§ 1.3. Штукатурная гидроизоляция из растворов и мастик (ч. 3)

Горячая асфальтовая штукатурная гидроизоляция. Асфальтовая штукатурная гидроизоляция, выполняемая горячим способом, представляет собой водонепроницаемое, пластичное и высокопрочное покрытие толщиной 5—25 мм, состоящее из нескольких слоев или наметов асфальтового раствора или мастики, наносимых на горизонтальные поверхности розливом, а на вертикальные — набрызгом в нагретом состоянии при рабочей температуре 150—200° С [16, 64]. Эта гидроизоляция, отличающаяся высокой прочностью при статических и динамических нагрузках, а также химической стойкостью, применяется преимущественно в следующих случаях:

  • а) на напорных гранях гидротехнических сооружений, омываемых водохранилищем с воздействием льда и волн; например, она успешно служит на Маткожненской, Плявиньской и Павловской ГЭС при льде толщиной 2 м;
  • б) на внешних поверхностях опускных колодцев и кессонов, железобетонных свай и трубопроводов, прокладываемых методом продавливания, а также для защиты иных сооружений с интенсивным механическим воздействием в период строительства или эксплуатации, что доказано работами в Ленинграде, Караганде, на Верхнекамской ГЭС и других объектах;
  • в) в условиях интенсивной общекислотной или электрохимической агрессивности внешней среды; например, она удачно применена на строительстве Ленинградской и Чернобыльской АЭС для гидроизоляции основных сооружений, защиты водо- и газопроводов;
  • г) при аварийных и ремонтных работах, когда требуется срочное выполнение гидроизоляции и немедленное включение ее в работу; например, ее использование позволило отремонтировать напорную башню Нижневарзобской ГЭС в течение трех суток.

Важным преимуществом горячей штукатурной гидроизоляции является возможность ее пластификации полимерными добавками и армирования стеклосетками, благодаря чему ею можно защищать железобетонные конструкции с расчетным раскрытием трещин до 2 мм. Однако существенный недостаток такой гидроизоляции заключается в необходимости применения материалов в горячем состоянии, что очень усложняет гидроизоляционные работы, повышает их трудоемкость, требует искусственной сушки основания и т.д. Эту гидроизоляцию нельзя применять при отрывающем напоре воды, эксплуатационной температуре выше 50° С и при нефтехимической агрессивности воды-среды (нефтепродуктов — более 5 г/л).

Обычно горячая асфальтовая штукатурная гидроизоляция на горизонтальных поверхностях выполняется розливом литого асфальта, состоящего из 15—18 % битума БН 70/30, 25—35 % порошкообразного наполнителя, 5—8 % коротковолокнистого асбеста 7—8-го сорта и 50—55 % среднезернистого песка. На вертикальных поверхностях бетон насекают и грунтуют разжиженным битумом, а горячий асфальт наносят специальным ручным аппаратом — асфальтометом ВНИИГ-5 конструкции М.Г. Старицкого наметами по 5 мм, причем содержание битума приходится увеличивать до 24 % за счет содержания песка.

При гидроизоляции подземных конструкций производительность работ может быть повышена до 600 м2 в смену благодаря смесительно-штукатурному агрегату АГКР-5 конструкции Ю.И. Самченко и использованию резинобитумных (БРМ) или полимербитумных (битэп) мастик с добавкой 20 % асбеста при уменьшении толщины намета до 3 мм. Технологическая схема устройства гидроизоляции приведена на рис. 1.7, а технико-экономические характеристики покрытий — в табл. 1.24.

Технологическая схема устройства асфальтовой штукатурной гидроизоляции горячим способом
Рис. 1.7. Технологическая схема устройства асфальтовой штукатурной гидроизоляции горячим способом
1 — сушильный барабан; 2 — установка кипящего слоя; 3 — битумоплавильный котел; 4 — раздаточный котел; 5 — асфальтосмеситель; 6 — компрессор; 7 — асфальтомет ВНИИГ-5; 8 — агрегат АГКР-5; 9 — штукатурное сопло

Таблица 1.24

Технико-экономические характеристики горячей асфальтовой гидроизоляции

Характеристики В основании На стенах
из асфальта из мастики из асфальта из мастики
Толщина покрытия, мм 20—25 15—20 12—15 10—12
Число слоев или наметов 1—2 1—2 2—3 3—4
Общий расход асфальта, кг/м2 40—50 30—35 25—30 12—15
В том числе:
   битума БН 70/30
   резиновой крошки, каучука
   среднезернистого песка
   асбеста + порошка

