Новые технологии помогают решать застарелые проблемы подчас самым неожиданным образом, в очередной раз  демонстрируя, что к любому  вопросу следует подходить творчески    

Фундаменты подвергаются активному воздействию грунтовых вод и химических веществ, содержащихся в почве. Поэтому бетонная основа здания нуждается в защите, для чего применяются различные гидроизоляционные материалы, в частности ПВХ-мембраны. Сегодня все большее распространение получают ремонтопригодные гидроизоляционные системы на основе полимерных мембран, которые позволяют решить непростую проблему – ремонт гидроизоляции заглубленных частей здания.

Чтобы провести ремонт

Для обеспечения ремонтопригодности гидроизоляции в системе предусмотрено ее зонирование на герметично изолированные друг от друга секции площадью около 150 м². Оно выполняется с помощью наружных ПВХ гидрошпонок, представляющие собой литой полимерный эластичный профиль, лицевая поверхность которого выполнена в виде уплотнительных анкеров (ребер), а тыльная поверхность - гладкая. Гидрошпонки гладкой поверхностью герметично крепятся к поверхности гидроизоляционной мембраны термическим способом (привариваются), а уплотнительными анкерами замоноличиваются в бетон при бетонировании конструкции.

Зонирование гидроизоляции позволяет ограничить распространение проникающей воды внутри только одной секции - барьерами служат уплотнительные анкера, замоноличенные в бетонной конструкции, а также герметичное место сварки плоской части гидрошпонки и гидроизоляционной мембраны. Для обнаружения и устранения возможных протечек в каждой герметичной секции устанавливается по пять контрольно-инъекционных штуцеров с инъекционными трубками, концы которых выводятся внутрь конструкции.

Такая система хорошо зарекомендовала себя на многочисленных объектах, которые эксплуатируются долгое время без нареканий к гидроизоляции. К сожалению, не на всех строительных объектах на стадии проектирования и монтажа системы гидроизоляции обеспечивается надлежащее качество, что приводит в дальнейшем к нарушению гидроизоляции и протечкам. При этом встречаются случаи нарушения ремонтопригодной гидроизоляции на основе полимерных мембран, когда имеют место обширные участки водопроявления. Такие факты и выводы наблюдений приводят к необходимости обсуждения эффективности работы гидрошпонок: в какой степени они способны ограничивать воду и ремонтный состав в пределах герметичных секций.

Постановка задачи

В процессе эксплуатации система гидроизоляции воспринимает гидростатическое давление воды, которое в случае нарушения гидроизоляции позволяет воде заполнять пространство между полимерной мембраной и бетонной конструкцией. Для изучения и обоснования эффективности работы гидрошпонок в качестве барьера на пути распространения воды автором предложена методика, а также установка для тестирования гидрошпонок, применяемых для секционирования гидроизоляции из полимерных мембран. В ходе исследования выполнены испытания, суть которых заключается в следующем: испытуемые образцы герметичных секций подвергаются ступенчатому воздействию гидростатического давления, и по мере воздействия давления контролируется его падение.  

Образцы для испытаний

Для испытаний были выполнены образцы герметичных секций размером 100 х 100 см из ПВХ мембраны. На поверхность мембраны были установлены наружные гидрошпонки - таким образом были сформированы герметичные секции гидроизоляции. В центре каждой секции был установлен инъекционный штуцер, который приваривался точечно (не сплошным швом) с подключенной к нему полимерной трубкой, с последующей укладкой слоя пленки и геотекстиля.

Далее в смонтированную опалубку помещались подготовленные образцы, сверху был смонтирован арматурный каркас из композитной арматуры. После размещения образца в опалубке он заливался бетонной смесью.

Расчетный класс использованного бетона - В30, толщина бетона 20 см, в процессе укладки бетонной смеси производилось ее вибрирование. После укладки бетона его созревание происходило в нормальных условиях (без воздействия осадков, при температуре 23°С) в течение 28 суток.

