Гидроизоляционный лист
Изобретение относится к гидроизоляционному листу для туннелей, каналов и подземных конструкций, а также для водонепроницаемых крыш и террас зданий. Гидроизоляционный лист содержит три слоя. Первый слой, обеспечивающий механическую прочность листа, выполнен из эластомерного полиэтилена высокой прочности и эластичности. Второй промежуточный слой, формирующий соединение между первым и вторым слоями, выполнен из пенопласта с закрытыми порами, полученного из физически или химически сшитого полиэтилена. Третий слой непроницаемого пластикового материала выполнен из полиэтилена с высоким сопротивлением разрыву. Лист имеет предел прочности на растяжение - в диапазоне от 24 МПа до 39 МПа, удлинение при разрыве - от 550% до 900% и толщину от 3 мм до 50 мм. Легкий гидроизоляционный лист согласно изобретению выдерживает экстремальные метеорологические условия, стоек к воздействию химических агентов. При этом благодаря материалу, составляющему первый слой, гидроизоляционный лист при уменьшенной толщине имеет оптимальные механические свойства. Кроме того, лист не имеет ограничений по старению, поэтому для установленных один раз листов не требуется замена. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к гидроизоляционному листу для туннелей, каналов и подземных конструкций в самом общем смысле, а также для водонепроницаемых крыш и террас зданий.
Уровень техники
В туннелях, шахтах и вообще при подземных разработках присутствие воды и избыток влаги создают значительные проблемы как во время различных этапов строительства, так и в процессе существования объекта или инфраструктуры.
Хорошо известны трудности, возникающие вследствие образования луж или льда на поверхностях дорожных покрытий. Сходным образом в железнодорожных туннелях вода также представляет опасность для смонтированных устройств, а в зонах с низкими зимними температурами формирование льда может разрушить колею за счет деформации и даже прервать движение поездов.
При любых подземных строительных работах просачивание воды разрушает сложное контрольное оборудование и нарушает оперативное обслуживание, а железобетонные структуры часто требуют специальной обработки для предотвращения их декальцинирования и последующего расширения вследствие окисления каркасов.
Обычные гидроизоляционные системы решают многие из перечисленных выше проблем, но их стоимость большей частью велика. Это проявляется в особенности при возникновении таких проблем, как высокие уровни просачивания дождевой воды во время укладки гидроизоляции и экстремальные климатические условия, не говоря уже о ситуации, когда необходимость гидроизоляции возникает после завершения строительства.
Обычно применяют покрытие, состоящее из листов, которые изготовлены из пластикового материала; обычно это ПВХ (поливинилхлорид). Указанные листы имеют тот недостаток, что вследствие содержания в них ПВХ они биологически не разлагаются. Кроме того, они имеют ограниченные интервалы рабочих температур и плохую стойкость к химическим агентам.
Аналогичным образом крыши или террасы зданий для защиты от воды в течение нескольких последних лет гидроизолировали листами из ПВХ или асфальта. Однако из-за материалов, примененных в таких листах, а также вследствие климатических условий и воздействия солнца листы подвергаются старению и разрушению, т.е. их необходимо проверять и ремонтировать.
В испанском патенте №9600657, принадлежащем заявителю настоящего изобретения, описан покрывающий или гидроизоляционный лист, предназначенный, в частности, для туннелей.
Он содержит три слоя: во-первых, слой рафии, во-вторых, промежуточный слой пенопласта и, в третьих, слой пластикового материала, металлизированного алюминием. К достоинству листа относится негорючесть пенопласта и, по сравнению с листами ПВХ, повышенная механическая прочность.
Однако лист такого типа имеет тот недостаток, что его можно применять только в туннелях или каналах. К тому же он быстро стареет, т.е. имеет короткий срок службы.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в устранении недостатков, присущих листам, которые применяются на существующем уровне техники, а также в обеспечении множества преимуществ, описанных ниже.
Согласно изобретению предложен гидроизоляционный лист, содержащий три слоя: первый слой пластикового материала, обеспечивающий механическую прочность листа, второй промежуточный слой пенопласта, формирующий соединение между первым и вторым слоями, и третий слой непроницаемого пластикового материала.
Отличительными особенностями листа является то, что первый слой выполнен из эластомерного полиэтилена высокой прочности и эластичности, второй слой - из пенопласта с закрытыми порами, полученного из физически или химически сшитого полиэтилена, а третий слой - из полиэтилена с высоким сопротивлением разрыву, при этом толщина листа составляет от 3 мм до 50 мм, предел прочности листа на растяжение находится в диапазоне от 24 МПа до 39 МПа, а удлинение при разрыве находится в диапазоне от 550% до 900%.
