Способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для ремонта гидроизоляции и кровель, содержащих органическое вяжущее. Технический результат: увеличение долговечности и повышение качества восстановленного гидроизоляционного покрытия. Способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций включает разогрев органического покрытия до размягчения посредством перемещаемого нагревательного элемента и последующего уплотнения покрытия. Перед разогревом органического вяжущего покрытия на него наносят гидроизоляционный состав, включающий горячую или холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку и последующий одновременный разогрев гидроизоляционного состава органического вяжущего покрытия, после чего прикатывают гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением. 13 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для ремонта гидроизоляции и кровель, содержащих органическое вяжущее.

Известен способ ремонта кровель, при котором устранение дефектов производится путем наклеивания отдельных заплат из тех же материалов, из которых выполнена кровля, или наклеивания новых слоев рулонного кровельного материала при ремонте больших участков кровли (см. Э.М.Ариевич и др. "Эксплуатация жилых зданий". М.: Строийздат, 1991, с.408).

Недостатком указанного способа является то, что при наклеивании нового кровельного материала на старый не устраняются дефекты последнего. В процессе длительного атмосферного воздействия происходит охрупчивание кровельного материала с появлением трещин, которые остаются в нем и после наклеивания на него нового материала. В результате старый кровельный материал продолжает "трещать" (за счет расширения трещин), что негативно влияет на наклеенное новое покрытие. В нем появляются микротрещины, которые в результате атмосферного воздействия начинают интенсивно расти, что приводит к нарушению водонепроницаемости покрытия. Более того, рост трещин в старом кровельном материале иногда приводит к частичному отклеиванию нового кровельного материала.

Известен способ восстановления кровель из битумосодержащих рулонных материалов, заключающийся в том, что очищенный участок кровли разрезают на отдельные фрагменты, снимают отдельные фрагменты с перекрытия, помещают в разогретый битумосодержащий раствор и выдерживают в нем до полного восстановления первоначальных свойств рулонного материала, после чего фрагменты укладывают на перекрытие и уплотняют (см. патент РФ №2132915, МПК E 04 D 5/00).

Основным недостатком этого способа является его высокая трудоемкость, что значительно снижает производительность работ по восстановлению водонепроницаемости кровли.

Известен способ периодического восстановления кровель посредством покраски их теми же смолистыми материалами, которые входят в состав пропитанного картона, в частности для рубероидной кровли - битумом (см. "Справочник по капитальному ремонту жилых зданий" под редакцией А.И.Лысовой. Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1977, с.208).

Однако описанный способ используется только как профилактический для частичного восстановления эластичности кровельных материалов и совершенно не приемлем для ремонта покрытий, имеющих значительные дефекты: дыры, трещины, вспучивания и пр.

За прототип выбран способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций путем разогрева до размягчения органического вяжущего, восстанавливаемого гидроизоляционного покрытия уложенным на него перемещаемым нагревательным элементом и уплотнения покрытия. При этом температура рабочей поверхности гибкого нагревательного элемента превышает в 1,8-3,0 раза температуру размягчения органического вяжущего. Перед уплотнением покрытия размягченное органическое вяжущее разравнивают, а уплотнение осуществляют при 0,15-0,5 МПа (см. патент РФ №2085675, МПК E 04 D 5/02).

Несмотря на то что прототип лишен многих недостатков, присущих описанным выше аналогам, тем не менее, он имеет свои собственные недостатки, ограничивающие его технологические возможности.

Во-первых, выбранный за прототип способ не приемлем в случаях, если органическое вяжущее покрытия сильно обеднено битумной составляющей в результате длительного атмосферного воздействия. В этом случае восстановленное указанным способом покрытие будет представлять собой жесткий, хрупкий слой. При этом крупные дефекты вообще могут быть не устранены. Более того, из-за сильного обеднения покрытия битумной составляющей оно может разрушиться уже в процессе уплотнения, выполняемого согласно прототипу после разогрева органического вяжущего.

Во-вторых, способ не обеспечивает равномерный прогрев органического вяжущего по всей толщине, особенно если покрытие многослойное (например, 5-7 слоев рубероида). Верхние слои органического вяжущего, которые находятся ближе к нагревательному элементу, имеют более высокую температуру и вязкость, чем нижние слои, в результате чего при последующем уплотнения размягченного органического вяжущего в кровельном покрытии образуются микротрещины, которые быстро растут под атмосферным воздействием, снижая долговечность восстановленного покрытия.