Установка для испытаний

Для испытаний была сконструирована и собрана специальная установка, которая позволяет обеспечить достаточный прижим, чтобы предотвратить «надувание» мембраны и подъем бетона под действием гидростатического давления воды (рис. 3). Она выполнена в виде разборной металлоконструкции, состоящей из 16-ти швеллеров 12П, которые образуют каркас для размещения образца. Нижняя и верхняя части установки выполнены в виде 4-х пар швеллеров, каждая пара связана между собой болтами М12.

В нижнюю часть установки помещается образец, боковые щиты опалубки при этом демонтируются, а нижний щит опалубки выступает распределяющим слоем, обеспечивающим плотное прижатие мембраны к бетону и нижнему ряду швеллеров. После размещения образца монтируется верхняя часть каркаса из швеллеров. Нижний и верхний ряды швеллеров стягиваются металлическими шпильками.

Испытания

После набора прочности бетона путем подтяжки гаек на шпильках выполнялась фиксация образца. Затяжка производилась без усилия, а только для предотвращения возможности поднятия образца давлением воды. Для подачи воды в герметичную карту образца изготовлена специальная установка, которая позволяет плавно регулировать и поддерживать давление воды в заданном диапазоне. Установка выполнена в виде неразборного сосуда, оснащенного шаровыми кранами и регулятором давления. Установка заполняется водой через головной кран, после этого к ней подключается редуктор и в верхнюю часть установки подается воздух, который и поддерживает давление воды в заданном диапазоне.

Установка подключалась к замоноличенной в бетоне инъекционной трубке, соединенной со штуцером, установленным в центре карты, далее в испытательную карту нагнеталась вода под давлением. На каждом этапе нагружения выполнялась выдержка образца и фиксация изменений. Расчетным предельным значением давления воды было принято 0,2 МПа, что равно 2 бар (атм). Шаг нагружения: 0,1 бар = 0,1ат. (атм.) = 0,01МПа. Время выдержки на каждом этапе составляло 10 минут. Контролируемые параметры на каждом этапе: протечка воды; падение давления воды; трещины и другие внешние изменения образца. При достижении предельного значения давления воды 2 бар образцы подвергались долгосрочной выдержке под таким давлением в течение 72 часов.

Результаты испытаний.

Испытания выполнены для двух типов гидрошпонок, которые наиболее часто применяются для секционирования ПВХ-мембран. Это ПВХ-гидрошпонка EC-220-3 шириной 220 мм с тремя анкерными ребрами и ПВХ-гидрошпонка EC-320-4 шириной 320 мм с четырьмя анкерными ребрами.

Результаты испытаний для обеих гидрошпонок, представлены в таблице.

Табл. Результаты испытаний гидрошпонок.

Выводы

Выполненные испытания гидрошпонок, применяемых для секционирования гидроизоляции из ПВХ-мембран, показывают эффективность. Герметичные секции, образованные наружными гидрошпонками, выполняют свою функцию в долгосрочной перспективе под воздействием высокого гидростатического давления. Гидрошпонки предотвращают перемещение воды из одной герметичной секции гидроизоляции в другую при возникновении протечки и распространении ремонтного состава в случае инъектирования.

Наблюдаемые в отдельных случаях на объектах масштабные по площади протечки, по которым может быть сделан вывод о неэффективности секционирования гидроизоляции при помощи гидрошпонок, могут возникать по нескольким причинам. Основная причина - это нарушение технологии монтажа гидрошпонок при выполнении работ, в том числе некачественное выполнение стыковых и Т-образных соединений, а также низкое качество сварки плоской части гидрошпонки и ПВХ мембраны.

Немаловажным фактором, влияющим на эффективность работы гидрошпонок, является и качество монолитных работ, выполняемых на объекте строительства. Виброуплотнение бетона должно выполняться особенно тщательно в местах размещения гидрошпонок - для наилучшего замоноличивания анкерных уплотнителей. Но, к сожалению, слабое виброуплотнение бетона - это достаточно распространенный дефект в современном строительстве.

Представленные результаты испытаний показывают, что соблюдение технологии и высокое качество работ при монтаже гидрошпонок определяют их эффективную работу по обеспечению герметичности изолированных секций гидроизоляции из ПВХ-мембран.

 Алексей Цыбенко,

технический руководитель отдела

«Инженерная гидроизоляция»

компании «ТЕХНОНИКОЛЬ»