|
Часть 3.
Краткий обзор современных гидроизоляционных материалов для транспортного строительства
В последние годы в связи с развитием индустрии новых синтетических материалов появились и новые изоляционные материалы. Основным требованием, предъявляемым к современным гидроизоляционным материалам любого вида и назначения, являются высокая адгезия или пенетрационная способность (т. е. способность гидроизоляционного материала проникать в поверхностные поры и микротрещины изолируемого материала (бетона); эта группа материалов объединяется под именем торговой марки «Пенетрон»).
К числу прогрессивных отечественных материалов, применяющихся для изоляции железобетонных пролетных строений, относятся рулонные битумно-полимерные наплавляемые гидроизоляционные материалы: изопласт, изоэласт, мостопласт (и его модификации – мостопласт-лит и техно-эластмост С). Мостопласт – это рулонный гидроизоляционный наплавляемый битумно-полимерный материал, предназначенный для устройства гидроизоляции железобетонной плиты проезжей части и защитно-сцепляющего слоя на стальной ортотропной плите проезжей части мостовых сооружений, а также для изоляции других сооружений. Он может успешно применяться в тех районах, где температура достигает отметки ниже минус 40? C. Зарубежным аналогом этих материалов является эргобит, выпускаемый по лицензии германской фирмы HEIDELBERG Bauchemie GMBH санкт-петербургским асфальтобетонным заводом АБЗ-1.
Устройство гидроизоляции из перечисленных рулонных материалов производится путем их наклейки на бетонную (железобетонную) поверхность с оплавлением нижней поверхности рулона пламенем воздушно-газовой горелки и одновременными подогревом поверхности основания, медленным разворачиванием рулона и прижиманием его к основанию. Этим и достигается адгезия гидроизоляционного материала. Небольшой валик расплавленной мастики в месте соприкосновения рулона с основанием свидетельствует о правильном температурном режиме укладки.
Практическое применение указанные материалы нашли при производстве работ по реконструкции Троицкого моста в Санкт-Петербурге. Работы по гидроизоляции железобетонной плиты проезжей части были начаты с применением эргобита, а затем продолжены и закончены с использованием мостопласт-лита, превосходящего по характеристикам эргобит и имеющего более низкую стоимость (125 руб./ кв. м против 184 руб./ кв. м).
С применением мостопласта в Санкт-Петербурге осуществлена гидроизоляция при реконструкции мостов Александра Невского, Дворцового, Ушаковского, Шлиссельбургского, Биржевого, Поцелуева и других. В Москве был широко использован изопласт при гидроизоляции транспортных развязок (Кутузовская развязка, развязка на пересечении Ленинского проспекта и проспекта Вернадского), путепроводов на МКАД и других сооружений. Мостопласт и его модификации широко используются при строительстве и реконструкции сооружений в Чите, Иркутске, Уральском регионе, Краснодарском крае, Великом Новгороде и других городах Российской Федерации.
Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос применения гидроизоляционных материалов при устройстве проезжей части с ортотропной плитой в металлических автодорожных мостах. Применяемое для этих целей покрытие Icosit германского концерна Sika позволяет выполнить укладку асфальта непосредственно на это покрытие, уложенное, в свою очередь, на ортотропную плиту, без устройства традиционного защитного слоя. Эта технология нашла практическое применение при строительстве путепровода в Автово в Санкт-Петербурге (в его проектировании принимал участие и наш «Институт Гипростроймост-Санкт-Петербург»). Перед процессом нанесения покрытия производилась термоактивная очистка (до «серебристого» блеска), обеспыливание и обезжиривание поверхности ортотропной плиты, ее покрытие специальным составом (окраска Jotun, содержащая праймер-клей), а затем нанесение трехслойного покрытия Icosit с последующей укладкой горячего асфальта без защитного слоя. Соблюдение описанной технологии обеспечивает необходимую адгезию. Но гидроизоляция, устроенная по приведенной технологии и с использованием соответствующих материалов, оказывается заметно более дорогостоящей, чем традиционная (10% от общей стоимости проектных работ по сравнению с 3% при традиционной технологии).
Существует и практика устройства гидроизоляции ортотропных плит с применением рулонных наплавляемых битумно-полимерных материалов.
