РУЛОННЫЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ С ОБРАТНОЙ АДГЕЗИЕЙ К БЕТОНУ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E02D31/06 B32B5/30 B32B9/00 B32B33/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к гидроизоляционным материалам с адгезионным слоем к бетонным поверхностям. Изобретение позволяет существенно повысить надежность гидроизоляционной защиты подземных и заглубленных зданий и сооружений при их строительстве в плотной городской застройке.

Уровень техники

Одним из основных факторов, влияющих на долговечность подземных и заглубленных частей зданий и сооружений, является воздействие воды.

Вода, проникающая внутрь строительных конструкций, вызывает коррозию арматуры и разрушение бетона, что ухудшает статические свойства конструкции и, в конечном итоге, приводит к ее разрушению. Проникающая во внутренние помещения подземной части сооружения, вода снижает их эксплуатационные свойства, нарушает работу технологического оборудования, ухудшает микроклиматические условия в помещении и т.п.

Для снижения риска проявления этих проблем важно выбирать правильные технические решения гидроизоляционных систем, которые позволили бы исключить протечки воды и, как следствие, существенно уменьшить дополнительные расходы на восстановление гидроизоляции.

Защита фундамента объекта строительства - первостепенная задача при его возведении, поскольку именно на этом этапе строительства закладывается надежность всего сооружения в целом.

Одним из широко применяемых видов гидроизоляции является рулонная гидроизоляция, которая, согласно ГОСТ 30547-97, классифицируется на несколько видов по: структуре полотна, виду основы, виду основного компонента покровного состава (для материалов на картонной основе), вяжущего (для материалов на волокнистой и комбинированной основах) или материала (для полимерных материалов), виду защитного слоя.

По структуре полотна рулонные материалы подразделяют на основные (одно- и многоосновные) и безосновные. По виду основы рулонные материалы могут быть на картонной, асбестовой и стекловолокнистой основах, на основе из полимерных волокон или на комбинированной основе.

По виду основного компонента покровного состава, вяжущего или материала рулонные материалы подразделяют на битумные (наплавляемые, ненаплавляемые), битумно-полимерные (наплавляемые, ненаплавляемые) и полимерные (эластомерные вулканизованные и невулканизованные, термопластичные).

По виду защитного слоя рулонные материалы подразделяют на материалы с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой, пылевидной), с фольгой или с пленкой.

Как правило, гидроизоляционные работы по защите фундамента выполняют после осуществления монолитных работ. Однако гидроизоляцию вертикальных подземных конструкций зданий или сооружений в котлованах с вертикальным ограждением (например, стена в грунте, шпунтовое ограждение, буросекущие/бурокасательные сваи и др.) выполняют до устройства монолитных работ, т.е. меняется очередность этих этапов строительства. В случаях строительства зданий или сооружений в плотной городской застройке выполнить разработку стандартного котлована с откосами часто не представляется возможным из-за ограниченного пространства для обустройства фундамента. В подобных случаях разработка котлована ведется с устройством вертикального ограждения (Фиг. 1).

В таких котлованах по вертикальному ограждению (по выравненной поверхности) вначале необходимо смонтировать гидроизоляционную систему и только после этого производить работы по вязке арматурного каркаса ограждающих конструкций и далее монолитные работы. Таким образом, при монтаже изоляционной системы на вертикальной поверхности сначала производится укладка гидроизоляционного материала, а затем уже заливается бетонная смесь в пространство между гидроизоляционным материалом и предустановленной опалубкой. В этом случае гидроизоляционный материал не наплавляется/не приклеивается к бетонному основанию, а наоборот, бетонный раствор заливается на поверхность материала, поэтому сцепление бетона с гидроизоляционным материалом называют «обратной адгезией».

Для выполнения гидроизоляционных работ для котлованов с вертикальным ограждением используют различные гидроизоляционные материалы, имеющие на своей поверхности адгезионный слой, обеспечивающий сцепление материала с бетоном. Одним из таких материалов является битумный рулонный гидроизоляционный материал Soprema Colphene BSW с адгезионным слоем на основе кристаллов диоксида кремния (https://soprema.ru/ru/), выбранный в качестве прототипа изобретения.

Ниже в табл. 1 представлена информация о марках известного материала, используемых в целях гидроизоляции на различных поверхностях.

Марки Colphene BSW UNILAY HP, Colphene BSW H Plus и Colphene BSW V (https://soprema.ru/ru/predustanavlivaemye-bitumno-polimernye-rulonnye-membrany-dlya-zaglublennyh-konstrukciy-colphene-bsw) с адгезионным сцеплением к бетону представляют собой высокотехнологичный свободно настилаемый или наплавляемый рулонный битумно-полимерный гидроизоляционный материал, который состоит из SBS-модифицированного битумного вяжущего, усиленного не гниющей сверхпрочной основой из нетканого полиэстера или из нетканого полиэстера в сочетании со специальным флисом. Верхняя сторона материала покрыта специальным адгезионным слоем на основе кристаллов диоксида кремния, а нижняя сторона - полимерной пленкой. Прочность сцепления этого материала с бетоном составляет до 0,6 МПа.

