Лекция №1. Тема:Гидроизоляция подземных частей зданий и сооружений
Технология строительного производства. Учебник для вузов/ Л. Д. Акимова, Н. Г. Аммосов, Г. М. Бадьин и др. Под ред. Г. М. Бадьина, А. В. Мещенинова. 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987, 606 с.
ЦНИИпромздании. Рекомендации по проектированию гидроизоляции подземных частей здания и сооружения – М. 1995, 82с.
Защита подземных сооружений и заглубленных помещений промышленных предприятий от подземных вод производят с помощью следующих видов гидроизоляции:
— окрасочной (битумной, битумно-полимерной, полимерной);
— штукатурной (холодной асфальтовой, горячей асфальтовой, цементной);
— оклеечной (рулонной, листовой);
— облицовочной (из стальных или полиэтиленовых листов);
В качество гидроизоляции может быть использован вобонепронецаемый бетон, который получают из обычного бетона путём введения в его состав специальных веществ в жидкой, пастообразной или порошковой форме.
Гидроизоляцию применяют в тех случаях, когда она по сравнению с другими мероприятиями (дренаж, битумизация, цементация, силикатизация и др.) имеет эксплутационные и экономические преимущества.
Воздействие воды на конструкцию может быть трех видов:
— фильтрационная или просачивающиеся вода;
— почвенная или грунтовая влага;
Фильтрационная вола возникает от дождевых и талых вод, а также случайных стоков. Попадая в грунт она заполняет поры между отдельными частицами почвы и под воздействием собственного веса опускается в более глубокие слои.
Почвенная влага это вода, которая удерживается в грунте адгезионными или капилярными силами. Почвенная влага всегда присутствует в грунте независимо от подземных или фильтрационных вод.
Подземная вода обуславливается уровнем грунтовых вод в зависимости от рельефа местности и положением водоупорного слоя.
В отличие от подземных вод просачивающаяся вода и грунтовая влага не оказывают на конструкцию гидростатического давления, если конструктивное решение обеспечивает беспрепятственное стекание воды без образования застойных зон.
Почвенная влага, находясь при пониженном давлении, может проникать в конструкцию, поднимаясь вверх под влиянием капиллярных сил, противоположной направлению силы тяжести.
Назначение гидроизоляции состоит в следующем:
— защита внутреннего объема подземных сооружений от проникновения в него капиллярной, грунтовой или поверхностной воды через ограждающие конструкции.
— защита ограждающих конструкций от коррозии.
Все виды гидроизоляционных работ могут быть объединены в несколько основных групп:
а) наружная противонапорная гидроизоляция;
б) внутренняя противонапорная гидроизоляция;
в) гидроизоляция водосборников;
г) гидроизоляция крышовидной формы для защиты от поверхностных или фильтрационных вод;
д) гидроизоляция от защиты от грунтовых вод.
Источник
Гидроизоляция фундаментов
Для того чтобы фундамент долго служил и к тому же предохранял подвал, цокольный этаж и дом от сырости, он в первую очередь сам требует защиты – от грунтовых, дождевых и талых вод. Причем в защите нуждается не только подземная часть фундамента, но и надземная – цоколь. Гидроизоляция должна не только противостоять потокам воды во время весеннего таяния снега или ливневых дождей, но и – что не менее важно! – предохранять стенки фундамента от капиллярной влаги, предотвращать впитывание воды его поверхностями.
Гидроизоляции обычно выполняют в обеих плоскостях – вертикальной и горизонтальной.
Выделяют три типа гидроизоляции, соответствующие видам воздействия воды:
Безнапорная гидроизоляция подвалов выполняется против временного воздействия влаги атмосферных осадков, сезонной верховодки и в дренируемых полах, перекрытиях.
Противонапорная — для защиты ограждающих конструкций (полы, стены, фундаменты) от гидростатического подпора грунтовых вод.
Противокапиллярная — для гидроизоляции стен и полов зданий в зоне капиллярного подъема грунтовой влаги.
По методу устройства различают гидроизоляцию:
· оклеечную (из рулонных материалов, например, стеклоизол, гидроизол, рубероид, изол, бризол),
· обмазочную (горячие битумы, горячие битумные мастики, разжиженные растворителями битумы),
· жесткую (цементная или асфальтовая штукатурка в несколько покрытий на горячих или холодных битумных мастиках, хорошо обожженный глиняный кирпич),
· оболочковую (из металла).
