Хидроизолация на мостове

Мостовете са едни от най-отговорните транспортни съоръжения. Правилната им защита от вредното въздействие на повърхностните и подпочвени води и антиобледенителните средства, използвани при зимната поддръжка на пътищата, са основата за осигуряване на транспортно–експлотационните качества и носимоспособността им. В статията ще представим някои от най–разпространените методи и съвременни технологии за хидроизолация на мостове.

Основното предназначение на хидроизолациите е да предпазва конструктивните елементи на сградите и инженерните съоръжения от агресивното действие на водата. Според специалистите, дадена вода се нарича агресивна, когато съдържанието в нея на въглероден диоксид е над 5mg/dm3, съдържанието на сулфати е над 250mg/dm3, когато твърдостта й е ниска или киселинността й е висока. Агресивността може да се изразява в различни аспекти. При наличието на известно количество свободен въглероден диоксид в състава на водата, циментът се превръща от неразтворима сол в разтворима. Впоследствие водата извлича цимента от бетона и той се разрушава. Интензивността на този процес зависи от количеството на въглеродния диоксид и от динамиката на просмукване на водата – когато тя е в движение, извличането става по-бързо. Това действие на водата се нарича карбонатна агресивност. Водата може да проявява и сулфатна агресивност, когато действието й води до образуване на нови вещества в бетона. При кристализирането си тези вещества увеличават своя обем, с което предизвикват опънни напрежения. Опънната якост на бетона е сравнително ниска и тези напрежения бързо водят до образуването на пукнатини и разрушаването на стоманобетонния елемент.

При сградите, използването на хидроизолация се определя основно от необходимостта фундаментите и подземните части да бъдат предпазени от агресивното въздействие на подпочвените и атмосферни води върху бетона и армировката. Подземната хидроизолация има за цел да защити конструктивните елементи именно от подпочвените или от филтриращите се атмосферни води.

При мостовите съоръжения, освен по подземните части на долното строене, е необходимо да бъде изпълнена хидроизолация и върху пътната плоча, тъй като тя е в най–голяма степен подложена на вредни въздействия. Съвременните изисквания налагат бетонът, който се влага в елементите на мостовите съоръжения, да отговаря на определен клас по водонепропускливост и да осигурява допълнителна защита от корозия на стоманата. Това условие обаче не е напълно достатъчно, за да се осигури цялостната необходима защита на материалите от деструктивното действие на водата, което в допълнение с различните химически вещества, използвани при поддръжка на пътищата, действа изключително агресивно на бетонните повърхности. Налага се да бъде предотвратен контактът на бетонните повърхности с агресивните води. Изпълнението на допълнителни слоеве от хидроизолация се оказва от първостепенна важност за запазване на физико–механичните качества на конструктивните материали, а оттам и на експлоатационната годност на съоръженията.

Съвременното развитие на химическата промишленост, особено в сферата на строителството и производството на строителни материали, е допринесло и за разработването на нови системи за хидроизолация с по-бързо, лесно и безопасно полагане. Все по-често се появяват продукти със свойства, които позволяват в по-кратки срокове да бъде получен достатъчно здрав, готов слой, върху който строително–монтажните работи да могат да продължат безпроблемно.

Битумна хидроизолация на мостове
Най-разпространените и широко използвани материали за хидроизолация на мостове са битумните хидроизолации. Те могат да бъдат листови рулонни или в течна форма. Освен фундаментите и всички части от долното строене, които подлежат на засипване и върху които може да бъде изпълнена хидроизолация, такава задължително се полага и върху горната повърхност на връхната конструкция. Полагането става преди да бъдат изпълнени асфалтобетонните пластове от пътната настилка. Стриктното спазване на технологиите и условията при полагането на битумните хидроизолации, са ключово изискване за постигане на висококачествена защита на конструкциите, както и на необходимите физико–механични показатели. Изпълнението трябва да се осъществява задължително от висококвалифицирани работници, тъй като при полагането обикновено се използват газопламъчни горелки или химически вещества за залепване към повърхностите, за правилната и безопасна употреба на които се изисква специално обучение.