Одной из важных характеристик битумосодержащих кровельных и гидроизоляционных материалов является показатель «гибкость на брусе» при отрицательных температурах, который косвенно указывает на предельно низкую температуру воздуха, при которой возможна укладка материала. Для вышеуказанных марок материала Soprema Colphene BSW гибкость на брусе с радиусом 10±0,2 мм составляет -16 °С, что можно отнести к недостаткам известного технического решения, поскольку этот показатель ограничивает применение известного материала в зимнее время.

Раскрытие изобретения

Для создания надежной гидроизоляционной системы и обеспечения герметичности конструкций здания важно решить следующие технические задачи:

1. Обеспечить получение гидроизоляционного материала, имеющего сплошную (непрерывную) адгезию к бетону. Сплошная адгезия материала к бетону обусловливает отсутствие свободного пространства/пазух между гидроизоляционным материалом и бетонной конструкцией, что чрезвычайно важно, поскольку позволит избежать распространения воды в этом пространстве в случае какого-либо механического повреждения гидроизоляции. В случаях образования протечки распространение воды ограничится локальным местом повреждения гидроизоляции, распространения воды по всей изоляционной системе не произойдет. Таким образом, применение гидроизоляционного материала, обладающего высокой адгезией к бетону, позволит существенно повысить надежность изоляционной системы здания или сооружения.

2. Обеспечить способ «свободной» укладки гидроизоляции относительно вертикального ограждения котлована. Для этого необходимо уложить гидроизоляционный материал на вертикальной поверхности так, чтобы он не был прикреплен к бетонному основанию и совместно с конструкциями здания мог подвергаться осадке.

Преимуществом такого способа монтажа битумно-полимерных рулонных материалов в котлованах с вертикальным ограждением перед традиционными способами является отсутствие деформационных швов в гидроизоляционной мембране в зоне подошвы фундаментной плиты и в цокольной зоне, которые образуются из-за крепления вертикальной части гидроизоляционного покрытия к вертикальному ограждению котлована.

Применение такого способа «свободной» укладки гидроизоляционного материала с обратной адгезией к бетонным конструкциям повышает надежность изоляционной системы и обеспечивает ее герметичность при осадке здания.

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение адгезии битумного гидроизоляционного материала к бетону, а также увеличение гибкости на брусе, что расширяет возможности применения материала в зимнее время, и, как следствие, повышение надежности при эксплуатации гидроизоляционной системы здания или сооружения, а также надежности и долговечности строительных железобетонных конструкций в целом.

Технический результат изобретения достигается заявляемым рулонным гидроизоляционным материалом, который содержит гидроизолирующий слой полотна из полиэфирной основы с нанесенным на нее полимерно-битумным вяжущим и расположенные с противоположных сторон от гидроизолирующего слоя нижний полимерный защитный слой и верхний адгезионный слой, где верхний адгезионный слой предназначен для контакта с бетонной поверхностью и выполнен из гранул из магматических горных пород с нанесенной на них композицией покрытия из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону.

Полимерно-битумное вяжущее может представлять собой композицию, содержащую битум и полимерный модификатор стирол-бутадиен-стирол в количестве не более 25 мас. %.

Гранулы могут иметь диаметр от 0, 25 до 3,2 мм и следующий состав (в мас. %): остаток на сите 3,2 мм: 0; остаток на сите 2 мм: 0,1-10; остаток на сите 1,25 мм: 20-50; остаток на сите 0,63 мм: 30-70; остаток на сите 0,25 мм: 3-20.

Гранулы, образующие верхний адгезионный слой, могут быть окрашены керамической краской.

Керамическая краска может иметь следующий состав (в мас. %): 20 - 50 жидкого стекла, 15 - 40 каолина, 10 - 30 пигмента и 0 - 40 воды.

Акрилсодержащим латексом может быть латекс на основе полиакрилатов или сополимеров акрила и стирола.

Промоутер адгезии может быть выбран из группы силанов с функциональными органическими группами.

Силан с функциональными органическими группами может быть выбран из группы аминосиланов, эпоксисиланов, метакрилоксисиланов и алкоксисиланов.

Силан с функциональными органическими группами может представлять собой 3-аминопропилтриэтоксисилан, или 3-аминопропилтриметэтоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриметоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, или 3-метакрилоксипропилтриметэтоксисилан.

Количество промоутера адгезии в композиции покрытия может составлять от 2 % до 10 % от массы композиции.

