Устройство гидроизоляции оклеечной: особенности, материалы и этапы работ

Технология оклеечной гидроизоляции

 

Гидроизоляция является важнейшим процессом, который требует тщательной подготовки и безупречного проведения. Если упустить хотя бы один момент, то не получится полноценно защитить свой дом от проникновения жидкости, которая будет приводить к развитию грибковых микроорганизмов и плесени на стенах.

 

Это явление негативно скажется на здоровье всех жильцов, так что нужно всеми силами его избежать. Хорошим вариантом является оклеечная гидроизоляция, которая позволяет обработать сразу большую площадь. Она проводится при помощи специального материала, который обрабатывают особым образом, после чего он может выполнять свои функции по защите от влаги.

Технология работы с материалом

Устройство оклеечной рулонной гидроизоляции является предельно простым и в то же время эффективным. Битумсодержащие вещества закатываются в специальные рулоны, которые затем используются при проведении технологических операций по изоляции различных элементов здания от проникновения влаги.

 

 

Рулоны могут клеиться на специальную мастику, или же наплавлятсья на поверхность при помощи специального оборудования, которое будет переводить их в жидкое состояние. Уровень адгезии достаточно хорош, чтобы после отвердевания материал не отвалился.

Более детально список материалов для гидроизоляции оклеечного типабудет выглядеть так:

 

• •    бризол;
• •    изол;
• •    гидроизол;
• •    гидростеклоизол;
• •    мостопласт;
• •    изопласт;
• •    геомембраны на основе эластомеров;
• •    кармизол на клее КН-2;
• •    бернизол;
• •    беризол.

Здесь приведен полный список компонентов, используемых для изготовления материалов, пригодных для горизонтальной и вертикальной оклеечной гидроизоляции. Стоит учитывать при проведении работ, что применимость материалов напрямую зависит от уклона, который имеется на обрабатываемой поверхности.

 

Технология оклеечной гидроизоляции выглядит следующим образом:

 

• 1.    Вначале поверхность тщательно очищают от любых видов загрязнения, после чего проводят процедуру грунтования, которая позволит улучшить адгезию.
• 2.    Далее на поверхность равномерно наносят мастику, которая будет служить в качестве клея. Нужно не дать ей высохнуть, так что действовать стоит оперативно.
• 3.    Гидроизоляция оклеечная рулонная на мастике наносится на прямо на клеящий материал, причем стыки должны идти не внахлест, а быть рядом друг с другом.
• 4.    Далее запечатывают сами стыки при помощи сплавления под воздействием температуры или же просто замазывают их мастикой.
• 5.    В завершение нужно выдержать указанное время, необходимое для застывания.

Применение рулонной изоляции

Стоимость такой гидроизоляции будет не слишком велика, так что ее применяют для многих целей.

При этом она позволяет одновременно захватывать сразу большой объем работ, что значительно ускоряет процедуру изоляции, так что здесь нужно учитывать еще и экономию времени. Использовать данный подход можно в следующих операциях:

 

 

 

• •    Оклеечная гидроизоляция стен сама по себе используется не так часто, потому что в ней нет особой необходимости при стандартных условиях. Только при нахождении объекта строительства в климатической зоне с повышенной влажностью может наблюдаться такая потребность.
• •    Оклеечная гидроизоляция пола в свою очередь нужна практически всегда. Именно через нижнее покрытие влага чаще всего попадает в дом, так что здесь уровень защиты должен быть максимален. И удобнее всего будет полностью покрыть всю поверхность именно рулонными материалами.
• •    Оклеечная гидроизоляция фундамента Технониколь на сегодняшний день является самой лучшей моделью на рынке. С ее помощью можно надежно защитить внутреннюю и внешнюю часть фундаменты от любых атак со стороны влаги.
• •    Покрытие оклеечной гидроизоляцией каналов теплосети проводится в обязательном порядке, чтобы снизить скорость износа основных труб и создать препятствие для теплообмена, что позволит уменьшить транспортные потери энергии.
• •    Оклеечная гидроизоляция труб может осуществляться и с надземными коммуникациями. Она служит для продления срока их эксплуатации.

Возможные трудности в ходе выполнения работ

Обмазочная и оклеечная гидроизоляция имеют целый ряд преимуществ, но не лишены недостатков. Их тоже нужно будет учесть при выборе способа обработки. В первую очередь бросается в глаза низкая устойчивость к механическому воздействию. Проткнуть материал можно любым острым предметом, даже не прилагая усилий. А под открытым небом он может через несколько лет растрескаться и полностью утратить свои свойства. Поэтому материал зачастую используют в качестве промежуточного слоя, а сверху еще кладут отделку.

 

Вторым трудным моментом при работе с данным материалом является необходимость тщательной подготовки основания. Его нельзя класть на неровную поверхность, так как это может привести к появлению ям или бугорков. В дальнейшем эти места станут наиболее уязвимыми к разрушению. Высокие температуры тоже недопустимы для вещества, так как оно перейдет в жидкое состояние. Поэтому с теплыми полами его использовать никак не получится. Для хранению рулонов также нужно обеспечить температуру воздуха на уровне +15-+20 градусов, без резких перепадов, так как это может ухудшить базовые свойства.

Цена оклеечной гидроизоляции также является проблемой, так как она будет заметно выше альтернативных способов. Поэтому и доступно такое улучшение только при большом располагаемом бюджете.

» Оклеечная гидроизоляция: инструкция по монтажу

В данной статье будут рассмотрены основные виды гидроизоляции, а также более подробно описан отдельный материал – оклеечная гидроизоляция и способы и особенности его укладки.

Одним из главных врагов любой строительной конструкции является влага, которая в первую очередь вредит фундаменту здания или сооружения.

Гидроизоляционная прокладка-барьер предназначена для того, чтобы предотвратить повреждение и разрушение материала фундамента (железо, камень, дерево или бетон) под непрерывным воздействием влаги.

Срок эксплуатации любого здания или строения существенно снижается под действием дождя, снега, протечек труб, повышенной влажности воздуха и т.д. Еще в древности строителями и архитекторами применялась гидроизоляция фундаментов оклеечная,  материалом для которой служили различные природные компоненты, такие как нержавеющие металлы, смолы и мрамор.

В настоящее время строителям доступен широкий ассортимент современных материалов, из которых выполняется гидроизоляция оклеечная – фундамента или другого подземного элемента здания.

Виды гидроизоляции

Такой барьер – гидроизоляционная прокладка, защищающая фундамент и другие подземные конструкции от влаги, существует в нескольких разновидностях:

• Обмазочная гидроизоляция, применяемая в основном при строительстве здания на влажных почвах, где грунтовые воды залегают достаточно высоко, и защищающая фундамент от капиллярной влаги;

  Обмазочная гидроизоляция

• Пропиточная изоляция представляет собой пропитку пористых материалов, таких как бетонные, известняковые или туфовые блоки и плиты, трубы и листы из асбоцемента и т. д.;

  Пропиточная гидроизоляция

• Проникающая гидроизоляция, к которой относят составы, обеспечивающие объемную гидроизоляцию пористого водопроницаемогоматериала.
  Действие таких материалов (например – гидроизоляционная прокладка Пенебар) основано на проникновении раствора рабочего вещества в пористую структуру поверхности изолируемого материала и его фиксации там;

  Проникающая гидроизоляция

• Монтируемая гидроизоляция, представляющая собой специальную конструкцию в виде защитных экранов из бентонитовых матов. Данный вид гидроизоляции отличается сложностью исполнения и высокой стоимостью;

  Монтируемая гидроизоляция

• Наконец, наиболее распространенным видом гидроизоляции, отличающимся оптимальным соотношением между трудоемкостью, ценой и качеством, является оклеечная самоклеющаяся гидроизоляция, которая далее будет рассмотрена более подробно.
  Гидроизоляция оклеечная

Характеристики оклеечной гидроизоляции

Пример оклеечной гидроизоляции

Гидроизоляция оклеечная – ГОСТ зависит от конкретной марки материала – представляет собой защиту строительных конструкций при помощи водонепроницаемых материалов, наклеиваемых или наплавляемых на защищаемую поверхность.

Такая гидроизоляция применяется для защиты от грунтовых вод подземных помещений, таких как подвалы, в случае, когда прочие виды гидроизоляции оказываются недостаточно эффективными.

Чаще всего применяются следующие материалы для гидроизоляции оклеечной:

• Рулонные;
• Листовые;
• Плиточные.

Рулонные материалы для оклеечной гидроизоляции включают в себя рубероид и стеклорубероид, то есть стеклоткань или кровельный картон, пропитанный нефтяными легкоплавкими битумами, либо толь – пропитанный дегтевыми продуктами кровельный картон.

Такие материалы отличаются низкой ценой, доступностью, простотой и быстротой укладки, но имеют и ряд недостатков:

• Низкая сопротивляемость гниению;
• Невысокая водонепроницаемость;
• Недостаточно долгий срок эксплуатации;
• Легко повреждаются.

В современном строительстве чаще применяются битумно-полимерные рулонные материалы для гидроизоляции.

Если выполняется оклеечная гидроизоляция – материал может быть также листовым, приготавливаемым на основе битума, но отличающимся от рулонных структурой полотна и методом укладки. Такой материал расстилается не в виде длинных дорожек, а в виде широких листов. Кроме того, довольно часто оклеечную гидроизоляцию выполняют с использованием плиточного материала, наиболее распространенным является кафельная плитка.

Особенности монтажа оклеечной гидроизоляции

Укладка оклеечной гидроизоляции зависит от ряда факторов:

• Назначение сооружения;
• Особенности и долговременность воздействия влаги;
• Требования к прочности изоляции и т.д.

Листовые и рулонные материалы гидроизоляции могут быть просто уложены на горизонтальной поверхности, причем задача упрощается, если используется гидроизоляция самоклеющаяся. Чаще же всего оклеечную гидроизоляцию необходимо надежно приклеить или наплавить на защищаемую поверхность.

Полезно: приклеивание оклеечной гидроизоляции чаще всего выполняют с помощью клеящих битумных мастик.

Битумные клеящие мастики не только способны надежно удерживать оклеечную гидроизоляцию, но и не пропускают влагу между швами и заполняют различные мелкие щели.

Полезно: в случае, когда материал изоляции основан не на битуме, можно также пользоваться полимерным клеем.

Следует отметить, что гидроизоляция фундамента оклеечная не должна выполняться в условиях влажности – поверхность фундамента или другой конструкции должна быть сухой, а в случае выполнения работ на открытом воздухе не следует проводить их во время снегопада или дождя.

Процесс монтажа оклеечной изоляции

Монтаж оклеечной гидроизоляции:
а — раскатка и разметка рулона;
б — наклеивание конца полотнища;
в – прижатие полотнища к основанию;
г — укатывание катком;
д — расположение стыков;
1…3 — направление движений шпателя; 4 — нижний слой материала; 5 — верхний слой материала; 6 — нахлест; 7 –продольное смещение стыков

Рассмотрим основные этапы выполнения укладки оклеечной гидроизоляции:

1. Конструкцию очищают от грязи и тщательно высушивают, а материал разматывают и очищают от минеральных защитных присыпок;
2. В случае защиты кирпичной кладки ее выравнивают при помощи песчано-цементной стяжки так, чтобы на поверхности основы не оставалось перепадов, превышающих 2 мм;
3. Поверхность покрывают первым слоем мастики, на который раскатывают рулон оклеечной гидроизоляции;
4. Рулон покрывают вторым слоем мастики и укладывают второй слой гидроизоляционного материала;

Важно: оптимальная защита достигается путем укладки 2-5 слоев материала. Количество слоев зависит от требований к надежности гидроизоляции и условий эксплуатации данной конструкции.

5. В случае вертикальной конструкции материал наклеивают снизу вверх, разрезая рулон перед оклейкой на куски, соответствующие высоте поверхности;

Важно: не допускается нахлест полотен свыше 20 см.

6. Кромки рулона шпаклюют и покрывают тонким слоем мастики;
7. Для приклеивания и склеивания листов материала используют горячие или холодные мастики. Слой горячей мастики должен составлять не менее 2 мм, а холодной – не менее 1 мм;
8. Склеивание улучшается путем грунтования слоев перед нанесением мастики. Мастику наносят ровным слоем, не допуская пропусков и подтеков.

Важно: горячую мастику следует наносить непосредственно перед наклеиванием, а холодную можно наносить заранее.

9. В случае использования плиточной гидроизоляции следует тщательно заделать швы, образующиеся между стыков плит;
10. После того, как укладка оклеечной гидроизоляции завершена, необходимо как следует просушить поверхность и только потом приступать к выполнению последующих ра

Оклеечная гидроизоляция: сферы применения и технология

Защита любой конструкции от влаги является важнейшим мероприятием, обеспечивающим её сохранность и долговечность. Одним из способов создания водозащитного слоя является устройство оклеечной гидроизоляции.

Оклеечная гидроизоляция представляет собой ковёр из рулонных гидроизоляционных материалов, которые наклеиваются в несколько слоёв на подготовленную поверхность с помощью мастик. Для оклеечной гидроизоляции используют битумсодержащие, битумно-полимерные и полимерные материалы.

Технология наклейки рулонных материалов на основание

Перед проведением гидроизоляционных работ поверхность основы необходимо очистить, выровнять и высушить. С неё срубают наплывы, срезают выступающую арматуру, заделывают углубления. Деформационные швы необходимо уплотнить герметиком, кирпичную кладку выравнять цементно-песчаной стяжкой.

Для наклейки гидроизоляционных материалов используют битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые, полимерные мастики.

Выбор марки битума зависит от температурных условий проведения гидроизоляционных работ. В любом случае необходимо, чтобы температура размягчения битума была на 20-250 выше, чем температура наружного воздуха.

Работы начинают с нанесения на сухую основу битумной мастики толщиной примерно 1,5 мм, на которой раскатывают рулон и закрепляют его. Сверху на разложенный материал также наносят мастику. Постепенно раскатывая рулон, его полностью наклеивают на основание. При многослойной гидроизоляции последующие слои наносят в том же порядке. Во всех слоях полотна должны быть наклеены в одном направлении.

Основные правила наклейки рулонных материалов:

• Если гидроизоляционными материалами обрабатывают горизонтальные или наклонные основания длиной более 10 м, то наклейка рулонных материалов осуществляется с помощью специальных приспособлений.
• На вертикальные поверхности рулонный материал наклеивают сверху вниз, предварительно разрезав его на мерные длины.
• Нахлёст одного полотнища на другое должен составлять не менее 150-200 мм в горизонтальном направлении и 100 мм – в продольном.
• Кромки наклеенных рулонных материалов шпаклюют, а затем обрабатывают отделочным слоем мастики, толщина которого – 1,0-1,3 мм.
• Оклеечная гидроизоляция не должна находиться под постоянным воздействием сдвигающих и растягивающих нагрузок. Для защиты рулонных материалов от оползней и механических воздействий устраивают конструкции из кирпича, бетона или железобетона. Покрытия, которые предполагается защищать силикатными и цементными материалами, затирают по верхнему слою битумной горячей мастики или синтетических смол крупнофракционным кварцевым песком.

При невозможности обеспечить прижим применять рулонную гидроизоляцию не рекомендуется!

Видео о рулонной гидроизоляции фундамента

Если вы планируете проводить гидроизоляцию фундамента, то посмотрите это видео:

Битумсодержащие материалы

Битумсодержащие материалы наиболее распространены, широко известны, недороги и просты в использовании.

Одним из таких материалов является гидроизол – рулонный гидроизоляционный материал.

Гидроизол представляет собой не гниющее и не подверженное разрушению со временем стеловолокно, пропитанное с двух сторон битумом, смешанным с пластификатором. (рис.) Такое сочетание придаёт материалу эластичность и стойкость к растрескиванию.

Гидроизол – универсальный материал, применяемый практически для любых видов покрытий. В зависимости от назначения гидроизол изготавливают в двух вариантах:

• Двухсторонний гидроизол покрыт с обеих сторон полимерной защитной плёнкой, которая расплавляется в процессе нагревания рулона.( Этот материал применяют для устройства нижнего защитного слоя при двухслойной укладке гидроизоляции. Двухсторонний гидроизол применяют для гидроизоляции подвалов, фундаментов и других проблемных участков.
• Односторонний гидроизол с одной стороны имеет посыпку из гранитной или минеральной крошки. Посыпка защищает битум от расплавления при длительном воздействии солнечных лучей.

Марки гидроизола:

• ЭКП применяется в качестве кровельного материала, основа – полиэстер;
• ЭПП – универсальный материал, основа – полиэстер;
• ТКП – кровельный материал, основа – ткань;
• ХКП – кровельный материал на основе стеклохолста;
• ХПП – двухсторонний гидроизол.

Сферы применения этих материалов: гидроизоляция кровель, фундаментов, труб и прочих объектов, работающих на открытом воздухе. Гидроизол применяется для защиты туннелей, мостов, колодцев, бассейнов. Этот материал широко используется для подземных объектов с целью предохранения металлических и иных конструкций от разрушения.

Корпорация «Технониколь» выпускает два типа Гидроизола:

• Гидроизол К имеет крупную присыпку и применяется для гидроизоляции верхнего кровельного слоя.
• Гидроизол П предназначен для нижних слоёв кровли и изоляции различных конструктивных элементов зданий.

