 | Разрушительная сила живительной влаги
Тип информации:
Дата:
Регион:
Отрасль:
Специализация:
Повышенная влажность в жилых помещениях в последние десятилетия - предмет пристального внимания органов здравоохранения в европейских странах. Традиционно приоритетными в строительстве всегда были проблемы теплозащиты и шумоизоляции.
Повышенная влажность в жилых помещениях в последние десятилетия - предмет пристального внимания органов здравоохранения в европейских странах. Традиционно приоритетными в строительстве всегда были проблемы теплозащиты и шумоизоляции. Энергетический кризис 70-х годов в Германии привел к разработке систем теплоизолирующих окон как одного из направлений энергосберегающих технологий. Последствием нововведения явилось снижение функций естественной вентиляции и повышение влажности внутри помещений. Высокая влажность в помещениях - причина появления затхлости, размножения колоний грибковой плесени.
Опасна, собственно, не сама плесень, а миллионы спор, которые населяют воздух и попадают в дыхательные пути и систему кровообращения. Особенно остро реагируют на это дети, пожилые люди, люди с ослабленным иммунитетом и склонные к аллергическим заболеваниям. Это, прежде всего, заболевания дыхательных путей, в том числе и бронхолегочные, это заболевания кожи и опорно-двигательной системы. Повышенная влажность характерна для заглубленных помещений: цокольных этажей и особенно подвалов.
Разрушающее воздействие воды на сооружения из кирпича и бетона - факт известный, ибо эти материалы имеют разветвленную капиллярно-пористую структуру. Проникающая в сооружения грунтовая вода уменьшает несущую способность бетона и кирпича за счет вымывания свободной извести и процессов замораживания-размораживания. Кроме того, в грунтовой воде содержатся примеси солей: хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов. Кристаллизуясь и гидратируясь в порах, соли многократно увеличиваются в объеме, что ведет в итоге к деструкции материала несущих элементов, способствует деформации отделочных покрытий.
Атмосферные осадки в промышленных центрах содержат примеси кислот (за счет промышленных выбросов кислых газов), а также избыток углекислоты, поэтому, помимо замораживающего действия, разрушают химическую структуру бетона и мрамора. Проблема защиты материала от воздействия воды и влаги решается различными способами гидроизоляции и гидрофобизации (водоотталкивания). Несмотря на наличие большого количества публикаций, энергичной рекламы и обильного ассортимента материалов, гидроизоляционные проблемы решаются преимущественно применением стеклогидроизола, не спасающего, частности, от подпора грунтовых вод, и неэффективно действующих гидрофобизаторов (преимущественно на водной основе).
Кому и зачем нужна гидроизоляция
Гидроизоляция - это защита от влаги, преграда, выполненная во избежание разрушения строительных конструкций и утепляющих материалов, образования плесени, грибков и ржавчины. Это очень необходимый момент в строительном деле. По данным, полученным специалистами, около 70% всей подземной гидроизоляции протекает. Это свидетельствует о том, что многие не знают, чем и как нужно изолировать фундамент зданий и помещения, находящиеся под землей (подвалы, гаражи и т.д.).
Для застройщика гидроизоляция подземной части сооружения часто имеет "отвлеченное" значение. Особенно, если, копнув на участке, он не обнаруживает на уровне предполагаемого фундамента никакой воды. В таком случае делается вывод, что гидроизоляция - только лишние расходы, которые норовят с него "содрать" ушлые строители, договорившись с проектировщиком. Если проектировщик уж очень настаивает, то выбирают материал подешевле. Например, если вода находится на глубине шести метров, заказчики иногда соглашается на гидроизоляцию краской, которая, безусловно, не остановит течь.
В нашей стране с гидроизоляцией вообще всегда были проблемы. Массовое строительство должно было сохранять одну из своих главный характеристик - быть дешевым, поэтому на гидроизоляции экономили, чуть ли не в первую очередь. А, учитывая главный закон рынка "спрос рождает предложение", наши ученые разработками занимались крайне мало. В результате - крепление защитной гидроизоляции не проработано до сих пор.
Иногда доходит до смешного: асбоцементные листы прибивают дюбелями прямо к гидроизоляции (как это было при работах на музее ВОВ). Что говорить о частном застройщике, не всегда нанимающем бригаду профессиональных строителей! Но ремонт гидроизоляции требует средств, причем в несколько раз больших, чем при первоначальном ее обустройстве.
На какой бы глубине не были грунтовые воды, гидроизоляция подземных помещений должна быть выполнена замкнутым способом. Кроме этого, ее обязательно нужно выводить на поверхность на 500 мм. Самая простая гидроизоляционная защита подземных помещений осуществляется с использованием материалов, основой которых является модифицированный цемент.
Обмазочная паста наносится на поверхность пола и стен минимум в 2-3 слоя. А все ненадежные места - поверхности, где возможно появление трещин, стыки, швы, углы - обрабатываются эластичным обмазочным материалом, который получают при смешивании сухого компонента с эластификатором. При затвердевании образуется материал, похожий на резинобетон, который выдерживает значительные деформации. Нанесенная гидроизоляция выдерживает внешний напор грунтовых вод до полутора атмосфер. Кроме того, материал обладает способностью "дышать": не пропуская воду, пропускать ее пары, ослабляя тем самым давление внешних вод.
Родина гидро-изоляционных материалов
В настоящее время появились эпоксидные смеси высокого качества. Такие материалы при нанесении на бетон, раствор, кирпич и т.п. приводят к проникновению химически-активных веществ капиллярно-пористую структуру бетона. В результате химических реакций во внутрипоровой структуре бетона образуются труднорастворимые кристаллические образования, герметизирующие поры. Эти образования, не пропуская воду, не препятствуют движению воздуха, позволяя бетону "дышать". При помощи этих смесей можно устраивать или восстанавливать герметизацию подвалов, фундаментов, балконов, бассейнов, тоннелей и т.п. даже при "отрицательных давлениях", т.е. при гидроизоляции изнутри помещения от воды снаружи. Использование такого метода иногда возможно, когда оклеечная гидроизоляция непригодна.
Идея проникающей гидроизоляции (пенетрирования) родилась в Дании в начале 50-х годов, когда фирмой Vandex был получен первый одноименный материал. Впоследствии на базе этой разработки появились в разных странах пенетрирующие системы под названиями Xypex (США, Канада), Thoro, Penetron (США), Drizoro (Италия) и др. Позже начались российские исследования, в результате которых на рынок вышли материалы Гидротэкс, Акватрон, Кальматрон, Коралл и т.д.
Механизм проникающей гидроизоляции цементсодержащих материалов сводится к химической реакции активных реагентов (пенетратов) со свободной известью (гидроксидом кальция) и капиллярной водой в бетоне.
Свободная известь присутствует в цементном камне практически всегда, поскольку является продуктом гидролиза (химического взаимодействия с влагой) составляющих цементного камня: силикатов и алюминатов кальция. Образующийся водорастворимый гидроксид кальция, вымываясь водой, создает дополнительную сеть капилляров и пор - потенциальных коррозионных центров. Такая гидроизоляция представляет собой материал для уникальной химической обработки поверхности бетонных конструкций, обеспечивающий их водонепроницаемость и защиту от агрессивных сред.
Защитные свойства гидроизоляции
Когда проникающую гидроизоляцию наносят как цементирующее покрытие, входящие в ее состав химикаты вызывают каталитическую реакцию, в результате которой в порах и капиллярных трактах бетона вырастают разветвленные нитеобразные кристаллические образования. В результате структура бетона уплотняется во всех направлениях, предотвращая проникновение воды или любой другой жидкости. Обработанные с помощью проникающей гидроизоляции конструкции противостоят воздействию большинства агрессивных сред, предотвращая проникновение химикатов, соленой воды,сточных вод и других вредных веществ в окружающую среду. Проникающая полимерцементная гидроизоляция повышает морозостойкость бетона, защищает его от выветривания и других повреждений, вызванных погодными условиями, предотвращает окисление арматуры.
Кристаллические образования гидроизоляции с проникающей способностью имеют такие мелкие поры, что вода не может проникать через них. Однако они не снижают воздухо- и паропроницаемости. Таким образом, бетон может "дышать" и остается совершенно сухим. Проникающая гидроизоляция требует влаги для формирования кристаллических образований. Таким образом, влажный или "молодой" бетон выступает идеальным для обработки проникающими гидроизоляционными материалами. Если бетон сухой, то перед нанесением он должен быть увлажнен.
Проникающая гидроизоляция имеет ряд других существенных преимуществ: -кристаллические образования проникающей гидроизоляции становятся составляющей частью бетона, обеспечивая его водонепроницаемость за счет уплотнения структуры; · уплотняет трещину до 0,4 мм; не требует предварительной обработки поверхности грунтовкой; не боится прокалывания, отрыва или отделения от поверхности; не требует защиты во время обратной засыпки, а также укладки арматуры, проволочной сетки и других материалов.
Кроме того, наибольшая эффективность применения проникающей гидроизоляции достигается при температуре эксплуатации конструкций в диапазоне от -32С до +135С. Допустимый диапазон колебаний температуры составляет от -132С до +1530С. Обработка проникающей гидроизоляцией защищает поверхность бетона от химической агрессии различных сред, включая хлориды, а также предотвращает коррозию арматурной стали. Влажность и ультрафиолетовое излучение не оказывают влияния на эксплуатационные характеристики бетона, обработанного составом проникающей гидроизоляции. Полимерцементная проникающая гидроизоляция нетоксична, и ее можно применять для емкостей питьевой воды в зданиях пищевой промышленности.
Проникающая полимерцементная гидроизоляция обладает хорошими техническими характеристиками. Она обеспечивает поверхности непроницаемость (бетон толщиной 5 см, обработанный составом проникающей гидроизоляции, был подвержен испытанию под давлением столба воды 123 м, но он остался полностью непроницаемым). Состав проникающей гидроизоляции имеет хорошую химическую сопротивляемость (воздействие соляной кислоты, едкого натрия, толуола, нефти, этиленгликоля, хлора не оказало вредного влияния на обработанный бетон).
Проникающая гидроизоляция увеличивает на 20% прочность на сжатие поверхности. Раствор проникающей гидроизоляции обладает хорошей морозостойкостью и сопротивляемостью радиации. Проникающую полимерцементную гидроизоляцию в основном применяют на следующих объектах: наружные стены; стены и пол подвалов, испытывающих "позитивное" и "негативное" давление грунтовых вод. Фундаменты; резервуары для технической и питьевой воды; канализационные системы или баки для воды; тоннели и шахты; колодцы; подземные своды; автостоянки; технологические строения городских водозаборов; дамбы; бассейны.
Компоненты пенетратов
В качестве компонентов пенетрирующих добавок могут быть использованы активный кремнезем, активный оксид алюминия, карбонаты и оксалаты щелочных металлов, сульфоалюминаты кальция и другие соединения, способные под действием воды связывать свободную известь в труднорастворимые гидросиликаты, гидроалюминаты и гидросульфоалюминаты кальция, кольматирующие капиллярно-пористую структуру бетона. Связывание ионов кальция ведет к смещению химического равновесия в системе, в результате чего имеет место обратный процесс - миграция ионов кальция из цементного камня.
Ионы кальция реагируют с активными добавками пенетратов, образуя на поверхности бетона высолы карбонатов и гидросиликатов кальция. При этом существенно важно сохранить необходимую щелочность бетонной смеси, поскольку связывание свободной извести понижает рН-фактор, что может привести к преждевременной коррозии арматуры в железобетонных конструкциях. Указанные моменты приводят к необходимости тщательного подбора как качественного, так и количественного состава активных химических добавок в пенетрирующих материалах, что и отличает их по ряду свойств.
Совместимость пенетратов с водой не вызывает сомнения, поскольку действие проникающей гидроизоляции направлено на процесс химической реставрации цементного камня с отсутствием токсичных побочных продуктов. Преимуществом таких материалов является также и тот факт, что перспектива объемной гидроизоляции бетона допускает возможные механические повреждения поверхности (царапины, сколы и др.) не нарушая гидроизоляционных свойств материала в целом. Следует отметить, однако, три существенных момента, сдерживающих применение проникающей гидроизоляции.
Если:
- Размер капиллярных трещин превышает 0,3 мм
- Защищаемая поверхность подвержена действию динамических нагрузок
- Поверхность выполнена из кирпича (камня), проникающая гидроизоляция неэффективна или малоэффективна.
Вызывает вопросы энергичная реклама различных видов пенетрирующих систем с обещаниями гидроизоляции любого сооружения, любого типа поверхности и чрезвычайно большой глубины проникновения. Эффективность проникающей гидроизоляции носит индивидуальный характер и зависит от большого числа различных факторов: природы и состояния поверхности, и существенно - от динамики сооружения.
Способ защиты материала от воздействия влаги
Агрессивное воздействие воды на сооружения из кирпича и бетона - давно установленный факт, ибо данные материалы имеют достаточно пористую структуру. Вода проникает в сооружение снизу. Это - грунтовая вода, т.е. растворы солей: хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов, которые затем после испарения воды "украшают" фасады, разрушают фундаменты, срывают штукатурки и облицовку.
Вода угрожает и сверху, и это воздействие весьма неоднозначно. При этом увеличивается количество пор, капилляров и микротрещин, являющихся все новыми очагами агрессии, и степень разрушения материала существенно возрастает. Даже очень небольшое содержание в воздухе кислотных оксидов серы и азота, а также хлористого водорода способно вызвать смещение такого экологического параметра атмосферы как углекислотное равновесие. При этом существенно повышается содержание в воздухе свободной углекислоты, называемой в таком случае "агрессивной". Агрессивным углекислый газ является по отношению к минеральным строительным материалам (извести, мрамору и бетону), превращая нерастворимый кальцит в водорастворимый гидрокарбонат кальция.
Происходит элементарное вымывание материала с дополнительным образованием трещин, пор, раковин и т.д. Бетон стареет, штукатурки отшелушиваются, мрамор тускнеет, на его поверхности появляются характерные "потеки". Проблема защиты материала от воздействия влаги решается различными способами гидрофобизации (водоотталкивания). Это применение всевозможных методов гидроизоляции, использование жидкого стекла, закрывающего поры, получение высокоплотных материалов с минимальной пористой структурой и т.д..
Направления гидрофобизации
Одним из перспективных направлений является использование различных кремнийорганических составов, обладающих способностью к гидрофобизации. Кремнийорганические жидкости, основу которых составляет кремнекислородная цепочка n регулируемой длины, содержат около атомов кремния гидрофобные углеводородные радикалы разной величины.Это сообщает им в зависимости от назначения как разную степень гидрофобизирующих свойств, так и различную способность проникновения в материал. Вариации этих сочетаний позволяют получать водоотталкивающие системы, применяемые в самых разнообразных целях, связанных с проблемой гидрофобизации.
Это краски, покрытия, пропитки, гидрофобизующие добавки в бетоны и растворы и ряд других направлений. Существенно важным обстоятельством при этом является способность кремнийорганических жидкостей не закрывать, а выстилать поры, создавая на их поверхности тончайшую водонепроницаемую пленку. Одним из направлений является восстановление так называемой горизонтальной отсечной гидроизоляции с целью предотвращения капиллярного подъема грунтовых вод в стены сооружения.
Другим направлением гидрофобизации является применение эффективных кремнийорганических добавок в бетоны и растворы. Уникальная химическая структура кремнийорганических соединений (Кос), наличие в одной макромолекуле полярных (гидрофильных) участков и неполярных (гидрофобных) групп позволяет производить на композиционную водо-цементно-песчаную и т.д. смесь пластифицирующее действие, суть которого сводится к следующему. Гидрофильные участки Кос ориентируются к полярным составляющим бетонной смеси: воде и цементу, гидрофобные группы - к неполярным компонентам: песку, гравию и щебню, создавая мостики, объединяющие плохо совместимые физически фрагменты строительного раствора.
Это позволяет существенно снизить водоцементное отношение, а следовательно уменьшить содержание крупных пор, являющихся в материале микросборниками воды. При последующем замерзании в зимнее время лед распирает поры, что способствует разрушению материала. Снижение водоцементного отношения, образование пластичной консистенции материала при меньших расходах воды, соответственное сокращение объема пористой структуры и есть результат гидрофобно-пластифицирующего и морозостойкого эффекта при действии кремнийорганических соединений.
На увеличение морозостойкости влияют и другие факторы действия Кос: химическое взаимодействие с гидроксидом кальция с образованием плотной микрокапиллярной структуры цементного камня, снижение температуры замерзания водного раствора за счет понижения упругости пара. Так добавка Кос в количестве 1-2% к весу вяжущего пластифицирует смесь, препятствует расслоению, уплотняет бетоны и растворы и оказывает гидрофобизующее и противоморозное действие.
В ряде случаев добавки кремнийорганических соединений препятствуют карбонизации известь- содержащих материалов, образуя труднорастворимые соединения другой химической природы, устойчивые к атмосферному воздействию. Так, раствор Асолин-Р65 в количестве 1% к весу вяжущего - эффективная модифицирующая добавка к штукатурным цементно-известковым смесям. Ее применение позволяет снизить водоцементное отношение, предотвратить расслоение и водоотделение; помимо водоотталкивающих свойств повышаются также морозостойкость и химическая стойкость материала в атмосферных условиях.
Третьим направлением является использование кремнийорганических пропиточных составов. Отмеченное выше сочетание гидрофильных и гидрофобных фрагментов в составе молекулы позволяет жидкости проникать в гидрофильный материал, выстилая стенки капилляров и пор и сообщая им водоотталкивающие свойства. При этом пористая структура сохраняется, и материал не теряет способности "дышать".
Источник информации:
| |
|  |