Нижний полимерный защитный слой может представлять собой легкоплавкую пленку из полиэтилена низкого давления или полиэтилентерефталата или нетканое полиэфирное полотно.

Технический результат изобретения также достигается способом гидроизоляции вертикальных подземных конструкций с помощью заявляемого рулонного гидроизоляционного материала в котлованах с вертикальным ограждением, который включает в себя следующие этапы:

1) на поверхность вертикального ограждения котлована укладывают выравнивающий слой из составов на цементной основе;

2) на выравнивающий слой укладывают полимерную пленку, геотекстильное полотно и стеклоткань, которые образуют скользящий комбинированный слой;

3) скользящий комбинированный слой временно прикрепляют к выравнивающему слою при помощи механических крепежных средств;

4) осуществляют монтаж первого гидроизоляционного слоя из рулонов битумосодержащего гидроизоляционного материала с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов;

5) первый гидроизоляционный слой временно при помощи механических крепежных средств прикрепляют к выравнивающему слою;

6) в местах нахлестов рулоны первого гидроизоляционного слоя сплавляют между собой без приклейки к скользящему комбинированному слою;

7) на первый гидроизоляционный слой методом сплошного наплавления укладывают второй гидроизоляционный слой из рулонов заявляемого гидроизоляционного материала с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов;

8) производят развязку арматурного каркаса;

9) устанавливают опалубку;

10) заливают бетонную смесь в пространство между уложенным вторым гидроизоляционным слоем и опалубкой;

11) после застывания бетонной смеси механические крепежные средства удаляют.

Механическими крепежными средствами могут быть дюбель-гвозди с тарельчатыми держателями.

Нахлест смежных полотнищ рулонов как первого, так и второго гидроизоляционных слоев может составлять не менее 100 мм, а торцевой нахлест рулонов, из которых выполнены указанные слои, - не менее 150 мм.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлена схема строительства в котлованах с откосами (а) и с вертикальным ограждением (б).

На Фиг. 2 представлена структура заявляемого гидроизоляционного материала с указанием слоев.

На Фиг. 3 приведена схема нанесения верхнего адгезионного и нижнего защитного слоев на полотно из полиэфирной основы с полимерно-битумным вяжущим.

На Фиг. 4 представлен фронтальный разрез котлована, иллюстрирующий схему укладки слоев гидроизоляции.

Осуществление изобретения

Битумный гидроизоляционный материал предназначен для устройства однослойной и многослойной (двухслойной) гидроизоляционной мембраны в фундаментах, подземных и заглубленных конструкциях зданий и сооружений, тоннелях, парковках и т.д., строительство которых производится в котлованах с вертикальным ограждением.

Заявляемый рулонный битумный гидроизоляционный материал содержит гидроизолирующий слой полотна из полиэфирной основы 1 с нанесенным на нее полимерно-битумным вяжущим 2 (битумно-полимерное полотно) и расположенные с противоположных сторон от гидроизолирующего слоя верхний адгезионный слой 3 и нижний полимерный защитный слой 4, где верхний адгезионный слой 3 предназначен для контакта с бетонной поверхностью и выполнен из гранул из магматических горных пород с нанесенной композицией покрытия из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону (Фиг. 2).

Полимерно-битумное вяжущее для гидроизолирующего слоя может представлять собой композицию, содержащую битум и полимерный модификатор стирол-бутадиен-стирол (СБС) в количестве не более 25 масс. %, предпочтительно 0,001-20 масс. %. При модификации полимерами происходит изменение свойств битума за счет придания ему новых свойств, аналогичных свойствам полимера-модификатора. Битум сохраняет начальную пластичность, а смесь наследует уникальные свойства полимера. Полимерный модификатор СБС активно влияет на свойства битума, понижая его температуру хрупкости (до -35 °С), повышая температуру размягчения (до +110 °С).

Верхний адгезионный слой заявляемого гидроизоляционного материала, предназначенный для контакта с бетонной поверхностью, представляет собой фракционированную крупнозернистую посыпку на основе магматических пород, покрытую составом, содержащим промоутер адгезии. Крупнозернистая посыпка состоит из гранул с диаметром от 0,25 до 3,2 мм и имеет следующий фракционный состав (в мас. %): остаток на сите 3,2 мм: 0; остаток на сите 2 мм: 0,1-10; остаток на сите 1,25 мм: 20-50; остаток на сите 0,63 мм: 30-70; остаток на сите 0,25мм: 3-20.

В табл. 2 в качестве примеров приведены различные варианты гранулометрических составов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении.