В-третьих, выбранный за прототип способ не обеспечивает удаления вздутий (замкнутых полостей), образовавшихся в покрытии в процессе эксплуатации. Указанный недостаток особенно актуален при наличии крупных вздутий в нижних слоях многослойного покрытия, которые не могут быть заполнены размягченным в процессе нагрева органическим вяжущим из-за недостаточного количества этого вяжущего или из-за наличия во вздутиях скоплений влаги. Это также снижает долговечность восстановленного покрытия.

Техническая задача изобретения состояла в увеличении долговечности и повышении качества восстановленного гидроизоляционного покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций, включающим разогрев органического вяжущего покрытия до размягчения посредством перемещаемого нагревательного элемента и последующее уплотнение, перед разогревом органического вяжущего покрытия на него наносят гидроизоляционный состав, включающий горячую или холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку и последующий одновременный разогрев гидроизоляционного состава и органического вяжущего покрытия, после чего покатывают гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением.

В качестве модифицирующей добавки используют поверхностно-активное вещество в количестве 0,5-5,0% или смесь активного кремнезема в количестве 0,8-3,0% и гидрофобизирующей жидкости в количестве 0,2-2,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

После нанесения гидроизоляционного состава, включающего горячую битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку в течение не менее 2 часов, а после нанесения гидроизолирующего состава, включающего холодную битумную мастику с модифицирующей добавкой, осуществляют выдержку не менее 24 часов.

Одновременный разогрев гидроизоляционного состава и органического вяжущего покрытия ведут до температуры 80-250°С с выдержкой при этой температуре в течение 5-20 мин, а прикатку гидроизоляционного состава к покрытию осуществляют с давлением 0,1-0,6 МПа.

Долговечность и качество гидроизоляционного покрытия, восстановленного предлагаемым способом, значительно превышает долговечность и качество аналогичного покрытия, восстановленного известным способом, выбранным за прототип. Указанный эффект достигается за счет обеспечения сплошности и однородности при одновременной хорошей гибкости, высокой трещиностойкости, водостойкости и теплостойкости восстановленного покрытия. В покрытии отсутствуют микротрещины, поры и другие аналогичные дефекты, быстро растущие под интенсивным атмосферным воздействием (солнечные лучи, резкая смена температур, частые замораживания и оттаивание кровли и т.д.).

Предлагаемый способ приемлем для восстановления как толстых, многослойных покрытий (до шести и более нанесенных друг на друга слоев), так и тонких, в том числе сильно разрушенных и обедненных битумной составляющей.

Кроме того, перед нанесением гидроизоляционного состава, включающего холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, на покрытие наносят 2% раствор гидрофобизирующей жидкости в керосине с последующей выдержкой в течение не менее 12 часов, а после нанесения гидроизоляционного состава осуществляют выдержку в течение не менее 10 часов. 2% раствор гидрофобизирующей жидкости в керосине размягчает старое подлежащее восстановлению покрытие, чем способствует лучшему проникновению в него гидроизоляционного состава.

Более того, выполнение указанных операций позволяет уменьшить усилие последующей прикатки гидроизоляционного состава к покрытию с одновременным их уплотнением без снижения качества восстановленного покрытия.

В случае использования в качестве поверхностно-активного вещества синтетических жирных кислот С₁₇-С₃₈ или кубовых остатков синтетических жирных кислот в них добавляют алюминия оксихлорид или гашеную известь в количестве 0,1-0,5% от массы битумной композиции, что дополнительно повышает водостойкость и замедляет процесс старения восстановленного покрытия.

Перед разогревом покрытий на всю его глубину выполняют каналы, через которые инъекцируют битумную эмульсию.

Каналы в покрытии и инъецирование через них битумной эмульсии выполняют до нанесения гидроизоляционного состава, а после инъецирования битумной эмульсии прикатывают с усилием не менее 0,1 МПа.

Указанные признаки изобретения исключают наличие пустот в глубине восстановленного покрытия. Их выполнение особенно актуально при восстановлении многослойного покрытия.

Перед разогревом в покрытии и нанесенном на него слое гидроизоляционного состава прорезают продольные и поперечные канавки, а после разогрева разравнивают вытесненное органическое вяжущее и заполняют их самоотверждающей водостойкой смесью.

