Эксплуатационная надежность транспортных объектов, таких как высокоскоростные железнодорожные линии, путепроводы и эстакады, пролетные строения железнодорожных мостов и т. д. во многом определяется правильным выбором систем гидроизоляционной и антикоррозионной защиты. Именно системные защитные покрытия, сочетающие в себе как элементы гидроизоляции, так и компоненты антикоррозионной защиты могут стать идеальной защитой стальных и железобетонных мостовых конструкций.

 

Надежность и прочность транспортных сооружений не в меньшей степени зависит от качества гидроизоляции, чем от качества несущих конструкций. Влага – самый опасный враг любых конструкций: железобетонных, металлических, каменных и деревянных. Просачиваясь сквозь поры бетонных или железобетонных конструкций, дождевая вода растворяет и вымывает из тела бетона гидроокиси кальция и другие химические вещества, увеличивая тем самым пористость и нарушая структуру бетона, что не способствует сохранению прочности сооружения. Замерзание находящейся в порах воды в зимнее время приводит к появлению трещин. Наличие воды в порах и трещинах, особенно в присутствии хлоридов, приводит к коррозии арматуры – еще одной причине ослабления прочности. Использование солей-антиобледенителей, являющихся распространенным средством борьбы в городах со снегом и льдом на дорогах, еще больше способствует постепенному разрушению бетонных и железобетонных сооружений. Если говорить о металлоконструкциях, то здесь положение еще более критическое. Ежегодно в нашей стране только из-за коррозии выходит из строя около 4% металлических конструктивных элементов, что составляет десятки тысяч тонн! Есть над чем задуматься.


Гидроизоляция мостового полотнанаиболее проблемный конструктивный элемент в дорожно-мостовом строительстве. Учитывая повышенные нагрузки на такие сооружения, следует обратить особое внимание на материал гидроизоляционных покрытий. Гидроизоляция дорожно-мостового полотна должна быть, в первую очередь, водонепроницаемой, обладать морозо- и химической стойкостью, высокой эластичностью, стабильной во времени, био- и термоустойчивостью. Более того, при образовании на бетонной поверхности трещин допустимого по нормам раскрытия, сплошность гидроизоляционного слоя не должна нарушаться. Несомненно, что высокая адгезия такого покрытия как к субстрату, так и к верхнему слою покрытия также является необходимым условием качественной гидроизоляции. Недостаточное сцепление асфальтобетонного слоя с гидроизоляционным покрытием может привести к сдвигам асфальтобетонного слоя толщиной менее 12 см и растрескиванию дорожно-мостового покрытия. Двусторонняя адгезия гидроизоляционного слоя значительно увеличивает эксплуатационную надежность многослойной дорожной конструкции. Дорожное покрытие проезжей части мостов и эстакад должно представлять собой единую монолитную многослойную конструкцию с высокой адгезией между слоями такого дорожного пирога: несущего железобетонного основания, грунтовочного слоя, слоя гидроизоляции и асфальтобетонного покрытия. Только в таком случае обеспечивается требуемая жесткость конструкции, способствующая равномерному распределению нагрузок от грузового транспорта. Дорожное покрытие подвергается воздействию не только перпендикулярных, но и продольных сдвиговых нагрузок. Поэтому их распределение между прочно связанными слоями являются залогом долговечности дорожного покрытия.


Важным показателем, характеризующим работу гидроизоляционного материала, используемого в дорожно-мостовых конструкциях, служит величина сопротивления сдвигу по контактам гидроизоляции с бетонной поверхностью и покрытием проезжей части от воздействия подвижных нагрузок и касательных напряжений, являющихся следствием экстренного торможения транспорта либо слишком резкого старта. Нормативная величина напряжений сдвига составляет 0,15 МПа.
Трещины, образуемые в результате вибрации и сдвигов асфальтобетонного покрытия, а также являющиеся следствием температурных перепадов, приводят к проникновению воды и растворов солей вглубь покрытия. При слабой межслойной адгезии вода будет подтекать под растрескавшийся слой, в образовавшейся щели будет накапливаться конденсат, что ускорит разрушение как асфальтобетонного покрытия, так и герметизирующего слоя.
Не стоит недооценивать и важность способа укладки гидроизоляции, поскольку, учитывая, нередко большие объемы таких работ по строительству и реконструкции мостовых сооружений, трудо- и материальные затраты на устройство гидроизоляции могут быть довольно велики. Использование устаревших технологий может намного затянуть сроки сдачи объектов в эксплуатацию, что, естественно, скажется на бюджете. Возможность механизированного нанесения при использовании аппаратов безвоздушного распыления позволяет напылять не менее 1200 м2 гидроизоляционного полимочевинного покрытия за рабочую смену. Снижение сроков работ по гидроизоляции позволяет не зависеть от погодных условий.

