Санация влажных помещений

Майя ЯКОВЛЕВА к.х.н.,

химик-эксперт компании ЗАО «АСОКА»

Санация влажных помещений.

(системный подход к проблемам осушения и ремонта)

Говоря о сырых помещениях, подразумевают чаще всего помещения заглубленные. Это подвалы жилых и производственных зданий и подземные гаражи, это объекты ГО и подземные блоки для насосных станций, водоочистных сооружений и пр.

Подвальные помещения зданий, особенно в крупных городах, все чаще начинают использоваться под офисы, спортивные, культурные и медицинские центры, что требует повышенного внимания к требованиям социального комфорта и соответственно – к уровню влажности.

Повышенная влажность в заглубленных помещениях вызывается рядом причин. Это просачивание грунтовых и поверхностных вод, возможность проникновения атмосферных осадков и, наконец, конденсация теплого воздуха на холодных стенах при перепадах температур.

Повышенная влажность в жилых помещениях обусловлена в ряде случаев плохой теплоизоляцией стен, недостаточной вентиляцией комнат при наличии пластиковых окон, пластиковых панелей и синтетических обоев. Кроме того, повышение влажности может быть вызвано обилием комнатных растений, температурными скачками, связанными с недостатками в отопительной системе и т.д.

Сырость помещений обусловлена порой значительным содержанием влаги в несущих конструкциях. Отсутствие отсечной гидроизоляции при высоком уровне грунтовых вод, плохое качество швов и вертикальной гидроизоляции, засоленность кирпичной кладки в немалой степени способствуют накоплению влаги в кирпиче и бетоне.

В условиях повышенной влажности начинается отсыревание отделочных и несущих элементов. Наличие влаги вместо воздуха в капиллярно пористой системе строительных материалов приводит к резкому изменению их теплозащитных свойств – материалы становятся теплопроводными и перестают удерживать тепло. Влага и холод в помещениях, помимо ущерба здоровью,  приводят к изменению физических свойств строительных материалов, деформации и отслоению отделочных покрытий за счет нарушений адгезионного контакта.

Последствием высокой влажности является появление грибковой плесени и высолов.

Колонии грибковой плесени (как правило, черного, темно-серого или зеленоватого цвета) в жилых помещениях образуются чаще всего в плохо вентилируемых местах: за шкафами, под подоконниками, в углах и на торцевых стенах, в ванных комнатах, где повышенная влажность, провоцируя увеличение теплопроводности, за счет конденсации теплого пара приводит соответственно к еще большей влажности. В подвалах, где разность температур внутри и снаружи неизбежно приводит к конденсации на стенах теплых паров, плесень распространяется практически повсеместно, проникая в выше лежащие жилые помещения. Размножаясь и выделяя в воздух миллионы невидимых спор, грибок представляет опасность не только для конструкции, но и, прежде всего, для здоровья людей, вдыхающих этот воздух.

Споры попадают в дыхательную и кровеносную систему человека, провоцируют аллергические заболевания кожи и дыхательных путей, поражают нервную систему и опорно-двигательный аппарат. При размножении плесень выделяет также летучие органические соединения, ответственные за специфический запах и чрезвычайно вредные для здоровья. Эти аллергены особенно опасны для детей, пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом. Подручные средства борьбы с грибком: уксус, перекись водорода, хлорсодержащие жидкости типа «Белизна», снимая плесень на определенное время, не уничтожают источники размножения – микроорганизмы, поэтому дальнейший рост грибка неизбежен. Необходимым является использование профессиональных биоцидов, индивидуально специализированных для органических (дерево) и минеральных (бетон, кирпич) поверхностей. Эти жидкости должны уничтожать не только уже заметные проявления плесени, но и источники ее распространения – микроорганизмы и споры.

Солевые разводы на фасадах и стенах подвальных[ помещений - это, как правило, водорастворимые хлориды и сульфаты щелочных и щелочно-земельных металлов. Реже – гидрокарбонаты, карбонаты и нитраты.