Битумно-полимерные материалы

Главным отличием битумно-полимерных материалов от традиционных битумсодержащих заключается в модификации битума полимерными добавками, которые повышают технологические и эксплуатационные характеристики гидроизоляционных материалов. Для производства полимермодифицированного битума применяют два вида полимеров – эластомеры (СБС) и пластполимеры. Эти модификаторы обеспечивают эластичность при низких температурах и высокую теплостойкость.

Битум, в производстве которого применяют СБС, используют для изготовления Изоэласта. Этот материал способен сохранять гибкость даже при морозах -300С, поэтому он рекомендован для регионов Крайнего Севера. Но, по сравнению с Изопластом, он имеет пониженную теполостойкость.

Изопласт устойчив к воздействию атмосферных факторов, особенно – к ультрафиолету, и имеет высокую теплостойкость – не менее 1200С. Физико-механические характеристики этого материала обеспечивают эффективность его применения в средних и южных широтах России.

В качестве основы Изопласта применяют не стеклоткань, а полиэфирные нетканые материалы. Недостатком стеклоткани в роли основы рулонной гидроизоляции является чужеродность по отношению к битуму стеклянных волокон, которая приводит к постепенному расслоению основы и битума. В отличие от стеклоткани, полиэфирная нетканая основа прекрасно пропитывается модифицированным битумом. К тому же этот материал обладает относительным удлинением при разрыве, равным 30%, (у стеклоткани – 2%), и высокой биологической стойкостью.

При сплошной наклейке гидроизоляционных материалов не всегда удаётся избежать образования вздутий, снижающих эксплуатационные качества кровли. Для успешного решения этой проблемы рекомендуется применение вспомогательного перфорированного Изопласта П. Этот материал показывает прекрасные результаты при устройстве новой кровли без демонтажа старого кровельного материала.

К битумно-полимерным гидроизоляторам относится рулонный материал «Техноэласт Альфа» производства корпорации «ТехноНИКОЛЬ» (Россия), широко применяемый для защиты фундаментных конструкций.

Устройство мембранной (полимерной) гидроизоляции

Полимерная гидроизоляция – одна из разновидностей оклеечной гидроизоляции, созданная с применением передовых технологий. Это – термопластичные мембраны, мембраны из вулканизированной резины, самоклеящиеся плёнки из полиэтилена и прочие материалы. В отличие от прочих оклеечных материалов мембраны и плёнки имеют малую толщину, которая обеспечивает их безусадочность при сжатии. Это наиболее современный, но и довольно дорогой вариант оклеечной гидроизоляции.

Полимерные гидроизоляционные материалы долговечны, обладают значительной прочностью и относительным удлинением. Форма выпуска – в рулонах или мягких листах.

Особенностью устройства полимерной гидроизоляции является необходимость предварительной обработки основы праймерами или устройства воздушной прослойки для вентиляции. Это вызвано тем, что полимерные материалы имеют низкую паропроницаемость, из-за чего существует риск их отрыва от основания под давлением водяного пара.

Исключением являются паропроницаемые антиконденсатные мембраны, которые обладают способностью выводить или впитывать лишнюю влагу.

Мембранная система «LATICRETE 9235» относится к материалам, предназначенным для эксплуатации в особо тяжёлых условиях. Это тонкая, выдерживающая высокие нагрузки, трещинопредотвращающая и гидроизоляционная мембрана. Её применение позволяет избежать выкрашивания или растрескивания межплиточных швов. Мембранные системы этой группы могут эксплуатироваться при температурах от -350 до +1380, поэтому они находят применение во всех регионах России, в горячих цехах и холодильных установках. «LATICRETE 9235» способна переносить знакопеременные и динамические нагрузки, выдерживать раскрытие трещин до 2 мм без их проявления в лицевом слое. Эти качества мембранной системы даёт возможность использовать её при устройстве бассейнов и гибких оснований, подверженных динамическим или вибрационным воздействиям.

Особенности устройства оклеечной гидроизоляции различных конструкций

Оклеечная битумно-содержащая и битумно-полимерная гидроизоляция дёшева и доступна – в этом её плюс. Но при использовании её для гидроизоляции пола внутри помещения можно отметить нескольк

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ 3…

Оклеечную гидроизоляцию применяют при гидростатическом давле­нии 0,2…0,4 МПа и выполняют из гнилостойких материалов. Данный вид гидроизоляции — покрытие из нескольких слоев рулонных, пленочных или лидтовых материалов, изготовленных на основе битума, дегтя, кото­рые послойно наклеивают на поверхность посредством битумных мастик или синтетических составов. Гидроизоляцию наносят со стороны гидро­статического напора воды.

Для оклеечной гидроизоляции используют рубероид, в том числе на­плавляемый, стеклорубероид, пергамин, толь, бризол, изол, гидроизол, металлоизол, стеклоизол, фольгоизол, фольгорубероид, эластобит, армобитэп и т.п. Из пленочных материалов наибольшее применение получили полихлорвиниловая, полипропиленовая и полиизобутиленовая пленки.

Преимущества полимерных рулонных материалов в их гнилостойкости и высокой химической стойкости в агрессивных средах. Для перекры­тия трещин и уплотнения швов используют стеклобит — стеклосетку, покрытую резинобитумной мастикой.

Основанием под оклеечную изоляцию может служить бетон, цемент­ная стяжка, кирпичные стены, сборные железобетонные конструкции. Количество наносимых слоев 3…5, применяемые рулонные материалы аналогичны используемым для устройства кровель— стеклоткань, изол, бризол, гидроизол, рубероид с гнилостойкой основой, полихлорвинил, полиэтилен, винипласт и др.

В зависимости от применяемого рулонного материала используют мастики:

-битумные для рубероида, бризола и других материалов на основе битума;

-клеи на эпоксидных смолах — для полихлорвиниловых и других пла­стмассовых рулонных и листовых материалов.

Технология устройства оклеечной гидроизоляции. Требования к подготовке изолируемых поверхностей аналогичны окрасочной изоля­ции. Рулонные материалы предварительно раскатывают, чтобы материал выровнялся, принял горизонтальную форму; процесс требует 12…24 ч. Перед устройством оклеечной гидроизоляции подготовленную поверх­ность огрунтовывают. Углы перехода горизонтальных поверхностей в вертикальные оклеивают в 2…3 слоя полосками рулонного материала с тем, чтобы основной рулонный ковер плотнее прилегал к основанию, не рвался и- лучше приклеивался в местах перегиба.

Наклейку рулонных гидроизоляционных материалов на битумной ос­нове производят посредством мастик на аналогичной основе — битум­ных и резинобитумных. На горизонтальных поверхностях наклейку ве­дут полосами с нахлесткой на 100 мм. Стыки полос по высоте не должны совпадать, смещение стыков должно быть не менее 300 мм.

Процесс устройства горизонтальной гидроизоляции аналогичен уст­ройству рулонной кровли — под раскатываемое полотнище рулонного материала на основание наносят слой мастики. Если при устройстве ру­лонного ковра образуются пузыри, то их прокалывают, выдавливают воз­дух до появления на поверхности мастики. Если под пузырем нет масти­ки, рулонный материал в этом месте разрезают крестообразно, отгибают надрезанные края, промазывают их и основание мастикой и вновь при­клеивают. При использовании изола, фольгоизола и стеклорубероида мастику наносят на изолируемую поверхность и обязательно на рулон­ный материал.

Полотна гидроизоляции наклеивают и разглаживают вначале вдоль полотна, затем под углом и в конце, более тщательно вдоль кромок при­клеивания. Для наклейки и разглаживания могут быть использованы ма­шины и катки, применяемые для кровельных работ.

Гидроизоляцию вертикальных поверхностей осуществляют вручную, целесообразная организация работ — отдельными ограниченными по длине участками (захватками). По высоте осуществляют разбивку на яру­сы. Если высота гидроизоляции не превышает 3 м, то рулонные материа­лы наклеивают по всей высоте снизу вверх. При значительной высоте изолируемой поверхности работу ведут ярусами в 1,5…2 м снизу вверх, с нахлесткой полотнищ по длине и ширине, при работах на высоте используют подмости и леса.

Устройство гидроизоляции при использовании полимерных пленок (полиэтиленовых, полипропиленовых, поливинилхлоридных) имеет су­щественные отличия. Из рулонов целесообразно предварительно наре­зать куски необходимой длины и сварить в укрупненные полотнища.

Подготовку полимерных рулонных материалов чаще всего осуществ­ляют в заводских условиях или специально оборудованных в закрытых помещениях верстаках, где производят склеивание полотнищ по требуе­мым или размерам, удобным для транспортирования и укладки. Полотни­ща склеивают полиэпоксидным, полиуретановым или другим синтетиче­ским клеем. Склеенные и свернутые в рулон полотнища выдерживают в течение 2…3 сут, при необходимости отдельные полотнища на рабочем месте сваривают пистолетами-горелками.

Перед наклеиванием на рулонные материалы или на укрупненные полотнища наносят грунтовочный слой и после его высыхания снова свертывают в рулоны. На изолируемые поверхности также наносят тонкий грунтовочный слой. После его высыхания на изолируемую поверхность наносят клеящий слой, рулоны постепенно раскатывают и плотно при­глаживают к поверхности, не допуская образования воздушных мешков.

      Для синтетической гидроизоляции устраивают огрунтовку основа­ния разбавленной битумной мастикой. На просохшее основание полотни­ща укладывают насухо или приклеивают. Обычно данный вид гидроизо­ляции состоит из одного-двух слоев. При укладке насухо полотнища укладывают с нахлесткой 30…40 мм и сваривают. При наклейке крайние по­лотнища отгибают на вертикальную поверхность на 150…200 мм и приклеивают к ней клеем 88Н или мастикой КН-3. Для наклейки горизонтальных полотнищ используют битумно-полимерную мастику, разжи­женную соляровым маслом и подогретую до 70…80°, перхлорвиниловый или каучуковый клей. Клей наносят на поверхность, некоторое время подсушивают, раскатывают и плотно приглаживают полотнища к изоли­руемой поверхности. Укладку осуществляют с нахлесткой 30…40 мм при полимерных клеях и 80…100 мм — при битумно-полимерных мас­тиках. Для предохранения пленок от повреждений сверху располагают один-два слоя пергамина и делают цементно-песчаную стяжку толщи­ной 30…40 мм.

Вертикальную гидроизоляцию из синтетических материалов (пле­нок) рекомендуется устраивать из одного полотнища на всю высоту или с минимальным количеством швов Полотнища, предварительно свернутые в рулоны, разматывают и прикрепляют к основанию снизу вверх, при высоте более 2 м используют для работы подмости или леса. При высоте гидроизоляции до 3 м полотнища приклеивают к основанию битумно-полимерной мастикой или перхлорвиниловым клеем. При высо­те изолируемой поверхности более 3 м полотнища пристреливают к осно­ванию дюбелями через 1…1,5 м по высоте и 0,5…0,6 м по ширине. Допус­кается приклеивание ковра не по всей плоскости, а точечное, мастика в этом случае наносится участками размером не менее 200 х 200 мм с таки­ми же, как у дюбелей расстояниями по ширине и высоте. При необходи­мости соединения полотнищ нахлестку принимают шириной 30…40 мм, сварку осуществляют горячим воздухом (180…260 °С).

Стыки рулонов и полотнищ располагают вразбежку, чтобы швы верх­них слоев не лежали друг над другом. Наклеивать рулонные материалы во взаимно перпендикулярных направлениях нельзя. При перекашивании рулонов более чем на 2 см их выравнивают, если это не удается, то полот­нище обрезают и далее гидроизоляцию наклеивают ровно.                       

      Технологический процесс устройства оклеечной гидроизоляции из наплавляемых рулонных материалов состоит из операций расплавления или разжижения склеивающего слоя мастики с немедленной раскаткой, приклейкой и прикаткой рулона. Высокое качество работ обеспечивается при использовании следующих установок:

1) оборудованных инфракрас­ными излучателями;

2) в которых открытое пламя регулируется по длине специальными рассекателями и ограничителями;

3) в которых процессы раскатки рулона и расплавления склеивающего слоя согласованы по времени.

       Качество приклеивания значительно повышается, если грунтовка основания выполнена за 2…3 раза и одновременно с расплавлением склеивающего слоя проводится подогрев основания.

Оклеечную гидроизоляцию, эксплуатируемую в грунте и в условиях атмосферных воздействий, предохраняют от преждевременного разру­шения защитными ограждениями. Горизонтальную гидроизоляцию за­щищают цементно-песчаной или асфальтовой стяжкой, железобетонны­ми плитами. Вертикальную гидроизоляцию поверхностей подземных со­оружений защищают кирпичной кладкой, цементной штукатуркой по сетке или железобетонными плитами, устройством глиняных замков. Ог­раждение из кирпича или железобетонных плит выкладывают на расстоя­нии 10 мм от оклеечной гидроизоляции. Пространство между ними зали­вают горячей битумной мастикой типа битуминоль.

Для устройства глиняных замков, предохраняющих оклеечную гид­роизоляцию от непосредственного соприкосновения со слабоагрессив­ными грунтовыми водами, применяют глины с широким интервалом пла­стичности. Глины предварительно разминают глиномялками и увлажня­ют до необходимой влажности. Глину укладывают слоями толщиной 0,15…0,2 м и уплотняют трамбовками.

Оклеечная рулонная гидроизоляция — это стойкий вид изоляции, ее применяют даже в конструкциях с небольшими деформациями и осадка­ми.

Характеристики и способы нанесения оклеечной гидроизоляции — iZOLER

Для тех, кто интересуется, что такое оклеечная гидроизоляция, будет полезно знать, что относится она к листовым гибким или рулонным материалам, предохраняющим поверхности от влаги. После монтажа защитный покров выглядит как сплошной ковер, толщина которого зависит от количества слоев. Рассмотрим самые популярные виды оклеечных материалов.

Типы изоляции

В зависимости от компонентов, которые входят в состав гидроизоляции, гибкие и рулонные материалы делятся на несколько видов.

Они отличаются составом, характеристиками и видом клея, на который монтируются.

Содержащие битум

Это самая распространенная категория оклейки, к тому же самая доступная по цене. Наиболее популярным образцом данного вида материалов является гидроизол, особенностью которого является рулонная форма выпуска.

Стекловолокно с двухсторонней пропиткой из битума и пластификатора не подвержено гниению, не разрушается от времени и постоянной влажной среды.

Из-за достаточной эластичности гидроизол не растрескивается.

Этот материал универсален и подходит для проведения гидроизоляционных работ на любых поверхностях, может изготавливаться в двух вариантах:

1. односторонний;
2. двухсторонний.

В первом случае одна сторона гидроизола посыпана минеральной или гранитной крошкой, благодаря которой битум не расплавляется при попадании прямых солнечных лучей.

Двухсторонний гидроизол с обеих сторон снабжен слоем полимерной пленки, которая плавится при нагревании материала. Чаще всего он используется в виде нижней защиты в том случае, когда выполняется устройство двухслойной гидроизоляции фундамента, пола и стен подвала.

В силу своей универсальности оба вида гидроизола могут быть применены при защитной обработке открытых участков (кровля, трубы, фундамент) и сложных конструкций (бассейны, колодцы, туннели, мосты).

Содержащие битум и полимеры

Основой для изопласта и изоэласта служит полиэфирный нетканый материал, пропитанный битумом, модифицированным полимерными добавками. От такой технологической особенности оклеечная гидроизоляция обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Изопласт имеет повышенную устойчивость перед ультрафиолетовым излучением и отличается высокой теплостойкостью, поэтому он рекомендован к использованию в регионах с жарким климатом. Изоэласт, наоборот, пригоден для северных широт, так как сохраняет гибкость на морозе до – 300°С.

Мембранные (полимерные)

При создании полимерной мембранной гидроизоляции прибегают к усовершенствованным технологиям производства. Такие виды материала бывают следующих образцов:

• термопластичная мембрана;
• мембрана из вулканизированной резины;
• полиэтиленовая пленка и др.

Основным отличием мембраны от битумной и битумно-полимерной изоляции является ее минимальная толщина и как следствие, безусадочность в момент сжатия.

Этот современный и недешевый материал долговечен и прочен. Форма выпуска полимерной изоляции – рулонная или в виде мягких листов. Она может применяться для обработки стен, подвала, фундамента, кровли и ломаных наружных конструкций.

Устройство изоляции полимерными материалами нуждается в предварительном нанесении праймеров на основу кровли, пола, стен подвала и других обрабатываемых мест или создании воздушной вентиляционной прослойки. В противном случае из-за низкой паропроницаемости от давления водяных паров мембрана может оторваться от основы.

Клеевые составы

Оклеечная гидроизоляция фундамента, а также устройство изоляции других участков связано с обработкой горизонтальных, вертикальных или наклонных поверхностей рулонными материалами путем их усадки на специальные мастики или клеевые основы.

Клеящие средства подбирают с учетом структурного состава оклеечной мембраны. Бризол, пергамин и рубероид взаимодействуют с битумными мастиками, толь и толь-кожа усаживаются на дегтевые составы, а стеклорогожка, ПВХ и пластмассовые гибкие материалы крепят на специальные клеи и эпоксидные смолы.

