ГИДРОЗАЩИТА МОСТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПОД ДОРОГАМИ

В VI главе представлены инновационные конструктивно-технологические решения гидроизоляции мостовых конструкций с применением эффективных полимерных материалов, в частности, на основе полиизоцианатов, а также рекомендовано принципиально новое устройство и ремонт деформационных швов армогерметиками и самоклеящимися лентами серии Абрис.

Инновационные технологии разработаны и для гидрозащиты трубопроводов под дорогами, и обустройства территорий, примыкающих к мостам.

Одними из самых сложных и разнообразных сооружений являются мостовые, а надежная их эксплуатация напрямую зависит от качества гидроизоляции и герметизации деформационных швов и сопряжений отдельных элементов (конструкций). Нарушение гидрозащиты влечет коррозию бетона, арматуры и закладных элементов мостов, причем процесс этот носит необратимый и интенсифицирующийся характер. При появлении дефекта в гидрозащите бетон впитывает влагу зачастую агрессивную по отношению и к бетону, и к арматуре. Объем коррозионного материала (ржавчины) значительно превосходит начальный (проектный) объем арматуры. В результате напряжения возникают и нарастают в теле конструкции, что приводит к трещинообразованию и усугублению процесса разрушения мостовых конструкций.

Гидроизоляция мостов аналогична кровлям и повреждение гидроизоляции чревато протечками и интенсифицирующейся коррозией арматуры и бетона пролетного строения. Однако долговечность гидрозащитной системы на мостах требуется повышенная, так как для осуществления ремонта потребуется частично или полностью перекрывать движение по мосту. Кроме того, вследствие переменной нагрузки бетон пролетного строения подвержен растягивающим напряжениям, а следовательно, неизбежно появление микротрещин. Эти факторы и определяют технические требования к гидроизоляционным материалам: высокая и стабильная эластичность в широком диапазоне температур, стабильная адгезия к бетону и способность «залечивать» микротрещины в поверхностном слое бетонных конструкций. Последнее свойство присуще только пластичноэластическим нетвердеющим материалам.

С позиции производства гидроизоляционных работ самоклеящиеся материалы вне конкуренции, так как наносят их с минимальным количеством технологических операций. Эти факторы наряду с экономической эффективностью определили целесообразность использования самоклеящихся рулонных материалов и нетвердеющих мастик при разработке конструктивно-технологических решений в настоящем пособии.

Парадоксален факт: мостостроение с конструктивной точки зрения развивается гораздо интенсивнее, например, жилищного строительства, но защиту этих прогрессивных конструкций (вантовые, надвижные и преднапряженные пролеты, арки) выполняют из допотопных битуминозных материалов, долговечность которых несравненно ниже, чем конструкции, которые ими защищены. При этом нужно учесть, что стоимость гидро- и антикоррозионной защиты составляет менее полупроцента от общей стоимости моста.

Вынужденные частые ремонты мостов вызваны именно низкой надежностью защитных материалов. Строим подешевле, зато дорого эксплуатируем.

Требования существующих и действующих нормативных документов (СНиП 2.05.03—84, ВСН 32—81) в части гидрозащиты устарели и не обеспечивают требуемой на сегодня надежности.

Печальными примерами быстротечных деформаций и разрушений могут служить: мост метро в Лужниках, путепровод в метро «Парк культуры», путепровод на Самотечной площади, мосты через Яузу, путепроводы и мосты Подмосковья и многих городов.

Натурные исследования, проведенные, например, ООО «НПП СК МОСТ», показали, что мостовые сооружения периода строительства 60— 85-х гг. прошлого века имели массовые дефекты — протечки через стыки и плиты проезжей части, и большинство этих объектов периодически и неоднократно подвергались ремонту. По данным МАДИ к 1985 г. средний срок службы железобетонных пролетных строений не превышал 33 года. Технические решения дорожной одежды по ВСН 32—81 имеют погрешности в части гидрозащиты, что, в частности, и обусловливает недолговечность мостов.

