Факторы влияющие на разрушение стен зданий в промышленности

Какие виды разрушения стен встречаются. Агрессивные воздействия на несущие каркасы и стены промышленных зданий могут быть в виде воздушной атмосферы с повышенной (60—75%) и высокой (более 75%) относительной влажностью, брызг и проливов кислот и щелочей, действующих на нижние части колонн и стен. Обычно встречается некоторая комбинация этих воздействий.

Кроме непосредственного воздействия, оказываемого воздушной средой или жидкими средами на элементы несущего каркаса колонны, балки и плиты, стены зданий находятся под действием перепада температуры и влажности между внутренним и внешним воздухом, а также под действием атмосферных осадков, ветра, солнечной радиации, оттепелей и заморозков. Температурный и влажностный перепад создают в ограждениях стен поток тепла и влаги, направленный в сторону низкой температуры и низкой влажности.

Одно из видов разрушений стен зданий — температура воздух и давление. Чтобы представить интенсивность, с которой давит внутренний воздух здания при различном насыщении его водяными парами, в табл. 1 приводятся данные зависимости давления пара Рн в мм рт. ст. л Pw в мм вод. ст. от температуры воздуха.
Так, например, при температуре наружного воздуха —20°С и относительной влажности 50% со стороны внешней и соответственно +30° и 75% с внутренней разница в парциальном давлении составляет 325—5,25 ~ 320 мм вод. ст. Столь значительная разница давлений и вызывает стремление водяного пара внедриться в материал стены. При этом происходят явления быстрого повышения относительной влажности воздуха по мере его охлаждения и продвижения через толщу стены, а затем и конденсации пара, приводящие к увлажнению стены.

Таблица 1. Давление водяного пара в воздухе различной относительной влажности

Если ограждение не обладает достаточным термическим сопротивлением, то конденсация пара может происходить на внутренней поверхности стен, стены потеют, на них образуется капельная влага. Такую картину можно наблюдать во влажных цехах промышленности (в варочных цехах пищевых комбинатов, красильных цехах текстильных комбинатов, банях, прачечных и т. п.), где толщина стен и, следовательно, термическое сопротивление недостаточны.

При достаточной толщине и термическом сопротивлении стен конденсация пара будет происходить на каком-то расстоянии от внутренней поверхности стены, там где воздух за счет его охлаждения достигнет полного насыщения. Еще глубже в толще стены протекающая влага может даже превратиться в лед и при замерзании будет разрушать материал стены.

Такой вид разрушений характерно для стен, ориентированных на юг, где в весеннее время происходит многократное оттаивание днем и замораживание ночью. Чтобы такого явления не происходило, стена должна иметь достаточную толщину и термическое сопротивление, а при пористых материалах в конструкции стен должны включаться пароизолирующие прослойки, преграждающие пути движения влаги.

Отсюда возникло общее правило — при устройстве однослойных стен из пористых материалов защищать их поверхность со стороны теплого цеха пароизолирующей окраской или оклеенной изоляцией, а при многослойных стенах прослойки из пористых, теплоизолирующих материалов ставить с внешней, холодной стороны стены.

При строительстве холодильников, если распределение температур при работе холодильника будет таким, что внутри холодных помещений температура будет ниже, чем на открытом воздухе или в соседнем теплом помещении, теплоизолирующие прослойки должны ставиться со стороны холодных камер, а плотные материалы снаружи.

Такое расположение материалов приводит к автоматическому высушиванию материала стен.
Воздух, находящийся в порах материала теплоизоляции, подогревается о более теплую часть стены, железобетонную плиту и стремится уйти вверх, а на его место поступает холодный наружный воздух, который в свою очередь подогревается, при этом повышается его влагоемкость и он отбирает влагу у материала стены, просушивая его.

Для устранения опасности увлажнения стен их необходимо проектировать с учетом изложенных соображений, при строительстве строго выполнять указания проекта, и при эксплуатации зданий не допускать превышения расчетных параметров по влажности воздуха, заложенных при проектировании.

Повышение расчетной влажности может происходить при нарушении работы системы вентиляции здания, чего нельзя допускать, а также при изменении условий эксплуатации цеха. В последнем случае нужно принять меры по усилению вентиляции и доведению влажности воздуха до проектной или принять дополнительные меры по утеплению и защите стен.

Схема высушивания материала стены при правильном расположении плотного слоя

1 — железобетонная стена; 2 — теплоизоляция; 3 — штукатурка; 4 — путь движения воздуха

Схемы конструкции стен промышленных зданий, виды стен

Стены промышленных зданий могут быть (рис. 1):
1) однослойными — кирпичными или легко бетонными, в которых основной слой стены совмещает несущие (конструктивные) и теплоизоляционные функции. Стены этого типа, особенно из красного кирпича хорошего обжига, рекомендуются для цехов с наличием кислых агрессивных газов. Панельные стены из легкого или ячеистого бетона могут применяться либо для цехов с малой влажностью (до 60%), либо со специальной изоляцией изнутри;

1. двухслойными, в которых один слой (обычно из тяжелого бетона) выполняет конструктивные функции, а второй (обычно из легких или ячеистых бетонов) —теплоизоляционные;
2. трехслойными, в которых тяжелый конструктивный бетон располагается к наружной и внутренней поверхности стены, а теплоизоляция— в середине; в некоторых новых конструкциях в качестве теплоизоляции служат расчлененные воздушные прослойки. Однако и в этом случае предпочтительнее, чтобы плотность и толщина наружного слоя бетона были меньше, чем внутреннего.