Пластмассовую пленочную изоляцию сажают на синтетический клей и смолу. Для обработки горизонтальных поверхностей используют перхлорвиниловый клей, для вертикальных стен помещений и подвала используют пасту на основе синтетического каучука и бетонитовой глины.
Битумные составы, из которых готовятся мастики, подбирают с учетом температурного режима.

Чтобы гидроизоляционный материал не сползал со стен подвала и других вертикальных поверхностей, температура размягчения битумной основы должна превышать на 25°C температуру воздуха.

Особенности монтажа

Вертикальные и горизонтальные поверхности оклеиваются разными способами. Также процесс работы будет отличаться в зависимости от длины обрабатываемой поверхности пола, стен подвала, фундамента и т.д.

Для того чтобы работа была выполнена корректно, а результат труда не разочаровал, необходимо знать все тонкости ее проведения.

Горизонтальная и наклонная основа

Устройство гидроизоляции любых горизонтальных или наклонных поверхностей производят после высыхания грунтовочного слоя. Затем наносится битумная мастика и поверх нее раскатывается рулонная изоляция, один из концов которой подклеивается, а полотно сворачивается обратно.

 

Подливается мастика и постепенно разворачивается изоляционный «ковер» для окончательного уплотнения.

При монтаже многослойной изоляции процесс повторяется в одном и том же направлении. Швы каждого слоя немного смещают, чтобы они не совпадали между собой.

Горизонтальные основы от 10 м

Если длина горизонтальной поверхности превышает 10 м, то необходимо использовать дополнительное устройство.

Так, при раскатывании рулона материал закрепляют в нужном направлении и пропускают через подвижное приспособление, которое передвигается в сторону раскатки изоляции и прижимает ее к полу.

Вертикальные объекты

Обработка вертикальных стен подвала или других помещений выполняется нарезанными кусками материала, длина которых равна 1,2 – 1,5 м (с учетом нахлестки 15 – 20 см). Раскроенные сегменты сворачивают в рулоны, которые наклеиваются по направлению снизу вверх, разравнивая изоляцию от центра к краям. Кромку материала шпаклюют и разглаживают. В завершение процесса изоляция покрывается слоем (1,5 мм) разогретой мастики.

Чтобы предотвратить скатывание материала и рулонная изоляция хорошо держалась, конструкцию можно усилить путем армирования защитной стенкой или горизонтальным пазом по периметру строения. После наклейки «ковра» полое пространство заполняется бетонным раствором.

Перпендикулярная стыковка

Горизонтальные и вертикальные участки стыкуются определенным способом. Если осадка сооружения незначительная, горизонтальный слой изоляции выводят на защитную стену, а ее верхний край крепят к деревянной рейке, промазывают мастикой и наносят цементно-песчаную стяжку.

Если осадка здания более 5 мм, то горизонтальную гидроизоляцию необходимо вывести и наклеить, прикрепив дополнительной рейкой к временной стене (ее высота равна 1,5 м). Затем стену убирают на половину высоты, а открытую часть «ковра» стыкуют с его продолжением по всей необходимой высоте гидроизоляции.

Подробно изучив, что такое оклеечная гидроизоляция фундамента, как правильно провести обработку стен подвала, кровельных поверхностей и других объектов строительства, можно быстро и надежно выполнить их изоляцию, тем самым защитив здание от влаги и сырости.

жидкое стекло, полимерные, пропиточные, штукатурные составы, рулонные материалы

Общие понятия гидроизоляции для стен

Другая задача, которую решает устройство гидроизоляции, – это исключение протечек через стены гидротехнических сооружений, таких как резервуары с водой и другими жидкостями, бассейны, сооружения канализационной очистки и т. д. Помимо этого, гидроизоляция препятствует проникновению влаги и возможности протечек в квартире сквозь стены из помещений, имеющих повышенную влажность, например, санузла, ванной комнаты, парной, в соседние помещения.

Схема механизма водопоглощения стенами

1 – вода атмосферных осадков; 2 – грунтовая вода; 3 – капиллярная влага;
4 – конденсация капиллярной влаги из грунта; 5 – водопоглощение паров из помещений; 6 – конденсация паров.

Изоляция разных конструкций и материалов, примыкающих друг к другу, нужна из-за разных уровней влажности в них, а капиллярная циркуляция влаги из одной конструкции в другую приводит к ускорению коррозийных процессов.

Различают гидроизоляцию стен двух типов – устроенную в горизонтальной плоскости и вертикальную. Назначение гидроизоляции, расположенной в горизонтальной плоскости, – устройство водонепроницаемого барьера на границе между разными конструкциями.

Горизонтальная гидроизоляция в стенах выполняется в двух местах – между цоколем и конструкциями выше нулевой отметки, а также на границе верхней поверхности фундамента и цоколя. Вертикальная гидроизоляция выполняется изнутри или снаружи с учетом назначения сооружения и вида возможного проникновения влаги.

Существует три основных вида гидроизоляции, подразделяющихся на подвиды, зависящих от типа материалов, назначения и способов выполнения работ:

1. Рулонная гидроизоляция:

• оклеечная,
• наплавляемая.

2. Гидроизоляция жидкого нанесения:

• окрасочная,
• напыляемая,
• штукатурная,
• проникающая,
• пропиточная,
• инъекционная.

3. Монтируемая гидроизоляция.

Далее мы рассмотрим, как сделать гидроизоляцию с использованием всех этих материалов.

Антифильтрационные и антикоррозийные функции гидроизоляции

Вышеперечисленные гидроизоляционные материалы после нанесения осуществляют функции антифильтрационной и антикоррозионной защиты конструкций.

Антифильтрационная защита предохраняет конструкции от проникновения влаги при наличии гидростатического давления, капиллярного подсоса и безнапорного обтекания конструкций. Главная задача, решаемая посредством антифильтрационной функции, – это изоляция от влаги не только отдельных стен, но и всего сооружения полностью.

Стены сооружений подвергаются агрессивному воздействию различных веществ.

[table id=48 /]

Согласно СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии», гидроизоляция служит для антикоррозийной защиты, особенно железобетонных конструкций, в которых присутствует стальная арматура».

[table id=49 /]

Рулонная стеновая гидроизоляция

Все рулонные материалы для гидроизоляции устроены примерно одинаково: имеют основу, которая пропитывается различными вязкими составами и покрывается слоями защитного материала.

Состав рулонной гидроизоляции

Оклеечные рулонные материалы для стен

Самый простой и распространенный рулонный материал, выпускаемый на основании ГОСТ 10923-2006 – толь, наклеиваемый посредством разогретой дегтевой мастики. В случае деревянных стен толь прибивается специальными гвоздями. Толь имеет в основе специальный кровельный картон, который пропитывают дегтем, а также защиту из мелкозернистого или крупнозернистого песка.

Рулонные оклеечные материалы представлены в большом ассортименте.

Перечислим наиболее распространенные:

• Рубероид – выпускается на основании ГОСТ 10923-2006. Основа из пропитанного битумом картона, посыпанного минеральной крошкой. Клеится на битумную мастику (холодную или горячую). Недорогой, обладает хорошей эластичностью и прочностью, но имеет небольшую долговечность – до 7 лет;
• пергамин – изготавливается по ГОСТ 2697-83. В основе – пропитанный битумом картон без защиты, используется в качестве подкладки для других оклеечных рулонных материалов;
• Изол – производится по ГОСТ 10296-79* из картона, покрытого битумным составом с добавками, улучшающими технологию работ и включающими минеральную крошку, частицы резины и антисептик. Выпускается без защиты, обладает хорошей термостойкостью и используется в качестве пароизоляции в многослойных стенах;
• Гидростеклоизол (по ГОСТ 30547-97) – имеет в основе стекловолокно, покрытое битумной смесью с наполнителем из минеральной крошки и добавками, улучшающими технологию работ. Для защиты покрывается полимерными пленками, затем посыпкой из минеральной крошки. Может наклеиваться, наплавляться, а также использоваться в качестве монтируемой гидроизоляции;
• гидроизол (по ГОСТ 7415-86) – в основе картон с добавками асбеста, пропитанный битумом, используется, когда на стены могут воздействовать биологически активные вещества;
• Металлоизол и фольгоизол (по ГОСТ 20429-84*) – материал, изготавливаемый из тонкой, покрытой битумом алюминиевой фольги без защиты. Металлоизол отличается от фольгоизола, имеющего одностороннее покрытие, тем, что покрыт с обеих сторон. Используется как для гидро-, так и для пароизоляции помещений.

Гидроизоляция стен с помощью рулонных материалов

Наплавляемые рулонные материалы для стен

Наклейка наплавляемых материалов на защищаемые стены осуществляется посредством прогрева газовой горелкой оплавляемого слоя, находящегося на нижней стороне.

Основой большинства наплавляемых материалов служит стеклянное или полиэфирное волокно. Стекловолокно представляет собой не гниющую и очень долговечную ткань из тонких стеклянных нитей. Полиэфирное волокно изготавливается из прочного и надежного нетканого полиэстера.

Перечислим наиболее распространенные виды наплавляемых рулонных материалов:

• Бикрост – изготавливается по ТУ 21-00288739-42-93 со стекловолоконной или полиэфирной основой, покрытой битумным составом, модифицированными укрепляющими компонентами. Для защиты используется минеральная посыпка, а также покрытие полиэтиленовой пленкой. Различают следующие марки: ХПП, ХКП, ТПП, ТКП – со стекловолоконной основой, ЭПП и ЭКП – с полиэстеровой основой;
• Линокром по ГОСТ 25621-83 – почти аналогичен материалу «Бикрост» – со стеклотканевой или полиэфирной основой, покрытой смесью битума с добавками наполнителей. Защитные слои аналогичны тем, что используются для материала бикрост;
• Группа материалов «Техноэласт», имеющая в качестве основы полиэфирное или стеклотканевое волокно. Вяжущее покрытие – термоэластопласт – изготавливается из битума, модифицированного искусственным каучуком, с добавкой минеральных наполнителей. Материалы «Техноэласт» отличаются возможностью эксплуатации в течение 30 лет при больших перепадах температур, стойкостью к агрессивным химическим и биологическим веществам. Более подробные сведения о материалах группы «Техноэласт» можно получить в статье «Обзор продукции ТехноНИКОЛЬ для гидроизоляции стен»;
• Унифлекс – производится по ГОСТ 30547-97. Имеет основу из стекловолокна или полиэфира, покрытую термоэластопластом (эта разновидность имеет высокую морозостойкость) или модифицированного пластиком с наполнителями (более устойчива к жарким условиям). С покрытием песчаной посыпкой или минеральной крошкой, дополнительно защищен полиэтиленовой пленкой. Долговечный и надежный материал – срок службы может достигать 15 лет;
• Существует еще множество разновидностей наплавляемых рулонных материалов – изоэласт, филизол, экофлекс, бирепласт и т. д., редко применяемых при гидроизоляции стен. Все эти материалы имеют основу из полиэстера или стеклянного волокна с покрытием вяжущими составами на основе битума с небольшими модификациями и защитными покрытиями посыпкой и пленками из полимеров.

Технология гидроизоляции стен оклеечными и наплавляемыми материалами

Оклеечная гидроизоляция стен рубероидом

Порядок работ с оклеечной или наплавляемой гидроизоляцией практически одинаков (отличаются только способы непосредственного покрытия поверхностей на заключительном этапе). Работы с каждым видом рулонных материалов производятся согласно указаниям типовых технологических карт.

Оклеечная гидроизоляция стен осуществляется согласно указаниям технических документов: Типовой технологической карты ТТК «Технологическая карта. Оклеечная гидроизоляция» или «97-04 ТК Технологическая карта на устройство оклеечной гидроизоляции вертикальных бетонных поверхностей гидроизолом».

Одна из наиболее подробно разработанных технологических карт, которой можно пользоваться при выполнении работ с большинством видов наплавляемых рулонных материалов, – ТТК-100029434.094-2010 «Типовая технологическая карта на устройство оклеечной гидроизоляции наплавляемыми материалами по монолитным железобетонным стенам».

Толщина рулонных материалов может составлять до 2,5 мм, при наклейке гидроизоляции в два или три слоя общая толщина гидроизоляционного слоя составит 5-7,5 мм.

Технология гидроизоляции стен оклеечными и наплавляемыми материалами состоит из последовательного выполнения следующих этапов работ:

1. Подготовка поверхностей.
   Кирпичные или каменные стены должны иметь ровную поверхность. Отклонения проверяются провешиванием отвесом и рейкой с уровнем – на вертикальной поверхности не допускается просвет под нижним краем двухметровой рейки более 10 мм, отклонение от вертикали не может превышать 2 мм. В случае когда эти требования не выполняются, стены выравнивают оштукатуриванием. На бетонных поверхностях сколы, трещины и раковины затирают цементным раствором, а выступающие элементы срезают. После выравнивания стен с помощью штукатурных растворов поверхность должна просохнуть.
   Далее стены тщательно очищают от любых загрязнений – остатков раствора, пыли, масляных пятен, ржавчины и краски, которые ухудшают адгезию гидроизоляционного материала с поверхностью. Влажность поверхностей перед непосредственным выполнением гидроизоляционных работ не должна превышать 5 %.
2. Грунтовка.
   Для лучшего сцепления рулонной гидроизоляции с поверхностью стен их промазывают специальными грунтовками – праймерами, которые имеют битумную основу. Большинство видов праймеров поставляются в комплекте с основным рулонным материалом. Грунтовка наносится за два раза без пропусков: так, чтобы образовался сплошной грунтовочный слой. Грунтовка должна полностью просохнуть, это занимает от 3-4 часов до суток.
3. Нарезка.
   Так как материалы обычно поставляются в рулонах по 10 м², длиной 10 м и шириной 1 м, перед началом работ для большего удобства их нужно нарезать на куски. Если изолируются стены дома или квартиры, то рулоны нарезаются по высоте стен с запасом, чтобы сделать при необходимости нахлест на потолки и полы по 100-150 мм.
   Если гидроизоляцию нужно выполнить на более высоких стенах сооружения, то работы необходимо проводить, разбив стены на захватки, используя подмости и леса. При этом рулоны нарезают кусками длиной 2-3 м.
4. Существуют оклеечные материалы с самоклеющимся слоем, с них предварительно снимают защитный слой пленки, потом раскатывают по стене снизу вверх, прижимая широким твердым валиком. Куски обычной оклеечной изоляции покрывают мастикой на битумной основе или специальным полимерным клеем с помощью кисти или малярного валика, этим же составом промазывают поверхность стены, затем раскатывают твердым валиком. Каждую последующую полосу наклеивают внахлест в 100-150 мм на предыдущую. При гидроизоляции в несколько слоев куски материала наклеивают так, чтобы центры каждой полосы последующего слоя приходились на швы предыдущего в шахматном порядке.

Гидроизоляция наплавляемыми материалами в несколько слоев в шахматном порядке

Наплавляемая гидроизоляция имеет нижний оплавляемый слой, который при раскатывании куска нагревают посредством газовой горелки. Работу необходимо выполнять вдвоем – один рабочий прогревает наклеиваемую поверхность рулона горелкой, второй раскатывает и прижимает рулон к стене. Материал раскатывают от середины к краям, чтобы исключить образование складок и воздушных пузырей.

Оклейка стен наплавляемыми материалами

Инструменты для работы с оклеечными и наплавляемыми материалами

Для устройства рулонной гидроизоляции потребуется набор инструментов:

• малярный валик, волосяная щетка и пеньковая кисть для промазки и разравнивания клеящих мастик на стенах и рулонных материалах;
• прикаточный каток с мягкой обкладкой для раскатки и прижатия рулонов к поверхности стен;
• нож для резки рулонов;
• ковш из стали вместимостью 5 л для разлива мастики;
• стальной скребок для разделки стыков и очистки кромок рулонов;
• металлическая щетка для очистки рулонов от защитной посыпки;
• шпатели с длинной и короткой ручками для разглаживания мастик на швах и прижатия кромок раскатанных полотнищ;
• отвес и уровень;
• набор для оштукатуривания и выравнивания стен – сокол, ковш, широкие и узкие шпатели, гладилки, терки, правило;
• емкости для разведения клеев и мастик, конусный бачок объемом до 15 л с крышкой для переноски клеящих составов;
• газовая горелка для разогрева наплавляемых рулонных материалов.

Как принять выполненные работы по оклеечной и наплавляемой гидроизоляции стен

Гидроизоляционные работы следует принимать согласно требованиям СНиП: «10.1.3. При приемочном контроле выполненных защитных покрытий проверяют их сплошность, сцепление с защищаемой поверхностью и толщину, герметичность слоев и сварных швов обкладки, полноту заполнения и размеры швов между штучными материалами футеровочных и облицовочных покрытий, ровность облицовочных покрытий». (СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии»).

