ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и ремонта объектов жилищно-коммунального хозяйства и может быть широко использовано в следующих его направлениях:
- для устройства и ремонта гидроизоляции кровель административных и жилых зданий, спортивных сооружений;
- для устройства и ремонта гидроизоляции подземных коммуникаций, коллекторов, очистных и гидротехнических сооружений, водостоков;
- для гидроизоляции тоннелей, подземных переходов, мостовых и строительных конструкций различного назначения;
- для устройства эксплуатируемых кровель и вертолетных площадок на крышах высотных зданий;
- для штукатурных работ и ремонта фасадов зданий различного назначения;
- для гидроизоляции подвалов и технических этажей.
Известны безмастичные гидроизоляционные покрытия в виде пароизоляции, утеплителя к которому приклеен рулонный ковер, нижний слой которого выполнен из стеклорубероида (SU №775258, 1980 г.).
Известна конструкция гидроизоляционного покрытия, выполненного в виде двухслойной черепицы, у которой нижний слой черепицы, в целях повышения ее водонепроницаемости выполнен из фибробетона, а верхний из
цементного покрытия (RU 2099489), однако такое покрытие может изготавливаться только в заводских условиях. Однако, устройство черепичной гидроизоляции применимо только к кровле и требует усиленной обрешетки для укладки и крепления черепицы, квалифицированного труда и повышенных мер безопасности при производстве работ.
Известны также многослойные покрытия, приклеиваемые с помощью битумных или других клеящих мастик и включающие грунтовочный, гидроизоляционный и расположенный между ними компенсирующий слой (SU №688580, 1979 г.).
Наиболее близким из известных является конструкция гидроизоляционного покрытия в виде нанесенного на стенку слоя дисперсно-армированного набрызгбетонного покрытия, выполненного путем подачи бетонной смеси по шлангу под давлением сжатого воздуха, затворения смеси водой, ввода в смесь фибровой арматуры и нанесения под давлением воздуха слоя покрытия, при этом перед нанесением набрызгбетонного покрытия стенку покрыли электроизолирующим материалом для создания, обеспечивающей адгезию, разности потенциалов между ней и наносимым материалом (SU №1802146, 1993 г.).
Такие гидроизоляционные покрытия имеют ряд общих недостатков: они не долговечны, т.к. легко деформируются при механическом воздействии, трудоемки, требуют повышенных мер безопасности при производстве работ и жесткого контроля за эксплуатацией. Эти покрытия подвержены знакопеременным температурным деформациям, они не однородны, имеют раскрывающиеся в процессе эксплуатации швы. Из-за возможных пережогов и неравномерности температуры при укладке рулонных материалов нарушается структура защитного слоя, это ведет к ухудшению физико-механических свойств защитного покрытия и не гарантирует кровлю от протечек.
Задачей настоящего технического решения является создание
непосредственно на строительном объекте гидроизоляционного покрытия строительных конструкций и сооружений, имеющего высокое качество гидроизоляции, долговечность и надежность гидроизоляции покрытия при возможных механических воздействиях на него, обладающего низкой трудоемкостью его сооружения, обеспечивающего высокие темпы строительных работ, осуществляемых непосредственно на строительном объекте.
Достигается это тем, что гидроизоляционное покрытие строительных конструкций и сооружений выполнено в виде расположенной на прогрунтованном основании монолитного покрытия, предпочтительно в виде плиты, из стеклофибробетона (СФБ), толщиной 9-15 мм, слои которой толщиной по 3-5 мм каждый нанесены пневмонабрызгом с укаткой каждого слоя СФБ, причем каждый слой содержит распределенную в объеме матрицы бетона фибровую арматуру из щелочестойкого стеклянного волокна в виде отрезков длиной 6,0-40,0 мм, предпочтительно - 6,0-21,0 мм. Конструкция гидроизоляционного покрытие строительных конструкций и сооружений такова, что содержание фибры в массе бетона составляет от 1,0 до 5,0%, причем в качестве бетона использован мелкозернистый бетон с водоцементным отношением 0,35-0,45 на портландцементе или глиноземном цементе марок не ниже 400, или на модифицированном портландцементе с ультрадисперсной кремнеземной добавкой или на вяжущем низкого водопотребления (ВНВ), а также кварцевый песок с крупностью зерен до 2,5 мм, причем слои из СФБ нанесены пневмонабрызгом под давлением 0,15-0,5 МПа, а в местах стыков гидроизоляционного покрытия выполнены через 1,0-2,0 м во взаимно перпендикулярных направлениях температурно-усадочные швы шириной не менее 5,0 мм. При устройстве покрытия по периметру деталей строительных конструкций или сооружений, выступающих в покрытие, например сливных воронок, ввода труб, - оно содержит уложенные и уплотненные пряди стекловолокна, предварительно
смоченные цементной суспензией.
На чертеже изображено гидроизоляционное покрытие строительных конструкций и сооружений.
В качестве примеров реализации могут быть рассмотрены следующие конструкции, характеризующиеся используемым для их изготовления материалом, обуславливающим процесс сооружения самой конструкции.
