Геомембрана: все, что нужно знать о материале для гидроизоляции

В настоящее время современные технологии строительства требуют от материалов гидроизоляционной системы выской прочности, экологической чистоты и химической устойчивости. Одним из наиболее перспективных материалов, отвечающих этим критериям, являются геосинтетические материалы, а именно геомембраны GP. Стоит отметить, что это не просто полимерный материал, а целый комплекс технологических решений.

В России применение покрытий из геосинтетических материалов стало актуальным лишь сравнительно недавно - с начала 90-х годов, в то время как в остальном мире эта технология используется уже почти 60 лет. Современные геомембраны могут отличаться по своим техническим характеристикам и областям применения. В данной статье будут рассмотрены основные типы геомембран, их назначение, а также преимущества и недостатки.

Название "геомембрана" применяется для обозначения изолирующего материала на основе полимера. Такой материал может быть полимерным геосинтетическим, глиняным геосинтетическим или битумным геосинтетическим. Область применения включает в себя строительство, ландшафтный дизайн и землеустройство.

Существует несколько видов геомембран, в том числе мембраны полимерные геосинтетические, глиняно-геосинтетические и битумно-геосинтетические. В зависимости от состава сырья, фактуры поверхности, соединения и других признаков геомембраны могут различаться.

Основным элементом в составе геомембраны является полиэтилен или ПВХ. Для улучшения характеристик, к главному компоненту добавляют стабилизаторы высокой температуры и антиокислители. Технические характеристики геомембраны зависят от того, какой вид материала использовался при ее производстве.

Геомембраны из полиэтилена высокой плотности и низкого давления (HDPE, ПНД) являются чрезвычайно прочными и устойчивыми к кислотам, щелочам, маслам и другим химическим реагентам. Они хорошо переносят механическое воздействие, но не отличаются эластичностью и стойкостью к деформациям. Геомембраны HDPE используются для строительства накопителей жидких и твердых промышленных отходов, полигонов ТБО, гидроизоляционного и антикоррозионного покрытия поверхностей простой формы.

Геомембраны из полиэтилена низкой плотности и высокого давления (LDPE, ПВД) легкие, мягкие и эластичные. Они хорошо переносят низкие температуры и обеспечивают надежную гидроизоляцию. Материал не пропускает пар и воду, что позволяет использовать его для изоляции токсичных веществ. Геомембраны LDPE используются для гидроизоляции тоннелей и других подземных сооружений.

Геомембраны из ПВХ имеют структуру, состоящую из трех слоев: нижнего, среднего и верхнего. Пленка из модифицированного поливинилхлорида, дополненного термостабилизаторами, выступает в качестве нижнего слоя. Армирующая сетка из полиэфира или стекловолокна служит для среднего слоя. Верхний слой представляет собой ПВХ с добавками. Геомембраны из ПВХ применяются для гидроизоляции кровель, стен, бассейнов и резервуаров.

Бентонитовые геосинтетические геомембраны (GCL) называют еще глиняными матами или бентоматами. Они представляют собой материал, который состоит из гранул бентонитовых глин, расположенных между двумя слоями геотекстильного материала. Благодаря своим свойствам, бентоматы используются для гидроизоляции полигонов ТБО, для создания защитных экранов нефтехранилищ, для подкладки донного слоя водохранилищ, при строительстве дамб, каналов, резервуаров рыбоводческого хозяйства и для возведения противофильтрационных экранов. Они не зависят от климатических условий и могут применяться в любое время года.

Эффективность экрана из бентоматов в гидратированном состоянии со слоем толщиной около 10 мм эквивалентна слою глины толщиной около 900 мм.

Разновидности геомембран в зависимости от их назначения включают гладкие, текстурированные и профилированные мембраны. Текстурированные геомембраны подразделяются на односторонние и двусторонние, и характеризуются шероховатой поверхностью, которая обеспечивает лучшее сцепление с поверхностью основания. Благодаря этой характеристике, такие мембраны могут устанавливаться под уклоном, и идеально подходят для гидроизоляции откосов и оснований с сложной геометрической формой.

Профилированные мембраны имеют конусообразные выступы, так называемые шипы, с одной или двух сторон, высотой от 7 до 20 мм. Это способствует улучшенной фиксации гидроизоляционного покрытия с поверхностью, и позволяет равномерно распределять нагрузку по всей поверхности, защищая от продавливания. Кроме того, они обеспечивают вентиляцию и теплообмен под конструкцией, и уменьшают расход сыпучих дренажных материалов.

Профилированные мембраны находят широкое применение в различных отраслях, включая жилую и промышленную постройку, а также на автомобильных дорогах. Они эффективно защищают фундаменты и стены зданий от механических повреждений, проседания грунта, проникновения грунтовых вод, и становятся незаменимой частью при гидроизоляции, вентиляции стен в подвальных помещениях и подземных переходах, а также обустройство инверсионных плоских кровель, озеленение крыш, армирование основания дорожного полотна и защищают от эрозии и укрепляют грунт на насыпях и дорожных откосах.

Существует несколько видов профилированных мембран: однослойная мембрана, двуслойная мембрана, и трехслойные мембраны. Однослойная пленка состоит только из полиэтиленового или поливинилхлоридного полотна, и используется для создания ровного основания фундамента или дорожного покрытия, вентиляции влажных стен и гидроизоляции. Двуслойная геомембрана усилена геотекстилем, который придает дополнительную прочность и позволяет выдерживать сильное давление грунта. Она применяется в качестве дренажного, армирующего и разделительного элемента в дорожном строительстве. Трехслойные мембраны, со своей стороны, производятся с наружным скользящим покрытием из гладкого полиэтилена, чтобы исключить механическое повреждение гидроизоляции, и успешно справляются с вертикальным дренажем на пучинистых почвах и при большой глубине заложения фундамента.