Благодаря этим характеристикам получен плоский и легкий гидроизоляционный лист, способный выдерживать экстремальные метеорологические условия, в том числе температуры в интервале от 100°С до -60°С, и стойкий к химическим агентам, таким как концентрированные кислоты. В то же время, благодаря материалу, из которого состоит первый слой, он имеет оптимальные механические свойства при уменьшенной толщине.
В отличие от листов, представленных на рынке, лист по изобретению не имеет ограничений по старению; эта характеристика означает, что для установленных один раз листов замена вследствие разрушения на новые не требуется. Далее, лист дешевле обычно применяемых листов, а отсутствие в нем ПВХ делает его экологически чистым и, в то же время, биологически разлагаемым.
Согласно предпочтительному варианту на третьем слое сформированы каналы. Таким образом регулируется и направляется протечка воды из стен конструкций или котлованов, таких как туннели.
Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения третий слой выполнен гладким и, следовательно, в высокой степени пригодным для применения на террасах и крышах зданий.
В оптимальном варианте первый слой обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению. При установке указанных листов на крышах или террасах зданий это свойство позволяет листу выдерживать длительное воздействие солнечного света.
Краткое описание чертежей
Для облегчения понимания всех перечисленных свойств и признаков изобретения прилагается несколько чертежей, которые схематично и только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера, иллюстрируют практическое осуществление гидроизоляционного листа по изобретению.
Фиг.1 представляет собой перспективное изображение первого варианта осуществления гидроизоляционного листа по изобретению;
фиг.2 представляет собой перспективное изображение второго варианта осуществления гидроизоляционного листа по изобретению
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.1, гидроизоляционный лист 1 по изобретению составлен из трех слоев. Первый слой - это наружный слой 2 эластомерного полиолефина, обладающего высокими прочностью и эластичностью, который является полиэтиленом. Второй слой - это промежуточный слой 3 пенопласта с закрытыми порами, полученного из физически или химически сшитого полиэтилена. Третий слой - это слой 4, изготовленный из полиолефина, обладающего высоким сопротивлением разрыву. Указанный внутренний слой 4 имеет темный цвет коричневого оттенка и гладкий профиль, который облегчает подгонку листа 1 на крышах и/или наружных террасах зданий. Тем самым обеспечивается хорошая тепловая и акустическая изоляция уплотненного стыка. При этом указанный слой обладает также хорошей стойкостью к ультрафиолетовому излучению.
На фиг.2 показан другой вариант осуществления листа 5 по изобретению. В этом случае внутренний слой 6, в отличие от предыдущего варианта, имеет гофрированный профиль, образующий каналы. Такой лист пригоден для внутренней гидроизоляции туннелей и подобной инфраструктуры, обеспечивая сток воды и предотвращая ее скопление.
Указанные листы помещают между слоем бетона или горной породой и железобетоном; такая конструкция обычно называется "сэндвичевой".
Способ изготовления гидроизоляционного листа 1 по изобретению включает в себя процесс экструдирования полиэтиленового листа с последующей термоплавкой указанного листа с целью прикрепления его к полиолефиновому пенопласту, связанному посредством компаунда с пленкой на основе полиолефина. Конечным результатом являются, по существу, плоские рулоны слоистого материала.
Далее приведены подробности испытаний, проведенных для листа по изобретению с целью определения его технических характеристик.