Чаще всего и в больших количествах встречаются сульфаты и, прежде всего, сульфат натрия. Характерно то, что концентрации сульфатов в современном кирпиче по причинам техногенного характера значительно выше, чем в кирпиче старинных построек. Это может быть связано с источниками поступления сернистых соединений, как со стороны почвы, так и со стороны атмосферы. Загрязнение карьеров сульфатами обусловлено кислыми сернистыми дождями, образующими соли с естественной щелочностью почв, а также накоплением в почве продуктов разложения поверхностно-активных моющих веществ – сульфонатов натрия, поступающих с коммунальными сточными водами. Микроорганизмы почв, разлагая сульфонат, перерабатывают органическую часть молекулы, оставляя в грунтах минеральный сульфат. С другой стороны атмосфера принимает большое количество сернистого газа от перерабатываемого дизельного топлива и из выбросов промышленных предприятий. Кислые сернистые дожди способствуют накапливанию в почвах сульфатов щелочных металлов и, прежде всего, сульфата натрия, наиболее распространенного в земной коре щелочного металла. Водорастворимые сульфаты и хлориды калия и магния встречаются в грунтах значительно реже, в основном вблизи морских акваторий и магнезитовых жил.

Эти соли, обладая высокой гигроскопичностью, образуют с водой устойчивые объемные соединения – кристаллогидраты. К примеру, одна молекула сульфата натрия присоединяет до 10 молекул воды. Сульфат натрия опасен еще и тем, что при 32^оС отдает свои десять молекул воды, а затем вновь присоединяет их при понижении температуры и повышении влажности (например, после захода солнца). Возникающее давление гидратации в серьезной степени способствует деструкции кирпича.

Очень гигроскопичен хлорид магния, твердая соль, самопроизвольно гидратирующаяся в полужидкий кристаллогидрат, способствующий увлажнению стен. Вновь появляющиеся при подсосе грунтовой воды и ее последующем испарении соли объединяются с уже имеющимися образованиями, создавая при этом объемные структуры. Давление кристаллизации приводит к отслаиванию покрытий.

Попадая в кирпич из сырьевой глиняной массы в процессе изготовления изделий или из грунтовых и талых вод при эксплуатации здания, соли постепенно начинают свою разрушительную работу. Капиллярно-пористая структура строительных материалов, обусловленная их природой, строением, условиями получения, физической (капиллярной) усадкой, а также причинами естественного и техногенного старения, способствует интенсивной миграции влаги в стенах сооружения. Глинистые грунты, способствующие высокому уровню залегания грунтовых вод, скопление талых и дождевых вод, отсутствие эффективных дренажных и гидроизоляционных систем создают условия для капиллярного движения грунтовых и атмосферных вод. Реально мигрирует уже не вода, а солевой раствор, охватывающий значительные участки стен.

Испаряя воду, раствор оставляет на поверхности солевые разводы, называемые высолами. Непривлекательный вид фасада – только малая часть тех факторов, которые могут нанести сооружению непоправимый вред.

Выступающие на поверхности соли могут мигрировать из кладочного раствора. Применяемые в качестве антифриза поташ или формиат натрия встречаются в кладочных швах и порой в немалых количествах. Серый кладочный раствор становится грязно-белым, а если шов закрашен краской, то белые потеки прорываются и через краску. Произвольная дозировка солей обязательно даст результат – не связанные химически соли выйдут на поверхность - навстречу влаге.

Водорастворимые хлориды натрия и кальция встречаются на нижней части фасадов, омываемых талыми водами, в которых велика концентрация этих солей – антиобледенителей. Нитраты (селитры) попадают в грунтовые воды от смыва дождями избытка сельскохозяйственных удобрений, из фекальных вод, а также в результате действия на почву кислых атмосферных осадков, содержащих оксиды азота из выбросов промышленных предприятий и ТЭЦ.

Притягивая влагу, эти соли создают постоянный и высокий уровень влажности кладки, не обусловленный прямым поступлением воды со стороны атмосферы и грунтов.

Гигроскопичные водорастворимые соли необходимо преобразовывать в водонерастворимые действием специальных флюатирующих агентов - кремнефтористых жидкостей. Труднорастворимые образования закупоривают поверхностные поры и закрывают тем самым доступ растворам солей из объема материала на поверхность.

Ослабление адгезионного слоя в отделочных покрытиях, помимо указанных причин (плесень и соли) может быть вызвано:

1. Образованием в присутствии влаги новых соединений в контактных слоях в условиях применения антагонистичных материалов;
2. Использованием паронепроницаемых отделочных материалов (гидроизоляция, штукатурки, краски);
3. Недостаточностью клеящих свойств покрытия в условиях повышенной влажности;
4. Потерей конструкцией несущих свойств, например в условиях замораживания-размораживания.

