Исследователи Уральского федерального университета придумали, как повысить водонепроницаемость бетона и снизить стоимость строительных работ. Для реализации технологии гидроизоляции фундаментов методом сухой просыпки они создали специальное устройство, защитив его патентом РФ № 2839100. Результаты исследования подготовлены для публикации в журнале «Жилищное строительство».
«В России зачастую используется гидроизоляция фундаментных конструкций с применением рулонных битумных материалов. Однако это решение относительно дорогое и трудоемкое, при этом срок службы таких покрытий фактически меньше, чем самого фундамента. Для решения задачи гидроизоляции монолитной фундаментной плиты мы предлагаем использовать метод сухой просыпки: засыпка слоя специальной цементной смеси после выполнения арматурных работ и перед укладкой бетонной смеси для формирования плиты», — пояснил руководитель исследования, директор института строительства и архитектуры УрФУ Никита Фомин.
Работает это так: в то время, как бетон набирает прочность, на участке контакта просыпки и бетонной смеси происходит изменение водоцементного отношения, благодаря которому у нижнего защитного слоя бетона существенно повышается марка по водонепроницаемости и создается необходимый слой гидроизоляции внутри самой конструкции, добавляет исследователь.
Эксперименты на моделях фундаментных плит показали, что использование слоя сухой просыпки в 2 мм позволило повысить водонепроницаемость бетона в несколько раз. Если изначальная бетонная смесь не пропускала воду при давлении 0,8 МПа (W8 по международной классификации), то после применения метода сухой просыпки уровень водопроницаемости нижнего слоя бетона увеличился более чем в два раза, не пропуская воду вплоть до давления в 2МПа (W20), что соответствует высокому классу водонепроницаемости (W10 и выше).
При этом ключевая проблема метода сухой просыпки — неравномерное распределение смеси и ее оседание на стержнях арматуры — решена запатентованным устройством. Изобретенный уральскими учеными агрегат с двухъярусными лопастями и телескопическими стойками точно дозирует смесь, исключая комки и контролируя высоту и расход нанесения, что гарантирует равномерный слой смеси даже при работе с низкоквалифицированным персоналом, уверяют разработчики.
Как отмечают исследователи, одними из главных результатов применения нового метода станут повышенная надежность гидроизоляции фундамента, сопоставимая по сроку службы с самим основанием, и экономическая выгода в сравнении с использованием традиционных материалов.
«Экономия от применения предлагаемой технологии, рассчитанная по средним расценкам, действующим на территории Свердловской области, составит около 140 тыс. рублей в случае замены однослойной гидроизоляции и 400 тыс. рублей в случае замены гидроизоляции, выполненной в два слоя. Расчет экономии произведен для устройства гидроизоляции фундаментной плиты площадью 1000 м2. Поэтому уже сейчас нашим институтом достигнуто соглашение о применении данного решения на одном из строящихся объектов компании “Брусника”», — уточнил Никита Фомин.
Строители УрФУ сотрудничают с «Брусникой» в том числе и по разработке и защите инновационных решений. За последний год при методической поддержке изобретателей было подготовлено три заявки на патенты на изобретения на решения, разработанные сотрудниками девелоперской компании. Применение метода сухой просыпки заинтересовало застройщика из-за своевременности вопроса гидроизоляции фундаментных плит и других узлов строительных конструкций.
«В “Бруснике” существуют подразделение НИОКР и подразделение развития продукта, которые очень внимательно относятся к инновационным техническим решениям при разработке стандартов компании. Вопросы гидроизоляции входят в рабочую повестку этих подразделений, поэтому данный патент/техническое решение представляет интерес для “Брусники” — потенциально может решить актуальную проблематику. Безусловно, решение о внедрении в стандарт “Брусники” нового метода будет приниматься через оценку влияния на качество продукта, скорость выполнения работ, себестоимость и после прототипирования/пилотирования на реальном объекте», — отметил руководитель отдела планирования и управления подразделения НИОКР компании «Брусника» Владислав Ивановский.
В данный момент технология успешно опробована на промышленной площадке в Екатеринбурге: предварительно были изготовлены три экспериментальных модели в виде малых монолитных железобетонных плит. Для каждой модели выполнено индивидуальное армирование с различным шагом стержней. После набора прочности бетона из плит извлекались цилиндрические образцы, которые затем были испытаны в лабораторных условиях на водонепроницаемость методом «мокрого пятна» по ГОСТ 12730.5-2018. Таким образом ученые выполнили экспериментальную оценку эффективности метода сухой просыпки, а также оценку влияния плотности армирования плиты на водонепроницаемость бетона в месте устройства слоя просыпки.
Справка
Традиционная рулонная гидроизоляция фундаментов составляет до 15 % стоимости нулевого цикла строительства. Метод сухой просыпки, известный с 1960-х годов, в СССР не применяли массово из-за технологических сложностей, которые удалось решить строителям УрФУ. При этом запатентованное учеными устройство исключает неравномерное распределение смеси ручным способом — основную причину брака при проведении работ по гидроизоляции данным методом.
