Технологии производства горизонтальной гидроизоляции

Для инъектирования акрилатных гелей применяются специальные двухкомпонентные инъекционные насосы с рабочим давлением до 200 атм. и разжимные пакеры, устанавливаемые в предварительно просверленные отверстия диаметром от 12 до 40 мм., расположенные в шахматном порядке на расстоянии от 200 до 400 мм. при гидроизоляции каменной или кирпичной кладки или от 400 до 800 мм, при устройстве сплошной гидроизоляционной мембраны за заглубленной конструкцией. Диаметр и шаг установки инъекционных пакеров рассчитывается в зависимости от плотности грунта и характера протечек, определяемых при предварительном обследовании объекта.

Для уплотнения внутренней структуры бетона, заполнения конструкционных швов и трещин может применяться достаточно широкая линейка материалов. Так для эластичного перекрытия трещин подходят однокомпонентные и двухкомпонентные полиуретановые инъекционные смолы, не содержащие растворитель, с низкой вязкостью. Они характеризуются высоким показателем эластичности и отличной адгезией, что необходимо для перекрытия подвижных трещин. Это означает, что они не раскроются в случае изменения их ширины в результате температурных перепадов и смены нагрузок. Эти составы идеально подходят для быстрого перекрытия трещин и дефектов бетона, а также швов с активными протечками и обеспечивают прочную герметизацию в случае высокого давления воды. В ряде случаев, при наличии больших пустот, полостей или очень большом водопритоке используются двухкомпонентные полиуретаны, способные увеличиваться в объеме до 20 раз. При этом, время реакции, объем и прочность материала можно регулировать добавлением специального активатора, тем самым решая практически любую задачу по остановке воды.

Для того, чтобы инъектирование трещин было эффективным, необходимо использование профессионального оборудования, которое обеспечит подачу материала в конструкцию под большим давлением.

Рисунок 7 – Процесс создания инъекционной гидроизоляции

Для склеивания, уплотнения внутренней структуры бетона, заполнения конструкционных швов и трещин в основаниях с высоким требованием по прочности используются высокопрочные эпоксидные инъекционные составы. Основным преимуществом эпоксидных составов считаются: химическая стойкость, механическая прочность, малая усадка и прекрасная адгезия к бетону, металлу, кирпичу и дереву.

Благодаря низкой вязкости, прочности и адгезии этот инъекционный материал может проникать в трещины шириной раскрытия менее 0,5 мм. Таким образом, структурная прочность сооружения, его несущая способность и деформативность полностью восстанавливаются. Эти материалы также могут использоваться для перекрытия поверхностных трещин путем площадной инъекции их в основание.

В связи с необходимостью возведения высокопрочных мостов, каналов, метрополитена, объемных водных резервуаров и создания подводных и подземных механизмов растет спрос на многофункциональную гидроизоляцию нового поколения. Поэтому виды и назначение гидроизоляции целенаправленно расширяются, соответствуя требованиям промышленного прогресса.

2.2  Инъекционная горизонтальная гидроизоляция

В данной главе мы постарались дать ответы на следующие вопросы: что такое и для чего применяется инъекционная гидроизоляция, какие используются при этом инъекционные составы, оборудование и инструменты; как производится подготовка и непосредственно процесс инъектирования при создании горизонтальной гидроизоляции без избыточного давления и под давлением.

2.2.1  Область применения

Инъекционная гидроизоляция – это способ гидроизоляции, осуществляющийся закачиванием через подготовленные отверстия специальных составов в грунт, примыкающий к строительным конструкциям, конструкцию, или в швы и трещины строительных конструкций.

Рисунок 8 - Схема механизма водопоглощения и подъёма капиллярной влаги

Водопоглощение в жидкой форме: 
1 - дождевая вода; 2 - фильтрационная вода; 3 - поднимающаяся влага;

Водопоглощение в форме водяного пара: 
4 - капиллярная конденсация; 5 - гигроскопическое водопоглощение; 6 – конденсация

Основная сфера применения инъекционной гидроизоляции — ремонт трещин, через которые поступает вода, восстановление горизонтальной изоляции конструкций, ремонт заглубленных сооружений, устранение строительных ошибок (локальные повреждения гидроизоляционного ковра, нарушения технологии его укладки, трещины монолита и так далее). Она отработана и применяется при ремонте подземных паркингов, подземных тоннелей (в том числе линий метро), подвалов, пандусов.

Технология инъектирования хорошо подходит для защиты существующих зданий и сооружений от подъема капиллярной влаги путём создания горизонтальной гидроизоляции. Повреждения стен подвалов и соприкасающихся с грунтом конструктивных элементов по причине проникновения влаги относятся к наиболее частым повреждениям, встречающихся при ремонте зданий. Во влажных кирпичных стенах вода поднимается через тонкие поры (капилляры) и трещины в конструктивном элементе здания (рисунок 14). В результате горизонтальной гидроизоляции подъем воды прекращается.

