающие пластичность окрасочного покрытия и релаксацию температур­ных напряжений, которые достаточно велики, поскольку раз­ность значений КЛРТ эпоксидного покрытия и бетонного или металлического основания достигает 20-Ю-5 1/°С [46, 54, 86, 108].

По характеру действия различают внешние и внутренние пластификаторы.

Внешние пластификаторы не образуют сополимеров с эпок - сидами, вследствие чего пластифицирующее действие их только временно; к ним относятся дибутил - и диоктилфталаты, различные полиэфиры и фурановые композиции, битумы и тио­колы; такие композиции нельзя применять на открытых по­верхностях, подвергающихся воздействию переменных темпе­ратур или вибрации [85].

Модификаторами, или внутренними пластификаторами, для эпоксидных композиций являются каменноугольные смолы и сланцевые фенолы, а также карбоксилатные каучуки, образую­щие сополимерные соединения с эпоксидными смолами, обла­дающие постоянным пластифицирующим эффектом, не исче­зающим при полном отверждении эпоксидов [86, 107].

Вид пластификатора-модификатора влияет весьма значи­тельно и на иные свойства покрытий: например, каучуковые добавки повышают не только деформативную способность, но и динамическую прочность и кавитационную стойкость, изно­соустойчивость покрытий, а добавки фурановых смол повы­шают теплостойкость и теплоустойчивость при длительном на­греве.

Каменноугольные смолы и сланцевые фенолы дешевы.

Во всех эпоксидных композициях, помимо основного вяжу­щего и модификатора, применяются отвердители: полиэтилен - полиамин (ПЭПА), а при сложных температурно-влажностных условиях—аминофенольный отвердитель АФ-2, органические _ растворители: толуол,, сольвент, ацетон и т. п., а также напол­нители и пигменты — чаще всего железный сурик и алюминие­вая пудра.

Составы и свойства эпоксидных красок и покрытий, разра­ботанных во ВНИИГе, приведены в табл. 1.10 и 1.11, причем в последней показано изменение их свойств при длительном пребывании на воздухе или в воде.

Как видим, с увеличением содержания каучука в компози­ции эластичность покрытий повышается, однако их водоустой­чивость несколько снижается, причем вода оказывает на по­крытие своеобразное пластифицирующее воздействие, что по­зволяет применять более жесткие эпоксидные композиции для защиты сооружений в подводной зоне при постоянном действии воды. Например, для защиты напорных граней уникальных бе­тонных плотин Чиркейской ГЭС высотой 220 м и Ингури ГЭС высотой 315 м были применены эпоксидно-каменноугольные и эпоксидно-дибутилфталатные краски и получены достаточно трещиноустойчивые покрытия, так как вначале действовали пластификаторы, а затем уже сказывалось пластифицирующее влияние воды; какие-либо протечки не наблюдались.

Исследования показали, что эпоксидные покрытия отлича­ются хорошими гидроизоляционными и прочностными свойст­вами, благодаря чему их можно применять без защитного ог­раждения даже при интенсивных механических воздействиях; кроме того, они обладают значительной химической стойко­стью при агрессии минерализованных грунтовых вод и про-

Составы и свойства эпоксидных композиций, разработанных во ВНИИГе

Составы и свойства

Состав, ч. м.:

Смола ЭД-20 ..............................

Пластификатор-модификатор

Вид пластификатора........................

Растворитель (толуол, сольвент, № 646)

Отвердитель (ПЭПА) ........................

Наполнитель (железный сурик)

Предел прочности при разрыве, МПа

Растяжимость при разрыве, % . .

Адгезия к бетону через 6 Мес., МПа

Коэффициент водоустойчивости по адгезии

Коэффициент отверждения через 3 года...

УОЭС через 6 Мес. пребывания в воде, Ом-см

Водопоглощение через 6 Мес. пребы­вания в воде, %

KJIPT через 3 года, 1/°С-10-5

ЭКН-150

Свойства

Изменение массы в Воде, % ... Адгезия к бетону, МПа:

На воздухе.......................................

