способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций

Формула изобретения

Способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций путем разогрева до размягчения органического вяжущего восстанавливаемого гидроизоляционного покрытия, уложенным на него перемещаемым нагревательным элементом, и уплотнения покрытия, отличающийся тем, что температура рабочей поверхности гибкого нагревательного элемента превышает в 1,8 3,0 раза температуру размягчения органического вяжущего, перед уплотнением покрытия размягченное органическое вяжущее разравнивают, а уплотнение осуществляют при 0,15 0,5 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительному производству, а именно к способам ремонта гидроизоляций и кровель из материалов, содержащих органическое вяжущее (битум, деготь и др.).

Известен способ [1] ремонта рулонных кровель, при котором устранение дефектов производится путем наложения отдельных заплат из материалов, из которых выполнена кровля, или наклейкой новых слоев рулонного кровельного материала при ремонте больших участков кровли, когда рулонный кровельный материал приклеивается путем нанесения на основание горячей или холодной клеящей мастики с последующей раскладкой рулонного гидроизоляционного материала и его прикаткой.

Получению требуемого технического результата препятствуют: трудоемкость способа, большой расход битумных кровельных материалов, увеличение толщины гидроизоляционного покрытия.

Известен способ [2] восстановления (ремонта) изоляционных покрытий из битумных материалов, нанесенных на наружные поверхности металлических труб, путем разогрева покрытий подаваемым в трубе паром до температуры, при которой происходит расплавление битума и заполнение им пор, трещин и других дефектов и повреждений в изоляционных покрытиях.

Получению требуемого технического результата препятствует необходимость прокладки технически сложного и дорогостоящего паропровода.

Известен способ [3] устранения дефектов в гидроизоляции сооружений, по которому нагрев гидроизоляционного слоя производят электрическим током, пропускаемым через металлическую сетку, заложенную в слое изоляции. После расплавления и последующего остывания с затвердением битумной мастики исчезают дефекты, трещины, поры.

Получению требуемого технического результата препятствует сложность устройства такого гидроизоляционного покрытия, невозможность его использования при ремонте кровель без сетки. Для устранения дефектов на отдельных участках производится разогрев всей площади гидроизоляции. Имеют место значительные теплопотери из-за отсутствия поверхностной теплоизоляции. Наличие металлической сетки препятствует доступу к основанию гидроизоляционного покрытия для его очистки, просушки и ремонта. Имеет место низкая ремонтная технологичность сетки, заложенной в слое изоляции. Коэффициент линейного расширения гидроизоляционных материалов на органическом вяжущем более чем в 50 раз превышает этот же коэффициент для металлов, из которых возможно изготовление сетки, что может привести к расслоению гидроизоляции.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ремонта рулонных кровель, основанный на использовании нагревательного элемента в виде термоплиты с эластичным основанием, прикрепленной к тележке с ходовыми колесами [4] Кондуктивный тепловой поток в зоне контакта нагревательного элемента и поверхности кровельного ковра обеспечивает разогрев клеящего битумного материала, которым насыщены внутренние слои кровельного ковра. После перемещения нагревательного элемента в другое место разогретую площадь ковра прикатывают катком, обеспечивая склеивание смежных слоев рулонного ковра.

Получению требуемого технического результата препятствует следующее. Последовательность и состав действий, указанные в [4] не обеспечивают возможность ремонта кровель и гидроизоляций, выполненных из нерулонных материалов; не отражена возможность ремонта гидроизоляции из рулонных материалов (оклеечной гидроизоляции); отсутствуют сведения о целесообразности использования способа при ремонте кровель на дегтевом, полимерном, смешанном и другом органической вяжущем (кроме битумного). Невозможность применения способа с использованием указанного нагревательного элемента для ремонта гидроизоляционного покрытия на вертикальных поверхностях строительных конструкций, а также на горизонтальных и наклонных поверхностях в местах его примыкания к вертикальным поверхностям. В [4] изложен способ устранения вздутий рулонного ковра кровли, а возможность устранения других дефектов и повреждений (выбоин, наплывов, смещений материалов, трещин, частичного отсутствия покровного слоя рулонного материала) не отражена. Не приведены пределы значений температуры рабочей поверхности нагревателя (эластичного основания) в зоне контакта с поверхностью кровельного ковра, либо зависимость этой температуры от температуры размягчения битуминозного материала. Не указана степень разогрева клеящего битуминозного материала, например: до размягчения, расплавления, выгорания и др. Не отражен в источнике [4] факт разогрева клеящего битуминозного материала в поверхностном слое кровельного ковра. Площадь одновременно прогреваемого участка кровельного ковра ограничена конструктивными особенностями нагревательного элемента в виде термоплиты. Так, размеры рабочей поверхности, роль которой выполняет эластичное основание термоплиты, значительно меньше размеров тележки с ходовыми колесами, к которой термоплита прикреплена. При необходимости увеличения площади эластичного основания значительно увеличивается его прогиб, что приведет к скатыванию теплоаккумулирующих элементов и сосредоточению их в центре рабочей поверхности. В качестве завершающего действия предложено выполнение прикатки кровельного ковра, причем не указано давление, передаваемое на гидроизоляционное покрытие от катка, и не отражена возможность применения других способов его механического уплотнения, например, вибрационного, ударного, прижимом и др. Не обеспечивается восстановление водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия в местах его повреждений в виде сквозных отверстий и уменьшение водопоглощения материалов гидроизоляционного покрытия за счет дополнительной их пропитки органическим вяжущим. В [4] не отражена возможность производства работ по восстановлению водонепроницаемости кровли в зимнее время года.

