Засыпка гидроизоляционных материалов в водонепроницаемые слои производится в опалубке. Аналогична по конструкции литой, но имеет большую толщину 10 — 50 см при небольшой водонепроницаемости (глина и глинобетонные покрытия). В 40 — 50-х годах применяли «глиняный замок», технология которого заключалась в следующем: приготовленная глина укладывалась вокруг сооружений (фундамента) и послойно утрамбовывалась (уплотнялась) при толщине 200 — 300 мм, защита исключала контакт с агрессивной средой. Коэффициент фильтрации даже хорошо уплотненного глинобетона не бывает ниже 10 — 9 см/с, и толщина замка обычно принимается равной 0,6 — 1,2 м. Большая усадка глины при высыхании требует специальных мер борьбы с усадочными трещинами: введения отощающих добавок, увлажнения при стабилизации.
Первоначально бентонитовые глины с учетом их гидроизоляционных свойств использовались в качестве уплотняющих добавок к бетонам и грунтам. В последнее время бентониты стали использовать в качестве основного компонента в гидроизоляционных материалах. В таких материалах бентонит обеспечивает водонепроницаемость благодаря способности при контакте с водой образовывать гель, практически не пропускающий воду (коэффициент фильтрации менее 10 — 7 м/с). Глинистые минералы типа сукновальной глины можно ввести в реакцию с водорастворимыми или набухающими в воде полимерами с образованием влагостойких гелей. Такие гели с успехом применяются для гидроизоляции строительных конструкций. Предварительно смеси и гранулы для улучшения уплотняющих свойств смачивают, однако при этом немедленно начинается реакция гелеобразования. Особенно это относится к смесям, содержащим активированные сукновальные глины, которые довольно быстро взаимодействуют с полимерами. Кроме того, гелеобразующую смесь трудно хранить.
Согласно патенту № 2238958 получена смесь, лишенная этих недостатков, она содержит воду, причем в смеси происходит умеренная предварительная реакция между активированной сукновальной глиной (или не активированной и активирующим агентом) и полимером. Такая реакция недостаточна для полного формирования геля, однако ее хватает для образования некоторого количества связей между полимерами и глинистым минералом, вследствие чего частицы смеси или шихты лучше сцепляются друг с другом. Смесь наносят на поверхность конструкции, затем смачивают водой, и гель образуется самопроизвольно. Гель имеет высокие гидроизолирующие свойства, устойчив к перепадам температуры от -25 до +60°С, обладает буферными свойствами.
В современной гидроизоляции была использована идея «глиняного замка» и разработаны эффективные материалы «RAWMAT HDB» (Англия, компания «RAWELL»), а также панели «VOLKLAY» 1,2×1,2 м, геотекстильные маты «VOLTEX» и «BENTOMAT» американской компании СЕТСО на основе высокоплотного природного натриевого бентонита, который при полной гидратации увеличивается в объеме в 14 — 16 раз. Для реализации свойств бентонита необходимо соблюдение условий: в исходном материале бентонит должен быть в виде порошка или гранул, в рабочем состоянии после контакта с водой бентонитовый гель должен быть в виде сплошного слоя, расположенного в замкнутом пространстве. Эти условия выполняются в вышеуказанных матах и панелях. Бентонитовые глины имеют высокие адсорбционные и коллоидные свойства, а также характеризуются высокой дисперсностью и пластинчатым строением. Преобладающий минерал бентонитов-монтмориллонит относится к подклассу слоистых силикатов. Структура монтмориллонита отличается от других глинистых минералов (например, каолинита) симметричным сложением пакетов и большим межпакетным расстоянием. Поверхностные слои пакетов монтмориллонита, сложенные анионами кислорода, удерживают обменные щелочные катионы. Если преобладает кальциевый бентонит Са++, то у таких глин ярко выражены сорбционные свойства и ослаблены коллоидные вплоть до того, что при увлажнении они не образуют пластичного теста, а рассыпаются. В том случае, если преобладают натриевые бентониты Na +, то глины приобретают уникальные коллоидные свойства. Они активно поглощают воду, которая входит в межпакетное пространство, при этом объем глины увеличивается в 5 — 15 раз. Компания «Akzo Nobel Geosynthetics» (США) выпускает гидроизоляционные маты «NaBento», представляющие собой трехслойную систему, заполненную бентонитовым порошком. Сверху и снизу находятся два прошивных полотна упрочненного геотекстиля из полипропилена внутри — слой объемного высокопористого материала — порошкообразного бентонита. Все составные части этой системы соединены прочными швами вдоль полотна с шагом 25 см. Общая толщина мата в сухом состоянии 8 мм. Ширина полотна до 3,6 м, длина до 30 м, масса 1 м2 4 кг (из них бентонита 3,5 кг). Аэротекстиль кроме функции емкости для бентонита является армирующим элементом. Благодаря прошивке всех компонентов готового материала «NaBento» может выдерживать сравнительно высокие растягивающие усилия. Высокоплотная бентонитовая мембрана и панели с двух сторон имеют два слоя биоразлагающегося гофрированного картона, между которыми размещены гранулы бентонита натрия (4,9 кг/м2). Эти материалы не токсичны, химически стойки, срок службы материала не ограничен, конечная гидроизоляция не имеет соединительных швов, трудоемкость монтажа в 3 раза ниже обычных материалов, возможность укладки в любое время года при любых погодных условиях.
Технические характеристика изоляционных матов «NaBento»
- Прочность на разрыв, кН/м, не менее: вдоль … 15; поперек … 20
- Удлинение при разрыве, %, не менее: вдоль … 25; поперек … 70
- Коэффициент фильтрации под давлением 2 кПа (2 м вод. ст.) … 20*10-10
Технология укладки панелей «VOLCLAY»:
- на горизонтальной поверхности мембраны укладываются внахлест без крепления и закрываются бетонной стяжкой;
- на наружные вертикальные поверхности мембраны укладываются панели или маты внахлест и пристреливаются металлическими дюбелями, затем засыпаются песчаным грунтом с послойным уплотнением.
Технология выполнения гидроизоляции (материал «Rawmat HDB») на вертикальных поверхностях:
- очистить поверхность стены от пыли, комков бетона. При установке полотно должно быть плотно натянуто. Полотна крепятся гвоздями Hilti/Masonry с шайбами 75×75, деревянными рейками, алюминиевыми или пластиковыми полосами на расстоянии 150 мм (для нахлеста с другим полотном) от края полотна. При сыром и влажном бетоне мембрана крепится на клей Rapid, Bond, Adhesive;
- распылить Rawtite PR праймер на бетон в область, где будет нанесен клей. Rawtite, Rapid, Bond, Adhesive (клей) наносится каплями на мембранную поверхность, а затем прижимается к бетону (где был распылен праймер), чтобы мгновенно сформировать шов;
- уложить вокруг всей конструкции герметик «Rawseal TR 35» и закрепить «Rawmat HDB»;
- следующее полотно перекрывает нижнее на 100 мм.
После крепления мембраны к стене необходимо как можно быстрей засыпать землей. Если нет возможности провести немедленную засыпку землей, то необходимо мембрану накрыть полиэтиленом для предотвращения дегидратации. Пленки необходимо пригрузить 350 — 400 кг/м2, т.е. бетон толщиной 20 см или грунт толщиной 45 см.
В мембранах «DUALSEAL» наблюдается совместная работа двух гидроизоляционных материалов: полиэтиленовой пленки и бентонитовой глины, помещаемых в пространство между двумя жесткими конструкциями. Мембрана (рулон шириной 1,22 м и длиной 7,3 м) устанавливается полиэтиленовой пленкой в сторону возможного поступления воды. При попадании воды в швы между полосами мембраны бентонит набухает и закрывает дальнейший доступ воде. Нарушения целостности пленки (прокол, разрыв) также устраняется бентонитовым гелем. Сама же пленка защищает бентонитовый гель от размывания и сползания. К защищаемой поверхности полиэтиленовая пленка крепится со стороны поступления воды. Полосы мембраны крепятся с нахлестом 50 мм; на период проведения работ швы укрепляются клейкой лентой.
Технические характеристики мембран «DUALSEAL»:
- Прочность на растяжение, МПа … не менее 30
- Прочность ПЭ пленки на прокол, Н … не менее 400
- Диапазон рабочих температур, °С … -30…+55
- Фильтрация воды при давлении 0,5 МПа (50 м вод. ст.) … отсутствует
- Биостойкость … полная
- Вредных для человека веществ … нет
Засыпная гидроизоляция применяется при устройстве тепловых сетей бесканальным способом. В траншее по установленным опорам укладывают трубопровод и вдоль него с двух сторон устанавливают инвентарные металлические щиты. Между щитами засыпают слой (толщина 300 — 400 мм) гидрофобной золы-уноса и уплотняют его. Одновременно засыпают гидрофобную золу, покрывают ее слоем толя и выполняют полностью обратную засыпку.
Кроме «глиняных замков» экранирование возможно выполнять путем инъецирования в скважины (расположенные по периметру фундаментов) битумных и полимерных материалов. При оклеечной или обмазочной изоляции важнейшим условием является обеспечение сплошности защиты по всему периметру, включая вертикальные элементы и подошву, хотя по конструкции и условиям работы у них имеется определенное отличие. Большинство отдельно стоящих фундаментов под колонны, как правило, состоят из подколонника и одно-, двух- и трехступенчатой плиты. Под фундаментом при отсутствии агрессивных сред устраивается бетонная подготовка обычно толщиной не менее 100 мм. Для агрессивных сред вместо бетонной подготовки применяется щебень кислотостойких пород, утрамбованный в грунт, или подготовка из щебня толщиной 80 — 100 мм, которая исключает лишь капиллярное поднятие.
