Гидроизоляционными называют строительные материалы, которые обладают водонепроницаемостью и удовлетворяют другим техническим требованиям – по прочности, деформативности, теплостойкости и т. д.
Необходимость защиты строительных конструкций от воздействия воды в условиях эксплуатации обусловлена ее высоким агрессивным воздействием, как в чистом виде, так и в виде растворов солей, щелочей либо кислот. Под ее воздействием наблюдается снижение прочностных характеристик материалов, развитие коррозионных процессов в бетонах и металлах, загнивание древесины, обрушение штукатурки.
Гидроизоляционные материалы используют для наружной и внутренней защиты подземных сооружений (котлованов, фундаментов, труб под насыпями, коллекторов, туннелей, сводов траншей) от воздействия грунтовых вод; для изоляции водохранилищ, бассейнов, водоемов; для защиты мостов (опоры, проезжая часть);
для защиты междуэтажных перекрытий в производственных помещениях; при устройстве плоской и малоскатной кровель; для заделки стыков в крупнопанельном домостроении и при сооружении трубопроводов и пр.
Гидроизоляционные материалы при эксплуатации подвержены различным воздействиям: температурным, атмосферным (переменная температура, ультрафиолет, кислород, осадки); химически активных реагентов.
Несмотря на значительную абсолютную стоимость гидроизоляции (материалы, работы по нанесению гидроизоляционного покрытия), затраты на ее проведение значительно ниже в сравнении со стоимостью последующих ремонтновосстановительных работ при ее отсутствии.
Использование гидроизоляционных материалов отмечалось уже в глубокой древности (от 4,5 до 5 тыс. лет тому назад). Использовали битум и асфальт (смесь битума с минеральным порошком). В настоящее время наряду с широким использованием битума отмечается использование гидроизоляционных материалов и изделий как на его основе, так и на основе дегтей, полимеров, минеральных веществ.
Герметизирующие материалы используют для герметизации стыков между конструкционными элементами. Особенно широко герметизирующие материалы используют в крупнопанельном строительстве зданий для заделки стыков между панелями. Использование для этой цели цементных растворов неэффективно, так как при твердении они уменьшаются в размере и не обеспечивают надежной герметизации.
Кровельные материалы используют при сооружении кровель жилых, общественных и промышленных зданий. Многообразие типов кровель обусловливает широкий спектр кровельных материалов – от рулонных до штучных.
В данном пособии рассматриваются различные виды гидроизоляционных, герметизирующих и кровельных материалов, их свойства и технология производства. Поскольку свойства материалов зависят не только от состава компонентов, используемых при их изготовлении, но в значительной степени и от технологии, то в пособии значительное внимание уделяется именно вопросам технологии, конструкции используемого оборудования и особенностям его эксплуатации.
Пособие предназначено для студентов, изучающих технологию кровельных и гидроизоляционных материалов, а также будет полезно для лиц, производящих строительно-монтажные работы с использованием этих материалов.
1 Классификация гидроизоляционных материалов
Классификация гидроизоляционных материалов осуществляется по ряду признаков [6].
По функциональному назначению в гидроизолирующем слое различают следующие гидроизоляционные материалы:
– грунтовочные;
– подмазочные;
– шпаклевочные;
– изоляционные;
– покровные.
Структура гидроизоляционного покрытия приведена на рисунке 1.
1 – покровный слой; 2 – слой изоляционного материала; 3 – шпа клевка; 4 – грунтовка; 5 – подмазка или затирка; 6 – основание
Рисунок 1 – Гидроизоляционное покрытие
Грунтовочные – материалы, наносимые первым слоем на обрабатываемую поверхность с целью заполнения пор и дефектов, для повышения сцепления последующего слоя с основанием.
Подмазочные – предназначены для выравнивания углублений и других местных дефектов на поверхности конструкции.
Шпаклевочные – используют для окончательного выравнивая поверхности перед нанесением на нее изолирующего слоя.
Изоляционные – обеспечивают изоляцию конструкции от контакта с пароводяной средой.
Покровные – наносят для защиты основной гидроизоляции от воздействия внешней среды или придания наружной поверхности дополнительной гидрофобности, глянцевитости или зеркального блеска.
По физическому состоянию и внешнему виду в период использования материала различают:
– жидкие;
– пластичновязкие;
– упруговязкие;
– твердые.
Жидкие и пластичновязкие материалы характеризуются отсутствием определенной формы их массы; представляют собой эмульсии, пасты, растворы, мастики.
Упруговязкие и твердые характеризуются вполне определенной формой – полотно, пленка, плита и т.п.
По применяемому сырью:
– органические;
– неорганические;
– смешанные (комбинированные).
По назначению (производственному):
– пропиточные;
– иньекционные;
– обмазочные;
– оклеечные;
– уплотняющие;
– монтажные;
– насыпные.
Наиболее полной является комбинированная классификация, приведенная на рисунке 2
Рисунок 2 – Комбинированная классификация гидроизоляционных материалов
2 Структура и свойства гидроизоляционных материалов
2.1 Структура гидроизоляционных материалов
Структура (внутреннее строение) физических тел отражает определенный характер связей и порядок расположения частиц, из которых образованы тела.
У ГИМ (гидроизоляционных материалов) структура характеризуется химическими и физико-химическими связями между контактируемыми частицами разной степени дисперсности.
Структура может быть однородной и смешанной. Однородные – кристаллизационные, коагуляционные и конденсационные структуры. Твердые вещества, не обладающие кристаллизационной структурой, являются аморфными.
Кристаллизационные – структуры, сформировавшиеся путем выкристаллизовывания твердой фазы и последующего срастания кристаллов в прочный моноили поликристаллический агрегат.
Для кристаллических структур характерно упорядоченное строение кристаллической решетки на всем ее протяжении (дальний порядок). Каждому типу связи соответствует свой тип кристаллической решетки: ионной, молекулярной, атомной, с водородными связями.
Реальные кристаллы существенно отличаются по строению от идеальных кристаллов вследствие дефектности кристаллической решетки (вакансии, межузлия, дислокации, примеси и т.п.), что влияет на их свойства.
Коагуляционные – структуры, в образовании которых участвуют сравнительно слабые силы молекулярного взаимодействия между частицами – ван–дер– ваальсовые силы сцепления, действующие через прослойки жидкой фазы. Ван-дерваальсовые силы появляются между молекулами с насыщенными связями (инертные газы, H