Для повышения долговечности железобетонных мостовых конструкций в ряде случаев необходимо предусматривать их гидроизоляцию. Устройство гидроизоляции предохраняет бетон пролетных строений от проникновения атмосферной воды и, следовательно, разрушения и коррозии арматуры. Гидроизоляция пролетных строений может быть обеспечена несколькими путями:

• устройством выполняющих единственную функцию гидрозащиты нижерасположенных несущих железобетонных конструкций изолирующих слоев;
• устройством совмещающих функции гидроизоляции и дорожной одежды покрытий по поверхности несущей конструкции;
• созданием железобетонных конструкций из материалов, обеспечивающих достаточную долговечность пролетного строения без устройства самостоятельных гидроизолирующих слоев или покрытий.

При первом способе многослойная гидрозащита включает выравнивающий слой, собственно гидроизоляционный ковер и защитный слой, по которому укладывают дорожное покрытие. Для выравнивающего и защитного слоев применяют бетоны, имеющие В/Ц не выше 0,42, прочность не ниже 30 МПа и морозостойкость не менее F300. Как правило, бетоны готовят с использованием воздухововлекающих и газообразующих добавок типа СНВ, жидкости 136-41 и СДО.

Одно из направлений в решении вопроса гидрозащиты заключается в создании железобетонных конструкций пролетных строений с плитой, состоящей в верхних слоях из материала, стойкого к агрессивным воздействиям окружающей среды, а потому не требующего устройства специальных гидроизоляционных слоев, а в ряде случаев и слоев износа.

На практике проблема сводится к изготовлению двухслойных железобетонных конструкций с плитой проезжей части, изготовляемой в заводских условиях частично или полностью из бетона, обладающего высокими водонепроницаемостью, морозо- и трещиностойкостью, коррозионной и износостойкостью.

При этом бетон нижней части конструкции совмещают со специальным бетоном верхнего слоя еще на стадии укладки бетонных смесей. Одним из вариантов такого способа защиты является использование дисперсно-армированного полимерцементного бетона с добавкой смолы №С-89.

Рис. 5
Устройство битумно-полимерной наплавляемой рулонной гидроизоляции

В мостостроении для получения бетона с гидроизоляционной функцией применяют также комплексную добавку пластифицирующего и воздухововлекающего действия (СНВ, ПАЩ, ЛСТ и т.д.), смолу №89, мылонафт, хлорное железо.

Широкое применение в настоящее время имеют и битумно-полимерные рулонные гидроизоляционные материалы, такие как «Мостопласт», «Изопласт», «Поликров», «Гермокрон», «Изоэласт» и др. Например, «Мостопласт» получают путем двухстороннего нанесения на полиэфирное нетканое волокно битумно-полимерного вяжущего, включающего нефтяной битум, полиолефины, полипропилен и наполнитель.

В качестве защитного покрытия используется мелкозернистая посыпка с лицевой стороны и полиэтиленовая пленка – с другой. «Мостопласт» рекомендуют применять для гидроизоляции мостов и виадуков во всех климатических районах РФ (рис. 5). В таблице 3 приведены основные характеристики современных наплавляемых рулонных гидроизоляционных материалов.

Таблица 3. Отечественные рулонные гидроизоляционные наплавляемые материалы.

Во многих случаях для гидроизоляции бетона широко применяются хорошо зарекомендовавшие себя материалы типа «Пенетрон». Строителям предлагается широкий выбор: Penetron (США), Vandex (Швейцария), Xypex (Ксайпекс) Канада, «Кальматрон», «Лахта», «Акватрон» (Россия) и другие материалы этого типа.

«Пенетрон» применяется для придания водонепроницаемости монолитному бетону и сборным конструкциям. Он предотвращает проникновение воды при давлении, защищает бетон от химикатов, кислот, промышленных, соленых и агрессивных грунтовых вод, карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, а также повышает морозостойкость бетона. К добавкам системы «Пенетрон» относятся «Пенетрон», «Пенекрит», «Ватерплаг» («Пенеплаг»), «Пенетрон плюс», «Пенетрон-пневматик».

«Пенекрит» используется для заполнения трещин и отверстий, образующихся после удаления стяжек опалубки монолитных конструкций, а также каверн и идущих от них трещин по растворной части.

«Ватерплаг» («Пенеплаг») – быстротвердеющий состав, способный остановить сильные течи под давлением.

«Пенетрон плюс» является затирочным раствором, применяемым в системе «Пенетрон» для горизонтальных поверхностей и сборного железобетона. Он представляет собой специально подобранную смесь, облегчающую работы при затирке поверхности.

«Пенетрон-пневматик» является добавкой, используемой при торкретировании.

В общем виде добавки системы «Пенетрон» состоят из специального цемента, кварцевого песка и активирующих добавок. Гидроизоляционный эффект достигается вследствие реакции различных химических компонентов, содержащихся в растворе, со свободным оксидом кальция бетона. При нанесении его на бетонную поверхность, химические добавки под действием осмотического давления глубоко проникают в капилляры бетона (рис. 6). Кристаллизуясь, они блокируют капилляры и трещины, вытесняя влагу.

Рис. 6. Механизм действия проникающей гидроизоляции.

Процесс протекает как при положительном, так и при отрицательном давлении воды. В случае отсутствия влаги компоненты бездействуют. При ее появлении они автоматически начинают реакцию, и процесс гидроизоляции продолжается вглубь бетона. Рост гидроизоляционных кристаллов отмечался на глубине до 90 см от места их нанесения. Являясь наиболее эффективной гидроизоляционной системой (водонепроницаемость до 1,2 МПа), эти материалы имеют высокую морозостойкость (не менее F300), защищают арматуру от коррозии, воздействия агрессивных сред.

Аналогичной по воздействию на изолируемые материалы системе «Пенетрон» является, например, «Акватрон», обладающий способностью не только глубоко проникать в поры изолируемого материала, но и «бронировать» его в результате образования на поверхности механически и химически прочного слоя.

Таблица 4. Величина давлений при испытании образцов

В таблице 4 приведены результаты испытания на водонепроницаемость образцов, покрытых защитными составами.

Учитывая возможности испытанных защитных составов, наиболее эффективно применение этих материалов для конструкций мостов в качестве:

• воздухопроницаемого покрытия при защите наружных поверхностей бетонных и железобетонных пролетных строений и опор вместо лакокрасочных материалов на основе синтетических смол, препятствующих просушке конструкций, токсичных и легко воспламеняющихся;
• системы защиты и для восстановления монолитности выщелоченного бетона внутренней поверхности балластных корыт при замене гидроизоляции;
• защитного покрытия, повышающего водонепроницаемость и морозостойкость бетона сливов подформенных площадок, оголовков опор, элементов и водопропускных труб;
• защитного покрытия, повышающего стойкость бетона в агрессивных средах.