Бентонитовые маты для гидроизоляции и устройства противофильтрационных экранов

Бентонитовые плиты, или маты — широко распространённый в строительстве материал, главным компонентом которого выступает глина. Один из устаревших видов бентоматов — так называемый «глиняный замок», который применялся для гидроизоляции и других целей. В данной статье речь пойдёт об особенностях и свойствах современных бентонитовых матах, а также о нюансах их применения.

Что такое бентонитовые маты?

В современном строительстве наблюдается высокий спрос на надёжную гидроизоляцию, для которой характерен длительный срок службы. Гидрофобные материалы, которые применяются для защиты сооружений различного назначения, в том числе крупных тоннелей и мостов, должны выдерживать воздействие большого объёма жидкости и не терять при этом свои эксплуатационные свойства.

Этим требованиям удовлетворяют бентонитовые маты — материал рулонного типа, изготавливаемый из двух слоёв геотекстиля, между которыми располагаются гранулы бентонитовой глины. Составные части матов надёжно соединены друг с другом и вместе образуют очень прочный водонепроницаемый слой. 

Рассматриваемый материал используется практически повсеместно, в том числе он находит применение и для защиты подземных частей построек, предохраняя конструктивные элементы зданий от талых и грунтовых вод. Бентонит, разбухая при контакте с влагой, работает и в обратном направлении: защищает почву от негативного воздействия со стороны построек. Актуальный раньше «глиняный замок» был заметно усовершенствован, благодаря чему стал не только эффективным, но и простым в использовании материалом.

Поговорим об основных свойствах бентоматов. Бентонит является разновидностью глины, его плотность составляет приблизительно 2000-3000 кг/куб.метр. Монтаж плиты выполняется в сухом виде, а после контакта с влагой материал существенно увеличивается в размерах, не пропуская через себя влагу. При этом материал не теряет способность пропускать пар. В среднем бентонитовый мат увеличивается в объёме на 12-15% при контакте с водой. После разбухания для нормального функционирования материалу необходима влага и замкнутое пространство, в которое не поступает кислород. 

Читатйте больше об устройстве рулонной гидрроизоляции — “Устройство рулонной гидроизоляции с подробной инструкцией её монтажа“.

Из чего состоят бентонитовые маты и их виды

Бентонитовые маты представляют собой материал, состоящий из нескольких слоёв, а именно из гранул бентонита и двух слоёв геотекстиля. Выделяют 4 основные разновидности бентоматов, отличающиеся друг от друга по способу нанесения и структуре:

1. Бентонитовая глина сцепляется с неткаными синтетическим материалами.В первом случае бентонит, соединённый с клеевым составом, удерживается между двумя слоями геосинтетика. Клей отвечает за целостность материала при его транспортировке и монтаже. При увлажнении такого материала клей легко просачивается через неплотный нижний слой геотекстиля, обеспечивая тем самым плотное крепление бентонитового мата.
2. Глиняный слой располагается между двумя слоями геотекстиля, соединёнными за счёт прошивки.Второй вид бентонита характеризуется высокой степенью сопротивления сдвигу, которая обеспечивается за счёт сшивки двух слоёв геосинтетика друг с другом. Как правило, слои геотекстиля имеют разный формат — один из них тканый, а другой — нетканый.
3. Бентонит располагается между двумя слоями геосинтетика, которые соединяются друг с другом посредством иглопробивания.В третьем случае используется иглопробивной способ, обеспечивающий надёжное и при этом достаточно эластичное соединение синтетических покрытий между собой. Более того, иглопробивная технология позволяет обеспечить равномерное распределение гранул бентонита между слоями геотекстиля.
4. Бентонит удерживается на поверхности полимерной плёнки за счёт адгезионных свойств.Последний вариант предполагает использование бентонита, соединённого с клеевым составом. Соединением с геотекстилем при этом осуществляется за счёт высокой степени адгезии полученного материала.

Характеристики бентонитовых матов

Ниже представлена таблица основных технических характеристик бентонитовых матов:

Преимущества и недостатки бентонитовых матов

У бетонитовых матов достаточно много положительных свойств. Именно с этим связано их широкое применение в строительстве.

Преимущества:

1. Способность выдерживать высокое гидростатическое давление (достигающего 70 метров водяного столба);
2. Способность сохранять первоначальные эксплуатационные характеристики при механических, химических и температурных воздействиях;
3. Высокие показатели прочности, эластичности и экологичности;
4. Маленький коэффициент фильтрации, то есть низкая водопроницаемость материала;
5. Нетрудоёмкий процесс монтажа, для которого не требуется специализированное оборудование или сложный набор инструментов;
6. Преимущество над другими методами гидроизоляции – например, один слой бентомата толщиной всего 6 мм способен заменить глиняную гидроизоляцию, толщина которой достигает 1 метра.