Рис. 1. Схема конструкции стен промышленных зданий

1 — однослойных; II — двухслойных; III — трехслойных; 1в, 1н — окраска внутренняя и наружная; 2в и 2н — штукатурка; 3, Зк, Зт — основной слой, конструктивный и теплоизляцоионный

В новых конструкциях из алюминия и пластиков влагопроницаемость через стены исключена, а влаговыделение, если оно связано с технологией производства, должно регулироваться хорошо рассчитанными и правильно эксплуатируемыми вентиляционными установками.
Несущий (конструктивный) слой стен зданий с высокой влажностью воздуха может быть выполнен из плотного бетона или в виде кладки из обыкновенного хорошо обожженного кирпича. Применение в этом случае силикатного кирпича или других легкоразрушаемых материалов не рекомендуется.

Теплоизоляционный слой предусматривают из цементных и бесцементных бетонов с легкими заполнителями (керамзитом, термозитом, шлаком и т. п.), ячеистых бетонов и теплоизоляционных материалов на кислотостойких синтетических смолах.
Внутренние защитные штукатурки могут выполняться из плотного раствора на портландцементе, жидком стекле или, в особо ответственных случаях, на основе синтетических смол. Пароизоляционный слой может быть выполнен в виде цементно-песчаной штукатурки с уплотняющими добавками или 3—5-слойной окраски на масляной или этинолевой основе. При наличии кислых газов в атмосфере цеха окраски должны выполняться кислотостойкими лаками.

Наружные штукатурки выполняют из неплотного раствора на цементно-известковом вяжущем или извести. Наружные окраски, если окружающая атмосфера не слишком загрязнена газами, выполняются по общестроительным правилам. В противном случае нужно применять защитные краски, например силикатные.

Особенности конструкций покрытий промышленных зданий

Когда проектируют покрытие промышленных зданий учитывают, что концентрация газов в верхних зонах цехов выше, чем на уровне пола. Кроме того, в некоторых цехах промышленных предприятий встречается повышенный конвекционный нагрев или нагрев лучистым теплом. С внешней стороны покрытий кровли подвергаются действию дождя и солнечной радиации летом, снега и льда зимой. Кроме того, пыль, выделяемая производством, оседает на кровли, растворяется в дождевых водах и разрушает кровельное покрытие. Образующиеся кислые растворы интенсивно разрушают металлические трубы, зонты и прочие элементы кровли, а щелочные растворы пагубно действуют на мягкие рулонные кровли.

Несущая конструкция покрытий промышленных зданий выполняется в виде металлических или железобетонных балок и ферм, опирающихся на сетку колонн или стены, железобетонных подстропильных балок и плит, армоцементных или асбестоцементных плит, стальных листов, стеклопластиковых плит.
Металлические конструкции выполняются из обычной или слаболегированной стали. В цехах химической промышленности за рубежом достаточно широко применяются конструкции из алюминиевых сплавов.

Стальные конструкции должны поступать с заводов-изготовителей в огрунтованном, а еще лучше в окрашенном виде, так как подготовку поверхности металла, а также нанесение грунта и лакокрасочных покрытий проще организовать в специальных цехах на заводе. При этом и качество работ значительно выше. После монтажа конструкций лакокрасочная защита наносится только в узлах соединения и исправляется в местах повреждений, допущенных при транспортировке и установке на место.

Конструкции из алюминиевых сплавов защищаются анодированием и дополнительно лакокрасочными покрытиями.
Применяются железобетонные предварительно напряженные сплошные и составные балки пролетом от 12 до 24 м и железобетонные фермы с обычным армированием пролетом 12—18 м, смешанные фермы с железобетонным верхним поясом и металлическим шпренгелем пролетом до 18 м или стальным нижним поясом пролетом до 24 м и предварительно напряженные железобетонные фермы пролетом от 18 до 36 м.

Назначение железобетонных балок и ферм при проектировании покрытия промышленных зданий должно производиться с учетом: с ограничениями по виду армирования и трещино-стойкости при наличии высокой влажности и агрессивности воздушной среды в цехе.
Защиту поверхности элементов сборных железобетонных конструкций, так же как и металлических, рекомендуется выполнять на заводах-изготовителях или на подготовительных площадках, а после монтажа защищать только в местах стыков и повреждений.

Плиты железобетонные ПКЖ-1-14, ПНС-4 и ПНС-5-8 со стержнвой арматурой для покрытий промышленных зданий с высокой влажностью и агрессивными средами можно применять с ограничением и с повышенной их защитой, так как они изготовляются с очень малым защитным слоем бетона и весьма уязвимы в отношении коррозии арматуры в полке, и в продольных ребрах у опор, а также в отношении коррозии закладных частей —опорных анкеровпят.

Плиты железобетонные ПСБ-1-4 пролетом 6 м, ПИТП-6 и ПКЖН-1-4 пролетом 12 м со струнной арматурой и армопенобетонные КАП-10-16 в покрытиях цехов с высокой влажностью и агрессивными средами применять запрещается, ввиду опасности коррозии проволочной арматуры в них.

Чердачные и бесчердачные покрытия

Чердаки в большинстве случаев устраиваются в межферменном пространстве и используются для прокладки различных коммуникаций и как вспомогательные помещения.

Чердачные перекрытия устраиваются так же, как в жилых и общественных зданиях.

Бесчердачное покрытие состоит из несущих и ограждающих элементов. Несущие элементы могут быть железобетонными, металлическими и деревянными; ограждающие настилы делаются железобетонными, армопенобетонными, деревянными (для временных и подсобных зданий) и из волнистой асбофанеры (для неотапливаемых зданий).

