Гидроизоляция и гидрофобизация: методы и материалы

Методы гидроизоляции и гидрофобизации 

Очень важно защитить строительные сооружения и конструкции от проникновения воды и разрушения. Для этого используют методы гидроизоляции и гидрофобизации. Рассмотрим основные типы гидроизоляционных материалов и их свойства.

Перечислим общие требования, предъявляемые ко всем гидроизоляционным материалам:

  • хорошие водоотталкивающие свойства;
  • устойчивость к атмосферным воздействиям ( УФ-излучение, тепло\холод, агрессивные среды), которая подразумевает высокую механическую, химическую, термическую стойкость самого гидроизоляционного материала и обработанной им поверхности;
  • экологическая чистота и безопасность в применении;
  • хорошая устойчивость к воздействию высоких температур (пожаробезопасность);
  • долговечность (медленное старение материала под действием вышеуказанных факторов);
  • хорошая адгезия к поверхности обрабатываемого материала;
  • улучшение (или хотя бы сохранение) прочностных характеристик обрабатываемого материала;
  • газопроницаемость;
  • антисептические свойства (предотвращение развития микрофлоры на поверхности обрабатываемого материала);
  • технологичность нанесения при выполнении гидроизоляционных работ;
  • невысокая стоимость.

Итак, 

  1. Битумно-полимерные материалы (мастики, рулонная изоляция).

Один из первых способов гидроизоляции, достаточно простой и, условно, надежный (психологическая уверенность в защите – толстый слой чего-то покрывает сверху то, что надо защитить). Исторически первым гидроизоляционным материалом явился битумный картон – рубероид (19 век). В настоящее время используется битум, модифицированный полимерами. Тип полимера существенно влияет на свойства получаемого материала. Наиболее широко для модифицирования применяются  следующие полимеры:

  • АПП – атактический полипропилен,
  • СБС – стирол-бутадиен-стирольный каучук,
  • ЭПБ – триполимер этилен-пропилен-1-бутена.

Плюсы: традиционный способ гидроизоляции, достаточно простой и дешевый.

Недостатки: относительно быстрое старение; достаточно высокая пожароопасность, что сужает область использования; для достижения лучшей адгезии необходимы какие-то дополнительные мероприятия, подготовка поверхности и т. п.; подверженность воздействию микроорганизмов; нестабильность свойств получаемого материала и их изменение в процессе применения, что связано с макрогетерогенностью структуры материала. Но основная проблема – адгезия.

Область применения: кровли, тоннели, мосты, дорожные покрытия, фундаменты.

  1. Гидроизоляция пленочного типа – образует защитную пленку на поверхности материала.

Гидроизоляция такого типа в основном используется для защиты бетона от водных агрессивных растворов. Наиболее широко для этой цели применяются водные эмульсии гидрофобизаторов, которыми пропитывается бетон. После пропитки бетона и испарения воды на его внутренней поверхности образуется гидрофобная пленка, обладающая водоотталкивающими свойствами. Однако установлено, что водные эмульсии гидрофобизаторов не проникают в мелкие поры и капилляры бетона. Состав: ранее, как правило, содержали кремнийорганические соединения. 

Плюсы: адгезия к поверхности, устойчивость к атмосферным воздействиям и действиям агрессивных сред и излучений выше, чем у битумно-полимерных материалов; стоимость средняя.

Недостатки: нужна предварительная обработка поверхности (например, гидрофилизация); образуют на поверхности пленку – подверженность механическим воздействиям, недостаточно прочная связь с поверхностью; подверженность воздействию микроорганизмов меньше, чем у 1-го типа, однако для усиления антисептических свойств необходимо введение дополнительных компонентов в состав гидрофобизатора; как правило, пожароопасные; газопроницаемость может быть различной.

Область применения: для гидрофобизации бетона.

Современные материалы этого типа – это полиуретановые покрытия, как органикорастворимые, так и водные дисперии; эпоксидные системы, содержащие органический растворитель, или представляющие собой водные дисперсии; различные многокомпонентные акриловые эмульсии, модифицированные полиметилметакрилатные покрытия и др. О новых разработках  в этой области регулярно сообщают крупные производители полимерных и лакокрасочных покрытий (Н-р, Allnex, Evonik, Hexion, Covestro и др., подробнее можно узнать на сайте https://www.european-coatings.com/ ). 

  1. Гидроизоляционные материалы, образующие защитный поверхностный слой.

Здесь мы уже говорим о гидрофобизаторах. Гидрофобизацию вполне можно рассматривать как особую разновидность гидроизоляции, поскольку гидрофобизация – это снижение способности изделий и материалов смачиваться (пропитываться) водой и водными растворами при сохранении паро- и газопроницаемости.

Гидрофобизирующие жидкости этого типа проникают в поверхность обрабатываемого материала, взаимодействуя с ней посредством образования химических и физических связей. Это приводит к формированию защитного поверхностного слоя, обладающего водоотталкивающими свойствами. Состав: как правило, это композиционные материалы на базе полиорганосилоксанов.

Плюсы: проникают в поверхность на 3-5 и более мм; не меняют внешний вид поверхности; газопроницаемость сохраняется; не требуют дополнительной обработки поверхности перед нанесением; устойчивы к агрессивным атмосферным воздействиям; морозостойки; неглубокие механические повреждения (микротрещины, царапины и т.д.) не влияют на свойства защитного слоя; гидрофобизаторы этого класса на водной основе экологически чистые, безопасные в применении (в т.ч. пожаробезопасные) и, как правило, обладающие антисептическими свойствами; стоимость средняя.