 

Традиционно используемые для гидроизоляции конструкций транспортного назначения рулонные битумно-полимерные материалы обычно трудоемки в применении, обладают сравнительно небольшой долговечностью (15-20 лет), наличием многочисленных швов, являющихся наиболее проблемными местами любого покрытия. Наплавляемые рулонные битумно-полимерные материалы значительно проигрывают по целому ряду свойств современным полимочевинным гидроизоляционным покрытиям, в частности: термопластичности, т. е. зависимости свойств от перепадов температур; способности к перекрытию трещин и трещиностойкости при минусовых температурах; сопротивляемости механическим повреждениям, особенно в местах стыков и примыканий; отсутствии необходимости в дополнительных работах на стыках и примыканиях, которые являются обязательными при рулонной гидроизоляции и к тому же производятся вручную; производительности.
Все это является немаловажным аргументом в пользу использования более технологичных и долговечных полимочевинных напыляемых эластомеров, превосходящих наплавляемые рулонно-битумные материалы по основным физико-механическим показателям: морозостойкости – на 15-35%, эластичности - в 60 раз, срокам эксплуатации - в 2-3 раза, сцеплению с основанием – в 2-4 раза.

 

Очевидно, что гидроизоляция мостовых сооружений с применением напыляемых эластомеров – это наиболее эффективное решение, особенно для российских условий, поскольку полимочевинные мембраны рассчитаны на эксплуатацию при температурах окружающего воздуха до -40 градусов С. Важным преимуществом напыляемых карбамидных гидроизоляционных покрытий является большой коэффициент растяжения защитной мембраны, что предотвращает разрывы гидроизоляции при деформациях конструкции. Это особенно актуально для подвесных мостов с длинными пролетами, подверженными значительным колебаниям при ветровых нагрузках.
Первый опыт использования полимочевинных эластомеров для гидроизоляции дорожного полотна мостовых сооружений относится к 1980 году, когда она с успехом была применена при строительстве мостов в США. В настоящее время полимочевинные эластомеры по праву занимают лидирующее положение во всем мире в качестве защитных антикоррозионных и гидроизоляционных покрытий строительных мостовых конструкций любого назначения, степени сложности и протяженности: железнодорожных, автомобильных и пешеходных мостов в любых климатических зонах, кроме, разве что, зоны крайнего севера.
Различные формулы полимерных композиций, позволяющие подобрать оптимальное для данной конструкции покрытие, многофункциональность эластомеров позволили использовать поликарбамидные защитные покрытия в самых различных областях строительства: при строительстве мостов, каналов, дамб, эстакад, тоннелей, гидроизоляционного слоя под асфальтовое дорожное покрытие и др. Эффективным является использование полимочевины также в качестве ремонтного состава для дорожно-мостовых покрытий.

Разработанная в России в 2003 году система гидроизоляции «Полиуреа», предназначенная для использования на строительных объектах, содержит в своем составе, помимо основного рабочего элемента системы – полимочевины, такой обязательный элемент, как праймер. Лабораторные испытания данной системы лишь подтвердили ее высокую технологичность и эффективность в отечественном мостостроении. Полиурия, являющаяся результатом реакции двух компонентов - изоцианата и полимерных смол, существенно отличается от полиуретанов по химическому составу и физико-механическим свойствам и значительно превосходит их по прочности, надежности и долговечности. Высокая стойкость к различным химическим средам (солям, кислотам, нефтепродуктам и т. д.), способность образовывать сухую на отлип, эластичную бесшовную мембрану менее чем через 30 секунд после нанесения плюс высокая адгезия к самым различным строительным материалам (бетону и стали, алюминию и дереву) и высокая прочность на разрыв, возможность благодаря быстрому времени реакции наносить покрытие даже на вертикальные поверхности без потеков, позволили полиурии стать практически идеальным гидроизоляционным покрытием для дорожно-мостового полотна. Поскольку необходимости в повторном нанесении обычно нет, то существенно сокращаются сроки проведения гидроизоляционных работ.

Использование праймеров необходимо для обеспечения требуемой степени адгезии. В дорожно-мостовом строительстве основными видами таких грунтовок являются эпоксидные и латексные праймеры, полиуретаны. Также в некоторых случаях допустимо использование в качестве подстилающего слоя геотекстильной ткани.
Согласно результатам испытаний гидроизоляционных покрытий с использованием полимочевины были получены следующие показатели адгезии в МПа:

  • -сталь – 13,8;
  • -алюминий – 13,8;
  • -дерево – 1,7.

 

Стойкость к истиранию составила от 300 до 500 мг на 1 килограмм за 1000 циклов.
Полученные результаты испытаний по многим показателям превысили параметры физико-механических свойств, традиционно используемых для гидроизоляции материалов и требования ГОСТа.

 



Сравнительная характеристика физико-механических свойств полимочевины с требованиями ГОСТа


Параметры


 

Ед. измерений

Требования по ГОСТ 30693-2000
(Общие технические условия)


 