Таблица 2 Размер ячейки сита (мм×мм) Остаток на сите (%) для марок S M L 3,2 0 0 0 2 ≤1 ≤1 1,5 - 10 1,25 2 - 15 25 - 35 27 - 46 0,63 60 - 80 50 - 65 37 - 60 0,25 10 - 25 8 - 15 7,5 - 19 < 0,25 ≤1 ≤1 ≤1

Так, например, если для заявляемого материала требуется посыпка с большим содержанием гранул среднего размера, то используется состав S, если нужна посыпка с гранулами разного размера, то могут применяться составы M, L.

В соответствии с изобретением при желании придания гидроизоляционному материалу заданного цвета гранулы из магматических пород, образующие верхний адгезионный слой, могут быть окрашены. Окрашивание гранул выполняют до нанесения на них композиции покрытия. Гранулы из магматических пород могут быть окрашены при помощи различных видов керамической краски, которая представляет собой керамическую смесь жаростойкого минерального пигмента и жидкого стекла, а также может содержать и другие дополнительные компоненты (https://www.chem21.info/info/312541/).

Типичный состав краски, которая образует керамический слой, включает 20-50 мас. % жидкого стекла, 15-40 мас. % каолина, 10- 30 масс. % пигмента и 0-40 мас. % воды.

Пример расхода компонентов при окраске гранул приведен в табл. 3.

Таблица 3 Компонент Содержание, в кг Минеральные гранулы 1000 вода 15 лигносульфонат 0,2 натриевое жидкое стекло 24 каолин 15 красный железоокисный пигмент 0,4 технический углерод 1

Окрашенные керамической краской гранулы покрывают композицией, содержащей компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии (адгезивной добавки) как к битуму, так и к бетону.

Композиция покрытия содержит разбавленный водой коммерчески доступный акрилсодержащий латекс, в частности латекс на основе акриловых полимеров (полиакрилатов) или сополимеров акрила и стирола. Содержание сухого полимера в коммерчески доступном латексе составляет 30 - 50 мас. %. Для применения в качестве покрытия такой латекс, как правило, предварительно разбавляют водой в пропорции от 1:1 до 1:5. Латекс в композиции покрытия обеспечивает обеспыливание гранул и дополнительную адгезию к битуму. Предпочтительно применение латекса, который не дает явно выраженного гидрофобного эффекта.

Промоутер адгезии, содержащийся в композиции покрытия для гранул, выбирают из группы силанов с функциональными органическими группами, в частности аминосиланов, эпоксисиланов, метакрилоксисиланов и алкоксисиланов.

В частности, в соответствии с изобретением силан с функциональными органическими группами может представлять собой, например, 3-аминопропилтриэтоксисилан, или 3-аминопропилтриметэтоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриметоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, или 3-метакрилоксипропилтриметэтоксисилан или другой подходящий для данной цели силан с функциональными органическими группами.

Количество промоутера адгезии в композиции покрытия составляет от 2 мас. % до 10 мас. %. Это содержание промоутера адгезии было найдено экспериментальным путем и обеспечивает достаточную адгезию гидроизоляционного материала как к поверхности битумных материалов, так и к бетонной поверхности. В результате нанесения на гранулы композиции покрытия, содержащей такой промоутер адгезии, крупнозернистая посыпка, образующая верхний адгезионный слой, имеет адгезию к битуму, что позволяет обеспечивать ее сцепление и удержание на поверхности гидроизолирующего слоя. Более того, эта посыпка из гранул имеет адгезию и к бетону, что обеспечивает способность верхнего адгезионного слоя к полному (непрерывному, сплошному) сцеплению с бетоном, повышая надежность и долговечность железобетонных конструкций.

Способ получения гранул для применения в верхнем адгезионном слое заявляемого гидроизоляционного материала включает следующие технологические операции:

1) дробление и фракционирование магматических горных пород;

2) смешивание разных по размеру фракций (в диапазоне от 0,25 до 3,2 мм) необработанной породы в заданном соотношении, обеспечивающем полное покрытие поверхности битумно-полимерного полотна (одной из сторон полотна), с получением смеси необработанных гранул;

3) обжиг и охлаждение гранул;

4) нанесение обеспыливающего и гидрофобизирующего покрытия - композиции из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону;

5) сушка и охлаждение гранул, готовых к нанесению на битумно-полимерное полотно.

Для обжига окрашенные гранулы подаются во вращающуюся печь, в которой температура гранул доводится до 500 – 600 °С (без выдержки при максимальной температуре, весь процесс занимает около 20 минут), затем гранулы охлаждают до 80 °С в барабанном холодильнике.

