способ гидроизоляции пористых строительных материалов и элементов конструкции
Классы МПК: | C04B41/48 высокомолекулярные соединения |
Автор(ы): | ПЛЕЙЕРС Герд (DE), ЛИТТМАНН Клаус (DE) |
Патентообладатель(и): | ПЛЕЙЕРС Герд (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-06-23 публикация патента:
27.09.2003 |
Изобретение относится к способу гидроизоляции пористых строительных материалов и элементов конструкций. Изобретение относится также и к изоляционным составам. Область применения изобретения охватывает все типы пористых строительных материалов, которые могут контактировать с жидкостью. Технический результат - обеспечение эффективной гидроизоляции в основном пористых строительных материалов и элементов конструкций. В способе гидроизоляции пористых строительных материалов строительному материалу подают по меньшей мере одно/одну низковязкое/низковязкую, обладающее/обладающую реакционной способностью вещество/смесь веществ с вязкостью менее 100 мПа
с при 12oС, при этом указанные вещество/смесь веществ представляют собой вещество/смесь веществ на основе эпоксидных смол, в состав которых входят не содержащие растворителей алифатические многофункциональные реакционноспособные разбавители и аминные алифатические отвердители и/или полиуретановые форполимеры с содержанием изоцианата от 2 до 30%, после этого указанным веществу/смеси веществ дают проникнуть в пористую структуру строительного материала в целевой зоне действия и затем указанным веществу/смеси веществ дают химически прореагировать с практически полным заполнением пористой структуры и образованием за счет этого в пористой структуре влагонепроницаемых барьеров. В результате химической реакции происходит отверждение указанных вещества/смеси веществ или в результате химической реакции происходит вспенивание и отверждение указанных вещества/смеси веществ. После реакции указанные вещество/смесь веществ обладают достаточной способностью к набуханию при контакте с жидкостью для того, чтобы герметично закупорить оставшийся не заполненный материалом объем пор. Находящаяся на стенках пор жидкость практически полностью удаляется из них за счет ее смешения или химической реакции с указанными веществом/смесью веществ и в результате непосредственного контакта указанных вещества/смеси веществ со стенками пор происходит герметичная закупорка пор. Реакционноспособное/реакционноспособная вещество/смесь веществ по завершении реакции приобретает водоотталкивающие (гидрофобные) свойства и в результате блокирует процесс влагопереноса в оставшемся не заполненном материалом объеме пор. При введении указанных вещества/смеси веществ в насыщенную влагой основу под давлением не происходит его/ее чрезмерное перемешивание с присутствующей в пористой структуре влагой, а происходит достаточное вытеснение этой влаги. Изоляционный состав, который состоит из низковязкого/низковязкой вещества/смеси веществ с вязкостью менее 100 мПа
с при 12oС, при этом указанные вещество/смесь веществ представляют собой вещество/смесь веществ на основе эпоксидных смол, в состав которых входят не содержащие растворителей алифатические многофункциональные реакционноспособные разбавители и аминные алифатические отвердители и/или полиуретановые форполимеры с содержанием изоцианата от 2 до 30%, причем указанный изоляционный состав после его введения в пористые строительные материалы способен образовывать в результате химической реакции заполняющую поры массу, отверждаться и после отверждения способен набухать за счет контакта с жидкостью. Изоляционный состав может содержать по меньшей мере смесь реакционноспособных разбавителей в виде би- или олигофункциональных эпоксидных соединений и отвердителей, а также при необходимости регуляторов и других вспомогательных добавок. В варианте изоляционный состав может состоять из низковязкого/низковязкой вещества/смеси веществ с вязкостью менее 100 мПа
с при 12oС и после его введения в пористые строительные материалы способен образовывать в результате химической реакции заполняющую поры вспененную массу, отверждаться и после отверждения способен набухать за счет контакта с жидкостью. Изоляционный состав может состоять из смеси полиуретановых форполимеров и по меньшей мере еще одного дополнительного компонента, выбранного из группы, включающей растворители, воду, эмульгаторы, стабилизаторы пены, регуляторы и другие вспомогательные добавки. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