Примером такого рода служит гидроизоляция проезжей части строящегося вантового моста через Неву в Санкт-Петербурге, в проектировании которого также участвует ОАО «Институт Гипростроймост-Санкт-Петербург». Подготовка поверхности ортотропной плиты аналогична описанной выше – «термоактивная очистка-обеспыливание-обезжиривание-покрытие праймер-клеем». Полимерный материал праймер-клей, как и в предыдущем примере, служит своего рода промежуточным звеном между металлом ортотропной плиты и гидроизоляцией, способствуя лучшей поверхностной адгезии. Собственно гидроизоляционным материалом в данном случае является рулонный наплавляемый материал техно-эластмост, по которому укладывается слой литого, а затем высокоплотного асфальта.
В любом случае важно, чтобы гидроизоляционный материал, на который непосредственно укладывается горячий асфальт, был достаточно термостойким (до 200 ?C). Современные гидроизоляционные материалы этому требованию соответствуют.
В настоящее время одним из мировых лидеров по выпуску продукции строительной химии, и в частности – гидроизоляционных материалов, является концерн Sika. Его специалисты комплексно, в свете современных научно-производственных тенденций, подходят к вопросу сохранности бетонных (железобетонных) конструкций, разрабатывая не только собственно гидроизоляционные материалы, но и добавки для бетона, способствующие приданию бетону дополнительных антикоррозийных свойств. Среди них суперпластификаторы Sika® Visco Crete®, позволяющие получать самоуплотняющуюся бетонную смесь; инъекционные материалы для уплотнения существующего бетона; эпоксидные клеи для приклеивания эластичных лент Sika®Combiflex, применяемых для гидроизоляции швов; защитные покрытия Sikagard, предназначенные для предохранения бетона от агрессивного воздействия внешней среды (в широком смысле слова): замораживание-оттаивание, воздействие ультрафиолетовых лучей, воздействие агрессивных жидкостей; собственно изоляционные материалы, обладающие более высокими защитными свойствами, чем перечисленные выше материалы. Антикоррозийная защита металлоконструкций осуществляется посредством применения материалов системы покрытий Icosit® в комбинации с различными добавками – в зависимости от вида конструкций. Специализированный материал Trocal AG фирмы Sika Trocal используется для гидроизоляции открытых искусственных сооружений: мостов, эстакад – и позволяет укладывать горячий асфальт непосредственно на его поверхность, не прибегая к устройству промежуточной бетонной стяжки. Специально разработанный материал Sikaplan применяется для гидроизоляции тоннелей.
Одним из мировых лидеров в области производства водонепроницаемых материалов и технологий для гидроизоляции мостов является промышленная группа ICOPAL. Разработанный ею битумно-полимерный материал Brabant с интегрированной геотекстильной прокладкой из полипропилена применяется для гидроизоляции железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов. Геотекстильная прокладка защищает гидроизоляционное покрытие от повреждений и позволяет производить (по аналогии с вышеописанными технологиями) укладку щебня балластной призмы (при толщине ее 350 мм и более) непосредственно на Brabant. Brabant укладывается на несущее основание свободно с наплавкой газовой горелкой и защитой лентами из нетканого полипропилена перехлестов и примыканий к вертикальным поверхностям.
Впервые Brabant был применен в 80-х годах прошлого века во Франции при строительстве мостов на скоростных и обычных железных дорогах. В 2000 г. Brabant на модификаторе битума SBS прошел лабораторные испытания во Всероссийском Научно-исследовательском Институте железнодорожного транспорта (ВНИИЖТе) и согласован Департаментом пути и сооружений МПС РФ для применения при гидроизоляционных работах на железнодорожных мостах.
Проведенный 23 января 2004 г. факультетом «Мосты и тоннели» и кафедрой «Мосты» Санкт-Петербургского Государственного Университета Путей Сообщения при участии специалистов концерна «MC – Bauchemie» (Германия) научно-практический семинар на тему «Современные инъекционные материалы и технологии в реконструкции и гидроизоляции. Опыт применения материалов «MC – Bauchemie» – также выявил современные тенденции применения соответствующих материалов и технологий.
В основном предметом рассмотрения и обсуждения на семинаре был вопрос инъекционных технологий и соответствующих материалов, по которым у концерна «MC – Bauchemie» и совместного предприятия «MC – Bauchemie Russia» накоплен немалый опыт проектирования и строительства.