Наибольшее распространение получают сборные железобетонные конструкции, обладающие высокой степенью огнестойкости и индустриальности, что обеспечивает требуемую экономичность сооружений при максимальных темпах строительства.
Стальные конструкции не получили большого распространения и во всех случаях, где это возможно, заменяются железобетонными.

Деревянные несущие и ограждающие конструкции применяются только в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом и там, где производственный процесс безопасен в пожарном отношении; благодаря недолговечности деревянные конструкции применяются только во временных и вспомогательных сооружениях.
Несущие элементы покрытий опираются на стойки, установленные через 6 или 12 м (рис. 1). При 12-метровом шаге стоек и при 6-метровых настилах балки или фермы покрытий устанавливаются через 6 ми в пролетах между колоннами опираются на подстропильные фермы.

Рис.1. Крупнопанельные железобетонные покрытия
a — при шаге колонн 12 м; б — при шаге колонн 12 м с подстропильными фермами; 1 — железобетонные ребристые панели; 2 — балки; 3 — подстропильная балка; 4 — колонна

Ограждающие элементы покрытий делаются беспрогонными из железобетонных настилов пролетом 6 и 12 м или укладываются по прогонам железобетонным по железобетонным фермам, стальным — по стальным или железобетонным фермам, деревянным — по деревянным фермам (рис. 2, а и б). Расстояние между прогонами в соответствии с размерами настилов составляет 1,5—2,5 м.

Рис.2. Сборные железобетонные покрытия
а — по стальным прогонам; б — по железобетонным прогонам; 1 — верхний пояс фермы; 2 — прогон; 3 — железобетонные плиты покрытия; 4 — утеплитель; 5 — рубероид по пергамину; 6 — армопенобетонная плита

В зависимости от требуемой теплоизоляции бесчердачные покрытия делаются теплыми в зданиях с большой влажностью воздуха (в целях избежания конденсата), полутеплыми — в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом, холодными — в неотапливаемых и в зданиях со значительными тепловыделениями.

Покрытия для кровель промышленных зданий с уклоном до 50%

Покрытие крыши: дегтебетон

Покрытие крыши: дегтебетон — смесь мелкого щебня или гравия, песка, минерального порошка, каменноугольного пека и антраценового масла. Смешивание производится в горячем состоянии.
Дегтебетонные покрытия крыши делаются в один или два слоя по деревянному, бетонному или иному основанию. Между основанием и дегтебетоном укладывается слой песка в 1,5 см. Дегтебетонный слой разделяется деформационными швами на участки.
Вяжущим служит «составленный деготь» — пек, разжиженный атраценовым Маслом, или «отогнанный» деготь, получаемый варкой сырого каменноугольного дегтя. Различают пек мягкий (температура размягчения 40 — 50° Ц) и средний (температура размягчеи ния 65 — 75°).

Для повышения температурной устойчивости в тот и другой деготь вводится минеральный порошок (молотые известняки, доломиты, тонкая зола пылевидного топлива, молотые шлаки и т. п.): Получаемое вяжущее называют «наполненным дегтем».

Подбор составных элементов и смесей дегтебетона. Соотношение между каменноугольным песком и антраценовым маслом должно быть таким, чтобы температура размягчения смеси (определяемая по методу «кольцо и шар») получалась для однослойного покрытия 35°, для нижнего слоя двух­слойного — 25°, для верхнего слоя двухслойного — 40°.

Соотношение частей наполненного дегтя должно давать температуру размягчения смеси для однослойного покрытия 60°, для нижнего слоя двухслойного — 50°, для верхнего слоя двухслойного — 70°. Весовое отношение дегтя и минерального порошка в наполненном дегте — в пределах от 1 : 0,5 до 1 : 2,5 (в зависимости от объемного веса порошка).
Пустотность каменной смеси дегтебетона должна быть не более 28%.

Количество наполненного дегтя в дегтебетоне принимается равным пустотности, увеличенной на 15 — 25%.
Найдя, таким образом, составные элементы дегтебетона, производят пробную варку для определения удобоукладываемости его; убавляя или прибавляя количество наполненного дегтя, определяют минимальное количество его, при котором сохраняется удобоукладываемость дегтебетона. Обычно это количество заключается между 11 и 14% от общего веса готового бетона.
Однослойное покрытие здания дегтебетоном делают толщиной 20 мм с деформационными швами через 3 м.

При двухслойном покрытии нижний слой делают из пластичного дегтебетона, а верхний, толщиной 3 — 5 мм, — из тугоплавкого наполненного дегтя. Верхний слой наносят фибровыми щетками и засыпают песком. Деформационные швы в этом покрытии делают через 4,5 м.
В нижнем слое двухслойного покрытия крыши прокладывают в качестве арматуры в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях рогожу, дрань, камыш и т. п. При армировании в двух направлениях деформационные швы делают на расстоянии 6 м.
Дегтебетонная кровля должна иметь уклон не менее 5° и не более 20°. Больший уклон допустим только на временных зданиях подсобного назначения.

При невозможности изготовить дегтебетон безрулонная кровля здания может быть осуществлена одним из двух следующих способов.
1. По утеплителю укладывают слой каменной крошки, по которой разливают горячий наполненный деготь с температурой размягчения для средней полосы (50°).

Наполненный деготь изготовляют по рецептам:

• а) составленного или отогнанного дегтя 75—80%, молотого шлака и т. п. 25—20%;
• б) составленного или отогнанного дегтя 40—50%, молотого известняка, трепела и т. п. 60—50%.

Разлив смесь, ее посыпают (до остывания) через сито слоем песка или щебеночных высевок крупностью до 5—7 мм.
Указанное покрытие применимо для землянок и подсобных зданий с уклоном кровли не более 15 — 20%.