Результаты испытания


Условная прочность


МПа


Не менее 0,6


8


Относительное удлинение     при разрыве


%


Не менее 150

300


Прочность сцепления с основанием


МПа


Не менее 0,2


0,8-2.0


Водопоглощение по массе в течение 24 ч

%


Не более 1


0,78


Гибкость на брусе
диаметром 5±0,2 мм
при температуре -50°С

визуально

Нет трещин при t не выше -30°С

нет трещин

Поскольку для распыления покрытия не нужны источники открытого огня как для наплавляемых материалов, отсутствие в составе летучих органических веществ и способность материала не поддерживать горение гарантируют пожаробезопасность и экологическую безвредность полимочевинных систем. Высокие герметизирующие способности полимочевины, что особенно важно в местах ограждений, стыков и сопряжений с водоотводными конструкциями, местами пропуска коммуникаций, осветительными столбами, участками с деформационными швами, стыками и примыканиями, еще более повышают надежность, качество и долговечность покрытия. Даже при использовании в качестве основания бетона высокой водонепроницаемости (W6-W8) возможно проникновение воды в конструкцию по холодным швам, порам, раковинам, трещинам и другим дефектным участкам. Места сопряжений даже при минимальных перемещениях и деформациях элементов конструкции образуют трещины, являющиеся причиной протечек. Швы любого характера (холодные, конструкционные, температурные, деформационные, усадочные и сейсмические) также являются наиболее слабыми местами конструкций и могут утратить герметичность и начать пропускать воду даже при сравнительно незначительных статических или динамических нагрузках.
Диапазон рабочих температур от -40 градусов С до +150 градусов С, с возможностью кратковременного повышения температуры до +220 градусов С, высокая термостойкость поликарбамида, быстрота гелеобразования, позволяющая напылять покрытие однократно с получением однородной монолитной мембраны любой требуемой толщины обусловили возможность использования эластомерных полимочевинных покрытий при самых сложных условиях нанесения и эксплуатации
В зависимости от мощности и производительности установки для распыления, объем работ, выполняемых за сутки может варьироваться в пределах 1200-2000 м2.
Применение полиурии в качестве гидроизоляции в дорожно-мостовом строительстве помимо увеличения общего срока службы покрытия также увеличивает сроки эксплуатации без ремонта. За период эксплуатации уже введенных в срок объектов с использованием полимочевинных эластомеров качество изоляционного слоя не выходило за пределы существующих нормативов, случаев разрушения целостности покрытия и протечек не наблюдалось.
Прочность композиции геотекстиль+ полимочевина многократно превосходит прочность традиционно использующихся в дорожном строительстве полиэтиленовой пленки и изола. Несмотря на то, что геотекстиль допускается стыковать из отдельно взятых кусков, после напыления полиурии в любом случае получится бесшовный монолитный мембранный композит, повторяющий рельеф поверхности нанесения.
Так как полимочевина устойчива к воздействию ультрафиолетового излучения, работы по устройству гидроизоляции дорожно-мостового покрытия допустимо производить с длительными интервалами. Полученное в результате композиционное гидроизоляционное покрытие, состоящее из геотекстиля, прикрепленного к поверхности и закрытого сверху напыляемой полимочевиной, обладает высокой устойчивостью к ветровой нагрузке, значительно большей прочностью и лучшими показателями на растяжение, чем ранее использовавшиеся традиционные виды покрытий, что определяет его непревзойденную устойчивость к продавливанию, ударам и разрывам острыми краями щебня. Использование полимочевинных композиций в несколько раз сократило сроки проведения работ по гидроизоляции дорожного полотна.


Уже сотни мостов во всем мире гидроизолированы с применением технологии полимочевинных эластомеров, причем количество таких объектов неуклонно растет.
Применение полиурии при строительстве мостовых сооружений регламентировано изданным ЕС документом ETAG 033.

Несмотря на то, что развитие технологии напыляемых полимочевинных эластомеров в России началось сравнительно недавно, уже можно отметить положительные результаты внедрения этой технологии в дорожно-мостовых гидроизоляционных и антикоррозионных покрытиях. Примерами таких объектов могут служить, например, транспортная эстакада Звенигородского шоссе и эстакада Москва-Сити в Москве, мост Александровской фермы (Санкт-Петербург), кольцевая автомобильная дорога (Санкт-Петербург), мост через реки Ликовка и Незнайка, путепровод тоннельного типа на Киевском шоссе, подземный пешеходный переход на Варшавском шоссе, тоннель и эстакада на пересечении Ленинградского проспекта и Третьего транспортного кольца, коллектор по ул. Международная, тоннель при реконструкции Ленинградского проспекта, мосты и тоннели на объездной дороге в г.Сочи и др.

Эстакада Звенигородского шоссе
Эстакада Звенигородского шоссе.
Система «Полиуреа» применена здесь в качестве гидроизоляционной и антикоррозионной защиты покрытия под дорожные одежды

Транспортная эстакада Москва-Сити


Транспортная эстакада Москва-Сити


Транспортная эстакада Москва-Сити


Транспортная эстакада Москва-Сити


Мост Александровской фермы (Санкт-Петербург)


Мост Александровской фермы (Санкт-Петербург)

Объездная дорога вокруг Сочи


Объездная дорога вокруг Сочи

Объездная дорога вокруг Сочи

Большая кольцевая автодорога (КАД) в Санкт-Петербурге

Большая кольцевая автодорога (КАД) в Санкт-Петербурге

Большая кольцевая автодорога (КАД) в Санкт-Петербурге


Большая кольцевая автодорога (КАД) в Санкт-Петербурге.