Если требуется получить гидроизоляционный материал с цветным верхним адгезионным слоем, т.е. выполненным из окрашенных гранул, то после двух первых этапов способа выполняется дополнительный этап окрашивания гранул керамической краской. В этом случае способ получения гранул включает следующие технологические операции:

1) дробление и фракционирование магматических горных пород;

2) смешивание разных по размеру фракций (в диапазоне от 0,25 до 3,2 мм) необработанной породы в заданном соотношении, обеспечивающем полное покрытие одной стороны битумно-полимерного полотна, с получением смеси необработанных гранул;

3) нанесение на смесь необработанных гранул керамической краски, заданного цвета;

4) обжиг и охлаждение окрашенных гранул;

5) нанесение обеспыливающего и гидрофобизирующего покрытия - композиции из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону;

6) сушка и охлаждение гранул, готовых к нанесению на битумно-полимерное полотно.

Охлажденные гранулы применяют для образования верхнего адгезионного слоя заявляемого гидроизоляционного материала. В примере 1 (табл. 4) приведены различные составы композиции покрытия в расчете на 1000 кг гранул, готовых к нанесению композиции покрытия.

Пример 1. Получение гранул для крупнозернистой посыпки, образующей верхний адгезионный слой материала

В табл. 4 представлены примеры составов для композиции покрытия гранул для крупнозернистой посыпки, образующей верхний адгезионный слой в заявляемом рулонном гидроизоляционном материале.

Таблица 4 Состав/содержание (кг) 1 2 3 4 5 обожженные окрашенные гранулы 1000 1000 1000 1000 1000 латекс Acronal A754* 2 2 латекс Novopol-001С** - 2 2 2 вода 5 5 5 5 5 3-аминопропилтриэтоксисилан - АГМ-9 или SILAST LT-550 0,5 - - - - 3-аминопропилтриметэтоксисилан - Silanil 138 - 0,5 - - - 3-глицидоксипропилтриметоксисилан - Silanil 258 или SILAST LT-560 - - 0,5 - - 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан - Silanil 260 - - - 0,5 - 3-метакрилоксипропилтриметэтоксисилан - Silanil 250 - - - - 0,5 * водная дисперсия сополимеров эфиров акриловой и метакриловой кислоты с содержанием сополимера 48 мас. %; ** Стирол-акриловая водная дисперсия с содержанием сополимера 50 мас. %.

Заявляемый гидроизоляционный материал также имеет нижний защитный слой, представляющий собой полимерную пленку или нетканое полиэфирное полотно. Полимерной пленкой может быть легкоплавкая пленка, изготовленная, например, из полиэтилена низкого давления (ПНД) толщиной 5-7 мкм или полиэтилентерефталата (ПЭТ) толщиной 3-5 мкм.

Полимерную пленку 5 (или полиэфирное полотно) наносят на нижнюю сторону горячего (с температурой +180 °С) битумно-полимерного полотна 6 на специальном охлаждающем валу 7 путем дублирования сразу после его выхода из зазора калибровочных валов 8 после покровной ванны 9. На следующем этапе происходит частичное охлаждение материала (до температуры +150 °С) в водяной ванне 10 (Фиг. 3).

Слой готовых к нанесению на битумно-полимерное полотно 6 гранул (крупнозернистую посыпку) наносят из дозатора 11 сплошным слоем на верхнюю сторону горячего битумно-полимерного полотна 6 в точке 12 наложения посыпки при температуре полотна 6 не ниже +150 °С (Фиг. 3), получая готовый рулонный гидроизоляционный материал 13.

Для надежного сцепления посыпки с битумно-полимерным полотном используют технологию приката: гранулы вкатываются в битумное вяжущее специальными валами с усилием 20 т/м². Затем полотно материала охлаждают на холодильных цилиндрах (охлаждающих валах), получая на выходе готовый к применению рулонный гидроизоляционный материал. За счет высокой адгезии расплавленного битума и дополнительного приката гранулы посыпки оказываются прочно сцепленными с битумно-полимерным полотном после его охлаждения. Структура готового рулонного гидроизоляционного материала показана на Фиг. 2.

На наружную (внешнюю) сторону полимерной пленки может быть нанесен специальный рисунок, который может служить индикатором готовности заявляемого гидроизоляционного материала к приклейке к первому гидроизоляционному слою, поскольку деформация рисунка при оплавлении пленки при помощи пламени горелки будет свидетельствовать о достаточном разогреве битумно-полимерного полотна и готовности материала к приклейке.

Заявляемый рулонный гидроизоляционный материал предназначен для выполнения гидроизоляционных работ в котлованах с вертикальным ограждением.

Пример 2. Выполнение гидроизоляционных работ в котлованах с вертикальным ограждением

На Фиг. 4 представлена схема укладки гидроизоляции, включая заявляемый рулонный гидроизоляционный материал, в котлованах с вертикальным ограждением, где 14 - вертикальное ограждение (участок) котлована при производстве строительных работ (так называемая «стена в грунте»); 15 - выравнивающий слой; 16 - полимерная пленка; 17 - геотекстильное полотно; 18 - стеклоткань; 19 - временный крепеж (крепежные средства) скользящего комбинированного слоя; 20 - первый гидроизоляционный слой; 21 - временный крепеж (крепежные средства) первого гидроизоляционного слоя; 22 - второй гидроизоляционный слой.