Антагонистичные материалы. На практике нередки примеры использования сухих смесей или материалов от разных производителей со своими «ноу хау», специфическими добавками и свойствами. Совместное использование таких материалов может привести порой к эффекту отторжения. Наиболее типичным примером является непрофессиональное применение в одном «пироге» композиций на основе цемента и гипсовых материалов, образующих в контактном слое продукт химического взаимодействия – эттрингит, называемый также «цементной бациллой». В условиях влажной среды эта сложная соль, притягивающая на одну молекулу до 30 молекул воды, создает мощное объемное и кристаллизационное давление, ослабляющее адгезию в контактном слое. Совместное использование цементных и гипсовых композиций возможно лишь при наличии промежуточного контакта – грунтовочного слоя, исключающего их взаимодействие. Поэтому в выборе ремонтно-восстановительных материалов целесообразно использование системы продуктов одного производителя, дифференцированных в соответствии с ремонтными требованиями: грунтовок, сухих ремонтных, смесей, шпаклевок, финишной отделки и т.п.

Использование паронепроницаемых материалов наносит существенный вред, как покрытию, так и несущей основе. Паронепроницаемый слой гидроизоляции, штукатурки или краски способствует конденсации паров на границе раздела. При этом отсыревают и стены, и отделка; сооружение не «дышит», что влечет за собой быстрое размножение плесени, отслоение покрытий, потерю несущих свойств.

Стандартная цементно-песчаная композиция обладает слабой паропроницаемостью, и это следует учитывать при проведении, штукатурных и отделочных работ. Современные технологии предполагают использование паропроницаемых покрытий, как минеральных (санирующие известково-цементные штукатурки на легких заполнителях, силикатные краски), так и органических (водные дисперсии полимеров).

Недостаточность клеящих свойств или слабая адгезия покрытия к основе может быть обусловлена двумя факторами: плохой подготовкой поверхности (соли, плесень, высокая степень впитывания) и недостаточной адгезией наносимого материала. Сильно впитывающие, слабые, «запесоченные» поверхности следует обработать специальными укрепляющими грунтовками. Как правило, это водные полимерные дисперсии, например на основе акрилатов.

Повысить клеящую способность штукатурного слоя можно добавлением в воду затворения  водной дисперсии латекса, или созданием на обрабатываемой поверхности адгезионных центров, например, с помощью полуобрызга цементно-песчаным раствором с добавлением в воду затворения того же латекса в соотношении 3 : 1.

С чего начинать обработку стен в сыром помещении? Если это кирпичная кладка, то с расчистки швов и заполнении их свежим раствором до выравнивания поверхности. Чтобы кладочный раствор не давал впоследствии трещин и не осыпался, целесообразно добавлять в воду затворения упомянутый выше раствор латекса.

Затем с помощью биоцидной жидкости удаляется плесень. Если визуально плесень не просматривается, профилактическую обработку влажной стены следут провести, ибо присутствующие там споры будут продуцировать плесень впоследствии. Это вызовет указанные уже коробления и отслоения отделки.

Если на поверхности стены наблюдаются разводы солей, то флюатированием преобразуются водорастворимые соли. После флюатирования кирпичную поверхность следует очистить с помощью щеток.

Далее решается вопрос о гидроизоляции. Если такой необходимости нет по причине:

• Глубокого залегания грунтовых вод,
• Эффективно работающих дренажных коммуникаций,

• Наличия естественного дренажа (песчаный грунт),

• Наличия отсечной гидроизоляции,
• Наличия наружной гидроизоляции,

то можно приступать к штукатурным и отделочным работам.

Если помещение нуждается в гидроизоляции, то, подготовив поверхность, как указано выше, приступают к гидроизоляционным работам.

В условиях действия снаружи грунтовых вод целесообразно использование обмазочной минеральной или полимерминеральной композиции

При выборе поверхностных гидроизоляционных систем в данных условиях на первый план выдвигаются такие требования как:

• Водонепроницаемость на отрыв (отрицательное давление воды);
• Паропроницаемость;
• Трещиностойкость при динамических нагрузках;
• Адгезионная прочность;
• Технологичность и простота обработки;
• Возможность обработки влажной поверхности.