Для создания горизонтального слоя гидроизоляции под основание фундамента и в местах его сочленения со стенами дома укладываются рулонные материалы. По поверхности цоколя, выровненной раствором, или в его толще (выше отмостки на 10-15см) укладывают гидроизоляцию из двух слоев толя (или из любого нового гидроизоляционного материала) на клеевой мастике или из слоя цемента.
В бесподвальных зданиях первый слой горизонтальной гидроизоляции располагают между фундаментом и цоколем, второй – на 10-15см ниже перекрытия в пределах цокольной стены и на 15-20 см выше уровня отмостки.
Гидроизоляция подвалов или цокольных этажей старых зданий должна сочетаться с мероприятиями по удалению биофлоры и солей.
Защита от капиллярной грунтовой влаги стен зданий является обязательной даже при нахождении грунтовых вод ниже подвальных помещений.
Вертикальную гидроизоляцию устраивают для защиты стен подвала от намокания их водой. Тип гидроизоляции, материалы для ее устройства выбирают в зависимости от влажности грунта, от уровня и напора грунтовых вод, их агрессивности.
При высоком расположении горизонта грунтовых вод (выше пола подвала) могут потребоваться специальные меры усиления конструкции фундаментов и гидроизоляции, вплоть до устройства герметичных оболочек из металла. Одновременно проводят меры по понижению уровня грунтовых вод (УГВ) – дренирование и т.п. мероприятия.
Если уровень грунтовых вод располагается ниже отметки пола повала и не поднимается выше ее(рис.28а), но по капиллярам влага может проникать в подвал, то пол и штукатурку стен выполняют из плитки или из цементно-песчанного раствора с железнением, а с наружной стороны фундаменты покрывают гидроизоляционной мастикой. В этом случае осадки здания, развивающиеся после устройства пола и покрытия штукатуркой стен в подвале, могут повредить их. Однако вследствие сравнительно небольшого проникновения влаги по отдельным трещинам это мало отражается на влажностном режиме подвалов. Кроме того, такие трещины легко могут быть заделаны со стороны подвала.
Если уровень грунтовых вод находится или может подниматься выше отметки пола подвала, необходимо выполнять сплошную гидроизоляцию под полом и по стенам выше отметки его максимального положения. Такая гидроизоляция испытывает гидростатическое давление, направленное в сторону изолируемого помещения. Для удержания гидроизоляции в заданном проектном положении ее прижимают специальной конструкцией, способной воспринять указанное давление.
Если УГВ поднимается выше пола подвала не более чем на 0,5м (рис.28б), то для удержания ее в проектном положении достаточно либо невысокой кирпичной кладки снаружи либо пригрузочного слоя бетона внутри помещения. В других случаях требуются специальные конструкции, работающие на изгиб. В зависимости от характера этой конструкции различают гидроизоляцию наружную и внутреннюю.
Ниже на рис.28 и 29 приведены различные случаи выполнения гидроизоляции подвальных помещений (рис.28 — гидроизоляция с наружной стороны стены подвала; рис.29 — с внутренней стороны).
Рис.28 Наружная гидроизоляция фундаментов
Рис.29 Внутренняя гидроизоляция фундамента
Наружная гидроизоляция устраивается до возведения фундамента, внутренняя — после. Наружная гидроизоляция более надежна, так как имеет меньшее число изгибов (переломов) по сравнению с внутренней, при устройстве которой необходимо делать изгибы во всех помещениях в местах примыкания пола к стенам, поворота стен и в дверных проемах подвальных помещений. Слабым местом внутренней гидроизоляции является входящий угол, где с полов сходятся две стены, расположенные под углом.
Одним из способов изоляции подземных частей здания или сооружения от поверхностных вод (атмосферных осадков) является устройство снаружи вокруг здания отмостки с уклоном 1-2%.