Способ гидроизоляции вертикальных подземных конструкций в котлованах с вертикальным ограждением включает этапы, на которых на поверхность вертикального ограждения 14 (вертикального участка) котлована укладывают выравнивающий слой 15 из составов на цементной основе. Поверх выравнивающего слоя 15 укладывают полимерную пленку 16, затем геотекстильное полотно 17 и сверху стеклоткань 18 (негорючая ткань), вместе эти три материала (16, 17 и 18) образуют скользящий комбинированный слой, который при помощи механических крепежных средств 19 временно прикрепляют к выравнивающему слою 15, как правило, в верхней его части относительно поверхности земли. После чего осуществляют монтаж первого гидроизоляционного слоя 20 из рулонов битумосодержащего гидроизоляционного материала с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов. Указанный первый слой 20 при помощи механических крепежных средств 21 также временно прикрепляют к выравнивающему слою 15 ниже места крепления скользящего комбинированного слоя. В местах нахлестов рулоны первого слоя 20 сплавляют между собой без приклейки к скользящему слою, а затем на первый слой 20 методом сплошного наплавления осуществляют укладку второго гидроизоляционного слоя 22 из рулонов заявляемого гидроизоляционного материала с адгезионным слоем из гранул, который описан выше, также с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов. После завершения наплавления заявляемого рулонного гидроизоляционного материала в котловане производят развязку арматурного каркаса, устанавливают опалубку и в пространство между вторым гидроизоляционным слоем 22, который является верхним слоем всей уложенной гидроизоляции, и опалубкой заливают бетонную смесь, после застывания которой механические крепежные средства (19, 21) удаляют.

Выравнивающий слой 15 обеспечивает ровность поверхности для укладки всех материалов и, как правило, выполняется из составов на цементной основе, в частности из цементно-песчаной смеси. Скользящий комбинированный слой обеспечивает сохранность гидроизоляционных слоев при осадке строительных конструкций относительно вертикального ограждения котлована.

Скользящий слой состоит из комбинации следующих материалов:

- полимерной пленки, которая обеспечивает скольжение и защиту геотекстильного полотна от возможного намокания;

- геотекстильного материала, который обеспечивает дополнительную защиту гидроизоляционной мембраны от возможного повреждения;

- стеклоткани, которая обеспечивает скольжение и защиту геотекстильного материала от воздействия огня пламени горелки.

В качестве полимерной пленки для скользящего комбинированного слоя в настоящем изобретении предлагается использовать пленку из полиэтилена низкого давления, например, «Технониколь АЛЬФА БАРЬЕР 1.0» (https://nav.tn.ru/catalog/gidro-vetrozashchita-i-paroizolyatsiya/plenka-tekhnonikol-alfa-barer-1-0/). Тем не менее это могут быть и пленки из других подходящих для данной цели полимерных материалов.

Геотекстильный материал (геотекстиль) - водопроницаемый синтетический или натуральный текстильный материал (нетканый, тканый или трикотажный), используемый в контакте с грунтом и/или другими материалами в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях, выпускается в соответствии с ГОСТ Р 53225-2008. В качестве геотекстильного материала в настоящем изобретении предлагается использовать геотекстильное полотно плотностью не менее 500 г/м², например, «Геотекстиль иглопробивной ТЕХНОНИКОЛЬ ПЭТ 500 г/м²».

Стеклоткань - многофункциональный, прочный и, в то же время, негорючий материал, произведенный из стекловолоконных нитей. Стеклоткань обладает устойчивостью к открытому пламеню и высоким температурам в течение определенного времени. По этой причине ее часто используют в местах, где необходимо защитить конструкции от воздействия открытого пламени и нагрева. Еще одна особенность стеклоткани - ее устойчивость к воздействию химических веществ разного рода. Стеклоткань также не подвержена гниению, по этой причине ее используют как армирующий слой гидроизоляции. В настоящем изобретении предлагается использовать стеклоткань плотностью не менее 200 г/м², например, «Мембрана ТЕХНОНИКОЛЬ АЛЬФА ПРОФ НГ» https://nav.tn.ru/catalog/gidro-vetrozashchita-i-paroizolyatsiya/protivopozharnaya-zashchitnaya-membrana-tekhnonikol-alfa-prof-ng-/.

Скользящий комбинированный слой временно прикрепляют при помощи механических крепежных средств, например, дюбель-гвоздей с тарельчатыми держателями, к выравнивающему слою, которые удаляют после выполнения монолитных работ, когда бетон наберет прочность. Кроме того, могут быть использованы и другие механические крепежные средства, подходящие для данной цели.