Контроль следует проводить после выполнения каждого этапа работ, так как некоторые свойства, требующие проверки, будут скрыты в процессе их выполнения. Необходимо проверять следующие параметры:

• ровность поверхности стен. Предельная величина отклонений – 10 мм, что проверяется двухметровой рейкой, количество измерений – не менее 5 на каждые 100 м². При визуальном осмотре количество неровностей размером 15 см в длину и ширину на площади 4 м² не должно превышать двух;
• толщина грунтовки должна быть не больше 0,3 мм при отклонении от нормативной величины не более 5 %. Для проверки используют толщиномер типа Н4, необходимо провести не меньше 5 проверок на каждые 100 м²;
• перед нанесением грунтовки на защищаемой поверхности должно быть сухо – влажность материала стен должна быть не более 5 %. Для контроля используют влагомер ВКСМ-12М, не меньше 5 контрольных проверок на каждые 100 м² поверхности;
• наличие вздутий, пузырей воздуха, проколов и вмятин, трещин и наплывов. Контролируется визуальным осмотром и простукиванием;
• адгезия – прочность сцепления материала с защищаемой поверхностью, а также отдельных слоев гидроизоляции между собой. Проверяется с помощью прибора – адгезиметра типа АМЦ2-20. Должно быть проведено не меньше 5 проверок на каждые 150 м² поверхности.

Гидроизоляция стен жидкого нанесения

Гидроизоляция жидкого нанесения делится на следующие виды:

• окрасочная (обмазочная),
• штукатурная,
• напыляемая,
• пропиточная,
• проникающая,
• инъекционная.

Окрасочная (обмазочная) гидроизоляция для стен

Выполняется с использованием следующих материалов:

• мастик на основе битума – битумно-эмульсионных, битумно-резиновых, битумно-полимерных. Битумная гидроизоляция относится к наиболее распространенным;
•  минеральных составов на основе жидкого стекла и цемента;
• полимерных окрасочных составов;
• жидких мембран.

Нанесение Окрасочной (обмазочной) гидроизоляции

Битумно – эмульсионные, битумно-полимерные и битумно-резиновые мастики

Битумно-эмульсионные мастики – это материалы на основе нефтяного битума, модифицированного латексом (искусственным каучуком), с минеральными наполнителями и технологическими добавками.

Отличаются хорошей эластичностью и адгезией к защищаемой поверхности. Используются для гидроизоляции стен внутри помещений, в том числе с помощью таких материалов можно выполнить изоляцию балкона или лоджии.

Битумно-полимерная мастика для гидроизоляции стен, а также мастика для изоляции фундамента представляет собой состав из модифицированного битума с полимерными добавками, которые разводятся органическим растворителем.

Битумно-резиновые материалы модифицируются добавками из синтетического каучука, резиновой крошки. Кроме того, в эти материалы добавляются специальные пластификаторы для улучшения эластичности и устойчивости.

Эффективно использование битумно-полимерных и битумно-резиновых мастик с добавлением в состав армирующей основы из микрофибры, которая исключает образование микротрещин при высыхании и делает слой гидроизоляции более прочным.

Битумные мастики выпускаются на основании ГОСТ 30693-2000. Мастики на основе битумов наносятся слоями за два-три раза, толщина слоя в пределах 0,2-0,8 мм.

Технология работ по нанесению битумных мастик регламентируется типовыми технологическими картами, например: ТТК 6313030007/67007К «Типовая технологическая карта на кровельные и изоляционные работы. Окрасочная гидроизоляция фундаментов и подземных сооружений холодными битумными мастиками», «57-03 ТК Технологическая карта на устройство окрасочной гидроизоляции холодными битумными мастиками», «ТТК Типовая технологическая карта на устройство гидроизоляции битумно-латексной эмульсионной «ПРОФИКС»» и другими.

Разнообразные виды битумных мастик выпускает компания ТехноНИКОЛЬ, подробности об этих материалах можно узнать в статье «Обзор продукции ТехноНИКОЛЬ для гидроизоляции стен».

Минеральные составы (жидкое стекло) применяемые для стен

Гидроизоляция жидким стеклом осуществляется раствором силикатов калия и натрия с добавлением модификаторов, улучшающих технологию нанесения. ГОСТ 13078-81 устанавливает требования, согласно которым производится жидкое стекло, применение его регламентируется ТУ У 13427220-16-94.

Жидкое стекло

Оно обладает очень высокой адгезией к поверхности стен – особенно к бетону и оштукатуренной каменной кладке. Гидроизоляция бетона обеспечивается путем создания на поверхности стен цельной, непроницаемой для любых веществ пленки при небольшом расходе и невысокой стоимости.

Жидкое стекло для гидроизоляции применяется также в сочетании с другими гидроизоляционными материалами.

Гидроизоляция жидким стеклом выполняется последовательным нанесением 2-3 слоев, имеющих толщину не более 1 мм, общая толщина гидроизоляционного слоя может достигать 3 мм.

Минеральный состав на цементной основе или полимерцементный состав выпускается в виде сухой смеси, включающей портландцемент, мелкий кварцевый песок и специальные эластифицирующие полимерные добавки, придающие влагозащитные свойства. Перед применением сухие строительные смеси разводятся водой, перемешиваются, и полученная масса наносится на поверхность стен.

Работы производятся согласно условиям Технологической карты 5.01.05.30. «Типовая технологическая карта на кровельные и изоляционные работы. Устройство полимерцементной гидроизоляции».

Более подробно о видах полимерцементных составов и технологии работ можно узнать в статье «Подробная инструкция производства работ по гидроизоляции стен ванной комнаты различными материалами».

Полимерные окрасочные составы применяемые для стен

Полимерные составы – это лаки на основе эпоксидной смолы, эмали и краски с добавками производных искусственного каучука, полиуретановые и перхлорвиниловые составы.

Выпускаются по условиям ГОСТ Р 52491-2005.

Работы по нанесению вертикальной гидроизоляции полимерными окрасочными составами регламентируются техническим документом «СТО 43.99.10 Вертикальная гидроизоляция фундаментной плиты».

Эпоксидные лаки устойчивы к химическим веществам и имеют хорошую адгезию, но они хрупки, поэтому такие материалы модифицируют с помощью различных добавок для улучшения трещиностойкости и пластичности. Во избежание образования трещин эпоксидные составы при нанесении могут армироваться полимерными сетками.

Краски с каучуковыми полимерами имеют высокую пластичность и растяжимость, стойкость к агрессивным щелочам и кислотам, но уязвимы для жиров и органических растворителей. Используются для гидроизоляции сооружений, на ограждающих конструкциях которых высока вероятность трещинообразования.

Полиуретановые и перхлорвиниловые окрасочные составы эластичны и обладают высокой прочностью, хорошей адгезией, устойчивостью к химическим веществам и морской воде.
Полимерные окрасочные составы предназначены для промышленного применения, имеют высокую стоимость, содержат огнеопасные и токсичные вещества, поэтому их используют в частном строительстве ограниченно.

Составы на основе полимеров наносятся слоями толщиной в пределах 0,2-0,8 мм за 2-3 проходки.

Жидкие мембраны

Жидкие мембраны – это готовые к применению составы, содержащие различные эластифицирующие материалы – полимерные или на основе искусственного каучука и растворителя.

Жидкие мембраны подходят для гидроизоляции стен практически из любых материалов, при этом они очень эластичны, обладают высокой адгезией, после нанесения образуют сплошной бесшовный слой.

Более подробно о жидких мембранах и технологии их применения можно узнать в статье «Подробная инструкция производства работ по гидроизоляции стен ванной комнаты различными материалами».

Жидкие мембраны наносятся слоями толщиной до 1 мм за 2-3 проходки, минимальная толщина мембраны должна составлять не менее 1,5 мм, общая толщина готовой мембраны может достигать 3 мм.

Технология устройства окрасочной (обмазочной) гидроизоляции на стенах

Устройство гидроизоляции посредством окраски или обмазки для большинства типов материалов состоит из следующих операций:

1.  Подготовки поверхности, включающей ее очистку и грунтовку. Очистка осуществляется щетками с металлической щетиной, скребками или с помощью наждачных кругов. При очистке должны быть удалены потеки раствора, пыль, ржавчина, пятна от нефтепродуктов и иные загрязнения.Обеспыливание выполняется промышленными пылесосами, щетками с волосяной щетиной, промывкой водой. Дефекты бетонных стен заделывают цементным раствором, концы арматуры срезают. После очистки поверхность просушивают с помощью тепловых пушек до влажности не более 5 %.Просушенную и очищенную защищаемую поверхность стен затем грунтуют. Каждому виду покрытия соответствует своя грунтовка, поставляемая в комплекте с основным гидроизоляционным материалом.
   Грунтовка наносится за два раза сплошными параллельными полосами внахлест на соседнюю в 150-200 мм, слоями равномерной толщины и без разрывов. Второй слой нужно наносить после полного просыхания предыдущего. Нанесение грунтовки производится с помощью кистей, валиков или шпателями, в случае быстросохнущих составов применяют распылители.
2. Нанесение окрасочных (обмазочных) гидроизоляционных составов.
   Покрытие такими материалами, как мастики на битумной основе или составы на основе полимеров, наносится за 2-3 раза (каждый слой в пределах 0,2-0,8 мм) с помощью малярных валиков, кистей, шпателей или краскопультом. Обмазочная гидроизоляция полимерцементными составами наносится слоями большей толщины в пределах 1-1,5 мм.Покрытие производят полосами шириной до 2 м, начиная сверху внахлест с соседними участками на 200-250 мм. Нанесение последующих слоев производится после полного просыхания предыдущих.Места деформационных швов, стыки стен и полов, стен и потолков дополнительно проклеивают гидроизоляционной лентой или армирующей стекловолоконной сеткой.
   Полиуретановые составы наносятся с помощью напыления, толщина слоя при этом может достигать 6 мм.
   Гидроизоляционные окрасочные работы производятся в отапливаемых помещениях или в теплое время года при температуре не ниже +10 °С.
3. Ухаживание за поверхностью.
   Покрытую гидроизоляционным окрасочным или обмазочным составом поверхность необходимо выдерживать в течение 7-10 суток при температуре от 18 до 25 °С, обеспечив защиту от повреждений до завершения процессов высыхания, схватывания или полимеризации.

Инструменты для окрасочной (обмазочной) гидроизоляции

Для окрасочной гидроизоляции потребуется следующий набор инструментов:

• макловица – широкая кисть для нанесения окрасочных составов и набор кистей других размеров для промазки узких мест;
• малярные валики для нанесения окрасочных составов;
• набор шпателей для нанесения полимерцементных обмазочных составов;
• отвес и уровень;
• набор для штукатурных работ для выравнивания и устранения дефектов изолируемой поверхности стен;
• емкости для разведения и перемешивания составов;
• краскопульт с распылителем.

Контроль качества работ и приемка окрасочной (обмазочной) гидроизоляции на стенах

Контроль качества гидроизоляционных окрасочных работ следует осуществлять после окончания каждого этапа. Перед началом работ должен быть осуществлен входной контроль используемых материалов – для готовых составов по паспортам и сертификатам соответствия, а также сроки хранения.

В процессе подготовки стен необходимо проверять качество очистки и выравнивания, затем сплошность нанесения грунтовки.

Неровности на поверхностях стен не должны быть более 10 мм, что проверяется наложением трехметровой рейки. Количество контрольных проверок – не меньше 5 на каждые 100-150 м² защищаемой поверхности.

По завершении гидроизоляционных работ покрытие должно иметь ровную поверхность, быть сплошным, без вздутий, раковин, трещин и расслоения, с толщиной не менее нормативной.

Контроль за толщиной наносимых покрытий производят на основании подсчетов количества расходуемого материала на определенную покрываемую площадь, а также с помощью градуированного щупа. При выявлении мест с недостаточной толщиной покрытия их покрывают дополнительно.

Выявленные дефектные места необходимо расчистить, просушить и покрыть заново.

Штукатурная гидроизоляция стен

Штукатурная гидроизоляция производится с применением следующих материалов:

• растворов цементно-песчаных с различными добавками;
• растворов с добавками жидкого стекла и составов на полимерной основе;
• раствора цементного коллоидного, наносимого методом торкретирования;
• мелкозернистого асфальтобетона.

Штукатурная гидроизоляция

Для гидроизоляции небольших сооружений – емкостей с питьевой водой в частных домах, подвалов и погребов – применяется цементная гидроизоляция или так называемое железнение – затирка раствором из цемента (цементного теста) без других заполнителей.

Но цементные и цементно-песчаные растворы в чистом виде обладают небольшими гидроизоляционными свойствами, поэтому штукатурная гидроизоляция на цементной основе в промышленных масштабах и для ответственных, особенно гидротехнических сооружений осуществляется при помощи растворов со специальными добавками, придающих водонепроницаемость – на основе жидкого стекла, хлорида железа, алюмината натрия, латексных и битумных эмульсий.

Некоторые составы для частного строительства можно приготовить своими руками, например, добавляя в раствор для штукатурной гидроизоляции сухую смесь в определенной пропорции, выпускаемую компанией Cerisit типа CR-65, или жидкое стекло.

Технология штукатурной гидроизоляции на стенах

Порядок работ по штукатурной гидроизоляции почти аналогичен порядку выполнения гидроизоляции с помощью окрасочных или обмазочных составов и включает три этапа: подготовка, покрытие гидроизоляционным составом и ухаживание до его полного твердения.

Общий порядок работ регламентирован техническим документом – МДС 12-30.2006 «Методические рекомендации по нормам, правилам и приемам выполнения отделочных работ».

Некоторые отличия в выполнении отдельных операций зависят от типа используемого материала.

Подготовка поверхностей стен включает выравнивание, удаление загрязнений и просушку до 5 % влажности. Слабые места – сопряжения стен с полами и потолками, деформационные швы, углы выступающих частей и ниш усиливаются наклеиванием лент из стеклоткани.

Цементно-песчаные растворы с добавками на небольших объектах могут наноситься ручными инструментами. На крупных сооружениях со значительными объемами работы производят с помощью штукатурных агрегатов, растворонасосов и цемент-пушек.

Покрытие штукатурной гидроизоляцией осуществляется нанесением двух слоев толщиной 6-12 мм, общая толщина готового штукатурного слоя в пределах 15-25 мм.

Растворы с добавлением гидроизоляционных сухих смесей и хлорида железа наносят на поверхности гидротехнических сооружений слоем от 2 до 4 см, это зависит от водяного давления. Затем поверхность подвергают железнению раствором на чистом цементе.

Штукатурная гидроизоляция на стенах методом торкретирования

Торкретирование осуществляется коллоидным раствором с использованием цемент-пушки. Коллоидный цементный раствор замешивается в сопле механизма цемент-пушки, куда по резиновым рукавам под давлением подается сухая смесь и вода.

Готовая смесь набрасывается на стену из сопла, которое перемещают вдоль поверхности круговыми движениями на расстоянии около полуметра, чтобы обеспечить равномерную толщину штукатурного намета, достигающую 5-15 мм.

Торкретирование стен производится полосами до 1 м шириной внахлест с соседними полосами на 50-100 мм.

Первый нанесенный слой не затирают, чтобы не нарушить прочность сцепления с поверхностью и плотность структуры. После затвердевания первого слоя набрасывают второй слой от 5 до15 мм толщиной раствором с добавлением мелкого кварцевого песка, который затем затирают до получения ровной и гладкой поверхности.

При устройстве торкретной гидроизоляции стен напорных гидротехнических сооружений двухслойная штукатурная изоляция, имеющая толщину 25 мм, выдерживает 10-метровый гидростатический напор, трехслойная изоляция, имеющая толщину до 30 мм, выдерживает 20-метровый гидростатический напор.

Для повышения прочности слоя штукатурки дополнительно производят набрызг рубленого стекловолокна на свежеуложенный раствор. Также хороший эффект достигается при добавлении в раствор 10 % латекса, который повышает стойкость покрытия к образованию трещин.

Устройство гидроизоляции из асфальтобетона на стенах

Штукатурная гидроизоляция асфальтобетоном стен сооружений производится холодной смесью в отличие от горячих составов, которыми выполняется гидроизоляция горизонтальных поверхностей.

Асфальтовой штукатуркой гидроизолируют стены крупных промышленных сооружений, так как работы производятся преимущественно механизированным способом.

Асфальтовая штукатурка может быть твердой и жидкой.

Твердая состоит из битумной пасты на 80 %, 10 % минеральных наполнителей – цемента, известняка, асбеста и воды. Жидкая асфальтовая штукатурка включает 60 % эмульсии на основе битума, 25 % минеральных заполнителей и 15 % воды.

Защищаемую поверхность предварительно очищают от загрязнений, просушивают и грунтуют двумя слоями эмульсионной пасты на битумной основе.

Нанесение асфальтовой штукатурки выполняют в соответствии с указаниями Типовой технологической карты ТТК 67009К «Гидроизоляция подземных сооружений холодной асфальтовой штукатуркой».

Устройство гидроизоляции производится с помощью растворонасоса, форсункой слоями до 5 мм толщиной в несколько проходок в направлении сверху вниз на участке, высота которого может составлять 2-2,5 м. Весь фронт работ делят на захватки протяженностью до 20 м. Соседние участки по высоте и по длине покрывают внахлест в 200-300 мм.

Все последующие слои наносятся последовательно после полного схватывания каждого предыдущего слоя. Время схватывания одного слоя при плюсовой температуре составляет около 3 часов, при пасмурной погоде это время может достигать одних суток.