Для достижения технического результата предлагается восстанавливать водонепроницаемость гидроизоляционного покрытия строительных конструкций, выполненного из материалов, содержащих органическое вяжущее, без нанесения дополнительных и замены существующих слоев покрытия с увеличением срока его эксплуатации при одновременном снижении затрат на восстановление.

Технический результат достигается тем, что способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций путем разогрева до размягчения органического вяжущего восстанавливаемого гидроизоляционного покрытия, уложенным на него перемещаемым нагревательным элементом и уплотнения покрытия. При этом температура рабочей поверхности гибкого нагревательного элемента превышает в 1,8-3,0 раза температуру размягчения органического вяжущего, перед уплотнением покрытия, размягченное органическое вяжущее разравнивают, а уплотнение осуществляют при 0,15-0,5 МПа.

Участок гидроизоляционного покрытия из материалов, содержащих органическое вяжущее, который имеет дефекты и повреждения, очищают от мусора и загрязнений. Гибкий нагревательный элемент приводят в соприкосновение большей частью его рабочей поверхности с поверхностью гидроизоляционного покрытия, тем самым обеспечивается плотный контакт, минимальное термическое сопротивление и равномерная передача тепла восстанавливаемому участку гидроизоляционного покрытия, нанесенного на горизонтальные и наклонные поверхности, а также на примыкания к вертикальным поверхностям. Рабочую поверхность гибкого нагревательного элемента в зоне контакта с поверхностью гидроизоляционного покрытия разогревают до температуры, превышающей температуру размягчения органического вяжущего, содержащегося в материалах гидроизоляционного покрытия в 1,8-3,0 раза (кратность превышения температуры). Разогрев восстанавливаемого участка происходит в основном за счет кондуктивного переноса тепла на глубины 3-30 мм в течение 4-25 мин до размягчения материалов на поверхности и внутри гидроизоляционного покрытия, содержащих органическое вяжущее, вязкость которого понижается при нагревании и оно растекается по поверхности и по пустотам в толще гидроизоляционного покрытия, проникает в капилляры и поры. Одновременно снимаются адгезионные связи между основанием и гидроизоляционным покрытием, а также между отдельными его слоями. При этом снижаются внутренние напряжения в гидроизоляционном покрытии, возникшие в процессе его эксплуатации. Размягченное при нагревании органическое вяжущее, содержащееся в гидроизоляционном покрытии, разравнивают. При этом устраняются поверхностные дефекты и повреждения в гидроизоляционном покрытии (выбоины, наплывы, смещения рулонных или штучных плитных материалов), а также внутренние дефекты и повреждения, выходящие на его поверхность (трещины, отверстия и т. п.). Выбоины, трещины и отверстия заполняют, а наплывы срезают, перемещая размягченный при нагревании материал, находящийся в поверхностном слое гидроизоляционного покрытия. Затем восстанавливаемый участок покрытия подвергают механическому уплотнению с давлением 0,15-0,5 МПа. При этом, под действием приложенного давления, а при вибрационном и ударном уплотнении, кроме того, вследствие повышения подвижности, размягченное органическое вяжущее перемещается в толще гидроизоляционного покрытия, заполняет собой оставшиеся пустоты, поры, трещины и другие внутренние полости в гидроизоляционном покрытии, вытесняя скопившийся в них воздух и после остывания и затвердевания материалов, восстанавливая водонепроницаемость гидроизоляционного покрытия и уменьшая водопоглощение материалов. Изложенный способ применим при производстве работ по восстановлению водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия в любое время года.

Обоснованием выбранных пределов является следующее.

