Гидроизоляция — составная ненесущая часть возводимых строительных конструкций, назначением которой является предотвращение поступления воды или влаги в проектируемые помещения. Мероприятия по гидроизоляции назначаются, если строительные элементы объекта в ходе эксплуатации будут испытывать непосредственное воздействие водной среды. В большинстве случаев в качестве водной среды выступают грунтовые воды в естественном основании сооружаемых объектов. Для гидротехнических сооружений задачей гидроизоляции также служит защита от проникновения воды и других жидкостей из водоемов (водохранилищ и прудов), каналов, подземных резервуаров и ёмкостей, накопителей отходов.
Инженерные мероприятия по гидроизоляции сильно зависят от конструктивных решений защищаемой конструкции, назначения объекта, характера воздействия на объект водной среды. На настоящий момент разработано большое множество типов и разновидностей гидроизоляционных решений, что в общем случае позволяет утвердить наиболее экономичный и надежный способ защиты по вредного воздействия воды на проектируемый (реконструируемый) объект.
Большинство видов гидроизоляции наносятся на защищаемую конструкцию с напорной стороны — т.е. со стороны, контактирующей с водной средой. В этом случае гидростатическое давление обеспечивает естественное прижатие гидроизоляционного материала к конструкции. Расположение гидроизоляции с «сухой» стороны крайне нежелательно, сводя эффективность гидроизоляционных мер до минимума.
Гидроизоляционные работы неразрывно связаны с работами по устройству дренажа. По сути, гидроизоляция и дренаж должны представлять собой единый комплекс дополняющих друг друга мероприятий. Закладывание в проекте гидроизоляционных решений в отрыве от решений по дренированию (или наоборот) является принципиальной ошибкой.
1 ОКРАСОЧНАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Окрасочная гидроизоляция применяется для защиты от капиллярной влаги. Капиллярная влага содержится в грунтах естественного основания над отметкой грунтовых вод. Она является результатом явлений капиллярного подсоса воды выше поверхности грунтовых вод, а также просачивания поверхностных (дождевых) вод и т.п. Капиллярная влага наименее опасна для проектируемых конструкций, т.к. характеризуется величиной гидростатического давления, равной практически нулю. Применять окрасочную гидроизоляцию при наличии гидростатического напора нельзя.
Окрасочная гидроизоляция выполняется последовательным нанесением нескольких слоёв плёнкообразующих жидких или пластичных материалов методом окраски валиком. Как правило, число слоёв принимается равным трем или четырем. Общая толщина слоёв окрасочной гидроизоляции обычно составляет около 3—5 мм. В качестве материала применяются различные мастичные составы на основе битума и/или полимеров (смол).
Практически все виды окрасочной гидроизоляции характеризуются относительно низкой надежностью и малой долговечностью. По этой причине данный вид гидроизоляции практически не используется для капитальных сооружений в качестве основного гидроизоляционного мероприятия, а только как дополнение. Преимуществами окрасочной гидроизоляции следует считать удобство и быстрота ее нанесения. Особенно сильно эти свойства проявляются в труднодоступных местах и когда защищаемая поверхность имеет сложную ломанную форму. Окрасочная гидроизоляция — самый дешевый вид гидроизоляции.
2 ШТУКАТУРНАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Штукатурная гидроизоляция применяется для защиты от столба грунтовых вод высотой до 30 м и более. Данный вид гидроизоляции представляет собой относительно толстый слой штукатурного гидроизоляционного материала, наносимый со стороны конструкции, контактирующей с водой. Общая толщина штукатурной гидроизоляции может достигать 50 мм.
Штукатурная гидроизоляция относится к жестким видам гидроизоляций. Т.е. она не способна воспринимать деформации защищаемого ею сооружения, и особо чувствительна к возможным подвижкам этого сооружения.
В качестве основных разновидностей штукатурной гидроизоляции выступают:
1. Цементная штукатурная гидроизоляция — представляет из себя цементно-песчаный раствор, наносимый на базовую конструкцию вручную или в виде торкрет-бетона. Примерное соотношение основных компонентов Ц:П = 1:1…1:2. Толщина штукатурки зависит от высоты столба воды.
2. Полимерцементная штукатурная гидроизоляция — обособленная разновидность цементной гидроизоляции, отличающаяся высокой эластичностью и адгезией. Характеризуется высокой стоимостью.
3. Холодная асфальтовая штукатурная гидроизоляция — представляет собой наносимую в несколько слоев холодную асфальтовую мастику. Данная разновидность гидроизоляции особенно эффективна при высокой агрессивности грунтовых вод (кроме вод с повышенной кислотностью). Если холодная асфальтовая гидроизоляция засыпается грунтом, то какого-либо защитного покрытия для её внешней поверхности не требуется.
4. Горячая асфальтовая штукатурная гидроизоляция — расплавленная до 170―200 °C асфальтовая мастика. На вертикальные поверхности такая мастика наносится на основную конструкцию в несколько намётов (обычно два―три), с суммарной толщиной до 150 мм. На горизонтальные поверхности горячий асфальт заливается в виде нескольких слоев литой смеси.
3 ОКЛЕЕЧНАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
На текущий момент оклеечная гидроизоляция является, по-видимому, самым популярным способом предотвращения проникновения воды.