Миф о долговечности железобетонных конструкций не выдержал испытания временем. Опыт экплуатации авто- и железнодорожных мостов приводит к выводу, что под воздействием агрессивного воздействия окружающей среды защитный слой бетонных конструкций через 25-35 лет полностью деградирует и в случае непринятия мер по восстановлению дальнейшая коррозия арматуры, как правило, приводит к полному разрушению объекта в течение 40-50 лет. В городских условиях, где особенно велика роль антропогенных загрязнений, загрязнения биосферы отходами производственной деятельности человека, проблема коррозии железобетонных конструкций, в полной мере относящаяся и к мостовым сооружениям, проявляется с особенной остротой. Эксплуатация при значительном разбросе рабочих температур, повышенное воздействие на конструкции соляных растворов, усиленная карбонизация под воздействием тепла, света и ионизирующих излучений делают задачу восстановления мостовых конструкций и увеличения срока их службы наиболее актуальной. Причем, особенно важно использование в целях гидро- и антикоррозионной защиты в дорожно-мостовом строительстве и других объектах транспортной инфраструктуры новейших научных достижений, поскольку традиционные методы защиты в данных конкретных условиях применения себя не оправдали. Лишним подтверждением назревшей необходимости в пересмотре технологий и материалов, используемых в этой сфере, может служить тот факт, что в странах Европы, США дорожные покрытия приходится ремонтировать не чаще одного раза в течение 7-10 лет, тогда как в России дорожные и дорожно-мостовые покрытия находятся в состоянии перманентного ремонта.
Успешное опробование высокотехнологичной системы «Полиуреа» для антикоррозионной защиты и гидроизоляции различных объектов транспортной инфраструктуры в Москве и Санкт-Петербурге, привело не только к одобрению научно-техническим советом Комплекса градостроительной политики и строительства г. Москвы действующих проектов с использованием полимочевинных эластомеров, но и к рекомендациям более активного их применения.


Защита бетонных и металлических конструкций мостов, дорог и тоннелей с использованием полиурии в качестве антикоррозионного и гидроизоляционного покрытия включает в себя несколько этапов:


1) Оценка состояния поверхности нанесения.
2) Предварительная подготовка бетонной или металлической поверхности. Заделка трещин, каверн, раковин и сколов.
3) Праймирование подготовленной поверхности.
4) Контроль качества грунтованной поверхности и анализ возможности нанесения эластомера.
5) Напыление полимочевинной системы.
6) Оценка качества полученного гидроизоляционного покрытия, проверка сцепления слоя эластомера с бетонной либо металлической поверхностью нанесения.
7) Исправление дефектов покрытия (если они есть).
8) Нанесение адгезионного полимерно-битумного состава.
9) Укладка асфальтового покрытия.

В первую очередь исследуется гидроизолируемая поверхность, определяется значение влажности бетона, степень загрязнения поверхности, наличие ржавчины, масляных пятен и остатков нефтепродуктов, а также загрязнений биологического происхождения. Следует отметить также наличие и вид дефектов поверхности. Предварительная обработка металлических или бетонных поверхностей регламентируется Строительными Нормами и Правилами.
Подготовка поверхности под нанесение гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий исключительно важна, поскольку от нее в значительной мере зависит качество и долговечность покрытий. Практический опыт показывает, что не менее половины отказов гидроизоляционной системы связано с недостаточным или небрежным качеством предварительной обработки поверхности нанесения. Поверхность подложки должна быть чистой, сухой, без следов краски и масел, пыли и строительного мусора.


В случае бетонных поверхностей существенное влияние на качество гидроизоляции может оказывать прочность субстрата, поскольку низкая прочность, наряду с низкой адгезией гидроизоляционного слоя к подложке приводит к отслоениям гидроизоляционного слоя, либо раскисанию верхнего слоя вместе с гидроизоляционной мембраной. Во избежание подобных последствий прочность бетонного субстрата не должна быть менее 20 МПа после 28 дней созревания. В случае слабой прочности поверхностного слоя бетонного основания объемы очистных работ возрастают, поскольку требуется обеспечить очистку поверхности от хрупких и низкопрочных слоев.
Важнейшим показателем готовности поверхности к нанесению гидро- и антикоррозионных покрытий является влажность подложки. Для полимочевинных и полиуретановых покрытий поверхностная влажность не должна превышать 4-5%. Большее значение влажности может приводить к образованию пузырей, либо отслоению покрытия от поверхности.
Наиболее простым способом определения степени влажности субстрата является укладка на тестируемую бетонную поверхность полиэтиленовой пленки размером 1х1 м. Основание считается готовым к нанесению гидроизоляционных покрытий в случае, если в течение 4-24 часов под пленочной поверхностью не появляется конденсат.

 

Существуют различные способы снижения влажности гидроизолируемой поверхности:

  • протирка поверхности ветошью, смоченной в ацетоне, с последующей сушкой горячим воздухом при помощи промышленного фена;
  • сушка с помощью тепловых пушек;
  • обдувка поверхности сжатым воздухом от компрессора;
  • установка в деформационных швах обогревающих электрических шнуров.

 

Очистку бетонной поверхности от нефтепродуктов осуществляют при помощи различных растворителей и сольвентов либо чистящих средств на водной основе. Также возможно применение способа выжигания нефтепродуктов пламенем горелки.
Очистка металлических, деревянных и полимерных поверхностей от различного рода загрязнений предполагает в основном механические способы очистки, а также, в случае необходимости, протирку водорастворимым ацетоном.
Обеспыливание поверхности возможно производить сухим либо мокрым способом (смывание водой, использование промышленных пылесосов, сметание щетками, сдув воздухом от компрессора). При подготовке поверхности оснований следует руководствоваться нормативами СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных сооружений и конструкций от коррозии».