Рулонни битумни хидроизолации
Това е най-често изпозлваният вид материал за изолация на мостови конструкции. В близкото минало са се използвали рулонни битумни хидроизолации, които са изисквали специална защита при полагането на асфалтобетона. За целта върху изолацията се е изпълнявал предварително пласт от армиран предпазен бетон. Такива изолации са на база окислен битум, какъвто се използва за производството на воалити – най-старите битумни хидроизолации. Съвременните хидроизолации, предназначени за мостови конструкции, не изискват такъв предпазен пласт. Това е възможно, благодарение на използването на полимер–модифициран битум. За модифицирането най-често се използват следните вещества: атактен полипропилен (APP), стирол-бутадиен-стиролов каучуков латекс (SBS) и олефинов битумен кополимер (ОВС). Използването на различни модификатори предполага постигането в различна степен на по-добри физико–механични свойства на хидроизолацията.

Рулонните хидроизолации от модифициран с атактен полипропилен (APP) битум могат да бъдат използвани при много по-високи температури – от 130 до 150°С, в сравнение с материалите от окислен битум, които издържат само до 70 - 80°С. Благодарение на това свойство, стареят до три–четири пъти по-бавно от хидроизолациите от окислен битум, като пукнатини започват да се появяват едва след 10 до 15 години. Повишената топлоустойчивост позволява този вид хидроизолации да бъдат използвани за обработка на вертикални и наклонени повърхности, без да омекват. Най-голямо приложение намират при необходимост от предпазване на равни, плоски повърхности, при високи летни температури, което в съчетание с възможността да бъдат изпълнявани без предпазен пласт, ги прави идеални за хидроизолация на мостове.

Изолациите с битум, модифициран със стирол-бутадиен-стиролов каучуков латекс (SBS) също имат повишена топлоустойчивост, в сравнение с тези с окислен битум – до 150°С, но тя е по-ниска в сравнение с изолациите с АРР модифициран битум, поради което последните са най-подходящи за обработка на плоски, открити повърхности при високи атмосферни температури. Предимството на SBS модифицираните хидроизолации се крие в повишената устойчивост на ниски температури. Този вид материали имат високи еласто–пластични характеристики, които се запазват дори при отрицателни температури на полагане – до -35°С. Постига се много добра адхезия към предварително обработени с битумен грунд бетонни повърхности, което е изключително важно при мостовите конструкции. Сред качествата им са и голяма дълготрайност, както и бавно стареене.

Рулонните битумни хидроизолации обикновено се полагат с газопламъчно нагряване, при което разтопеният от долната страна на мушамата битум служи като лепило. По данни на производителите, оптималната дебелина на битумните мушами за газопламъчно залепване трябва да варира в интервала от 3 до 5mm, в която влиза и армиращата мрежа на хидроизолацията. Армировъчният пласт може да бъде от стъклена тъкан, от синтетична тъкан (нетъкан текстил) от полиестерни влакна или комбинация от двете. Първият вариант се използва за производство на хидроизолации тип воалит. Предимството им е, че стъклената тъкан е по-лека, а деформациите при опън са относително малки. Вторият вид синтетична тъкан е със значително по-добри физико–механични показатели, с много висока опънна якост и ниска деформация при скъсване. Комбинацията от двата вида материал придава на хидроизолацията по-висока устойчивост при нагряване и високи температури, а оттам и по-голяма дълготрайност.

Изисквания при полагането на рулонни битумни хидроизолации

Подготовка на основата
От изключително значение за осигуряване на дълготрайността и експлоатационните характеристики на рулонната битумна хидроизолация е основата, върху която тя ще бъде положена. Тя трябва да бъде преди всичко чиста, здрава и равна, с оглед недопускане на деформиране и скъсване на материала, поради големи неравности. Основата трябва да е с минимална якост от 20МРа. Трябва да бъдат загладени всички остри ръбове, а повърхността трябва да бъде внимателно почистена от прах и органични замърсители.

Грундиране
Грундирането осигурява по-добра адхезия на хидроизолацията с повърхностите, които подлежат на защита. Допълнително се премахват фините прахови частици, които биха могли да нарушат адхезията. Грундирането обикновено се изпълнява от студен, течен битумен грунд, като най-често се използват битуми, разтворени в бензин, тъй като времето за съхненето им е до 6 часа. Битумните грундове на водна основа се използват по-рядко, тъй като съхнат в продължение най-малко на едно денонощие и могат да се компрометират при лоши атмосферни условия.