В воде..............................................

Коэффициент водоустойчивости. .

Модуль упругости, МПа..........................

» эластичности, МПа . • • Эластическая вязкость, Па-с. . . Время релаксации при разрыве, с Растяжимость:

При разрыве, % ..............................

» V= 10 мм/мин, на воздухе

В воде..............................................

Коэффициент водоустойчивости. • Коэффициент отверждения:

В воде..............................................

На воздухе.......................................

Начальное

—0,39

2,76 2,06 0,75 500 150 4-Ю11 7-Ю5

2,5

13

14 1,08

0,14. 0,08

Мышленных стоков, а также достаточно высокой атмосфероус- тойчивостью, что позволяет принимать расчетную долговеч­ность эпоксидных покрытий свыше 50 лет в подводной зоне и более 25 лет — в надводной. Например, эпоксидное покрытие на железобетонных лотках Братского ЛПК успешно служит уже 20 лет, свыше 10 лет — на водосливных гранях плотин Братской и Красноярской ГЭС, на вентиляторных градирнях Киришского НПЗ.

Из ныне выпускаемых эпоксидных эмалей для гидроизоля­ционных целей могут быть рекомендованы ЭП-72 (с каменно­угольным лаком) и ЭП-43 (с олигомером ПДИ-ЗА), а для под­водных зон, доступных для периодического осмотра и ремон­та,— эмали ЭП-752 и ПЭП-126 (с глицидиловым эфиром), ЭП-773 ■ и ЭП-569 (с меламиноформальдегидной смолой), а также эмали на основе смолы ЭИС-1 [24].

Наиболее существенными недостатками эпоксидной гидро­изоляции являются высокая стоимость и дефицитность эпок­сидных смол, вредность и огнеопасность растворителей и от - вердителей, что делает весьма актуальным дальнейший поиск оптимальных полимерных красок гидроизоляционного назначе­ния. Известно много различных лаков и красок антикоррози­онного назначения, однако для гидроизоляции поверхностей долговременных сооружений, недоступных для осмотра и ре­монта, большинство из них пока еще рекомендовано быть не может [10].

Наиболее перспективен этинолевый лак — дешевый и неде­фицитный отход производства синтетического каучука, допус­кающий работу на морозе и на влажных поверхностях, однако образующий жесткие и быстро стареющие на солнце покрытия; поэтому рекомендуется применять не только этинолевые краски ЭКЖС-40, но и модифицированные этинолево-эпоксидные или этинолево-битумные краски (табл. 1.12). Во ВНИИГе разрабо­тана этинолево-битумная краска, состоящая из этинолевого лака, 10% строительного битума БН 10/90 и 30% минеральных наполнителей [54].

Этинолевые краски весьма перспективны, так как они зна­чительно снижают стоимость гидроизоляционных покрытий, поскольку эпоксидные смолы стоят 4,5 руб/кг, эпоксидные краски —от 10 (ЭП-43) до 2,1 руб/кг (ЭП-569); этинолевый лак стоит 27,5 коп/кг, а этинолево-эпоксидные эмали — менее 1 руб/кг, что в подземных и подводных условиях позволяет до­статочно эффективно заменять дорогостоящие эпоксидные по­крытия этинолевыми, а при необходимости обеспечения повы­шенной прочности покрытий — этинолево-эпоксидными эма­лями и даже этинолево-битумными [24, 54].

Существенным недостатком полимерных красок является необходимость в органических растворителях, которые делают их вредными и огнеопасными, в связи с чем все более распро -

Страненным становится использование порошковых красок и красок с небольшим содержанием растворителя, а также вод­но-дисперсионных красок. По мнению специалистов США и ФРГ, к 1985 г. применение водно-дисперсионных лаков и кра­сок достигнет 30—40%, а доля красок на основе органических растворителей снизится с 80—90 до 20—30%; поэтому надо уделять больше внимания разработке окрасочных композиций на основе битумных и эпоксидных эмульсий (см. § 1.3).

