Что такое гидроизоляция в строительстве подвалов

Что такое гидроизоляция?

Гидроизоляция — это образование непроницаемого барьера, который предназначен для предотвращения попадания или выхода воды из различных участков строительных конструкций. В этом отношении гидростатическое давление — это давление, оказываемое или существующее в жидкости, находящейся в покое со смежными телами. Гидростатическое давление повышается по мере повышения уровня воды в почве. Для сооружений, расположенных вблизи водоема, гидростатическое давление может постоянно присутствовать. Чем глубже фундамент подвала находится в земле, тем выше будет гидростатическое давление, которое будет пытаться вытолкнуть воду в поры бетона и способствовать быстрому разрушению.

Водонепроницаемые внутренние помещения включают в себя ванные комнаты, душевые, прачечные и туалеты. В то время как внешние зоны гидроизоляции распространяются на крыши, балконы, террасы, подпорные стены и бассейны.

В этой статье мы рассмотрим важность, роль, типы гидроизоляционных обработок, краткие процедуры, плюсы и минусы каждого из этих типов.

Необходимость гидроизоляции в строительстве подвальных помещений

Посмотрим правде в глаза — большую часть времени подвальные помещения часто остаются без присмотра,
покрытые паутиной, а местами плесенью и наполненные затхлым, влажным воздухом.

В лучшем случае мы заполняем их старыми украшениями с новогоднего праздника и забываем о них до следующего года.

Но что, если бы вы узнали, что для того, чтобы сохранить в порядке не только ваш дом, но и здоровье, подвальное пространство, в котором есть подобные проблемы должно быть наглухо изолировано от остальной части вашего дома как можно скорее?

Игнорируя проблемы с повышенной влажностью в подвале, вы можете способствовать снижению экологической безопасности в остальной части дома.

Недостаточно герметизированные стены и плохая гидроизоляция пола цокольного этажа могут быть особенно вредными для общего качества микроклимата в помещениях, способствуя влаге, вредным радоновым газам свободно проникать в жилище.

В зависимости от температуры и давления воздуха внутри и снаружи здания, может образовываться нечто вроде эффекта конвекции.

Эффект конвекции происходит, когда условия позволяют воздушным потокам внутри дома восходить естественным образом от самого низкого уровня до потолка в верхних этажах. Это похоже на то, как труба высасывает тепло и дым и из печи.

Теперь, если примешать сюда влажный, заплесневелый воздух из подвала во время циркуляции между этажами нетрудно догадаться, какими проблемами это грозит. Когда он поднимается снизу вверх по этажам, то тянет все эти грязные и заплесневелые частицы с собой, загрязняя атмосферу, которой вы дышите наверху. И это не шутка, качество воздуха в помещениях вызывает такие проблемы со здоровьем, как боль в горле, головокружение, усталость, болезни органов дыхания, и даже рак.

Гидроизоляция является одним из наиболее важных, но незаслуженно обойденных вниманием предметов, потому что обычный человек не знаком с конкретными строительными дисциплинами. Он просто удивляется и шокирован, когда видит протечку в своем здании, однако считает это неудобством, а не серьезным вопросом.

Инфильтрация воды вызывает серьезные проблемы в долговечности здания. Вода повреждает конструкцию сначала косметически, а затем структурно. Важно понимать, что к тому времени, когда в вашем здании появляется влажное пятно, скорее всего, необратимый ущерб уже был нанесен. Пропитанная влагой конструкция кровли не скоро высохнет.

Вода, проникшая в стены, будет способствовать развитию коррозии на несущих стальных балках, которые поддерживают конструкцию. Насыщенные водой железобетонные конструкции переносят ионы хлорида, от которых будет ржаветь арматура, вызывая растрескивание бетона от разбухших продуктов коррозии металла.

Вода в подвале на лестнице

Вода, попавшая в здание, может иметь необратимые долгосрочные деструктивные последствия. Повреждение водой можно сравнить с пожаром как причиной разрушения здания. Строительные материалы являются гидрофильными, а превращение их в гидрофобные является задачей гидроизоляции.