Контроль качества работ и приемка штукатурной гидроизоляции на стенах

Контроль качества работ по штукатурной гидроизоляции должен проводиться после каждого этапа: приготовления гидроизоляционных составов (входная приемка), подготовки поверхности, нанесения гидроизоляционных слоев (промежуточная приемка) и по завершении всех работ (окончательная приемка), включающих ухаживание за поверхностью.

Входная приемка качества используемых материалов состоит в проверке правильности дозирования компонентов приготавливаемых смесей для штукатурки в соответствии с нормативной рецептурой, соблюдения технологии подготовки материалов и временем их нанесения.

При контроле подготовленной поверхности проверяют следующие характеристики: влажность, степень очистки, качество заделки дефектов. С особой тщательностью проверяется качество подготовки мест сопряжений стен с полами, потолками и деформационных швов.

Промежуточная приемка осуществляется после покрытия грунтовкой и нанесения каждого слоя штукатурной изоляции. При этом контролируется непрерывность нанесенного покрытия, толщина наносимых слоев и ровность поверхности. Толщину наносимых слоев проверяют с помощью прокалывания градуированным щупом не полностью схватившегося раствора, количество проверок – до 5 на каждые 50-70 м² поверхности, места проколов немедленно заделывают.

Ровность поверхности устанавливают двухметровой рейкой, отклонения не должны быть больше следующих значений: по вертикали и горизонтали – не больше 3 мм на 1 п. м. длины и не больше 15 мм на всю высоту помещения, количество выпуклых неровностей или впадин высотой или глубиной не превышающих 5 мм – не более трех на 4 м² поверхности.
Покрытие должно быть без трещин, возникающих после усадки раствора, расслоений и выпуклых неровностей.

Проверку осуществляют с помощью простукивания деревянным молотком через каждые 2-3 метра по всей площади. При обнаружении дефектов эти места вырубают, после очистки вновь покрывают несколькими слоями грунтовки и штукатурной изоляции.

Напыляемая гидроизоляция для стен

Самые распространенные и эффективные материалы, используемые при устройстве напыляемой гидроизоляции, – это жидкая резина и пробковое покрытие.

Устройство гидроизоляции стен составом «жидкая резина»

Жидкая резина состоит из водной эмульсии модифицированной битумно-эластомерной смеси (компонент А). Для отверждения эмульсии жидкой резины используется раствор технического кальция хлористого (компонент Б). Материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 30693-2000. Гидроизоляция посредством напыления жидкой резины производится в соответствии с требованиями документа «ТТК Типовая технологическая карта на устройство гидроизоляционного покрытия с использованием битумно-полимерной эмульсии «жидкая резина». Покрытие жидкой резиной отличается эластичностью и сохранением влагозащитных свойств при резких перепадах температур от –45 до +95 °С, быстротой нанесения, которая может составлять до 1000 м² за одну смену, отсутствием швов, отличной адгезией к поверхностям из различных материалов, экологичностью и долговечностью – до 20 лет эксплуатации.
Нанесение жидкой резины производится на очищенную и подготовленную поверхность с помощью двухканальной распыляющей удочки с двумя соплами, по которым одновременно подаются компонент А и компонент Б. Перед нанесением основного материала поверхность грунтуется одним компонентом А и просушивается.

Нанесение жидкой резины на стены

Минимальная толщина наносимого покрытия должна составлять 2 мм. Если не удается сразу нанести слой требуемой толщины, следует выполнить несколько проходов.

Работы необходимо проводить при температуре не ниже +5 °С и влажности не более 90 %. Поверхностное высыхание нанесенного слоя происходит в течение 2 часов, полная вулканизация – в течение недели. В это время необходимо защищать готовое покрытие от повреждений при температуре около 20 °С и относительной влажности 55 %.

Напыление на стены пробкового покрытия

Состав для гидроизоляции «Жидкая пробка» типа ISOKORK или nanoCORK состоит из водной эмульсии, включающей мелкую пробковую крошку, придающую свойственные утеплителю качества, и из вяжущего акрила, придающего гидроизоляционные свойства. Производится по ТУ 5768-001-6518563-2010.

Отличается простотой нанесения, высокой адгезией к любому материалу основания, экологичностью, химической стойкостью и устойчивостью к резким колебаниям температур, легкостью ремонта при повреждениях.

При этом пробковое покрытие при высоких гидроизоляционных свойствах обладает хорошей паропроницаемостью, что обеспечивает испарение влаги из материала стен, исключающее создание благоприятной среды для появления плесени или грибка. Эластичность материала (относительное удлинение достигает 33 %) позволяет закрывать микротрещины в стенах, возникающие при осадке сооружения.

Перед нанесением готовый состав, который поставляется в ведрах, перемешивают миксером до однородной массы. Если материал загустел после длительного хранения, то его можно разбавить водой в пропорции 1 л на 12 кг состава, но не более.

Поверхность стен необходимо подготовить – удалить загрязнения, обеспылить, трещины и дефекты заделать гипсовым раствором. Поверхность может быть слегка влажной. Пробковое покрытие напыляется с помощью компрессора, создающего давление до 5 бар, и пистолета для шпаклевки. Оптимальное давление для работы – 2-3 атм.

Во время нанесения состава пистолет держат на расстоянии около полуметра от поверхности, совершая им равномерные движения без задержек на одном месте. Сначала наносится первый слой, имеющий толщину до 1,5 мм, после его схватывания через 4-8 часов наносится второй закрепляющий слой, имеющий толщину до 3 мм. Расход состава составляет 1,5-2 кг/м².

Контроль качества и приемка работ по напыляемой гидроизоляции на стенах

Контроль качества по напыляемой гидроизоляции производится на всех стадиях: входной приемки используемых материалов, подготовки поверхности, нанесения гидроизоляционного слоя и окончательной приемки после завершения всех работ.

При входной приемке проверяют наличие сопроводительных документов на используемые материалы – паспорта и сертификаты качества и соответствия. Не допускается применение готовых составов с просроченным временем хранения.

Проверка подготовки основания аналогична требованиям, описанным выше в разделах «Рулонная стеновая гидроизоляция» или «Окрасочная (обмазочная) гидроизоляция для стен».

Нанесенное покрытие должно быть сплошным и равномерной толщины. Контроль толщины нанесенного слоя производят с помощью подсчета количества расходуемого материала на определенную площадь покрытия, а также замерами градуированным щупом – количество контрольных замеров не меньше 5 на каждые 70-100 м².

При обнаружении мест с недостаточной толщиной гидроизоляционного слоя их покрывают дополнительно.

Пропиточная гидроизоляция для стен

Устройство пропиточной гидроизоляции состоит в нанесении на поверхность стен жидких составов, которые проникают на небольшую глубину – 15-20 мм и, отвердевая, образуют водонепроницаемую пленку.

Самый простой и известный пропиточный материал – это олифа, состоящая из проваренного растительного масла и дегтя. Олифа эффективно защищает деревянные поверхности.

Современные эффективные пропиточные материалы изготавливаются на основе различных синтетических смол:

• олигомерная гидроизоляция. Вырабатывается из продуктов нефтепереработки и близка по свойствам к дизельному топливу или машинному маслу. Содержит в составе органические растворители и должна наноситься на сухие поверхности;
• пропитки, имеющие в основе модифицированную акриловую смолу, – акрил-стироловые, акрил-бутадиеновые, метакриловые и другие сополимерные составы;
• пропитки силиконовые, на основе кремнийсодержащих полимеров – силановые, силоксановые, силикатные составы.

Акриловая и силиконовая пропитки для бетона выпускаются в виде эмульсии, которой можно покрывать влажные стены. Органические частицы в таких эмульсиях присутствуют в виде несмачиваемых мелких капель, равномерно распределенных в объеме раствора. После покрытия бетонных стен эти частицы проникают под поверхность на небольшую глубину, а затем слипаются, образуя непроницаемый барьер для влаги.

Пропитка поверхностей стен из бетона производится аналогично правилам производства работ по окрасочной гидроизоляции, описанным выше, за 2-3 проходки слоями толщиной менее 1 мм.

Проникающая гидроизоляция на стены

Принцип действия этого вида гидроизоляции состоит в глубоком проникновении в толщу бетонной конструкции активных компонентов изоляционных составов, наносимых на поверхность стен. Далее эти компоненты взаимодействуют с ионными комплексами, содержащимися в материале бетона, и образуют нерастворимые кристаллические соединения, которые увеличиваются в объеме, заполняя все поры и полости в теле бетонной конструкции и создавая тем самым водонепроницаемый барьер.

При этом повышаются не только гидроизоляционные свойства бетона, но и улучшаются такие характеристики, как прочность и морозостойкость при сохраняющейся паропроницаемости, что важно для сохранения здорового микроклимата в помещениях. Проникающая гидроизоляция бетонных конструкций может использоваться для новых и ремонта старых сооружений как снаружи, так и внутри.

Схема действия проникающей гидроизоляции

Материалы, используемые при устройстве проникающей гидроизоляции, производятся в виде сухих смесей, включающих модифицированный цемент, мелкий кварцевый песок и активные добавки, которые взаимодействуют с составляющими бетона. Перед применением сухие смеси разводятся водой в пропорции 400 г воды на 1 кг сухой смеси, при этом воду следует добавлять в сухую смесь.

Приготавливают порцию раствора, которую можно выработать за полчаса, так как разводить загустевшую смесь нельзя. Перемешивают раствор до однородного состояния низкооборотной дрелью, оборудованной насадкой-миксером. Наносить приготовленный раствор нужно на очищенную и увлажненную поверхность стен при помощи шпателя или кисти-макловицы за два раза. Если работа проводится на больших сооружениях, то состав наносится с распылителем с помощью растворонасоса.

Вторая проходка производится спустя 3-4 часа, когда первый слой затвердеет.

Прежде чем наносить второй слой, первый слой еще раз увлажняют с помощью распылителя. Толщина нанесенных слоев раствора зависит от характера поверхности: для вновь возводимых сооружений при нанесении кистью, валиком или растворонасосом достаточно слоя толщиной не более 1 мм, при ремонте старых бетонных поверхностей и нанесении шпателем толщина одного слоя может достигать 2 мм.

После окончания работ за поверхностью следует ухаживать в течение 10-14 дней, не допуская механических повреждений, защищая от пересыхания с помощью покрытия пленкой и периодически смачивая водой.

Одни из наиболее известных и популярных материалов, используемых при устройстве проникающей гидроизоляции, – комплекс «Пенетрон». Более полные сведения о комплексе материалов «Пенетрон» и технологии их применения можно узнать из статьи «Технология и технические характеристики всех видов гидроизоляции «Пенетрон»».

Контроль качества и приемка работ по пропиточной и проникающей гидроизоляции на стенах

Контроль над качеством работ по пропиточной гидроизоляции осуществляется в сертифицированной строительной лаборатории, оснащенной установкой с емкостью, в которой контрольные образцы из такого же материала, что и защищаемая конструкция подвергаются аналогичным операциям пропитки.

Глубину пропитки проверяют с помощью испытания контрольных образцов с нанесенным и высушенным гидроизоляционным составом на излом.

Контроль над качеством работ по проникающей гидроизоляции производится в соответствии с указаниями нормативного документа «Технологический регламент на проектирование и выполнение работ по гидроизоляции и антикоррозионной защите монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций, Москва, 2008»:

Основным методом контроля качества выполненных работ по устройству или восстановлению гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций является измерение повышения водонепроницаемости ускоренным методом неразрушающего контроля устройством типа «АГАМА» по ГОСТ 12730.5-84 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости».

Замеры необходимо осуществлять до начала гидроизоляционных работ и после их окончания (но не ранее чем через 28 суток после применения материалов ). Дополнительным методом контроля качества выполненных работ может служить определение повышения прочности на сжатие ускоренным методом неразрушающего контроля устройством ударного импульса «ОМШ-1» по ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

Инъекционная гидроизоляция в стены

Основное назначение инъекционной гидроизоляции – ремонт и устранение возможных протечек через стены посредством нагнетания специальных составов в образовавшиеся трещины и другие полости внутри конструкций.

Для нагнетания гидроизолирующих материалов в конструкциях стен пробуриваются отверстия, в них вставляются инъекционные иглы, к которым затем подсоединяются гибкие шланги – по ним подается жидкий состав с помощью нагнетания специальными насосами. После заполнения трещин и полостей гидроизоляционные составы твердеют, создавая влагонепроницаемый барьер.

Различают несколько методов производства работ по инъекционной гидроизоляции, зависящих от вида используемых материалов:

• смолизация,
• битумизация,
• силикатизация,
• цементация.

При смолизации применяются материалы, имеющие в основе полимерные смолы – карбамидные, фурановые, фенолформальдегидные и феноловые спирты с добавками отвердителей на щелочной основе.

Смолизация не только увеличивает водонепроницаемость конструкций, но и повышает их прочность.

Битумизация производится путем заполнения трещин и полостей в конструкциях стен разогретым битумом с помощью поршневых насосов, создающих высокое давление. Быстро остывающий битум требует устройства отверстий на расстоянии 500-800 мм по краям трещин.

Этот метод используется при воздействии высокоагрессивной среды или интенсивном притоке воды.

Помимо того, битумизация эффективна для герметизации деформационных швов и стыков примыкания разных конструкций.

Силикатизация представляет собой нагнетание растворов с жидким стеклом, которое твердеет при реакции со щелочными компонентами бетона. Метод силикатизации предусматривает нагнетание двух компонентов – жидкого стекла и отвердителя (кальция хлористого или натрия кремнефтористого), а также уплотняющих добавок на основе сернокислого алюминия, бентонитовых глин и т. п.

Бентонитовая глина – это минеральное вещество, способное увеличиваться в объеме под воздействием воды.

Цементация выполняется посредством заполнения дефектов в стенах растворами на основе портландцемента. Метод не используется при наличии агрессивного химического воздействия сред и в холодное время года. Цементация эффективна при ликвидации протечек в конструкциях стен эксплуатируемых зданий или сооружений.

Все работы по устройству инъекционной гидроизоляции производятся с учетом требований СНиП 3.02.01 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

Устройство инъекционной гидроизоляции стен

Контроль качества работ по инъекционной гидроизоляции в стены

Контроль качества работ по инъекционной гидроизоляции выполняется поэтапно:

• входная приемка гидроизоляционных растворов, проверка их качества и соответствия по прилагаемым сопроводительным документам;
• технологический контроль – проверка соответствия порядка выполнения рабочих операций нормативным требованиям на каждом этапе;
• приемочный контроль после завершения работ.

Для проверки гидроизоляционных свойств конструкции стен до и после устройства инъекционных работ пробуриваются контрольные скважины, из которых забираются контрольные образцы материалов, подвергаемые затем испытаниям в лабораторных условиях. Сравниваются такие параметры, как пористость, водонепроницаемость, плотность, удельное водопоглощение.

Монтируемая гидроизоляция на стены

Устройство монтируемой гидроизоляции осуществляется с целью создания защитного водонепроницаемого экрана на поверхности стен. Считается самым надежным видом гидроизоляции и применяется для наиболее ответственных промышленных сооружений. Работы по устройству монтируемой гидроизоляции выполняются на основании нормативного документа МДС 12-34.2007 «Методическая документация в строительстве. Гидроизоляционные работы».

Наиболее распространенные виды монтируемой гидроизоляции:

• бентонитовые маты;
• стальные листы;
• листы из полимерных материалов;
• геомембраны.

Бентонитовая гидроизоляция стен

Бентонитовые маты типа «Бентотех» изготавливаются на основании СТО 30478650-006-2014 в виде рулонного материала, имеющего толщину 6-8 мм, состоящего из двух полипропиленовых полотен, пространство между которыми заполнено гранулами натриевого бентонита – материала на основе бентонитовых глин. Полотна, одно из которых нетканое, соединены иглопробивным способом. Бентонитовыми матами защищают наружную поверхность стен при наличии грунтовых вод. При воздействии воды на бентонитовые маты гранулы материала превращаются в гелеподобную массу, кратно увеличивающуюся в объеме и создающую водонепроницаемый барьер с неограниченным сроком службы.
Бентонитовые маты укладывают на подготовленную и очищенную поверхность стен тканой стороной и крепят к ней дюбелями с накладками или приклеивают. Маты укладывают полосами внахлест с соседними полосами на величину не менее 120 мм. Дюбели должны располагаться через 400-500 мм друг от друга.
После монтажа матов устраивают защитную прижимную кирпичную стенку, которая ограничивает расширение бентонита.

Бентонитовые маты

Контроль качества при устройстве бентонитовой гидроизоляции

Порядок контроля качества при устройстве гидроизоляции из бентонитовых матов аналогичен порядку контроля при устройстве других видов изоляционных работ, описанных выше: входной контроль материалов, технологический контроль, приемочный контроль после завершения работ.
Во время приемочного контроля материалов проверяется целостность упаковки и отсутствие повреждений на поверхности матов при визуальном осмотре.