В последнее десятилетие ФГУП СоюздорНИИ внес ряд полезных изменений в нормативы, например, защитные покрытия из цементнопесчаного раствора заменены плотным мелкозернистым бетоном класса В25 по ГОСТ 26633—91 с маркой по водонепроницаемости W6 по ГОСТ 12730.5-84 и маркой по морозостойкости F300. Сетку Рабитца заменили сварной сеткой с ячейками 100 х 100 мм из арматурной стали Bp 1 диаметром 5 мм по ГОСТ 23279-85.

В филиале НИИЖБ ФГУП «НИЦ “Строительство”» успешно проведены эксперименты и разработаны цементные композиции повышенной коррозионной стойкости, армированные базальтовыми волокнами, стойкими в щелочной среде цементного раствора.

Лабораторией коррозии и договечности бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ совместно с АОА «Мосспецпромпроект-М» отработана технология введения в бетонную смесь базальтового волокна. Морозостойкость такого базальтокомпозита соответствует марке F300, а марка по водонепроницаемости составляет W > 16.

Пришло время отказаться и от битуминозных материалов типа гидросте- клоизол. Например, при реконструкции Автозаводского моста через реку

Москву в 1995 г. было обнаружено, что гидростеклоизол полностью разрушен. Пришлось покупать американский материал фирмы «Грейс», который представляет собой рулонный самоклеящийся гидроизоляционный материал «Битутен» и самоклеящийся защитный слой «Битушилд». Результаты оказались отвечающими высоким требованиям к гидроизоляции. У той же фирмы был закуплен материал системы Сервидек-Сервипак, включающий холодную гидроизоляционную резиноподобную мастику Сер- видек и защитные плиты Сервипак. Обе описанные системы зарекомендовали себя превосходно, однако стоимость материалов достигает 23 у.е./м2.

Эти эффективные решения наводят на разумную мысль о том, что отечественные самоклеящиеся материалы и полимерные мастики полезно исследовать и применить в натурных условиях для установления рациональной области их применения и, возможно, необходимой доработки составов и размеров лент. Именно для этой цели разработано настоящее пособие.

Для разработки вариантов гидроизоляции и герметизации деформационных швов в пролетных строениях мостов были проанализированы существующие нормативы и публикации (см. Список использованной литературы), а также работы ОАО «Союздорпроект», ОАО «Трансмост», ЗАО «Мостинжстрой», ООО «Институт “Мориссот”», ЗАО «Автомост-Инж- сервис», ОАО «Институт Гипростроймост» и, конечно, исследования ООО «НПП СК МОСТ», ФГУП «СоюздорНИИ», лаборатории фирмы ЭТЛ, ВНИИ им. Веденеева, ООО «Дефшов», ЗАО «ДЕЛАН», АНТЦ «Алит», ООО ТБ «РеАл», корпорации «Трансстрой» и ЦНИИС.

Анализируя эти разработки, приходится отмечать их несовершенство в сравнении с приведенными выше зарубежными решениями, рекомендуемыми Техническим меморандумом Британии BF27. Кроме того, усовершенствованные материалы типа Мостопласта и Инопласта наклеивают оплавлением горелками открытого пламени, что не только экологически вредно и пожароопасно, но и требует исключительно высокой квалификации гидроизолировщиков, т.е. гастарбайтерам такие решения доверять нельзя. Открытое пламя, воздействуя на битуминозную поверхность рулона, вызывает частичную деструкцию материала, так как давно доказано, что максимальная дозволенная температура битуминозов не должна превышать 300°С.

Следует отметить, что неслучайно в последние годы битуминозные рулоны типа Филизола и Мостопласта (см. табл. VI.2) выпускают повышенной толщины с таким расчетом, чтобы нижний слой толщиной 2,5 мм подлежал оплавлению. Но ведь известно, что чем толще изоляционный материал, тем ниже его деформативные свойства, которые и являются главными как с точки зрения технологии, так и долговечности. Долговечность гидроизоляции определяется сохранением эластических свойств. Кроме того, толстым материалом сложно, а порой и невозможно выполнять герметизацию водоотводных труб, особенно в холодное время года, когда у битуминозных материалов резко снижается эластичность.

