Геомембрана: все, что нужно знать о материале для гидроизоляции

В настоящее время строительные технологии требуют использования материалов, которые сочетают в себе несколько критериев: прочность, долговечность, экологическую безопасность и химическую устойчивость. Один из наиболее перспективных видов таких материалов - это геосинтетические материалы с использованием геомембран GP. Это сложный строительный материал, который обладает всеми необходимыми свойствами.

Несмотря на всю перспективность и эффективность его использования, в России геосинтетические материалы начали использоваться сравнительно недавно - только в 90-е годы прошлого века. В остальном же мире геомембраны используются с 60-х годов. Существует множество различных типов геомембран, каждая из которых обладает своими достоинствами и преимуществами. В данной статье мы рассмотрим основные типы геомембран, а также расскажем о том, для чего их применяют, и какие у них есть недостатки.

Различные виды геомембран и их применение

Материалы на основе полимеров со свойствами изоляции называют геомембранами. Они могут быть полимерные, глиняно-геосинтетические и битумно-геосинтетические (но последние не очень популярны в настоящее время). Они широко используются в строительстве, ландшафтном дизайне и землеустройстве.

Интересный факт!

В международной классификации материалов, применяемых в строительстве в сочетании с грунтами, приставка «гео» используется для обозначения полимерных материалов.

Рынок строительных материалов предлагает разнообразные виды геомембран, отличающиеся характеристиками сырья, фактурой поверхности, принципом соединения и другими параметрами.

Виды сырья

• Полиэтилен высокой плотности и низкого давления (HDPE, ПНД) - крепкий и прочный, устойчивый к кислотам, щелочам, маслам и другим химическим воздействиям, не пропускает воду и пары. Однако он хрупкий при низких температурах и не очень эластичен. Этот вид используется для строительства полигонов для отходов, гидроизоляции и антикоррозионной защиты для разных поверхностей, включая емкости для воды.
• Полиэтилен низкой плотности и высокого давления (LDPE, ПВД) - легкий и эластичный, прочный и устойчивый к деформациям. Он хорошо переносит низкие температуры и обеспечивает хорошую гидроизоляцию. Этот вид используется для гидроизоляции тоннелей и других подземных сооружений.
• Материал поливинилхлорида (ПВХ) применяется для изготовления прочных трехслойных мембран для гидроизоляции крыш, бассейнов и резервуаров. Он имеет определенную структуру:
  • нижний слой - пленка из модифицированного ПВХ с термостабилизаторами для обеспечения устойчивости к низким температурам;
  • средний слой - армирующая сетка из полиэфира или стекловолокна;
  • верхний слой - ПВХ с добавками для обеспечения стойкости к ультрафиолету и перепадам температуры. Присутствуют красители, чтобы она могла быть любого цвета.
• Глиняно-геосинтетические геомембраны, которые также называются бентонитовыми матами, представляют собой водонепроницаемый рулонный материал, состоящий из гранул бентонита, размещенных между двумя слоями геотекстильного материала. Когда материал намокает, бентонит разбухает и значительно увеличивается в объеме, создавая надежное глиняное покрытие. Качество бентоматов зависит от вида используемого бентонита (Ca-бентонит, Na-бентонит), от плотности и типа геотекстиля (тканый, нетканый) и способа соединения. Их используются для гидроизоляции полигонов ТБО, создания защитных экранов нефтехранилищ, для подкладки донного слоя водохранилищ. Бентонитовые маты также применяются для возведения дамб, каналов и резервуаров рыбоводства.

Интересный факт!

Толщина гидратированного экрана бентоматов ~10 мм эквивалентна толщине глины в 900 мм. Кроме того, они могут использоваться в любой климатической зоне и применяться в любое время года.

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 использования геомембраны, однако стоит обратить внимание и на ее недостатки.

К плюсам геомембран относится прочность, которая определяется свойствами исходного сырья. Это свойство наиболее высокое у ПНД, при этом плотность геомембраны также влияет на степень прочности. Армирующий слой геотекстиля Гео Про ТС может дополнительно усилить конструкцию. Растяжимость, обусловленная эластичностью материала, является еще одним преимуществом геомембраны. Особенно стойким к деформациям является материал из ПВД. Геомембраны также обладают химической устойчивостью. Практически все геомембраны сохраняют свои свойства в агрессивных средах, таких как серная и соляная кислоты, сырая нефть, автомобильные масла, щелочи, хроматы калия и натрия, цианиды калия и сульфаты калия. Это свойство позволяет использовать геомембраны для изоляции хранилищ нефтепродуктов, на полигонах складирования токсичных отходов и даже в бытовых условиях. Экологичность является еще одним преимуществом геомембран, так как материал инертен и безопасен для окружающей среды и здоровья людей. Следующим преимуществом является долговечность геомембраны, которая, в зависимости от исходного сырья, может достигать от 25 до 80 лет и более. Долговечность обусловлена отсутствием разложения и коррозии материала. Геомембраны также обладают стойкостью к температурным перепадам, хотя это свойство может зависеть от исходного сырья. Средние значения позволяют использовать геомембраны при температурах от –40°С до +50°С. Наконец, геомембраны предоставляют простоту монтажа. Они легче по весу по сравнению с другими изоляционными материалами, рулонное полотно легко раскатывается и режется. Стоимость укладки, обслуживания и ремонта также невелика.