Перед производством работ проверяется состояние поверхности – чистота, уровень влажности, отсутствие дефектов. Не допускается ведение работ во время дождя и при высокой влажности воздуха. После окончания работ должны быть проверены с помощью измерений рулеткой: величина нахлестки матов друг на друга, шаг крепежных дюбелей. Особо тщательно должны быть проверены места стыков поверхностей и прохода трубопроводов коммуникаций, деформационные швы. Поверхность, покрытая бентонитовыми матами, должна быть ровной, без отслоений, вздутий и механических повреждений.

Гидроизоляция стен из стальных листов

Монтируемая гидроизоляция стальными листами может устраиваться с любой стороны стен сооружения. Выдерживает напор воды большой мощности, используется для гидроизоляции стен зданий, подвергающихся особо сильным механическим воздействиям при опасности возникновения больших деформаций, а также при воздействии на конструкции повышенных температур.

Толщина листов, которая устанавливается расчетом в зависимости от силы водяного давления, может составлять 2-4 мм. По расчету также назначается сечение крепежных элементов – анкеров и ребер жесткости. Листы крепятся к поверхности бетонных стен на анкерах на небольшом расстоянии от нее и свариваются сплошными швами.

В продольном направлении листы соединяются сваркой на подкладках из угловой стали, допускается соединение внахлест с захождением кромок смежных листов друг на друга на расстояние 25 мм. В поперечном направлении стальные листы сваривают между собой только внахлест.

Перед установкой поверхность листов зачищают от ржавчины, выправляют (не допускается отклонение по диагонали готовых к монтажу более 6 мм) и размечают. Ребра жесткости устанавливаются при покрытии больших площадей.

После монтажа и сварки зазор между металлической изоляцией и поверхностью стен заполняют цементным раствором посредством нагнетания через специальные патрубки, вваренные в металлические листы, давление при этом не должно превышать 0,05 МПа. Патрубки затем завариваются.

Гидроизоляция стен из полимерных листов

Для устройства гидроизоляции с использованием полимерных листов применяются плоские и гофрированные листы, изготовленные из полиэтилена или полихлорвинила, имеющих толщину 1-2 мм и высоту гофр 10 мм. Полимерные листы могут быть оклеены дренирующей геотекстильной тканью с наружной стороны. Гидроизоляция с помощью полимерных листов может применяться в комплексе при устройстве пристенного дренажа с целью отвода грунтовой воды от здания.

При гидроизоляции полимерными листами можно пользоваться указаниями технического документа ВСН 35-95 «Инструкция по технологии применения полимерных фильтрующих оболочек для защиты подземных частей зданий и сооружений от подтопления грунтовыми водами».

Полимерные листы необходимо укладывать на защищаемые стены гофрированной стороной горизонтальными рядами, крепление производится с помощью дюбелей. Смежные листы должны соединяться внахлест в горизонтальных рядах на 100 мм, а в вертикальных рядах – до 150 мм. По кромкам листов наклеиваются полосы из гидростеклоизола.

Плоские полимерные листы наклеиваются клеем типа ПХ в соответствии с ранее описанным порядком выполнения работ по устройству гидроизоляции рулонными материалами. Предварительно за 15 мин до прикрепления поверхность полимерных листов протирают дихлорэтаном или метилхлоридом, затем наносят подогретый до 40 °С клей и прижимают к выровненной и очищенной поверхности стен. Швы между листами проваривают.

Контроль качества гидроизоляции стен из стальных и полимерных листов

Входной контроль перед устройством гидроизоляции из стальных листов заключается в проверке очистки подготовленных к работам листов от ржавчины, заусенцев, а также их ровности.

Перед монтажом стальных листов должна быть проверена прочность крепления анкеров. После монтажа листов необходимо проверить степень чистоты каналов патрубков для нагнетания раствора.

Герметичность установленной стальной гидроизоляции проверяют сжатым воздухом до заполнения зазора между листами и поверхностью стен раствором под давлением, превышающим расчетное давление воды в 1,5 раза. При обнаружении неплотности сварных швов их дополнительно проваривают.

По окончании сварочных работ швы необходимо очистить от шлака.

Контроль качества гидроизоляции из полимерных листов осуществляется аналогично:

• входной контроль, при котором проверяется отсутствие повреждений на полимерных листах;
• операционный контроль, во время которого устанавливается правильность работ по устройству герметизации стыков между листами;
• приемочный контроль после завершения работ, когда производится технический осмотр всего покрытия, плотности прилегания к поверхности, качества швов, измерение величины нахлеста листов.

Геомембраны на стены

Геомембраны относятся к категории геосинететиков – рулонных синтетических материалов, которыми защищают стены и другие подземные части сооружений. Геомембраны изготавливаются из полиэтилена высокого (ПВД) или низкого (ПНД) давления с шиповидной или гладкой поверхностью с добавлением углеродного стабилизатора, антиокислителей и других добавок, или из полихлорвинила (ПВХ-мембраны).

Толщина геомембран может составлять от 0,5 до 4 мм. Материал обладает высокой химической стойкостью, прочностью на разрыв – относительное удлинение может достигать 700 %, способностью выдерживать колебания температур от –40 до +80 °С, долговечностью со сроком эксплуатации 50 лет и более.

Геомембраны рассчитаны не только на защиту конструкций стен от воздействия влаги, но и на предохранение от повреждений других материалов, используемых в комплексе.

Геомембраны выпускаются в виде однослойных, двухслойных и трехслойных полотен. Двухслойные полотна имеют покрытие из геотекстиля и используются при устройстве пристенного дренажа. Геотекстиль служит для стока фильтруемых через засыпку дренажной траншеи грунтовых вод вниз к отводящей трубе.

Трехслойное полотно, кроме основного рабочего слоя мембраны и слоя геотекстиля, имеет специальный скользящий слой, позволяющий мембране смещаться без повреждений при воздействии пучинистого грунта.

Геомембрана в составе многослойной гидроизоляции

Гидроизоляция стен ниже нулевой отметки с помощью геомембраны производится в следующем порядке:

• подготовка и очистка стен, грунтовка и наклеивание слоев нижней гидроизоляции или покрытие окрасочными изоляционными материалами;
• раскрой геомембраны, покрытие слоев ранее выполненной гидроизоляции и крепление к стене посредством самоклеящихся гвоздей. При устройстве пристенной гидроизоляции используется двухслойная геомембрана с текстильным слоем. При этом верхний край мембраны крепится с помощью прижимной планки, а все полотно – с помощью пластиковых дюбелей. Нижний край мембраны должен подходить к дренажной трубе;
• послойная обратная засыпка грунтом или щебнем и песком при устройстве пристенного дренажа.
  ПВХ-мембраны изготавливаются из поливинилхлорида с добавками пластификатора и стабилизаторов и применяются для изоляции от грунтовых вод подземных сооружений (особенно транспортных тоннелей).

Толщина мембран составляет от 1,5 до 3 мм, каждый вид используется при определенной величине давления подземных вод. ПВХ-мембраны имеют высокую механическую прочность, химическую стойкость с относительным удлинением до 200 %, теплостойкостью до +85 °С, стойкостью к воздействию микроорганизмов (биокоррозии), могут эксплуатироваться при температурных колебаниях от –40 до +110 °С .

Устройство гидроизоляции с помощью ПВХ-мембраны заключается в создании многослойного покрытия, включающего саму ПВХ-мембрану, защитные слои из геотекстиля и профилированной защитной мембраны из полиэтилена. ПВХ-мембрана крепится к поверхности стен с помощью ронделей – специальных крепежных элементов из ПВХ, отдельные полотна свариваются между собой посредством сварочных автоматов, швы уплотняются прикаточными роликами.

Контроль качества гидроизоляции стен с использованием геомембран

При входном контроле производится осмотр материала геомембран с целью исключения механических повреждений и нарушения целостности материала, проверяются сопроводительные документы – паспорта и сертификаты соответствия.
Операционный контроль состоит в проверке правильности выполнения работ, последовательности технологических операций в соответствии с указаниями нормативных документов.

Особое внимание уделяется контролю за качеством сварных швов между полотнами геомембран. Проверку швов осуществляют с помощью шлицевой отвертки, а также тестируют, применяя специальные устройства – вакуумные колпаки. На проверяемый участок шва наносят мыльный раствор, затем устанавливают вакуумный колпак и выкачивают из него воздух, если при этом появляются пузыри, то шов необходимо дополнительно герметизировать.

При приемочном контроле визуально оценивают состояние покрытия – не должно быть трещин, вздутий, поверхность должна быть ровной. В случае выявления дефектов их устраняют до начала выполнения последующих работ.

[table id=51 /]

Технология нанопокрытия, которая может сделать любое устройство водонепроницаемым.

Компания Liquipel, производящая гидроизоляцию, разработала нанопокрытие, которое отталкивает воду от любого электронного устройства.

Давно известно, что электроника и жидкости несовместимы. Вода имеет свойство сокращать и поджаривать устройства, делая их бесполезными. Однако новая компания стремится сделать любое устройство водонепроницаемым, чтобы электроника не попала в водяную могилу.

Компания Liquipel использует нанопокрытие не только для водонепроницаемости, но и для придания им водоотталкивающих свойств.Нанопокрытие, которое является гидрофобным, отталкивает воду от контакта с любой частью устройства. Чтобы сделать устройство водонепроницаемым, его сначала помещают в вакуум.

Затем в камеру вводится запатентованный газ, где он подвергается воздействию плазмы, которая разлагает молекулы, отталкивающие жидкость, полимеризуя их между собой. Затем жидкость Liquipel связывается с поверхностью на молекулярном уровне для создания репеллентной поверхности.

Покрытие тонкое, невидимое человеческому глазу.Благодаря покрытию, покрывающему даже внутренние компоненты, вода просто течет сквозь них, не контактируя с электронными компонентами. Компания гарантирует два года защиты, прежде чем покрытие начнет изнашиваться на таких участках, как кнопки и порт зарядки. Хотя слегка разрушенное покрытие может быть не полностью водонепроницаемым, а внутренние компоненты все еще защищены, маловероятно, что оно получит значительный ущерб от воды даже после истечения двухлетней гарантии.

Однако, поскольку телефон защищает только от повреждения водой, коррозия не учитывается. Saltwater имеет естественную склонность к сильной коррозии металлов, что может повлиять на функциональность любого электронного устройства.

Соль также может мешать системам охлаждения устройства, поскольку она затвердевает на радиаторах, влияя на скорость и потенциально вызывая перегрев, в то время как устройство является водонепроницаемым, другие осложнения могут повлиять на функциональность устройства, поэтому это настоятельно не рекомендуется погружать устройство в воду на длительное время.Если на телефон попадет соленая вода, рекомендуется после этого тщательно промыть его.

СМОТРИ ТАКЖЕ: FUNNELL — ЭТО УМНАЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМАЯ КУРТКА И РЮКЗАК В ОДНОМ

Ежегодно миллионы устройств попадают в водяную могилу, Liquipel, невоспетый герой электронного мира, активно борется с ущербом, нанесенным водой, и предоставляет технологии сделать любое устройство 100% водонепроницаемым.

Написано Maverick Baker

Водонепроницаемая феерия Apple Watch: плавание, хай-дайвинг, испытательная камера

На прошлой неделе я медленно планировал серию тестов, чтобы испытать Apple Watch и точно посмотреть, насколько хорошо они выдержат множество водных приключений.Без сомнения, я принимал его в душе дважды в день с тех пор, как он прибыл… но это отчасти хромает в грандиозной схеме испытаний на водонепроницаемость.

Итак, в то время как несколько человек небрежно гребли собачками вокруг бассейна на заднем дворе с часами, я хотел поднять их на ступеньку выше… или, точнее, на много ступенек.

Конечно, причина этого в том, что Apple Watch официально не обладают хорошей водонепроницаемостью. Он имеет рейтинг IPX7, что меньше, чем у большинства часов Walmart за 15 долларов. Однако несколько лет назад это было обычным явлением для дорогих GPS-часов на рынке.Вы вспомните такие часы, как Garmin FR305 и Polar RC3, имеющие только водонепроницаемость IPX7. Однако в настоящее время практически все часы с GPS на рынке имеют водонепроницаемость на глубине 50 метров или выше.

В руководстве Apple Watch есть подробный список вещей, которые нельзя делать:

Не рекомендуется погружать Apple Watch в воду…. Следующее может повлиять на водонепроницаемость Apple Watch, и этого следует избегать:

• Падение Apple Watch или другие удары.
• Погружение Apple Watch в воду на длительное время.
• Плавание или купание с Apple Watch.
• Воздействие на Apple Watch воды под давлением или воды с высокой скоростью, например, принятие душа, катание на водных лыжах
, вейкбординг, серфинг, водные лыжи и т. Д.
• Ношение Apple Watch в сауне или парной.

Теперь, когда мне не хватает сауны — я смог протестировать практически все, что связано с водой из списка:

Погружение на длительное время: Проверить!
Плавание с ним: Проверить!
Воздействие воды на Apple Watch с высокой скоростью: Проверить!

Плюс, конечно, несколько небольших неожиданных тестов.Итак, чтобы начать в субботу, я пробежал 10 миль до бассейна и начал претворять свой план в жизнь.

Заплыв на 1000 м:

Сначала было плавание. Не очень быстрое плавание, но все же плавание. На самом деле меня больше всего беспокоил этот тест, не с точки зрения часов, а, скорее, с точки зрения логистики. Я надеялся, что бассейн будет довольно пустым, и я не буду объединяться с людьми, которые потенциально возятся с камерой. К счастью, было достаточно тихо, в моем переулке находилось всего 5-6 человек.И с тем, что я устроился на противоположной стороне бассейна, никто ни с чем не связывался.

Как уже отмечалось, было несколько видеороликов, опубликованных людьми, которые прогуливались по бассейнам на заднем дворе, но не занимались плаванием на коленях. Это запястье, ударяющееся о воду, что так сложно для водонепроницаемости часов из-за силы удара, так что это действительно то, что мне было интересно испытать.

Я подумал, что потрачу около 10 минут. Но к тому времени, когда я добрался до 10-минутного маркера, я уже получал удовольствие от плавания в этот солнечный день, поэтому просто продолжал плавать.Вместо того, чтобы дублировать в записи то, что я уже собрал в видео, вот все, что сделано кинематографически (с драматической музыкой) всего за две минуты:

Довольно впечатляюще … по крайней мере, если предположить, что впечатляет то, что они выживают, как и любые часы за 15 долларов (не говоря уже о часах за 350 долларов). В то время как показанная частота сердечных сокращений была более или менее повсеместной (и вообще не просматривалась под водой, если вам не повезло, и обнаружение запястья действительно сработало под водой), в остальном сами часы выжили.

Обратите внимание, что Apple Watch, к сожалению, не использует преимущества своих внутренних акселерометров для измерения каких-либо показателей плавания (например, расстояние круга / темп / тип гребка и т. Д.). В этом плане он ничем не отличается от секундомера 1980-х годов, когда вы находитесь в бассейне. Так что, учитывая отсутствие показателей плавания (ЧСС или расстояние), а также тот факт, что я (как и Apple) все еще не рекомендовал бы плавать с ним, я бы, вероятно, просто оставил его в вашем шкафчике для более безопасного опыта.

Платформа для высоких погружений:

Только когда я выходил из бассейна после прохождения тестов по плаванию и съемок еще нескольких видео, я заметил высокие платформы для дайвинга.И они привлекли мое внимание только из-за того, что мужчина упал с платформы высотой 10 метров (32,8 фута).

Я наблюдал, как он сделал это снова. А потом смотрели, как некоторые дети спускаются с более короткой платформы высотой 5 метров (16,4 фута). Когда я стоял и смотрел на них, мне показалось, что это может быть интересный тест для Apple Watch. В конце концов, это попадает прямо в лагерь «высокоскоростных» вещей, которых нельзя делать.

Итак… Я решил попробовать. Конечно, именно в этот момент я понял, что в последний раз я был на каком-либо официальном трамплине / платформе, вероятно, два десятилетия назад, когда был ребенком.В голове у меня плясали видения ужасно неправильных шлепков.

Тем не менее, я поднялся по крошечным лестницам.

Нет, не на 10-метровую. Я подумал, что начну легко — с 5-метровой платформы. Пока нет причин убивать себя. Я оставлю это после завершения 5-метровой платформы. К тому же между ними все равно есть 8-метровый. Вероятно, самое время перейти к видео, чтобы увидеть полную историю:

Во-первых, как только я добрался до 8-метровой платформы … черт возьми, это высоко.Сложно осознать, но это в основном выше, чем здание рядом с ним. Нет, черт возьми! К счастью, как вы видели, мне удалось нанять добровольца, который спрыгнул с этой безумной конструкции от моего имени. В любом случае он казался намного лучше. К тому же он не умер.

И Apple Watch тоже. После этого все заработало отлично — всего три погружения!

Камера для испытаний на водонепроницаемость:

Наконец, пришло время перенести устройство в пещеру DCR и пропустить его через ужасную гидроизоляционную камеру.Я бы использовал ту же самую автоматизированную тестовую установку, что и любые другие часы, которые я тестировал (например, Fitbit Surge, Garmin Fenix3 или Garmin Vivoactive). Единственная разница в том, что все они действительно рассчитаны на 50-метровую гидроизоляцию.

Что касается Apple Watch? Мизерный 1 метр. Да, как в: Один метр. Никакой опечатки.