В гидроизоляционной технике для устройства кровель и пароизоляции нашли применение битумные эмульсии типа «эмульбит» и битумно-латексные композиции типа «эластим» [19, 46, 98].

Эмульбит представляет собой битумную эмульсию, состоя­щую из 50% битума БНД 60/90, 41,5% воды и 8,5% комбини­рованного эмульгатора, состоящего из 2,5% сульфитно-спирто­вой барды (ССБ) и 6% гашеной извести. Известны раз­новидности эмульбита без добавок гашеной извести, но они неводоустойчивы из-за водорастворимости лигносульфоновых соединений, содержащихся в ССБ, и только в результате вза­имодействия извести с ССБ получаются неводорастворимые кальциевые мыла лигносульфоновых кислот, что обеспечивает водоустойчивость покрытий.

Эластим — композиция из битумной эмульсии на основе асидолового или асидол-мылонафтового эмульгатора, хлори­стого кальция как коагулятора и дивинилстирольного или хло­ропренового латекса (8—18%). Этот материал наносят с по­мощью специального трехканального пистолета: по одному его каналу подается эмульсионно-латексная смесь, по другому — раствор коагулятора, по третьему — распыляющий сжатый воз - Дух. Как правило, такие покрытия сочетают с набрызгом руб­леного стекловолокна способом, получившим за рубежом на­звание «флинткоте-моноформ».

Окраски элЬстимом и эмульбитом дешевы и благодаря вод­ной дисперсии просты и безопасны в работе, однако получае­мые покрытия малопрочны и недостаточно водоустойчивы, а потому они применяются только для временных или перио­дически увлажняемых гидроизоляционных покрытий.

Даже весьма краткий анализ основных окрасочных гидро­изоляционных материалов наглядно показывает, что для дол­говременных покрытий ассортимент материалов весьма огра­ничен, а область их возможного применения еще более ограни­чена; в частности, последние исследования вынуждают запретить использование для гидроизоляции долговременных сооружений окрасок разжиженными битумами, битумными эмульсиями и даже горячими битумами, а также химически стойкими лаками и эмалями — по условиям водоустойчивости. Исходя из условий трещиноустойчивости при переменных эксплуатацион­ных температурах, следует исключить окраски битумами, горя­чими асфальтовыми и битумно-резиновыми мастиками, немо - дифицированными этинолевыми и эпоксидными красками и эмалями, а по условиям механической прочности полимерби­тумиые окраски в подземных сооружениях нужно защищать цементной штукатуркой или цементно-латексным набрызгом, а на открытых поверхностях армировать стеклосетками, что удорожает и усложняет гидроизоляционные покрытия.

Тем не менее окрасочная гидроизоляция является наиболее экономичным видом защитных покрытий, требующим мини­мума затрат труда и расхода материалов (табл. 1.13 и 1.14); поэтому ей следует отдавать предпочтение в тех случаях, когда это допускается условиями долговечности и надежности проек­тируемой гидроизоляции.

Анализ технико-экономических особенностей разных видов окрасочной гидроизоляции позволяет дать некоторые рекомен­дации по их использованию.

1. Эпоксидные модифицированные покрытия применимы во всех, даже наиболее сложных, случаях, однако дороговизна и дефицитность ограничивают область их применения лишь наи­более сложными агрессивными условиями, повышенными экс­плуатационными температурами (до 160° С) и кавитационными воздействиями (скорость воды до 60 м/с).

2. При защите обычных подземных сооружений, подвалов и фундаментов рекомендуются окраски из резинобитумной ма­стики БРМ, полимербитумной мастики битэп и этинолево-би - тумных красок без ограничения сроков капитального ремонта (см. табл. 1.1), а при сроках ремонта менее 10 лет допускается окраска эмульбитом и эластимом.