Бетон гидрофильный, но что заставляет его впитывать воду?

Бетон, кирпичи, камни и строительные растворы состоят из кристаллов карбоната, силиката, алюминатов или оксидов, поверхности которых богаты атомами кислорода, которые несут отрицательный электрический заряд гидроксильных групп. Такие поверхности являются полярными и также являются гидрофильными. Когда влага вступает в контакт с этими поверхностями, между поверхностью этих кристаллов и молекулами воды образуются водородные связи.

Как только строительные материалы вступают в контакт с водой, они начинают ее впитывать через свои поры под действием капилляров. Бетон, который готовят путем смешивания цемента, песка, заполнителя и воды, является наиболее распространённым строительным материалом современного мира. Портландцемент, вяжущее для бетона, производится из глины и известняка. После смешивания цемента с водой начинается реакция. Реакция гидратации цемента приводит к образованию нерастворимых силикатных соединений и гидроксида кальция

Карбонизация

Карбонизация начинается одновременно с гидратацией. Карбонизация укрепляет бетон и помогает уменьшить проницаемость. Однако карбонизация снижает щелочность бетона. В свою очередь именно щелочная среда защищает армирующую сталь в железобетонной конструкции от окисления.

Прочность

Прочность бетона очень сильно зависит от реакции гидратации, как упоминалось выше. Вода играет значительную роль, особенно используемое количество. Сама реакция гидратации потребляет определенное количество воды. Бетон фактически смешивается с большим количеством воды, чем необходимо для реакций гидратации. Эта дополнительная вода нужна, чтобы придать бетону достаточную обрабатываемость.

Излишняя вода, не используемая в реакции гидратации, останется в поровом пространстве микроструктуры. Эти поры и делают бетон более слабым из-за отсутствия прочности, образующей гидратные связи силиката кальция. Некоторые поры останутся независимо от того, насколько хорошо бетон был уплотнен.

Во время гидратации образуется гидроксид кальция, который защищает арматуру от коррозии, так как сталь не подвержена коррозии в сильнощелочных условиях. Обычно бетон имеет рН выше 12 из-за присутствия гидроксида кальция — термин рН является мерой щелочности или кислотности, варьирующейся от сильнощелочной в 14 до сильной кислотной в нуле, с нейтральностью в 7.

Хотя точная природа этой пассивной пленки недостаточно изучена, она изолирует сталь от окружающей среды и замедляет дальнейшую коррозию, пока пленка не повреждена. Воздействие окружающей среды на минеральные строительные материалы является естественным процессом, который до недавнего времени не вызывал значительного научного интереса. Первоначальные работы были опубликованы в Германии в 1900 г.г. , были посвящены исследованиям эффекта выветривания природных камней. Проблема, которая сейчас активно изучается, заключается в проникновении воды, содержащей растворенные агрессивные вещества, во внутренние части бетона под действием капилляров.

Эта проблема может быть рассмотрена с точки зрения проникновения в бетоны, ухудшающих его свойства веществ, в виде газа или раствора. Позже выявилась проблема, связанная с коррозией стали в ж/б конструкциях, вызывающая растрескивание. Если это явление деградации арматуры не будет замедлено или остановлено, здания не будут долговечными и могут привести к проблемам безопасности. Атмосферные осадки с растворенными в веществами, CO2, SO2, SO3, оксиды азота, присутствующие в окружающей среде существенно влияют на строительные конструкции и вызывают разрушение.

Чем угрожает вода человеку?

Вода в здании также может быть угрозой для здоровья и качества жизни, она способствует загрязнению окружающей среды. В больших городах, где очень большое население сконцентрировано в ограниченном пространстве способствует производству углекислого газа. Это очень сложная проблема без единого решения.

Ввиду того, что вода не только наносит ущерб зданию, но и создает опасность для здоровья, крайне важно уделять первостепенное внимание гидроизоляции.

