§ 1.3. Штукатурная гидроизоляция из растворов и мастик (ч. 2)
Штукатурные покрытия из цементных растворов (ч. 2). Коллоидный цементный раствор (КЦР) разработан ВНИИГом в содружестве с ИФХ АН СССР для штукатурной гидроизоляции на основе высокодисперсного цемента М-500, тонкомолотого порошка-наполнителя и более крупного песка-заполнителя при пониженном содержании воды (В/Ц = 0,35) и повышенных добавках гидрофилизирующих ПАВ (ССБ или СДБ) [27, 41, 111].
Для КЦР характерна высокая водонепроницаемость при пониженных усадочных деформациях, что обеспечивает трещиноустойчивость покрытий. В табл. 1.23 приведены свойства КЦР в сравнении с традиционными цементными покрытиями. Основным достоинством КЦР является мелкопористая структура (большинство микропор — не более 1 мкм), благодаря чему покрытия из него водонепроницаемы не только для гравитационной воды (испытано при давлении 2,5 МПа в течение 270 суток), но и для капиллярной влаги. Гарантируется их высокая морозоустойчивость, сульфатостойкость, повышенная устойчивость против абразивного износа и кавитационной эрозии, а также повышенная прочность при ударном воздействии. При обычных работах используют высокомарочные портландцементы и минеральные наполнители (известняковый и доломитовый порошки, зола ТЭС, маршаллит и пр.). При виброизмельчении цемента и песка могут быть получены покрытия прочностью 70—80 МПа, а при использовании металлического порошка в качестве наполнителя — даже до 110 МПа.
Наиболее существенным недостатком КЦР является его слишком густая консистенция во время нанесения, вследствие чего при В/Ц > 0,35 в покрытии образуются усадочные трещины; поэтому раствор приходится наносить либо вручную, либо ручным аппаратом — виброрастворометом, строго соблюдая дозировку воды и правила ухода за покрытием. Эта трудность была исключена созданием смесительно-штукатурного агрегата ВНИИГа на базе вибросмесителя-растворомешалки СО-46 и модернизированного растворонасоса СО-49, позволяющего наносить растворы с подвижностью до 5 см (В/Ц = 0,32). Другим средством, предотвращающим усадочное трещинообразование, является введение полимерных добавок — применение КПЦР.
Коллоидный полимер цементный раствор (КПЦР) отличается добавками (3—5 % от массы цемента) латексов, полиэтиленовой эмульсии, эпоксидной эмульсионной пасты, которые повышают подвижность КЦР настолько, что даже при В/В = 0,2 его можно наносить растворонасосом. Кроме того, добавки эластомеров резко увеличивают трещиноустойчивость покрытий, что видно из табл. 1.23.
Таблица 1.23
Технико-экономические характеристики цементной штукатурной гидроизоляции
Характеристики | Из цементных растворов | Из коллоидных цементных растворов | Стеклоцементная | |||
1:2 В/Ц—0,4 | с добавками | торкрет | КЦР | КПЦР | ||
Толщина покрытия, мм | 25—30 | 25—30 | 30—50 | 10 | 10 | 10 |
Водонепроницаемость МПа | 0,2—0,3 | 0,5—1,5 | 0,8—1,0 | 1,0—1,6 | 1,0—1,6 | 0,5—1,0 |
Прочность, МПа: при сжатии растяжении изгибе (Ra), не менее |
30—40 3,6—4 5 |
20—40 1,5—2,7 5 |
20—45 2,5—5 7 |
35—45 3,5—5 7 |
25 2,5—3,5 8 |
35—50 3,8—8 12 |
Адгезия к бетону, МПа | 0,7—0,9 | 0,5—0,6 | 0,5—0,6 | 0,8—1,0 | 1,0—1,2 | 3,0—3,5 |
Морозоустойчивость, более циклов | 50 | 100 | 100 | 200 | 300 | 200 |
Усадка (Ус), мм/м, через 1 мес. То же, через 6 мес. |
0,5—0,7 0,5—0,75 |
1,0—1,1 1,2 |
1,1 1,2 |
0,5 0,7 |
0,75 0,80 |
0,1—1,0 0,5—0,7 |
Растяжимость (εн) %, не более | 0,01 | 0,03 | 0,01 | 0,01 | 0,05 | 0,05 |