Страницы различных производителей геомембран предлагают широкий выбор продуктов, и их также предлагают в разных размерах и толщинах. Профилированные мембраны с механическим замком, такие как марка «Тефонд», при их наложении образуют прочное соединение, а герметизация шва обеспечивается самоклеящейся лентой.

Для создания герметичных соединений, производители используют несколько способов. Сварка осуществляется с помощью специального оборудования и направленного различными методами, включая экструзионный и контактный. Склеивание менее трудоемко и происходит с использованием специальных лент и клея. Профилированные геомембраны с механическим замком являются эффективным практическим решением.

Существует множество преимуществ геомембран, среди которых нужно выделить:

• Прочность, которая зависит от свойств исходного сырья и наиболее высокая для ПНД. Также на степень прочности влияет плотность геомембраны. Для усиления конструкции используют армирующий слой геотекстиля Гео Про ТС.
• Растяжимость, которая обусловлена эластичностью материала. Особенно стойкие к деформациям геомембраны из ПВД.
• Химическую устойчивость. Практически все геомембраны обладают стойкостью к агрессивным средам - серной и соляной кислотам, сырой нефти, автомобильным маслам, щелочам, хроматам калия и натрия, цианидам калия и сульфатам калия, а также к конденсату природных газов. Благодаря этому свойству, геомембраны широко применяются для изоляции хранилищ нефтепродуктов, на полигонах складирования токсичных отходов и даже в бытовых условиях.
• Экологичность, так как материал химически инертен и безопасен для окружающей среды и здоровья людей.
• Долговечность. Срок службы геомембраны, в зависимости от исходного сырья, составляет от 25 до 80 и более лет. Долговечность обусловлена тем, что материал не подвержен разложению и коррозии.
• Стойкость к температурным перепадам. Это качество также зависит от свойств сырья. Однако при средних значениях, геомембраны могут эксплуатироваться в диапазоне от –40°С до +50°С.
• Простоту монтажа. Геомембраны, в том числе бентоматы Bento-GP, весят немного по сравнению с другими изоляционными материалами, что упрощает их укладку и монтаж как на малых, так и на больших площадях. Затраты на укладку, обслуживание и ремонт также невелики.

Стоит отметить, что бентоматы обладают способностью самоустранять разрывы и трещины. Гранулы глинистого минерала при намокании разбухают и увеличиваются примерно в 16 раз. При появлении разрывов бентонит соприкасается с влагой, превращается в глину и заполняет собой поврежденную поверхность, не допуская течи.

Что касается недостатков, то они, скорее, условны и связаны с особенностями применения материала. Например, геомембраны из полиэтилена высокой плотности менее эластичны, чем геомембраны из ПВД. Однако это не является большим недостатком, а просто требует выбора поверхности для монтажа и необходимости обеспечивать отсутствие камней и острых углов, которые могут повредить геомембрану.

Шаг за шагом: укладка геомембран и монтаж

При выборе конструктивного решения для укладки и монтажа геомембраны необходимо учитывать климатические условия объекта, свойства грунта, назначение строящегося объекта и класс требуемых гидравлических характеристик. От этих условий зависит и технология укладки геомембраны, но можно выделить несколько этапов монтажа.

1. Подготовка основания. Если объект не требует устройства фундамента, необходимо выровнять и расчистить площадку. В остальных случаях необходимо предварительно выкопать котлован и уплотнить его дно с помощью катка.
2. Дальнейшая последовательность работ определяется особенностями почвы. Если уровень грунтовых вод высок, потребуется соорудить дренажную систему. На стабильное основание укладывают слой гравия и песка.
3. Иногда на подготовленное основание требуется настелить слой геотекстиля для защиты гидроизоляции от повреждений. Если фракции частиц грунта меньше 10 мм, геомембрану укладывают непосредственно на подготовленное основание, если же фракция частиц грунта больше 10 мм, предусматривают укладку на грунт основания дополнительной защитной прокладки из геотекстиля средней или высокой плотности (500–1000 г/м2).
4. Планирование укладки. Необходимо тщательно продумать расположение полотен геомембраны на основании, рассчитать их размеры. Желательно избегать швов в области углов и в самых низких участках. Линии соединения должны располагаться параллельно откосам.
5. Монтаж. Важно укладывать геомембрану в сухую, безветренную погоду при температуре не ниже –5°С. Рулоны раскатывают вручную с расположением листов внахлест. Материал необходимо укладывать аккуратно, чтобы избежать образования повреждений. Все полотна материала должны лежать гладко, без складок или морщин.
6. В процессе монтажа полотнища геомембраны временно фиксируют мешками с песком или другими тяжелыми предметами. Гидроизоляционную пленку не следует сильно натягивать, иначе при подвижках грунта материал может повредиться.
7. Сварка. Для обеспечения условий качественной сварки полотна необходимо укладывать с нахлестом. Нахлест материала в местах стыковки рулонов по ширине полотна должен быть в два раза больше — 300 мм. Чтобы убедиться в прочности соединения, в них подают сжатый воздух под давлением. Герметичность проверяют вакуумным насосом с применением мыльного раствора.
8. Завершение. По окончании сварочных работ анкерные траншеи засыпают грунтом.

Позаботьтесь о правильном монтаже геомембраны и убедитесь в ее долговечности и качественной защите.

Фото: freepik.com