Способы защиты зданий

Изменение окружающей среды.

Чтобы снизить уровень ущерба, уровень загрязняющих веществ в определенных ситуациях может быть снижен, например, благодаря тщательному размещению промышленных зон и сокращению выбросов автотранспорта и других выбросов.

Вопрос на засыпку: живем ли мы в безопасном и долговечном здании?

Уменьшите попадание воды — защитите строительный материал с помощью поверхностного покрытия. Поверхность здания может быть покрыта специальным гидрофобным покрытием (гидрофобизация) для предотвращения распространения вредных газов и жидкой воды. Это покрытие должно позволять пропускание водяного пара.

Несмотря на развитие технологий, мы обнаруживаем, что здания начинают испытывать стресс в течение очень короткого периода времени. Как только наступает осенне-весенний сезон с его дождями, проблемы протечек, особенно для кровель и террас, выдвигаются на передний план, помимо больших затрат, связанных с ремонтом и реабилитацией.

Прочитайте об устранении протечек в бетоне

Гидроизоляция подвала изнутри

Сырость и значительная влажность — постоянный спутник нашего климата. Вода захватывает врасплох нас всюду вместе с ее непременными спутницами плесенью и грибком. Под влиянием поверхностных, а также грунтовых вод превращаются в развалины конструкции сооружений: подвалы, шахты, насосные станции, коллекторы, что создает не только невозможные условия их использования, но даже может являться угрозой жизни.

Гидроизоляция подвала: чем лучше ремонтировать?

В последнее время появился способ загерметизировать в готовых конструкциях поры и раковины, доступные для воды, и перевоплотить бетон в плотный, «вечный» строительный материал. В особенности, вышесказанное касается бетона, предназначенного для построения фундаментов, несущих и дорожных конструкций, которые чаще всего находятся в воде. Проблема гидроизоляции и реконструкции строительных сооружений, подвергающихся воздействию подземных и верхних вод, неизменно является одной из сложнейших как во время строительства, так и эксплуатации возведений. Это воздействие всегда ведет к активным деструктивным процессам: прогрессирующей коррозии, нарушению структуры бетона, его старению, утрате защитных качеств к арматуре, потере параметров прочности, плотности, водонепроницаемости, а в результате, к его частичному или полному разрушению. Особенно наглядно разрушительные процессы проявляются в области переменного уровня воды, активного физического и химического воздействия агрессивной среды. И похожих примеров можно привести очень много. Проблема решается с помощью гидроизоляции, обладающей проникающими свойствами. Она состоит из высокомарочного цемента, фракционированного кварцевого песка и комплекса модифицирующих химически активных добавок. В процессе химических реакций эти добавки в течение нескольких дней интенсивно образовывают нитевидные нерастворимые кристаллы. Эти новообразования целиком заполняющие пустоты, поры, раковины и даже трещины размером до 0,4 мм, что позволяет герметизировать бетонные конструкции изнутри. Бетон приобретает надежный барьер для проникновения воды, хотя проницаемость для паров и воздуха сохраняется, то есть конструкция не утратит возможность «дышать», что очень важно для сохранения комфортного микроклимата в помещениях. Дополнительно на поверхности бетона образуется очень прочное покрытие толщиной в несколько мм, ограничивающее вымывание активных веществ и эффективно защищающее бетон даже при большом напоре воды.

Эволюция гидроизоляционных материалов

Первая реальная потребность в гидроизоляции восходит к временам Ноева Ковчега. 40-дневный непрерывный дождь вдохновил людей на некоторые действия, чтобы вода не попала в их среду обитания. В первые дни люди полагались на материалы, такие как солома, тростник, листья и другие высушенные растительные вещества, в качестве барьера для проникновения воды в их дом.

Со временем были применены более сложные гидроизоляционные материалы. К ним относятся шкуры животных, деревянная черепица и натуральные камни, такие как шифер. На протяжении веков использовались и другие искусственные гидроизоляционные материалы, например, металлы медь, свинец, цинк и олово.

