Файл: Лекция 13 14. Устройство защитных изоляционных покрытий.pdf

Лекция 13 - 14. Устройство защитных изоляционных покрытий
1. Устройство гидроизоляции
Общие положения
Несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений, подвергающихся периодическому или постоянному увлажнению, поглощают влагу и с течением времени теряют свои прочностные и теплофизические свойства и, как следствие этого, разрушаются.
Работы по предохранению конструкций от проникновения в них влаги называются гидроизоляционными, а слой водоустойчивых материалов на ограждаемой конструкции – гидроизоляцией.
В жилых и гражданских зданиях гидроизолируют фундаменты, стены и полы подвальных помещений, полы первых этажей бесподвальных зданий, полы и стены санитарных узлов и ванных комнат. В промышленных сооружениях гидроизоляцией защищают полы и стены цехов с мокрыми процессами, наружные поверхности подземных переходов, туннелей и станций метрополитена, резервуаров и т.д.
Подготовительные работы
До нанесения гидроизоляционных покрытий необходимо выровнять неровности, заделать раковины цементным или полимерным раствором. В отдельных случаях изолируемые поверхности каменных или бетонных стен выравнивают сплошной цементно-песчаной затиркой или штукатуркой.
Изолируемые поверхности под большинство асфальтовых и полимерных гидроизоляционных материалов должны быть высушены в естественных условиях. При использовании водных эмульсий и паст высушивать поверхность не следует.
Виды гидроизоляции
В зависимости от условий эксплуатации зданий, а также гидростатического напора грунтовых вод применяют следующие виды гидроизоляции:

окрасочную (обмазочную);

штукатурную
(цементно-песчаную, включая торкрет, и асфальтовую);

оклеечную (из рулонных и пленочных материалов);

листовую (из металлических и полимерных листов и профилей).
Реже применяются специальные виды гидроизоляции:

литая;

пропиточная;

инъекционная;

засыпная.
Окрасочная гидроизоляции
Окрасочная гидроизоляция применяется для изоляции трещиностойких конструкций, не подверженных динамическим воздействиям. Устройство

окрасочной гидроизоляции целесообразно проводить при гидростатическом напоре до 0,2 МПа. Общая толщина окрасочной гидроизоляции 0,5-3 мм.
Окрасочная гидроизоляция может быть усилена со стороны гидростатического напора слоем штукатурки либо какого-то другого экрана, предотвращающего гидромеханические повреждения (рис. 1).
Рис. 1. Многослойная усиленная, армированная окрасочная гидроизоляция:
1 – железобетонная конструкция; 2 – защитный окрасочный слой; 3 – водоизоляционный материал; 4 – армирующая прослойка; 5 – водоизоляционный материал; 6 – защитный слой
Последовательность производства окрасочной гидроизоляции
1. Подготовка поверхности (поверхность должна быть сухой).
2. Грунтовка (раствор мастики в бензине или керосине 1:3 – праймер).
3. Нанесение гидроизоляции в 2-3 слоя. Толщина слоев окрасочной гидроизоляции – 0,2-0,8 мм, обмазочной – 2-4 мм.
Нанесение грунтовки и основных слоев окрасочной гидроизоляции слоев производится пистолетами-распылителями, краскопультами.
Применяются агрегаты для безвоздушного напыления, а также (для обмазочной гидроизоляции) кисти. Применяется также способ газопламенного напыления изоляции, его суть состоит в том, что битумный порошок, пролетая через пламя горелки сопла пистолета-распылителя, налипает на изолируемую поверхность в расплавленном виде.
Материалы для окрасочной гидроизоляции:

каменноугольные пеки, дегти, лаки, грунтовки, мастики;

нефтяные битумы (БН IV-БН VI , БНК), грунтовки, мастики
(холодные и горячие);

полимерные
(эпоксидные, каучуковые, полихлорвиниловые, поливинилхлоридные, латексные);

масляные;