Прочность на растяжение и удлинение при разрыве (согласно стандарту UNE-EN ISO 527-3 (96) /2/100)
| Примененный динамометр | INSTROM 112 |
| Образец для испытания | Тип 2 петлеобразный |
| Толщина (мм) | 4,5 |
| Температура испытания (°С) | 23±1 |
| Скорость разделения захватных устройств (мм/мин.) | 100 |
| Исходный зазор между захватными устройствами (мм) | 50 |
| Исходный зазор между метками (мм) | 20 |
| Прочность на растяжение в продольном направлении (Н/см) | 192 |
| Прочность на растяжение в поперечном направлении (Н/см) | 183 |
| Удлинение при разрыве в продольном направлении (%) | 665 |
| Удлинение при разрыве в поперечном направлении (%) | 655 |
Сопротивление перфорированию (согласно стандарту UNE 104.300)
| Диаметр образца для испытания (мм) | 65 |
| Скорость разделения захватных устройств (мм/мин.) | 100 |
| Сопротивление перфорированию (Н) | 41,7 |
| Сопротивление перфорированию (Н/мм) | 41,7 |
Стойкость к химическим агентам
Химическое разложение
| H2SO4 (30%) | Нет |
| H2SO4 (3%) | Нет |
| NaOH (10%) | Нет |
| NaOH (1%) | Нет |
| С2Н5ОН (95%) | Нет |
| C2H5OH (50%) | Нет |
| (СН3)2СО | Нет |
| СН3ССООС2Н5 | Нет |
| CCl4 | Нет |
| С6Н5СН3 | Нет |
| C7H16 | Нет |
| NaCl (10%) | Нет |
| С6Н5OH (10%) | Нет |
| Н2O | Нет |
| HNO3 (10%) | Нет |
| HCl (10%) | Нет |
| СН3СООН | Нет |
| С17Н33СООН | Нет |
| NH4OH (10%) | Нет |
| Na2СО3 (2%) | Нет |
| Н2O2 | 0,23 |
| Нефть | Нет |
| Бензин | Нет |
В нижеследующей таблице 1 приведены результаты испытаний прочности на разрыв и удлинения при растяжении для ряда образцов наружного слоя 2 и внутреннего слоя 4 гидроизоляционного листа 1. Оба слоя имеют практически одинаковую структуру, будучи изготовленными из полиэтилена, поэтому демонстрируют сходные прочностные характеристики. Испытания проводились согласно стандарту UNE-EN ISO 527-3 (96) /2/100 на динамометре INSTRON 1122.
| Таблица 1 | ||||
| Образец № | Прочность на разрыв, Н/см | Удлинение при растяжении,% | ||
| в продольном направлении | в поперечном направлении | в продольном направлении | в поперечном направлении | |
| 1 | 196 | 172 | 700 | 650 |
| 2 | 196 | 176 | 650 | 650 |
| 3 | 184 | 196 | 675 | 675 |
| 4 | 188 | 188 | 650 | 650 |
| 5 | 196 | 184 | 650 | 650 |
| Среднее | 192 | 183 | 665 | 655 |
Далее приведен сравнительный пример прочностных характеристик слоев 2 и 4 заявленного гидроизоляционного листа (таблица А) и первого слоя рафии листа, описанного в патенте ES 2118035, который покрыт пластиковой пленкой (таблица Б).
| Таблица А | |||
| Характеристика | Стандарт испытания | Единицы измерений | Значение |
| Прочность на разрыв в продольном/поперечном направлении | UNE-EN ISO 527-3 | МПа | 1,9/1,9 |
| Удлинение при растяжении в продольном/поперечном направлении | UNE-EN ISO 527-3 | % | >1148/>1147 |
| Сопротивление разрыву в продольном/поперечном направлении | UNE 53-358 | Н | 81,2/84,3 |
| Таблица Б | |||
| Характеристика | Стандарт испытания | Единицы измерений | Значение |
| Прочность на разрыв в продольном/поперечном направлении | UNE-EN ISO 527-3 | Н/50 мм | >1100 |
| Удлинение при растяжении в продольном/поперечном направлении | UNE-EN ISO 527-3 | % | >30 |
| Сопротивление разрыву в продольном/поперечном направлении | UNE 53-358 | Н | 50 |
Изобретение распространяется на описанный гидроизоляционный лист независимо от конкретного выбора материалов для изготовления его компонентов, а также от формы и размеров этих компонентов или от возможного присутствия дополнительных вспомогательных деталей. Эти материалы и детали можно заменять их техническими эквивалентами в той степени, при которой они не влияют на сущность изобретения и не выходят за границы, определенные прилагаемой формулой.
1. Гидроизоляционный лист, содержащий три слоя: первый слой пластикового материала, обеспечивающий механическую прочность листа, второй, промежуточный, слой пенопласта, формирующий соединение между первым и вторым слоями, и третий слой непроницаемого пластикового материала, отличающийся тем, что первый слой выполнен из эластомерного полиэтилена высокой прочности и эластичности, второй слой - из пенопласта с закрытыми порами, полученного из физически или химически сшитого полиэтилена, а третий слой - из полиэтилена с высоким сопротивлением разрыву, при этом толщина листа составляет от 3 до 50 мм, предел прочности листа на растяжение находится в диапазоне от 24 до 39 МПа, а удлинение при разрыве в диапазоне от 550 до 900%.
2. Лист по п.1, отличающийся тем, что на третьем слое сформированы каналы.
3. Лист по п.1, отличающийся тем, что третий слой выполнен гладким.
4. Лист по п.1, отличающийся тем, что первый слой обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению.