Гидроизоляция прошла долгий путь со дня Ноя. Открытие нефти в сочетании с достижениями химии привело к появлению многочисленных гидроизоляционных продуктов, полученных из нефти, таких как битум, бутилкаучук, неопреновый каучук, гипалон и т. д.

Технологические улучшения и прорывы происходят ежедневно. Со временем сегодняшние гидроизоляционные материалы, такие как полиуретаны, акрилы и полиэфиры, станут такими же устаревшими, как листья и шкуры животных сегодня.

Важность гидроизоляции

Вода, которая входит или выходит из зданий, может иметь немедленные и долгосрочные нежелательные эффекты. Помимо повреждения содержимого зданий, структурные повреждения неизбежны, если проблема сохраняется.

Ущерб от воды уступает только пожару как причина разрушения здания. Кроме того, большинство строительных материалов имеют значительно более короткий срок службы при воздействии влаги в течение длительного периода времени.

К потерям от воды относятся:

• Гниение деревянных конструкций и отделок, таких как балки, полы, стойки, плинтусы, наличники и рамы.
• Коррозия металлов, таких как стальная арматура в бетоне, стальные балки, перемычки, металлические дверные рамы и т. д.
• Набухание гипсокартона и последующее отслоение керамической плитки.
• Опасность поражения электрическим током, вызывающая возможное короткое замыкание осветительных и силовых точек.
• Вспучивание краски.
• Неприглядный износ фасада здания.
• Проблемы со здоровьем из-за сырости, которая может привести к проблемам с дыханием.
• Гниющий ковер.

Важность гидроизоляции нельзя переоценить. Ущерб, нанесенный конструкции здания, в сочетании с высокой стоимостью ремонта требует тщательного проектирования и применения гидроизоляции.

Роль гидроизоляции

Роль гидроизоляции заключается в защите визуальной и структурной целостности здания. Это достигается за счет формирования непроницаемой мембраны, которая предотвращает движение воды из влажных зон в сухие.

Чтобы эффективно выполнять эту роль, мембрана должна обладать следующими качествами:

• Мембрана должна быть непроницаемой, чтобы предотвратить проникновение воды.
• Гибкость, эластичность — мембраны должны приспосабливаться к любым нормальным движениям, которые могут возникнуть в строительных конструкциях.
• Мембрана должна быть прочной, она должна сохранять целостность в течение длительного периода времени.
• Мембрана должна подходить для проектирования деталей в здании, подходить для каждого конкретного применения.
• Мембрана должна дышать, позволяя выходить парам влаги из внутренней части здания и основания.
• Мембрана должна быть совместима с адгезивами для обеспечения долговременной адгезии, когда плитки непосредственно прикреплены к мембране.
• Удобная в использовании мембрана должна быть простой в применении, относительно легкой, неопасной и экологически безопасной.
• На открытых участках, таких как крыши, мембрана не требует особого ухода, а в случае повреждения должна легко ремонтироваться.
• Мембрана должна быть способной противостоять условиям окружающей среды и климатическим условиям.

Виды мембран

Как правило, существует два типа гидроизоляционных мембран — листовые и жидкие. Характер решаемой проблемы определяет тип используемой мембраны.

Листовые мембраны

Назначение защитной мембраны — полностью покрыть любые дефекты подложки. Они многочисленны и включают в себя:

• Металлические листы в виде свинца, меди или нержавеющей стали или лотки.
• Многослойная система битумной бумаги с гравийным покрытием для защиты.
• Бутилкаучук
• Полужесткое асфальтовое покрытие
• Битум / полиэтиленовые листы
• EPDM этилен-пропилен-диеновый мономер
• Хлорсульфированый полиэтилен, ХСПЭ
• ПВХ поливинилхлорид
• Неопреновый каучук
• Битумсодержащие мембраны из слоев модифицированного полипропиленового битума.