Тонкослойные гидроизоляционные обмазочные системы на основе цемента в отличие от рулонной битумной гидроизоляции имеют такой уровень адгезии к минеральной основе, что составляют вместе с ней практически одно целое. С этой точки зрения они являются наиболее надежными в условиях наружного (отрицательного) давления воды.

Для статических условий (подвалы небольших домов, резервуары) можно использовать жесткую обмазочную гидроизоляцию (сухая смесь затворяется водой) после отверждения образует жесткое тонкослойное покрытие.

Полимерминеральная обмазочная гидроизоляция (сухая смесь затворяется не водой, а специальной водной дисперсией латекса) после твердения очень эластична (резинобетон), устойчива в условиях знакопеременных температур и динамических нагрузок. Такая гидроизоляция эффективно работает в крупных жилых и производственных подвалах, подземных гаражах, бассейнах, эксплуатируемой кровле, заглубленных помещениях с вибронагрузками и при наружной защите фундаментов.

При наличии в заглубленных помещениях «фильтрующей» поверхности стен, через которую регулярно просачивается вода, необходима ступенчатая обработка поверхности с применением последовательно материалов: фиксирующего цемента – плага для мгновенной остановки водопритока, композиции на основе жидкого стекла и затем обмазочной цементной гидроизоляции.

 

Технологическая схема гидроизоляции фильтрующей поверхности стен

материалами компании SCHOMBURG

Гидроизоляцию бетонного основания можно осуществлять с помощью пенетрирующих материалов. Проникающая гидроизоляция широко представлена на российском рынке зарубежными и отечественными составами и дает необходимый эффект в случае грамотного ее применения.

Использование пенетрирующих материалов перспективно на свежем бетоне, ибо гидроизолирующий эффект наступает лишь при химическом взаимодействии гидроксида кальция - свободной извести свежего бетона с реакционными компонентами пенетрата – активным кремнеземом и активным оксидом алюминия. В этих случаях в результате реакции образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, являющиеся составными частями цементного камня, гелевые структуры которых заполняют поровую структуру бетона. Старый бетон с закарбонизованной поверхностью требует специальной обработки, механической или химической, для устранения с поверхности карбоната кальция и обнажения слоев бетона с наличием свободной извести.

Обследование здания и установление причин и уровня увлажненности сооружения приводит порой к необходимости обустройства так называемой отсечной или горизонтальной гидроизоляции.

Объемная (отсечная) гидроизоляция – один из наиболее эффективных способов защиты от грунтовой влаги – основана на химических процессах, имеющих место либо в условиях атмосферных, либо за счет реакций с составляющими строительного материала. Во втором случае чрезвычайно важно знать, возможны ли химические реакции с компонентами материала в данном конкретном сооружении. Реакционноспособной составляющей известковой или цементной композиции является гидроксид кальция – свободная известь. Поэтому действие агентов объемной гидроизолирующей системы, каковыми являются силикаты щелочных металлов, направлено именно на реакцию с известью с целью связывания ее в труднорастворимые кальциевые гидросиликаты, закупоривающие капилляры или сужающие их диаметр (2,3 примеры на схеме):

K₂SiO₃ + Ca²⁺ + Н₂О----------------- CaSiO₃*Н₂О  + K⁺

Na₂SiO₃ + Ca²⁺ + Н₂О----------------- CaSiO₃*Н₂О + Na⁺

Однако следует иметь четкое представление о наличии свободной извести в материале, находящемся в условиях длительной эксплуатации. Если рН водной вытяжки образцов материала (кладочного раствора) не превышает величин 8 -9, то свободная известь большей частью карбонизована в известняк СаСО₃, и это не способствует ни адгезии, ни тем более -химической реакции.

Наличие свободной не закарбонизованной извести существенно и для старых известковых кладок, защищаемых с помощью инъекций растворами жидкого стекла. Теоретически возможная химическая реакция не протекает за недостатком извести – основная масса присутствует в форме карбоната кальция. Тогда вводимые силикаты щелочных металлов лишь увеличивают содержание в кладке водорастворимых солей, что особенно опасно в случае солей натрия.

При недостатке свободной извести в материале необходимо пополнить ее состав с помощью специальных известково-цементных трассовых растворов, создавая таким образом базу для химической реакции с жидким стеклом.