При недостижении температуры разогрева рабочей поверхности гибкого нагревательного элемента в зоне контакта с поверхностью гидроизоляционного покрытия нижнего значения кратности превышения температуры (равного 1,8) - увеличивается время прогрева гидроизоляционного покрытия.

В случае превышения верхнего предела указанной кратности (равного 3,0) происходит выгорание органического вяжущего без требуемой глубины прогрева. Необходимость глубины прогрева 3,0-30 мм определяется достижением устранения дефектов и повреждений гидроизоляционного покрытия на всю его толщину до основания.

При давлении ниже 0,15 МПа не происходит устранения дефектов и повреждений по предлагаемому способу. При давлении больше 0,5 МПа происходит выдавливание размягченного органического вяжущего с одновременным уменьшением толщины гидроизоляционного покрытия в месте приложения давления, а в покрытиях из рулонных изоляционных материалов, кроме этого, к их разрыву.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является: превышение температуры рабочей поверхности гибкого нагревательного элемента в 1,8-3,0 раза температуры размягчения органического вяжущего; разравнивание размягченного вяжущего, содержащегося в покрытии перед его уплотнением; осуществление уплотнения гидроизоляционного покрытия при 0,15-0,5 МПа.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует условию новизны.

Доказательством соответствия рассматриваемого изобретения условию изобретательского уровня может служить следующее. Под действием кондуктивного теплового потока от гибкого нагревательного элемента по всей площади его рабочей поверхности в зоне контакта с поверхностью гидроизоляционного покрытия происходит нагрев содержащихся в нем материалов до размягчения органического вяжущего, вязкость которого понижается при нагревании и оно растекается по поверхности и пустотам гидроизоляционного покрытия, проникает в капилляры и поры. При этом нарушаются адгезионные связи между основанием и самим гидроизоляционным покрытием, а также между отдельными его слоями. Кроме того, снижаются внутренние напряжения в гидроизоляционном покрытии, возникшие в процессе его эксплуатации. Разравнивание размягченного при нагревании органического вяжущего, содержащегося в гидроизоляционном покрытии, устраняет в нем поверхностные дефекты и повреждения (выбоины, наплавы, смещения рулонных или штучных материалов), а также внутренние дефекты и повреждения, выходящие на его поверхность (трещины, отверстия и т.п.). При этом выбоины, трещины и отверстия заполняются перемещаемым размягченным органическим вяжущим, находящимся в поверхностном слое гидроизоляционного покрытия, а наплывы срезаются. В результате разогрева и разравнивания понижается водопоглощение содержащихся в гидроизоляционном покрытии материалов. Под действием статических и динамических нагрузок, передаваемых на гидроизоляционное покрытие, при его уплотнении повышается подвижность содержащегося в нем органического вяжущего, которое под действием уплотнения при 0,15-0,5 МПа перемещается в толще гидроизоляционного покрытия. При этом из пустот, пор, трещин и других внутренних полостей вытесняется воздух и происходит их заполнение органическим вяжущим. Кроме того, при уплотнении гидроизоляционных покрытий из волокнистых материалов, пропитанных органическим вяжущим, происходит сближение волокнистых частиц с их еще большей ориентацией в плоскости гидроизоляционного покрытия, что приводит к упрочнению материалов покрытия.

А все вместе взятое способствует восстановлению водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций, выполненного из материалов, содержащих органическое вяжущее, без нанесения дополнительных и замены существующих слоев покрытия, увеличению срока его эксплуатации при одновременном снижении затрат на восстановление.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

1. На предварительно очищенную стальной щеткой сухую поверхность участка рулонной кровли (из рубероида на битумной мастике), имеющего дефекты и повреждения, укладывается переносной гибкий термоэлектрический мат (термомат) площадью 1 м² и мощностью 3 кВт. Равномерный прогрев рабочей поверхности термомата обеспечивается пропусканием электрического тока от понижающего трансформатора через углеграфитовую ткань, находящуюся внутри термомата. Нагрев рабочей поверхности, соприкасающейся с восстанавливаемым участком кровли, производится до температуры, превышающей температуру размягчения битума БНК 90/40 в 2,6 раза (230^oC). При этом тепло передается преимущественно за счет кондуктивного переноса тепла. Прогрев производится в течение 14 мин при температуре наружного воздуха минус 15^oC. За это время битум размягчается в рулонной кровле на глубину 10 мм. Размягченный битум, имеющийся, как правило, в избытке на отдельных участках рулонной кровли (вдоль швов отдельных полотнищ рубероида), равномерно распределяются ручным гребком по поверхности кровли, тем самым восстанавливая изношенный покровный слой рубероида, заполняя трещины, разрывы, выбоины и другие поверхностные дефекты. Сразу после этого кровлю уплотняют ручным катком массой 50 кг, создающим давление на кровлю до 0,4 МПа (патент РФ N 2018600). Каток состоит из цилиндрического прикаточного ролика диаметром 150 мм и опорно-прикаточного ролика, имеющего форму тела вращения с криволинейной выпуклой поверхностью. Ролики установлены на раме последовательно по ходу их движения на параллельных осях. Ручка жестко закреплена на раме над осью опорно-прикаточного ролика. Для предотвращения налипания размягченного битума на ролики катка, перед его использованием их покрывают гидрофобным составом.