Недостатки: 

1. Необходимость создания закрытого пространства вокруг бентонитовых матов (например, пригрузка гидроизоляции бетонной стяжкой или прижимной стенкой небольшой толщины);
2. До монтажа стяжки или прижимной стенки бентоматы необходимо защищать от атмосферных осадков и других явлений, для этого можно использовать полиэтиленовую плёнку;
3. Низкая стойкость к контакту с некоторыми химическими веществами, например, с солями серной или соляной кислоты;
4. Неспособность сопротивляться давлению, величина которого превышает 200 кПа;
5. Невозможность восстановления бентонитовой плиты: при значительном повреждении её не подвергают ремонту, а сразу заменяют на новую;
6. Непрекращающийся и при этом сильный поток воды негативно сказывается на состоянии геля, находящего внутри бентомата.

Применение бентонитовых матов

Выделяют несколько основных областей применения бентонитовых матов. Среди них — добывающие промышленности, и в особенности нефтедобывающая: в таких случаях бентонитовая гидроизоляция надёжно защищает не только сами постройки от влаги, но и окружающую их почву — от токсических веществ. Также бентоматы применяются для предохранения магистралей, полигонов, химических и атомных отстойников, испарителей, гидротехнических конструкций и других сооружений от воздействия влаги.

Более привычные сферы использования бентонитовой гидроизоляции – это влагозащита промышленных и жилых сооружений, обработки подвалов, фундаментов, цокольных этажей и парковок, а также мостов, тоннелей и построек из железобетона. Актуален такой материал и в транспортном строительстве: с его помощью от погодных условий защищаются автомобильные дороги и железнодорожные пути, а также водоёмы и почва, на которые зачастую попадают опасные химические вещества.

Гидроизоляция бентонитовыми матами

Основное применение бентонитовых матов — обеспечение гидроизоляции различных сооружений. При этом данный гидрофобный материал может укладываться как на горизонтальные, так и на вертикальные поверхности (например, на стены, кровельные конструкции и так далее). При этом монтаж бентоматов на горизонтальные плоскости не составляет труда: плиты укладываются на предварительно подготовленную поверхность с соблюдением нахлёста, а швы между ними обрабатываются гранулами бентонита.  

Если же материал монтируется на вертикальные плоскости, то для их крепления используются металлические дюбели, которые и обеспечивают соединение матов, например, со стеной. При этом соблюдение нахлёста не менее важно, чем в случае с горизонтальными поверхностями. По завершении процесса монтажа швы также промазываются бентонитом. После проведения гидроизоляции бентонитовыми матами важно залить обработанную поверхность бетоном или же засыпать её. 

Читайте больше об устройстве различных видов гидроизоляции — “Виды гидроизоляции: разновидности материалов и способы их нанесения”

Устройство противофильтрационных экранов

Другой вариант использования бентонитовых плит — это организация противофильтрационных экранов, которые препятствуют загрязнению почвы, а также грунтовых и талых вод всевозможными вредными веществами. Такое использование бентоматов особенно актуально при строительстве промышленных сооружений, полигонов, резервуаров, предназначенных для отходов, мест хранения нефти, свалок, автомобильных дорог, железнодорожных путей и других подобных конструкций.

Технология укладки бентонитовых матов

Перед началом монтажа бентонитовых матов важно тщательно подготовить рабочую поверхность. Она тщательно очищается от мусора и любых загрязнений, а также от участков неплотного бетона. Если обрабатывается горизонтальная поверхность, следует в том числе подготовить и стены, на которые выполняется нахлёст материала. В тех случаях, когда обрабатываются подземные конструкции, гидроизоляцию рекомендуется проводить со всех сторон, чтобы не допустить протечки и другие неприятные явления. 

На подготовленной поверхности могут остаться лишь некрупные камни, диаметр которых не превышает 30 мм. Если монтаж бентонитовых плит выполняется на грунт, следует также очистить территорию от корней растений и утрамбовать землю, расположенную под обрабатываемой конструкцией. 

Укладка материала выполняется таким образом, чтобы тканая сторона была направлена к защищаемой поверхности, а нетканая подвергалась непосредственному воздействию жидкости. Раскат рулонов выполняется в одном направлении с соблюдением нахлёста в 10-30 см. Для обработки швов и стыков используется густая смесь, состоящая из гранул бентонита и воды. Фиксация бентонитовой гидроизоляции к грунту выполняется при помощи анкерных болтов, гвоздей или скоб, а к вертикальным поверхностям – с использованием металлических дюбелей. 

Работы проводятся только в сухую погоду при положительной температуре окружающей среды. После укладки бентоматы покрываются полиэтиленовой плёнкой во избежание их контакта с атмосферными осадками. Обработка инженерных коммуникаций выполняется с применением специальных бентонитовых шнуров — жгутов, снабжённых самоклеящейся поверхностью и склонных к увеличению своих размеров под воздействием влаги.

Горизонтальный монтаж бентонитовой гидроизоляции (на примере фундамента) выполняется следующим образом:

1. Рулон гидроизоляции раскатывается в одном выбранном направлении;
2. Укладка выполняется с соблюдением нахлёста, а все швы дополнительно обрабатываются;
3. По периметру всей обработанной поверхности оставляется выпуска размером примерно 10 см, необходимый для дальнейшего соединения гидроизоляции с вертикальными плоскостями.