Задача создания надежного и облегченного гидроизолирующего покрытия 1 обеспечивается нанесением на подготовленное (прогрунтованное) основание 2 слоя СФБ толщиной 9-15 мм, который наносится в три слоя 3 толщиной по 3-5 мм (на чертеже условно выделены линиями). Для обеспечения в конечном изделии требуемой плотности каждого слоя его уплотняют укаткой специальным (ноу-хау разработчика) инструментом, обеспечивающим дополнительное уплотнение стеклянной фибры в массе бетона. В результате этого получен СФБ, представляющий собой композиционный материал, включающий дополнительно распределенную в объеме бетона (в матрице) фибровую арматуру (рубленное стекловолокно). Для изготовления СФБ используют щелочестойкое стеклянное волокно в виде отрезков комплексных нитей, изготавливаемых по ТУ 21-38-223 из стекла: Щ-15ЖТ. СЦ-6, СЦ-6ПУ, имеющее показатели:
3
- Плотность 0,00255-0,00249 кг/см;
- Прочность на растяжение - 3515-4920 МПа;
- Модуль упругости при растяжение "Е" - 73820-87890 МПа.
В покрытии используют, предпочтительно, волокна длиной до 15 мм. Изменение длины волокон приводит, либо к снижению сцепления и надежности анкеровки стеклянной фибры в матрице бетона, что обуславливает надежную адгезию СФБ с защищаемой поверхностью, либо к значительному снижению плотности СФБ, а следовательно - к повышению водопроницаемости и снижению морозостойкости.
Для изготовления СФБ применяют мелкозернистый бетон (матрица) на
мелком плотном заполнителе по ГОСТ 8736, портландцементе по ГОСТ 10178 или глиноземном цементе по ГОСТ 969 марок не ниже 400. Может быть использован модифицированный портландцемент с ультрадисперсной кремнеземной добавкой или ВНВ по ТУ 21-26-20 или добавки "БИО-НМ", на кварцевом песке с крупностью зерен от 1,5 мм до 2,5 мм в соответствии с ГОСТ 8736.
По результатам сертификационных испытаний ГУП НИИЖБ гидроизоляционное покрытие из СФБ имеет следующие характеристики:
- Прочность на сжатие - 57,7 Мпа, нормативное значение по ГОСТ 10180-90 не менее В 25-(32,74);
- Прочность на растяжение при изгибе бетонной матрицы - 11,0 Мпа, по ГОСТ 10180-90 - не менее 10,0;
- Водопоглощение 12%, что соответствует ГОСТ 12730.3 - 78.
- Морозостойкость 150-300 циклов;
- Водонепроницаемость W 12-20.
Содержание фибры в массе бетона составляет от 1,0 до 5,0%, предпочтительно - 1,5-3,0%. Изменение этих показателей за предельные значения приводит к ухудшению морозостойкости или водонепроницаемости СФБ.
При устройстве гидроизоляции из СФБ на покрытии, как правило, отсутствуют технологические стыки и швы, что дополнительно улучшает эксплуатационные свойства защитного покрытия и позволяет без значительных дополнительных затрат устраивать плоские эксплуатируемые кровли.
Покрытие СФБ высокопрочно и чрезвычайно стойко к механическим воздействиям.
Защитный слой из СФБ наносится пневмонабрызгом пистолетом-напылителем (на месте производства работ непосредственно на строительном
объекте) под давлением 0,15-0,5 МПа и не требует предварительного разогрева и клеящих материалов, в том числе битума и различных мастик.
Нанесение защитного покрытия СФБ допускается без специальных добавок при температуре окружающего воздуха не ниже +5°С.
При устройстве СФБ - покрытия в зимних условиях при температуре до -10°С необходимо применять противоморозные добавки нитрита натрия с хлоридом кальция (ГОСТ 450-77), которые вводят в цементный раствор в соотношении 2:1 в количестве 6-7% массы цемента. Водоцементное отношение находится в пределах 0,4-0,45, что характеризует оптимальные пределы подвижности смеси, необходимые для ее укладки пистолетом-напылителем. Введение пластифицирующих добавок СДБ или СПД снижает В/Ц до 0,35-0,42.
В целях снижения расхода СФБ при производстве работ необходимо выполнить подготовительные работы, в том числе очистить рабочую поверхность от мусора, пыли, грязи, лишней воды, битумных и масляных пятен, ржавчины. Заделать цементно-песчаным раствором раковины, трещины, сколы, впадины глубиной до 10 мм. При ремонте мягкой кровли необходимо дополнительно: убрать отслоившийся верхний слой, убрать пузыри.
Сроки схватывания СФБ: начало не менее 20 мин, окончание не более 14 часов. Пластичность СФБ должна соответствовать глубине погружения стандартного конуса СтройЦНИЛ - 9-10 мм.