Залепване на изолацията
След изпълнение на грундирането, рулонните битумни хидроизолации се залепват обикновено газопламъчно за връхната конструкция. Топлинната обработка се осъществява по цялата долна повърхност на мушамата, като от топлината битумът омеква и служи като лепило. Снаждането на отделните рула трябва да се изпълнява със застъпване с минимална ширина 10cm, като се следи в напречно направление шевовете да се разминават. Покриването в края трябва да е най-малко 15cm. Хидроизолацията може да бъде залепена и с различни видове студени лепила.

Студенополагащи се хидроизолации
Студенополагащите се хидроизолации за мостове също могат да бъдат на база битум. Представляват дву-компонентна полимер–битумна смес, чийто два компонента се смесват непосредствено преди полагането. Готовата смес се разстила по повърхността на връхната конструкция и отгоре се покрива с предпазни платна, поради което видът й може да бъде определен като съчетание от мазана и листова хидроизолация. Сместа, която е била в течно състояние се втвърдява посредством химически процес и образува равен и гладък пласт, без фуги. Предпазните платна се самозалепват за още течната смес. Този вид хидроизолация се полага без предварително грундиране, но повърхността трябва да е чиста и суха. Втвърдяването става за кратко време, което прави този вид хидроизолации особено подходящи при ремонтни работи. Подновяване на трафика е възможно най-рано 4 часа след полагане.

Хидроизолация на мостове на база полиуретан
Това също е съвременна система за хидроизолация, която се съхранява в течна форма и се полага под формата на спрей върху бетонната повърхност. В състава на изолацията влизат следните химически вещества – А-изоцианити, В-амини и полиетерамини, които позволяват изолацията да се напръсква върху повърхностите. Полученият слой е непрекъснат – без шевове и снаждания, с висока еластичност и устойчивост при запълване на фуги. Материалът притежава отлична топлоустойчивост, устойчив е на износване и не се компрометира под действието на разтворители, киселини и алкали. При полагането му не остават следи и притежава важното свойство да не се напуква. Готовият слой е с нисък коефициент на промокаемост, като допълнително може да изпълнява функцията на огнеустойчиво покритие.

Хидроизолация на подземните части на долното строене
Подземните части на долното строене при мостовете трябва да бъдат предпазени от просмукване на подпочвени води, които често са агресивни към бетона и армировката и могат да доведат до корозия. За полагане на хидроизолация върху долното строене на мостовете също е необходимо да бъде осигурена равна, чиста и гладка повърхност. За по-добра адхезия на битумния материал към бетонната повърхност отново се използва битумен грунд. В случай, че повърхностите не отговарят на изискванията за равност и гладкост, може да бъде изпълнена цименто–пясъчна замазка. Важно условие за допълнителна защита на експлоатационната годност на конструктивните елементи в условията на агресивната подпочвена среда остава изискването бетонът да отговаря на определен клас по водонепропускливост.

При проектирането на дадена хидроизолационна система за мостове е важно преди всичко задълбочено да се познават отделните натоварвания и въздействия върху мостовата конструкция, както и условията по време на експлоатацията й, с оглед да бъде направен най-подходящият избор. Независимо от това какъв вид е, хидроизолацията трябва да притежава определена механична устойчивост за поемане на специфичните натоварвания и въздействия, на които е подложено съоръжението. На същите въздействия е изложена и хидроизолацията - удар, температурни и атмосферни въздействия, ултравиолетово лъчение, антиобледенителни химически вещества, натоварване от механизация и при полагането и уплътняването на асфалтобетона, непрекъснати тежки динамични натоварвания от преминаващите транспортни средства и др. Основното изискване за осигуряване дълготрайността на хидроизолационната система е да бъде спазена стриктно технологията на полагане, трябва да е осигурена много добра адхезия към повърхностите, за да не се компрометира изолацията при деформации в мостовата конструкция. Сигурната и правилно положена хидроизолация е задължително условие за запазване на надеждността и безпроблемната експлоатация на мостовите съоръжения.