Тем не менее, мой автоматизированный цикл испытаний предусматривает два отдельных ступенчатых погружения на глубину до 40 метров. И изменить этот сценарий автоматизации на меньшую глубину? Что ж, это будет много работы.Вроде бы секунд 30-40 стоит. Время, которое я мог бы потратить, съев часть плитки шоколада. Вместо этого я просто оставил все как есть и поехал в город.

Так как это выдержало? Что ж, давайте посмотрим на видео:

Я впечатлен, после этого он все еще продолжается — без единого признака каких-либо проблем. Ясно, что этого более чем достаточно для любого вида случайного пота или душа. Хотя на всякий случай я обязательно буду приглядывать в ближайшие несколько недель.

Конечно, немного неудобно то, что, несмотря на эту серию тестов, на устройство все еще не распространяется гарантия ни на что из этого, включая даже простой душ с мылом. Теперь еще предстоит выяснить, будет ли сотрудник Apple Store подвергать сомнению часы, которые возвращаются мертвыми. С другой стороны, также ясно, что убить эту штуку, вероятно, намного сложнее, чем Apple могла бы представить.

На этом — спасибо за чтение (и просмотр)!

RFID под водой: технические вопросы и приложения

1.Введение

В то время как технология RFID в настоящее время очень распространена во многих коммерческих и промышленных секторах, от отслеживания предметов до идентификации личности, лишь немногие исследования касались возможности использования систем RFID в морской или речной среде для операций подводного мониторинга. Хотя технические ограничения для этих сценариев в некоторых случаях могут быть непреодолимыми, специальные исследования доказали, что в некоторых случаях технология RFID может работать даже под водой.

RFID, как и все радиотехнологии, непригоден для работы в присутствии воды.Тихая вода не является естественным проводником, но присутствие растворенных солей или других материалов превращает ее в частичный проводник. Электромагнитные волны не могут проходить через электрические проводники: это означает, что в большинстве случаев радиоволны не могут использоваться для связи под водой. В любом случае, исследования доказали, что возможность передачи радиосигналов под водой в основном зависит от двух факторов: проводимости воды и частоты радиоволны. В то время как проводимость воды является фактором, который нельзя изменить для увеличения возможности использования радиоволн под водой, единственный фактор, который можно изменить для улучшения характеристик, — это, очевидно, радиочастота.

Этот фактор уже использовался при использовании электромагнитных полей для обычных радиопередач: радиоволны очень низкой частоты (VLF — 3-30 кГц) доказали свою способность проникать в морскую воду на глубину до 20 метров, в то время как чрезвычайно низкие частоты Низкочастотные радиоволны (ELF — 3–300 Гц) могут распространяться в морской воде на расстояние до сотен метров. В любом случае, эти полосы частот имеют серьезные технические ограничения. Прежде всего, их чрезвычайно длинные волны требуют антенн очень больших размеров: частоты ниже 100 Гц имеют длины волн в тысячи километров, что вынуждает использовать антенны, покрывающие большие площади.Во-вторых, из-за их узкой полосы пропускания эти частоты могут использоваться для передачи только текстовых сигналов при низкой скорости передачи данных.

Некоторые из этих соображений могут быть применены также к системам RFID. Во-первых, использование активных технологий не поощряется многими факторами: на более низких частотах можно встретить только пассивные системы; кроме того, использование активных систем также затруднено необходимыми размерами антенн. Из-за этих ограничений для подводных приложений могут использоваться только две технологии RFID: высокочастотные системы, работающие на 13.56 МГц и низкочастотные системы, работающие в диапазоне 125–134 кГц. Первое решение (13,56 МГц) по-прежнему имеет некоторые серьезные ограничения из-за уменьшения диапазона считывания: с обычными настольными антеннами уменьшение диапазона составляет до 80%, что вынуждает приводить транспондер практически в контакт с антенной считывателя. Для второго решения (125–134 кГц) уменьшение ниже (около 30%), и показания на расстоянии все еще достижимы. Лабораторные испытания показали, что с антеннами дальнего действия дальность считывания 50 см все еще достижима.

Оба эти решения в любом случае могут быть использованы для настройки систем RFID, работающих в подводной среде. Некоторые решения уже можно найти в некоторых частях мира [1]. Военно-морской флот США тестирует использование технологии RFID для своих приложений, основанных на использовании беспилотных подводных аппаратов. Другие приложения предусматривают использование RFID для мониторинга подводных трубопроводов с использованием транспондеров RFID в качестве маркеров, чтобы гарантировать целостность труб. RFID также использовался в аквариумах для идентификации рыб, точно так же, как капсулы RFID с низкой частотой используются в животноводстве.Наконец, RFID был использован как способ отслеживания движения гальки на пляжах, чтобы проанализировать влияние прибрежной эрозии во время морских штормов.

Глава будет разделена на четыре основных раздела.

В первом разделе будет проанализирована передача радиосигналов в воде. Будет подробно рассказано о том, как присутствие воды влияет на электромагнитные поля, а также будут представлены примеры приложений, работающих в диапазонах VLF и ELF.

Второй раздел посвящен только RFID.Будут предоставлены технические данные относительно ослабления сигнала из-за присутствия воды. Будут приведены некоторые результаты, подтверждающие согласие экспериментальных данных с теоретическим анализом.

В третьем разделе будет представлено состояние дел, касающихся подводных RFID-приложений, уже существующих во всем мире. Немногочисленные уже протестированные приложения будут подробно описаны.

Наконец, в четвертом разделе будут предложены некоторые будущие приложения, основанные на этой технологии.

2. Подводные радиосигналы

2.1. Электрические и магнитные свойства воды

Молекула воды состоит из двух атомов кислорода и одного атома водорода, связанных ковалентной связью. Кислород имеет отрицательный заряд, в то время как два атома водорода имеют положительный заряд: это означает, что вершина молекулы имеет частичный отрицательный заряд, а два конца имеют частичный положительный заряд. Молекула с таким зарядовым равновесием называется электрическим диполем и характеризуется своим дипольным моментом μ, определяемым как произведение абсолютного значения одного из двух зарядов на расстояние между ними.Это значение указывает на склонность диполя ориентироваться под действием однородного электрического поля.

Хотя неподвижная вода имеет очень низкую электропроводность, это значение увеличивается в присутствии ионизированных молекул пропорционально их концентрации. Когда соль плавится в неподвижной воде, отдельные молекулы равномерно перфузируются во всей жидкости, так что каждая единичная объемная часть раствора диссоциирует, создавая множество положительных и отрицательных ионов, которые остаются в растворе вместе со всеми другими молекулами, которые не присутствуют. т диссоциирован.Это явление называется электролитической диссоциацией, а созданные таким образом растворы называются электролитическими растворами. Через эти растворы может проходить электрический ток, в отличие от стоячей воды, которая действует как чистый изолятор.

2.2. Морская вода

На химический состав морской воды влияют несколько биологических, химических и физических факторов: простой пример — наличие рек, которые каждый день добавляют в воду новые химические вещества. С другой стороны, другие материалы удаляются под действием организмов и в результате эрозии.В любом случае большая часть солей, растворенных в морской воде, остается почти постоянной из-за этого явления непрерывного обмена. Наиболее важными факторами, влияющими на химический состав морской воды, являются следующие:

• Осушение материалов, полученных в результате деятельности человека;

• Взаимодействие морской поверхности и атмосферы;

• Процессы между ионами в растворе;

• Биохимические процессы.

Элементов, которые можно найти в морской воде, около 70, но только 6 из них составляют 99% от общего количества. Этими преобладающими солями являются:

Символ (вес.%) Обозначает массовую долю и представляет концентрацию раствора или степень присутствия элемента в растворе. Количество этих ионов пропорционально солености воды, параметру, описывающему концентрацию растворенных солей в воде. Из-за испарения на полюсах это значение ниже (около 3.1%) и выше в тропиках (около 3,8%), причем наивысшее значение для открытого моря достигнуто в Красном море (4%, с пиком 4,1% в северных частях). Кроме того, соленость ниже у берегов из-за притока пресной воды из рек. Соленость влияет на проводимость воды: хотя этот параметр также зависит от температуры и давления воды, он колеблется от примерно 2 См / м до примерно 6 См / м. Во всяком случае, в большинстве случаев его можно считать постоянным, со значением 4 См / м. Тогда вода является проводником.

Как только значение электропроводности воды известно, его можно использовать для расчета значений глубины проникновения и затухания.

Глубина проникновения δ — это расстояние, на котором электрические и магнитные поля уменьшаются до коэффициента 1 / e , и ее можно рассчитать по следующей формуле:

δ = 1πfμσ м

, где f — частота электромагнитной волны, μ, — абсолютная магнитная проницаемость проводника, а σ — проводимость.Хотя вода является диамагнитным материалом, их абсолютная магнитная проницаемость может считаться такой же, как и магнитная проницаемость вакуума, то есть мкм ₀ = 4π * 10 Гн / м. Это означает, что при постоянной проводимости глубина проникновения зависит только от частоты: чем выше частота, тем меньше глубина проникновения.

Затухание α можно рассчитать по следующей формуле [2]:

α = 0,0173fσ дБ / м

, где f — частота электромагнитной волны, а σ — проводимость воды, которая, как сказано раньше можно было считать постоянным.Затухание в этом случае обратно пропорционально частоте, а затем, очевидно, также и глубине проникновения.

2.3. Пресная вода

Около 97% воды в мире находится в морях и океанах, в то время как две трети оставшихся 3% пресной воды удерживаются в виде льда в ледниках и на полюсах. Это означает, что большая часть исследований, касающихся возможности общаться под водой с использованием электромагнитных полей, сосредоточена на морской среде.

В любом случае, те же соображения, что и для соленой воды, применимы и к пресной воде.Самая большая разница связана с разными значениями солености, обнаруженными в пресной воде. В то время как соленость соленой воды составляет около 3,5% (см. Раздел 2.2), в пресной воде это значение уменьшается до 0,05%. В любом случае, в отличие от морской воды, общий анализ количества и типологии солей, которые можно найти в пресной воде, невозможно провести из-за единичных особенностей рек, озер, химического и геологического состава территорий, которые они проходят. через и где они расположены.

Другое значение солености также означает другое значение проводимости. В частности, проводимость пресной воды колеблется от 30 до 2000 мкСм / см: это тем не менее крайние значения; Проводимость речной воды обычно колеблется от 50 до 1500 мкСм / см , в то время как реки, поддерживающие хорошую дикую природу, обычно колеблются от 150 до 500 мкСм / см . Это значение заметно ниже среднего для морской воды. Основным следствием этого факта является то, что для пресной воды глубина проникновения выше, а затухание ниже.

2.4. Подводная радиосвязь

Несколько простых расчетов доказывают, что электромагнитные поля могут использоваться для передачи радиосигналов под водой (особенно под водой) только тогда, когда их частота очень мала. В качестве примера мы можем рассчитать глубину проникновения электромагнитной волны, распространяющейся через соленую воду с частотой 10 кГц, используя средние значения для μ и σ:

δ10 кГц = 1πfμσ = 1π ∙ 104 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 4 ≈2,5 m

Это значение допускает связь на коротком расстоянии, тогда как связь на большом расстоянии требует еще более низких частот.

Если посмотреть на пресную воду, ситуация немного лучше. Предыдущий расчет можно выполнить, используя очень низкое значение проводимости 30 мк См / см (3 мСм / м):

δ10 кГц = 1πfμσ = 1π ∙ 104 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 3 ∙ 10-3 = 92м

В любом случае, хотя это значение выше, связь на большие расстояния не допускается, если рабочая частота выше нескольких кГц.

Как следствие предыдущего анализа, единственными полосами, которые использовались для подводной радиосвязи, были полосы ELF (чрезвычайно низкие частоты) в диапазоне от 3 до 300 Гц с подполосой в диапазоне от 30 до 300 Гц. называется диапазоном SLF (сверхнизкая частота) и VLF (диапазон очень низких частот).

Диапазон ELF использовался для связи с подводными лодками как США, так и ВМС России. Американская система Seafarer работала на частоте 78 Гц, а российская ZEVS работала на частоте 82 Гц. Эти системы имели глубину проникновения порядка 10 км, что позволяло установить связь между стационарной станцией на поверхности моря и подводной лодкой, движущейся близко к дну океана. В любом случае реализация канала связи на этих частотах имеет ряд технических ограничений, преодолеть которые крайне сложно.Одна из самых больших проблем, которую необходимо решить, — это размер антенны: ее размер фактически должен составлять значительную часть длины волны, но на этих частотах размер длины волны составляет порядка тысяч километров. Решения, найденные военно-морскими силами США и России, были сложными и дорогостоящими, что делало их использование в гражданских приложениях невозможным.

Диапазон VLF составляет от 3 кГц до 30 кГц: это означает, что глубина проникновения электромагнитных волн на этих частотах составляет порядка десяти метров.Это значение позволяет устанавливать связь с подводными лодками, находящимися на несколько метров ниже поверхности моря. Ограничения на размеры антенны, связанные с большой длиной волны, также должны быть приняты во внимание в этом случае. Более того, из-за ограниченной полосы пропускания этот канал связи нельзя использовать для передачи аудиосигналов, а только текстовых сообщений.

3. RFID под водой

RFID, будучи радиотехнологией, страдает теми же ограничениями, что и стандартные каналы связи.Это означает, что чем выше частота, тем ниже шансы на надежную связь {3-7}.

Системы RFID обычно подразделяются на следующие диапазоны:

• Низкочастотный (LF) — 120–150 кГц;

• Высокая частота (HF) — 13,56 МГц;

• Ультравысокая частота (UHF) — 433 МГц, 868-928 МГц;

• СВЧ — 2,45–5,8 ГГц.

3.1. Соленая вода

Как подчеркнуто в разделе 2, существенные различия возникают в зависимости от того, должна ли система RFID использоваться в соленой или пресной воде.Некоторые расчеты показывают, что, начиная с соленой воды, только LF RFID можно использовать для систем, требующих большого расстояния считывания (более 50 см). В частности, на частоте 125 кГц среднее значение (используя значение солености 4S / м) для глубины проникновения составляет:

δ125 кГц = 1πfμσ = 1π ∙ 1,25 ∙ 105 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 4 ≈71 см

Это значение чуть ниже максимально достижимого диапазона считывания для низкочастотной системы, который обычно ниже 1 м. Это означает, что низкочастотный RFID теоретически можно использовать для подводной идентификации предметов.

При переходе на более высокие частоты использование этих систем для идентификации на большом расстоянии становится практически невозможным. Расчет глубины проникновения дает чрезвычайно низкое значение. Начиная с диапазона высоких частот, где все системы RFID работают на стандартной частоте 13,56 МГц, при тех же условиях, что и в предыдущем случае, полученное значение глубины проникновения составляет:

δ13,56 кГц = 1πfμσ = 1π ∙ 13,56 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 4 ≈68mm

Этот результат доказывает, что высокочастотный RFID может использоваться под водой только для решений с малым радиусом действия.В частности, из-за того, что эффективность каждой системы RFID в значительной степени зависит от характеристик используемых аппаратных устройств, можно утверждать, что возможность использования высокочастотных систем ограничена приложениями, в которых метка находится в тесном контакте. с читателем.

Диапазон УВЧ в настоящее время используется во многих различных системах и, вероятно, представляет собой лучшее решение для многих приложений из-за его хороших характеристик с точки зрения диапазона считывания, стоимости и скорости передачи данных.Во всяком случае, его частота слишком высока, чтобы использовать его также для подводных бесконтактных приложений. Расчет глубины проникновения с использованием среднего значения частоты 800 МГц (при изменении этого значения от 433 МГц до 930 МГц порядок величины остается довольно постоянным) дает следующий результат:

δ800 МГц = 1πfμσ = 1π ∙ 800 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 4 ≈9 мм

Это значение, очевидно, слишком мало для использования данного технического решения в других областях, кроме контактных. Считывание становится возможным только при контакте транспондера с антенной считывающего устройства.Хотя этот факт сильно ограничивает возможности использования этих систем, в некоторых случаях системы УВЧ все же могут стать хорошим выбором.

Наконец, микроволновый диапазон, очевидно, дает худшие результаты. Значение глубины проникновения приводится только для полноты картины, даже если в настоящее время во всем мире нет применения с использованием этого технического решения:

δ2,45 ГГц = 1πfμσ = 1π ∙ 2,45 ∙ 109 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 4 ≈5 мм

Перед тем, как перейти к следующему разделу, необходимо сделать пояснение.В предыдущем анализе не было сделано различий по способу питания транспондеров. Фактически, хотя активные транспондеры обычно обеспечивают более высокие диапазоны считывания, они обычно используются только на более высоких частотах (диапазоны УВЧ и СВЧ): в любом случае на этих частотах глубина проникновения настолько мала, что даже с самым мощным активным транспондером нет улучшения в характеристики систем будут заметны. Более того, даже на более низких частотах значение глубины проникновения в любом случае ниже, чем диапазон считывания, достижимый с помощью пассивных транспондеров: поэтому исследование использования активных транспондеров также на этих частотах было бы бесполезным и не дало бы никаких улучшений.