3. Гидроизоляционные покрытия на открытых поверхностях и кровельные покрытия должны выполняться обязательно из пластифицированных композиций, интервал пластичности кото­рых назначают на основании диапазона эксплуатационных тем­ператур, а состав подбирают исходя из результатов анализа структурно-механических свойств и расчета температурных на-

Технико-экономические характеристики окрасочной гидроизоляции

Окраска горячим битумом БН 70'30 (2 слоя

4 мм) ...................................................................

Горячая резинобитумная мастика БРМ-65 То же, армированная стеклотканью:

Полы...............................................................

На фундаментах..............................................

» перекрытиях...............................................

Полимербитумиые окраски:

Эластнм (5 мм) .................................................

Битумно-наиритная БНК (4 Мм) .... С защитой цементно-латексным набрызгом с защитой цементной штукатуркой (полы) Окраска полимербитумной мастикой битэп. То же, с армированием на полах (5 мм) . .

То же, иа стенах.......................................................

Эпоксидные полимерные окраски:

Эпоксидно-каменноугольная (2,5 мм) . . эпоксидно-фурфурольная ЭФАЖС (2 мм) эпоксидно-дибутилфталатная (0,8 мм) . . эпоксидно-каучуковая ЭКК-100 (0,5 мм) этинолево-эпоксидная (3 слоя — 0,5 мм) То же, с армированием стеклосеткой (1 мм) .

Пряжений при минимальных температурах зимой. Наиболее це­лесообразны полимербитумиые композиции типа битэп с пла­стификатором из структурирующих добавок этиленпропилено - вого каучука СКЭПт-30 или дивинилстирольного термоэласто - пласта ДСТ.

Таблица 1.14

Технико-экономические характеристики армированных окрасочных покрытий

§ 1.2. Оклеечная гидроизоляция из рулонных материалов

Оклеенная гидроизоляция представляет собой водонепрони­цаемое покрытие из нескольких слоев рулонных, пленочных или листовых материалов заводского изготовления, наклеиваемых на специальном клее или клебемассе; это наиболее распростра­ненный вид гидроизоляции долговременных сооружений и «мягких» рулонных кровель, отличающихся повышенной на­дежностью и трещиноустойчивостью [1, 5, 50].

Основными кровельными рулонными материалами являются Рубероид и толь, представляющие собой кровельный картон, пропитанный битумом и покрытый покровной массой: битум­ной у рубероида, дегтевой у толя. Различают следующие марки рубероида:

Покровный с крупнозернистой посыпкой РК-420;

С чешуйчатой посыпкой РЧ-350;

С мелкозернистой посыпкой РМ-350;

Подкладочный рубероид РП-250;

Беспокровный рубероид, называемый пергамином П-350 (ГОСТ 10923—76 и 2697—75).

Аналогично подразделяется и толь: от ТВК.-420 до толь - кожи ТК-350 (ГОСТ 10999—64) в зависимости от вида по­сыпки.

Необходимо подчеркнуть, что рубероид и толь недостаточно гнилостойки, так как их основой служит картон, в связи с чем применять их для гидроизоляции долговременных сооружений Категорически запрещается. Кроме того, они сами по себе водопроницаемы, и поэтому водонепроницаемость по­крытия создается клебемассой, битумной или дегтевой. Оте­чественные рубероиды уступают зарубежным по долговечности из-за небольшой толщины покровной массы (табл. 1.15 и 1.16).

Ведется большая работа по совершенствов'анию рулонных материалов и повышению их долговечности, причем намечается переход к новым полимерным материалам и отказ от традици­онных битумных и асфальтовых покрытий. Между тем, из-за

Основные характеристики отечественных

Свойства

TOC o "1-3" h z Удельная масса, г/м2 . .

Масса картона, г/м3 . .

Прочность, МПа. . .

Растяжимость, % . . .