Формула изобретения
1. Способ гидроизоляции пористых строительных материалов, отличающийся тем, что к строительному материалу подают по меньшей мере одно/одну низковязкое/низковязкую, обладающее/обладающую реакционной способностью вещество/смесь веществ с вязкостью менее 100 мПа


Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу гидроизоляции пористых строительных материалов. При этом под понятием "строительные материалы" ниже понимаются также выполненные из подобных строительных материалов элементы конструкции (например, кирпичные или каменные стены, столбы, колонны и аналогичные элементы) или постройки и сооружения (например, мосты). Настоящее изобретение относится также к изоляционному составу и прежде всего к его применению в предлагаемом способе. Область применения настоящего изобретения охватывает все типы пористых строительных материалов, которые могут контактировать с жидкостью. В качестве примера можно назвать соприкасающиеся с грунтом (т.е. с землей) элементы конструкции, которые непосредственно контактируют с содержащейся в грунте влагой. При этом гидронагрузку, которой должна противостоять гидроизоляция подобных элементов конструкции, можно классифицировать по следующим типам:- влажность грунта или почвы (содержащаяся в грунте капиллярная влага, способная под действием капиллярных сил распространяться в капиллярных средах, в том числе против силы тяжести);
- безнапорная вода (например, атмосферные воды, просачивающаяся вода или хозяйственная вода в виде капель жидкости, не оказывающей или лишь временно оказывающей на гидроизоляцию незначительное гидростатическое давление);
- напорная вода (постоянно оказывает на гидроизоляцию определенное гидростатическое давление). Соприкасающиеся с грунтом элементы конструкции гидроизолируют при возведении новых сооружений до проведения отделочных работ, а также впоследствии при проведении ремонтных работ на объектах строительного фонда и при обнаружении дефектов в выполненных гидроизоляционных работах. При возведении новых сооружений гидроизоляцию (например, граничащей с грунтом каменной или кирпичной кладки) наносят на наружную поверхность, соответственно заделывают в виде так называемой горизонтальной защиты в горизонтальные швы возводимой кладки. Оба этих типа гидроизоляции можно применять и совместно. Требования к конструктивным параметрам гидроизоляции, а также соответствующий перечень материалов регламентированы стандартом DIN 18195 "Bauwerksabdichtungen", части 1-10, изд-во Beuth Verlag, Berlin, и в бюллетенях ibh "Bauwerksabdichtungen mit kaltverarbeitbaren, kunststoffmodifizierten Beschichtungsstoffen auf Basis von Bitumenemulsionen 07.93" и "Bauwerksabdichtungen mit zementgebundenen starren und flexiblen Dichtungsschl

- антикоррозионная защита железобетона с приданием ему водоотталкивающих свойств или свойств несмачиваемости растворами хлоридов (см. также раздел "Korrosionsschutzprinzip W" строительных норм и правил "Richtlinie f



