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.

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.

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