Бентонитовая глина в строительстве

Бентонитовая глина — природный материал монтмориллонитовой группы, широко применяемый в строительстве благодаря уникальной способности к набуханию при контакте с водой. Натриевый бентонит увеличивается в объёме в 14–16 раз, что делает его незаменимым для гидроизоляции.

Монтмориллонит — слоистый алюмосиликатный минерал, кристаллическая решётка которого способна поглощать воду в межслоевое пространство. При этом происходит раздвижение слоёв и увеличение объёма материала. Этот процесс обратим: при высыхании бентонит отдаёт воду и уменьшается в объёме, а при повторном увлажнении набухает снова. Именно эта обратимость обеспечивает способность бентонита к самозалечиванию.

Ключевое различие между типами бентонита — обменный катион. Натриевый бентонит набухает в 14–16 раз, кальциевый — лишь в 3–5 раз. Для гидроизоляции применяется только натриевая форма, поскольку именно она обеспечивает требуемую водонепроницаемость. Природный кальциевый бентонит может быть активирован натрием для улучшения свойств.

Свойства бентонита

Основные свойства бентонита, определяющие его применение в гидроизоляции:

Водонепроницаемость бентонита обусловлена формированием плотного геля при набухании. Набухший бентонит образует водонепроницаемый барьер, не пропускающий воду даже под давлением. Коэффициент фильтрации набухшего бентонита составляет менее 10⁻⁹ м/с, что соответствует практически водонепроницаемому материалу.

Химическая стойкость бентонита обеспечивает его долговечность в агрессивных средах. Бентонит устойчив к воздействию сульфатов, хлоридов, органических кислот и других агрессивных компонентов, содержащихся в грунтовых и сточных водах.

Области применения

Бентонит применяется в строительстве для решения широкого круга задач:

• Гидроизоляция швов бетонирования. Бентонитовые шнуры герметизируют холодные и рабочие швы, обеспечивая самозалечивание.
• Устройство бентонитовых матов. Маты применяются для гидроизоляции поверхностей подземных сооружений.
• Противофильтрационные завесы. Бентонит используется для создания водонепроницаемых экранов в грунте.
• Герметизация проходок. Бентонитовые шнуры герметизируют проходки труб и кабелей.
• Буровые растворы. Бентонит применяется для приготовления буровых растворов при устройстве свай и стен в грунте.

Универсальность бентонита обусловлена сочетанием уникальных свойств: набухание, водонепроницаемость, химическая стойкость, долговечность и обратимость. Это делает его одним из наиболее эффективных материалов для гидроизоляции.

Бентонитовые материалы

На основе бентонита изготавливается широкая номенклатура гидроизоляционных материалов:

• Бентонитовые шнуры — профилированные элементы для герметизации швов бетонирования. Закладываются в шов до бетонирования, при контакте с водой набухают и герметизируют шов.
• Бентонитовые профили — элементы сложной формы для герметизации узлов примыканий и проходок.
• Бентонитовые маты — рулонный материал из бентонита между слоями геотекстиля для гидроизоляции поверхностей.
• Бентонитовые гранулы — сыпучий материал для заполнения пустот и устройства противофильтрационных завес.

Все бентонитовые материалы работают по единому принципу — набухание при контакте с водой с формированием водонепроницаемого барьера. Различие заключается в форме и способе применения, что позволяет подобрать оптимальное решение для каждого узла.

Сравнение с альтернативными материалами

Бентонит сравнивается с альтернативными гидроизоляционными материалами по ключевым параметрам:

Бентонит vs гидрошпонка

• Преимущества бентонита: самозалечивание, простота монтажа, отсутствие сварных швов, низкая стоимость.
• Недостатки бентонита: ограниченная механическая прочность, требует защиты от преждевременного набухания.

Бентонит vs обмазочные материалы

• Преимущества бентонита: долговечность 50+ лет, самозалечивание, устойчивость к агрессивным водам.
• Недостатки бентонита: не покрывает поверхности, требует закладки до бетонирования.

Бентонит vs рулонные материалы

• Преимущества бентонита: отсутствие сварных швов, самозалечивание, простота монтажа.
• Недостатки бентонита: ограниченная механическая прочность, чувствительность к качеству укладки.

Бентонит оптимален для герметизации швов и узлов, где требуется самозалечивание и долговечность. Для сплошных поверхностей он комбинируется с другими материалами.

Расчёт набухания бентонита

Набухание бентонита характеризуется коэффициентом набухания — отношением объёма набухшего материала к исходному. Для натриевого бентонита этот коэффициент составляет 14–16.

Пример: бентонитовый шнур сечением 20 × 25 мм (площадь 500 мм²) при полном набухании увеличится в объёме в 15 раз. При этом линейные размеры увеличатся примерно в 2,5 раза (кубический корень из 15), то есть до 50 × 62 мм. Этого достаточно для заполнения шва шириной до 30–40 мм.

Расчёт необходимого сечения шнура выполняется исходя из ширины шва и требуемой степени заполнения. Для шва шириной 20 мм достаточно шнура сечением 20 × 25 мм, для шва 30 мм — шнура большего сечения. Точный расчёт выполняется по методике производителя с учётом конкретных условий.

Нормативная база

• ГОСТ Р 56707-2015 «Материалы гидроизоляционные бентонитовые»;
• СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод»;
• СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»;
• ГОСТ 25621-83 «Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие».

ОтправитьСохранить PDF