- защита пористых строительных материалов от экологически вредных жидкостей (например, защита элементов конструкции, служащих в качестве вторичного заграждения, в частности, на автозаправочных станциях, копильниках и т.д.). Существующий уровень техники касательно практических мер по гидроизоляции пористых строительных материалов и элементов конструкции сведен в таблицу. На основании приведенной сводной таблицы можно выделить четыре следующих основных метода гидроизоляции соприкасающихся с грунтом элементов конструкции:
1) гидроизоляцию наносят на основу (бетон, каменную и кирпичную кладку и т. д.). У изоляции, расположенной со стороны грунта, за фактор гидронагрузки принимают "положительное гидростатическое давление", а у расположенной с внутренней стороны - "отрицательное гидростатическое давление". Применявшиеся в этой области до настоящего времени материалы можно подразделить на три группы (фиг.1). К первой группе можно отнести пропиточные составы, которые проникают в поры на глубину примерно 1-30 мм и действие которых основано на изменении поверхностных свойств стенок пор без заполнения этих пор и без образования сплошной пленки (фиг.1a). Ко второй группе можно отнести герметики, которые проникают в поры на глубину примерно на 1-3 мм и которые полностью заполняют их в этой зоне и покрывают наружную поверхность строительного материала тонкой пленкой (фиг.1б). К третьей группе можно отнести покрытия, которые не проникают или лишь в незначительной степени проникают внутрь строительного материала и изолирующее действие которых основано на образовании слоя, покрывающего наружную поверхность строительного материала (фиг.1в);
2) гидроизоляцию обеспечивают дополнительной инжекцией соответствующего состава в щель или трещину (в ВН-бетоне, монтажном шве и т.п.). При этом герметизирующий состав заполняет эту щель или трещину, практически не затрагивая пористую структуру строительного материала;
3) гидроизоляцию обеспечивают дополнительной инжекцией соответствующего состава в систему пор, причем эта система пор строительного материала заполняется инжектируемым составом настолько, насколько это допускают содержание в нем твердого вещества и глубина его проникновения. Как правило, до настоящего времени с этой целью использовали составы, которые после их затвердевания не могли полностью заполнить систему пор;
4) пористую структуру механически прорезают насквозь по всему сечению и частично заменяют непроницаемым наполнителем. Все описанные выше методы можно применять и для гидроизоляции не соприкасающихся непосредственно с грунтом пористых строительных материалов и элементов конструкции, которые в силу окружающих условий могут контактировать с водой или иными жидкостями. Недостатки существующих способов. Гидроизоляция пористых строительных материалов и элементов конструкции с внутренней стороны требует наличия как специальных материалов, так и технических решений, позволяющих компенсировать действие отрицательного гидростатического давления, т.е. способных выдерживать растягивающие нагрузки, обусловленные действием этого гидростатического давления. Часто на каменную или кирпичную кладку наносят в несколько слоев специальные влагонепроницаемые покрытия толщиной до нескольких сантиметров или используют "ваннообразную" внутреннюю облицовку из ВН-бетона, проходящую внутри сооружения по всему периметру зоны, непосредственно утопленной в грунт. Оба этих метода являются весьма дорогостоящими, поскольку связаны с очень высокими трудозатратами и расходом материалов. Для гидроизоляции с наружной стороны применяют битумные материалы. В этом случае преимущественно используют так называемые толстослойные битумные покрытия, которые не обладают высокой стойкостью к внешним механическим нагрузкам и отличаются высокой стоимостью. Такие покрытия могут быть повреждены, например, острыми предметами (в частности битым кирпичом и т.п.), которые протыкают мягкую битумную массу при последующей засыпке котлована по периметру возведенного сооружения. Поскольку эти покрытия не заполняют поры, строительный материал в случае повреждения такого покрытия подвержен непосредственному контакту с водой. Для наружной изоляции, препятствующей попаданию в грунт экологически вредных жидкостей, применяют покрытия, нанесение которых требует высоких затрат. Для дополнительной изоляции с использованием инжектируемых составов часто применяют материалы, которые обладают низкой вязкостью, частично придают гидрофобные свойства и не заполняют пор. Известные в настоящее время материалы, предназначенные для заполнения пор, не в состоянии заполнить весь объем пор (см. работу Pleyers G. "Ist eine Porenverengung zur Reduzierung kapillar aufsteigender Mauerfeuchte geeignet?", опубликованную изд-вом Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 1998, в Jahresberichte Steinzerfall - Steinkonservierung, том 6, 1994-1996 (под ред. Snethlage R.), с. 157-163). Результаты завершенного научно-исследовательского проекта (см. Sasse H.R., Pleyers G. , "Reduzierung von Mauerwerksfeuchte - Untersuchung und Entwicklung chemischer Bohrlochinjektionsverfahren als wirksame Horizontalsperre f