2. Утеплитель, предварительно выровненный цементной или бесцементной смазкой, смазывают дегтевой мастикой. Составленный или отогнанный деготь для такой мастики должен иметь температуру размягчения в средней полосе 40 — 45° Ц.
Для получения дегтевой мастики для покрытия крыши могут применяться составы:

1. составленного или отогнанного дегтя 75—80%, асбеста VI сорта 25 — 20%;
2. составленного или отогнанного дегтя 85 — 88%, торфяной кроши или опилок крупностью до 2 мм 15 — 12%.

Поверхность мастики засыпают нагретым песком или высевками:

Такие покрытия применимы для кровель промышленных зданий с уклоном до 50%.

Схемы конструкций покрытий промышленных зданий, виды кровельных покрытий

Конструкции покрытий промышленных зданий могут быть утепленными и неутепленными.
В состав конструкции покрытия (рис. 1) входит собственно несущая конструкция в виде железобетонной монолитной, чаще сборной плиты из отдельных элементов, а также паро-, тепло- и гидроизоляция. В неутепленном варианте это может быть армоцементная, аобестоцементная, стальная или стеклопластиковая оболочка с соответствующими защитными покрытиями.

Несущая конструкция в утепленных кровлях, как правило, выполняется из сборных железобетонных плит корытного сечения шириной 1,5— I 3 м, пролетом 6 или 12 м, при веденных выше типов, перекрывающих здание по фермам, реже из монолитного железобетона.
Отдельные плиты покрытия соединяются между собой плотным цементно-песчаным раствором состава 1 : 1,5—1 : 2. Заделка стыков должна быть тщательной и плотной, без пропусков, так как неплотности заделки — это пути проникания влаги в толщу покрытия с последующим разрушением конструкции.

Лароизоляционную прослойку в утепленных кровлях устраивают в виде 2—4-слойного ковра из рубероида или пергамина на битумной мастике. Более долговечная паро- изоляция получается при применении рулонного материала на негниющей основе — гидроизола или безосновного бризола. С увеличением выпуска рулонных пластиков (полиэтилена, полиизобутилена, тонкого винипласта и пластиката из полихлорвинила), укладываемых на битумной мастике или синтетических клеях, они получат широкое применение. Швы рулонных или листовых пластиков рекомендуется сваривать.

Теплоизоляция в конструкции покрытий промышленных зданий с агрессивными средами и влажными процессами должна выполняться из негниющих и малоувлажняемых материалов, водостойких поропластов, минеральных матов, газо- и керамзитобетонов.
Выравнивающий слой под мягкую кровлю выполняется из цемент-нопесчаного раствора толщиной 20—30 мм, а при необходимости создания уклона на плоских кровлях и более 30 мм.

Рис. 1. Схемы устройства утепленных и неутепленных покрытий промышленных зданий а — утепленное покрытие; б — г — неутепленные покрытия; 1 — несущая конструкция — железобетонная плита; 2 — пароизоляционная прослойка; 3 — теплоизоляционный слой; 4 — выравнивающий слой, стяжка; 5 — гидроизоляционный ковер, мягкая кровля; 6 — бронирующий слой, бетонные плитки по слою песка или слой гравия; 7 — защитная или декоративная окраска; 8 — железобетонная или армоцементная плита; 9 — мягкая кровля или покраска на основе полиизобутилена; 10—декоративная окраска; 11— асбестоцементнап, армоцементная или стекло-пластиковая кровля; 12 — стеклопластик или сталь с соответствующей лакокрасочной защитой, металлопласт

Гидроизоляция покрытия по цементно-песчаному выравнивающему слою, собственно кровля или кровельный ковер обычно выполняются в виде 2—6-слойного ковра из рулонных материалов: толя, пергамина, рубероида, гидроизола, бризола на дегтевых или битумных мастиках. Здесь, так же как и в отношении пароизоляции, можно сказать, что по мере увеличения выпуска листовых и рулонных пластиков они найдут широкое применение.

В неутепленных, холодных покрытиях неотапливаемых промышленных зданий несущая конструкция может быть осуществлена из сборных железобетонных плит, из армоцементных оболочек или листов, из асбоцементных листов обычного или усиленного профиля, из стеклопластиковых листов плоских или волнистых, из стальных волнистых листов толщиной 1— 2 мм или плоских листов толщиной 2—4 мм. Ведутся работы по метал-лопластику в виде тонких стальных листов толщиной 1—2 мм, плакированных тонким слоем пластмассы.

Неутепленные покрытия то железобетонным плитам или армоцементным оболочкам изолируются двумя-тремя слоями рулонных материалов, наклеиваемых на мастиках или в виде безрулонного покрытия— покраски, например, полиизобутиленом, растворенным в стироле. Толщина слоя такой покраски доводится до 1 мм за один-два раза. Подобного рода покрытия применены в опытном порядке на одном из павильонов строительного отдела ВДНХ и на кровле здания одной из теплоэлектростанций с хорошими результатами.

Сохранность гидроизоляции повышается при тщательном выполнении работ по устройству ковра строго по проекту и регулярном уходе за кровлей. Особенное значение имеет правильное проектирование и устройство теплоизоляции кровли, исключающее подтаивание снега и образование наледей в желобах и ледяных сосулек на скатных кровлях с внешними водосточными трубами. Большое значение имеет своевременная и осторожная очистка кровель от снега при наступлении оттепелей. Очистка снега должна производиться деревянными лопатами. Персонал, производящий очистку, должен быть обут в мягкую обувь.

Осенью до заморозков необходимо производить очистку кровли, сточных желобов и труб от пыли и грязи, накапливающихся за лето.
Бронирующий слой устраивается на плоских кровлях в виде слоя песка с укладкой по верху плит из цементно-песчаного раствора или засыпки слоем гравия.