Использование абразивоструйной очистки для удаления с поверхностей неровностей и загрязнений регламентируется ГОСТ 9.402-2004 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию».
Для гидроизоляционных покрытий особенно опасно наличие на поверхности нанесения острых выступов, образованных местами стыков листов опалубки, неровностей с острыми кромками, выступающей арматуры. Поэтому важно обеспечить их полное удаление с последующей шлифовкой.
Следует предусмотреть жесткое закрепление закладных изделий в бетоне.
Не следует забывать и о соблюдении температурного режима нанесения гидроизоляционных покрытий. Холодная подложка, как и низкая температура окружающей среды замедляют скорость отверждения, хотя в случае использования полимочевины незначительно.
Наличие на бетонной поверхности цементного молочка, являющееся причиной снижения адгезии, может свести на нет эффективность защитного покрытия.
Контроль наличия в составе бетона различных химических и биологических веществ также является необходимой процедурой при оценке качества субстрата. Загрязнение бетонной поверхности хлоридами, нитратами, сульфатами, углеводородами также может повлиять на качество защитного покрытия. Поэтому предварительная обработка поверхности включает в себя их удаление (иногда даже вместе с частью засоленного бетона). Также должны быть удалены различные биологически активные вещества, уничтожены плесень и грибки, для чего поверхность обрабатывается специальными препаратами.



Подготовка металлических поверхностей мостовых конструкций.


Подготовка металлических поверхностей мостовых конструкций.


Необходимо обеспечить очистку металлической поверхности от слоев окалины и ржавчины, а сварные соединения от флюса (сварочного шлака). С помощью абразивоструйной очистки удаляются также остатки старого покрытия, смазка, маркировочная краска и т. д. Для удаления загрязнений органического характера перед проведением абразивоструйной очистки допускается использование растворителей (например, уайт-спирита по ГОСТ 3134).
В случае использования для удаления ржавчины и окалины травильных паст и преобразователей ржавчины понадобится дополнительная промывка и сушка поверхности. Обычно при нанесении полимочевинных покрытий этот способ не практикуется.
С помощью шлифования нужно удалить заусенцы, сварочные брызги, наплавления, острые кромки и зубцы, способные прорезать будущее покрытие.
Обезжиривание поверхности производится до степени 1 согласно ГОСТ 9.402.
Степень очистки металлических поверхностей конструкций, покрываемых защитными гидро- и антикоррозионными составами, должна соответствовать 2 по ГОСТ 9.402 или SA 2,5 по ISO 8501-1. Важно для обеспечения необходимой адгезии удаление солевых отложений, остатков абразива и полное обеспыливание поверхности нанесения. В случае присутствия на подложке водорастворимых солей их удаляют, главным образом, с помощью смыва струей воды до и после абразивоструйной обработки.
После очистки поверхности грунтовочный слой желательно наносить по возможности немедленно. В непогоду, при дожде или снеге, очистка с использованием сухих методов не рекомендуется. Если же приостановить проведение работ не представляется возможным, следует обеспечить определенные меры по защите (нагрев поверхности, работа под прикрытием разборных тентов или шатров и др.). Не нужно забывать и о температурном факторе: чтобы избежать конденсации влаги, температура металлической поверхности должна быть выше точки росы не менее чем на 3 градуса С.
При температурах окружающего воздуха ниже +5 градусов С работы по гидроизоляции желательно производить под прикрытием, так называемых, тепляков, обогреваемых электрокалориферами (использование обогревающих приборов с открытым пламенем в целях безопасности категорически запрещено).
При реконструкции или ремонте старого покрытия полное удаление предыдущих покрытий не является обязательным. Однако определенные условия при локальной очистке соблюдать все-таки нужно. Во-первых, старое покрытие должно совмещаться с новым и не являться причиной снижения защитных свойств всего покрытия. Во-вторых, нужно выбирать такие способы очистки, которые будут ограничены конкретным участком и не повредят прилежащую зону покрытия. И, в-третьих, не последнюю роль играет рентабельность.

Подготовка бетонных и железобетонных поверхностей к нанесению гидро- и антикоррозионных покрытий из полимочевины

Подготовка бетонной и железобетонной поверхности включает в себя следующие виды работ:

  • очистка наружной поверхности бетона (удаление продуктов коррозии, остатков прошлых покрытий и др. загрязнений);
  • удаление цементного молочка и слабопрочных и хрупких слоев бетона;
  • при необходимости вскрытия поверхности арматуры, удаление незначительно поврежденных участков бетонной поверхности;
  • очистка поверхности арматуры и других металлических элементов конструкции от ржавчины и окалины;
  • очистка бетонной подложки от воды, льда, масел, пыли и т.д.;
  • заделка трещин, выбоин, каверн, сколов кромок, значительных неровностей и других дефектов поверхности с помощью специальных ремонтных составов. Выбор материала для ремонта бетонных и железобетонных конструкций регламентируется «Руководством по ремонту бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом обеспечения совместимости материалов».

 

Как и в случае металлических поверхностей допустимо применение механических, термических и химических методов обработки.
Основные требования к обработке поверхностей обычно присутствуют в инструкциях по применению конкретного гидроизоляционного и/или антикоррозионного материала. Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что основными параметрами, нуждающимися в проверке при подготовке поверхности к нанесению защитного покрытия, являются прочность поверхностного слоя основания, влажность, степень чистоты и выровненность поверхности.
Как мы уже отмечали, влажность бетонной поверхности (слоя толщиной 20 мм) не должна превышать 4%, т. е. на поверхности бетона должна отсутствовать пленочная влага, на ощупь подложка должна быть воздушно-сухой.