Первый гидроизоляционный слой выполняют из рулонного битумосодержащего гидроизоляционного материала, например, марки «Техноэласт ФУНДАМЕНТ ТЕРРА», «ТехноНиколь», https://www.tn.ru/catalogue/gidroizoljacija_transportnyh/tekhnoelast-fundament-terra/#:~:text=%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%20%D0%A4%D0%A3%D0%9D%D0%94%D0%90%D0%9C%D0%95%D0%9D%D0%A2%20%D0%A2%D0%95%D0%A0%D0%A0%D0%90%20%E2%80%93%20%D1%8D%D1%82%D0%BE%20%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB,%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%20%D0%B8%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8F).

Это рулонный гидроизоляционный битумосодержащий материал, который получают путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, СБС (стирол-бутадиен-стирол) полимерного модификатора и минерального наполнителя. В качестве верхнего защитного слоя этого материала используют мелкозернистую посыпку. Снизу материал защищен легкоплавкой полимерной пленкой.

Первый гидроизоляционный слой 20 укладывают на вертикальные конструкции свободно, т.е. без сплошной приклейки к выравнивающему слою, сформированному на вертикальной поверхности котлована, с тщательной проклейкой продольных и торцевых швов. Торцы рулонов первого слоя временно при помощи механических крепежных средств, например, дюбель-гвоздей с тарельчатыми держателями, к выравнивающему слою (поверх скользящего комбинированного слоя). Кроме того, могут быть использованы и другие механические крепежные средства, подходящие для данной цели. Эти временные крепежные средства удаляют после выполнения монолитных работ, когда бетон наберет прочность, тем самым обеспечивается «свободный» ход всех слоев гидроизоляции относительно вертикального ограждения в момент осадки здания.

В процессе производства работ по устройству первого и второго гидроизоляционных слоев нахлест смежных полотнищ рулонов как первого, так и второго гидроизоляционных слоев может составлять не менее 100 мм (боковой нахлест), а торцевой нахлест рулонов, из которых выполнены указанные слои, - не менее 150 мм. Экспериментально было определено, что такой величины нахлестов рулонов достаточно для их надежной эксплуатации в качестве гидроизоляционных слоев, защищающих строительную конструкцию.

Заявляемый рулонный гидроизоляционный материал укладывают на первый гидроизоляционный слой с полным (сплошным) наплавлением.

Наплавление материалов выполняют при помощи горелки, равномерно прогревая укладываемый заявленный гидроизоляционный материал, что обеспечивает сплошную приклейку материала и позволяет избежать непроплавленных мест.

Деформация индикаторного рисунка на полимерной пленке, образующей нижний защитный слой заявляемого гидроизоляционного материала, при ее оплавлении пламенем горелки свидетельствует о степени разогрева битумно-полимерного полотна и его готовности к приклейке к нижнему (первому гидроизоляционному) слою. Если индикаторный рисунок не расплавлен, то это свидетельствует о слабом прогреве полотна, при котором невозможно добиться качественного сплавления материалов.

Были проведены исследования пяти образцов заявляемого гидроизоляционного материала на адгезионную прочность методом определения прочности сцепления с бетоном при отрыве в соответствии с ГОСТ Р 55402-2013. Среднее значение адгезионной прочности составило 0,79 МПа, что выше 0,6 МПа, показанного прототипом изобретения.

В соответствии с ГОСТ 2678-94 испытания материала по показателю «гибкость на брусе» проводят на брусе радиусом 25 мм. Проведенные в соответствии с указанным ГОСТ испытания заявляемого гидроизоляционного материала показали, что гибкость на брусе радиусом 25 мм у заявляемого материала составляет -25 °С. Кроме того, полученный материал был также испытан на брусе радиусом 15 мм, гибкость в этом случае составила также -25°С. Это означает, что заявляемый материал может применяться при более низких температурах (до -25°С), чем прототип. Небольшая разница в радиусах - 10 и 15 мм, несущественна с точки зрения оценки свойств материалов, в частности показателя гибкости, при этом показатель гибкости на брусе (температура) и температура укладки напрямую не связаны. Это свойство заявляемого гидроизоляционного материала обеспечивает всесезонность его применения при производстве строительных работ.

Были также проведены испытания заявляемого гидроизоляционного материала на присутствие воды в месте контакта крупнозернистая гидрофильная посыпка-бетон. В ходе испытаний через специальный закладной металлический штуцер в место сцепления посыпки и бетона подавалась вода под давлением 1 МПа, при этом в течение 24 часов распространение воды по поверхности образца не наблюдалось.

Показанные результаты также подтверждают эффективность применения заявляемого рулонного гидроизоляционного материала и доказывают, что в случае возможного повреждения гидроизоляционных материалов распространение воды в месте контакта крупнозернистая посыпка-бетон будет отсутствовать.