Защитное покрытие железобетонных элементов снизу осуществляется нанесением двух — шести и более слоев грунтов, шпаклевок, окрасок и лаков из химическистойких материалов. При высокой влажности и агрессивности воздуха цеха количество слоев защитной окраски увеличивается и она выполняется особенно тщательно.
Ведутся изыскания в направлении возможности нанесения более густых составов лаков и красок, что позволит уменьшить количество слоев защитных покрытий, снизить трудоемкость и стоимость лакокрасочной защиты.

Практическое применение термореактивных смол: полиэфирных, фенольных, эпоксидных, фурановых

Все термореактивные смолы стойки в 95%-ных растворах метилового и этилового спиртов, в 37%-ном формальдегиде, фотопроявителях, жидких удобрениях, сернокислых и солянокислых травильных растворах, текстильных красителях, жидкостях пищевой индустрии (пивоваренной, молочной), жидкостях для гальваностегии, к нефтепродуктам, дубильным экстрактам, маслам и мылам, а также к сточным водам.

Полиэфирные и фенольные смолы не стойки к цветным растворам (черному, зеленому, белому) и крафт-растворам бумагоделательной промышленности, а эпоксидные и фурановые смолы стойки в этих жидкостях только при введении в состав мастик графитовых наполнителей. Эти же смолы мало стойки к травителям из царской водки и хлорной извести (гипохлориту).

Сильные окислители (азотная кислота, хромовая, хлорноватистая и концентрированная серная), особенно в подогретом состоянии, агрессивны в отношении всех смол.
Несколько более устойчивой в этих средах оказывается полиэфирная смола.

С другой стороны, полиэфирная смола менее стойка к фторсодержащим кислотам и ледяной уксусной кислоте, а также к щелочам и органическим растворителям. Не стойки к щелочам и даже щелочным солям фенольные смолы.

Однако выпускаемые арзамиты марок 2 и 5 относительно щелочестойки в холодных щелочах. Кремнеорганические полимеры выпускаются как в виде жидкостей, так и в виде твердых смол.
Весьма важными свойствами силиконов являются высокая стойкость к действию воды и химических реагентов при одновременно повышенной теплостойкости и хорошей прилипаемости (адгезии) ко многим материалам.

Хорошая адгезия силиконов к разным материалам, длительная сохранность слоя (годами) и придание смачиваемым (гидрофильным) поверхностям свойств гидрофобности определили возможность широкого применения силиконов в качестве защитных покрытий от действия атмосферной влаги.
При введении малого количества определенного вида силиконов ГКЖ-94, ГКЖ-10 в бетоны наблюдается резкое увеличение их морозостойкости и стойкости к действию сульфатов. Проницаемость бетонов при этом существенно понижается.

Таблица. Стойкость изоляционных растворов на термореактивных смолах в разных средах

Использование силиконовых смол в строительстве

Изделия из стеклопластика, силиконовые смолы, используемые в настоящее время преимущественно в электротехнике и в строительстве, характерузуются относительно высокой теплостойкостью (до 200—250°С и выше), атмосферо- и газостойкостью, значительной гидрофобностью и обладают диэлектрическими свойствами.

К нейтральным солям отнесены: хлориды, нитраты и сульфаты кальция, магния, кальция, натрия (100%).

К слабым кислотам отнесены: борная, масляная 90%-ная, молочная 25%-ная, олеиновая 100%-ная, пикриновая 100%-ная, стеариновая 900%-ная, щавелевая 20%-ная, жирные кислоты.

К кислым солям отнесены: квасцы, хлориды, нитраты и сульфаты аммония, меди, железа, никеля, цинка.

Силиконы используются также в клеящих цементах.

Кислотосодержащие пластмассы (кумароновые, феноло-альдегидные, фурановые, мочевинные, алкидные, полиамидные, полиэфирные и др.)

Эфиры ортокремниевой кислоты могут быть использованы и в качестве вяжущего, например, при кладке стеклоблоков. Прочность склейки составляет 10—15 кгс/см2.

При введении наполнителей, например кремнезема или диатомита, получается очень стойкая к кислотам замазка.
При обработке строительных материалов эфирами ортокремниевой кислоты повышается их твердость и атмосферостойкость, снижается пористость и улучшается внешний вид.
Совмещение определенных марок силиконовых смол с алкидными, мочевино-формальдегидными, меламино-формальдегидными, кумароно-инденовыми и полиакрилатными можно получить композиции с улучшенными свойствами по сравнению с исходными смолами. Возможно также получение силиконоэпоксидных смол.

Растворением силиконовых смол в ксилоле или лакойле можно получить химическистойкие и теплостойкие лаки. Так как смолы бесцветны, при введении в них пигментов можно получить цветные эмали чистых и ярких тонов. Наиболее пригодными пигментами для силиконовых лаков являются кадмиевый желтый и красный, желтые и красные окиси железа, окиси цинка и титана, литопон, сажа и керамические краски. Такие лаки стойки к щелочам и разбавленным кислотам (за исключением уксусной), эластичны и негорючи; пигментированные алюминием они длительно выносят температуру до 500°С и кратковременно до 700°С. Силиконовые смолы и лаки токсичны.

Гидрофобизирующая кремнеорганическая жидкость ГКЖ-94 получается путем гидролиза этилдихлорсилана. Водная эмульсия 50%-ной концентрации изготовляется на 100%-ной жидкости ГКЖ с добавкой желатина.