После окончания обработки шлифовальный шлам, отходы после абразивоструйной очистки, пыль должны быть удалены из зоны нанесения защитного покрытия. При контроле качества обработки поверхности важно не допускать наличия на ней различных химических веществ и масляных пятен.
Неплохим ремонтным составом для заделки крупных дефектов бетонной поверхности, каверн, раковин и трещин может являться эпоксидная система ХТ-118А/ХТ-489, где ХТ-118А – эпоксидный компонент, а ХТ-489 – отвердитель. Смешивание компонентов ремонтного состава производится в течение 3 мин в соотношении 5:1. Иногда возникает необходимость ввода в смесь наполнителя в виде сухого кварцевого песка в количестве до 2 кг на 1 кг смеси. Ремонтную смесь наносят на дефектные участки при помощи кисти. Нужно учитывать, что время работоспособности ремонтной смеси ограничено 30 минутами при 20 градусах С и ее использование возможно лишь при положительных температурах. Последующие работы по обработке поверхности можно начинать проводить не ранее, чем через 12 часов после заделки проблемных участков поверхности эпоксидной системой ХТ-118А/ХТ-489.

 

Грунтование поверхности


Следующим этапом обработки поверхностей является грунтование (праймирование), необходимое для укрепления поверхности нанесения, ее выравнивания, а также улучшения адгезии с последующим слоем. Грунтование производится с помощью валика, кисти либо, в отдельных случаях, краскопульта.
В случае металлических поверхностей использование грунтовочных составов является необязательной операцией перед нанесением полимочевинного слоя, однако в большинстве случаев применения все же рекомендуется не пренебрегать праймированием поверхности во избежание появления дефектов покрытия и дополнительных финансовых потерь, связанных с их устранением.
Важность грунтования бетонных поверхностей особенно велика, поскольку способствует удалению воздуха из пор и капилляров и предотвращает появление таких дефектов покрытия, как пузыри и отслоения. Праймирование бетонной поверхности допускает использование водоразбавляемых эпоксидных грунтовок, которые возможно наносить на не созревший сырой бетон. Особенно необходимо грунтование бетона при температурах поверхности ниже 8 градусов С, поскольку полимочевина при температурах ниже этого предела не всегда обеспечивает приемлемый уровень адгезии.
В настоящее время разработано и применяется огромное количество грунтовочных составов, предназначенных для различных условий работы. Рассмотрим более подробно некоторые из них.

1) Двухкомпонентный эпоксидный праймер ХТ-104.
Представляет собой двухкомпонентный состав низкой вязкости, предназначенный для нанесения под полимочевинные эластомеры. Состоит из модифицированной эпоксидной смолы ХТ-104А и отвердителя ХТ-104Б. Используется, в основном, как праймер под полимочевинное покрытие (например, ХТ-2002), обеспыливающее покрытие для бетонных поверхностей, в качестве защитного грунтовочного слоя конструкций из черных металлов. Способы нанесения: напыление, нанесение кистью или раскатка валиками. Готовить грунтовочную смесь рекомендуется непосредственно перед применением, поскольку время ее использования ограничено (40 минут при температуре окружающего воздуха 20 градусов С). Использование грунтовки свыше установленного времени невозможно ввиду ее сильного разогрева и полимеризации по истечении 45 минут с момента изготовления.
Способ приготовления:
В 50-ти литровую емкость с 35 кг эпоксидной смолы ХТ-104А добавляется 15 кг отвердителя ХТ-104Б, полученная смесь тщательно перемешивается в течение 5 минут механическим способом (например, с помощью дрели с мешалкой), после чего праймер считается готовым к употреблению.
Расход праймера ХТ-104 составляет 200-300г/м2.
После нанесения праймера огрунтованная поверхность должна просохнуть в течение 8-12 часов при температуре 20 градусов С. Все это время нужно обеспечить защиту просыхающей поверхности от воздействия атмосферных осадков, пыли и загрязнений.
Влажность бетонной подложки при нанесении грунтовочного слоя допускается не более 15%.
Нижний порог температур, при которых возможно праймирование составом ХТ-104, составляет 5-8 градусов С.
Отвержденная грунтовочная композиция обладает высокой степенью влагостойкости, хорошим сцеплением с различными материалами, эластичностью. Использование праймера ХТ-104 более чем в два раза увеличивает величину адгезии полимочевинного эластомера к бетонному основанию. Фактическое значение адгезии при применении грунтовочного состава ХТ-104 составляет не менее 1.0-1.5 МПа против нормативного значения 0,5 МПа.

