Строительство дорог, мостов и тоннелей в Арктике, Сибири и на Дальнем Востоке затруднено из‑за экстремальных морозов (до −50°C) и вечной мерзлоты. Главная проблема — вода: она проникает в микротрещины, замерзает, расширяется и разрушает конструкции, вызывая коррозию арматуры.
Сейчас используют два способа гидроизоляции. Первый — рулонные битумные материалы, которые раскатывают по поверхности, а стыки проплавляют горелкой. Метод дешевый, но ненадежный: на холоде битум трескается, швы могут протекать, а на сложных поверхностях материал прилегает плохо. Второй способ — бесшовное напыление полимочевины: оно прочное, эластичное и подходит для любых форм. Но для него нужно громоздкое оборудование, работающее только при плюсовой температуре, — его сложно и дорого доставлять в труднодоступные районы.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из МАДИ и ООО НПФ «Современные покрытия» разработали новую технологию, объединяющую плюсы обоих методов. Они создали прочное бесшовное покрытие из полимочевины, которое можно сворачивать в рулоны и перевозить как обычный стройматериал. Об этом порталу Наука Mail сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
Сначала с помощью фото- и видеосъемки создается точная 3D-модель конструктивного элемента транспортного объекта, — цифровая копия его поверхности со всеми изгибами, стыками и выступающими элементами. Эта модель передается на завод, где по ней собирают физический прототип — макет того участка, который нуждается в защите. Дальше его накрывают полиэтиленовой пленкой. И уже на нее напыляют двухкомпонентную полимерную смесь на основе полимочевины. Поскольку она не прилипает к полиэтилену, после застывания готовую пленку легко снимают с макета, сворачивают в рулон и отправляют на объект. На месте строительства рабочие расстилают покрытие и соединяют края специальным активатором.
Эксперименты показали, что полимочевина сохраняет свойства при температурах от −60°C до +150°C, выдерживает тяжелую технику и дорожные реагенты. Прочность мембраны (20−45 МПа) в 5−10 раз выше, чем у рулонных материалов. При этом ее можно монтировать даже в сильный мороз, а в заводских условиях нет потерь материала — в отличие от напыления на месте (где теряется около 30% смеси).
Мы выяснили, что расход гидроизоляции напрямую зависит от условий напыления. В идеале на квадратный метр покрытия толщиной 1,5 мм нужно 1,59 кг смеси. Но на практике часть материала неизбежно теряется — он просто разлетается в воздух в виде мельчайших капель и не попадает на поверхность. С учетом плотности компонентов и потерь в 30% мы рассчитали реальную норму: 2,27 кг на м². Теперь инженеры могут заранее знать, сколько материала заказывать.
Новая технология уже внесена в реестр Минтранса, утверждена ГОСТом и имеет сметные нормативы. Сейчас ее внедряют на отдельных объектах — она позволит строить и ремонтировать дороги и мосты в суровых условиях с меньшими затратами, а сами конструкции станут долговечнее.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новая технология МФТИ поможет оценивать риски обрушений зданий и дорог.