Выполнение этих операций позволяет восстановленное по предлагаемому способу покрытие дополнительно разделить на несколько замкнутых зон, разъединенных отвердевшей водостойкой смесью. Вследствие этого в случае нарушения водонепроницаемости покрытия в одной замкнутой зоне влага, скопившаяся под покрытием, не сможет просочиться в другие зоны, а следовательно, нарушить гидроизоляционные свойства остального восстанавливаемого покрытия, как это имеет место в покрытиях, восстановленных другими способами, в том числе и выбранным за прототип.

Указанное преимущество предлагаемого способа особенно актуально при его использовании в климатических зонах с большим годовым объемом выпадаемых осадков.

Самоотверждающая водостойкая смесь содержит легкий заполнитель и холодную или горячую битумную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкий заполнитель	15-65
холодная или горячая
битумная композиция	остальное

Кроме того, самоотверждающая водостойкая смесь может содержать полимерный наполнитель, холодную или горячую битумную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полимерный наполнитель	4-40
холодная или горячая
битумная мастика	остальное

Способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций осуществляют следующим образом.

На предварительно очищенную сухую поверхность восстанавливаемого участка старого покрытия кровли наносят гидроизоляционный состав, включающий горячую или холодную битумную композицию и модифицирующую добавку.

Горячую битумную композицию готовят по ГОСТу 2889-90, холодную битумную композицию готовят по "Рекомендациям по приготовлению битумных мастик и растворов битума холодным способом и применению их в строительстве". Ростов на Дону, Ростовский ПромстройНиипроект, 1975, с.4-5. В качестве холодной битумной композиции можно использовать также битумно-полимерные композиции, такие как битумно-латексные, битумно-наиритовые, битумно-резиновые и другие.

В качестве модифицирующей добавки используют любое поверхностно-активное вещество, например синтетические жирные кислоты С₁₇-С₃₈ (ОСТ 38-7-25-73), кубовые остатки синтетических жирных кислот (ОСТ 38-01-82-02), БИЭМ-ЗТБФ 9 (ТУ 2482-008-24157290), керосин и другие. Количество поверхностно-активного вещества составляет 0,5-5,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава. Кроме того, в качестве модифицирующей добавки используют смесь активного кремнезема с удельной поверхностью S=20000 см²/г (ТУ 555747-048-02495332-96) в количестве 0,8-3,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава и гидрофобизирующей жидкости, например гидрофобизирующей жидкости 136-41 (ГОСТ 10834-76^*) в количестве 0,2-2,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

Если в качестве модифицирующей добавки в гидроизоляционном составе используются синтетические жирные кислоты С₁₇-С₃₈ или кубовые остатки синтетических жирных кислот (поверхностно-активные вещества), то в них можно добавить в количестве 0,1-0,5% от массы битумной композиции гашеную известь или алюминия оксихлорид (ТУ 6-09-05-1456-96).

В результате взаимодействия гашеной извести или алюминия оксихлорида с синтетическими жирными кислотами С₁₇-С₃₈ или их кубовыми остатками образуются кальциевые мыла или алюминиевые гидрофобные мыла, которые создают в восстановленном покрытии новую коагуляционную структуру мыл с асфальтенами, замедляющими процесс старения покрытия и дополнительно повышающими его водостойкость.

Если в результате длительной эксплуатации многослойного покрытия произошло его расслаивание, то в восстановленном покрытии в будущем могут образовываться вздутия. Для исключения этого после нанесения гидроизоляционного состава в покрытии на всю его глубину выполняют каналы и инъецируют в них битумную эмульсию, которую готовят по ГОСТу 18659-81, СНИП 3.06.03-85 или согласно "Руководству по проектированию и устройству кровель с применением битумных эмульсий", М.: Стройиздат, 1983.

В случае, если в подлежащем восстановлению многослойном покрытии уже имеются вздутия, то каналы на всю глубину целесообразно выполнять до нанесения гидроизоляционного состава, после чего инъецировать в них битумную эмульсию и прикатывать покрытие с давлением не менее 0,1 МПа.

После нанесения на восстанавливаемое покрытие гидроизоляционного состава делают выдержку не менее 2 часов, если в гидроизоляционном составе используется горячая битумная композиция, и не менее 24 часов, если используется холодная битумная композиция.