2) Двухкомпонентный водоэмульсионный эпоксидный грунт ХТ-902
При высокой влажности поверхности нанесения (более 15%) и облачной, ненастной погоде наиболее предпочтительным является применение в качестве праймера грунтовки на базе водной эмульсии эпоксидной смолы ХТ-902В с аминным отвердителем ХТ-902Б.
Вязкость при (25±0,1)оС водной эмульсии эпоксидной смолы варьируется пределах 0,01–0,10 Па.с; вязкость аминного отвердителя при аналогичных условиях составляет от 0,01 до 0,06 Па.с.
Жизнеспособность грунтовочной смеси ХТ-902 около 60 минут при температуре 20 градусов С.
Соотношение компонентов – 100:50.
Расход праймера – от 200 до 300 г/м2.
Время сушки праймированной поверхности – не менее 12 часов.
Нижнее критическое значение рабочей температуры, при которой возможно производить грунтование – от 5 до 8 градусов С.

3) Праймеры на основе полиуретановых композиций
Для нанесения на сухие поверхности неплохим выбором может быть однокомпонентная уретановая грунтовка на основе изоцианатного преполимера (например, KUKDO POLYDO 110).
Для влажных поверхностей более применим однокомпонентный уретановый праймер на базе эмульгирующегося в воде изоцианатного преполимера (например, SUPRASEC 2408).
Время отверждения обоих видов праймера - 4-5 часов при температуре 20 градусов С.
Расход грунтовочной смеси – около 200-300 г/м2.


После полного высыхания загрунтованной поверхности и контроля качества праймирования, можно приступать к напылению полимочевинного эластомера.
Следует соблюдать температурные условия нанесения: температура окружающей атмосферы не должна превышать 5 градусов С, а температура поверхности нанесения должна быть как минимум на 5 градусов выше точки росы. Нарушение условий нанесения, как правило, приводит к браку готового защитного покрытия, причем не всегда этот брак выявляется сразу.
Наилучшим на сегодняшний день производителем оборудования для нанесения полимочевинных композиций является компания GRACO/GUSMER. Для нанесения гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий в дорожном и дорожно-мостовом строительстве можно выбрать установку этой фирмы REACTOR H-ХР2. Функционирование этой установки требует использования компрессора. Для удобства перемещения по объекту, как правило, распылительная установка, компрессор и источник независимого электропитания (дизель-генератор) размещаются в грузовом автомобиле типа фургон.
Гидроизоляционное полимочевинное покрытие напыляется послойно с интервалами в 10-15 минут. Общая толщина слоя полимочевинного покрытия при этом составляет от 1,5 до 2 мм. Расход полимочевинной композиции (например, ХТ-2002) - от 1,5 до 2 кг/м2. Производительность при использовании одной установки REACTOR H-ХР2 около 1500 м2 в сутки.


Использование полимочевинных эластомеров для гидроизоляции и антикоррозионной защиты мостов и других транспортных объектов Для использования в таких сложных инженерных сооружениях, какими являются мостовые конструкции, идеально подходит полимочевина Полишилд НТ, обладающая повышенными прочностными характеристиками и абразивостойкостью. Полишилд НТ успешно применяется для гидроизоляции под стяжку в конструкциях с повышенной нагрузкой на полотно (мосты и путепроводы). При использовании данной полимочевинной системы превосходный результат гидроизоляции гарантирован.
При устройстве гидроизоляционного слоя дорожной одежды следует применять полимочевинные системы с высокой термостабильностью покрытия, позволяющие напылять их в диапазоне температур от -60 до + 220 градусов С, при возможности кратковременного контакта с горячим асфальтом до + 260 градусов С. Примером такой системы может служить система Экстраплан - полимочевинная система с превосходными изолирующими,
антикоррозионными свойствами и повышенной стойкостью к абразивным нагрузкам.
Покрытие после нанесения должно быть выдержано не менее 12 часов, после чего производится контроль качества готовой поверхности. В случае соответствия поверхности соответствующим показателям качества объект можно считать готовым к эксплуатации, либо к нанесению следующего слоя покрытия (например, ХТ-808 – адгезионного слоя, необходимого для последующей укладки асфальта).
Инспекция качества производимых работ - необходимая составляющая каждого этапа работ по гидроизоляции с обязательным занесением данных контроля в производственный журнал.


Ниже перечислены контролируемые параметры в процессе производства работ:


  • -температура поверхности защищаемой конструкции и температура окружающей среды;
  • -относительная влажность воздуха;
  • -влажность бетонной подложки;
  • -соответствие материалов покрытия, грунтовочных составов требуемым нормативам и стандартам;
  • -соблюдение сроков жизнеспособности используемых материалов, гарантийные сроки хранения;
  • -количество наносимых слоев;
  • -время технологической выдержки каждого из слоев покрытия и всей системы в целом.

 

Проверка качества должна производиться после каждого промежуточного вида работ, к которым относятся:

 

  • -обработка основания;
  • -праймирование бетонной поверхности;
  • -нанесение каждого промежуточного покрытия одного вида;
  • - нанесение покровного слоя всей системы.