На сегодняшний день появилось много новых современных материалов для выполнения гидроизоляции. Например, геотекстиль (рис.30), жидкое стекло и др. Жидкое стекло – в отличие от битума – не теряет своих свойств со временем. Однако стоимость фундамента при этом катастрофически возрастает. Но если вы строите на сыром грунте, то, пожалуй, именно этот вариант может быть для вас предпочтительным. Лучше однажды раз и навсегда спасти фундамент, нежели чем регулярно спасать весь дом.
Рис.30 Вариант устройства наружной вертикальной гидроизоляции фундамента с использованием материалов нового поколения
Но существуют и еще более эффектные методы защиты фундаментов. Например, метод проникающей гидроизоляции. На влажную поверхность фундамента наносятся специальные составы. Попадая в микротрещины и поры, заполненные влагой, эти вещества кристаллизуются и закупоривают их. Причем при образовании новых трещин процесс самопроизвольно возобновляется. Это чудесное действо продолжается до тех пор, пока в обработанной поверхности сохраняются свободные активные вещества защитных составов. Можно сказать, что с их помощью фундамент на долгое время обретает способность к самозалечиванию.
На сегодняшний день существуем много новых современных способов гидроизоляции фундаментов. Например, инъецирование , диффузионная или поверхностная пропитка. При инъецировании могут применяться материалы «кристаллизационного барьера». Среди полимерцементных гидроизолирующих материалов важное место занимают так называемые «гибкие цементные мембраны». Заслуживает внимания применение гидроизоляционных матов, содержащих натриевую бентонитовую глину, которые укладывают по внешнему периметру изолируемой поверхности по типу «стена в грунте».
До конца XIX века гидроизоляция заглубленных помещений выполнялась в виде «глиняного замка» — слоя перемятой и плотно утрамбованной глины толщиной 26,7-30,5 см. Его устраивали под полом и вокруг подземных стен и фундаментов зданий. «Глиняный замок» защищал фундаменты, стены или оклеечную изоляцию от непосредственного контакта с грунтовыми водами (в том числе агрессивными) и увеличивал тем самым срок службы подземной части сооружения. На смену «глиняным замкам» пришли изделия в виде бентонитовой глины. Бентониты — высокодисперсные породы с содержанием монтмориллонита не менее 60%. На отечественном рынке представлены изоляционные маты «Nabento» (концерн «Akzo Nobel»), а также панели «Bentomat» и маты «Voltex» (фирма «Cetco»). В исходном материале бентонит находится в виде гранул, заключенных в геотекстильную, аэротекстильную, полиэтиленовую или полипропиленовую оболочку, в оболочку из биоразлагающегося картона. В рабочем состоянии (после контакта с водой) бентонит, оставаясь в замкнутом объеме, набухает и переходит в состояние геля, имеющего очень низкую водопроницаемость,но достаточную паропроницаемость. В настоящее время бентонитовые производные добавляются в другие гидроизоляционные материалы, например в термопластичные и резинобитумные. Материалы выпускаются и применяются в следующих видах: порошок, который наносится распылением; плиты на картонной основе; рулоны на различной основе, листы из бентонита и каучука; тканевые маты. Из всех гидроизоляционных материалов бентонитовые, так же, как и цементные, наименее токсичны и наносят минимальный ущерб окружающей среде. Гидроизоляционная мембрана на основе глин обладает способностью к самозалечиванию трещин. Но для этого необходимо, чтобы материал плотно прилегал к бетону. Глина отличается крайней чувствительностью к погодным условиям, и во время нанесения ее следует всячески оберегать. Если идет дождь или происходит подъем уровня грунтовых вод и материал увлажняется до обратной засыпки, гидратация осуществляется прежде времени и гидроизолирующая способность исчезает, поскольку увеличение объема произошло в открытом пространстве. Бентонитовые покрытия не должны применяться на участках, где имеется свободное протекание грунтовых вод, поскольку в этом случае происходит их размывание. – посмотреть чего нет в написанном и добавить отсюда
?Утепление фундаментов
Стремление к комфорту и высокая стоимость электроэнергии заставляет современных строителей задуматься о необходимости теплоизоляции фундаментов домов. По существующим оценкам, теплопотери через фундаменты составляют значительную долю общей энергетической нагрузки на отопление и кондиционирование здания — более 20%. Во многих странах утепление фундамента — обязательная процедура, регулируемая государственными нормами. Ожидается, что эта тенденция получит должное распространение и в России. В настоящее время многие владельцы домов с подвальными помещениями производят их теплоизоляцию, получая дополнительное пространство для жилья. В этом случае они, как правило, теплоизолируют стены подвала по периметру.