Изобретение относится к области строительства и касается рулонного гидроизоляционного материала и способа его применения для гидроизоляции вертикальных подземных конструкций в котлованах с вертикальным ограждением. Рулонный гидроизоляционный материал содержит гидроизолирующий слой полотна из полиэфирной основы с нанесенным на нее полимерно-битумным вяжущим и расположенные с противоположных сторон от гидроизолирующего слоя нижний полимерный защитный слой и верхний адгезионный слой, где верхний адгезионный слой предназначен для контакта с бетонной поверхностью и выполнен из гранул из магматических горных пород с нанесенной на них композицией покрытия из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону. Изобретение позволяет существенно повысить надежность гидроизоляционной защиты подземных и заглубленных зданий и сооружений при их строительстве в плотной городской застройке. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 2 пр.

1. Рулонный гидроизоляционный материал, который содержит гидроизолирующий слой полотна из полиэфирной основы с нанесенным на нее полимерно-битумным вяжущим и расположенные с противоположных сторон от гидроизолирующего слоя нижний полимерный защитный слой и верхний адгезионный слой, отличающийся тем, что верхний адгезионный слой выполнен из гранул из магматических горных пород с нанесенной на них композицией покрытия из акрилсодержащего латекса, содержащего компонент, выступающий в качестве промоутера адгезии как к битуму, так и к бетону.

2. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что полимерно-битумное вяжущее представляет собой композицию, содержащую битум и полимерный модификатор стирол-бутадиен-стирол в количестве не более 25 мас. %.

3. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что гранулы имеют диаметр от 0,25 до 3,2 мм и следующий состав (в мас. %): остаток на сите 3,2 мм: 0; остаток на сите 2 мм: 0,1-10; остаток на сите 1,25 мм: 20-50; остаток на сите 0,63 мм: 30-70; остаток на сите 0,25 мм: 3-20.

4. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что гранулы окрашены керамической краской.

5. Рулонный гидроизоляционный материал по п.4, отличающийся тем, что керамическая краска имеет следующий состав (в мас. %): 20 - 50 жидкого стекла, 15 - 40 каолина, 10 - 30 пигмента и 0 - 40 воды.

6. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что акрилсодержащим латексом является латекс на основе полиакрилатов или сополимеров акрила и стирола.

7. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что промоутер адгезии выбран из группы силанов с функциональными органическими группами.

8. Рулонный гидроизоляционный материал по п.7, отличающийся тем, что силан выбран из группы аминосиланов, эпоксисиланов, метакрилоксисиланов и алкоксисиланов.

9. Рулонный гидроизоляционный материал по п.8, отличающийся тем, что силан представляет собой 3-аминопропилтриэтоксисилан или 3-аминопропилтриметэтоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриметоксисилан, или 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан или 3-метакрилоксипропилтриметэтоксисилан.

10. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что содержание промоутера адгезии в композиции покрытия составляет от 0,2 % до 10 % от массы композиции.

11. Рулонный гидроизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что нижний полимерный защитный слой представляет собой легкоплавкую пленку из полиэтилена низкого давления или полиэтилентерефталата или нетканое полиэфирное полотно.

12. Способ гидроизоляции вертикальных подземных конструкций в котлованах с вертикальным ограждением, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:

1) на поверхность вертикального ограждения котлована укладывают выравнивающий слой из составов на цементной основе;

2) на выравнивающий слой укладывают полимерную пленку, геотекстильное полотно и стеклоткань, которые образуют скользящий комбинированный слой;

3) скользящий комбинированный слой временно прикрепляют к выравнивающему слою при помощи механических крепежных средств;

4) осуществляют монтаж первого гидроизоляционного слоя из рулонов битумосодержащего гидроизоляционного материала с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов;

5) первый гидроизоляционный слой временно при помощи механических крепежных средств прикрепляют к выравнивающему слою;

6) в местах нахлестов рулоны первого гидроизоляционного слоя сплавляют между собой без приклейки к скользящему комбинированному слою;

7) на первый гидроизоляционный слой методом сплошного наплавления укладывают второй гидроизоляционный слой из рулонов гидроизоляционного материала по пп. 1-11 с торцевым нахлестом рулонов и нахлестом смежных полотнищ рулонов;

8) производят развязку арматурного каркаса;

9) устанавливают опалубку;

10) заливают бетонную смесь в пространство между уложенным вторым гидроизоляционным слоем и опалубкой;

11) после застывания бетонной смеси механические крепежные средства удаляют.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что механическими крепежными средствами являются дюбель-гвозди с тарельчатыми держателями.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что как в первом, так и во втором гидроизоляционном слое нахлест смежных полотнищ рулонов составляет не менее 100 мм, а торцевой нахлест рулонов - не менее 150 мм.