Рисунок 9 - Результат отсутствия надежной горизонтальной изоляции 
по контакту фундамент – стена здания

Фундаменты и стены зданий и сооружений, контактирующие с влажными грунтами, либо подземными грунтовыми водами, подвергаются систематическому увлажнению или замачиванию. Являясь капиллярно-пористыми телами, материал фундаментов и стен впитывает влагу. Материалами, имеющими наибольшую способность к водопоглощению, являются силикатный и керамический кирпич, строительный раствор и известь. В случае отсутствия надежной горизонтальной изоляции по контакту фундамент – стена здания, под действием осмотических сил грунтовая вода способна подниматься на достаточно большую высоту (до 6 м и более), то есть до второго-третьего этажа здания, испаряясь как внутрь, так и наружу стены. Поднимаясь по капиллярным каналам в стены зданий и испаряясь из них, грунтовая вода создает повышенную влажность в помещениях, создавая дискомфорт находящимся в помещениях людям. С другой стороны, вода, поднимающаяся по капиллярам в стены зданий, как правило, несет с собой растворенные в ней соли. При испарении соли закупоривают поры материалов, и, расширяясь способны разрушить полностью или частично стены, а также образуют высолы на поверхности стен, что влечет за собой как возможный отрыв штукатурки и краски с внутренней стороны, так и ухудшение эстетики фасадов с наружной стороны.

В целях устранения попадания капиллярной влаги в конструкции фундаментов и стен зданий, обычно производится устройство горизонтальной гидроизоляции стен. Такая гидроизоляция выполняется по двум направлениям:

  -  горизонтальная  установка металлического листа  в стену здания;

  -  горизонтальная  гидроизоляция (отсечка) закачкой в  стену через систему шпуров  специальных смол или гидрофобной  жидкости.

Однако, в отличие от создания инъекционной горизонтальной гидроизоляции, установка металлического листа в стену здания – более сложный и дорогостоящий процесс, подходящий не для каждой ситуации. В большинстве случаев рационально применение только горизонтальной гидроизоляции закачкой в стену специальных растворов Основным преимуществом инъекционных технологий являются возможность быстро устранить течь и предотвратить вертикальный подъем воды по телу конструкции, их высокое и стабильное качество, быстрота выполнения и экологичность.

2.2.2  Инъекционные составы

Инъектирование осуществляется различными материалами в зависимости от конкретной ситуации и задач. Например:

Инъектирование акрилатными гелями применяется для формирования горизонтальной завесы, образования вуалей (экранов) за стеной, укрепления мелкозернистых грунтов, остановки течей и притоков воды даже под высоким давлением, ремонта поврежденных мембран, деформационных швов, в том числе и в подземных тоннелях.

Инъектирование полимерными смолами: двух компонентные полиуретановые смолы, имеют длительный период службы, применяются для укрепления и заполнения сухих и влажных трещин, швов и других дефектов в строительных конструкциях. Также полиуретановые смолы используют для остановки безнапорного и напорного водопритока через швы и трещины строительных конструкций, укреплений обводненной и водоносной породы, гидроизоляции вводов коммуникаций, усиления и связывании грунтов и горных пород. При вспенивании смолы получается прочная структура с хорошо закрытыми порами.

Инъектирование микроцементами – данные работы производятся при ремонте бетонных зданий и прочих инженерных сооружений из бетона, а также при заполнении трещин, пустот и примыканий в кирпичной кладке.

Инъекционная гидроизоляция основана на закачивание гидроизоляционных составов под высоким давлением в кирпичное, бетонное, пенобетонное основание для отсечения капиллярного подсоса воды. Благодаря специальным свойствам составов при реакции с водой блокируются даже самые мелкие поры основания. В зависимости от характера узла конструкции применяют следующие инъекционные решения:

Инъектирование цементными составами. Используются минеральные смеси на основе микроцементов и проникающих составов, которые целесообразно применять для заполнения пустот в бетонных основаниях, а так же в качестве инъекции в кирпичную кладку с целью ее укрепления и в качестве первой инъекции перед устройством отсечной гидроизоляции кирпичных и каменных кладок.

Для защиты фундаментов зданий, тоннелей, коллекторов и других строений от внешних вод, нередко принимается решение о создании защитного гидроизоляционного экрана снаружи основания. Для чего просверливаются отверстия насквозь и производится инъектирование изнутри. Цементный гидроизоляционный раствор поступает в застеночное пространство заполняя пространство между стеной и грунтом, обеспечивая равномерное гарантированное покрытие слоем цементного раствора, что создает гидроизоляционную защиту основания.