Листовые мембраны могут наноситься как полностью связанные с подложкой, так и несвязанные. Наиболее часто указанными листовыми материалами являются самоклеящиеся прорезиненные асфальтовые мембраны. Эти мембраны толщиной до 60 мм состоят из прорезиненного битума, ламинированного в водонепроницаемую полиэтиленовую пленку. Битумная сторона невероятно липкая, но покрыта защитной бумагой, которую вы удаляете во время нанесения. В обоих случаях листы должны перекрываться шириной около 100 мм и соединяться друг с другом клеем или тепловой сваркой. Швы (не только деформационные) являются самым слабым местом в системе. Требуется два человека, один работает сверху, чтобы расправить и приклеить, другой снизу, чтобы снять бумагу.

Преимущества листовых мембран:

• Преимущества пленочных мембран обеспечивают высокую проходимость поверхностей и обладают теплоизоляционными свойствами.
• Основным преимуществом листовых мембран является их постоянная толщина. Поскольку они изготовлены в строгих допусках, вы можете быть уверены в 60-миллиметровом покрытии. Эти мембраны также имеют хорошее удлинение.

Недостатки:

• Листовые мембраны, как правило, страдают от плохой выдержки, температурной стабильности и небольшого восстановления от деформации.
• Все листовые мембраны требуют вентиляции, если изолируемая конструкция насыщена водой может произойти сильное образование пузырьков, что приведет к возможному нарушению адгезии.
• Более низкая стоимость материала компенсируется низкой производительностью труда. Затраты на оплату выше из-за всей резки, обработки, усиления и детализации, которые вы должны пройти во время установки.
• Прорезиненная жидкость образует непрерывное бесшовное покрытие, в то время как листовая мембрана приводит ко многим швам с возможностью плохого уплотнения. Необходимо удостовериться, что соединения колен должным образом проклеены, а также в правильном использования мастики или других аксессуаров. Например, один производитель мастики требует, чтобы вы использовали валик для каждого шва в пределах 300 мм от края листа при использовании его продукта.

Жидкие мембраны

Напыляемая жидкая мембрана, обеспечивает полностью связанный, непрерывный, без шва, гомогенный слой без изгибов и соединений, что является основным преимуществом по сравнению с мембранами из листового материала.

Некоторые из доступных жидких мембран:

• Битумная мастика
• Двухкомпонентная полиуретановая смола модифицированная
• Двухкомпонентные модифицированные эпоксидные смолы
• Однокомпонентный влагоотверждаемый полиуретан
• Эпоксидная смола на водной основе
• Полиэфирная смола, усиленная стекловолокном
• Двухкомпонентная эластичная эпоксидная смола
• Битумно-латексная модифицированная смола
• Акриловый сополимер на водной основе
• Акриловый сополимерный цемент, модифицированный двумя компонентами

Жидкая мембрана наносится распылением, валиком или шпателем. Жидкость превращается в резиновое покрытие на любой поверхности. Жидкие полиуретановые мембраны отдельных сортов для шпателя, валика или распылителя также доступны от различных производителей.

Преимущества жидких мембран:

• Жидкие покрытия обладают преимуществами быстрого нанесения, низкой стоимости на месте и превосходного удлинения.
• В общем, жидкие мембраны просты в нанесении, бесшовные, полугибкие или эластичные, просты в обслуживании и ремонте, устойчивы к ультрафиолетовому излучению и экономичны.
• Одной из важных характеристик жидких мембран является способность дышать.

Недостатки жидкой гидроизоляции:

• Одним из главных недостатков является возможное недостаточная популяризация.
• Высокая цена.

Цементная гидроизоляция

Преимущества:

• Цементные покрытия, вероятно, самые простые в использовании гидроизоляционные материалы. Они легко доступны, их легко смешивать и применять. Вы получите лучшее сцепление с поверхностью и более прочное, долговечное покрытие.

Недостатки:

• Главный недостаток цементных покрытий состоит в том, что цемент не растягивается. Они прекрасно выдерживают напор воды, но почти не переносят движения конструкции или трещин.

