Полимерные гидроизоляционные материалы: свойства и перспективы применения в строительстве

Устройство экранов из геосинтетических материалов нового поколения – наиболее современное техническое решение гидроизоляции сооружений. Практическая водонепроницаемость и высокая стойкость пленок полимерных материалов к воздействию агрессивных жидкостей позволяют обеспечить надежность сооружений.
Существуют следующие типы геосинтетических элементов, выполняющих в профильтрационной конструкции свое функциональное назначение:
– мембраны – пленочные и листовые изолирующие покрытия;
– геотекстильные полотна – тканые и нетканые водопропускаемые материалы, защищающие гидроизоляционный ковер от механических повреждений, а также обеспечивающие его контакт с конструкционными элементами сооружения;
– геокомпозиты – пространственные полимерные покрытия, представляющие собой    композит на основе двух предыдущих геосинтетиков, обладающий улучшенными физико-механическими характеристиками и новыми функциональными возможностями по сравнению с составляющими его материалами.
Мембраны представляют собой изгибаемые пленочные материалы, изготавливаемые из синтетических полимеров или продуктов на основе битумов. Наиболее часто в качестве базовых химических продуктов используют кристаллические термопластики (полиэтилен низкой (ПНП) и высокой плотности (ПНВ) и полипропилен; термопластики (поливинилхлорид ПВХ); эластомеры (каучук, изопрен-изобутилен БК) и др.
Для улучшения свойств указанных полимеров, повышения химической стойкости, тепло- и атмосферостойкости, деформационной способности, долговечности в их состав вводят наполнители (кварцевая мука, мел, асбестовое волокно, армирующий геотекстиль, сетки и др.), пластификаторы (сложные эфиры, цинковая кислота и др.), свето- и термостабилизаторы (газовая сажа, стеарат свинца, трехосновной сульфат свинца и др.), красители (нигрозин, пигмент желтый , охра, сурик и др.).
Геотекстили имеют вид полотна из синтетических и полимерных волокон (полиамида, полиэтилена, полипропилена, полиэфира, нитрона и др.). Важнейшие свойства геотекстильных материалов: сплошность – объединение волокон в единое полотно, обладающее прочностью при растяжении, тонкость, гибкость – малое сопротивление изгибу полотна.
По типу материала геотекстили подразделяются на тканые и нетканые. Тканые материалы имеют упорядоченую структуру в виде двух взаимно перпендикулярных систем нитей, переплетенных между собой. Нетканые материалы имеют беспорядочную спутанно-волокнистую структуру и менее прочны по сравнению с ткаными.
Производство нетканых материалов состоит из двух основных операций: формирование холста из волокон и его упрочнение. В дальнейшем холст нетканых или тканых материалов упрочняется механическим, химическим, термическим или комбинированным способами. Наиболее распространенным из них является механический иглопробивной, заключающийся в переплетении волокон иглами с зазубринами, расположенными на движущейся пластине. Иглы пробивают прочес с определенной частотой, что придает ему заданную прочность.
Способ горячего склеивания прочеса заключается в пропуске его между двумя нагретыми цилиндрами при большом давлении с предварительным введением в смесь некоторого количества легкоплавких волокон. Способ химического склеивания полотна основывается на концентрации различных связующих в пересечениях волокон, что позволяет фиксировать холст так же, как и при термическом упрочнении. Для химически упрочненных полотен существует опасность изменения свойств во времени вследствие разложения вяжущего. Кроме того, обработка дорогостоящим связующим значительно повышает стоимость нетканого материала.
Существующие в настоящее время виды производимых в СНГ и за рубежом полимеров достаточно разнообразны. Поэтому при выборе того или иного материала с целью применения в конкретных противофильтрационных конструкциях следует учитывать следующие параметры:
– прочность, долговечность, морозостойкость и водонепроницаемость;
– возможность легкого и быстрого соединения в большие полотнища;
– доступность и относительно низкая стоимость;
– перспективность производства и применения.
В наибольшей степени этим условиям удовлетворяют материалы из полиэтилена и поливинилхлорида. Об этом свидетельствует отечественный и зарубежный опыт возведения полимерных экранов гидросо­оружений.
При строительстве сооружений, где, наряду с противофильтрационными требованиями, необходимо решать проблемы укрепления оснований и откосов, повышения несущей способности грунтов, целесообразно применение геосинтетиков VLDPE, HDPE, FATRAFOL-790, Friction-мембрана, Тефонд-композит.
В условиях воздействия химически агрессивной среды (накопители сточных вод, бытовых и промышленных отходов, хранилища опасных химических продуктов) предпочтительно использование материалов HDPE, Техполимер и FATRAFOL-803, обладающих превосходной химической стойкостью.
Материалы на основе ПВХ и ПЭ отвечают техническим требованиям способности к свариванию или склеиванию. Кроме того, пленки ПВХ допускают оба способа соединения. Материалы системы Тефонд отличаются способом крепления полос с помощью механического замка: наложением одного полотна на другое с внутренним герметиком, что позволяет обеспечить простоту и легкость укладки материала.
Стоимость материала – весьма важный показатель при выборе его в качестве гидроизоляционного элемента. Тем не менее, определяющими должны быть качественные характеристики материала, обеспечивающие гарантию экологической безопасности сооружения.
Полимерные пленочные конструкции, благодаря присущим им качественно новым характеристикам, обеспечивают создание надежных и долговечных конструкций, отвечающих современным требованиям защиты окружающей среды.


Денис РАЧКОВСКИЙ