Недостатки: небольшая глубина проникновения, отделка обработанной поверхности требует неводных материалов, гидрофобизаторы этого класса на основе органических растворителей пожароопасные.

Область применения: фасады, вертикальная поверхность (стены, фундамент), тротуары, обработка кровельных материалов.

  1. Гидроизоляционные материалы проникающего действия.

Это новое поколение гидроизоляционных материалов. Предназначены для глубокого проникновения в материал с целью восстановления горизонтальной и вертикальной гидроизоляции. Эффективность применения гидроизоляционных материалов этого типа определяется наличием свободной влаги в структуре бетона. Проникающее действие обусловлено скоростью протекания реакций гидратации на поверхности трещин и микротрещин бетона. Компоненты материала, кристаллизуясь, блокируют капилляры и трещины, выталкивая из них воду. Это сухие смеси, применение которых возможно только при наличии мокрой поверхности. Состав: цемент, кварцевый песок и активирующие добавки («Ноу-Хау» фирм производителей ).

Плюсы: решают практически все задачи, стойкие к агрессивным химическим средам,  водонепроницаемость – выдерживают давление 0,4 – 1,2 МПа, повышают прочность обработанного материала, глубина проникновения 60- 90 см.

Недостатки: высокая стоимость у хороших материалов, работают только по мокрой поверхности, температура применения выше +5оС, большой расход материала – около 1,2 – 2 кг на м2 , сложная технология применения  (предварительная обработка поверхности водой, приготовленный состав необходимо использовать в течение 40 минут, при работе в сухом климате необходимо защищать обработанную поверхность от высыхания, перед дальнейшей отделкой поверхности ее надо обработать кислым раствором для нейтрализации и т.д.).

Область применения: восстановление гидроизоляции строительных конструкций, фундаменты.

        5. Мембранные технологии в строительстве

Строительные мембраны защищают от попадания в конструкции и утеплитель влаги из внешней среды и обеспечивают выветривание конденсата водяных паров, образующихся на поверхности или в объеме материала. В России получили распространение совсем недавно и преимущественно используются
в качестве гидроизолятора для фасадов и кровли, однако популярность этих материалов в отечественном строительстве растёт достаточно быстро. В настоящее время активно используются ПВХ-, ЭПДМ-, ТПО-мембраны.

ПВХ-мембраны состоят из двух разделенных армирующей сеткой слоев пластифицированного поливинилхлорида, выполненного из сложнопереплетенного текстиля на основе полиэфирных нитей, который обеспечивает прочность мембранному покрытию на 95 %.

Плюсы: установку ПВХ-мембран можно производить при температуре до –20 °С; обладают противопожарными свойствами; механически прочны; устойчивы к химическим, механическим и термическим воздействиям; срок службы составляет не менее 20–25 лет; обеспечивают гидроизоляцию в самых уязвимых местах благодаря наличию дополнительных неармированных мембран для выполнения сложных примыканий; стоимость монтажа и укладки ПВХ-мембраны гораздо ниже, чем работы по устройству кровли другими способами.
Недостатки: пластификаторы в их составе обладают летучестью, и со временем материал утрачивает высокие механические характеристики. Кроме того, это их свойство делает поливинилхлоридные мембраны экологически небезопасными; под воздействием солнечных лучей цветовой пигмент становится менее интенсивным; мембранная крыша из ПВХ плохо противостоит различным маслам, растворителям и любым материалам на основе битума.

ЭПДМ-мембраны – это однослойные вулканизированные мембраны, состоящие из синтетического каучука, этилен-пропилен-диенового терполимера, смешанного с сажей, глиной, маслами, вулканизирующими веществами и технологическими добавками.

Плюсы: имеют высокую прочность и долговечность; срок службы до 50 лет; обладают высокой устойчивостью к воздействию озона, ультрафиолетового излучения и высоких температур; не содержат пластификаторов и антипиренов, поэтому их характеристики остаются стабильными и неизменными с течением времени; сохраняют высокую гибкость и растяжимость при температуре до –45 °C; являются инертным материалом с ограниченным воздействием на окружающую среду в процессе производства и использования; имеют возможность применения на кровлях с любым основанием и уклоном конструкции; обладают минимальным весом.

Недостатки: появляются сложности, связанные с обустройством стыков при укладке покрытия, для данного вида покрытия применяют специальный клей, что само по себе превращает стыки мембран в «проблемные» места.

ТПО-мембраны (термопластичные полиолефиновые) состоят из искусственного этиленпропиленового каучука и пропилена. Армирующим слоем служит сетка полиэстера или стекловолокна. Существуют разновидности без армирующего слоя.

Мембранная кровля из такого материала отличается высокой прочностью. Производители обещают эксплуатационный срок более 50 лет. Поскольку в состав ТПО-мембран не входят летучие пластификаторы, они считаются экологически безопасными. Их характеристики позволяют вести монтаж мембранной кровли практически при любой температуре. ТПО-мембраны хорошо зарекомендовали себя в северных районах, нижняя граница их эксплуатационной температуры –62 °С. Повышенная прочность материала дает возможность накрывать им сложные конфигурации крыш домов и других зданий. Подробнее о мембранных технологиях в строительстве и других гидрофобных материалах можно прочитать в монографии Н.Н. Дебеловой и др. “Гидрофобные материалы в строительстве. Теоретические и прикладные аспекты гидрофобной защиты строительных материалов”– Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2016. – 180 с.