Модуль деформации (Еи), Мпа | 1·104 | 5·103 | 2·104 | 3,5·104 | (0,5÷2)·104 | 3·104 |
Коэффициент трещиноустойчивости |
7·10–5 | 2,9·10–5 | 3,3·10–6 | 2·10–5 | 2·10–4 | 3,8·10–5 |
Осадка конуса СтройЦНИЛ, см | 6—8 | 8—10 | — | 2—3 | 6—8 | 2—3 |
Расход материалов, кг/м2 В том числе: цемента песка + наполнителя добавок ПАВ, полимеров |
50—60 10—20 20—40 0,01 |
50—60 10—15 20—40 0,1—1,0 |
60—100 25—40 40—50 0,14 |
20 4,2 14 0,04 |
20 4,0 14 0,4 |
20 14 0,6 0,17 |
Стоимость покрытия руб/м2 | 0,60 | 1,05 | 1,6—4,6 | 1,15 | 1,35 | 1,7—2,35 |
Трудозатраты, чел.-дн./м2 | 0,03 | 0,05 | 0,16—0,42 | 0,16 | 0,05—0,1 | 0,25 |
Весьма эффективна добавка ПАВ — пенообразователя ОП-7 (оксиэтилированного алкилфенола) в количестве 5—8 % от массы вводимого эластомера или 0,15 % от массы цемента. Такая добавка играет роль стабилизатора латекса, эмульгатора полимера и воздухововлекающей пептизирующей добавки в цементном растворе. В результате становится возможной комплексная механизация приготовления и нанесения КПЦР с помощью обычного оборудования (рис. 1.5, б). Зимой эту гидроизоляцию наносят в тепляках.
Растворы КЦР и КПЦР применяются в следующих случаях:
- а) на напорных гранях гидротехнических сооружений в суровых климатических условиях — применены на насосных станциях Троицкой и Гусиноозерской ГРЭС, в плавательных бассейнах в Ленинграде, на напорных водоводах Артемьевского гидроузла и других объектах;
- б) на поверхностях, подвергающихся абразивному воздействию, например бункеров гидрозолоудаления на Троицкой ГРЭС, на очистных устройствах Череповецкого металлургического комбината, водосбросах Варцихской ГЭС;
- в) в условиях отрывающего напора воды, например в подвалах жилых домов, Смольного и Преображенского соборов, дворца Меншикова в Ленинграде, на вагоноопрокидывателях Павлодарской ГРЭС, в шандорохранилище Верхнекамской ГЭС, на насосной станции Шамской ГЭС при напоре до 20 м и т.п.
Недостатком штукатурной гидроизоляции из КПЦР является низкая ее трещиноустойчивость, из-за чего ее нельзя применять на трещиноватом основании при раскрытии трещин более 0,15 мм и на сборных конструкциях. Однако простота технологии, надежность покрытий, недефицитность и безвредность исходных компонентов, небольшая стоимость и трудоемкость покрытий открывают широкие возможности для использования КПЦР.
Стеклоцементная гидроизоляция разработана ВНИИНСМом и ВНИИСТом в содружестве с ИФХ АН СССР также на основе коллоидного цементного клея с армированием покрытия рубленым стекловолокном [22]. В данном случае технология немного видоизменена: виброизмельченная и виброактивированная цементно-песчаная смесь набрызгивается слоями толщиной по 1 мм с армированием путем набрызга рубленого стекловолокна; поэтому для создания надежного гидроизоляционного покрытия требуется нанести восемь-десять наметов (рис. 1.6, в). Долговечность покрытия достигается сочетанием глиноземистого цемента и алюмоборосиликатного стекловолокна или портландцемента и щелочестойкого стекловолокна ЖС 23/60. Предусмотрена также добавка до 10 % латекса, что намного удорожает гидроизоляционное покрытие (табл. 1.23).
Все упомянутые работы по созданию коллоидных цементных растворов значительно опережают аналогичные разработки зарубежных фирм. Можно указать на применяемый в ФРГ цементно-песчаный раствор «колькрет», приготавливаемый в турбулентных двухбарабанных смесителях со скоростью вращения 2200 об/мин, безусадочный цемент «торосил» в США.