Пределы применения, °С

ГОСТ 10923—76 800—1200 350—420 1,8—3,2 2,0, 80/-!-5

ASTM-D 226—68 1000—2100 258—488 5,4—7,2 2—2,5 85/4-20

Дороговизны и дефицитности новых полимеров покрытия при­Ходится делать более тонкими, чем это требуется для обеспе­чения их надежности, и ограничивать область их применения уникальными сооружениями.

'Отказ от битумных рулонных материалов обусловлен мно- гослойностью оклеечной гидроизоляции, необходимостью на­клейки их вручную на горячей клебемассе и недостаточной долговечностью материалов с тонким покровным слоем. На­пример, рубероидные рулонные кровли выполняют в три-пять слоев, что приводит к затратам средств в 4—6 руб/м2 и труда до 0,8 чел.-дн./м2, причем капитальный ремонт кровель требу­ется через пять-шесть лет.' Однако эти недостатки вызваны не дефектностью битумов как гидроизоляционных или кровель­ных материалов, а неправильным составом покровных масс и небольшой их толщиной.

Наблюдения за асфальтовой кровлей башни «Кик-ин-де-Кёк» в Таллине, построенной 500 лет тому назад, показали, что ас­фальт на древесном дегте «постарел» только с поверхности, а в более глубинных слоях остался практически без измене­ний. Точно так же строительные и дорожные битумы уже через три года пребывания в воде поглощают до 5—10% воды, при­чем прочность покрытия уменьшается на 15—20 %, а первона­чальная прочность плотных. асфальтов даже через десять лет нахождения их в воде не снижается [54, 55].

'Поэтому'за рубежом в последние годы наметилась тенден­ция к увеличению толщин покровного слоя рулонных материа­лов; например, в Финляндии по стандарту SFSG выпускается материал с удельной массой до 4900 г/м2 и покровной массой верхнего слоя до 2200 г/м2, в США по ASTM-250—60 изготав­ливается битуминированный асбестовый картон (гидроизол) с покровной массой до 1250 г/м2, а во Франции по NF-P-84-301 — рубероид, армированный мешковиной - и с массой 3—5 кг/м2.

Свойства некоторых усиленных материалов приведены в табл. 1.17. Увеличение толщины покровного слоя битума ве­дет к снижению трещиноустойчивости материала при резких

Таблица 1.15

И зарубежных рубероидов

Чехосло­вакия

DI N-52128—57 1260—2100 333—500 < 4-5 ' 2—2,5 85/+10

1000—2500 200—450 4—5,5 2—4,5 80/+10

TQL-22317—70 1600—2200

350—500 3—4

2,0 85/+10

О о о о О СО ю о

Оьоо

О^Гсісо со

Ю N ЫО

Со" — Cn cn

I I II

ЮЮПОІ

О о о о

С1 С ! О LO

++++

О о с о

Со ю о о

I-' I-"

ОЮОООФО О СО СО О (М Tf OJ

++++++'

<М ю

—' Сч —'

& UC § к

Ч X

Ч я G о щ о а. S х с G ч Ss Е й га £

Fe «"'"л. £ 1) я "в" £ О. <и >> Їсао, Т О С К

3 « о A FtS<>>

Изменениях температуры (см. § 1.1); поэтому применяются каучуковые материалы с широким интервалом пластичности, на основе лукобита, этилениропиленового каучука, модифици­рованного 20% окисленного битума, но все эти материалы весьма дороги, в связи с чем мы пошли по пути создания кау- чуко-битумных композиций.

'Для создания полимербитумных покровных масс был вы­бран этилеипропиленовый и этиленпропиленово-диеновый Кау­чуки СКЭП и СКЭПт, которые отличаются высоким пластифи­цирующим эффектом, небольшой стоимостью и высокой атмо - сфероустойчивостью (см. табл. 1.2, рис. 1.2 и 1.3); благодаря своей низкой нефтестойкости они хорошо совмещаются с би­тумом.