В случае, если наносится гидроизоляционный состав, включающий холодную битумную композицию, то перед его нанесением на восстанавливаемый участок покрытия можно нанести 2% раствор гидрофобизирующей жидкости в керосине с последующей выдержкой в течение не менее 12 часов. Тогда после нанесения гидроизоляционного состава делают выдержку не менее 10 часов.

После завершения выдержки осуществляют одновременный разогрев гидроизоляционного состава и органического вяжущего покрытия до температуры 80-250°С с выдержкой при этой температуре в течение 5-20 минут, а затем прикатывают гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением с давлением 0,1-0,6 МПа. Значения температуры разогрева, времена выдержки, давления прикатки и уплотнения зависят от толщины восстанавливаемого покрытия, степени его обедненности битумной составляющей и охрупчивания, а также от того, горячая или холодная битумная композиция используется в гидроизоляционном составе. Чем толще восстанавливаемое покрытие, тем выше степень его обедненности битумной составляющей, тем выше температура разогрева, больше время выдержки и давление прикатки и наоборот. Если восстанавливается тонкослойное покрытие с невысокой степенью обедненности битумной составляющей, то выдержку после разогрева можно не делать, а сразу прикатывать гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением.

В процессе разогрева и последующей выдержки органического вяжущее восстанавливаемого покрытия размягчается, и в него интенсивно проникают и перемешиваются компоненты гидроизоляционного состава. В результате происходит восстановление первоначальных свойств покрытия.

Дополнительно к вышеперечисленным операциям перед разогревом в покрытии и нанесенном на него слое гидроизоляционного состава рекомендуется прорезать продольные и поперечные канавки. После разогрева разравнивают в канавках вытесненное органическое вяжущее и заполняют их самоотвердевающей водостойкой смесью. Затем делают выдержку и прикатывают гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением.

Выполнение этих дополнительных операций позволяет разделить восстановленное покрытие на несколько замкнутых зон, разъединенных отвердевшей водостойкой смесью. В случае нарушения водонепроницаемости покрытия в одной замкнутой зоне влага, скопившаяся под покрытием, не сможет просочиться в другие зоны и нарушить гидроизоляционные свойства остальной части восстановленного покрытия.

Самоотвердевающую водостойкую смесь готовят механическим смешиванием легкого заполнителя с холодной или горячей битумной композицией при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкий заполнитель	15-65
холодная или горячая
битумная композиция	остальное

Кроме того, самоотвердевающая водостойкая смесь может содержать полимерный наполнитель, с холодной или горячей битумной композицией при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полимерный наполнитель	4-40
холодная или горячая
битумная композиция	остальное

Самоотвердевающую водостойкую смесь на основе полимерных наполнителей готовят механическим смешиванием ее ингредиентов.

В качестве легкого заполнителя можно использовать керамзит (ГОСТ 9759-71), перлит (ГОСТ 10832-74), шунгизит (ГОСТ 19345-73) и другие.

В качестве полимерного наполнителя можно использовать полимерный атактический полипропилен (ТУ 6-05-1902-81), низкомолекулярный полиэтилен (ТУ 38-302-116-76), дивинилстирольный термоэластопласт (ТУ 103-267-80) и др.

Результаты сравнительных испытаний показали, что физико-механические свойства покрытия, восстановленного по предлагаемому способу, намного превышают физико-механические свойства покрытия, восстановленного по способу, выбранному за прототип.

Испытания проводились следующим образом. С кровли были взяты восемь образцов четырехслойного гидроизоляционного покрытия после эксплуатации в течение пяти лет. Образцы были восстановлены по предлагаемому способу и способу, выбранному за прототип, а затем подверглись 10 циклам старения, что соответствует 5-8 годам эксплуатации на кровле.

Старение восстановленных образцов гидроизоляционного покрытия проводилось по методике, описанной в ГОСТ 18956-73 "Материалы рулонные кровельные. Методы испытания на старение под воздействием климатических факторов".

При восстановлении образцов по предлагаемому способу использовались гидроизоляционные составы как с горячей, так и с холодной битумной композицией. В качестве модифицирующей добавки использовались: 1 - синтетические жирные кислоты C₁₇-C₁₈; 2 - кубовые остатки синтетических жирных кислот и гашеная известь; 3 - кубовые остатки синтетических кислот и алюминия оксихлорид; 4 - смесь активного кремнезема и гидрофобизирующей жидкости.