минеральные (полимерцементные и жидкое стекло).
Для повышения прочности и трещиностойкости окрасочной гидроизоляции в ее жидкую фракцию добавляют наполнители (кварцевый песок, рубленое стекловолокно, коротковолокнистый асбест), а также армируют стеклотканями и т.п.
Штукатурная гидроизоляция
Наносится на конструкции, не подверженные динамическим воздействиям, но с гидростатическим напором грунтовых вод до 0,6 МПа
(рис. 10.2). Виды штукатурных гидроизоляционных составов:


цементно-песчаные растворы с различными уплотняющими добавками;

полимерцементные и стеклоцементные растворы;

торкрет из цементного раствора;

мелкозернистый асфальтобетон и асфальтополимеры.
Рис. 2. Штукатурная гидроизоляция:
1 – изолируемая конструкция; 2 – грунтовочный слой; 3 – анкера;
4 – металлическая сетка; 5 – штукатурная изоляция
Нанесение штукатурной гидроизоляции
Цементно-песчаную гидроизоляцию рекомендуется выполнять с применением водонепроницаемых, безусадочных и расширяющихся цементов. Промежутки времени между нанесением слоев из безусадочных цементов должны быть не более 1 часа. В готовый раствор вводят уплотняющие добавки – церезит, хлорное железо, жидкое стекло, алюминат натрия, битумные и латексные эмульсии.
Цементно-песчаную гидроизоляцию наносят растворонасосом слоями по 8-10 мм общей толщиной 20-25 мм. Цементный торкрет наносится с помощью цемент- пушки. Схема торкретирования рассмотрена ранее в главе 8.
Торкретирование производят послойно, толщина слоя δ=10-15 мм, с обязательным выдерживанием каждого слоя не более 24 часов.
Асфальтовые смеси наносят на сухую поверхность в несколько слоев.
Применяют преимущественно для изоляции горизонтальных поверхностей.
Рекомендуется добавлять цемент (5-7 % по весу) в целях увеличения прочности слоев. Асфальтовая гидроизоляция применяется в виде асфальтовых штукатурок, штукатурных растворов и асфальтовых мастик. В состав асфальтовой штукатурки входят битум, песок крупностью до 2 мм, порошкообразный заполнитель (известковая мука, зола-унос), волокнистый наполнитель (асбесто- и стекловолокно) и вода.
В состав штукатурного раствора кроме перечисленных выше компонентов входят еще и полимеры (резина, латекс, резиновый клей и др.).
Применяются также горячие и холодные асфальтовые мастики, состоящие на
50-60 % из битума и на 40-50 % из наполнителя (известь, известняк, асбест, цемент, латекс и др.).
К этой же категории гидроизоляции относят редко применяемую, но эффективную стеклоцементную гидроизоляцию – материал, получаемый из

цементного теста (цемент + вода), дисперсно армируемого рубленым стекловолокном. Оптимальный размер наносимого слоя гидроизоляции 3-4 мм. Из-за наличия стеклянных фибр этот материал называется стеклофибробетоном. Имеет прочность близкую к прочности дюралюминия.
Причем характеристики этого материала на сжатие, растяжение и изгиб примерно одинаковы. Недостаток состоит в том, что волокно не является щелочестойким и постепенно разрушается под воздействием цементного камня. Поэтому необходимо применять щелочестойкое стекловолокно с двуокисью циркония, которое дороже.
Оклеечная гидроизоляция
Устраивается в виде сплошного водонепроницаемого ковра из рулонных материалов (рис. 3) при гидростатическом давлении до 0,4 МПа.
Применяются влагостойкие рулонные материалы:

стеклорубероид, пергамин;

гидроизол, изол, бризол, эластобит, экарбит, армобитеп;

металлоизол, фольгоизол, фольгорубероид, стеклоизол;

полиэтиленовые, поливинилхлоридные, полиизобутиленовые пленки и др.
В зависимости от применяемого рулонного материала используют мастики:

битумные – для материалов на основе битума;

клеи на эпоксидных смолах – для полимерных материалов.
Такая технология применяется для гидроизоляции конструкций, обладающих недостаточной трещиностойкостью, подверженных осадкам и динамическим воздействиям.
Рис. 3. Пример оклеечной гидроизоляции подземного угла сооружения:
1 – изолируемая конструкция; 2 – подстилающий слой из бетона;
3 – оклеечная гидроизоляция; 4 – выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора;
5 – деревянная пробка; 6 – деревянная рейка; 7 – защитная стенка из кирпича;
8 – армированный слой цементно-песчаного раствора
Устройство оклеечной гидроизоляции
Рулонные материалы предварительно раскатывают за 12-24 часа до оклейки, чтобы материал выровнялся, подготовленное основание

огрунтовывают, проклеивают углы и изломы поверхностей (рис.3). На основание под раскатываемое полотнище рулонного материала наносят слой мастики. При использовании изола, фольгоизола и стеклорубероида мастику наносят и на изолируемую поверхность, и на рулонный материал.
Гидроизоляцию вертикальных поверхностей осуществляют вручную по захваткам снизу вверх с нахлесткой полотнищ по длине на 150-200 мм и на
100 мм по ширине. Полимерные пленки наклеивают с нахлесткой 30-40 мм на полимерных клеях и 80-100 мм на битумно-полимерных мастиках.
Технологический процесс устройства оклеечной гидроизоляции из наплавляемых рулонных материалов состоит из операций расплавления или разжижения склеивающего слоя мастики, нанесенного на рулонный материал, с немедленной раскаткой, приклейкой и прикаткой рулона.
Оклеечную гидроизоляцию, эксплуатируемую в грунте и в условиях атмосферных воздействий, предохраняют от преждевременного разрушения цементно-песчаной или асфальтовой стяжкой (на горизонтальных поверхностях) и кирпичной кладкой, цементной штукатуркой по сетке, глинистым замком (на вертикальных поверхностях).
Листовая гидроизоляция
Устраивается преимущественно для гидроизоляции конструкций гидротехнических сооружений. Листы стальные или алюминиевые толщиной
2-6 мм монтируются на уголках или швеллерах. Между листами и изолируемой поверхностью оставляется зазор 25-30 мм, который впоследствии заполняют жидким цементным раствором. Саму изоляцию защищают от коррозии 2-3 слоями антикоррозионного покрытия (рис. 4).
Рис. 4. Схема устройства листовой гидроизоляции:
1 – изолируемая конструкция; 2 – цементно-песчаный раствор; 3 – металлический лист;
4 – анкер; 5 – прижимной фланец; 6 – сварка; 7 – антикоррозионная зашита
Гидроизоляцией из пластиковых листов защищают конструкции, эксплуатируемые в агрессивных средах. Прикрепляют листы к защищаемой поверхности на клеях или прижимными планками.
Применяются также листы из оцинкованной и нержавеющей стали, а

также плиты из железобетона, армоцемента и стеклоцемента, играющие одновременно роль несъемной опалубки и гидроизоляции.
2. Технологические процессы устройства теплоизоляции
Общие положения
Теплоизоляция различных ограждающих конструкций предназначена для обеспечения заданных тепловых режимов зданий, сооружений, установок, трубопроводов. Теплоизоляцию наносят на поверхности с положительной и отрицательной температурой режима эксплуатации. К поверхностям с положительной температурой относятся конструкции жилых и общественных зданий, тепловое оборудование и трубопроводы. Отрицательную температуру имеют поверхности холодильных камер, холодильного оборудования и трубопроводов. При производстве теплоизоляционных работ применяют материалы с пористым строением, малой плотностью и низкой теплопроводностью.
Материалы для теплоизоляции
Для теплоизоляции применяются:

неорганические теплоизоляционные материалы
(минераловатные плиты, асбест, керамзит, пено- и газобетон);

органические материалы (пенополистирол, пенополиуретан, фибролит, торфоизоляционные плиты).
В последнее время все шире применяются материалы, производимые методом вспенивания: уже названые пенополистирол и пенополиуретан, а также латекс, поливинилхлорид, пенополиэтилен, альвеолит и арвиолен.
Конструктивно теплоизоляцию можно разделить на следующие типы:

обволакивающая (обертывающая);

засыпная;

мастичная;

литая;

сборно-блочная.
Обволакивающая теплоизоляция применяется при изолировании криволинейных поверхностей (котлов, трубопроводов). Для нее характерно применение гибких материалов и изделий, а именно: минерального войлока и природного технического войлока с покрытием из алюминиевой фольги (рис. 5).

Рис. 5. Схема устройства обволакивающий теплоизоляции
Изолирующий материал накалывают на шпильки, прикрепленные к изолируемой поверхности, заделывают стыки, наматывают защитный слой и все слои закрепляют проволочными кольцами или бандажами из металлической ленты.
Сборно-блочная теплоизоляция может устраиваться из формованных штучных изделий. В этом случае основной теплоизолирующий слой изготавливается из теплоизоляционных плит – скорлуп, кирпичей
(криволинейных) и других штучных изделий. Это дает возможность исключить мокрые процессы. Применяются также маты из минеральной ваты и стекловолокна, теплоизоляционные вспененные материалы и др.
Теплоизоляционные элементы крепят стяжками из проволоки (рис. 6), штырями или крючками, приваренными к изолируемой поверхности.
Защитный штукатурный слой наносят по проволочной сетке. На поверхности с отрицательной температурой наносят пароизоляцию из битумной мастики. а) б)
Рис. 6. Крепление минераловатных матов на сетке внутренним каркасом из проволоки: а) – фрагмент изолируемой поверхности со сборно-блочной изоляцией; б) – сечение по А-А; 1 – устройство из проволоки для крепления изоляции;
2 – маты минераловатные в оболочке; 3 – бандаж; 4 – сшивка; 5 – опорная полка

При теплоизоляции горизонтальных поверхностей (покрытий) первый слой теплоизоляционных плит наклеивают по пароизоляции на битумной мастике. Последующие слои укладывают насухо или на мастике с перевязкой швов. Швы проконопачивают и промазывают горячим битумом. Сверху теплоизоляционный слой оклеивают слоем пергамина на битумной мастике, затем устраивают цементно-песчаную или бетонную стяжку.
Засыпная конструкция теплоизоляции наиболее распространена при устройстве теплоизоляционных покрытий зданий и сооружений (рис. 7).
Рис. 7. Схема устройства засыпной теплоизоляции:
1 – несущая конструкция; 2 – пароизоляция; 3 – теплоизолирующий слой;
4 – выравнивающая стяжка; 5 – гидроизоляция
В качестве теплоизоляционного слоя применяются гранулированные и порошкообразные материалы: керамзит, перлит, вспученный вермикулит и др. Вертикальные изолируемые поверхности ограждают кирпичной кладкой, блоками или сетками и в образовавшийся зазор засыпают (или набивают) изоляционный материал. В процессе эксплуатации засыпной теплоизоляции с течением времени теплоизоляционный слой уплотняется. Вследствие уплотнения частично ухудшаются его теплоизоляционные свойства.
Мастичные конструкции теплоизоляции (обычно для изоляции трубопроводов) выполняются из порошкообразных теплоизоляционных материалов типа:

совелит;

асботрепел;

асбозурит;

поропласты.
Конструкция мастичной теплоизоляции состоит:

из пропиточного слоя (подмазки, грунтовки);

первого слоя (обрызг δ=5 мм);

каркаса из металлической сетки или стеклосетки;

основного теплоизоляционного слоя (мастики за один или несколько раз);

выравнивающего отделочного слоя.
Мастики (порошки, затворяемые водой) приготавливаются в растворомешалке и могут наноситься на изолируемую поверхность при

помощи различных пневмонагнетателей. Мастичная теплоизоляция довольно дешева, но недостатком является необходимость обязательного подогрева изолируемой поверхности, большая трудоемкость. Для устройства мастичной теплоизоляции необходимы рабочие высокой квалификации.
Литая теплоизоляция выполняется из твердеющих растворов, чаще всего из пено- или газобетона. В последнее время в заводском изготовлении
– из пенополиуретана. Эти материалы заливаются в пространство между защитным ограждением и изолируемой поверхностью без всякого уплотнения. На горизонтальную поверхность изолирующий материал укладывают как обычный бетон, разравнивая, уплотняя и разглаживая, обеспечивают необходимый уход для набора прочности. На вертикальную поверхность изоляцию наносят методом торкретирования по металлической сетке. Преимущество литых конструкций теплоизоляции состоит в простоте и индустриальности изготовления, монолитности и высокой механической прочности.
3. Устройство антикоррозионной защиты
Для защиты конструкций от атмосферных воздействий, агрессивной среды, в которой они эксплуатируются, засоленных грунтовых вод и т.п. требуется устройство специальных антикоррозионных покрытий.
Антикоррозионную защиту конструкций осуществляют несколькими способами:

окрашиванием лакокрасочными покрытиями;

оклеиванием листовыми и пленочными материалами;

обмазыванием различными смесями и клеями;

футеровкой
(облицовкой) штучными материалами и кислотостойкими мастиками;

металлизацией;

флюатированием (пропиткой);

нанесением праймера.
При окрашивании на подготовленные (очищенные) поверхности наносят:

лакокрасочные и битумные составы;

краски, лаки, эмали на основе полиуретановых, эпоксидных, силикатных и других смол.
Защитное покрытие состоит из грунтовки и нескольких покровных слоев.
Краски наносятся с помощью пистолетов-распылителей, кистей и валиков. Иногда для повышения прочности антикоррозионного покрытия его армируют стеклотканью. Каждый покровный слой наносят после высыхания и отверждения предыдущего. Особенно ответственные конструкции и технологические аппараты изолируют путем их оклеивания тонкими листами

сырой резины, которую затем вулканизируют и получают сплошное антикоррозионное покрытие толщиной до 4 мм. Другое название этого способа –
гуммирование.
При обмазывании конструкции защищают жидкими резиновыми смесями, тиоколовыми герметиками, клеями 88-Н и СН-57 в 5-6 слоев с толщиной слоя 0,5-3 мм с помощью специальных шприцев, шпателей и кистей. Каждый слой наносят с перерывами в 20-24 часа, а наиритовые клеи
– через 5-6 часов.
Конструкции, эксплуатирующиеся в условиях химических производств, защищают футеровкой, представляющей собой облицовку поверхностей кислотостойкими мастиками и штучными изделиями (специальным кирпичом, керамическими плитками, полимерными листами и пленками).
Герметичность швов обеспечивается кислотостойкой мастикой. Сначала изолируемую поверхность грунтуют силикатной мастикой и выдерживают 3-
4 часа, после чего наносят слой мастики и по нему укладывают футеровочные элементы. По окончании футеровки швы заливают расплавленным серным цементом. Облицовку кислотоупорным кирпичом выполняют на замазке-армазит, используя ее как раствор.
Закладные детали железобетонных конструкций защищают с помощью
металлизации, т.е. нанесения на поверхность расплавленного цинка путем распыления. Металлизационный слой наносят электрометаллизаторами, в которых цинковую проволоку расплавляют под действием вольтовой дуги.
Разновидностью такого вида изоляции является газопламенное напыление порошкообразного термопласта, который в расплавленном виде наносят на нагретую поверхность тонкими слоями с интервалом 40 мин.
Бетонные и железобетонные конструкции пропитывают водными растворами кремнийфтористоводородной кислоты или ее солями. Процесс пропитки называют флюатированием или гидрофобизацией. Указанные растворы наносят тремя слоями с перерывами не менее 24 часов. После высыхания на обработанной поверхности образуется водонепроницаемая пленка, препятствующая проникновению воды и, следовательно, коррозии защищаемых материалов. Такую обработку целесообразно периодически повторять через 3-5 лет.
Праймером называется раствор битума в бензине. Защиту в 2-3 слоя наносят на железобетонные сваи, металлический шпунт и другие конструкции подземных сооружений при небольшой концентрации в грунте и/или в грунтовых водах вредных химических реагентов.