Теплоизоляция, находящаяся в прямом контакте с почвой, подвергается жестким условиям эксплуатации, включающим длительное воздействие воды, высокую влажность почвы и многократное воздействие циклов замерзания-оттаивания. Эти природные факторы могут резко снизить эффективность теплоизоляции. Поэтому теплоизоляция, находящаяся в контакте с почвой, должна быть инертной к воздействию почвы и воды, а теплоизоляционные характеристики не должны снижаться при их воздействии. Для теплоизоляции стен и полов подземных сооружений используются жесткие плиты из экструдированного пенополистирола (XPS). Материал XPS обладает очень низкой теплопроводностью, остающейся стабильной долгие годы. Материал водонепроницаем, следовательно, неуязвим при длительном контакте с почвенной влагой. При этом теплопроводность материала не повышается в присутствии влаги, т.к. материал XPS обладает системой замкнутых ячеек. Он устойчив к воздействию обычных кислот, содержащихся в почве, не поддерживает роста грибка и плесени, не подвержен коррозии и распаду. Все эти качества делают XPS-плиты материалом пригодным для долговременной эксплуатации под землей.
Замерзание оказывает незначительное воздействие на теплоизоляционный материал XPS, который остается сухим или точнее, не впитывает влагу из окружающей среды. С другой стороны, теплоизоляция, впитывающая влагу, не может выполнять свои функции должным образом. Это важный фактор при выборе теплоизоляции для мест, где циклы замерзания-оттаивания являются обычным явлением. Независимые исследования демонстрируют, что только плиты XPS могут применяться для теплоизоляции подземных объектов во влажной среде с многочисленными циклами замерзания-оттаивания.
Для теплоизоляции стен подвалов (цокольных этажей) возможны четыре способа: изоляции изнутри, снаружи, между стен или с обеих сторон одновременно.
С точки зрения строительной физики, наиболее логичным размещением теплоизоляции является наружное. Слой теплоизоляции, размещенный с внешней стороны стены и снаружи относительно гидроизоляции, сохраняет стены подвала постоянную (почти комнатную) температуру. Стены действуют как тепловой резервуар, сглаживая возможные колебания температуры в интерьере. При этом теплоизоляция не препятствует естественной диффузии водяных паров из интерьера подземного сооружения наружу и исключаетусловия для возникновения конденсата на внутренней поверхности.
Еще одним преимуществом теплоизоляции снаружи является одновременная защита стен подземной части от прямого воздействия сил морозного пучения. Морозное пучение — это увеличение в объеме водонасыщенного грунта при его промерзании, происходящем вследствие замерзания влаги, находящейся в грунте и образования ледяных линз.
В случае утепления снаружи возникает необходимость механической защиты самой теплоизоляции в период строительства, эта задача успешно решается с помощью утеплителя, имеющего высокую прочность на сжатие, а также — с помощью современных профилированных мембран, которые в структуре фундаментной стены играют роль механической защиты и пристенного дренажного слоя. Другая проблема — образование «мостиков холода» через слой облицовочного кирпича. По некоторым оценкам, потери тепла в этом случае могут быть настолько значительными, что могут свести на нет эффективность теплоизоляционного слоя.
Рис. 2. «Мостики холода» через облицовочный кирпич снижают эффективность теплоизоляции
Рис. 1. а) теплоизоляция изнутри: наиболее экономичный метод, который используется чаще других. Имеет наибольшие проблемы с влагой; б) теплоизоляция снаружи: наиболее привлекательное расположение с точки зрения строительной физики. Характерны практические проблемы с «мостиками холода»; в) теплоизоляция посредине стены: самый дорогой и самый сложный в реализации способ, уменьшающий проблемы с влагой; г) теплоизоляция с обеих сторон: имеет сходные проблемы с теплоизоляцией снаружи. Дополнительные затраты на устройство внутреннего слоя.