Степень подготовки поверхности определяется по степени неровности поверхности (шероховатости). Шероховатость бетона обычно оценивается с помощью метода измерения «размаха шероховатости». Измерения производятся
прибором ИШБ-8А, предназначенным для измерения шероховатости грубых поверхностей. В выбранных для контроля местах поверхности производится по 5 контрольных замеров расстояний от дна максимального выступа до дна максимальной впадины на базовой длине замера в 100 мм путем прикладывания к исследуемой поверхности датчика прибора. После чего на основании полученных показаний рассчитывается показатель шероховатости, представляющий собой среднюю высоту неровностей (среднее расстояние между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин).
Класс шероховатости устанавливается по большему из полученных средних значений. Допустимые колебания высоты шероховатости могут составлять от 0,6 до1,2 мм.
Контроль качества покрытия производится по следующим критериям: внешний вид, толщина, сплошность и адгезия.
Оценка сплошности покрытия и его внешнего вида производится визуально. Покрытие считается качественным при отсутствии потеков, пузырей, отслаиваний, различных посторонних включений, механических повреждений.
Такой наиболее часто встречающийся дефект покрытия, как отслаивание возникает при избыточной влажности бетонного основания во время нанесения покрытия.
При обнаружении дефектов следует принять меры по их устранению: вскрыть образовавшиеся пузыри и разрывы, участки поверхности бетона или металла под ними должны заново подвергнуться очистке, сушке и праймированию с последующим напылением на них полимочевинной композиции. В качестве ремонтного состава для труднодоступных мест неплохим вариантом может быть полимочевина ручного нанесения ХТ-2004, отличающаяся от обычных полимочевин более длительным временем существования реакционной смеси в жидком состоянии.
Использование полимочевинных эластомеров для гидроизоляции и антикоррозионной защиты мостов и других транспортных объектов Жизнеспособность смеси при 20 градусах С может доходить до 30 минут.
Время сушки полимочевинного покрытия ХТ-2004 - около 4-5 часов.
Соотношение компонентов «А» и «Б» по весу - 1:1.
Опыт применения полимочевинных эластомеров при гидроизоляции дорожных и дорожно-мостовых конструкций показывает, что процент брака при условии соблюдения необходимых требований и нормативов по предварительной обработке поверхности и технологических особенностей нанесения поликарбамидных покрытий, составляет не более 1% от всей площади поверхности.

 


Вкратце перечислим наиболее распространенные ошибки, приводящие к появлению брака гидроизоляционного покрытия:


  • -присутствие на поверхности нанесения воды, льда и прочих загрязнений;
  • -нарушение инструкций по работе с напыляющим оборудованием для нанесения полимочевины;
  • -несоответствие подготовки поверхности требуемым стандартам;
  • -неправильное или небрежное нанесение праймеров.

 

Следующим после нанесения гидроизоляционной полимочевинной мембраны этапом работ при устройстве дорожно- мостового полотна является нанесение специального полимерно-битумного адгезионного состава, предназначенного для усиления сцепления асфальтового полотна с гидроизоляционным поликарбамидным покрытием. Примером такого состава может служить ХТ-808.
Вязкость состава при 10 градусах С - не более 3 Па.с.
Расход материала – не более 0,5 кг/м2.
Время сушки покрытия при 10 градусах С – 12 часов.
Нанесение однокомпонентного состава ХТ-808 производится с помощью валиков либо распылением. После нанесения состава важно обеспечить защиту поверхности от атмосферных осадков и механического воздействия на срок не менее 12 часов, после чего по поверхности допускается перемещение людей и техники массой не превышающей 3 т. 12 часов выдержки – это тот срок после которого разрешается наносить асфальтовое покрытие.
Особенностью адгезионного состава ХТ-808 является химическое взаимодействие компонентов полимерно-битумного состава с асфальтом при его температуре 110 градусов и более.
Использование данного состава делает возможным достижение величины такого важного параметра, как усилие на отрыв, не менее 0,5 МПа, что соответствует существующим стандартам дорожных покрытий.
Нанесение асфальтового покрытия непосредственно на полимочевинную мембрану недопустимо, поскольку между асфальтом и эластомером не будет обеспечено требуемое сцепление и сдвиговые нагрузки в скором времени приведут к разрушению асфальтового покрытия.
Что касается ремонтных работ, то использование полимочевинных составов ручного нанесения дает возможность проводить ремонтные работы на участках, где использование традиционно применяемых материалов невозможно. Заделка примыканий, рытвин и трещин полимочевинами ручного нанесения ускоряет и удешевляет проведение ремонтных и восстановительных работ. Распространенный способ применения асфальта в ремонтных работах дорожных покрытий ненадежен ввиду слабой межслоевой адгезии и сравнительно низкой механической его прочности. Такое покрытие прослужит недолго.
Высокая химическая устойчивость полимочевины позволила успешно применять ее для антикоррозионной защиты зон переменной смачиваемости мостов. Примером может служить реконструкция в Сан-Франциско моста Сан-Матео-Хейуорд, где полимочевина использовалась как в качестве гидроизоляции под дорожное полотно, так и для защиты свай от коррозии. Общая площадь покрытия составила около 300000 м2. Благодаря применению напыляемого поликарбамидного эластомера проектный срок службы моста увеличился на 25 лет. Инспекционный контроль в 2007 году состояния полимерных покрытий моста Сан-Матео-Хейуорд подтвердил отличное состояние антикоррозионной и гидроизоляционной защиты опор и перекрытий 8 километрового сооружения.
Применение полимочевины в транспортной сфере не ограничивается гидроизоляционными и антикоррозионными покрытиями дорожно-мостового полотна и различных конструкций.


Полимочевина – лучший материал для дорожной разметки благодаря своим уникальным физико-механическим свойствам, большей толщине слоя и продолжительности срока службы, выгодно отличающим поликарбамидные эластомеры от других видов лакокрасочных материалов.

Hunting for men