Путем смешения строительных битумов с Каучуками СКЭП и СКЭПт во ВНИИГе была разработана мастика битэп, кото­рая успешно применяется на стройках Ленинграда по ВСН 173—73 Главленинградстроя и выпускается заводами Главлен - стройматериалов по ТУ 401-08-515—73 по цене 22 коп/кг [64, 47]. В дальнейшем было доказано, что мастики битэп можно приготавливать также с добавками бутилкаучуков, этиленпро - пиленовых сополимеров СЭП и дивинилстирольных термоэла - стопластов ДСТ, низкомолекулярного полиэтилена и пр. На основе этих покровных масс на Минераловодском рубероидном заводе ВНИИГа в содружестве с Оргтехстроем Центртяжстроя и Роскровлей были разработаны новые рулонные материалы: экарбит, армобитэп и эластобит.

Экарбит— рулонный кровельный материал на основе кро­вельного картона, пропитанного битумом, с покровным слоем полимербитумной композиции битэп с общей удельной массой 3—5 кг/м2.

Армобитэп — аналогичный гидроизоляционный материал, армированный стеклохолстом ВВГ или стеклосеткой ССС-3; обладая повышенной водоустойчивостью и гнилостойкостью, он предназначен для оклеечной гидроизоляции долговременных сооружений.

Оба эти материала аналогичны наплавляемому рубероиду и стеклорубероиду, но отличаются от них увеличенной толщи­ной покровной массы и повышенной ее эластичностью при низ­ких температурах благодаря структурирующим добавкам кау - чуков к битуму покровной массы.

Эластобит — безосновный рулонный материал типа изола или бризола, но изготавливаемый путем экструзии из мастики битэп с повышенным содержанием каучуковой добавки, что придает ему большую прочность и морозостойкость (табл. 1.18). Сравнение свойств этих материалов свидетельствует об их зна­чительных преимуществах.

Таким образом, можно рекомендовать рулонные кровли из двух слоев экарбита: подкладочного и покровного; гидроизоля -

® CO In I О -

ЧО УС

Р»1 к

А. а>

<а

Я" «

(0

Я «

О £ А

О-

Я §

О О)

Оо см

Ционные покрытия из двух слоев армобитэпа, а при необходи­мости обеспечения высокой деформативной способности или морозостойкости — из эластобита, причем расчеты показывают, что долговечность таких рулонных кровель превышает 25 лет, а оклеечной гидроизоляции— 100 лет.

Значительным преимуществом новых полимербитумных ма­териалов является возможность не наклеивать их, а наплав­лять при помощи огневых или инфракрасных форсунок {S3, 71, 77, 89]. Огневое наплавление резко повышает качество оклееч­ной гидроизоляции, позволяет избежать сезонности гидроизо­ляционных работ и обеспечивает повышенную сдвигоустойчи - вость покрытия, благодаря чему в некоторых случаях можно отказаться от защитного ограждения [46, 54].

Но даже улучшенные полимерными добавками обычные ру­лонные материалы уступают по прочности и морозостойкости чисто каучуковым, что наглядно подтверждается сравнением данных табл. 1.17 и 1.18, однако такие материалы в 10—12 раз дешевле каучуковых и на них расходуется всего лишь 3—5% дефицитного каучука. Однако в последние годы все большее применение находят бутилкаучуковые и полиизобутиленовые листы, особенно при защите сооружений в химически агрессив­ных условиях.

Листы ПСГ представляют собой термопластичный рулон­ный материал толщиной 1—2,5 мм из смеси полиизобутилена П-200, газовой сажи и аморфного графита. Такие листы стоят 82,5 коп/кг, поэтому покрытие из ПСГ толщиной 2,5 мм (одно­слойное) стоит 5,88 руб/м2, а толщиной 4 мм — 8,14 руб/м2. Они наклеиваются на клеях № 88-Н, КДТ-50 или КДГ-20. Наи­более дешевыми клеями гидроизоляционного назначения яв­ляются:

Резиновый полиизобутнленовый клей на бензине 21—28 коп/кг

Резиновый клей № 4010 на уайт-спирите................................ 47 коп/кг

Каучуковый клей для релина................................................ 88 коп/кг

Наиритный клей НТ-4 концентрации до 20% . . . 70—81 коп/кг

Кумароно-наиритный клей № 88-НА-1 ................................ 1,07 руб/кг

Поливинилхлоридный клей и клей «Марс»......................... 91,2—99,2 коп/кг

Стремление снизить стоимость покрытий из ПСГ привело, с одной стороны, к разработке полиизобутиленовой пленки УП-50 (табл. 1.19), стоимость покрытия которой толщиной 1мм составляет всего 1,1 руб/м2, а с другой, — к разработке поли- изобутиленово-битумного линолеума «релин», изготавливаемого из смеси резиновой крошки с битумом и лишь в покровном слое содержащего до 40% каучука; он имеет пределы приме­нения от —25 до +80° С и достаточно водоустойчив (до = 2%). Аналогичен релину гидроизоляционный материал ГМП, пред­ставляющий собой листы толщиной 1—1,5 мм из смеси битума с полиизобутиленом, фенолоформальдегидной смолы и напол­нителей.'

Полиэтиленовые и поливинилхлоридные листы (табл. 1.19) все более широко применяются для гидроизоляции сооружений в виде покрытия со сварными швами и монтажной приклейкой указанными выше клеями.

Как видно из табл. 1.19, наиболее высокими гидроизоляци­онными свойствами обладают полиэтиленовые листы, а также Листы из поливинилхлоридного пластиката, особенно, если в качестве пластификатора в нем использован не дибутилфта - лат, а дибутилсебацинат, позволяющий снизить температуру хрупкости пластиката с —15 до —60° С и повысить его атмо - сфероустойчивость. Все же покрытие даже из наиболее тонких листов (2—2,5 мм) стоит более 5 руб/м2, поэтому наклейка их производится только монтажная при помощи холодной битум- но-каучуково-соляровой мастики БКС, которая стоит 10,2 коп/кг — дешевле других клеев [46].

Наиболее эффективным способом удешевления оклеечной полимерной гидроизоляции является использование сравни­тельно тонких полимерных пленок, в первую очередь полиэти­леновых и поливинилхлоридных, ассортимент которых доста­точно широк (табл. 1.20). Однако надо было весьма серьезно изучить вопрос о долговечности пленочной гидроизоляции.

Долговечность полимерных пленок была доказана пря­мыми опытами и подтверждена натурными наблюдениями, а также экспериментально-теоретическим прогнозированием и обоснованием расчетного срока эксплуатации пленочных покры­тий в различных условиях [40, 43, 47, 76, 86, 96, 98].

Долговечность полимерных пленок стала особенно важной в связи с массовым их применением для противофильтрацион - ного экранирования водохранилищ и других гидротехнических сооружений [25, 50]. Натурные наблюдения за полимерными пленками в различных условиях в течение 15—20 лет показали, что пленки из стабилизированного полиэтилена высокой плот­ности при толщине более 200 мкм стареют очень медленно и их долговечность в грунтовых и подводных условиях превы­шает 150 лет (рис. 1.4); нестабилизированные и поливинилхло­ридные пленки имеют значительно меньшую долговечность, но увеличение их толщины до 0,6—1,2 мм сильно ее повышает [76, 94].

Оклеечная гидроизоляция, как и всякая поверхностная гид­роизоляция, состоит из подготовки основания, собственно гид­роизоляционного покрытия и защитного ограждения (все они в данном случае обязательны).

Подготовка основания под оклеечную гидроизоля­цию состоит в устройстве бетонной подготовки поверх грунта, а при химически агрессивных грунтовых водах — асфальтобе­тонной подготовки или слоя щебня с заливкой битумом. Нако­нец, бетонные и кирпичные поверхности надо обязательно вы­равнивать цементными стяжками или штукатурками (табл. 1.21).

4.3

О

<N