После старения восстановленные образцы гидроизоляционного покрытия были испытаны на разрывную нагрузку (по ГОСТ 2678-94), водопоглощение (по ГОСТ 2678-94), теплостойкость (по ГОСТ 2678-94), гибкость (по ГОСТ 2678-94), температуру хрупкости (по ГОСТ 11507-97) и трещиностойкость (по" Методике определения трещиностойкости гидроизоляционных материалов", разработанной ГУЛ Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства). Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица 1 Физико-механические свойства гидроизоляционных покрытий, восстановленных по предлагаемому способу и патенту РФ №2085675 после 10 циклов старения
Способы восстановления	Разрывная нагрузка, Н	Водопоглощение, %	Температура хрупкости по Фраасу, °С	Теплостойкость	Гибкость	Трещиностойкость
Однослойное рубероидное покрытие, восстановленное по предлагаемому способу	185-230	1,94-3	(-12)-(-19)	выдержал	выдержал	выдержал
Однослойное рубероидное покрытие, восстановленное по пат. РФ №2085675	118-122	5,9-7,0	(-8)-(-9)	выдержал	не выдержал	не выдержал
Четырехслойное рубероидное покрытие, восстановленное по предлагаемому способу	321-394	1,7-4,7	(-12)-(-19)	выдержал	выдержал	выдержал
Четырехслойное рубероидное покрытие, восстановленное по пат. РФ №2085675	250-272	8,6-9,8	(-8)-(-9)	выдержал	не выдержал	не выдержал

1. Способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций, включающий разогрев органического вяжущего покрытия до размягчения посредством перемещаемого нагревательного элемента и последующее уплотнение покрытия, отличающийся тем, что перед разогревом органического вяжущего покрытия на него наносят гидроизоляционный состав, включающий горячую или холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку и последующий одновременный разогрев гидроизоляционного состава и органического вяжущего покрытия, после чего прикатывают гидроизоляционный состав к покрытию с одновременным их уплотнением.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют поверхностно-активное вещество в количестве 0,5-5,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют смесь активного кремнезема в количестве 0,8-3,0% и гидрофобизирующей жидкости в количестве 0,2-2,0% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения гидроизоляционного состава, включающего горячую битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку в течение не менее 2 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения гидроизоляционного состава, включающего холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, осуществляют выдержку в течение не менее 24 ч.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременный разогрев гидроизоляционного состава и органического вяжущего покрытия ведут до температуры 80-250°С с выдержкой при этой температуре в течение 5-20 мин, а прикатку гидроизоляционного состава к покрытию с одновременным их уплотнением осуществляют с давлением 0,1-0,6 МПа.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением гидроизоляционного состава, включающего холодную битумную композицию и модифицирующую добавку, на покрытие наносят 2%-ный раствор гидрофобизирующей жидкости в керосине с последующей выдержкой в течение не менее 12 ч, а после нанесения гидроизоляционного состава осуществляют выдержку в течение не менее 10 ч.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед разогревом в покрытии на всю глубину выполняют каналы, через которые инъецируют битумную эмульсию.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед разогревом в покрытии и нанесенном на него слое гидроизоляционного состава прорезают продольные и поперечные канавки, а после разогрева разравнивают в канавках вытесненное органическое вяжущее и заполняют их самоотвердевающей водостойкой смесью.

10. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют синтетические жирные кислоты С_17-38 или кубовые остатки синтетических жирных кислот, в которые добавляют алюминия оксихлорид в количестве 0,1-0,5% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

11. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют синтетические жирные кислоты С₁₇-С₃₈ или кубовые остатки синтетических жирных кислот, в которые добавляют гашеную известь в количестве 0,1-0,5% от массы битумной композиции гидроизоляционного состава.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что каналы в покрытии и инъецирование через них битумной эмульсии выполняют до нанесения гидроизоляционного состава, а после инъецирования битумной эмульсии прикатывают покрытие с давлением не менее 0,1 МПа.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что самоотвердевающая водостойкая смесь содержит легкий или полимерный заполнитель и холодную или горячую битумную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Легкий заполнитель	15-65
Холодная или горячая
битумная композиция	Остальное

14. Способ по п.9, отличающийся тем, что самоотвердевающая водостойкая смесь содержит полимерный наполнитель и холодную или горячую битумную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерный наполнитель	4-40
Холодная или горячая
битумная композиция	Остальное