Для специалистов особый интерес представляют инъекционные технологии концерна MC–Bauchemie, основанные на нагнетании в тело реконструируемого объекта (тело опоры, стенки тоннеля) через анкер-инъекторы, так называемых пакеров – обладающих способностью к объемному расширению растворов, приготовленных на основе полимерных составляющих (эпоксидных, полиуретановых, минеральных, алюминатных смол и т. д.). Материалы MC-DUR 1264 KF (заполнение трещин, восприятие динамических нагрузок), MC- Injekt 2033 (объемное расширение нагнетаемых материалов, обеспечение водонепроницаемости трещин), MC-Injekt 2300 NV (полиуретановый водонепроницаемый эластик), MC-DUR Kleber RU-47 (инъекции при ремонте стен в подвальных помещениях) при использовании соответствующих технологий позволяют создать водонепроницаемую конструкцию. Мост через р. Аре (Швейцария), построенный 140 лет тому назад с опорами из естественного камня, удалось полностью вылечить, несмотря на то, что за время эксплуатации швы между каменными блоками были разрушены на глубину до 50 см. Аналогичным способом было проведено лечение тоннеля метрополитена города Сан-Пауло в Бразилии, где находящаяся под давлением вода протекала сквозь бетонные блоки стен тоннеля и были частично повреждены соединительные швы конструкции. Комбинирование инъекционных материалов позволило сначала остановить приток воды, а затем герметизировать все трещины.
В России также немало примеров удачного использования современных материалов и технологий. Так успешно было проведено лечение течей в стенах Северо-Муйского тоннеля на БАМе материалом «кольматрон», разработанным на основе цементных составляющих и являющимся одним из аналогов расширяющихся материалов совместного предприятия "MC – Bauchemie Russia".
Одновременно российскими специалистами было отмечено, что применение полимерных составляющих для целей нагнетания и заполнения трещин и полостей при лечении конструкций вызывает определенные сомнения. Эти сомнения, высказанные на семинаре, касаются отдаленных результатов проводимых работ: по мнению российских ученых, целесообразнее применение цементных компонентов, чтобы обеспечить более естественное сочетание цементного камня нагнетаемого материала и скелета усиляемой конструкции. В любом случае следует говорить о наличии проблемы и необходимости дальнейших серьезных исследований для ее решения.
На семинаре было обращено внимание на немаловажный вопрос стоимости новых гидроизоляционных материалов, которая остается пока высокой, но есть тенденция ее снижения.
Подытоживая сказанное и анализируя состояние рассматриваемого вопроса устройства гидроизоляции сооружений на данной стадии его изученности, представляется целесообразным подходить к его решению по двум взаимосвязанным направлениям.
Во-первых, для повышения долговечности железобетонных конструкций большое значение имеет качество самого бетона, его водонепроницаемость, гидроизоляционные свойства, что достигается применением современных добавок, о которых говорилось выше. Во-вторых, повышение качества гидроизоляции железобетона достигается применением новых гидроизоляционных материалов (с новыми, улучшенными свойствами) и с использованием прогрессивных технологий.
В применении антикоррозийных покрытий металлических конструкций представляется перспективным повышение адгезионной способности гидроизоляционных материалов. Необходимо уделять большее внимание качеству подготовки поверхности изолируемой конструкции и применению современных технологий нанесения лакокрасочных покрытий и укладки рулонных материалов. Немаловажным фактором повышения качества гидроизоляции является нанесение изолирующего покрытия в стационарных (заводских) условиях. Что касается собственно металла, то улучшение качества сталей, безусловно, будет тоже способствовать повышению антикоррозионных возможностей конструкции.
Особое значение приобретает применение современных изоляционных материалов и технологий при реконструкции, лечении и капитальном ремонте сооружений – едва ли не большее, чем при строительстве новых. Ведь существует множество построенных по традиционным технологиям, с применением старых изоляционных материалов и нуждающихся в реконструкции мостов, тоннелей, путепроводов, труб и других искусственных сооружений.
В целом внедрение в практику строительства предлагаемых решений будет способствовать повышению прочности, сохранности и долговечности железобетонных и металлических сооружений.
Автор: В. А. Костинский, Каталог-справочник "Материалы и конструкции для транспортных сооружений"
|