Первоначальное уплотнение кровли производят цилиндрическим роликом, в котором сосредоточена основная масса катка. Если после уплотнения восстанавливаемого участка кровли на нем остаются места со вспучиваниями или отслоениями, то каток накатывают на такое место опорно-прикаточным роликом. Усилие, прикладываемое к ручке катка, в этом случае направлено вниз.

Качество уплотнения контролируется визуально по устранению характерного волнообразного выгиба поверхности рулонной кровли, перемещаемого катком и свидетельствующего о наличии в толще кровли расслоений, вызванных скоплением воды, воздуха и устраняемых через неплотности кровли.

2. На горизонтальную поверхность поврежденного участка гидроизоляционного покрытия, выполненного из штучных плитных гидроизоляционных материалов, пропитанных битумом марки БН 50/50 (по ГОСТ 6617-76^x) с температурой размягчения 60^oC и уложенных на асфальтовом растворе, приготовленном на битуме этой же марки, устанавливают поверхностный электронагреватель площадью 1 м², мощностью 5 кВт, с температурой рабочей поверхности, соприкасающейся с поверхностью гидроизоляционного покрытия, 180^oC. В результате происходящего кондуктивного теплообмена между указанными поверхностями тепло распространяется вглубь гидроизоляционного покрытия, постепенно размягчая битум, содержащийся в асфальтовом растворе и в штучных плитных материалах.

Прогрев гидроизоляционного покрытия производят в течение 20 мин при температуре наружного воздуха 20^oC. За это время битум успевает размягчиться на глубине до 30 мм от поверхности покрытия. Кратность превышения температуры рабочей поверхности нагревателя над температурой размягчения битума в данном случае составляет 180 60 3 раза. Сразу после прогрева гидроизоляционного покрытия размягченный битум, входящий в состав асфальтового раствора вместе с заполнителем (песком) или вместе с наполнителем (минеральным порошком), разравнивают ручным инструментом, заполняя в швах между штучными плитными материалами выбоины и трещины и срезая наплывы.

Дальнейшее уплотнение гидроизоляционного покрытия из штучных плитных материалов производят электромеханическим поверхностным вибратором С-141А или ударами молотка с резиновым наконечником по выступающим над поверхностью элементам (плиткам) гидроизоляционного покрытия.

В предлагаемом способе восстановление водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций производят без использования новых гидроизоляционных материалов, что значительно снижает себестоимость ремонта, за счет исключения затрат на приобретение гидроизоляционных материалов и сокращения транспортных расходов. Причем качество восстановленного гидроизоляционного покрытия не уступает по водонепроницаемости, а по долговечности приближается к гидроизоляционному покрытию, выполненному из новых изоляционных материалов. В рулонных кровлях, кроме того, восстанавливают изношенный покровный слой. Его восстановление производят при разравнивании размягченного органического вяжущего равномерным его распределением по поверхности кровли.

Предлагаемый способ восстановления водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций предназначен для ремонта гидроизоляции и кровель из материалов, содержащих органическое вяжущее. Возможность осуществления предлагаемого изобретения отражена сведениями раздела заявки, подтверждающими возможность осуществления способа.

Предлагаемое изобретение обеспечивает восстановление водонепроницаемости гидроизоляционного покрытия строительных конструкций, выполненного из материалов, содержащих органическое вяжущее, без нанесения дополнительных и замены существующих слоев покрытия в результате последовательно осуществляемых: 1) разогрева восстанавливаемого участка покрытия с помощью гибкого нагревательного элемента, рабочую поверхность которого в зоне контакта с поверхностью гидроизоляционного покрытия разогревают до температуры, в 1,8-3,0 раза превышающей температуру размягчения органического вяжущего; 2) разравнивания размягченного органического вяжущего; 3) уплотнения покрытия при 0,15-0,5 МПа. При этом увеличивается срок эксплуатации покрытия и снижаются затраты на его восстановление.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует условию промышленной применимости.