Бентонит

• Бентонит натрия или бентонитовая глина, в последние несколько лет пользуется устойчивым ростом популярности. В виде матов бентонит стал выбором растущего числа архитекторов и строителей. Бентонит работает, потому что он может поглощать огромное количество воды. При поглощении воды глина увеличивается в 15 раз по сравнению с первоначальным объемом и заполняет трещины и пустоты. Бентонитовые маты могут быть прибиты гвоздями или просто уложены для горизонтального применения.

Преимущества :

• У бентонита есть свои преимущества: с ним безопасно работать, он не загрязняет окружающую среду, его легко и быстро наносить, им можно работать даже при низких температурах. Некоторые компании производят листовую мембрану, в которой используются соединения бентонита и бутилкаучука.

Недостатки :

1. С другими материалами вы можете проверить готовую гидроизоляцию на целостность перед засыпкой. В бентонитовых матах уплотнение не образуется до тех пор, пока фундамент не будет засыпан и вода не достигнет матов.

Дренаж

Уровень грунтовых вод в районе, где расположен подвал, значительно повышается над уровнем фундамента в сезон дождей. Потоки воды также обнаруживаются на разных глубинах ниже уровня земли.

Из-за подъема уровня грунтовых вод и повышения давления воды снизу, меры по гидроизоляции подвала могут иногда потерпеть неудачу и повредить подвал.

Дренаж в подвалах

Процедура:

• Предполагается дорожка шириной от 0,6 до 0,9 м с уплотненным непроницаемым материалом сверху. Пространство под этой тропой выкапывается, образуя траншею по всей периферии фундамента. Низший уровень траншеи поддерживается как минимум на 0,15 м ниже дна фундамента. Перфорированные трубы диаметром около 0,1 м уложены с соблюдением уклона.

Как работает дренаж?

Подземная вода находит путь наименьшего сопротивления через фильтрующий слой уложенного щебня и попадает в перфорированные трубы. Благодаря предусмотренным уклонам собирается в промежуточных дренажных колодцах между ними. После чего попадает в самый глубокий колодец. Вода, собранная в этом колодце, либо откачивается, либо отводится в общественную ливневую канализацию.

В тех случаях, когда дренаж под землей был проигнорирован, а необходимые меры предосторожности не приняты, вода будет стоять в фундаментах и через пористые бетонные полы проникнет в дом, что в конечном итоге приведет к сырости в полах и стенах. В тех случаях, когда грунтовые воды находятся вблизи поверхности, земли их уровень необходимо снижать за счет подземного дренажа. Считается, что высота цоколя должна быть не менее 1,8-2,4 м за вычетом разницы между уровнем земли и грунтовых вод.

Гидроизоляция в будущем

• В будущем, гидроизоляционные материалы будут выполнять более одной роли. Мало того, что они будут непроницаемы для воды, они также будут включать звукоизоляцию, теплоизоляцию и адгезионные свойства керамической плитки.
• Гидроизоляционные материалы будут более надежными, чтобы предохранять от изменений, которые происходят в строительных конструкциях, строительных материалах, системах и методах.
• Гидроизоляционные материалы будут экологически чистыми, без вредных канцерогенных веществ.

Многие в индустрии гидроизоляции искренне взволнованы будущим отрасли, появлением новых продуктов, более широкими областями применения и растущим признанием ее важности предвещают некоторые обнадеживающие признаки на будущее.

Резюме

Осведомленность и понимание гидроизоляции значительно выросли за последнее десятилетие. Все больше и больше людей осознают важную роль гидроизоляции в современной строительной отрасли.

Гидроизоляция является важнейшим компонентом любой строительной конструкции.

Четыре ключа к успешной гидроизоляции:

• Правильное рассмотрение на стадии проектирования
• Выбор правильного продукта для работы
• Адекватная подготовка
• Правильное применение.

Последствия неспособности к водонепроницаемости или недостаточной гидроизоляции могут быть непоправимыми.