Трациционная гидроизоляция мостов

Тип гидроизоляции

Термопластичный

Эластичный

Из горячих битумных мастик с армирующей огневой стеклотканью

Из рулонных материалов на стеклооснове

Из бетонных материалов и холодной приклеивающей мастики

Из вулканизующейся холодной тиоколовой мастики

Назначение

Автодорожные мосты и путепроводы

Пролетные строения железнодорожных мостов

Климатические

зоны

I—IV

I—II

I—III

IV и северное исполнение

Основные гидроизолирующие материалы

Тепломорозостойкий би- тум-пластбит

Рулонный материал — стеклобит с термопластичным битумным слоем

Безосновный рулонный материал — изол

Жидкий теоколовый герметик

Изготовители

Нефтеперерабатывающие заводы в Ухте и др.

Рубероидный завод в Минеральных водах

Заводы мягкой кровли Москвы и др.

Заводы СК и РТИ в г. Казань

Способ устройства

Механизированное нанесение горячих мастик по сетчатой основе

Безмастичная наклейка рулонного материала пламенем горелки

Наклейка рулонного материала холодной высыхающей мастикой

Механизированное нанесение жидкой холодной мастики

Конструкция

Мастика 2—3 мм Стеклосетка 1 слой Мастика 2—3 мм

Стеклопакет 1 слой Стеклорубероид 1 слой

Изол 1 слой Мастика 1 мм Стеклосетка 1 слой Мастика 1 мм Изол 1 слой

Мастика 1,5 мм Стеклосетка 1 слой Мастика 1,5 мм

Продолжительность цикла, ч — по СНиП — фактически

  • 180
  • 40
  • 180
  • 40

Тип гидроизоляции

Термопластичный

Эластичный

Из горячих битумных мастик с армирующей огневой стеклотканью

Из рулонных материалов на стеклооснове

Из бетонных материалов и холодной приклеивающей мастики

Из вулканизующейся холодной тиоколовой мастики

Трудовые затраты чел/ч на 1 м2

0,1

0,16

0,20

0,20

Таблица VI.2

Отечественные рулонные наплавляемые материалы

Наименование материала, марка, ТУ

Завод-изготовитель

Характеристики материала

Толщина,

мм

Армирующая

ткань

Прочность при разрыве, Н/50 мм

Деформа-

тивность,

%

Температура хрупкости, °С

Теплостойкость,

°С

Испытание на продав- ливание

Изопласт ЭКП-5,5 ЭМП-5 ТУ 5774-005- 05766480-95

Зовод «Изоф- лекс» г. Кириши Ленинградской области

  • 5,5
  • 5

Полиэстр

  • 600
  • 600
  • 30
  • 30
  • -25
  • -25

120

Мостопласт ТУ 5774-025- 01393697-99

Завод

«Изофлекс»

5,3

Полиэстр

1000

35

-32

130

+

Рубитексмост ТУ 5774-003- 00289973-95 с изм. № 1

Завод «Орг- кровля» г. Рязань

5,0

Полиэстр

735

40

-32

85

Наименование материала, марка, ТУ

Завод-изготовитель

Характеристики материала

Толщина,

мм

Армирующая

ткань

Прочность при разрыве, Н/50 мм

Деформа-

тивность,

%

Температура хрупкости, °С

Теплостойкость,

°С

Испытание на продав- ливание

Бимостел БМ-2 Бм-120 ТУ 5774-047- 00288739-99

Завод «Кровля» г. Учалы Башкортостан

5.0

Полиэстр

  • 600
  • 900

20

-25

  • 95
  • 120

+

Дальмостопласт

ДМ-2

ДМ-3

ТУ 5774-001- 00287898-98

ХКРЗ

г. Хабаровск

  • 4,5
  • 5,0

Полиэстр

  • 600
  • 900

30

  • -25
  • -32
  • 90
  • 120

+

Атаклонмост Б 25 Б 32

ТУ 5774-001- 00287906-99

Завод

«Омсккровля»