ГКЖ-10 представляет собой смесь кремнеорганических соединений. ГКЖ-10 выпускается в виде 17—30%-ного спиртового раствора.
Небольшие добавки ГКЖ-10 и особенно ГКЖ-94 к цементу примерно 0,2% веса цемента ( 0,5 кг на 1 м3 бетона) вызывают значительное улучшение качества бетона.

Бетон с добавками ГКЖ характеризуется замедленным капиллярным всасыванием, повышенной морозостойкостью, сульфатостойкостью и стойкостью к переменным температурам. При этом эффект силиконовых добавок значительно превосходит эффект таких общепризнанных добавок, как сульфитно-спиртовая барда (ССБ) или омыленная абиетиновая смола типа винсол.

Свойства фурановых и эпоксидных смол

Физические свойства фурановых смол ФС

Смолы этого типа образуются на базе фурфурола, который получается из пентозан, содержащихся в растительных отходах сельского хозяйства и древесины.
В настоящее время промышленностью выпускается фуриловый спирт и смолы на его основе типа ФЛ, а также фурфурол-ацетоновая смола (мономер ФА).
В качестве отвердителей для ФС используют сильные кислоты или их соли: серную кислоту с керосиновым контактом, бензолсульфокислоту, толуолсульфокислоту, солянокислый анилин и некоторые другие, обычно в количестве от 10 до 30% веса жидких смол.

На основе фурановых смолах и различных наполнителях можно получить соответствующие лаки, клеи, мастики, замазки и пластбетоны.
Лучшими наполнителями для продуктов из ФС являются андезит, графит и кокс.

Отверждение в зависимости от разновидностей смол и отвердителей может происходить как при комнатной температуре (за несколько суток), так и при низкотемпературном нагреве — 60—80°С (за несколько часов).
Мастики и пластбетоны на основе фурановых смол характеризуются весьма высокой прочностью (при сжатии до 1000—1500 кгс/см2), хорошей адгезией к керамике и почти универсальной химической стойкостью подобно замазкам арзамит, превосходя последние по стойкости к щелочам и по прочности.

ФС характеризуются высокой адгезией к металлу и железобетону (порядка 40—50 кгс/см2), если пластзамазки наносятся по плотному и стойкому подслою из грунта ХС-010 и т. п.
Фурановые смолы можно смешивать с другими смолами, например с фенольными и эпоксидными, причем отверждение может происходить при температуре 18-20 °С и не кислыми катализаторами (аминами).

Отрицательным качеством наполненных и ненаполненных ФС является отсутствие эластичности — высокая хрупкость, возможность получения продукта только черного цвета, подверженность деформации (усадки, ползучести), высокая токсичность при работе со смолами (не все разновидности). Эти свойства присущи также и фенольным смолам.

Физические свойства эпоксидных смол ЭС

Особое место среди других связующих поликонденсационного типа занимают эпоксидные молы. ЭС получаются путем поликонденсации эпихлоргидрина и многоатомных фенолов в щелочной среде.

Для холодного отверждения — в качестве отвердителя берут полиэтиленполиамин, гаксаметилендиамин и ряд других;

для отверждения при высоких t°С — используются малеиновый и фталевый ангидриды, меламин, дициандиамид, а также карбамидные и феноло-формальдегидные смолы.

На прилавках наших магозинов можно найти ЭС марок ЭД-5, ЭД-6, ЭД-13, ЭД-15 и ЭДФ, Э-37, Э-40, Э-41, Э-44, Э-47 и некоторые др.

Продукты на основе ЭС — краски, клеи, мастики, растворы и бетоны, характеризуются весьма высокой (наиболее высокой для вяжущих) механической прочностью, клеящей способностью (адгезией) к металлическим поверхностям, бетону, керамике, древесине, стеклу, коже и др. (прочность их склейки со сталями и пластиками достигает 300—450 кгс/см2), относительно высокой теплостойкостью (100—150°С).

Изделия из эпоксидных смол химически стойкие, уступают только по изделиям из фенольных и фурановых смол, не считая фторопластов.
Необходимо, однако, отметить дефицитность сырья, высокую стоимость смол и их токсичность до отверждения. Хорошо себя зарекомендовали продукты из различных композиций, например сополимеризация эпоксидных смол с фенольными и со стиролом.

Клей для декоративного камня

Склейка известняка и мрамора может производиться: гипсом, магнезиальным цементом, портланд-цементом, шеллаком и карбинольным клеем; склейка гранитов — шеллаком и карбинольным клеем.

Склеивание портландцементом применяется для таких камней как мрамор и известняк. Белый портландцемент используется при склейке белых сортов мрамора и известняков. Подкраска раствора под цвет кьмня производится добавкой красителя или мраморной пыли соответствующего цвета, в соотношении по весу 1 :2 (цемент: мраморная пыль).

Склеенные части камня должны содержаться во влажном состоянии до полного схватывания и твердения раствора.

Склеивание шеллаком (горячий способ) применяется для темных цветных мраморов и для твердых пород. Склеиваемые части подогреваются паяльной лампой без копыти в пламени (на чистых сортах бензина).
Последовательность процесса:

1. в склеиваемых кусках камня высверливаются совпадающие гнезда для штырей;
2. камень прогревается по всей поверхности склейки до температуры (около 1003 градусов) плавления шеллака или несколько выше;
3. в гнезда для штырей, если поверхность камня хорошо прогрета, засыпается порошкообразный шеллак (можно производить заливку расплавленного шеллака) и устанавливаются штыри;
4. вся поверхность склейки засыпается шеллаком (к середине несколько более толстым слоем) и прогревается паяльной лампой до полного сплавления шеллака;
5. соединяемые части сжимаются и оставляются до остывания.

При склеивании белых мраморов видимая часть шва прочищается на глубину 2—3 мм и заполняется мастикой под цвет мрамора.