С точки зрения механизма взаимодействия со свободной известью принципиальных различий между силикатами калия и натрия не существует. Однако, силикат натрия существенно повышает содержание в кладке ионов натрия, которые как уже было сказано выше склонны к гидратации и увеличивают опасность накопления в кладке излишней влаги. Силикат натрия дешевле и экономически зачастую более приемлем, однако, вопросы поражения кирпича гигроскопичными натриевыми солями при этом, к сожалению, не принимаются во внимание. Поэтому целесообразно использовать составы на основе силиката калия..

Если для отсечной гидроизоляции используются кремнийорганические соединения, твердеющие на воздухе самопроизвольно, то соответственно наличие свободной извести в материале не является обязательным. Кремнийорганические составы, особенно на полисилоксановой основе, достаточно быстро отверждаются, образуя тонкие водонепроницаемые, но паропроницаемые пленки, гидрофобизующие стенки капилляров (пример 4 на схеме). В разбавленных водных эмульсиях микрочастицы полисилоксана могут достигать размеров 40 – 70 нм, что позволяет им заполнять и очень тонкие капилляры.

Присутствие свободной извести и в этом случае может сыграть положительную роль, поскольку способствует выделению труднорастворимых алкилсиликатов кальция. При этом имеет место синэнергетический эффект сужения диаметра и гидрофобизации стенок капилляров (пример 5 на схеме).

Легкие (плотность около единицы), низковязкие кремнийорганические эмульсии для отсечной гидроизоляции могут быть использованы как для кирпичных, так и для бетонных сооружений.

 

1.Заполненные водой капилляры	2.Закупорка или кольматация капилляров	3.Сужение диаметра капилляров	4.Гидрофобизация стенок капилляров	5.Сужение диаметра и гидрофобизация стенок

Проведение гидроизоляционных работ не спасает кладку от увлажнения, если она засолена гигроскопичными натриевыми и магниевыми солями. Поэтому чрезвычайно важным фактором осушения кладок является использование паропроницаемых санирующих штукатурок.

Родиной санирующих штукатурок является Германия. В борьбе с засоленностью кладок, вызывающих стремительное их увлажнение, первым опытом были так называемые штукатурки – жертвы. Очень пористые, с высокой гигроскопической активностью эти системы буквально «вытягивали» из кладки солевые растворы, размещая соли в своих порах. Обладающие слабой адгезией к основе эти штукатурки затем сбивались, и освобожденная от солей поверхность подвергалась настоящему оштукатуриванию.

Стремление добиться максимальной паропроницаемости штукатурных систем, их долговечности и стабильности привело к созданию санирующих (осушающих) штукатурок.

Основными характеристиками санирующих штукатурок являются:

• Малая объемная масса
• Высокое содержание воздушных пор
• Высокий уровень паропроницаемости
• Трещиностойкость и адгезионная прочность

Суперлегкие санирующие штукатурки с плотностью раствора меньше единицы получают, используя известковое вяжущее с малой примесью цемента и легкие заполнители – вспученные минеральные системы (перлит, стекломикросферы) или органический стиропор. Порообразующие добавки создают необходимый (до 40%) объем воздушных пор.

Важнейшим параметром штукатурок является диффузионная проницаемость, условно обозначаемая символом µ - коэффициентом сопротивления диффузии водяного пара. Если у алюминиевой фольги, являющейся стандартным эталоном паронепроницаемости, коэффициент µ равен 1 000 000, то паропроницаемые санирующие штукатурки характеризуются значением µ = 12.

Легкие санирующие штукатурные композиции не принимают на себя осадочных деформаций сооружения, впитывают солевые растворы кладки, равномерно распределяют соли в порах, не давая скапливаться им в зоне контакта, и обладают способностью «дышать».

Финишной отделкой в таких случаях является использование силикатных красок, обладающих в отличие от полимерных композиций, большей диффузионной проницаемостью. Белые силикатные краски широко используются в отделке религиозных и культовых сооружений, цветными силикатными красками покрываются оштукатуренные стены жилых и производственных зданий.

Грамотно и профессионально гидроизолированное, отделанное санирующими штукатурками и паропроницаемыми красками здание – залог его долговечности и человеческого здоровья.