6—9

16—20
17—20

9—10
0—2

20—23

6—7,2
0—2
10—15
9—13

8—10
1,5—3

2,5—3,5
Стоимость покрытия, руб/м2 0,32—0,50 0,40—0,85 1,9—2,1 2,2—2,4
В том числе материалов 0,25—0,40 0,32—0,35 0,3—0,4 1,2—1,5
Трудозатраты, чел.-ч/м2 0,23—0,32 0,14—0,23 3,7—4,1 1,8—2,3

Состав асфальта для штукатурной гидроизоляции подбирается исходя из условия соблюдения теплоустойчивости покрытий, трещиноустойчивости на морозе при гарантированной водоустойчивости и прочности, а также удобообрабатываемости при рабочей температуре. При этом надо соблюдать следующие правила и технические требования:

  • а) в качестве основного вяжущего используют стандартный битум марки БН 70/30 или сплав БНД 40/60 и БН 10/90 (свойства см. табл. 1.2);
  • б) в качестве наполнителя применяют высокодисперсные минеральные порошки с содержанием частиц мельче 0,074 мм не менее 60 %, глинистых примесей — не более 1,5 %, песчаных частиц — не более 5 % и химически стойкие в расчетной воде-среде с обязательной добавкой коротковолокнистого асбеста 7—8-го сорта, не загрязненного посторонними примесями;
  • в) в качестве заполнителя используют среднезернистый песок крупностью до 2 мм или каменную крошку с модулем крупности до 2,2;
  • г) в качестве полимерных добавок к битуму, повышающих теплоустойчивость и морозостойкость асфальта, применяют каучуки и другие эластомеры, перечень которых приведен в табл. 1.3, а предельно допустимые составы теплоустойчивых растворов — в табл. 1.25 [65, 109].

Таблица 1.25

Составы и свойства асфальтополимерных штукатурных растворов

Марка Состав, % массы Растяжимость Температура, ° С
битум БН 70/30 добавка полимера порошок асбест песок при 25° С при 0° С размягчения хрупкости
АШ-40 40 Нет 10 10 40 1,0 0,0 82 +7,0
АБР-Р 38 Резина — 4 10 8 40 2,0 0,5 92 –10
АБКС-Р 45 Латекс СКО–9 9 3 40 1,5 0,2 85 –15
АБКД-Р 45 Латекс СКД–9 9 3 40 2,0 0,6 85 –22
АБКК-Р 45 Клей–3 10,5 1,5 40 1,4 0,4 85 –17
АБС-Р 42,2 КОРС–5,8 9 3 40 2,6 1,5 74 –32

Интервал пластичности асфальта определяется его температурами размягчения и хрупкости, а его теплоустойчивость можно рассчитать, учитывая структурно-реологические свойства, по формуле

,
(1.8)

где l — величина оплывания покрытия толщиной δ = 1,5 см за время Т = 1 год = 1,3·106 с при расчетной температуре (+ 60° С) и угле наклона к горизонту α = 90°.

В табл. 1.26 приведены структурно-реологические константы асфальтов β и η°, а также величины оплывания l в предположении, что температура +60° С удерживается в течение трех месяцев в году по 4 ч в сутки, а температура +40° С — по 8 ч в сутки также в течение трех месяцев.

Таблица 1.26

Структурно-реологические константы и величины оплывания асфальтовых штукатурных растворов на стенах


Вид асфальтового раствора Марка Константы Оплывание 1 за одни год
при +40° С при +60° С
β η°, Па·с β η, Па·с
Литой на БН 70/30 АЛ-14 1,75 2,3·1010 1,23 6·107 1,27 мм
Литой на БНД 40/60 АЛ-24 1,34 1,3·109 1,17 2,3·108 14,8
Штукатурный АШ-25 1,62 4,2·1012 1,34 2,3·1010 1,53 мкм
Асфальтополимерный АБР-Р-45 2,56 3,2·1016 1,46 5,6·1010 0,75
То же, с КОРС АБКС-Р-45 1,62 4·1013 1,26 8·108 52,0

Как видим, теплоустойчивостью асфальтов можно управлять в достаточно широких пределах, а добавляя в них асбест или полимеры, получать вполне теплоустойчивые покрытия. Необходимая морозостойкость — трещиноустойчивость на морозе — может быть рассчитана аналогично окрасочным полимербитумным покрытиям (см. § 1.1). Расчеты показывают, что для поверхностей, остающихся в зимнее время открытыми, состав асфальта надо подбирать из условия, чтобы его температура хрупкости была ниже расчетного минимума температуры, что, как правило, требует введения полимербитумного вяжущего (см. табл. 1.25). Данным расчетом предусматривается достаточно большой запас, так как многолетняя эксплуатация штукатурных покрытий на Маткожненской и Павловской ГЭС при морозах до –45° С показала высокую морозостойкость покрытий из обычного раствора АШ-25 на основе битума БН 70/30.