Склеивание шеллаком настолько прочно, что восстановленная часть может обрабатываться ударным инструментом вместе с общей поверхностью.

Склеивание камня карбинольным клеем

Склеивание карбинольным клеем производится для всех сортов плотного камня; практика применения этого клея мраморным заводом Метростроя в Москве показала исключительно высокие его качества.

Карбинольный клей — частично полимеризованный до густоты глицеринообразного сиропа.

Полимеризация может быть ускорена добавкой катализаторов:

1—3% перекиси бензоила вызывает твердение через 1—2 суток; в присутствии 1—2% крепкой азотной кислоты — в течение 3—5 час.

Наполнители. Для экономии клея, ускорения склеивания, придания ему упругости и соответствующего цвета добавляются наполнители: окись цинка, цинковые белила, гипс, сернокислый барий, портланд-цемент, фарфоровая мука, мел, глина, алюминиевый порошок, красители; наполнители должны быть в виде сухого тонкого порошка; предусматривается отсутствие в них органических соединений.

Стойкость клея. Склеенные карбинольным клеем детали вполне стойки в отношении воздействия бензина, масел, воды, кислот, спиртов, ацетона (при склеивания плотных, непористых сортов камня). Клей не теряет прочности при замораживании до — 60° и при нагревании до + 60°. При нагревании выше 60 градусов механическая прочность клея понижается.
Приготовление карбинольного клея. В фарфоровую, стеклянную или металлическую посуду отвешивается определенное количество сиропа, необходимое для работы на ближайшие 4—5 час. и от 1 до 3% перекиси бензоила, тщательно измельченной в ступке до тонкого порошка. Сироп перемешивается с катализатором в той же ступке в течение 28—30 мин. Истирание производят до полного исчезновения взвешенных частиц перекиси бензоила.

Клей пригоден в течение 5—6 час.

В случае необходимости добавки наполнителя последний вносится после растворения катализатора в виде тонкого сухого порошка.

Подготовка поверхности. Плотность прилегания склеиваемых частей составляет 0,2—0,3 мм. Поверхность хорошо очищается и протирается растворителем.

Склеивание. Клей готов к употреблению после внесения в его состав’ катализатора через 40—50 мин. Склеивание производится при t° от 10 до 35°. При нанесении клея в нем не должно быть пузырьков воздуха. Смазываются обе поверхности камня, соединяются и оставляются до полной полимеризации. Для заделки трещин рекомендуется клей с наполнителем.

Во время твердения детали располагаются так, чтобы поверхность склейки была горизонтальна. Перемещение деталей не допускается. Склейка производиться в чистом и сухом помещении.

Затвердение клея происходит:

При температуре: 10—15° через 2—3 суток.

20—25° через 20—25 час

40—45° через 10—12 час

55—60° через 4—5 час

Склеенные детали обрабатываются или укладываются через 3 суток после их склейки.

Швы клея на камнях, предназначенных для службы на открытом воздухе, должны тщательно предохраняться шеллаковой мастикой.

Определение качества склейки. По прошествии срока, необходимого для твердения, устанавливается качество склейки. При осмотре обращают внимание, хорошо ли заполнено пространство клеем; пустоты заполняют свежим клеем.

Устройство цементно-песчаной жесткой гидроизоляции

При незакончившейся осадке сооружений и возможных деформациях изолируемых конструкций устройство цементно-песчаной гидроизоляции не допускается.

Нанесение цементно-песчаной гидроизоляции допускается только на поверхности жестких конструкций, не подвергающихся вибрации во время эксплуатации.

Цементно-песчаная гидроизоляция должна выполняться

Цементпо-песчаная гидроизоляция должна выполняться методом торкретирования из растворов состава 1:2 на портландцементе или на водонепроницаемом расширяющемся цементе (ВРЦ) или на портландцементе с добавкой церезита либо алюмината натрия и чистом песке.
В случае невозможности применять торкретирование производится оштукатуривание изолируемых поверхностей обычным путем с добавлением в цементные растворы на обычных цементах церезита или алюмината натрия.

Поверхность изолируемой конструкции до нанесения на нее цементно-песчаной гидроизоляции должна быть насечена и очищена. При применении обычных цементов гидроизоляция должна наноситься слоями по 8—10 мм до проектной толщины, но не менее 25 мм.

Верхний слой (накрывка) толщиной 3—5 мм должен выполняться из раствора, приготовленного на мелком песке; по свежей накрывке должна осуществляться затирка изолируемой поверхности цементом (железнение).

Торкретирование должно производиться вначале по стенам, затем по сводам или потолкам и в последнюю очередь по полу.
Для увеличения стойкости цементно-песчаной гидроизоляции против усадочных трещин, ударов и деформаций она должна армироваться металлической сеткой. При торкретных штукатурках сетка делается из проволоки диаметром 1—3 мм с клетками 40 X 40 мм; при обычных штукатурках — с клетками 10 х 10 мм.

Гидростатическое давление на цементно-песчаную гидроизоляцию

Гидростатическое давление на цементно-песчаную гидроизоляцию допускается не ранее достижения цементно-песчаным раствором проектной прочности.
Торкретную штукатурку после ее нанесения необходимо содержать по влажном состоянии, поливая распыленной струей поды без напора.
Готовая цементно-песчаная гидроизоляция не должна иметь трещин и отслоений, наличие которых проверяется путем простукивания штукатурки. Дефектные места должны быть расчищены и исправлены.