(1) имеют низкую вязкость (по возможности менее 100 мПа

(2) имеют низкую вязкость (по возможности менее 100 мПа

- после отверждения изоляционный материал при контакте с водой должен обладать достаточной способностью к набуханию с целью герметичного закупоривания смоченного влагой участка стенок пор (фиг.2а и 2б);
- при отверждении в результате перемешивания или химической реакции влага должна удаляться со стенок пор и тем самым должен обеспечиваться непосредственный контакт инжектируемого состава со стенками пор (фиг.2а и 2б). В случае сырой, насыщенной влагой основы (не обладает способностью впитывать влагу, т.е. необходима подача изоляционного состава под давлением) для заполнения изоляционным составом в строительном материале требуемого объема этот изоляционный состав необходимо инжектировать под давлением, чтобы он мог вытеснить находящуюся в пористой структуре влагу. При этом, однако, на стенках пор неизбежно остается водяная пленка. В этом случае после напорной инжекции состава складывается ситуация, аналогичная ситуации, которая возникает после нанесения изоляционного состава на влажную основу безнапорной инжекцией. По этой причине для достижения показанного на фиг.2а и 2б состояния составы, используемые для напорной инжекции, должны обладать теми же свойствами, что и названные выше. Дополнительно при нанесении изоляционных составов под давлением необходимо исключить их чрезмерное перемешивание с присутствующей в пористой структуре влагой. Настоящее изобретение позволяет достичь следующих преимуществ:
- обеспечивается эффективная гидроизоляция пористых строительных материалов и элементов конструкции любых типов, например строительных материалов на основе цементного вяжущего, таких как бетоны, строительные растворы, пемзовые стройматериалы, пористые бетоны и различные типы штукатурки, кирпичных строительных материалов, таких как пустотелый кирпич с вертикальными пустотами и полнотелый кирпич, строительных материалов на основе известкового вяжущего, таких как силикатный кирпич, различные типы известковой штукатурки и известковые растворы, естественного строительного камня, такого как песчаник, туф и известняк;
- обеспечивается изоляция, защищающая от любых типов жидкости, например от воды, солевых растворов, экологически вредных жидкостей;
- гидроизоляция эффективна с учетом всех вышеназванных факторов гидронагрузки (влажность, безнапорные жидкости, а также наличие положительного и отрицательного гидростатического давления);
- обеспечивается возможность нанесения используемых материалов всеми применяемыми методами (например, кистью, обливом, шпателем, безнапорной инжекцией (заливкой) и напорной инжекцией (закачиванием));
- эффективность гидроизоляции обеспечивается в течение длительного срока при любой к моменту нанесения изоляционного состава степени влагонасыщения основы, в том числе при полном насыщении основы влагой;
- при нанесении изоляционного состава напорной инжекцией обеспечивается длительное эффективное действие гидроизоляции при обработке влажных или насыщенных влагой пористых структур;
- по сравнению с обычными системами повышается экономичность за счет использования в качестве изоляционных материалов недорогих в изготовлении химических продуктов;
- за счет поверхностной обработки изоляционными составами существенно снижается расход материалов по сравнению с нанесением толстослойных покрытий, поэтому в данном случае наиболее ярко проявляется экономический эффект по сравнению с обычными системами;
- по сравнению с обычными системами существенно повышается эффективность и долговечность гидроизоляции в отношении ее способности противостоять такой гидронагрузке, как "отрицательное гидростатическое давление", за счет надежного сцепления изоляционных составов с пористой структурой;
- по сравнению с известными системами снижена подверженность гидроизоляции повреждениям (например, в результате ненадлежащей засыпки котлована) благодаря использованию не наносимого сверху покрытия, а герметизации полостей пор строительного материала, при этом сам строительный материал защищает изоляционный состав от механических нагрузок;
- в особых случаях, например, в случае поверхностей пандусов, предназначенных для въезда и выезда с крытых автостоянок, предлагаемая в изобретении гидроизоляция позволяет наряду с антикоррозионной защитой железобетона соблюсти требования, предъявляемые к износостойкости и шероховатости обработанного ею элемента конструкции, при этом в отличие от обычных методов отпадает необходимость в принятии дополнительных мер, например отпадает необходимость предусматривать дополнительный слой кварцевого песка. С целью сравнить эффективность гидроизоляции, выполненной на основе обычной, имеющейся на рынке продукции и на основе предлагаемых в изобретении материалов, проводили лабораторные эксперименты, схематично проиллюстрированные на фиг.3. Методика проведения этих экспериментов подробно описана и рассмотрена в публикации Sasse и Pleyers (см. выше). Ниже приведено краткое описание эксперимента. В эксперименте использовали жидкотекучую двухкомпонентную эпоксидную смолу, в состав которой входят продукт Bakelite







Класс C04B41/48 высокомолекулярные соединения