Отдельно следует отметить способность бентоматов самоустранять разрывы и трещины. Гранулы глинистого минерала разбухают и увеличиваются в 16 раз при намокании. При появлении разрывов бентонит соприкасается с влагой, превращается в глину и заполняет поврежденную поверхность, что не позволяет течи.

С другой стороны, недостатки геомембран относятся скорее к особенностям применения. Например, геомембраны из полиэтилена высокой плотности менее эластичны, чем из ПВД, что значит, что их следует монтировать на ровных поверхностях. Укладывая тонкие пленки, необходимо обеспечить отсутствие камней и острых углов, которые могут повредить геомембрану.

Пошаговая инструкция: укладка геомембран и монтаж

Выбор оптимального конструктивного решения для укладки геомембраны зависит от ряда факторов, таких как климатические условия, свойства грунта, назначение строящегося объекта и класс требуемых гидравлических характеристик. На основании этих параметров будет определена технология укладки геомембраны. В целом процесс монтажа включает несколько основных этапов:

1. Подготовка основания. Если на объекте не предусмотрено устройство фундамента, достаточно выровнять и расчистить площадку. Если же фундамент требуется, значит, необходимо предварительно выкопать котлован и уплотнить дно с помощью специализированного катка.
2. Переходим к следующему этапу работ, который зависит от особенностей почвы. Если грунтовые воды на объекте расположены близко к поверхности, потребуется соорудить дренажную систему. На стабильную основу укладывают слой гравия и песка.
3. В случае, если на подготовленное основание нужно наложить слой геотекстиля для защиты гидроизоляции от повреждений, это необходимо сделать перед укладкой геомембраны. Если фракции частиц грунта на основании меньше 10 мм, геомембрану можно укладывать непосредственно на основание. В случае, если фракции частиц грунта больше 10 мм, обязательно предусматривается укладка геотекстиля с надлежащей плотностью (500–1000 г/м2) для обеспечения дополнительной защиты геомембраны.
4. Планирование укладки. Для успешной укладки необходимо предварительно продумать расположение полотен геомембраны на основании и рассчитать их размеры. Примечательно, что для каждого элемента следует предусмотреть дополнительные 10–15 см ширины, поскольку соединение выполняется внахлест. К примеру, желательно избегать швов в области углов и в самых низких участках, а линии соединения должны располагаться параллельно откосам.
5. Монтаж. Лучшее время для укладки геомембраны — это сухая безветренная погода, при температуре не ниже -5°С. Исключением являются бентоматы Bento-GP, укладка которых может осуществляться на замерзшую поверхность. Рулоны раскатывают вручную, располагая листы внахлест. Важно укладывать материал аккуратно, чтобы избежать возникновения повреждений. Полотна геомембраны не должны быть складками или морщинами. Необходимо избегать укладки большого количества материала, чтобы не оставлять его на ночь.
6. Следующим шагом является временное закрепление полотен геомембраны мешками с песком или другими тяжелыми предметами, после чего производится сварка. Гидроизоляционная пленка не должна быть сильно натянута, иначе при подвижках грунта материал может быть поврежден. Для крепления по периметру фундамента выкапывают анкерные траншеи, в которые помещают края мембраны. Сварку можно производить нагретым воздухом или с помощью экструдера. Необходимо укладывать полотна с нахлестом для обеспечения качественной сварки. Нахлест в продольном и поперечном направлениях составляет 100–150 мм. К примеру, в местах стыковки рулонов по ширине полотна нахлест должен быть в два раза больше — 300 мм. При работе необходимо оставлять контрольные каналы для проверки качества швов. Чтобы убедиться в прочности соединения, в них подают сжатый воздух под давлением. Герметичность проверяют вакуумным насосом с применением мыльного раствора.
7. По окончании сварочных работ анкерные траншеи обратно засыпают грунтом.

Геомембрана представляет собой высококачественный гидроизоляционный материал, который отвечает всем требованиям современного строительства. Благодаря своей универсальности, геомембрана может быть использована в различных сферах, обеспечивая уменьшение материалоемкости запланированных конструкций и времени на их возведение. Кроме того, производители геомембран предлагают разнообразные варианты материала для решения задач гидроизоляции и дренажа.

Фото: freepik.com