Для горизонтальной гидроизоляции оптимальным вариантом считается закупка бентоматов шириной не более 5 метров. В таком случае количество стыков и швов получится минимальным. В случае вертикальной гидроизоляции лучше всего приобретать рулоны материала длиной от одного метра.

Вертикальный монтаж бентонитовой гидроизоляции выполняется следующим образом:

1. Тканая поверхность геотекстиля направляется на защищаемую плоскость;
2. Рулон материала раскатывается в одном направлении с нахлёстом полотен друг на друга (не менее 10 см);
3. Запуск на углы и горизонтальные поверхности должен составлять не менее 30 см;
4. Расстояние между дюбелями, которые скрепляют полотна между собой, должно составлять не менее 40 см. 

Цены бентонитовых матов и расценки на работы по их укладке

Ниже представлены таблицы со средними расценками на бентонитовые маты, а также на различные виды работ по их монтажу.

Цены бентонитовых матов различных видов

Цена на устройство бентонитовых матов за м2

Марки бентонитовых матов

На сегодняшний день выделяют несколько производителей бентонитовых матов, чьи материалы пользуются большим спросом. При выборе подходящего варианта специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие моменты:

• При изготовлении бентомата должен использоваться первичный геотекстиль, при этом одна сторона материала выполняется в белом цвете (нетканая поверхность), а другая – с использованием нитей чёрного цвета (тканая поверхность);
• Качество как геотекстиля, так и самого бентонита должно быть подтверждено результатами лабораторных исследований, которые проводятся непосредственно на заводе-изготовителе;
• Плотность и прочность бентонитовых матов достигаются иглопробивным методом, в результате которого формируется ровная поверхность мата (это объясняется равномерным распределением гранул бентонита между слоями геотекстиля). На этапе приобретения материала следует убедиться в том, что его поверхность действительно ровная, развернув материал и прощупав его.

Бентонитовый мат Ас 50

Маты Ас 50 изготавливаются из полипропиленового каркаса, с одной стороны которого фиксируется тканый геотекстиль, а с другой — нетканый. В основе производства таких бентоматов лежит иглопробивной способ. Сам материал имеет вид рулонов размерами 5×40 метров, содержание бентонита в нём составляет всего 3,5 кг/кв.метр, а коэффициент фильтрации равняется 6*10^(-10) м/сек. Такой материал долговечен, устойчив к химическому загрязнению, а также он обладает способностью «самовосстанавливаться» с течением времени.

Бентонитовый мат Ас 100

Маты Ас 100 изготавливаются так же, как и Ас 50, то есть с применением натриевого бентонита. При этом содержание бентонита в них составляет 4,8 кг/кв.метр, а коэффициент фильтрации также равняется 6*10^(-10) м/сек. Такой материал выдерживает высокое гидростатическое давление и температурные перепады, а его монтаж можно осуществлять при любых погодных условиях.

Бентонитовый мат Асл 100

Маты Асл 100 обладают точно такими же характеристиками, как и материал Ас 100. При намокании такой состав способен увеличиваться в объёме не менее, чем в 16-18 раз, а лучше всего он показывает свои свойства в замкнутом пространстве, в которое не поступает кислород. Для материала свойственна низкая водопроницаемость и отличная устойчивость к большому количеству циклов «замораживание — нагрев» и «гидратация — высыхание».

Бентонитовые маты bentizol/бентизол

Маты Bentizol по многим параметрам превосходят бентонитовые маты других производителей. Они обладают высокой прочностью на разрыв (более 360 Н/метр), способностью к относительному удлинению на 20%, стойкостью к давлению жидкости, превышающему 7 атмосфер, а также удобством транспортировки и монтажа и долговечностью. Материалы Bentizol применяются практически повсеместно и собирают большое количество положительных отзывов покупателей.

Бентонитовые маты bentomat

В матах от отечественного производителя Bentomat содержание монтмориллонита достигает 90%. Данный материал на протяжении длительного времени лидирует на строительном рынке. Он находит применение в бытовом и промышленном строительстве, при сооружении природоохранных объектов, различных резервуаров, отстойников и станций, а также водоохранных построек и автомагистралей. Материал отличается высокой устойчивостью к механическим воздействиям и к контакту с химическими веществами, а также хорошими показателями эластичности.

Бентонитовые маты бентотех

С укладкой матов Бентотех вполне можно справиться самостоятельно. Они имеют гладкую поверхность и отлично подходят для горизонтальной гидроизоляции, а также для устройства противофильтрационных экранов. При повреждениях такие бентоматы «самовосстанавливаются» в короткие сроки. За счёт данной способности обеспечивается полная герметичность как самого мата, так и защитного экрана. Бентотех за счёт своей эластичности подходит для работы на любых поверхностях, в том числе на поверхностях сложной формы, а также на почвенном слое.