Оклеечная гидроизоляция реализуется в виде наклейки на исходную поверхность различных рулонных гидроизоляционных материалов. Гидроизоляционный рулон представляют собой базовое полотно (стеклоткань или полиэстер), используемое в качестве основы, которое интенсивно пропитано теми или иными водонепроницаемыми составами на основе битума. Количество наклеиваемых слоёв рулонов определяется расчетным напором воды.
Также, как и штукатурная гидроизоляция, рулонная оклеечная гидроизоляция требует устройства защитных покрытий. Для такого покрытия может быть использован любой прочный и долговечный материал, например кирпич.
4 МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Металлоизоляция — самый дорогой и редкий вид гидроизоляции. Она применяется для особо ответственных объектов и в условиях большого гидростатического напора, т.е. когда другие способы защиты от проникновения воды оказываются неэффективными. К примеру, металлоизоляция находит частое применение при строительстве тоннелей и станций метро, где она используется на сильно обводненных участках и для гарантированной ликвидации течей.
В конструктивном отношении металлическая гидроизоляция реализуется в виде стальных листов, свариваемых в сплошное изоляционное покрытие. Данная изоляция устраивается не на лицевых, а на внутренних поверхностях сооружений, в связи с чем помимо собственно стального покрытия необходимы поддерживающие элементы, к примеру:
– развитая система стальных ребер и балок;
– анкеровка к защищаемой конструкции (с помощью анкеров или закладных деталей);
– внутренняя железобетонная рубашка.
Толщина стальных листов составляет около 4 мм, в метростроении достигает 8 мм. В листах предусматриваются отверстия — для нагнетания цементного раствора в пространство между листами и бетонными конструкциями.
Металлоизоляция характеризуется высокой долговечностью и надежностью. Однако стоимость и срок ее устройства — наибольшие по сравнению со всеми другими вариантами гидроизоляции.
5 ПРОНИКАЮЩАЯГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Принцип действия проникающей гидроизоляции основан на развитии кристаллов в микропорах бетонных и железобетонных конструкций (ленточных фундаментов, фундаментных плит, подпорных стен). Рост кристаллов заполняет объем трещин, в связи с чем существенно снижается естественная водопроницаемость бетона — фактически имеет место повышение нормативной марки по водонепроницаемости бетона W.
Исходным материалом для гидроизолирующей пропитки служит специальная цементная смесь: высокомарочный цемент, очень мелкий песок, набор химически активных веществ. Данная смесь наносится на оголенную поверхность бетона с помощью кисти, валика или методом распыления. После обработки поверхности составляющие смеси под влиянием осмотических процессов проникают в тело бетона (ориентировочно на глубину в пределах 5―15 см), где при наличии влаги в порах начинается развитие кристаллов.
Очень важной в ходе гидроизоляционных работ является необходимость предварительного и последующего интенсивного увлажнения бетонных поверхностей. Именно наличие влаги вызывает активный рост кристаллов.
Проникающая гидроизоляция применяется на уже эксплуатируемых объектах на внутренних поверхностях конструкций. Как правило, потребность в пропитке существующих бетонных фундаментов и стен появляется, когда в толще грунтового массива вокруг основания сооружения произошло изменение (подъём) уровня грунтовых вод. Также пропиточные мероприятия оказываются полезными в случае, если гидроизоляционные мероприятия по защите от поступления воды, заложенные в первоначальный проект, оказались неэффективны.
Следует подчеркнуть, что проникающую гидроизоляцию не следует рассматривать как основное решение по защите от влаги. Она является дополнительным и вспомогательным инженерным решением.
6 ГИДРОФОБИЗИРУЮЩАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Гидрофобизирующие материалы предназначены только для придания защищаемым поверхностям водоотталкивающих свойств, в результате чего вода оказывается неспособной проникнуть в поры основной конструкции. Гидрофобизация снижает смачиваемость поверхности, используя физический эффект поверхностного натяжения жидкости.
Гидрофобизацию поверхности можно рассматривать в качестве гидроизоляционного мероприятия с высокой степенью условности. Как правило данный вид гидроизоляции применяют только для фасадов.
7 МЕМБРАННАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ
Мембранная гидроизоляция получает сейчас в промышленном и гидротехническом строительстве всё большее распространение. Причиной этому стало интенсивное освоение производства новых синтетических материалов и их все более широкое внедрение в практику проектирования.
Под мембранной гидроизоляцией подразумевается укладка и склейка гибких водонепроницаемых полотнищ различной толщины. Материалом данных полотнищ могут служить:
– полиэтилен низкого давления (ПНД), называемый также полиэтиленом высокой плотности (HDPE);
– полиэтилен высокого давления (ПВД), называемый также полиэтиленом низкой плотности (LDPE);
– полиэтиленовая плёнка;
– поливинилхлорид (ПВХ, PVC);
– бутилкаучук (EPDM).
Полотнища мембран отличаются высокой водонепроницаемостью, гибкостью, безусадочностью, устойчивостью к растрескиванию, температурным колебаниям и ультрафиолету. Также мембраны обладают коррозионной стойкостью, инертны к щелочам и кислотам. Описанные свойства мембранной гидроизоляции являются причиной всё возрастающего ее применения. К примеру, гидроизоляция с помощью укладки мембраны является практически незаменимой при проектировании различных видов накопителей жидких отходов промышленных производств.
Также, как и другие виды гидроизоляции, для мембранной гидроизоляции необходимо применение защитных слоев и конструкций.