При устройстве цементно-песчаной изоляции следует выполнять следующие условия:

Цементно-песчаная гидроизоляция выполняется методом торкретирования (цемент-пушксй) раствором сосгаза 1:2 (цемент • песок) на портланд-цементе или на водонепроницаемом расширяющемся цементе (ВРЦ), или на водонепроницаемом безусадочном цементе (ВБЦ), а также на портланд-цементе с добавкой алюмината натрия.
Для торкретирования применяют цемент-пушку, характеристика которой приведена ниже.

Техническая характеристика цемент-пушки С-165
Производительность (конструктивная) по сухой смеси 1—1,5 м3/час
Потребное количество сжатого воздуха……………..         5 м3/ мин
Давление сжатого воздуха…………………………….. …       3,5 ати
Объем загружаемой смеси……………………………………..  165 л
Длина шлангов:
воздушных, диаметром 32 мм   ………………………………   22,5 м
материальных     32…………………………………………         27 м
водяного,      13     ……………………………………………. …..27 м
Мощность двигателя (пневматический, тип СМ-50)          2 л. с.
Габаритные размеры:
длина…………………………………………………………………….1 100 мм
ширина…………………………………………………………………. 1 088 мм
высота ….,………………………………………………………………1 770 мм
Вес……………………………………………………………………….. 970 кг

Если применить торкретирование невозможно, цементно-песчаную гидроизоляцию выполняют: при использовании ВРЦ и ВБЦ — при использовании добавок алюмината натрия.
Выбор цемента для гидроизоляции зависит от характеристики грунтовых вод (его определяют в проекте). При наличии в грунтовой воде свободной углекислоты цементно-песчаная гидроизоляция не допускается.
Поверхности, на которые наносят цементно-песчаную гидроизоляцию, должны быть:

1) очищены от грязи, пыли и жировых пятен;
2) недостаточно шероховатые (бетон, сделанный в металлической или строганой деревянной опалубках, кирпичная кладка с полным швом) должны быть насечены или обработаны пескоструйным аппаратом.

Цементно-песчаную гидроизоляцию следует наносить слоями толщиной по 8—10 мм, а верхний слой (накрывку) —3—5 мм. По свежей накрывке делают затирку цементом (железнение). Нанесение каждого последующего слоя разрешается не ранее, чем схватится раствор в предыдущем слое.

Цементно-песчаную гидроизоляцию армируют металлической сеткой из проволоки толщиной 1—3 мм, с ячейками при торкретировании 40X40 мм, при нанесении раствора вручную — 10Х 10 мм. Метод крепления сетки определяется проектом.
Слой цементно-песчаной изоляции следует увлажнять в течение 7-—10 суток после нанесения.

Цементно-песчаная (жесткая) гидроизоляция выполняется, как правило, методом торкретирования. Поверхность изолируемой конструкции предварительно насекают либо обрабатывают пескоструйным аппаратом и очищают. Торкретирование ведут сначала по стенам, затем по сводам или потолкам, в последнюю очередь — по полу.

При применении водонепроницаемых расширяющегося и безусадочного цементов (ВРЦ и ВБЦ) руководствуются «Временной инструкцией по производству гидроизоляционных работ способом торкретирования с применением водонепроницаемых расширяющегося и безусадочного цементов» (И 146-50 Минтяжстроя); при применении добавок алюмината натрия — «Инструкцией по применению добавки алюмината натрия к растворам и бетонам при борьбе с фильтрацией в сооружениях».

При применении добавок церезита церезитовое «молоко», употребляемое для затворения цементного раствора, готовят путем разбавления церезита обычной водопроводной водой в соотношении 1 : 10 с последующим тщательным перемешиванием.

Цементно-песчаную гидроизоляцию, которая в процессе эксплуатации сооружения окажется под воздействием агрессивных вод, выполняют с применением специальных цементов. Выбор цемента производят, руководствуясь нормами и техническими условиями «Бетон гидротехнический».

При обычных цементах торкретную изоляцию наносят слоями по 8—10 мм до проектной толщины. По свежей накрывке (верхний слой толвдмой 3—5 мм) производят железяение поверхности цементом.

Торкретную штукатурку после нанесения содержат во влажном состоянии, поливая ее распыленной струей воды без напора: при обычных цементах — 7—10 суток; при цементах ВРЦ и ВБЦ — в соответствии с инструкцией И 146-50.

Готовая гидроизоляция не должна иметь трещин и отслоений, наличие которых проверяют путем простукивания штукатурки на всей площади. Дефектные места вырубают, расчищают и торкретируют вновь,
Гидростатическое давление на цементно-песчаную гидроизоляцию допускают не ранее достижения раствором проектной прочности, при штукатурке с церезитом — не ранее полного высушивания гидроизоляционного слоя.

Гидроизоляция швов в чугунных тюбинговых и железобетонных сборных конструкциях заключается в заполнении канавок в стыках элементов цементом с последующей зачеканкой его пневматическим молотком.
Канавки предварительно должны быть тщательно очищены песком при помощи пескоструйного аппарата, продуты сжатым воздухом и промыты.

Цемент для этой цели можно укладывать вручную или при помощи цементоукладчиков. Для укладки цемента ВРЦ внедрен, например, укладчик серийного выпуска системы инж. Лебедева. Укладчик снабжен специальным смесителем для перемешивания цемента с водой.

Зачеканку ВРЦ производят рубильно-чеканочными молотками (РК-41, РК-43, КЧ-16) со сменными чеканочными наконечни­ками при толщине рабочей части 6; 8; 10; 12; 14 и 16 мм.

Количество воды, вводимой в цемент при укладке, должно быть в пределах от 0 до 18% в зависимости от количества воды, просачивающейся в канавку.
Цемент с водой или добавками укладывают послойно с расчеканкой каждого слоя до полного уплотнения.