Инъектирование гелями. В зависимости от ситуации применяют акрилатные и метакрилатные гели. Акрилатные гели, обладают низкой вязкостью, способностью впитывать влагу, значительно увеличиваясь в объеме, и используется для заполнения пустот, образующихся при деформации конструкций, создавая водонепроницаемый слой между насыщенным водой грунтом и изолируемой конструкцией или для придания самой конструкции водонепроницаемых свойств.

Гели обладают быстрым началом гелеобразования (полимеризации), высокой текучестью, которая соизмерима с текучестью воды, что позволяет проникать даже в самые мелкие и труднодоступные повреждения фундаментов и делает предпочтительным их применение в условиях сильного напора воды, по сравнению с инъекционными составами на основе полиуретановых и эпоксидных смол. Акрилатные гели широко применяются для восстановления гидроизоляции несущих конструкций здания, так как акрилатный гель, закачанный внутрь конструкции, остается там на весь срок эксплуатации здания, не подверженный разрушающему воздействию окружающей. Гидроизоляция акрилатными гелями позволяет осуществить полную герметизацию подземных сооружений, включая труднодоступные участки.

Инъектирование смолами. Применение высококачественных двухкомпонентных гидроизоляционных инъекционных материалов на полиуретановой основе имеет характерные преимущества:

  -  способны увеличиваться  в объеме при контакте с  водой в 10 раз;

  -  имеет регулируемое  время схватывания, которое может  варьироваться в диапазоне от  нескольких секунд до нескольких  часов, в зависимости от условий  применения;

  -  обладают низкой  вязкостью;

  -  не содержат растворителей;

  -  обладают высокой  химической стойкостью;

  -  имеют высокую  прочность после схватывания;

  -  обладают отличной  адгезией к сухим, влажным и  мокрым поверхностям.

Все эти преимущества позволяют решать многочисленные задачи при производстве гидроизоляционных работ методом инъектирования.

Основной недостаток применения инъекционного метода гидроизоляции – это высокая стоимость материалов.

Обычно полимерные составы, предлагаемые для гидроизоляции и укрепления конструкций из кирпича, камня, бетона, представляют собой композиции на основе гидрофобизирующих кремниевых соединений.

 В настоящее время  появилось множество производителей  инъекционных материалов. Огромный  ассортимент позволяет подобрать  необходимый состав для конкретных  целей. Основными критериями для  выбора являются:

  - Технические показатели (глубина проникания, морозостойкость, адгезия к материалу гидрофобизируемой конструкции, вязкость, степень паропроницаемости,

продолжительность сохранения рабочих свойств, время высыхания);

  - Химический состав;

  - Расход материала (следует обратить внимание, является ли материал готовым к употреблению или является концентратом, на какой основе - вода или растворитель);

  - Стоимость (не всегда менее дорогой материал является менее качественным);

  - Токсичность;

  - Надежность.

Наиболее распространенными материалы, применяемые для создания горизонтальной гидроизоляции инъекционным методом: Wetisol I-5106LV, Wetisol I-212, Wetisol I-51 Duo,   
ГС Пенетрат, ЕС-59, Типром Д, ГФ-2 Чистюля, ГС Пронитрат, Порофин-пресс, Эттрилат НТ.

Рисунок 10 - Гидрофобизатор Типром Д

 

2.2.3  Оборудование и инструменты

Для инъектирования акрилатных гелей применяются специальные двухкомпонентные инъекционные насосы с рабочим давлением до 200 атм. и разжимные пакеры, устанавливаемые в предварительно просверленные отверстия диаметром от 12 до 40 мм., расположенные в шахматном порядке на расстоянии от 200 до 400 мм. при гидроизоляции каменной или кирпичной кладки или от 400 до 800 мм, при устройстве сплошной гидроизоляционной мембраны за заглубленной конструкцией. Диаметр и шаг установки инъекционных пакеров рассчитывается в зависимости от плотности грунта и характера протечек, определяемых при предварительном обследовании объекта.

2.2.3.1  Оборудование для сверления отверстий

Наиболее трудоемкой и ответственной операцией является сверление глухих наклонных отверстий цилиндрической формы диаметром 18 - 25мм глубиной до 1 м. Угол наклона отверстий и горизонтальной плоскости составляет ~25°, расстояние от пола ~100 мм. Отверстия располагаются в шахматном порядке, расстояние между ними по горизонтали и вертикали до 150 мм;

Наиболее эффективным средством выполнения отверстий является механизация этих работ с применением различных видов ручных перфораторов. Правильный выбор определяет оптимальные трудоемкость и качество выполнения отверстий.

Механический способ позволяет получать отверстия с помощью сверления, бурения, пробивки, резания материала строительной конструкции или сочетания этих способов; например, ударно-вращательное бурение. Из всех механических способов бурения отверстий наиболее эффективным является ударно-вращательный, так как износ РИ при таком бурении равен примерно средней величине износа при других способах (ударно-поворотном, вращательном).