г.Омск

Полиэстр

600

20

  • -25
  • -32
  • 85
  • 85

Техноэластмост

Б

С

ТУ 5774-004- 17925162-03 с изм. № 1

Завод

«Технофлекс» г. Рязань

  • 4,5
  • 5,0

Полиэстр

  • 600
  • 1000

20

35

  • 100
  • 140

+

Окончание табл. VI.2

Наименование материала, марка, ТУ

Завод-изготовитель

Характеристики материала

Толщина,

мм

Армирующая

ткань

Прочность при разрыве, Н/50 мм

Деформа-

тивность,

%

Температура хрупкости, °С

Теплостойкость,

°С

Испытание на продав- ливание

Любертитмост ТУ 5774-003- 18060333-00

Завод «Люберит» Московской области

4,5

Полиэстр

600

20

-35

85

Бистерол-мост ТУ 5774-004- 50646256-02

ООО «Альтея» г. Казань

  • 5,0
  • 4,5

Полиэстр

  • 1000
  • 600

20

-25

85

Инопласт

В

С

ЛИТ

ТУ 5774-001- 18819798-2006

Завод «Изоф- лекс» г. Кириши Ленинградской области по заказу ООО «НПП СК МОСТ»

  • 3,5
  • 5.0
  • 5.0

Полиэстр

  • 600
  • 1000

1000

  • 30
  • 20
  • 20
  • -25
  • -35
  • -35
  • 120
  • 130
  • 180

+

+

VI.1. Схемы характерных конструктивных решений одежды проезжей части

Рис. VI.1. Схемы характерных конструктивных решений одежды проезжей части

мостового полотна:

  • 7 — железобетонное пролетное строение; 2 — подготовительный слой;
  • 3 — битумная грунтовка; 4 — двухслойная битуминозная изоляция, армированная двумя слоями стеклосетки или стеклоткани; 5 — тиоколовая грунтовка; б — однослойная, армированная стеклотканью, тиоколовая мастика;
  • 7 — холодная битумная грунтовка; 8 — одно- и двухслойная рулонная битуминозная изоляция; 9 — приклеивающая мастика; 10 — синтетическая пленка; 7 7 — защитный слой; 12 — цементобетон; 13 — асфальтобетон

В 70-е гг. прошлого века Киевским заводом мостовых конструкций совместно с ЦНИИС были проведены исследования и натурные внедрения тиоколовой гидроизоляции для мостов северного исполнения. Анализ этой работы, проведенной ООО «НПП СК МОСТ», выявил отрицательный результат, и это несмотря на то, что тиоколовое покрытие высокоэластичное и достаточно долговечное. Можно предполагать с достаточной долей уверенности, что были нарушены технологические правила и тиоколовые мастики наносили на непросушенный бетон (при влажности бетона выше 8% резко снижается адгезия тиоколов); это и привело к отслоению гидроизоляции. Дальнейшие исследования эластомеров были прекращены еще и потому, что они многократно дороже битуминозных материалов.

Существующие технические требования к мостовым гидроизоляционным материалам безосновательно определяют высокие показатели когезионной прочности. Такое впечатление, что гидроизоляция на пролете моста подвергается значительным растягивающим усилиям. На самом деле таких усилий не существует, и гидроизоляция должна сохранять эластичность и адгезию к бетону, а также водонепроницаемость при весьма незначительном давлении воды.

Кстати сказать, прочность битуминозных рулонов определяется не гидроизоляционным слоем, а армирующей основой, т.е. эти рулоны прочны по определению.

Самоклеящиеся рулонные материалы также армированы высокопрочными базальтовыми тканями, но при этом нетвердеющий слой обеспечивает не только стабильность адгезии, но и залечивает микротрещины в железобетонном пролетном строении, которые неизбежно появляются в процессе эксплуатации при резком изменении нагрузки и температурных колебаний.

Это определяет целесообразность технологически простых самоклеящихся материалов.

В табл. VI. 1 и на рис. VI. 1 приведены показатели традиционных гидроизоляционных материалов, а в табл. VI.2 — усовершенствованных битумно-каучуковых наплавляемых материалов не только для сравнения показателей физико-механических и технологических свойств, но и потому, что в настоящее время их объем в мостостроении превышает 90%.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >