ПРИ реализации указанных методов исследуемому материалу (образцу) придают форму пластины, цилиндрической полой трубы или цилиндрической оболочки, внутри которых создается соответст­вующее (плоское, цилиндрическое) температурное поле. Для устра­нения тепловых потерь применяют нагреватели, кольца, колпачки, ь соответствии с ГОСТ 7076—78 теплопроводность строительных материалов определяют методом плоского слоя на образцах сече­нием 250X250 мм и толщиной 10…50 мм в диапазоне температу-

[5] Данные получены на основании анализа результатов теплотехнических испытаний ограждающих конструкций проведенных авторами, а также теоретических расчетов фор­мирования стационарного температурного поля в неограниченных пластинах с разной тем­пературопроводностью их материалов при граничных условиях III рода по методике 126, 49].

Для корректной оценки кинетики влажностного состояния огра­ждающей конструкции необходимо выбрать адекватную математи­ческую модель процесса влагопереноса (см. гл. I), на основании которой выбирают метод расчета влажностного состояния кон­струкции (см. гл. IV). Необходимо также правильно определить теплофизические (влажностные) свойства материалов ограждаю­щей конструкции (см. гл. V). Вид и толщину пароизоляционного слоя устанавливают по показателю требуемого сопротивления па- ропроницанию ограждающей конструкции (см. гл. I). Климатиче­ские особенности района эксплуатации здания учитывают по СНиП 2.01.01-82, а при необходимости — по данным метеорологических наблюдений.

При возведении ограждающих конструкций на строительной площадке или их изготовлении на домостроительных заводах нека­чественное выполнение работ по устройству паро – и гидроизоляции, замена паро – или гидроизоляционного материала (например, на­несение на наружную поверхность ограждения штукатурки непре­дусмотренной проектом высокой марки прочности, очень плотной, и с незначительным коэффициентом паропроницаемости или по­крытие внутренней поверхности ограждения битумом вместо на­клейки полиэтиленовой пленки с последующим покрытием ее би – тумно-кукерсольной мастикой) приводит к накоплению влаги в толще ограждающей конструкции.

Причины неудовлетворительного влажностного режима экс­плуатации ограждающих конструкций выявляют при общих осмот­рах здания, которые приводят два раза в год.

Весенние осмотры проводят после таяния снега. При этом вы­являют характер и причины повреждений отдельных элементов здания, уточняют объем работ по текущему ремонту. Осенние ос­мотры проводят до наступления отопительного сезона и образова­ния снежного покрова, проверяя качество выполнения ремонтных работ, обеспечивающих нормальную эксплуатацию здания. Каче­ство гидроизоляции ограждающих конструкций и герметизации их стыков проверяют после ливней, снегопадов и последующих отте­пелей.

Планово-предупредительные ремонты и мероприятия, проводя­щиеся эксплуатационными службами, включают [36]:

Обеспечение исправного состояния всех устройств для отвода атмосферных и талых вод (водосточные трубы, ендовы, карнизы, стыки);

Своевременное удаление снега с крыш и от стен зданий; отсутствие влажных и гигроскопичных материалов вблизи на­ружных стен здания, а также громоздкого оборудования с боль­шими поверхностями, затрудняющими свободную циркуляцию воздуха у стен;

Обеспечение исправного состояния гидроизоляции фундаментов и стен подвалов;

Регулярное (не реже чем через 4…6 лет) возобновление парои – золяционного слоя ограждающих конструкций;

Обеспечение исправного состояния и своевременное возобновле­ние защитных элементов штукатурок, облицовок, кровель, лако­красочных покрытий;

Обеспечение исправного состояния ограждающих конструкций здания (стен, покрытий, оконных и дверных заполнений) и их сты­ковых соединений.

Работы по ремонту и обеспечению надлежащего уровня паро – гидро – и теплоизоляции ограждающих конструкций проводят спе­циализированные ремонтно-строительные организации.

Гидрофобизационный метод восстановления гидроизоляции на­ружных стен заключается в нанесении на наружные поверхности стен гидрофобных покрытий на основе бесцветных кремнийоргани­ческих жидкостей типа ГКЖ-Ю, ГКЖ-П или ГКЖ-94. Образую­щийся водоотталкивающий нерастворимый слой в течение 5…6 лет сохраняет водозащитную способность, не нарушая при этом влаж – ностного состояния стены, так как обладает достаточной паропро – ницаемостью [36].

Для приготовления рабочей эмульсии ГКЖ-94 доставляемую с завода 50 %-ную эмульсию (раствор гидрофобизирующей жидко­сти ПКЖ-94, содержащий желатин в качестве эмульгатора) раз­бавляют водопроводной водой при температуре ( + 18±3) °С до кон­систенции 20 %-ной. При 100 %-ной концентрации исходного ма­териала ГКЖ-94 в отмеренный объем холодной воды добавляют желатин из расчета 1 %-ного раствора, который подогревают до температуры 60…80°С (до полного растворения желатина), к ох­лажденному раствору желатина добавляют жидкость ГКЖ-94 до требуемой консистенции, смесь перемешивают в баке (3000 об/мйн) в течение 2…3 ч.

Наружную поверхность ограждающей конструкции очищают щетками или пескоструйным аппаратом от грязи, 20 %-ный раст­вор эмульсии наносят краскопультом на сухую поверхность при температуре 18…20 °С в один слой по всей поверхности без пропу­сков и подтеков.

На 1 м2 бетонной поверхности расходуют 250…300 г 20 %-ной гидрофобизирующей эмульсии, нанесенной в один слой.

Восстановление гидроизоляционного слоя методом торкретирова­ния заключается в нанесении на наружную поверхность стены раствора с помощью цемент-пушки или аппарата инженера Дрохо – ва, соединенного с компрессором, подающим сжатый воздух под давлением 2…5ХІ05 Па. Смесь цемента и песка выбрасывается сжатым воздухом по шлангу через наконечник со скоростью 80… 100 м/с. По параллельному шлангу к выходящей смеси подают та­кое количество воды, чтобы раствор приобрел требуемую подвиж­ность.

Состав раствора 1 :2…1 :3 при оптимальном зерновом составе заполнителя. Поверхность ограждения очищают от грязи, обраба­тывают сжатым воздухом, пропитывают водой. Сухую смесь (пе­сок и цемент) тщательно перемешивают в растворомешалке до получения однородной массы. Готовую смесь необходимо использо­вать в течение часа. Первый слой торкрет-раствора наносят тол­щиной 10…15 мм, второй и третий слой—5…10. Каждый последую­щий слой наносят после схватывания цемента в предыдущем и по предварительно увлажненной поверхности.

При работе сопло шланга необходимо направлять перпендику­лярно обрабатываемой поверхности и держать его на расстоянии 70… 140 см от нее. Давление воздуха в цемент-пушке должно быть не менее 4-Ю5 Па. Толщину торкрет-слоя контролируют маяками.

Восстановление гидроизоляции с помощью синтетических смол

Заключается в нанесении на наружную поверхность стен состава на основе смолы ЭД-5. Его наносят кистью или пистолетом-распы­лителем. Состав подготовительного слоя, части по массе:

TOC o "1-3" h z Смола ЭД-5……………………………………………………………………………… 100

Ацетон (растворитель) …………………………………….. .60

Пластификатор-дибутилфталат……………………………………………….. 10

Отвердитель — полиэтиленполиамин…………………………………….. 10

Нанесенный слой сушат в течение 10…20 ч при температу­ре 15 °С.

Состав основного слоя: соотношение компонентов то же, кроме ацетона (20 ч). Нанесенный слой выдерживают до 2 сут.

Состав покрывочного слоя: соотношение компонентов то же, но добавляется 10…30 вес. ч пигмента из алюминиевой пудры, титано­вых белил. Сушат около 2 ч.

Для приготовления эпоксидного состава смолу заливают аце­тоном, затем дибутилфталатом и непрерывно перемешивают. До­бавляют отвердитель. Приготовленная масса должна быть исполь­зована в течение 1… 1,5 ч. При работе необходимо строго соблю­дать правила техники безопасности, так как все компоненты токсичны. Перед началом работ по восстановлению гидроизоляци­онного слоя устраняют на наружной поверхности ограждающей конструкции трещины, раковины, изъяны. Трещины в железобетон­ных стенах, возникновение которых не приводит к отказу конструк­ции и не требует усиления элементов с помощью дополнительной арматуры или бетона, заделывают латексным раствором [30]. Ка­менную мелочь, пыль и грязь удаляют из трещины с помощью щет­ки, а поверхность бетона по обе ее стороны очищают проволочной щеткой. Латексный раствор, вводимый в трещину кистью, состоит из 2 ч (по массе) портландцемента и 1 ч эмульсии бутадиен-сти – рольного латекса. Раствор также наносят на поверхность бетона шириной примерно 75 мм с каждой стороны трещины. При необхо­димости через 1…2 недели наносят еще один слой раствора.

Неконструктивные трещины бетонных стен заделывают жидким раствором или цементным тестом, приготовленным на белом це­менте или на смеси белого и серого (в зависимости от цвета вос­станавливаемой смеси) с добавлением латекса белого искусствен­ного каучука [31]. Трещину вымывают холодной водой на ширину 75 мм по обе ее стороны. Раствор в трещину вводят деревянным шпателем с резиновой пластинкой. Через две недели после окон­чания ремонта всю стену промывают водой.

Облицовочный метод восстановления гидроизоляции стен за­ключается в нанесении на наружную поверхность стен облицовоч­ного слоя из керамических плиток, мозаики, кирпича, листовых ма­териалов, штукатурки.

При восстановлении слоя керамических плиток удаляют их и слои раствора, в которых произошли значительная потеря сцепле­ния и отслоение. Поверхность основания очищают от пыли и мел­кой каменной крошки. Отпавшие керамические плитки или мозаи­ку восстанавливают на цементном растворе состава 1:3с добав­кой пластификатора-мылонафта (1…2 кг) или отходов соапстока (2…3 кг на 1 м3 раствора). Также для этой цели используют масти­ки с соответствующими частями по массе [16]:

Известково-битумная…. Битум — 1; известковое тесто — 0,8; во­да — 0,6

Цементно-латексная………………………… Латекс СКС-65—1,5; цемент—1; жид­кое стекло — 0,1; сланцевое масло — 0,03

Цементно-поливинилацетатная Портландцемент М400—1,5; поливинил-

Ацетатная эмульсия — I; вода — до ра­бочей частоты

Битумно-силикатная…. Паста глинобитная — 1; жидкое стек­ло — 0,7; мел молотый — 2

Толщина слоя мастики для наклеивания плитки 2…3 мм.

Восстановление полного сцепления на тех участках, где прои­зошла частичная его потеря, осуществляют путем инъектирования в пустоты полимерных смол и применения анкеров. Смола должна быть малой вязкости, иметь незначительную усадку, низкий мо­дуль упругости, способность сцепляться с влажной поверхностью основания, достаточную «жизнеспособность» в сочетании с быстрым отверждением [31]. Воду между выравнивающими слоями необхо­димо удалять с помощью высверленных для дренирования отвер­стий или сжатым воздухом под небольшим давлением. Инъектиро- вание осуществляют снизу вверх.

Анкера применяют с целью повышения надежности сцепления плитки с основанием. Кроме общепринятых средств крепления ан­керов, применяют следующий [31]. В заранее просверленное от­верстие вставляют стеклянную трубку, наполненную смолой. В от­верстие ввинчивают болт, который разбивает стекло и высвобож­дает смолу. При контакте с воздухом она отверждается и плотно закрепляет болт в отверстии.

Облицовку в четверть кирпича устанавливают на балку, плиту перекрытия или специальную балку, опертую на фундамент, и кре­пят гибкими связями к панелям. Для этого в горизонтальные швы облицовки через 70…80 см устанавливают каркас из двух стерж­ней арматуры диаметром 6 мм и через 50 см по длине соединяют их со связями, заделанными в панели. В простенках предусматри­вают не менее двух связей по длине [16].

Для исключения металлических крепежных деталей применяют раствор на основе эпоксидной смолы или цементно-песчаный с до­бавлением бутадиен-стирольного латекса в воду затвердения. Ла­тексную эмульсию применяют в количестве 10 л на 50 кг цемента. Если латекс, как вяжущее, применяют в литом цементном раство­ре, то требуется до 25 кг эмульсии на 50 кг цемента. Основание стены при этом обрабатывают пескоструйным аппаратом или ока­лывают вручную.

При облицовке листовыми материалами (волнистым стекло­пластиком, гофрированным алюминием) к панелям крепят дере­вянные рейки, а к ним шурупами с резиновыми шайбами — листы облицовки. Расстояния между рейками соответствуют размерам листов облицовки.

При облицовке штукатуркой «на относе» в панели заделывают стержни, по которым на относе 1,5…2 см натягивают металлическую сетку. По сетке торкретированием наносят слой цементного раст­вора толщиной 3…4 см без выявления стыков панелей.

Восстановление гидроизоляции покрытий. Осуществляют с при­менением рулонных битумных, пленочных или мастичных материа­лов.

При восстановлении гидроизоляционного ковра из рулонных материалов ширина продольных и поперечных стыков внахлестку должна быть не менее 10 см. Слои ковра проклеивают насыщенно и по всей плоскости слоя, применяя метод розлива и накатыва­ния.

Горячее приклеивание (в зависимости от вида битумной масти­ки при температуре 180…220°С) осуществляют при отсутствии ат­мосферных осадков и температуре выше 5 °С.

Слои с металлизированной прокладкой укладывают только на участках с незначительными колебаниями температуры, например, под гравийной засыпкой и покрытиями крыш-террас.

Однослойные неплотно уложенные полимерные полотнища кровли помимо приклеивания или сваривания стыков внахлестку имеют дополнительное усиление в виде литой пленки или защитной ленты [67].

К рулонным битумным материалам относят стеклобит, гидро – стеклоизол, стеклорубероид.

Стеклобит изготавливают из битумов нефтяных кровельных (ГОСТ 9548—74*) или дорожных (ГОСТ 22245—76*), одного слоя стеклосетки СС, покрытой резинобитумной мастикой наполнителя (талька) и минеральной посыпки, которую наносят с обеих сторон.

Гидростеклоизол кровельный (ТУ 400—1—20—74) и подкла­дочный (ТУ 400—1/55—16—77) изготовляют из того же битума, который при оплавлении быстро переходит в жидкое состояние за счет добавок масел цилиндрового «6» или автотракторного. По­верхность гидростеклоизола с обеих сторон равномерно покрыта тальком, а прокладкой служит парафинированная бумага. В ка­честве армирующей основы применяют стеклоткань ТСТ2.

Стеклорубероид на вяжущем состоит из двух видов битума (ГОСТ 9548—74* и ГОСТ 22245—76*), пластификатора, наполни­теля и антисептика.

При восстановлении гидроизоляции кровель особо пригоден рулонный материал экарбит (ТУ 21—27—68—78), на который на­несена масса из следующего состава, % по массе:

Битум БНК-90/30 …………………………………………………………… 85…87

Этилеипропиленовый тройной каучук или дивинилсти-

Рольный термоэластопласт……………………………………………. 3…5

Тальк……………………………………………………………………………… 10

Свойства материалов:

Температура размягче­ния пропиточного сос­тава, °С

Температура хрупкости.

—15

Водопоглощение за 24 ч,

%

Прочность при разрыве полосы шириной 1 см,

МПа………………………………

Теплостойкость, °С

При ремонте рулонных кровель используют бутерол (ТУ 38— 3—00—582). Его состав, %:

Приклеивают бутерол мастикой МБПК-Г-75 (ТУ 400—2—190— 74) или разогретой битумной, доставляемой на объект гудронато­ром. Бутерол сохраняет эластичность при температуре —40 °С, его прочность на растяжение превышает 0,35 МПа при относительном удлинении более 200 % •

При восстановлении гидроизоляции железобетонных конст­рукций применяют гидробутил на специальной приклеивающей и холодной изоловой мастиках. Его прочность на растяжение пре­вышает 0,25 МПа при относительном удлинении 500 %. Гидробу­тил биостоек, водопоглощение за 24 ч не превышает 0,5 %.

К термопластам применяемым при восстановлении гидроизоля­ции, относятся полиэтилен, сополимер этилена и пропилена, поли­бутилен.

Полиэтиленовые сварные листы, пленки разной толщины и профилированные изделия водостойки, стойки в агрессивной среде грунтов, но быстро стареют в атмосферных условиях.

Полиэтиленовые листы и пленки при устройстве гидроизоляции соединяют путем прутковой или компрессионной сварки. Сварные швы прочностью 10 МПа в процессе эксплуатации быстрее утрачи­вают надежность, чем полиэтилен. При выполнении сварочных ра­бот следует предусматривать меры предосторожности, так как при нагревании до температуры 150…200 °С полиэтилен выделяет вред­ные вещества.

Металлопласты типа металлоизола (75 % БН-70/30 и 25 % асбеста 7-го сорта) МА-550 и МВ-270, фольгоизола (алюминиевая фольга толщиной 0,1…0,3 мм с односторонним покрытием из битум­ной мастики слоем 0,8…4 мм), а также холоднокатаные стальные полосы, плакированные поливинилхлоридной пленкой, целесооб­разно применять для восстановления гидроизоляции, к которой предъявляют повышенные технические и эстетические требования.

Выборочный ремонт покрытий с помощью рулонных или пле­ночных материалов сводится к их наклейке на поврежденную по­

верхность гидроизоляционного ковра в местах ее трещин, пробоин и разрывов. Местные вздутия и расслоения гидроизоляционного ковра устраняют крестообразным надрезом дефектного участка и последующим послойным наклеиванием отогнутых краев ковра. При повреждении ковра (отслоении, сползании, гниении) на боль­шой площади его разрезают до основания и послойно наклеивают новый, перекрывающий поврежденный участок на 150…200 мм. После этого восстанавливают защитный слой.

Полную замену гидроизоляционного ковра начинают с ремонта основания покрытия. Незначительные по глубине просадки и впа­дины заливают мастиками и заклеивают слоем кровельного мате­риала.

Повреждения основания глубиной более 10 мм устраняют пу­тем нанесения поверх деформированной стяжки выравнивающего слоя из того же материала.

Восстановление гидроизоляции покрытий с применением битум­ных эмульсионных мастик на твердых эмульгаторах (РСН 295-83) включает огрунтовку основания битумной эмульсионной пастой толщиной 0,5 мм; нанесение основного водоизоляционного ковра из 2 слоев битумной эмульсионной мастики толщиной 2…3 мм каждый по двум слоям битумной эмульсионной пасты толщиной 2…3 мм каждый общей толщиной 10… 12 мм в стабилизированном состоя­нии; защитную окраску из битумной краски марки БТ-177 (ГОСТ 5631—79*) или суспензии алюминиевой пудры ПАК-3 или ПАК-4 (ГОСТ 10096—76*) в керосине (1 : 10 по массе), наклеенной в два – слоя при общем расходе окрасочного материала 200 г/м2.

Битумные эмульсионные мастики и пасты наносят с помощью кистей или валиков; пневмообрызгом с помощью форсунок с центральной подачей сжатого воздуха; с подачей мастик растворо – насосами; пневмоподачей с использованием вихревых форсунок.

Битумно-полимерная эмульсия ЭГИК (ВН 77—22 Главмос – «троя). Поставляется в готовом виде и хранится в течение 1 мес при температуре выше 10 °С. При нанесении ее пистолетом одно­временно подается эмульсия и 5 %-’ный водный раствор хлористого кальция (0,15…0,2 объема эмульсии). При расходе 6 л эмульсии на 1 м2 поверхности бетона толщина покрытия 3…4 мм.

В климатических условиях Украины эмульсию можно приме­нять около 100 дней в году для ремонта кровель. Для ремонта мяг­ких кровель, а также заделки фальцев и пробоин на металличес­ких используют мастику Кровелит (ТУ 21-27-66-7-80) кровельную {МКВК) и гидроизоляционную (МК. ВГ).

Ее физико-механические свойства:

Температура эксплуатации, °С…………………………………… —50…+100

Относительное удлинение по ГОСТ 270—75, % 300…350

[1] 6—1283

[2]

0,07 0,15 0,26 0,42 0,62 0,73 0,81 0,85 0,94

[3]

С„)-Л)/сД 1-Е ‘» I

Ah + 1*АКВ + К»

Кв + Ки (Кв + К и)2

Расчет ведут в такой последовательности. Находят коэффици­енты сопротивлений трения воздуха и аэродинамических сопротив­лений [63]. Задаются а’к=3…4 Вт/(м2-К). По формуле (IV.48) находят А и В, а по формуле (IV.57) или (IV.49) — и’. С учетом коэффициентов /ь /2 определяют v. Расход воздуха рассчитывают по формуле (IV.43), среднюю температуру по зависимости — (IV.53). Уточняют значение а’к по формуле (IV.52). Если разность «к—а’к не удовлетворяет условию (IV.29), необходимо принять значение а’к в качестве исходного и повторить расчет. Затем опре-

Перегерметизация стыковочных соединений панелей состоит из подготовительных и основных работ. Подготовительные вклю­чают расчистку шва от старого материала, рыхлого раствора, про­дувку поверхности, просушку полости и устья стыка. Основные за­ключаются в устройстве новой заделки полости и устья стыка. Рас­чищают швы электропневмомолотком или молотком, удаляя при этом на глубину до 50 мм цементно-песчаное или иное заполнение. Специальным крючком удаляют материал подосновы, если он на­ходится в неудовлетворительном состоянии, поверхность стыка тщательно очищают и продувают сжатым воздухом. Для предо­хранения от атмосферных осадков при ремонте желательно про­водить гидрофобизацию стыков водными растворами кремния органических жидкостей ГКЖ-Ю—3 %-й концентрации, ГКЖ-11 — 5- или 10 %-ным раствором мылонафта, который наносят кистями из краскопультов при давлении не более 1 атм в сухую погоду при положительной температуре. Мастики нагнетают в полость стыка через 24 ч после гидрофобизации на глубину 50 мм слоем шириной не менее 20 мм.

При ширине шва менее 6 мм зазор расшивают путем скалыва­ния кромок панелей, а более 20 мм — мастики армируют уплотня­ющими прокладками [53]. Мастичный валик не должен иметь раз­рывов или наплывов, для чего неостывшую мастику выравнивают лопаткой, исключая пустоты и обеспечивая плотное прилегание к стыкуемым поверхностям. Для обеспечения длительной герметич­ности стыка толщина слоя мастики должна быть 20…30 мм.

Перегерметизируют стыковые соединения с помощью герметизи­рующих и уплотняющих материалов, которые по ГОСТ 25621—82 подразделяют на водо-, воздухозащитные и водовоздухозащитные.

Герметизирующие и уплотняющие материалы подразделяют по упругим свойствам (пластичные, эластичные и пластоэластичные) и по виду (мастики и погонажные изделия).

Мастики классифицируют по следующим признакам: характеру перехода в рабочее состояние (отверждающиеся, неотверждающие – ся, высыхающие), полимерной основе (тиоколовые, полиуретано – вые, полиизобутиленовые, этиленпропиленовые, акрилатные и на других основах), количеству компонентов при поставке (одно – и многокомпонентные).

Погонажные изделия классифицируют по форме поперечного сечения (ленты, прокладки прямоугольного, круглого и овального сечений, профили специальных конфигураций), структуре (плот­ные и пористые), полимерной основе (полиуретановые, полиэтиле­новые, бутилкаучуковые, поливинилхлоридные и на других поли­мерных основах), способу установки (устанавливаемые наглухо, приклеиваемые специальными составами, самоклеящиеся).

Перегерметизируют стыки и без расчистки устья от цементно – песчаного раствора, применяя оклеечную герметизацию.

Герметизация стыков нетвердеющими мастиками (ориентиро­вочная стоимость 250…400 р. за 1 т) заключается в качественном нанесении слоя мастики в подготовленный зазор между панелями наружных ограждающих конструкций. Работы выполняют при от­сутствии атмосферных осадков и температуре наружного воздуха выше —20 °С.

Нетвердеющие мастики представляют собой вязкую гидрофоб­ную массу, не теряющую пластичности на протяжении нескольких лет с момента ее изготовления.

Мастика герметизирующая не твердеющая строительная (ГОСТ 14791—79). Изготовляют на основе высокомолекулярного полиизо – бутилена, этиленпропилена, изопренового и бутилового каучука с добавлением минерального масла и наполнителя (мел, мрамор, из­вестняк) тонкостью помола 60 мкм. Поставляют в деревяннных ящиках со съемными крышками и ручками массой брутто одного ящика до 70 кг, в деревянных бочках и металлических барабанах со съемными крышками массой брутто до 100 кг, в стеклопласти – ковых и полиэтиленовых ампулах. Мастика сохраняет свойства, при t=—50°С. Ориентировочная стоимость мастики 250…400 р. за 1 т.

Показатели >мастики:

Предел прочности при растяжении Относительное удлинение (в момент на­ибольшего растягивающего усилия) Водопоглощение не более…. Консистенция… Теплостойкость… Плотность Цвет 1,5Х102.~8ХЮ3 Па

35…45 % 0,2…0.4 %

7… 11 мм 70 °С

1100… 1500 кг/м3 От светло-серого до ко­ричневого

Для нагнетания мастик в стыки используют пневматические шприцы, состоящие из гильзы с поршнем, пневмокамеры, имеющие диафрагму, торцевые крышки, тяги, рукоятки, поворотом которых в шприц подается сжатый воздух, и сменные наконечники.

Мастика МБС (ТУ 38-3069-73) создана на основе бутилкаучука и бутадиен-стирольного каучука. Готовую мастику расфасовывают по 50 кг в деревянные ящики или полиэтиленовые мешки. При ис­пользовании электрогерметизаторов (см. ниже) мастику постав­ляют в виде брикетов 3X5 см длиной около 40 см, заключенных в оболочку из полиэтиленовой пленки толщиной 30…60 мкм и уло­женных в деревянные ящики.

Показатели мастик Бутэпрол и МБС: Предел прочности при разрыве …. (5…7) X103 Па Относительное удлинение (в момент наиболь­шего растягивающего усилия) . . . . 40 %

0,5…0,8 %

Водопоглощение

Теплостойкость

Плотность

Ориентировочная стоимость мастики МБС 400 р. за 1 т.

Мастика герметизирующая нетвердеющая Бутэпрол-2М (ТУ 21-29-58-77) применяется для уплотнения стыков ограждающих конструкций из элементов профильного стекла при температуре эксплуатации—40… + 70 °С и относительной деформации стыка не выше 10 %• Цвет мастики светло-серый. Ее расфасовывают в бри­кеты массой 1,5…2 кг и диаметром 50…60 мм, затем завертывают в полиэтиленовую пленку, упаковывают в деревянные или картон­ные ящики массой брутто не более 50 кг и поставляют партиями. Гарантийный срок хранения 6 мес. Стоимость мастики Бутэ – прол-2М 580 р. за 1 т.

Мастику изготавливают на Подольском заводе стеновых мате­риалов и конструкций (Киев) и Первомайском асфальтовом за­воде.

Герметик профильный нетвердеющий Бутэпрол-2 (ТУ 21-29-26- 78) применяют для герметизации светопрозрачных конструкций из коробчатого, швеллерного и ребристого профильного стекла, сты­ковых соединений ограждающих конструкций, в том числе мобиль­ных контейнерных зданий, при температуре эксплуатации —40… …-f-70 °С. Герметик представляет собой светло-серую густую одно­родную нетвердеющую массу, изготавливаемую на основе синтети­ческого каучука. Выпускает промышленность в виде лент прямо­угольного сечения 25×6 или 30×7 мм. Стоимость — 770 р. за 1 т.

Мастику изготавливают на экспериментальном предприятии НПО «Промстройматериалы», Октябрьском ПО «Стройизоляция», Акменском комбинате строительных конструкций.

Перегерметизацию стыков мастиками бутэпрол и МБС осуще­ствляют с помощью электрогерметизатора Стык-20, состоящего из электрической ручной сверлильной машины ИЭ-1017 или ИЭ-1017А; специального шнека, установленного в обогреваемой гильзе; загрузочного устройства; колодки (сопла); электрообогре­вателя и двух выключателей.

Вулканизирующиеся тиоколовые и бутилкаучуковые мастики представляют собой вязкую пастообразную массу, а по истечении времени вулканизации — эластичный резиноподобный материал.

Тиоколовые мастики выпускают двух видов — дву – и одноком – понентные. Двукомпонентные АМ-0,5; КБ-0,5; ГС-1; У-ЗОМ; УТ-32 (табл. VI.2) изготовляют из основной (герметизирующей) и отвер – ждающей (вулканизирующей) паст.

Приготовляют мастику из отдельных компонентов на объек­тах перед употреблением, тщательно перемешивая составляющие,, после чего начинается процесс ее вулканизации.

В состав некоторых мастик в процессе изготовления вводят ус­корители и растворители. Их допустимое содержание должно со­ответствовать указанному в паспорте. Наносят мастику в стыки до начала ее загустения. Основную пасту мастики доставляют в ме­таллической таре массой нетто не более 50 кг, отвердевающую па­сту — в металлических или полиэтиленовых банках.

Заводы-изготовители поставляют компоненты мастик комплект­но (количество основной пасты сооответствует количеству отверж- дающей). Ориентировочная стоимость мастик 4000 р. за 1 т.

Вулканизация однокомпонентных мастик 51-УТО-40, 51-УТО-42, 51-УТО-43, 51-УТО-44 (ТУ 38-1054-96-72) осуществляется при кон­такте с влагой наружного воздуха (7… 10 сут при относительной влажности 95…100 % и температуре воздуха 18…25 °С, 4…6 нед при влажности 50…75 % и той же температуре). Увеличение отно­сительной влажности и повышение температуры воздуха ускоряет процесс вулканизации (табл. VI.3).

Мастики 51-УТО-40 и 51-УТО-43 пастообразной консистенции предназначены для использования в весенне-летний период при температуре воздуха выше 5 °С; 51-УТО-42 и 51-УТО-44 жидкоте – кучей консистенции для использования в осенне-зимний период года при температуре +5…—10 °С.

Для ускорения начала герметизации допускается использовать распыление водяное или 3…5 %-го раствора дифенилгуанидина в ацетоне по поверхности указанных герметиков после введения их в стык. Мастику доставляют в металлических банках емкостью 5…8 л.

Таблица VI.4. Физико-механические свойства бутилкаучуковых мастик

Показатель

Плотность рабочего состава Адгезионная прочность к бетону Относительное удлинение вложений разры­ва

Жизнеспособность рабочего состава при температуре (20+5) °С

Кг/мз 840… 1100 800… 1100 МПа 0.42..Д40 0.42..Д40

% 350… 150 350… 150

24…48

Отвержденные тиоколовые герметики характеризуются высокой деформативностью, адгезией к строительным материалам, облада­ют бензомаслостойкостью, стойкостью к воздействию кислорода и озона, влаго – и воздухонепроницаемостью, некоторые из них стой­ки к растворам солей и разбавленных минеральных кислот и ще­лочей. Ориентировочная стоимость мастик 4000 р. за 1 т.

Бутилкаучуковые мастики гермабутил-1, гермабутил-2, герма – бутил-УМ, гермабутил-2М (РСТ УССР 5018—81*) двукомпонент – ные, представляют собой высоковязкую массу на основе бутил- каучука с добавлением вулканизирующих агентов, наполнителей, растворителей и других добавок (табл. VI.4). Герметизируют эти­ми мастиками без упругой подосновы или по ней. Рабочие составы готовят небольшими порциями. Для разведения герметиков до кон­систенции, необходимой для применения, используют ацетон, эти – лацетат, толуол, разжижители, Р-4, Р-5, циклогексанон. Поверх­ность стыков огрунтовывают жидким составом мастики с помощью установки СО-21 или пистолетов-распылителей С-562, или вручную кистью, разравнивая шпателем. Нагнетают мастику с помощью пневматических или ручных шприцев.

Мастики гермабутил-1 и гармабутил-УМ наносят на сухую по­верхность, гермабутил-2 и гермабутил-2М — как на сухую, так и на влажную при температуре воздуха (20…+30) °С, температур­ный интервал эксплуатации (—50…+80) °С. Поставляют в бара­банах массой до 20 кг, упаковывают составы в соответствии с РСТ УССР 5018—81 *.

Для приготовления рабочего состава мастики гермабутил-2 ме­ханизированным способом смешивают составы 1 и 2 в соотношении 1:1, а гермабутил-1, гермабутил-2М и гермабутил-УМ смешивают с порошком, прилагаемым к поставляемой мастике.

После тщательного перемешивания мастики готовы к употреб­лению. Вулканизация происходит при температуре окружающей среды. Предварительного подогрева рабочего состава мастики пе­ред ее употреблением не требуется.

Ориентировочная стоимость мастик гермабутил-1, гермабутил-2, гермабутил-УМ, гермабутил-2М 800…900 р. за 1 т.

Праймер (40 %-ный бутилкаучуковый концентрат) применяют в качестве грунтовочного состава перед нанесением герметизирую­щих компонентов на поверхность бетона. Обладая незначительной вязкостью, он проникает в поры бетона, укрепляет поверхностный

слой и препятствует попаданию влаги к границе раздела герметик – бетон. Состоит из двух компонентов, представляющих собой пасто­образную массу. Перед употреблением их разбавляют бензином «галоша» до 10… 15 %-ной концентрации, а затем смешивают в со­отношении 1:1. Рабочий состав вулканизируется и на холоде. Показатели вулканизированного праймера: Плотность 850 кг/м8

Временное сопротивление растяжению Температура хрупкости Относительное удлинение Время вулканизации после смешивания

Ком слое)…………………………… .

Морозостойкость………………………………….

Герметизирующие мастики на основе полиуретанов позволяют уплотнять стыки без осушения поверхности их устья. Компоненты полиуретановой мастики [9]: бутилкаучук (100 вес. ч.), наполните­ли— цемент и асбест (20…80 вес. ч.), вулканизирующие агенты (3…8 вес. ч.), растворитель (50…80 вес. ч.), уретановая смесь на основе форполимера изоционата с полиолом (20…300 вес. ч.). Для приготовления мастики в отмеренное количество бутилкаучука вводят наполнители, вулканизирующие агенты (парахинон-диоксин с окисью марганца) и растворитель, затем при непрерывном поме­шивании — уретановую смесь и доводят консистенцию состава до однородной. Эти работы выполняют непосредственно перед герме­тизацией. Нагнетают герметик в стык с помощью шприца-туба. Герметизацию осуществляют по основе из пороизола, пористой ре­зиновой прокладки (НРП) или гернита.

-Пористые прокладки (гернит, иороизол, ПРП) поставляют на строительные объекты в связках или бухтах в комплекте с обма­зочными мастиками.

Пороизол — пористый гидроизоляционный материал черного цвета, получаемый вулканизацией газонаполненной смеси, состоя­щей, в основном, из девулканизированной резины, мягчителя (неф­тяных дестиллатов), порообразователя; выпускается в виде полос 30 x40 и 40×40 мм или жгута круглого сечения диаметром 20…

60 мм. Его используют вместе с мастикой изол (смесь отходов ре­зины и кумароновой смолы), растворенных в бензине с волокни­стым наполнителем (асбестом), канифолью и антисептиком. В за­висимости от физико-механических показателей пороизоловые про­кладки подразделяются на три марки — А, Б и В (табл. VI.5).

Ориентировочная стоимость 1 м жгута пороизола 4,5… 1 р.

Прокладка ПРП— жгут с пористой основой и сплошной водо­непроницаемой оболочкой на поверхности, изготавливаемый из ре­зиновой смеси на основе натрийбутадиенового синтетического кау­чука (СКВ) в смеси с натуральным (НК). Выпускают круглого сечения диаметром 20…50 м, длиной ^2,7 м, применяют вместе с мастикой изол или тиоколовыми мастиками.

Плотность ПРП-1 200…400 кг/м3, эластичное восстановление не менее 60%. температурный интервал эксплуатации — 25…+70 °С. Стоимость 1 т прокладок ПРП-1 1756…2261 р. (в зависимости от диаметра).

Гернит — резиновая прокладка светлого цвета с пористой осно­вой, изготовляемая из резиновой смеси на основе полихлорпрено – вого каучука; применяется самостоятельно или с клей-мастичной КН-2, или КН-3 (клеящая композиция на основе найрита и кума­роновой смолы), или тиоколовыми мастиками. Гернит долговечнее пороизола.

Его показатели:

Плотность…………………………………………….. 250…500 кг/м3

Эластичное восстановление …. Не менее 50…75 % (в за­висимости от температу­ры)

Водопоглощение за 24 ч. . 3…5 % по массе

Температурный интервал эксплуатации —40…+70 °С Ориентировочная стоимость 1 м жгута Около 0,4 р.

Последовательность выполнения основных работ при гермети­зации прокладками из пороизола, гернита или ПРП. Подготавли­вают внутреннюю поверхность и устье стыка, грунтуют стык масти­кой, устанавливают жгут с помощью деревянной конопатки или ролика ЦНИИОМТП; в вертикальных стыках подвешивают его в свободном состоянии, покрывают жгут мастикой;, концы жгутов срезают на ус и склеивают. Стыковать жгуты по длине следует не ближе 0,5 см от места пересечения вертикальных и горизонтальных стыков. Прокладки должны обжиматься на 30…50 %• своего пер­воначального сечения.

Полисилоксановые пеногерметики представляют собой смеси низкомолекулярных силоксановых полимеров с наполнителями и добавками в сочетании с отвердителями. В зависимости от соотно­шения составляющих получают герметики разной консистенции (от твердой и пастообразной замазки до легкорастекающихся жидкос­тей).

Эластосил — однокомпонентный клей-гер метик, обладающий влаго – и теплостойкостью, хорошими диэлектрическими и адгези­онными свойствами, изготовляют путем смешивания полиорганоси – ликонового каучука, наполнителей, катализаторов, адгезионного компонента и, при необходимости, растворителей. Температурный интервал эксплуатации от —60 до +250 °С. Обладает самостоя­тельной адгезией (без применения праймеров) к стали, алюминие­вым сплавам, стеклу, бетону. Выпускают его марок 11-01, 11-02, 21-03, 21-04, 11-06. Эластосил-11-06 отличается от остальных моди­фикаций большей деформативностью, что важно при перегермети­зации стыков. Его показатели:

Предел прочности при разрыве…………………………….. 1,6…2,5 МПа

Относительное удлинение……………………………………. 300…350 %

Адгезия к бетону…………………………………………………… 0,5…0,9 МПа

Усадка………………………………………………………………….. 1…2 %

Напряжение при разрыве в шве при температуре

(20±5) °С……………………………………………………………… 0,5…0,9 МПа

Жизнеспособность, мин., не менее. 10

Мастику эластосил выдавливают в предварительно очищенные стыки ручным шприцем из туб массой 0,5… 1 кг. Рационально ее использовать для перегерметизации стыков сжатия и самоуплотня­ющихся, а также в сочетании с армирующей основой, приклеивать которую к Сетону следует другими герметиками или клеями.

Мастики пригодны для использования при высокой температу­ре, так как процесс деструкции завулканизированных мастик неко­торых марок начинается при температуре более 300 °С.

Высокими механическими свойствами обладают трехкомпонент – ные мастики Виксинт 1/-1-18, 1/-2-28, 1/-4-21, жизнеспособность ко­торых регулируется количеством катализатора и зависит от темпе­ратуры воздуха. Они обладают следующими физико-механически­ми свойствами:

Прочность при разрыве…. . 1,6…2,6 МПа Относительное удлинение… . 100…240 % Жизнеспособность……………………………………………………………………………… 0Д..6 ч

Герметик Герлат разработан на основе эластомера, состоит из каучука СКН-40-ГТП (СКО-65) и эпоксидной смолы. Его особен­ность— долгое отверждение (в течение 10…45 сут его свойства аналогичны пластично-эластичным нетвердеющим мастикам типа УМ-40). Поставляется готовым к употреблению, расфасованным в полиэтиленовые тубы (мешочки), в которых он сохраняется 6 мес. Его наносят механическим способом, например, с помощью электро­герметизатора Стык-20. Отличается стабильной адгезией к бетону и пригоден х употреблению при температуре до (—20) °С.

Мастика герметизирующая отверждающая однокомпонентная строительная (ТУ 21-29-113-84 на опытно-промышленную партию). Применяют для закрытых и дренированных стыков при предельно допустимой деформации мастики в шве не более 20 %. Температу­ра эксплуатации —40…+70 °С. Изготовляют на основе синтетичес­кого каучука и эпоксидной смолы. Это однородная масса светло – бежевого цвета, темнеющая под влиянием дневного света. Допу­скается поставка мастики в комплекте с покрасочным составом ■— эмалью КО-174. Мастику поставляют в виде брикетов массой око­ло 1 кг и диаметром 50 мм в полиэтиленовой пленке, упакованных в деревянные или картонные ящики. Срок хранения 6 мес.

Перед нанесением мастики поверхность бетона очищают от пы­ли, грязи и обезжиривают. Мастику наносят пневмошприцем или электрогерметизатором типа Стык-20. Герметизацию следует вы­полнять при температуре не ниже —20 °С. Расход на 1 м стыка около 400 г. Ориентировочная стоимость 1 т мастики около 3000 р. Изготовляют ее на Подольском заводе стеновых материалов и кон­струкций (г. Киев).

Армогерметики представляют собой мастики, армированные стеклянными, базальтовыми или синтетическими тканями (сетка­ми), а также неткаными материалами [17].

Герметизируют стыки в такой последовательности. На тщатель­но очищенное от старой изоляции основание кистью или распыли­телем наносят приклеивающий слой мастики, по которому рассти­лают армирующий материал, выполняя компенсационный провес. По армирующей основе шпателем наносят защитный слой мастики толщиной!,2 (±0,2) мм.

К перспективным строительным герметикам относятся полиуре – тановые составы на основе олигодиенов (полимеры ПДИ, ПДИ-0 и ПДИ-1), обладающие высокой морозостойкостью (температура стеклования —85…+95 °С) и эластичностью. Плотность 730… 1100 кг/м3, прочность при разрыве 1,5…12 МПа, относительное удлинение 42…230 %■.

Герметизирующий расширяющийся вкладыш КТГМ — проклад­ка цилиндрической или овальной формы, изготовляемая прессова­нием из смеси, состоящей из вспучивающего компонента, вяжущего и токопроводящего наполнителя.

По концам вкладыша запрессовывают медные или алюминие­вые электроды. Затем его покрывают специальной эластичной обо­лочкой из термопластичного эластопласта. На электроды подают ток силой 1,5…2 А напряжением 12…36 В, что приводит к вспучива­нию и уплотнению стыка.

Последовательность основных работ при герметизации вклады­шами КТГМ [44]. Вдоль наружной поверхности стыка устанавли­вают монтажную рейку. Приборами проверяют фактическое соп­ротивление каждого из вкладышей и сверяют с паспортными дан­ными. В полость стыка опускают каучуковую пробку (из сырой резины), обеспечивающую после обжатия надежную герметиза­цию в месте соединения вертикального стыка с горизонтальными, а затем — проверенные вкладыши, размер которых на 10…30 % меньше поперечного стыка. После этого подводят питание к элект­родам, проверяют общее сопротивление цепи, и, если оно равно сумме по отдельным участкам, подводят ток. Вспучивание осущест­вляют в течение 3…5 мин (в зависимости от сопротивления вкла­дышей). Концы токопроводящих проводников загибают и замоно – личнвают раствором во время расшивки швов.

Оклеечную перегерметизацию стыков осуществляют составами на основе бутил каучуковых композиций (праймера 20…25 %-ной концентрации или мастики гермабутил), армированных стекло­тканью.

Последовательность выполнения работ следующая. Подготовка исходных материалов включает резку полос стеклоткани, ширина которых должна превышать ширину стыка не менее чем на 10 см. Невулканизирующийся слой толщиной не менее 0,3 мм наносят пи­столетами-распылителями марок С-592, С-765, 0-45 с использова­нием красконагнетательного бачка типа С-383 или компрессора, входящего в комплект, а на небольшие поверхности — кистью или валиком. Первый гидроизоляционный слой наносят через 30… 40 мин после полного испарения растворителя, но до наступления вулканизации (2 ч). Стеклоткань наклеивают по первому слою с обязательным провисанием по оси стыка на глубину не менее 1,5 см для стыков шириной 40 мм и не менее 0,8 см для стыков шириной 20 мм, прикатывая ее резиновым валиком к кромкам сты­куемых элементов. Второй гидроизоляционный слой наносят по стеклоткани (в два слоя) с интервалом в 20…40 мин. Концы стек­лоткани тщательно покрывают рабочим составом с заходом на по­верхность бетона не менее чем на 0,5 см. Работы проводят при по­ложительной и отрицательной температурах.

Лента герметизирующая Герволент (ТУ 21-99-46-76). Приме­няют для герметизации открытых стыков наружных стеновых па­нелей. Изготовляют на основе синтетического каучука в виде руло­нов с прикладочным материалом (ткань, антиадгезионная бумага) или цилидрических стержней диаметром 80… 100 мм. Температура эксплуатации —40…+80 °С.

Грани панелей перед наклейкой ленты загрунтовывают соста­вом 14ТЭП-8, мастикой КН-2 или термопластиковым герметиком 51-Г-18 с устройством компенсатора, без которого лента может от­слоиться уже через 2…3 г эксплуатации. Стоимость 1 м ленты 1,9 р.

Герволент изготавливают на экспериментальном предприятии НПО «Полимерстройматериалы» и Вильнюсском заводе полимер­ных изделий.

Герметизирующая самоклеющаяся лента Герлен-Д (ТУ 400-1- 165-79). Применяют для герметизации закрытых стыков наружных стен крупнопанельных, крупноблочных строящихся и ремонтируе­мых зданий. Изготовляют из синтетического каучука, дублирован­ного нетканым синтетическим материалом. Лента эластопластич – ная серого цвета. Температура ее эксплуатации —50…+60°С. Прочность связи с бетоном не менее 0,1 МПа.

Стоимость 1 м ленты в зависимости от ширины 0,76; 0,9; 1,5 р. Ленту серийно изготовляет Мосстройпластмасс.

Самоклеющиеся ленты следует наклеивать через 20…30 мин после нанесения грунтовки и прикатывать специальным роликом, не вытягивая при этом по длине и ширине.

Перегерметизация стыков оконных коробок зданий. Осущест­вляют с использованием пенополиуретанового герметика, представ-

Ляющего собой продукт синтеза полиэфирной смолы с диизоциана – тами в присутствии активатора, эмульгаторов и добавок, который выпускают в виде блока размером 1×2 и 0,85×2 м, толщиной 5…10, 10…30, 50… 100 мм. Размеры прокладок, вырезанных из бло­ков, должны на 50…55 % превышать толщину герметизируемого ими шва.

Механизированный способ перегерметизации стыков оконных и дверных проемов пенополиуретановыми герметиками заключается в нанесении исходных компонентов в стык с помощью пистолета конструкции Владимирского НИИ синтетических смол [44] или установки, состоящей из баллона, шланга высокого давления с вен­тилями и соединительными деталями, а также форсунок. Опти­мальный размер форсунки—половина герметизируемой щели. Вспенивание и затвердевание происходит в щели. Через 6…12 ч лишнюю затвердевшую эластичную пену убирают ножом и поверх­ность стыков закрывают деревянными раскладками.

Перегерметизация деформационных швов зданий и сооружений водоотводов, труб. Осуществляют путем заполнения их пористыми полимерными прокладками типа пороизола, перекрывания шва по­лосками джутовой или стеклоткани на тиоколовых бутилкаучуко – вых мастиках и перекрытия шва слоем рубероида или толя.

Водонепроницаемость стыков между стеновыми панелями и бал­конными плитами достигается путем их перегерметизации нетвер- деющими мастиками и плотным цементным раствором, а также обеспечением отвода воды от стыка, что достигается определенным уклоном верхней плоскости балконной плиты, установкой металли­ческих сливов, капельников.

Основные ошибки при проектировании наружных ограждающих конструкций: толщина ограждения или его теплоизолирующего слоя выбрана недостаточной; неправильный выбор расчетных ве­личин (теплопроводности — без учета условий эксплуатации кон­струкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности), а также влияния плотности материала, теплоусвое­ния — без учета вышеприведенных факторов, расчетной темпера­туры наружного воздуха (без учета тепловой инерции ограждения) ■ неправильная оценка термической неоднородности конструкции, и, как следствие, ошибочное определение ее теплоизоляционных ка­честв, неверный расчет приведенного сопротивления теплопереда­че; неудовлетворительное (по температурному режиму) конструк­тивное решение теплопроводных включений (ребер жесткости, об­рамлений) ограждающих конструкций; недостаточная герметиза­ция стыков и наружных поверхностей ограждений; неправильный выбор вида пароизоляционного слоя или неправильное его разме­щение; неправильная ориентация здания.

Некачественное изготовление ограждающих конструкций на до­мостроительных заводах и комбинатах и возведение их на строи­тельных площадках, приводящие к снижению уровня теплозащиты здания, вызваны следующими причинами: превышением проектной плотности материала ограждения или его теплоизолирующего слоя, что обуславливает его большую теплопроводность, а следователь­но, снижает по сравнению с проектом теплозащиту здания; уста­новкой в ограждающую конструкцию влажного теплоизолирующе­го материала; изготовлением теплоизолирующих прокладок из влажных материалов; некачественной установкой теплоизоляцион­ного слоя в конструкции (неполное заполнение, неплотное приле­гание к ребрам жесткости); заменой проектного решения утепли­теля другим, более доступным в момент изготовления конструкций, но с большей теплопроводностью; некачественном герметизацией стыковых соединений (произвольная замена герметизирующего ма­териала, неустановка всех предусмотренных проектом герметизи­рующих элементов), некачественным выполнением водозащитных и пароизоляционных слоев ограждающих конструкций, некачест­венной гидроизоляцией фундамента и стен подвалов.

Эксплуатационные причины снижения теплозащиты здания: не­исправное состояние устройств отвода атмосферных и талых вод; несвоевременное возобновление влаго – и пароизоляционных эле­ментов ограждающих конструкций; размещение влажных материа­лов вблизи ограждений здания или размещение оборудования, за­трудняющего циркуляцию воздуха у поверхностей ограждающих конструкций.

Причины снижения уровня теплозащиты зданий выявляются на­турно-инструментальными обследованиями (см. гл. V), в результа­те которых оценивают степень несоответствия реальных теплоза­щитных качеств ограждающих конструкций требуемым по санитар­но-гигиеническим и экономическим условиям (см. гл. I) и разра­батывают мероприятия по обеспечению необходимого уровня теп­лозащиты. Ошибки эксплуатации обнаруживаются при общем ос­мотре здания.

При восстановлении теплозащиты здания осуществляют органи­зованную сушку ограждающих конструкций, или устанавливают дополнительную теплоизоляцию, либо применяют оба восстанови­тельных метода.

Методы сушки ограждающих конструкций: сушка подогретым воздухом, электропрогрев, радиационная, эксфильтрационная, то­ком высокой частоты, вакуум-сушка, электроосмотическая.

Сушка подогретым воздухом включает в себя повышение тем­пературы внутреннего воздуха помещений на 5…10 °С выше нор­мируемой (см. табл. 1.3…1.9) с помощью калориферов: электриче­ских, огневых, водяных, паровых, которые расставляют равномер­но по площади помещения. Сушку начинают с верхнего этажа. В процессе ее контролируют изменение влажности материалов ог­раждающих конструкций здания (см. гл. V).

Сушка электропрогревом — путем присоединения к конструкции электродов и включения ее участка между электродами в элек­трическую цепь. Для прогрева применяют двух – или трехфазный ток нормальной частоты напряжением 65…110 В. Электроды при­меняют закрытые — в виде проволоки, замоноличенной под шту­катуркой, или открытые — в виде металлических пластин разме­ром 8… 12 см, укрепляемых на поверхности стены. При включении электродов запрещается пребывание посторонних людей в рабочей зоне. Обслуживающий персонал должен быть снабжен резиновы­ми галошами и перчатками. В помещении постоянно дежурит элек­тромонтер в течение всего периода сушки.

Радиационная сушка заключается в обогреве ограждающей кон­струкции путем лучистого теплообмена между ее внутренней по­верхностью и радиаторами (калориферами). Для этого равномерно по всей площади ограждения устанавливают радиаторы (напри­мер, электрические) в непосредственной близости от его поверх­ности (в 3…4 ряда по высоте помещения при сушке стен).

Для удаления испаряющейся из ограждающих конструкций вла­ги в помещениях устраивают сквозное проветривание или приточно- вытяжную вентиляцию. При этом следует учитывать, что неорга­низованный приток воздуха (сквозное проветривание, вытяжная вентиляция) вызывают в холодный период года охлаждение поме­щения.

Эксфильтрационная сушка заключается в создании условий для эксфильтрации подогретого воздуха через ограждающие кон­струкции. Подогревают воздух помещений с помощью описанных выше устройств (см. сушку подогретым воздухом). В помещении плотно закрывают щели и неплотности в оконных и дверных про­емах, а затем создают избыточное давление с помощью установок, используемых при испытаниях воздухопроницаемости ограждаю­щих конструкций по ГОСТ 25891—83.

Сушку током высокой частоты организуют аналогично описан­ному методу прогрева, но пропускают при этом через участок кон­струкції токи высокой частоты. Недостаток способа — большой расход электроэнергии.

Вакуум-сушка заключается в отсасывании влаги с поверхност­ных слоев ограждающей конструкции путем создания разряжения в камере, присоединенной к ее поверхности. Оборудование для ва­куум-сушки состоит из вакуум-щита, вакуум-насоса с ресивером, стальных труб и резиновых шлангов. В вакуум-щите создают раз­ряжение до 105 Па. Эффективность вакуум-сушки повышают, со­четая ее с радиационной сушкой, размещая в вакуум-щите допол­нительную излучающую нагревательную поверхность, например, в – виде цилиндрической электропечи.

Электроосмотическая сушка заключается в переносе жидкости в толще стены при наложении электрического поля с помощью гальванических элементов, создаваемых непосредственно в теле влажной стены. Применяется для кирпичных стен зданий и соору­жений. Подразделяется на активную и пассивную. Активное осу­шение осуществляют с помощью наложенного тока. Применяют медные, железные и угольные электроды, состоящие из основы и активной массы (деполяризатора).

В медных электродах в качестве основы используют медный штырь диаметром не менее 4 мм, а в качестве активной массы — смесь медного купороса (70…80 %), графита серебристого (15… 20 %), сажи ацетатной (3…5 %), соды (~ 5 %), цинковой пыли (1…2 %), древесного активированного угля (~5 %).

В жидких электродах основа — стальной штырь диаметром не менее 4 мм, активная масса — смесь железного купороса (70… 80 %) и перечисленных для медных электродов (кроме медного купороса) компонентов в тех же соотношениях.

В угольных электродах основа — графитный стержень диамет­ром 6…10 мм, очищенный от медной фольги, активная масса — смесь марганцевой руды (20…30 %), активизированного пиролюзи­та (ЗО…60 %) и перечисленных для медных электродов (кроме мед­ного купороса) компонентов в тех же отношениях [55].

Угольный и медный (стальной) электроды хранят раздельно. В качестве отрицательного (активного) электрода используют про­текторы типа МГА-1…МГА-8, выпускаемые промышленностью для защиты от коррозии подземных металлических сооружений.

Подготовительные работы включают сверление отверстий в сте­нах для установки медных (стальных) и угольных электродов, рытье приямок для установки протекторов. Для просверливания отверстий используют перовые и спиральные сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов. Для сверления отверстий диа­метром 25…60 мм и глубиной до 75 см применяют также механи­ческий шлямбур, состоящий из пустотелой штанги с окнами и шля – мбурной колонки. С помощью резьбового соединения штанга сое­диняется с коронкой, а другим концом через переходный хвосто­вик — со шпинделем электросверлилки. Режущие зубья коронки оснащены пластинками твердого сплава ВК-6 или ВК-2. Штангу и коронку изготовляют из стандартных труб.

Электроды устанавливают с шагом 0,5…1 м [55]. Медные (стальные) соединяют между собой с помощью горизонтальных медных изолированных проводов диаметром 1…2 мм методом скрут­ки с последующей пропайкой соединений и надежной их изоляци­ей лакокрасочными составами или битумным лаком. Подобным об­разом соединяют между собой угольные электроды, но диаметр проволоки при этом не должен превышать 0,5 мм. Проводники го­ризонтальной связи кладут под слоем штукатурки или в стальных водопроводных трубах. Подключают протектор к электродам с по­мощью вертикального проводника связи. Проходы через между­этажное (надподвальное) перекрытие выполняют в эбонитовой трубе.

Для наблюдения и контроля исправности и эффективности ра­боты системы провод вертикальной связи вводят в контрольное устройство — простейший размыкатель цепи, устанавливаемый в помещении. Максимальный положительный потенциал от источни­ка постоянного тока подают в верхнюю часть стены на электроды, отрицательный полюс генератора подключают к протектору, что усиливает поток влаги сверху вниз. При этом методе затраты со­ставляют около 1,5 р. на 1 м2 осушаемой поверхности [16].

При активном электроосмотическом осушении напряжение, по­даваемое на стену, не превышает 40…60 В, сила тока — 3…5 А. Продолжительность сушки — 2…3 недели, после чего источник от­ключают и установка превращается в пассивную.

Методы установки дополнительного теплоизоляционного слоя. Метод утепления стен армированной штукатуркой по слою пено – полистирола заключается в повышении теплозащиты и водонепро­ницаемости наружной поверхности стен с помощью штукатурки по подстилающему слою пенополистирола [8]. Последний служит основанием для нанесения штукатурки, его толщина определяется из анализа результатов инструментальных исследований здания (см. гл. V) и расчетов требуемого сопротивления теплопередаче ограждения (см. гл. I), но во всех случаях должна быть не менее 2 см.

Штукатурный слой — это элемент отделки и защиты стены от атмосферных воздействий. Армируют штукатурку сеткой во избе­жание трещин в фактурном слое.

Порядок производства работ следующий — подготовительные работы, устройство гнезд и забивка в них анкерных штырей, на­клейка листов пенополистирола, навеска конструктивных сеток, штукатурной толщиной 0,8… 1 мм, оштукатуривание, устройство ме­таллических фартуков и отливов.

В процессе подготовительных работ изготавливают конструк­тивные сетки и анкерные штыри, устанавливают подмости, снима­ют существующие отливы и фартуки. Конструктивные сетки раз­мером ячеек 30×30 см изготовляют из стальных арматурных стер­жней диаметром 4,5 мм. Для придания жесткости сеткам применя­ют несущий каркас, состоящий из верхнего горизонтального стержня диаметром 10 мм, нижнего горизонтального и вертикаль­ных стержней диаметрами по 8 мм, размещаемых через каждый метр. Сетки устанавливают как самостоятельные сборные элемен­ты внахлестку.

При применении сборных сеток стержни основной сетки диамет­ром 4,5 мм соединяют с помощью сварки давлением, а каркас жесткости из стержней диаметром 10 и 8 мм — обычной сваркой. Сетку приваривают по контуру каркаса. Ширина ее около 3 м, а высота соответствует высоте этажа. Если сетки изготавливают не­посредственно на предохраняемой стене, то стержни диаметром 4,5 мм, соединенные с помощью электросварки, прикрепляют к стержням каркаса вязальной проволокой. Все вертикальные стерж­ни крепят к верхнему стержню каркаса диаметром 10 мм с по­мощью крюкообразных загибов.

Анкерные штыри, предназначенные для навески конструктив­ных сеток, изготовляют из крупных стальных арматурных стерж­ней нормативным сопротивлением 36-107 Па и гарантируемой сва­риваемостью. Длнна штыря не менее 10 см. К торцу каждого шты­ря приваривают захват из стержня диаметром 8 мм длиной около 6 см, исключающий возможность срыва подвешенной конструктив­ной сетки. Штыри с привариваемыми захватами оцинковывают во избежание коррозии.

Подготовка поверхности стены заключается в удалении от­слоившихся кусков штукатурки, не связанных с основанием, и оштукатуривании этих мест с целью получения ровной поверхности для укладки слоя пенополистирола.

Гнезда для анкерных штырей высверливают диаметром около 30 мм и длиной не менее 10 см с шагом около 1 м так, чтобы на каждом этаже штыри располагались на одной линии.

Анкеры укрепляют в гнездах цементным раствором состава 1 : 3. Непосредственно перед вставкой анкера гнездо очищают от пыли, смачивают водой и заполняют раствором. Вставляют анкер на требуемую глубину, уплотняют раствор вокруг штыря, удаляют его излишки, затирают кельмой заподлицо со стеной.

Для приклеивания пенополистирола используют цементный ра­створ с добавкой поливинилацетата. В цементное тесто состава 1 : I крупностью песка не более 1 мм добавляют 50 %-ную эмуль­сию поливинилацетата в количестве 10 % массы цемента. При этом раствор должен иметь текучую консистенцию. Оклеивание стен заключается в нанесении приготовленного раствора на листы пенополистилора слоем толщиной 1,5 мм и в плотном прижатии их к защищаемой поверхности. Работы осуществляют в сухую погоду при температуре воздуха выше 5 °С.

Приклеивают пенополистирол также с использованием горячих битумных мастик температурой размягчения 70…85 °С. При этом подготовленную поверхность листов грунтуют битумными раство­рами. После высыхания грунтовочного слоя приступают к наклеи­ванию. Мастику, нагретую до температуры примерно 180 °С, нано­сят на стену толщиной около 2 мм на участках, соответствующих размерам пенополистирольных листов. Работы осуществляют в су­хую погоду при температуре воздуха выше 12 °С. Оклеивать стены пенополистиролом начинают с верхнего этажа, при этом следят за тем, чтобы кромки соседних листов плотно примыкали друг к дру­гу по всей длине стыка.

Сборные конструктивные сетки навешивают на анкерные штыри горизонтальными рядами, начиная с верхнего этажа. Сво­бодные концы горизонтальных стержней (диаметрами 10 и 4,5 мм) соседних сеток каждого ряда соединяют между собой внахлестку с помощью вязальной проволоки. Соединяют сетки смежных эта­жей на глухих стенах путем анкеровки крайних горизонтальных стержней в захватах анкерных штырей и скрепления их вязальной проволокой.

Арматурную сетку располагают так, чтобы она была хорошо натянута, без волн и выпучиваний. Смежные пояса сетки навеши­вают с нахлесткой 3…5 см. Оштукатуривают защищенные стены обычным или механизированным способом. Штукатурку наносят в три слоя: цементная штукатурка толщиной около 1—5 см; на – брос известково-цементной штукатурки 1:1:6 или 1 : 1 : 18 толщи­ной около I см; известково-цементный накрывочный слой или фак­турная обработка набрызгом толщиной около 0,5 см.

Приведенный метод следует применять при недостаточных теплозащите и водонепроницаемости наружных стен. Благодаря прикреплению арматуры к стене, при применении этого метода не предъявляют специальных требований к ее поверхности, поэтому его можно применять на слабых поверхностях при тенденции к по­всеместному шелушению, а также потрескавшихся наружных фак­турных слоях трехслойных стен из традиционных материалов. Од­нако этот метод, как и описанные ниже, нельзя применять для стен, в которых структурные изменения материала или другие повреж­дения носят прогрессирующий характер и ведут к снижению не­сущей способности.

Метод утепления стен легким пластмассовым покрытием по ••лою пенополистирола [8] заключается в нанесении на наружные поверхности стен непрерывного бесшовного покрытия, состоящего из слоев клеящей массы, пенополистирола, сетки из стекловолок­на, утопленной в клеящую массу, наружного фактурного слоя.

Оболочка из клеящей массы образует основание для наклейки на поверхность стены слоя утеплителя из пенополистирола, толщи­ну которого устанавливают в результате анализа результатов ин­струментальных исследований здания (см. гл. V) и расчетов тре­буемого сопротивления теплопередаче ограждения (см. гл. I).

Сетка из стекловолокна выполняет функции арматуры, воспри­нимающей температурные напряжения в тонком фактурном слое, нанесенном на пенополистирол. Этот слой должен защищать сте­ну от атмосферной влаги, а также придавать фасаду соответствую­щий цветовой колорит. Работы выполняют в такой последователь­ности: подготовительные работы, наклейка пенополистирола, на­клейка сетки из стекловолокна, нанесение слоя цветной пластмассы, устройство новых металлических отливов и фартуков.

Подготовительные работы включают в себя монтаж подмостей, снятие существующих металлических отливов и фартуков, удале­ние краски с фасада, сбивание отслоившихся кусков наружной штукатурки, тщательную очистку поверхности металлическими щетками и обдувание ее сжагым воздухом. Все дефекты и неров­ности поверхности стен и откосов заделывают цементным раство­ром состава 1:1с добавкой поливинил ацетатной эмульсии в коли­честве 10 % массы цемента, способствующей повышению сцепления раствора со стеной. Допустые неровности подготовленной поверх­ности должны не превышать ±5 мм.

Для приклеивания листов пенополистирола используют клея­щую массу, представляющую собой смесь латексного клея и шла – копортландцемента М250 в соотношении 1 : 1…1 : 2,5 (в зависимости от густоты клея). Массу тщательно перемешивают, в клей добав­ляют такое количество цемента, чтобы распределение массы по основанию стены и пенополистироловому листу не вызывало труд­ностей. При этом количество цемента не должно превышать коли­чества клея более чем в 2,5 раза. Смесь готовят небольшими пор­циями, чтобы ее можно было использовать в течение часа (до на­чала схватывания цемента).

Клеящую массу наносят на подготовленное основание ровным слоем толщиной около 1 мм с помощью широкозубчатого шпателя или мелкозубчатой терки. Листы пенополистирола слегка переме­щают по стене в направлении соседних, уже приклеенных до вы­давливания клеящей массы через швы. Выдавленный клей слегка распределяют по поверхности листов вдоль швов, чтобы избежать образования сгустков и подтеков. Через 8… 10 мин пенополисти- рольный лист сильно прижимают к основанию на несколько се­кунд, чтобы он хорошо приклеился. Работы начинают от низа зда­ния на всю ширину стены.

Сетку из стекловолокна наклеивают с помощью той же массы.

Ее распределяют по поверхности пенополистирола толщиной 1 мм, затем растягивают стекловолокнистую сетку, которую плотно при­жимают к клеящему слою на пенополистироле. Сетка должна быть без волн выпучиваний. Ее смежные полосы размещают с нахлест­кой около 5 см.

Фактурный слой наносят не ранее, чем через два дня после наклеивания стекловолокнистой сетки. Для его устройства исполь­зуют волокнистый раствор — слой цветной пластмассы с целлю­лозным заполнителем на поливинилацетатном вяжущем. Для на­несения поливинилацетатного слоя и получения бесштукатурного отделочного применяют следующий состав:

3 ч (по массе) волокнистого раствора (цветной пластмассы на целлюлозном заполнителе) полутекучей консистенции (осадка ко­нуса 8…9 см); 1 ч белого или обычного портландцемента; вода в количестве, необходимом для получения рабочей полутекучей кон­систенции (осадка конуса 9 см). Приготовленную смесь следует использовать в течение 2 ч.

Наружный слой цветной пластмассы наносят методом механи­ческого распыления в два слоя общей толщиной 3…5 мм. Первый слой волокнистого раствора должен покрыть все неровности осно­вания. Второй наносят после полного высыхания предыдущего, но не ранее чем через сутки. Слой цветной пластмассы наносят на всю поверхность стены. Полученный фактурный слой затирают ме­таллической теркой или оставляют без обработки. При добавлении в раствор пигменты разнообразят цвет стен. Работы выполняют при отсутствии атмосферных осадков и температуре воздуха выше 10 °С.

Метод утепления стен слоем штукатурки по минераловатным плитам или матам — нанесение на наружную поверхность стен слоя штукатурки по подстилающему слою (из минераловатных плит или матов).

Минераловатные плиты (маты) прошивные (ГОСТ 21880—76) или на синтетическом связующем (ГОСТ 9573—82), а также пли­ты полужесткие или жесткие на синтетическом связующем (ГОСТ 9573—82) служат основанием для нанесения штукатурки, их тол­щину определяют при анализе результатов инструментальных ис­следований здания (см. гл. V) и расчетов требуемого сопротивле­ния теплопередаче его ограждающих конструкций (см. гл. I). Штукатурный слой — элемент отделки и гидроизоляции стен. По­следовательность выполнения работ следующая.

В поверхность стены вводят крепежные детали из нержавею­щей стали. Минераловатные плиты или маты насаживают на них таким образом, чтобы они прошли насквозь и вата плотно была прижата к поверхности стены. Крепежные детали закрепляют бло­кирующими пластинами.

На наружную поверхность минераловатных плит или матов ус­танавливают арматурный слой из стальной сетки горячей оцинков­ки. Наносят штукатурный слой путем трехслойного торкретирова­ния (см. с. 197—198).

Метод утепления стен теплоизоляционными штукатурками на основе вспученного перлита заключается в нанесении на внутрен­нюю поверхность ограждающих конструкций дополнительного теп­лоизоляционного штукатурного слоя (табл. VI. 1).

Цементно-перлитовая штукатурка состава: цемент (60…50 % по массе), перлитовый песок (30…40 %), стекловолокно (7 %), ПВА (2,5%), ТКЖ-94 (0,5%)—имеет плотность 350…300 кг/м3, сопротивление сжатия 2ХІ06 Па, изгибу—Ю6 Па, теплопровод­ность в сухом состоянии — 0,06…0,05 Вт/(м-К), в условиях экс­плуатации— 0,13…0,14 Вт/(м-К). При нанесении ее на огражда­ющую конструкцию из керамзитобетона плотностью 1150 кг/м3, толщиной 300 мм увеличивается термическое сопротивление ограж­дения на 11…12 %.

Перлитобазальтоцементные штукатурки изготовляют из следу­ющих компонентов: базальтовое волокно (8,3 %), рядовой вспучен­ный перлит (33,2%), портландцемент М500 (58,5 %). Плотность штукатурки 350…400 кг/м3, теплопроводность в сухом состоянии 0,08 Вт/(м-К). Нанесение слоя портландцементной штукатурки приведенного состава 20 мм на кладку из керамических панелей с 18 пустотами толщиной 1,5 камня и размерами камня 250ХІ38Х X 120 мм, пустотностью 27 %, плотностью камней брутто 1150 кг/м3, плотностью кладки 1540 кг/м3 повышает термическое сопротивле­ние ограждающей конструкции на 35 %.

Порядок выполнения работ [28]: подготовка поверхности под штукатурку, установка маяков, нанесение штукатурного слоя (об- рызга и грунта), выравнивание штукатурного слоя, нанесение на – крывочного слоя и его отделка.

Подготовка поверхности включает очистку от пыли рогожной кистью или промышленным пылесосом; удаление наплывов отвер­девшего раствора; заделка раствором углублений, выбоин, отвер­стий с разравниванием раствора заподлицо с поверхностью стены, насечка бетонной поверхности; увлажнение водой из расчета 0,5… 2.5 л/м2.

Штукатурные растворы готовят в лопастной растворомешалке. Загружают материалы объемно порционно в такой последователь­ности: перлит, 3/4 части воды затворения с указанными добавками, цемент. После перемешивания добавляют оставшуюся часть воды до необходимой подвижности растворной смеси. Время перемеши­вания 3…5 мин.

При централизованном приготовлении сухих товарных штука – турок на основе вспученного перлита вяжущее и вспученный пер­литовый песок смешивают в заводских условиях в смесителях при­нудительного перемешивания непрерывного или периодического действия.

Сухую штукатурную смесь поставляют в установках или емко­стях, не допускающих ее распыления, загружения и увлажнения. Затворяют и гомогенизируют сухие штукатурные смеси на объекте, используя лопастные растворомешалки. Добавки вводят с водой затворения. В зависимости от толщины штукатурки, определяемой на основании анализа результатов инструментальных исследова­ний и расчетов требуемого сопротивления теплопередаче, штука­турку наносят в один или несколько приемов, каждый последую­щий слой — после частичного схватывания предыдущего. Нане­сенный слой разравнивают и уплотняют.

Для обрызга применяют растворную смесь, которая обеспечи­вает заполнение неровностей основания (подвижность по стандарт­ному конусу СтройЦНИЛ 8… 12 см при нанесении вручную и 6… 10 механизированном). Грунт выполняют из более густой смеси, обра­зующей основной слой штчатурки (подвижность 8…10 см при на­несении вручную и 6…8— механизированном).

Для накрывки используют смесь подвижностью 8…10 см, чго позволяет хорошо выравнивать грунт, легко заглаживать и зати­рать поверхность штукатурки.

При выполнении накрывочного слоя в декоративных целях ис­пользуют перлит определенной фракции (0,6…1,2; 1,2…2,5; 2,5… 5 мм) и вяжущие из портландцемента с добавлением щелочестой – ких пигментов, извести-пушонки, теста или белой каменной муки, а также белых и цветных цементов. При этом штукатурке придают различную фактуру: терразитовую под набрызг, шубу или бучарду.

Метод утепления ограждающих конструкций двухслойными ме­таллическими панелями заключается в навешивании на определен­ном расстоянии от наружной поверхности ограждения легких па­нелей с пенополиуретановым утеплителем (монопанелей типа ПК 60-60) [64]. В результате образуется комплексная конструкция с вентилируемой воздушном прослойкой, входное и выходное отвер­стия которой устраивают так, чтобы вентилировать ограждение только при положительной температуре наружного воздуха. Уро­вень теплозащиты такого комплексного ограждения регулируемый: в зимний период его сопротивление теплопередаче увеличивается, в летний уменьшается. При вентиляции прослойки из ограждения удаляется влага, что дополнительно улучшает его теплозащитные качества, увеличивает долговечность ограждения, его надежность.

Дополнительно утепляют бесчердачные покрытия в два этапа. Первый — осушение существующего теплоизоляционного слоя, вто­рой — изготовление дополнительного.

В вентилируемых бесчердачных покрытиях осушения достига­ют, увеличивая интенсивность проветривания, для чего в покрытии устраивают дополнительные вентиляционные отверстия, а также устанавливая на крыше вентиляционные трубы, увеличивающие воздухообмен.

Сплошные бесчердачные покрытия для осушения переоборуду­ют в вентилируемые. Для этого в них устраивают узкие каналы (шириной до 10 см), проходящие через слои теплоизоляции на рас­стоянии 3 м друг от друга. Такие каналы, прикрытые с наружной стороны металлическими листами или асбестоцементными плитами, проветривают с помощью вентиляционных труб диаметром 50 мм. Толщину дополнительного теплоизоляционного слоя устанавливают на основании анализа результатов натурно-инструментальных ис­следований и расчетов требуемого сопротивления теплопередаче покрытия.

Дополнительный теплоизоляционный слой устанавливают сле­дующим образом. К существующему кровельному покрытию при­клеивают плиты пенополистирола с помощью горячей битумной мастики без наполнителя. Той же мастикой к пенополистиролу при­клеивают жесткие древесноволокнистые плиты размером 1,2х Х1,2 м. Применение более крупных плит может вызвать их де­формацию и повышенную воздухопроницаемость покрытия. На из­готовленном основании устраивают кровельное покрытие.

При использовании минераловатного утеплителя следует приме­нять плиты из минеральной ваты плотностью 200 кг/м3. Их при­клеивают битумной мастикой, той же мастикой грунтуют наружную поверхность, на которую кладут кровельное покрытие.

За техническим состоянием наружных ограждающих конструк­ций после ввода здания в эксплуатацию устанавливают системати­ческое наблюдение с целью своевременного обнаружения их дефек­тов. Сохранение теплозащиты зданий и сооружений в течение дли­тельного срока эксплуатации с минимальными затратами возможно при осуществлении системы планово-предупредительных ремонтов.

Все мероприятия по техническому обслуживанию направлены на обеспечение требуемой эксплуатационной надежности здания и его конструктивных элементов. В процессе эксплуатации снижают­ся тепло – и гидроизоляционные свойства ограждающих конструк­ций и их стыковых соединений. Основная задача ремонта заклю­чается не в замене конструкций, а в профилактических мероприя­тиях, дающих возможность предупредить их отказы.

При оценке долговечности ограждающих конструкций опреде­ляют продолжительность доремонтного периода эксплуатации кон­струкции, анализируя физико-механический аспект проблемы. Про­гнозирование долговечности в указанный период носит сравнитель­ный характер. Выбирают конструкцию ограждения с наибольшей сравнительной степенью долговечности и для нее уже определяют условную долговечность — продолжительность доремонтного перио­да.

Это позволяет отобрать для заданных климатических условий наиболее подходящие ограждающие конструкции и оценить их при­годность.

По критериальному методу С. В. Александровского [3] долго­вечность конструкции характеризуют критериями: по образованию трещин Кот, по раскрытию их Крт и глубине Кгт-

Отказом стеновой ограждающей конструкции считают такое ее состояние, при котором на наружной поверхности появляются тре­щины (Кот>1), их ширина раскрытия достигает предельно допу­стимого значения (Крт=1) и ослабление сечения конструкции из – за трещины на ее холодной грани равно предельно допустимому (Кгт=1). Для вычисления Кот, Крт И Кгт ОПрЄДЄЛЯЮТ СуММарНЫе напряжения в конструкции от совокупности воздействия нагрузки, собственной массы ограждения [3] и внешней среды. Критерии С. А. Александровского определяют для наиболее напряженных то­чек наружной поверхности ограждения. Чем больше значения выб­ранного критерия, тем выше степень долговечности ограждения по данному признаку.

Критерий долговечности по образованию трещин определяют по формуле

Кот == °р/Есх,

Где ор — расчетная прочность на осевое растяжение материала ог­раждения; Есх — предельное во времени значение суммарного на­ибольшего главного растягивающего напряжения в наиболее напря­женной точке.

Критерий долговечности по раскрытию трещин

КрТ = ан/ат,

Где ан=0,5 мм — предельно допустимая величина, а ат — суммар­ная наибольшая ширина раскрытия трещин на наружной поверх­ности ограждения при его длительной эксплуатации.

При Еох > ар, ат определяют без учета арматуры по формуле

Ат = {ЕрСх~ор)1/Е,

Где Е — модуль упругости замерзшего бетона, I — горизонтальный размер стеновой панели.

Критерий долговечности по глубине трещин

Кгт = K/hrx, (V.25)

Где Лн=0,1 б — предельно допустимое ослабление сечения (ограж­дения при наличии трещины на его наружной поверхности (6 — толщина ограждения); hTk — глубина этой трещины при Есх>ор,

Ч = б3 – Op) / {Е1х – ЕЪу), (V.26)

Где бз — толщина слоя промерзания; Есх, Есу — определенные во времени суммарные наибольшие главные растягивающие напряже­ния на границах этого слоя.

Из сравниваемых конструкций более долговечной будет та, у которой весь комплекс критериев долговечности имеет более высо­кие показатели.

Условная долговечность ограждения определяется временем до­стижения отказа. Если Кот^І, то ограждение имеет «бесконечную» долговечность, т. е. спроектировано неэкономично. Если Кот<1 и хотя бы один из критериев (Крт или Кгт) меньше единицы, то ог­раждение имеет ограниченную долговечность, определяемую по это­му критерию с учетом отказа. Если Крт и Кгт меньше единицы, то по каждому из них с учетом отказа определяют соответствующее значение долговечности и выбирают меньшее из них.

Условную долговечность ограждения Z по критерию Крт опре­деляют из уравнения где Есху Есх — соответственно температурные, усадочные и карбаннзацнонные напряжения бетонной ограждающей конст­рукции.

Значения ор и Е из-за деструкции холодного (наружного) слоя ограждения снижаются, а ЕІх, Е*х прямо пропорциональны г, поэтому левая часть уравнения (V.25) не зависит от времени, а правая содержит только заданные функции соответствующих вы­нужденных деформаций (температурной є°т (z), влажностной £°а, (г) или вызванной усадкой при карбонизации є°к (г).

Для автоклавного ячеистого бетона, например, временной за­кон развития вынужденных деформаций, вызванных влажностной усадкой, [3]

Єо (z) = 50 • Ю-5 (1 — 0,277е-3-7442 — 0,773d?-0-5442); (V.28)

Усадкой при карбонизации

Е° (z) = 51 – Ю-5 (1 — е~°г18гУ, є° = 38,5 • 10~5 (1 — e~°-l8z). (V.29)

П в

Время Z определяют из уравнений (V.27) и (V.28), (V.29). Ана­логично по критерию Кгт с учетом зависимостей (V.25), (V.26) по уравнению

H„ = *— ед, также содержащему заданные функции.

Есх (zj) ах

Напряженно-деформативное состояние однослойных бетонных конструкций в условиях, близких к эксплуатационным, определя­ют традиционными методами [2] или неразрушающими, например, методом голографической интерферометрии [6].

Прямой метод оценки долговечности С. В. Александровского учитывает особенности поведения наружных ограждающих конст­рукций из традиционных материалов при циклических воздействиях отрицательной температуры и криогенных фазовых превращений влаги в порах материалов.

Предпосылки метода следующие [5]. Материал ограждения удовлетворяет требованиям морозостойкости. Наружная огражда­ющая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 2.03.01-84 и СНиП 11-3-79*. Известны предполагаемый район строительства и характеристики его климатической активности, влияющие на долго­вечность ограждения — среднемесячная температура t„M, средняя амплитуда Ас суточных колебаний температуры по месяцам года; среднесуточная температура по дням месяцев года, средние расчетные периоды Рр устойчивых периодических морозов и отте­пелей по отношению к годовому изменению среднемесячной темпе­ратуры t„M в активные зимне-весенний и летне-осенний периоды го­да, когда происходят переходы температуры воздуха через 0 °С; средние расчетные амплитуды Ар этих заморозков и оттепелей в активные периоды года; среднее расчетное число тр указанных за­морозков и оттепелей в году.

Теплопроводность и температуропроводность материалов ограж­дения постоянны, а их значения соответствуют массовому отноше­нию влаги, определяемому расчетом (см. гл. IV) или по прил. 3 СНиП II-3-79 *.

Температура начала замерзания, определяемая эксперименталь­но или по справочным данным, принимается независимо от влажно­сти материала. Температура конца оттаивания льда в материале принимается О °С.

Влажность материала в зоне промерзания ограждения в усло­виях эксплуатации в зимне-весенний w*3 и летне-осенний w°3 пе­риоды года при расчетах на долговечность принимают соответ­ственно

Mln

W3 = у

,min

Где уо, – утш — соответственно: плотность материала в сухом состоя­нии расчетная и минимальная из указанных в прил. 3 СНиП II-3-79 * для данного материала и его родственной группы; w — расчетное влагосодержание материала; Дкуср—предельно допусти­мое его приращение (см. табл. 1.15).

Снижение во времени характеристик качества ограждения {прочности, стойкости, теплозащитных свойств) пропорционально степени деструкции материала. Последняя пропорциональна объ­ему предшествующих криогенных фазовых превращений влаги в его порах и зависит от его влажности, числа циклов заморажива­ния и достигаемой в каждом цикле температуры замораживания. За один цикл замораживания она прямо пропорциональна количе­ству образовавшегося за это время льда. До достижения норма­тивного снижения прочности материала на сжатие при установле­нии его проектной марки по морозостойкости это условие сохраня­ется в каждом цикле. После этого начинается быстрое нелинейное накопление микроповреждений [5]. Имеющийся незначительный ре­зерв долговечности не учитывается.

Долговечность ограждающих конструкций или ее слоя при со­блюдении этих предпосылок определяют по формуле [5]

N (w„ — ьу0)

2 =———————– ——р———————- , (V.30)

К – %] 2 п1Q Vi> + К – ± (‘,-) 1=1 /=1

Где N — выдерживаемое материалом ограждения число циклов по­переменного замораживания при стандартных испытаниях на мо­розостойкость; wH — влажность материала, соответствующая его полному водонасыщению [5]; w? — равновесная влажность мате­риала, ниже которой при температуре (—20) °С лед не образуется, определяемая экспериментально (для ячеистых бетонов 4 %, шун – гизитогазобетонов —2,2 %, керамзитобетонов — 1,8 %, цементно – песчаных растворов — 0,6 % [5]; Q (U) — коэффициенты, представ­ляющие собой отношение количества замерзшей влаги при темпе­ратуре ti и (—20) °С в водонасыщенном материале, определяемые экспериментально, а для перечисленных выше материалов — по

Данным [5]; /гв,-, /г°,- — число случаев і достижения температуры в активные зимне-весенний и летне-осенний периоды года при пере­ходе ее через значение температуры начала замерзания tH.3 влаги в порах материала.

В условиях нестационарного температурного поля, как прави­ло, не бывает совпадающих циклов /і/, а только единственный цикл Пі в году при данной температуре u. Поэтому пві=п°і= 1 цикл в год.

Для установления числа случаев і и соответствующих им пока­зателей температуры tu яри которых находят коэффициенты Q (U), определяют полные нестационарные температурные поля огражда­ющей конструкции в зимне-весенний и летне-осенний периоды года с учетом характеристик климатической активности района строи­тельства. Для отделочного слоя наружной стеновой панели коэффи­циенты находят для середины этого слоя, а для самой стеновой па­нели — для середины слоя ее устойчивого промерзания в зимне-ве­сеннем и летне-осеннем периодах года. Температурное поле одно­слойного ограждения слагается из квазистационарной составляю­щей, связанной с линейным в эти периоды годовым изменением среднемесячных значений температуры воздуха ta при постоян­ной температуре внутреннего воздуха tB и двух гармонических со­ставляющих, а также с устойчивыми периодическими заморозками и оттепелями со средними расчетными амплитудами Лр, периодами Рр и числом п в году, и составляющей, связанной с суточными ко­лебаниями температуры наружного воздуха со средней амплитудой Ас и периодом Р=24 ч.

Квазистационарная составляющая температурного поля одно­слойной стены толщиной б

Т (xz) =Z1 + Z3x-~ Z5X2 + Z6X8 + (Z2 + z4x) г, (V.31)

Где x — координата слоя стены, отсчитываемая от ее наружной по­верхности; z — время, отсчитываемое от середины месяца зимне-ве­сеннего или, соответственно, зимне-осеннего периода, предшеству­ющего началу периодических заморозков с переходом через Zi — постоянные коэффициенты, определяемые по формулам:

Ьх

Zi = Лі + z2 = — {К—hY> z3 = Ч2 + i/o;

"h

Z4 = hbx ; z6 = K]2/2a; Z6 = — hbx /6a, где Тії = -7- bh + htHJ; т}2 = h (tH —

"h

Br lib

Щ = х2//*н; x2 = – -1— [3 (2 + hBb) (hH — h) — hhj> (3 + ЗД]. bhBhH

Причем bx — скорость линейного изменения среднемесячной темпе­ратуры наружного воздуха для зимне-весеннего или летне-осенне­го периодов года, а

К + К + »вМ Здесь к = авА; ha — аи/К.

Амплитуды колебаний, связанные с устойчивыми периодически­ми заморозками и оттепелями, с периодом Рр определяют по фор­муле

HA

Л(х) = —[1 + Лв(6 — х)].

К

Быстро затухающие амплитуды суточных колебаний темпера­туры в слое стены могут быть определены как амплитуды в полу­бесконечном слое по формуле [5]

A(x) = Anexp(^~xy/r^pj,

Где An — амплитуда суточных колебаний температуры на наруж­ной поверхности стены:

AB = AJ/ 1 + — і/^ + нг^-

V К V аР HlaP

Таким образом, долговечность наружной стеновой панели рас­считывают по формуле (V.30) при коэффициентах Q (ti), найден­ных для середины слоя устойчивого промерзания в активные пе­риоды года по полному температурному полю этого ограждения.

Глубину устойчивого промерзания однослойной стены в актив­ном периоде года определяют приравниванием О °С левой части уравнения (V.31). Ее определяют дважды: для начала зимне-ве­сеннего и конца летне-осеннего периодов, затем находят средне­арифметическое этих двух значений [5].

Косвенный метод оценки долговечности, в основу которого по­ложен экономический подход [51], позволяет определить показа­тель долговечности многослойных конструкций из эффективных ма­териалов, например, ограждений мобильных зданий. При этом оп­ределяют срок службы наименее долговечного материала конст­рукции, которым в большинстве случаев является утеплитель, и по этому времени характеризуют долговечность ограждения в целом. Метод заключается в том, что текущая стоимость конструкции С (гь z) с материалом, претерпевающем деструкцию во времени, рассматривают как функцию двух значений: параметра Z — пред­полагаемой продолжительности доремонтного периода и перемен – нон z, текущей к Zt продолжительности эксплуатации:

Где f (zj) —начальная стоимость конструкции, определяемая с уче­том последующих деструкции материала на интервале времени z\ я]) (г) — монотонно затухающая функция амортизации конструкции, которую представляют [51] в виде простейшей дробнолинейной функции:

Ф(2)=1/(1+К1г). (V-32)

Коэффициент Ki в формуле (V.32) определяют скоростью сни­жения стоимости ограждения во времени, связанную с планируе­мыми амортизационными отчислениями для здания в целом, харак­теризующими общий износ конструкции во время эксплуатации с условно недеструктирующимся материалом. Например, этот коэф­фициент для капитально неремонтируемых мобильных (инвентар­ных) зданий определяют по формуле

К _ 1-(Сн/С0) .

1 (Сн/Со)Zi ‘

Где Сн — ликвидационная или балансовая стоимость ограждения мобильного (инвентарного) здания в конце нормативного срока экс­плуатации.

F (zi) определяют по формуле [51]: /(zj = К2а2/ (а — bcz), а об­щая стоимость конструкции

С (Zle z) =———– ^———- , (V.33)

При z=zi монотонно убывающая функция С (zi, z) имеет эк­стремум при

Z1 = (K1o-bc)/2baK1, (V.34)

Который является ее минимумом.

Снижение С (zi, z) по зависимости (V.33) допустимо до уста­новленного состояния отказа. Затем используют свойство ремонто­пригодности конструкции, что резко повышает ее стоимость. Таким образом, в общем случае ремонтопригодного здания функция С (zb z) имеет несколько экстремумов. Период времени до первого отка­за соответствует фактической долговечности неремонтопригодного ограждения или условной долговечности (продолжительности пер­вого доремонтного периода) ограждающей конструкции.

Пример. Определить соответствие фактической долговечности трехслойных ограждающих конструкций с утеплителем из фенольно-резольного пенопласта резопен нормативной долговечности для ограждений мобильных (инвентарных) сборно-разборных и контейнерных зданий.

Ликвидационная балансовая стоимость ограждений этих зданий составля­ет 15 % начальной стоимости. Тогда

1—0.15

Ki = _ =0,37 1/год для контейнерных зданий;

15-0,15 1—0.15

Кі= =0,28 1/год для сборно-разборных.

* и 9 Ю

Долговечность конструкций оценивают при максимальном влагосодержании утеплителя, которое определяют по данным настоящей главы (см. с. 155—157). Потерю прочности утеплителя рассматриваемых конструкций определяют по урав­нению типа (V.23)

Ь% =2,1 • 10» п —0,39(Atw)—2fi-l0~3(Atw) п, где Дt — максимально возможная удвоенная амплитуда колебаний температуры воздуха при переходе через 0 °С, определяемая по статистическим данным метео­рологических служб в районе возможной эксплуатации здания.

Интенсивность снижения прочности материала за один год эксплуатации в качестве утеплителя наружных ограждающих конструкций определяют по фор­муле ba =ba N, где N — число оттепелей или заморозков с переходом через О °С с нормируемой продолжительностью (например, более 5 сут) за один год в данном районе эксплуатации. Для климатических условий Украины можно при­нять [27] N=6 циклов в год.

Расчет по формуле (V.32) показывает, что при начальной прочности утепли­теля Ссж= 1,29-105 Па долговечность рассматриваемых конструкций составляет:

0,37-1.29-105-365-6 для контейнерных зданий z= „ „„„ „ ^ „„ «28 лет;

2-365-6-0.37 0.28-1.29-105-365-6 для сборно-разборных зданий Zi= 2 365-6 0 28 ~28 лет’ где

365 Па/цикл, определенная по формуле (V.33) при максимально возможном влагосодержании утеплителя.

Нормативный срок эксплуатации мобильных контейнерных зданий равен 15 годам, а сборно-разборных — 20. Следовательно, по сопротивлению сжатия при 10 %-ной деформации, которое характеризует физическую сохранность утеп­лителя в конструкции, резопен удовлетворяет требованиям нормативной долго­вечности.

Косвенный метод оценки долговечности, в основу которого по­ложен экономический подход, удобен для прогнозирования дли­тельности первого периода эксплуатации ремонтопригодной ограж­дающей конструкции или фактической долговечности неремонто­пригодного ограждения. Он применим и для оценки долговечности ограждающей конструкции после определенного числа ремонтов. В этом случае используют следующие рекурентные формулы:

Z1 = (K1o1 — b3c1N)/2bllNK1-, z2 = гх + [(Кхо2 – bltN) 12ЙЛКх1; гт = zm_, + [(Kxom – blj) / 2^JVKJ.

Так как в материале накапливаются повреждения, то от<С от_і, а Ьа ‘>bam_v Поэтому слагаемое [(К^ — blmN)/2b3amNKJ с увеличе­нием т уменьшается и долговечность zm становится меньше mzГ- Безотказность теплозащиты зданий оценивают исходя из следу­ющих предпосылок. Для большинства ограждающих конструкций, основное назначение которых состоит в обеспечении теплозащиты здания, один из основных эксплуатационных показателей — приве­денное сопротивление теплопередаче этих конструкций. В процессе эксплуатации здания оно может уменьшиться только в результате увеличения теплопроводности утеплителя (нарушения, связанные с грубыми отклонениями от установленных условий эксплуатации не рассматриваются). Поэтому деструкция утеплителя и, как следст­вие, недопустимое повышение его теплопроводности — это состоя­ние его отказа несмотря на то, что другие элементы ограждающей конструкции можно эксплуатировать еще многие годы. Поэтому по­казателем безотказности теплозащиты зданий служит теплопровод­ность утеплителя и его термическое (приведенное) сопротивление. Порядок оценки следующий.

Определяют приведенное сопротивление теплопередаче ограж­дающих конструкций исследуемого здания, по которому вычисляют – приведенную теплопроводность утеплителя конструкции. По резуль­татам испытаний утеплителя на стойкость к климатическим воздей­ствиям оценивают интенсивность повышения Ь% его теплопровод­ности по формуле (V.24). По корреляционной зависимости = =Konp-~Nbtzi рассчитывают приведенную теплопроводность уте­плителя к окончанию первого доремонтного периода или для нере­монтопригодных конструкций — к концу нормативного срока их службы. По найденному значению рассчитывают приведенное со­противление теплопередаче ограждений здания к окончанию перио­да z и сравнивают это значение с нормируемыми санитарно-ги­гиеническими нормами Я0тр. При (/?onp)z1 >Rorp здание надежно по теплозащите, а при (Ronp)zt <ZRorp необходимы мероприятия по по­вышению его надежности.

Пример. Выполнить качественную оценку безотказности теплозащиты трех­слойных облегченных ограждающих конструкций с утеплителем из фенольно-ре – зольного пенопласта резопен при их использовании в качестве ограждений мо­бильных контейнерных зданий.

Приведенное сопротивление теплопередаче усовершенствованных ограждаю­щих конструкций контейнерного здания 2м2-К/Вт, что соответствует основным нормативным показателям (см. табл. V.2). Приведенная теплопроводность утеп­лителя ограждений к началу срока службы здания 0,054 Вт/(м-К). Интенсив­ность повышения теплопроводности утеплителя (резопена) при испытаниях его на стойкость к климатическим воздействиям определяют из уравнения типа (V.24).

Приведенная влажность утеплителя в рассматриваемых ограждениях равна 31 % после 90 сут имитации зимнего режима. Подставив это значение в зависи­мости (V.24), получим, что интенсивность увеличения теплопроводности резопена при температуре +20 °С после 40 циклов знакопеременных температурных воз­действий с амплитудой 45е при указанном значении массового влагосодержания равна 6 ^ = 1,7-Ю-5 Вт/(м-К-цикл). Для климатических условий Украины при­веденную теплопроводность утеплителя в конце нормативного срока эксплуата­ции здания определяют по зависимости

ЛгпР = Л£Р+6 Ь1гн.

По значению рассчитывают приведенное термическое сопротивление, а

Затем приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ко­торое равно (i?0np)zH = 1,96 м2 К/Вт. Требуемое значение сопротивления тепло­передаче ограждений этих зданий по санитарно-гигиеническнм нормам 1,93 м2-К/Вт. Следовательно рассматриваемые ограждающие конструкции по ка­чественному единичному показателю безотказности отвечают требованиям на­дежности по теплозащите в течение нормативного срока службы мобильных кон­тейнерных зданий.

Морозостойкость тяжелых бетонов плотностью более 1500 кг/м3 определяют по ГОСТ 10060—76 путем попеременного заморажива­ния их образцов при температуре —15…—20 °С и оттаивания при температуре +15…+20 °С. За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее количество циклов попеременного замора­живания и оттаивания, которое при испытании выдерживают об­разцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 15 % по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте.

Образцы замораживают в климатической камере или морозиль­ной установке, обеспечивающей возможность охлаждения камеры с образцами и поддержания температуры в ней —15…—20 °С. Тем­пературу контролируют в центре камеры. Образцы загружают в камеру после охлаждения воздуха в ней до —15 °С и ниже. Про­должительность одного замораживания при установившейся темпе­ратуре для образцов размерами ЮОХЮОХЮО и 150X150X150 мм не менее 4 ч, образцов размерами 200x200X200 мм — не менее 6 ч.

Оттаивают образцы размерами ЮОХЮОХЮО; 150X150X150 и 200x200X200 мм после выгрузки из холодильной камеры в ванне с пресной водой, температуру которой поддерживают в пределах 15…20 °С в течение не менее 4 ч. При этом образцы устанавливают так, чтобы каждый из них был окружен со всех сторон слоем воды толщиной не менее 20 мм. По результатам испытаний устанавлива­ют для данного состава бетона марку по морозостойкости.

Ускоренные методы испытаний используют при корректировке составов бетона и для оперативного производственного контроля его качества. Морозостойкость ускоренным методом определяют пу­тем замораживания образцов при температуре (—50±2) °С, вы­держивании при этой температуре образцов в форме куба с ребра­ми размером 100…150 мм в течение 1 ч, а 200 мм — в течение 2 ч, последующего повышения температуры в камере до —10 °С в те­чение 2 ч и оттаивания образцов в воде в течение 4 ч. Выдержав­шими испытания считают образцы, прочность которых снизилась по отношению к контрольным в эквивалентном возрасте не более чем на 15 %.

Морозостойкость ячеистых бетонов определяют по ГОСТ 12852.4—77 на образцах размером ЮОХЮОХЮО мм. Количество циклов попеременного замораживания и оттаивания устанавлива­ют в соответствии с проектной маркой бетона по морозостойкости.

Основные образцы, предназначенные для испытаний на морозо­стойкость, и контрольные перед испытаниями на прочность при сжа­тии насыщают водой путем заливки до 1/3 их высоты и выдержки при этом в течение 8 ч. Затем образцы заливают до 2/3 высоты и выдерживают еще в течение 8 ч. После этого их заливают таким образом, чтобы уровень воды был выше верха образца на 2 см, и выдерживают в камере с относительной влажностью воздуха около 95 % при температуре (-}-20±2) °С до завершения испытания ос­новных образцов.

Основные образцы замораживают при температуре —15 С в те­чение 4 ч. Оттаивают они в камере с относительной влажностью воздуха 95 % "Ри температуре (+20±2) °С в течение 4 ч.

Если прочность основных образцов не более чем на 15 % ниже прочности контрольных, то марку бетона по морозостойкости при­нимают равной количеству циклов, в течение которых проводились испытания.

Морозостойкость стеновых и облицовочных материалов опреде­ляют по ГОСТ 7025—78 путем многократного объемного или одно­стороннего замораживания насыщенных водой образцов в воздуш­ной среде при температуре —15…—20 °С и оттаивания в воде при температуре +15…+20 °С. Оценивают морозостойкость материала по потере прочности при сжатии, по потере массы, по степени по­вреждения образцов. Характеризуется она количеством циклов по­переменного замораживания и оттаивания.

Испытания проводят на таких образцах материалов: кирпича и камня пустотелого керамического — в виде целых из­делий или их половинок;

Пустотелых камней и изделий из бетона на пористых заполни­телях плотностью менее 1500 кг/м3 — в виде куба с ребром раз­мером 70, 100 и 150 мм или в виде цилиндра, диаметр которого равен его высоте;

Плит облицовочных из естественного камня, бетона и других материалов — размерами не менее 100×100 мм и толщиной, рав­ной толщине изделий.

Образцы материалов до начала испытаний погружают в воду и выдерживают там в течение 48 ч:

Объемное замораживание проводят в камере с температурой воздуха —15 °С в течение времени, ч:

Плит толщиной до 25 мм………………………………………………………….. 2

Образцов (кубов и цилиндров) плотностью 1200… 1800 кг/м3 (кубов длиной ребра или высотой и диаметром цилиндра до 100 мм включительно): для образцов плотностью более 1800 кг/м3 до 150 мм; для плит толщиной более 25 мм, пусто­телых материалов и кирпича всех видов………………………………………. 4

Образцов плотностью 1200…1800 кг/м3 и с ребрами куба дли­ной (или диаметром цилиндра и его высотой) 150 мм 6 Образцов из материалов плотностью менее 1200 кг/м3 и с ребрами куба длиной (или высотой и диаметром цилиндра) 150 мм……………………………………………………………………………………………. g

Оттаивают образцы, полностью погружая их в воду и выдер­живая там в течение периода, равного половине продолжительно­сти замораживания.

При оценке морозостойкости по потере прочности поверхность испытанных и контрольных образцов выравнивают цементным тес­том или раствором по ГОСТ 8462—75 и выдерживают их в течение

ГпгтйЫТЫВаЮТ на сжатие каждый образец в отдельности по 1UC1 8462—75. При оценке морозостойкости по потере массы ис­пытанные н контрольные образцы природного камня и керамиче­ских материалов высушивают при температуре + 105…+ 110 °С до постоянной массы, образцы других материалов взвешивают в насы­щенном водой состоянии с погрешностью не более 0,2 % ■ При оцен­ке морозостойкости по степени повреждения образцы осматривают через каждые 5 циклов при 15 и 25 циклах попеременного замора­живания и оттаивания и через каждые 10 циклов при 35 и 50 цик­лах попеременного замораживания и оттаивания. Осматривают об­разцы после оттаивания.

Морозостойкость при одностороннем замораживании испытыва­ют с помощью установки (см. рис. V.1, в), где на место испыты­ваемой конструкции устанавливают кассету с образцами мате­риала.

Испытания проводят в той же последовательности и при тех же режимах, что и при объемном замораживании.

Атмосферостойкость герметиков оценивается испытаниями их на старение [27] с контролем изменения прочности при разрыве, удлинения при разрыве, остаточного удлинения после разрыва, про­дольных деформаций, скоростью распространения ультразвуковых волн, кагезионно-адгезионной прочности, стекания нетвердеющих мастик.

Цикл испытаний герметика на атмосферостойкость равен 48 ч и состоит из двух равных по продолжительности полуциклов. В те­чение первого герметик подвергают воздействию ультрафиолетово­го облучения (3 ч), замачиванию в воде при температуре (+18 ±2) °С (2 ч), нагреву при комнатной температуре (16 ч). Десять циклов испытаний условно приравнивают к одному году эксплуата­ции герметика при работе в стыке сборной конструкции. Ускорен­ное старение герметиков осуществляют путем их попеременного замораживания-оттаивания и увлажнения-высушивания.

Параметры циклов воздействий определяют в зависимости от района эксплуатации здания, герметизацию стыков которого осу­ществляют испытываемым герметиком. Для климатических условий Украины режимы испытаний герметиков на атмосферостойкость следующие [21].

Замораживание-оттаивание:

Понижение температуры в центре образца от +5 до —5 °С 1ч Выдерживание образцов при температуре —5 °С 1ч

Оттаивание образцов до температуры +5 СС 0.5 ч

Эти режимы повторяют три раза, а затем следует:

Понижение температуры в центре образцов до —10 °С 1 ч

Выдерживание образцов при температуре —10 °С 1 ч

Оттаивание образцов до температуры +5 °С. . . 0,5 ч

Понижение температуры в центре образцов до —15 °С 1 ч

Выдерживание образцов при температуре —15 °С 1 ч

Оттаивание образцов до температуры +5 °С. . . . 0.5 ч

Понижение температуры до —20 СС……………………………………. 1ч

Выдерживание образцов при температуре —20 °С 1 ч Оттаивание образцов до температуры +5 °С…. 0.5 ч Полное время замораживания-оттаивания для герметизи­рующих материалов 15ч

У вл ажнение-высушива ние:

Полное погружение в воду…………………………………………………. 0.15 ч

Облучение имитаторами солнечной радиации (три ртутные лампы ПРК-7М мощностью по 1кВт) на расстоянии 21 см от источника излучения………………………………………………………….. 0,5 ч

Указанный цикл повторяют 14 раз.

Атмосферостойкость стыков ограждающих конструкций с дан­ным видом герметика определяют на фрагментах размером не ме­нее 1X1 ми толщиной в натуральную величину [27]. Фрагмент подвергают 5 циклам ускоренного старения по приведенной выше методике. С помощью установки (см. рис. V. 1, в) его подвергают одностороннему охлаждению в течение 1 мин и с помощью специ­альных устройств растягивают так, чтобы ширина щели стыка уве­личилась в 1,5 раза по сравнению с первоначальной. Затем снима­ют нагрузку, нагревают образец до температуры +50 °С и подвер­гают стык сжатию до получения половины первоначальной его ши­рины. Образцы оставляют в таком положении на 1 ч, а затем осво­бождают от нагрузки.

Герметики, рассчитываемые на эксплуатацию в течение 5…Є лет, считают удовлетворяющими требованиям стойкости, если после 5 циклов описанных испытаний не обнаруживается трещин, нару­шений герметичности стыка или отставания герметика от стенок щели.

Для установления пригодности стыков, герметизированных дан­ным материалом, в течение более 10 лет эксплуатации их после за­вершения 11 циклов ускоренного старения по приведенной выше методике выдерживают при температуре (+20±2) °С и относитель­ной влажности воздуха 65 %. Затем образцы помещают в аппарат для создания переменных деформаций растяжения и сжатия и в течение 2 ч подвергают 1000-кратному растяжению и сжатию, при котором размер щели должен меняться на 20 % по отношению к первоначальному.

Герметики считают удовлетворяющими требованиями стойкости на старение, если после проведения указанных испытаний не на­ступает разрыв образца, не образуются трещины и раковины, гер – метик не отстает от основания стыка.

Морозостойкость закрытопористых пенопластов (пенополиуре – тановых, пенополистирольных) определяют на образцах в форме куба по следующему режиму [43]. Увлажняют образцы путем их полного погружения в воду при температуре +20 °С в течение 8 ч, затем замораживают в воздушной среде при температуре —20 °С в течение 16 ч. Общая продолжительность цикла испытаний 24 ч.

Параметры испытаний на морозостойкость пенопластов по дру­гим методикам приведены в табл. V.4.

Стойкость к цикловым температурно-влажностным воздействи­ям закрытопористых пенопластов определяют на образцах в фор­ме куба с размером ребра 5 см. Режим испытаний подбирают ис­ходя из условий эксплуатации зданий. Для получения сравнитель-

Ных данных рекомендуют [43] следующий цикл испытаний: увлаж­нение образцов в воде или в условиях повышенной влажности воз­духа при температуре +20 °С в течение 8 ч, замораживание при температуре —60 °С в течение 16 ч, оттаивание при температуре +20 °С в течение 8 ч и прогревание при температуре +60 °С в течение 16 ч. Общая продолжительность цикла испытаний 48 ч.

Открытопористые пенопласты (например, ФРП-1, резопен) об­ладают значительным водопоглащением и увлажнение их путем за­мачивания в воде в течение 8 ч повышает влагосодержание по мас­се до 1500 %, то есть поры материала почти на 90 °/о заполняются водой. Оценка долговечности открытопористых пенопластов по при­веденным выше методикам не дает результатов, адекватных про­цессам, протекающим в условиях эксплуатации этих утеплителей в ограждающих конструкциях.

При выборе режимов замораживания-оттаивания-нагрева необ­ходимо учитывать реальные условия эксплуатации утеплителя в ограждении, а также характер физических процессов, протекающих в материале. Продолжительность циклов замораживания-оттаива- ния-увлажнения рассчитывают в зависимости от размеров образ­цов, условий теплообмена в процессе их испытаний и специально определенных теплофизических свойств материала по методикам, описанным выше в настоящей главе.

Стойкость к климатическим воздействиям открытопористых пе­нопластов, эксплуатируемых в качестве утеплителя ограждений зда­ний в условиях Украины, определяют следующими испытаниями [52].

На знакопеременные температурные воздействия испытания проводят по режиму: 4 ч охлаждения при температуре от + 18… +20 °С до —30 °С, 8 ч замораживания при температуре —30 °С, 8 ч оттаивания на воздухе при температуре +18…+20°С, 16 ч на­грева при температуре воздуха +60 °С и его относительной влаж­ности 95 %.

Стойкость к периодическому замораживанию-оттаиванию про­веряют по режиму: 4 ч охлаждения при температуре от – f-18…20 °С до —30 °С, 8 ч замораживания при температуре —30 °С, 8 ч оттаи­вания на воздухе при температуре +18…+20 °С и 4 ч оттаивания в воде при температуре + 16…+20°С.

Стойкость к циклическим температурно-влажностным воздейст­виям оценивают по режиму: 4 ч охлаждения при температуре от + 18…+20°С до —30 °С, 8 ч замораживания при —30 °С, 8 ч отта­ивания на воздухе при температуре +18…+20 °С, 16 ч нагрева при температуре воздуха +60 °С и его относительной влажности 95 %> 0,5 ч увлажнения жидкой влагой при температуре +18…+22 °С.

Для дифференциальной оценки влияния разных факторов на ин­тенсивность старения пенопластов, а именно, воздействия низких и высоких температур, увлажнения жидкой и парообразной влагой, три группы образцов-близнецов параллельно испытывают на стой­кость к знакопеременным температурным воздействиям, цикличес­ким температурно-влажностным и периодическому заморажива­нию-оттаиванию.

Долговечность пенопластов оценивают по изменению сопротив­ления сжатия при 10 %-й деформации образца, определяемой ис­пытанием кубика размером ребра 5 см по ГОСТ 17177.9—81. Безот­казность теплозащиты оценивают по изменению теплопроводности пенопласта путем испытания его методом стационарного теплового потока по ГОСТ 7076—78. Указанным испытаниям подвергают об­разцы пенопластов размером 30X30X8 (±5) см. После определен­ного количества циклов образцы приводят в соответствие с требо­ваниями ГОСТ 17177.9—81 и ГОСТ 7076—78. При этом размеры образцов, подвергающихся соответствующим климатическим воз­действиям, могут колебаться в указанных пределах, так как влия­ние масштабного фактора на изменение контролируемых парамет­ров незначительно [52]. Плотность пенопластов существенно влия­ет на все их механические показатели, поэтому при испытаниях используют характеристику нормируемой прочности пенопласта [37], равную отношению предела прочности образца к плотности того же образца.

Результаты испытаний стойкости пенопластов к климатическим воздействиям представляют в виде зависимостей соответствующих контролируемых параметров от количества циклов воздействия. Для фенольно-резольных пенопластов эти зависимости представле­ны на рис. V.12 [52].

Зафиксированные в результате испытаний изменения контроли­руемых показателей представляют также в виде функций от про­изведения средней влажности материала w в процессе его испыта­ний и удвоенной амплитуды At температурных воздействий. Для фенольно-резольного пенопласта резопен подобные зависимости представлены на рис. V.13.

Для удобства практических расчетов зависимости, представлен­ные на рис. V.13, описывают в виде следующих уравнений ре­грессии:

Для сопротивления сжатию

Осж = с0 — axAtw — a2Atwn, (V. 23)

Для теплопроводности

I = К0 + a3Atw -+ a^Alwri, (V.24)

Где с<До — соответственно сопротивление сжатию и теплопровод­ность материала в начальный момент времени; аь Ог» 0з, а4 — эм­пирические коэффициенты.

Рис. V.12. Изменение сопротивления нормированной прочности на сжатие (а) и теплопроводности (б) пенопласта резопена в процессе его испытаний на стой­кость к климатическим воздействиям: 1 — знакопеременные температурные воздействия; 2 — испытания на стойкость периодиче­скому замораживанию-оттаиванию; 3— циклические температурно-влажностные воздействия; 4 — границы доверительного интервала.

Зависимости типа (V.23)…(V.24) необходимы при количествен­ной оценке показателей надежности ограждающих конструкций, утепленных изучаемым материалом, по результатам его испытаний на стойкость к климатическим воздействиям. Открытопористая структура указанных выше пенопластов вызывает трудности при ре­гулировании влагосодержания образцов в процессе испытаний. Ис­следования проводят при влагосодержании образцов, намного пре­

вышающем среднее эксплуатационное и даже возможное макси­мальное влагосодержание утеплителя ограждающих конструкций. Уравнения типа (V.23)…(V.24) позволяют определить близкое к ре­альному снижение основных эксплуатационных показателей испы­тываемого материала при среднегодовой эксплуатационной влаж­ности, которую определяют по результатам экспериментальных или расчетных исследований температурно-влажностного состояния кон­струкций (см. гл. IV).

При определении изменения других теплофизических свойств (например, температуропроводности, теплоемкости) теплоизоляци­онных материалов при температурно-влажностных воздействиях на них, испытания проводят по описанной выше методике. После со­ответствующего количества циклов воздействий определяют ука­занные параметры материала импульсными методами. Результаты испытаний представляют по схеме, аналогичной описанной на с. 164.

Параметры климатических воздействий, с помощью которых имитируют ха­рактерные эксплуатационные режимы, приведены в табл. V.3.

TOC o "1-3" h z Зимний (влагонакопления) —8,5 80 18 95 90

Весенне-осенний (нейтральный) +18 75 +18 90 60

Летний (сушки) +32 60 +22 80 90

При исследовании изменения влажностного режима рассматриваемых ограж­дающих конструкций имитация годового цикла климатических воздействий обязательна, так как влага, накопившаяся в конструкции в зимнее время, удаля­ется в летнее время только в сторону помещения. Учитывая высокую влажность воздуха помещений в вероятных условиях эксплуатации, возможность испаре­ния влаги из конструкций требует экспериментальной проверки теплометрически – ми методами. Плотность тепловых потоков при имитации зимнего режима измеряют по ГОСТ 25380—82. При имитации летнего режима теплометрические измерения проводят устройствами, с помощью которых можно оценить массооб – менную составляющую теплового потока по суммарному значению этого потока, проходящего через высушиваемое ограждение. Устройства (рис. V.7,а) состоят из двух соосно расположенных тепломеров по ГОСТ 25380—82, контактирующих между собой через перфорированную пластину [12]. Тепломер 1 измеряет сухую составляющую теплового потока, а тепломер 2 — результирующий тепловой по­ток, подведенный от исследуемой конструкции к температуровыравнивающей пластине. Плотность потока испаряющейся влаги из конструкции определяют по уравнению, полученному из решения системы уравнений теплового баланса для

Температуровыравнивающей пластины = дт/гг^ = (д2 — qx)~jT~ (1 "і"

+ tfTa)/rf2,

Где qm — массовая составляющая теплового потока; Fj, — суммарная площадь тепломассомерa; Fs — площадь пластины 3.

Тепломассомеры устанавливают в специально подготовленные перфориро­ванные посадочные гнезда в древесной обшивке исследуемой конструкции. По­верхность пластины 3, свободная от тепломера / и обращенная в «помещение»,

Рис. V.7. Устройство тепломассомера (а), коидуктометрических датчиков влаж­ности игольчатого (б) и поверхностного (в) типов и схемы установки их в кон­струкцию (г, д, е):

1,2 — тепломеры, 3 — температуровыравнивающая перфорированная пластина; 4 — утепли­тель исследуемой конструкции; 5 — внутренняя обшивка из древесных листов; б—обойма из диэлектрика; 7 — стальные электроды; 8 — электроизоляционное покрытие.

Полностью покрывают срезом внутренней обшивки конструкции 5. Тепловой контакт обеспечивают нанесением тонкого слоя кварцевой пудры между пласти­ной 3 и обшивкой 5, благодаря чему отверстия пластины 3 образовывают с 5 и 6 своеобразные четочные капилляры (см. рис. У.7,г).

Температурные поля ограждений определяют с помощью медьконстантано- вых термопар (см. с. 132) и автоматизированной системы измерения темпе­ратуры [43]. Влажностные поля определяют с использованием кондуктометри – ческих датчиков влажности, состоящих из двух электродов из нержавеющей стали IXI8H9T, закрепленных в специальной обойме (см. рис. V.7ДеДе). Уста-

Навливают датчики в утеплителе в процессе изготовления конструкции. В каче­стве вторичного прибора при измерении электрических сопротивлений утеплителя используют универсальный мост Е7-4, преимущество которого — в возможности измерений сопротивлений переменному току повышенной частоты. Это позволяет существенно снижать полярность электродов, обусловленную ионным характером проводимости влажных материалов, которая искажает результаты измерений на постоянном токе. Относительную влажность воздуха в экспериментальной уста­новке определяют с помощью дистанционной системы измерения температуры и влажности воздуха (см. рис. V.2).

Начальное распределение влажности утеплителя описывается кривой 1 на рис. V.8,а. Средняя начальная влажность утеплителя равна 18,5 %. Через 30 сут имитации зимнего режима влагосодержание утеплителя увеличивается, а распре­деление влажности по его сечению близко к линейному. Вследствие термической неоднородности конструкций влажность утеплителя в зоне теплопроводного вклю­чения (Z-образного профиля с теплоизолирующим бруском) выше влажности утеплителя основного поля конструкции.

Через 40…45 сут имитации зимнего режима распределение влажности приоб­ретает явно нелинейный характер (см. рис. V.8,4…7), что обуславливается обра­зованием твердой фазы влаги в количестве, способном активно влиять на ха­рактер распределения влажности по сечению конструкции. После 90 суток имитации зимнего режима среднее массовое влагосодержание утеплителя кон­струкции повысилось на 10%, а в зоне включения — на 23. Однако увлажнение утеплителя не привело к существенному увеличению тепловых потоков через ис­следуемую конструкцию и разности между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхности (см. рис. V.8,6). Это объясняется тем, что термическое сопротивление ограждения определяется характером распределения влаги в толще утеплителя, а основное количество ее сосредоточено вблизи наружной обшивки,

где температура ниже О °С (см. рис. V.8). При наблюдаемых значениях влаго­содержания теплопроводность резопена в зоне отрицательной температуры ниже, чем в зоне положительной (см. рис. 1.3).

Кондуктометрический метод позволяет определять температуру начала за­мерзания tH.3 влаги в порах материала в зависимости от его общего влагосодер­жания, а также количество незамерзшей w2 влаги в материале при температуре ниже О °С. Эти характеристики находят по уравнениям Ю. Д. Ясина Г341 (см с. 135.

Рис. V.9. Распределение влажности по сечению испытываемого ограждения при имитации весеннего режима его эксплуа­тации:

1 — через 15 сут основное поле; 2 — то же, зона включения; 3 — основное поле и зона включения через 35 сут; 4 — то же, через 60 сут.

0 2D 40 60 601 m

Для утеплителя рассматриваемых ограждений при —10 °С и

15 %^оу<150 %

*и з = (_0,06 w — 3,9) /(0.93 w — 0,57);

W2=8,57+0,07 w—(0,06 w +3,9) /1, где tH.3 — температура начала замерзания влаги в порах материала.

По последнему уравнению построены кривые 2/…7/ на рис. V.8,а, описываю­щие количество влаги в жидком состоянии в зоне отрицательной температуры утеплителя конструкции.

Перенос влаги в весенний (осенний) режим эксплуатации зданий в основ­ном определяется градиентом влагосодержания. Через 15 сут имитации весеннего режима влажность по основному полю утеплителя продолжает увеличиваться, а в зоне включения уменьшается (рис. V.9, кривые 1 и 2). Это происходит по­тому, что влага перемещается не только от внутренних обшивок к наружным, но и от зон теплопроводного включения к основному полю. Приблизительно через 35 сут имитации весеннего режима среднее влагосодержание зон включений и основного поля утеплителя выравниваются и перенос влаги происходит только от наружной обшивки к внутренней в парообразном и жидком состояниях. На 60-е сутки имитации весеннего режима среднее влагосодержание утеплителя (31±2) %.

В летний период эксплуатации тепловой поток, вследствие воздействия сол­нечной инсоляции, большую часть суток направлен от наружной обшивки к внут­ренней. Это приводит к существенному перераспределению влаги в толще утеп­лителя. Через 10 сут имитации летнего режима влагосодержание утеплителя описывают прямыми 1,2 (рис. V.10,a) с ростом влагосодержания по направлению к внутренней обшивке. При этом среднее влагосодержание по основному полю повышается, а в зонах включения понижается. Несмотря на высокую влажность внутреннего воздуха, влага удаляется из конструкции в помещение. Наличие по­тока испаряющейся влаги с поверхности исследованной конструкции четко фик­сируют тепломассомеры (рис. V. ll, a). Зависимость потоков от времени характе­ризует локальный массообмен между поверхностями конструкции и воздухом, но по этим кривым можно установить характер сушки конструкции, так как они качественно совпадают с кривыми скорости сушки (рис. V.11 ,б). В первые 10 сут влага удалялась в основном с внутренних обшивок. Затем в период посто­янной скорости сушки утеплителя, который длился около 50 сут, влага удалялась из его слоев, прилегающих непосредственно к внутренней обшивке конструкции. Период падающей скорости сушки составлял около 30 сут. К концу испытаний поток влаги, испаряющейся с поверхности конструкции, был близок нулю, сле­

довательно процесс естественной сушки конструкции завершился. В результате было установлено, что после имитации годового расчетного цикла приведенная влажность утеплителя равна начальной, среднегодовая приведенная влажность — 24 % по массе, что на 5,5 % выше начальной.

В летний период в зданиях с мокрым режимом эксплуатации, ограждения которых имеют паронепроницаемую наружную обшивку и средний слой из фенольно-резольного пенопласта, осушение конструкции происходит путем испа­рения влаги в помещение. Конструктивное решение ограждения с пароизоляци-

О 30 60 Ґ, сут о 30 60 Т, сут

0 б Рис. V.11. Изменение плотности потока испаряющейся влаги с поверхности ис­пытываемого ограждения, измеренной тепломассомерами при имитации летнего режима (а) и кривая скорости сушки его утеплителя (б).

Ности. При условии соответствия начальной влажности среднего слоя из феноль – ных пенопластов и внутренней обшивки из древесных листов значениям СНиП II-3-79 *, этот конструктивный вариант может быть использован в качестве ограждений мобильных (инвентарных) зданий с любым эксплуатационным влаж- ностным режимом. Кроме того, в результате исследований установлены возмож­ные максимальные значения влажности теплоизолирующего материала много­слойной конструкции, что необходимо при оценке показателей ее надежности по теплозащите.

Теплотехнические показатели ограждающих конструкций определялись на фрагменте мобильного здания размером 5,3X2,980X2,93 (рис. V.4), представ­ляющем собой одну комнату с коридором. Наружные ограждающие конструкции здания представляют собой трехслойные облегченные панели, наружные обшив­ки которых выполнены из металлических гофрированных листов, а внутренние — из древесных. Утеплитель — плиточный фенольный пенопласт резопен плотностью 55… 65 кг/м3. Толщина стеновых панелей 99 мм, покрытия —109, перекрытия — 216. В качестве ребер жесткости панелей использованы Z-образные металличе­ские профили с теплоизолирующими деревянными брусками сечением 50X40 мм. Пол — из досок, опирающихся на деревянные бруски сечением 80X50 мм. Поверх досок — однослойный линолеум. Стыки между ограждающими конструкциями заполнены базальтовой ватой. Наружные обшивки в местах стыков сварены по контуру.

Исследовали здание в климатической камере для испытания объемных кон­струкций (см. рис. V.1 ,б) по методике, приведенной в настоящей главе. Темпе­ратурные поля ограждающих конструкций определяли радиационным методом с использованием’переносного радиометра ПТК-3 [61] и контактным — с помощью термопар и автоматизированной системы измерения температуры [1]. Результаты испытания представляем в табл. V.2.

Установлено, что не все теплотехнические показатели исследованного контей­нерного здания отвечают требуемым. Термограммы внутренней поверхности (рис. V.5) свидетельствуют, что при расчетных параметрах внутреннего воздуха на внутренней поверхности ограждений возможно выпадание конденсата, что не­допустимо. Наличие таких зон обусловлено тем, что трудно качественно уплотнить стыковочные соединения базальтовым волокном в условиях поточного изготовле­ния зданий. Уменьшить вероятность возникновения зон с недопустимо низкой температурой внутренней поверхности, наличие которых снижает интегральные

Ї

Рис. V.4. Габариты испытываемого мо­бильного здания.

Таблица V.2. Основные теплотехнические показатели ограждающих конст­рукций здания

Характеристики (см. табл. V.2), при использовании плиточных утеплителей (пе­нопластовых из минераловатных плит) можно [50] путем заливки стыковочных узлов и элементов эластичным газонаполненным, вспенивающимся материалом, обладающим достаточной адгезией по отношению к металлическим и неметал­лическим элементам ограждений. Этим свойством обладает, например, полиуре – тановый клей КИП-Д (см. гл. II).

Эффективность предложенного решения проверяют путем испытания трех опытных фрагментов, отличающихся характером заполнения среднего слоя и стыковочных узлов (рис. V.6). Фрагменты одновременно устанавливают в проеме климатической камеры для испытания плоских конструкций (см. рис. V. l.a). Испытания показали, что температурные поля фрагментов (см. рис. V.6) с запол-

Рис. V.5. Температур­ные поля внутренних поверхностей пола fa), глухой стены (б), стены с окном (в), потолка (г) при tB= = + 18 °С и ta= =.—40 °С.

Нением среднего слоя и стыков заливочным ФРП-1 и плиточным резопеном с клеем КИП-Д более равномерны, чем при заполнении панелей плиточным пено­пластом и базальтовым волокном. На внутренней поверхности первых двух фрагментов не наблюдалось понижения температуры до конденсации паров при расчетных параметрах воздуха. Из данных табл. V.2 следует, что первые два фрагмента имеют и более высокие интегральные теплотехнические характерис­тики.

Некоторое несовпадение показателей фрагмента с плиточным резопеном и базальтовой ватой и аналогичными конструкциями исследованного контейнера объясняется тем, что во фрагменте тщательнее заполнялось утеплителем про­странство между наружной обшивкой и верхней полкой Z-образных профилей. Для количественной оценки этого фактора проводят следующий эксперимент.

С помощью установки, представленной на рис. V. l,e, определяют теплотех­нические показатели фрагментов ограждений размерами 1X1 м при неполном и полном заполнении утеплителем внутренних полостей. В результате температура внутренней поверхности зоны теплопроводного включения с незаполненным про­странством между верхней полкой металлического профиля и наружной обшив­кой становится в среднем на 1,2 °С ниже температуры поверхности аналогичной зоны с полностью заполненным средним слоем, что свидетельствует о необходи­мости тщательного заполнения утеплителем пространств в зонах ребер жест­кости.

If

Дальнейшего повышения теплотехнических показателей рассматриваемых многослойных облегченных конструкций можно добиться следующим образом. Между деревянными и металлическими элементами каркаса панелей обычно имеется контактное сопротивление теплопередаче в результате макрошерохова­тости, кривизны брусков. Однако в результате перевозок панелей или зданий в целом, действия ветровых, силовых нагрузок на некоторых участках панелей возможен очень плотный контакт между деревянным бруском и металлическим профилем. Расчеты температурных полей на ЭВМ [41] показывают, что на участках с плотным контактом температура внутренней поверхности на 1 °С ниже температуры конденсации паров при расчетных параметрах воздуха. Для устранения недопустимого температурного режима следует обеспечивать гаранти­рованный зазор между деревянным бруском и металлическим профилем. В завод­ских условиях изготовления панелей его несложно сделать путем нанесения тон­кого слоя клеящегося вспенивающегося эластичного материала, например, клея

КИП-Д (см. гл. II), на поверхность теплоизолирующего бруска. Исследования фрагментов показывают, что температура внутренней поверхности зоны тепло­проводного включения с плотным контактом на 3,5 °С ниже, чем включения с гарантированным зазором, созданным с помощью клея КИП-Д.

Описанные конструктивные мероприятия повышают не только локальные, но и интегральные теплотехнические показатели ограждающих конструкций. Так приведенное термическое сопротивление ограждений рассмотренного мобиль­ного здания повысилось при осуществлении приведенных предложений почти на 20%.

Прибор для испытания состоит из термостатированного сосуда из органического стекла диаметром 200 мм с дном из полиэтилено­вой или полиамидной пленки толщиной 0,1 мм, дифференциальной термопары, измерителя теплового потока (ГОСТ 25380—82), мил­ливольтметра (ГОСТ 8711—78*), потенциометра (ГОСТ 9245— 79*), лабораторного термометра (ГОСТ 215—73*) и секундомера (ГОСТ 5072—79 Е). Образец материала помещают на бетонную плиту размером 1X1X0,05 м. В центре образца устанавливают тепломер, а на расстоянии 40 см от него — дифференциальную тер­мопару. Разность значений температуры в калориметре и поверх­ности образца задают +15 °С. После стабилизации теплового ре­жима снимают показания милливольтметра через 3, 15, 30, 60 с, а затем 1 мин в течение последующих 11 мин. Показатель теплоус­воения вычисляют по формуле

1=14

У = К / Mx+Mz М2 + ЗМ3 + 2М4 M4 + Mi6 1 10 8 2

Где К — градуировочный коэффициент прибора, Вт/(м2-К-мВ), оп­ределяемый по результатам измерений на стандартном образце; Мі — показания милливольтметра і-го замера.

Прибор для определения показателей теплоусвоения пола, раз­работанный в НИИМосстроя [62], измеряет количество тепла, про­ходящего через испытываемый образец в течение 0,2 ч. Температу­ра в месте контакта его рабочей поверхности с поверхностью пола поддерживается постоянной на уровне +32 °С с помощью электри­ческого реле. Измеритель мощности нагревателя состоит из меха­нического счетчика, редуктора и синхронного двигателя. Нагрева­тель и двигатель включены в электрическую схему так, что они от­ключаются в одно и то же время при достижении первым заданной температуры.

Показатель тепловой активности пола рассчитывают по формуле У = <7К/ДтZ = <7К / (т„агр — тп) Z.

Коэффициенты теплоусвоения однослойных материалов, кроме описанного, можно определять методом источника постоянной мощ­ности. В его основу положено решение одномерной задачи нагрева­ния постоянным тепловым потоком [24] двухсоставной системы тел: материала в форме пластины толщиной б и теплофизическими свой­ствами Яь Gi, Si и полуограниченного стержня теплофизическими свойствами %2, Я2, $2-

Для проведения испытаний используют две пластины из иссле­дуемого материала размером не менее 35X35 мм и два стержня длиной 30…50 мм из плексиглаза, резины или другого стандартно­го материала. Между пластинами помещают плоский нагреватель, совмещенный с термопарой. Пластины приводят в контакт со стерж­нями. В месте контактов располагают термопару. Холодные спаи термопар помещают в наиболее удаленной от нагревателя точке стержня. Эту сборку зажимают в струбцине для обеспечения хо­рошего теплового контакта. Термопары подключают к самопишу­щему потенциометру и при включении нагревателя записывают его температуру тн(0, г)—т =ft (]/?) и в точке /, т (/, г) — тср =/2 (Vz). После установления квазистационарного режима темпера­турные кривые становятся прямолинейными и параллельными друг другу.

Коэффициент теплоусвоения исследуемого материала толщиной менее 3,5 мм рассчитывают по формуле

S = tg ер У(ъ0 — ?сР)/(т0 — ті),

I П

Где ф — угол наклона прямой тн (0, z) — тср = f1 (У г) к оси-

Коэффициент теплоусвоения материала при толщине образца более 3,5 мм S = 2<7 У г/ (т0 — тср) У п.

Коэффициенты теплоусвоения материалов можно вычислять по (1.9), (1.10) по результатам экспериментального определения Я, С, у описанными выше нестационарными методами.