3.2. Пресная вода

Анализ пресной воды аналогичен анализу соленой воды. Основное различие заключается в том, что, хотя диапазон значений проводимости соленой воды очень короткий, в случае пресной воды он становится шире. Как ожидается в разделе 2.3, проводимость пресной воды примерно варьируется от 30 мкСм / см до 2000 мкСм / см . Хотя оба эти значения заметно ниже, чем проводимость соленой воды, различия между полученными значениями глубины проникновения менее значительны.Чтобы предоставить точный набор данных, значение глубины проникновения будет рассчитано как для наилучшего (30 мкСм / см ), так и для наихудшего (2000 мкСм / см ).

Как и в случае соленой воды, анализ начнется с диапазона низких частот. В этом случае на частоте 125 кГц при значении проводимости 30 мкСм / см (3 мСм / м ) значение глубины проникновения составляет:

δ125 кГц = 1πfμσ = 1π ∙ 1,25 ∙ 105 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 3 ∙ 10-3 = 26м

При значении проводимости 2000 мкСм / см (0.2 См / м ) глубина проникновения становится:

δ125kHz = 1πfμσ = 1π ∙ 1,25 ∙ 105 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 0,2 = 3,2 м

Оба эти значения достаточно высоки, чтобы обеспечить надежную связь RFID на большие расстояния канал.

Переходя к более высоким частотам, вторая оценка выполняется для диапазона высоких частот. Расчет производится с использованием стандартной частоты 13,56 МГц. Значение глубины проникновения при проводимости 30 мкСм / см (3 мСм / м ) составляет:

δ13.56 МГц = 1πfμσ = 1π ∙ 13,56 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 3 ∙ 10-3 = 2,5 м

При значении проводимости 2000 мкСм / см (0,2 См / м ) глубина проникновения падает до :

δ13,56MHz = 1πfμσ = 1π ∙ 13,56 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 0,2 30 см

Хотя при более низких значениях проводимости реализация эффективной системы RFID дальнего действия все еще возможна, когда проводимость воды растет, глубина проникновения падает до значений, которые делают это решение трудным для реализации или даже полностью невозможным.В любом случае, возможность использования HF RFID в определенных средах, таких как реки или озера, должна быть тщательно оценена в каждом конкретном случае. Следует сделать дополнительное замечание: с точки зрения характеристик НЧ и ВЧ системы схожи. Это означает, что, если система не предъявляет особых требований, настоятельно рекомендуется использовать технологию LF.

На более высоких частотах значение глубины проникновения падает до значений, которые позволяют использовать эти системы только для контактных или коротких диапазонов.На частоте 800 МГц глубина проникновения со значением проводимости соответственно 30 мкСм / см (3 мСм / м ) и 2000 мкСм / см (0,2 См / м ) составляет:

δ800 МГц = 1πfμσ = 1π ∙ 800 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 3 ∙ 10-3 ≈32,5 см

и

δ800 МГц = 1πfμσ = 1π ∙ 800 ∙ 106 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 0,2 ≈4 см

Для микроволн эти значения снижаются до:

δ2,45 ГГц = 1πfμσ = 1π ∙ 2,45 ∙ 109 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 3 ∙ 10-3 ≈18,6 см

δ2,45 ГГц = 1πfμσ = 1π ∙ 2,45 ∙ 109 ∙ 4π ∙ 10-7 ∙ 0,2 ≈2,3 см

Необходимо замечание: полученные значения глубины проникновения являются идеальными значениями и представляют собой в основном верхнюю границу.Это означает, что в большинстве случаев эффективная система будет предоставлять реальные диапазоны считывания заметно ниже, а в некоторых случаях она вообще не работает.

9038 9038 903 9038 Сальтановая энергия

	Низкая частота 125 кГц	Высокая частота 13,56 МГц	Сверхвысокая частота 800 МГц		71 см	68 мм	9 мм	5 мм
Пресная вода 30 мкСм / см	26 м	2.5 м	32,5 см	18,6 см
Пресная вода 2000 мкСм / см	3,2 м	30 см	4 см	2,3 см

Таблица 1.

9s глубина проникновения рассматриваемые частоты как для соленой, так и для пресной воды

В заключение, хотя теоретические данные предполагают, что возможно несколько решений, когда RFID требуется для подводных приложений, можно утверждать, что для получения надежных результатов рабочая частота должна быть как можно более низкой.В частности:

• Для соленой воды считывание на большом расстоянии возможно только с использованием низкочастотных систем;

• В соленой воде считывание с близкого расстояния или контактное считывание возможно также на более высоких частотах. Как бы то ни было, и в этих случаях может быть очень трудно достичь надежного уровня считывания на частотах выше 13,56 МГц;

• Для пресной воды показания на большом расстоянии могут быть получены не только с помощью низкочастотных систем, но также с использованием высокочастотных устройств, работающих на 13.56 МГц. В любом случае, и в этом случае настоятельно рекомендуется использовать низкочастотные сигналы из-за их более высокой надежности;

• Когда в пресной воде требуется считывание с близкого расстояния или контактное считывание, могут быть эффективны практически все частоты, даже если нет исследований, подтверждающих эффективность частот УВЧ.

4. Приложения RFID под водой

RFID в настоящее время является одной из наиболее распространенных технологий автоматической идентификации предметов.Существует бесчисленное множество областей, где RFID используется для контроля доступа, отслеживания предметов, идентификации людей и животных и многих других приложений. Во всяком случае, существует несколько приложений, где RFID используется под водой.

Вопрос гидроизоляции транспондеров имеет решающее значение для многих приложений, и было реализовано несколько устройств, обеспечивающих высокий уровень защиты от контакта с водой. Пластиковые бирки по своей сути являются водонепроницаемыми устройствами, а такие предметы, как браслеты, адаптированы для ношения под водой.В любом случае, все эти устройства были разработаны только для защиты от проникновения воды, а не для считывания непосредственно под водой. Более того, ни один ридер не был реализован для использования под водой. Можно легко найти считыватели, обеспечивающие высокий уровень защиты от воды: в любом случае, они предназначены только для размещения снаружи, например, на стенах зданий для контроля доступа, а затем для защиты от непогоды.

Шаг вперед — разработка транспондеров, которые могут быть размещены на бутылках или других предметах, содержащих жидкости.В этом случае решение в основном связано с введением диэлектрического слоя, который просто разделяет транспондер и жидкость, позволяя таким образом считывать данные.

В любом случае, количество приложений, в которых обмен данными происходит полностью под водой, в настоящее время очень мало: большая часть этих приложений связана с отслеживанием животных и мониторингом окружающей среды, в основном в морской среде.

4.1. Отслеживание животных

Возможность отслеживать животных, имеющих решающее значение для промышленного животноводства, с помощью технологии RFID, вероятно, впервые подняла вопрос, можно ли считывать RFID-метки, погруженные в воду.Тело большей части живых существ в основном состоит из воды: например, около 65% человеческого тела состоит из воды. Необходимость гарантировать целостность устройства слежения (в данном случае транспондера) стимулировала его размещение в месте, где его нельзя удалить, то есть внутри тела отслеживаемого животного. Поскольку тело животного в основном состоит из воды, для считывания ретранслятора извне необходимо найти технологическое решение, позволяющее избежать изолирующего эффекта водного слоя.

Использование RFID для отслеживания животных в настоящее время очень распространено, а также привело к реализации двух специальных стандартов, стандартов ISO 11784 и ISO 11785, которые регулируют использование устройств RFID, в частности имплантируемых транспондеров, для идентификация животных. Стандартные системы RFID для слежения за животными работают на частоте 134,2 кГц (низкочастотный диапазон). Транспондеры, используемые для этой цели, обычно представляют собой бирки из стеклянных цилиндров, которые модифицированы для нанесения под кожу животного, прикрепления к уху животного или для проглатывания животным.

Даже если эти приложения имеют дело с взаимодействием с водой, они не подходят для систем под водой. Как бы то ни было, технология RFID использовалась также для отслеживания животных под водой. В частности, низкочастотная технология RFID использовалась для идентификации рыб в аквариумах [8]. В океанариуме «Подводный мир Сингапура», в «Подводном мире» в Паттайе, Таиланд, и в Центре аквариумных и морских наук Вирджинии, метки из низкочастотного цилиндрического стекла были прикреплены под кожу ряда рыб.

Меченые рыбы идентифицируются, когда они подходят близко к антенне дальнего действия, расположенной на стекле аквариума, в котором содержатся рыбы. Когда рыба проходит перед антенной, считывается идентификационный код, хранящийся внутри транспондера, и рыба идентифицируется. После того, как рыба будет идентифицирована, посетители аквариума могут получить интерактивный набор информации о животном. В частности, специальное программное обеспечение выводит на экран изображение рыбы и описание: эти данные хранятся на экране до тех пор, пока новая рыба не пройдет близко к антенне.

Рис. 1.

Антенна Вирджинского аквариума и морской науки для идентификации рыб.

4.2. Мониторинг трубопроводов

Еще одно интересное приложение, которое предусматривает использование технологии RFID под водой, сосредоточено на мониторинге трубопроводов, используемых для транспортировки нефти [9]. Это решение в настоящее время только протестировано, а информации о возможных эффективных приложениях, работающих в настоящее время, не получено. В таких приложениях низкочастотные RFID-метки применялись непосредственно на конвейере, сохраняя фиксированное расстояние между одним тегом и другим.

Метки работали на частоте 125 кГц, и они были адаптированы для точного размещения на трубе: в частности, стандартные транспондеры Hitag компании Phillips Semiconductor были помещены в защитный кожух, сформированный по кривизне трубы.

Компания Enertag, которая тестировала систему, также разработала специальный подводный считыватель: это было портативное водонепроницаемое устройство, подключенное кабелем к ПК, расположенному на лодке на поверхности моря.

Эта система использовалась для мониторинга состояния трубопровода.На практике транспондеры служили вехами, используемыми для определения точной части трубопровода. Эти данные были объединены с данными о ремонте трубопровода и данными о том, какая часть трубопровода требует помощи.

Рисунок 2.

Система мониторинга трубопроводов Enertag

4.3. Подводная навигация

ВМС США проанализировали возможное использование технологии RFID для поддержки навигации автономных подводных аппаратов [10].В этом приложении теги располагаются непосредственно на морском дне и содержат информацию, относящуюся к их положению внутри области, где движется транспортное средство.

Считыватель встроен непосредственно в автомобиль: каждый раз, когда транспондер попадает в зону действия считывающего устройства, информация, хранящаяся внутри него, считывается и затем используется транспортным средством для управления его перемещениями.

Хотя данных об эффективном применении этого решения не найдено, возможности использования такого типа системы многочисленны.Даже если это решение было предложено ВМС США, его можно было бы использовать также во многих гражданских приложениях, от мониторинга окружающей среды до управления портами.

4.4. Мониторинг окружающей среды

RFID-технология использовалась для мониторинга динамики прибрежных зон. Университет Сиены и Университет Пизы в Италии реализовали так называемую систему «Smart Pebble», в которой низкочастотные транспондеры используются для отслеживания перемещений набора камешков в течение заранее определенного промежутка времени в с целью изучения динамики береговой линии [11].

В этой системе за последние 4 года использовались различные типы транспондеров 125 кГц, от пластиковых дисковых меток до цилиндрических стеклянных меток. Эти метки были вставлены в настоящую гальку, подобранную прямо на пляжах, где должна была использоваться система: чтобы обеспечить размещение транспондера, галька была просверлена. Затем транспондер был приклеен к дну небольшого отверстия, проделанного в гальке, и затем он был закрыт небольшой каменистой крышкой, извлеченной во время операции бурения.

Как только был реализован большой набор гальки, он был размещен на пляже для изучения в соответствии с сеткой, покрывающей как всплывшую, так и затопленную часть пляжа. Благодаря специальному водонепроницаемому считывателю, реализованному с модификацией обычного считывающего устройства, используемого для контроля доступа, камешки затем были локализованы через заранее определенный промежуток времени. Начальная и конечная позиции были записаны с помощью тахеометра GPS: с этими данными был прослежен путь, по которому шел рой гальки, что позволило геологам легко понять динамику береговой линии и эрозионные эффекты метеорологических явлений.

Это приложение оказалось очень интересным, потому что его самым большим требованием было достижение максимально возможного диапазона считывания. Это ограничение вынудило протестировать различные аппаратные решения, чтобы получить наилучшие характеристики, особенно для соленой воды, в которой должна была использоваться система. Было проведено несколько тестов с устройствами HF (13,56 МГц), но полученные результаты не рекомендовали использовать это решение. В частности, дальность считывания, полученная с помощью обычного настольного ридера под соленой водой, была ниже 3 см.Этот результат соответствует теоретическим данным и исключает использование этой технологии для подводных приложений на больших расстояниях.

Следующие эксперименты были проведены на системах LF 125kHz: теоретический анализ этой технологии предвидел возможность их использования для приложений большой дальности также под водой. Тесты проводились с использованием считывателя дальнего действия, обычно используемого для контроля доступа. Для испытаний использовалось несколько видов транспондеров, от пластиковых дисков до стеклянных бирок.В ходе испытаний была сделана попытка максимально смоделировать реальные условия окружающей среды: для достижения этого результата была реализована модель морского дна с использованием пластиковой трубы. Результаты лабораторных испытаний показаны в таблице 2 и демонстрируют, что при использовании низкой частоты считывание данных на большом расстоянии возможно также под водой. Обратите внимание, что эксперименты проводились два раза, а затем результаты делятся на две подгруппы: первые три результата дают среднее значение от наилучшего и наихудшего значения связи, а вторые три предоставляют эти два значения отдельно [12 ].Результаты соответствуют теоретическому анализу: достигнутый диапазон считывания ниже глубины проникновения, которая затем выступает в качестве верхней границы.

ABS пластик 51см

Типология тегов	Идеальный диапазон считывания	Реальные условия
Нейлоновый диск	55cm	414
ПВХ диск	49см	36см
Прозрачный диск	50см	28-47см
Длинный стеклянный ярлык (34 мм)	657	657 Короткий	657 Стеклянная бирка (14 мм)	42см	30-41см

Таблица 2.

Дальность считывания различных низкочастотных транспондеров под водой

Первые эксперименты с системой Smart Pebble были проведены в 2009 году, и с тех пор это решение использовалось в нескольких приложениях на различных пляжах Италии. Эффективное использование системы примерно подтвердило результаты, зафиксированные в лабораторных испытаниях: в процессе локализации транспондеры, встроенные в гальку, были локализованы даже с расстояний более 50 см.

Рис. 3.

Умный камешек. На его поверхности можно заметить отверстие для транспондера

Рис. 4.

Момент операций по локализации

Хотя это приложение интересно, потому что море, вероятно, самая сложная среда для подводного использования RFID, эта технология также имеет несколько раз использовался для изучения переноса наносов в реках [13-14].

Все эти решения основаны на использовании низкочастотной технологии.Транспондеры 125 кГц или 134,2 кГц вводятся внутри гальки, которые действуют как индикаторы так же, как и в морских приложениях.

В любом случае, в способах обнаружения транспондеров возникают различия. В некоторых приложениях используется считывающее устройство, переносимое вручную: это означает, что в большинстве случаев считыватель находится вне воды и используется как своего рода металлоискатель на участках реки, где глубина очень мала. Другие интересные решения основаны на развертывании массива антенн непосредственно на дне реки.В этом случае помеченные камешки обнаруживаются только тогда, когда они проходят над одной из антенн.

5. Будущие приложения

Системы, описанные в предыдущих разделах, представляют собой хорошую отправную точку для разработки многих других возможных приложений в тех же прикладных областях, но также и в совершенно новых.

Начиная с приложения слежения за животными, распространение этого решения на другие сценарии ограничено, главным образом, диапазоном считывания, который заставляет рыбу приближаться к антенне считывающего устройства для идентификации.В любом случае, возможность отслеживать животных также под водой предполагает возможное использование технологии RFID также в секторе рыбоводства. В этом случае использование такого решения может быть использовано для отслеживания производственного процесса и для гарантии качества конечного продукта. С другой стороны, использование технологии RFID для отслеживания перемещений диких рыб значительно труднее. Диапазон считывания RFID делает практически невозможным отслеживание рыб в море (или даже в озере), поскольку вероятность того, что рыба приблизится к какой-либо антенне, расположенной в другом месте, близка к нулю.С другой стороны, RFID можно использовать для отслеживания перемещений рыб вдоль реки. В этом случае антенные решетки могут быть структурированы как своего рода барьер RFID в местах, где глубина реки достаточно мала, чтобы позволить обнаружение каждого транспондера, проходящего над ней. В этом случае такая система может быть полезна, например, для изучения миграционных процессов таких рыб, как лосось.

Методика, установленная для мониторинга трубопроводов, может быть легко распространена на другие типологии промышленного мониторинга.В частности, его можно применять для мониторинга состояния портовой инфраструктуры, корпусов судов, нефтяных платформ и всех других морских промышленных предприятий. Во всех этих сценариях RFID может быть полезен для отслеживания операций по техническому обслуживанию, выполняемых в определенных местах. Операторы могут использовать RFID-транспондеры как своего рода электронную заметку, где состояние сайта может быть прочитано и затем обновлено каждый раз, когда выполняется какое-либо вмешательство.