§ 2.2. Пропиточная гидроизоляция сборных элементов (ч. 1)

Пропиточная гидроизоляция предназначена для повышения водонепроницаемости пористых камней путем заполнения их пор водоустойчивым и плотным материалом. Пропитке подвергают изделия из бетона (трубы, сваи, колонны, плиты и т.п.), керамики (кирпич, трубы), асбестоцемента (листы и трубы) или из естественных пористых камней (известняк-ракушечник, мел, туфы и опоки). В качестве пропиточных материалов используют органические вяжущие (битумы, каменноугольные дегти и пеки, петролатум), термопластичные полимеры (низкомолекулярный полиэтилен) и мономеры термореактивных смол (стирол, метилметакрилат), причем пропитка термопластичными веществами производится при их нагреве, а термореактивными — с последующей полимеризацией [14, 25, 53].

Пропиточная гидроизоляция впервые была предложена А. Никольсоном в 1926 г. для защиты железобетонных свай в агрессивных условиях Мексиканского залива. Эта защита оказалась весьма эффективной — даже через 25 лет пропитанные сваи не имели никаких повреждений, тогда как лучшие окраски не выдерживали более десяти лет эксплуатации. В СССР пропиточная гидроизоляция была впервые применена в 1937— 1939 гг., по предложению Н.А. Смирнова, для защиты свай на побережье северных морей. Во ВНИИГе исследования пропиточной гидроизоляции были начаты по инициативе П.Д. Глебова: в 1948 г.— по пропитке битумами, в 1962 г.— по пропитке эпоксидными компаундами. В последние годы полимерная пропитка получила значительное распространение благодаря работам Н.А. Мощанского и Ю.М. Баженова по созданию принципиально нового материала — бетонополимера.

Пропитанные изделия обладают высокой водонепроницаемостью и водоустойчивостью, морозоустойчивостью и повышенной прочностью; они применяются:

  • в виде кладки из пропитанных блоков и кирпича, пропитанных свай и труб в минерализованных грунтовых водах;
  • пропитанных асбестоцементных листов — в конструкциях градирен;
  • пропитанных плит-оболочек — для экранирования гидросооружений в зоне переменных уровней воды.

Бетонополимер, получаемый пропиткой бетона метилметакрилатом с последующим радиационным отверждением, позволяет достигать прочности при сжатии до 200 МПа; он используется как специальный высокопрочный и конструкционный материал. Свойства пропитанных бетонов приведены в табл. 2.11, а асбестоцементов — в табл. 2.12.

Таблица 2.11

Физико-механические свойства пропитанных бетонов (бетонополимеров)

Свойства Бетон, пропитанный
битумом БНД 40/60 каменноугольным
пеком
петролатумом стиролмономером эпоксидно-
метилметакрилатным
компаундом
Объемная масса, г/см3 2,25/103 2,29/105 2,22/102 2,28/104 2,27/104
Предел прочности, МПа:
   при сжатии
   растяжении
   изгибе

20,4/120
3,1/154
5,7/127

48,4/136
7,5/366
11,3/251

21/104
3,0/132
5,0/111

35,9/142

10,9/113

40,3/123
3,2/156
8,4/186
Водопоглощение, % массы 0,8/10 1,4/17 1,5/18 0,08/1,0 0,5/6,3
Морозоустойчивость, циклов 150/150 150/150 150/150 440/440 150/150
Динамическая прочность, МН·м/м3 12,9/359 8,5/237 4,0/111 10,2/295 9,0/250
Коэффициент стойкости КС6 в воде:
   выщелачивающей
   сульфатной
   морской

1,17
1,21
0,94

1,02
1,20
1,00

1,04
1,00
1,00

1,30

1,20

1,20
1,25
1,00
Примечание. В знаменателе указаны относительные свойства (%) по сравнению с непропитанным бетоном
 

Таблица 2.12

Физико-механические свойства пропитанных асбестоцементов

Свойства Непропитанный асбестоцемент Асбестоцемент, пропитанный
битумом БНД 40/60 каменноугольным пеком петролатумом
Объемная масса, г/см3
Предел прочности при изгибе, МПа:
Водопоглощение через 6 мес., %
Морозоустойчивость, циклов
Динамическая прочность, МН·м/м3
1,62/100
20,9/100
32,2/100
150/100
4,0/100
1,74/107
22,2/106
6,1/18,9
250/167
3,5/87,5
1,81/112
29,3/140
3,3/10,2
250/167
4,2/105
1,76/109
21,7/104
11,0/34
150/100
5,6/140
Примечание. В знаменателе указаны относительные свойства (%) по сравнению с непропитанным асбестоцементом
 

Пропитка весьма существенно улучшает физико-механические свойства исходного камня, придавая ему повышенную надежность и долговечность даже в сложных условиях эксплуатации. Установлено, что достаточно пропитать только поверхностную корку толщиной 10—15 мм, чтобы изделие приобрело высокую стойкость против физически или химически агрессивной среды. Пропитка неэффективна лишь при кислой агрессии воды-среды, когда разрушение идет по скелету камня с выносом продуктов реакции, что ограничивает область ее применения.

Пропитка производится жидкими органическими веществами, проникающими в поры камня и отверждающимися там при охлаждении (термопласты) или при полимеризации (реактопласты). Процесс этот весьма длителен, а потому простейший способ пропитки в открытых ваннах часто дополняют приложением избыточного давления (пропитка в автоклавах) или созданием вакуума внутри изделия (метод внутреннего вакуумирования), чтобы интенсифицировать пропитку.