Нанесение на рабочую поверхность гидроизолирующего защитного покрытия из СФБ производят непосредственно на строительной площадке пневмонабрызгом. При этом, для совмещенной и синхронной подачи мелкозернистой смеси и стеклофибры, для рубки стеклоровинга и подачи готовой смеси СФБ в сопло под действием сжатого воздуха применяют пистолет-напылитель производства английской фирмы "Пауэр Спрайз", имеющий следующие параметры:
- Расход фибры при номинальном режиме работы - 600 г/мин, длина фибры (в стандартном исполнении) 31 мм, возможность регулируемой длины фибры 40-31-25-12-6 мм;
- Подача мелкозернистой смеси осуществляется к соплу через кольцевой (с наклонными пазами) канал с обхватом потока фибры;
- Внесение фибры в бетонную смесь и распыление рабочей смеси (СФБ) обеспечивается сжатым воздухом с образованием единого композита в рабочей зоне факела;
- Выход смеси регулируется, расход смеси при номинальном режиме работы 12 кг/м, расход сжатого воздуха 1000 л/мин;
- Габаритные размеры пистолета-напылителя 27×21×28 см, вес 3,5 кг.
В пистолете-напылителе предусмотрена система подачи воды для промывки пистолета после окончания работы.
Для подачи цементного раствора - мелкозернистого бетона в пистолет используют насос в виде ротора со шнековой подачей, который имеет вариатор скоростей с пределом регулирования 0-25 л/мин, электродвигатель трехфазный мощностью 1,5 кВт.
Насос имеет загрузочный бункер емкостью 75 л, обеспечивает стабильную работу пистолета-напылителя на расстоянии до 30 м.
Подготовка мелкозернистого бетона производится в смесителях объемом до 80 кг по массе (40 л по объему), время перемешивания до 45 сек., мощность электродвигателя 4 кВт., скорость вращения рабочего органа смесителя 1435 об/мин.
2
2
Производительность при нанесении защитного слоя толщиной 10-12 мм - 5,0-6,0 м/час, расход сжатого воздуха 1 куб. м/мин., расход стекловолокна в зависимости от толщины гидроизоляционного покрытия 0,2-0,4 кг/м.
3
Номинальная производительность установки (при давлении Р=7бар) по стеклофибре - 600 г/мин, по мелкозернистой смеси - 12 кг/мин, коэффициент фиброармирования 1-3%, потребление воздуха 1,0м /мин.
Технология нанесения покрытия СФБ включает следующие стадии:
- подготовка поверхности к нанесению СФБ;
- приготовление мелкозернистого бетона с функциональными добавками или без них;
- транспортирование готового раствора к пистолету распылителю обеспечивается растворонасосом;
- уход за твердеющим покрытием СФБ.
Тип раствора смесителя подбирают в зависимости от объемов работ.
Приготовленный раствор при перегрузке из смесителя в растворонасос рекомендуется процедить через вибросито с размерим ячеек 2×2 мм, чтобы избежать нежелательного засорения пистолета-напылителя.
Стеклоровинг поступает в узел рубки пистолета-распылителя, где он измельчается на отрезки 15-21 мм, что определяется числом ножей в режущем барабане.
Отрезки стекловолокна через инжектор вовлекаются в канал форсунки, где происходит его внедрение в бетонную массу.
Нанесение СФБ ведут захватками (1,5×6 м).
В местах стыков защитного слоя предусматривают температурно-усадочные швы 4 шириной не менее 5,0 мм, которые устраивают, предпочтительно, через 1,5 м во взаимно перпендикулярных направлениях.
Места сливных воронок, ввода труб, и др. выступающих частей в зоне производства работ, обрабатываются СФБ в первую очередь. Перед нанесением СФБ, по периметру выступающих деталей укладываются пряди стекловолокна, предварительно смоченные цементной суспензией, и которые тщательно уплотняются.
Поверхность считается готовой к обработке, если она удовлетворяет требованиям СНиП 3.04.01-87 "Изоляционные и отделочные покрытия".
Качество вяжущего раствора и твердеющего СФБ контролируется:
- Пластичность вяжущего - ГОСТ 5802-86 "Растворы строительные.
Методы испытаний";
- Сроки схватывания, равномерность изменения объема - ГОСТ 310.3-76 "Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема"
- Предел прочности при изгибе - ГОСТ 310.4-81 "Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии";
- Водонепроницаемость - ГОСТ 12730.5-84 "Бетоны. Методы определения водонепроницаемости";
Затвердевшее покрытие СФБ не должно иметь трещин, отслаиваться от основания и осыпаться.
При простукивании покрытия деревянным молотком оно не должно издавать глухих звуков.
Обнаруженные участки с дефектами покрытия необходимо удалить, поверхность вновь очистить и нанести СФБ заново.
Работу по устройству СФБ выполняет звено из трех человек, в том числе: - машинист подготовки мелкозернистой бетонной смеси, оператор, работающий с пистолетом - напылителем СФБ, компрессорщик -он же обеспечивает уплотнение (укатку) нанесенного слоя СФБ специальным инструментом.
При производстве работ следует руководствоваться требованиями главы СНиП 111-4-93 "Технике безопасности в строительстве".