Эти факторы могут заставить искать альтернативные подходы к теплоизоляции подземных сооружений, прежде всего — к теплоизоляции с внутренней стороны стены. К сожалению, этот способ обладает существенным недостатком: в холодное время года наружные стены подземного сооружения находятся в зоне отрицательных температур.
Известно, что при защите конструкции от диффузии водяных паров (из внутренних помещений наружу через стены), одно из мероприятий подразумевает расположение плотных материалов в многослойных стенах всегда ближе к внутренней поверхности, а более пористых ближе к наружной. Это требование при выполнении утеплителя изнутри помещения не выполняется. Теплоизоляция, уложенная изнутри и покрытая со стороны интерьера пароизоляционной пленкой, препятствует естественной диффузии влаги из интерьера и способствует образованию конденсата. Это обычно становится причиной возникновения плесени, неприятного запаха и проблем с коррозией. Таким образом получается, что если стены подземного сооружения спроектированы и устроены таким образом, что имеют возможность отдавать излишки влаги в интерьер (независимо от того, с какой стороны размещена теплоизоляция), то необходимо отказаться от пароизоляционной пленки в интерьере. Однако отказ от пароизоляционной пленки со стороны интерьера также не решает проблемы: водяной пар будет мигрировать наружу, создавая условия для конденсации влаги на внутренней поверхности стены, образования плесени и других проблем.
Поскольку большинство утеплителей, используемых изнутри, воздухопроницаемы, они пропускают воздух из интерьера к наружным стенам. При утеплении изнутри конструкции стен подземных сооружений в зимнее время будут холодными (железобетон в прямом контакте с холодным грунтом), а соприкосновение теплого воздуха с холодной внешней стеной станет причиной образования конденсата между утеплителем и стеной. Поэтому для теплоизоляции стен подземных сооружений следует применять материал с минимальным водопоглощением и паропроницаемостью, который бы предотвратил контакт воздуха внутри помещений с холодными поверхностями подземного сооружения.
Чем выше паропроницаемость материалов стен подземной части здания, тем интенсивней процесс высыхания внутренней поверхности стены и, следовательно, меньше риск накопления излишней влаги. Однако в холодном российском климате и/или в зданиях с высокой относительной влажностью холодное время года верхняя часть стены подземного сооружения может стать настолько холодной, что паропроницаемая теплоизоляция позволит проникнуть внутрь помещения значительному количеству влаги снаружи. В такой ситуации можно использовать полупроницаемые пароизоляционные пленки или дополнительно слой внешней теплоизоляции.
При теплоизоляции стен изнктри наиболее энергосберегающим вариантом является комбинация экструдированного пенополистирола и слоя волокнистой теплоизоляции (минеральной ваты или стекловолокна), который укладывается по деревянному каркасу. При этом пароизоляционная пленка поверх волокнистой теплоизоляции не монтируется. Затем структура обшивается гипсокартоном и готовится к последующей отделке.
Рис. 3. Вариант комбинированного утепления изнутри
Полы подземных сооружении теплоизолируют, чаще всего, жесткими плитами экструдированного полистирола. Чаще всего выполняют теплоизоляцию пола под плитой. Теплоизоляция пола, выполненная под плитой, необходима в случае наличия в подвале подогреваемых полов. Кроме того, такой вариант теплоизоляции пола создает дополнительный комфорт и защищает от разрушающего воздействия влаги, включая защиту от конденсации влаги в летнее время.
Поверх плит утепления необходимо уложить армированную полиэтиленовую пленку, которая будет играть роль пароизоляции. Не следует устраивать песчаную подушку между пароизоляционным слоем и бетонной плитой. Слой песка, размещенный между плитой и пленкой, может насытиться влагой, которая впоследствии не сможет испариться в почву из-за наличия пароизоляционного барьера. В этом случае испарение влаги сможет осуществляться только в направлении вверх, через плиту. Это обычно приводит к разрушению напольного покрытия в интерьере.
Система Heck предусматривает для теплоизоляции подземных и цокольных частей зданий специальные волокнистые панели, армированные и покрытые герметизирующим шламом. За счет градиентов температур и парциальных давлений пара поток влаги направляется изнутри, то есть стена «высыхает наружу» без образования конденсата на внутренней поверхности. – добавить логично в написанное
рис…. выполнение утепления фундамента при помощи электрокабелей
Источник