Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

29.06.2016

Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты применяются при реконструкции и восстановлении конструкций. Гидроизолирующий и противокоррозионный эффект достигается выполнением покрытия эксплуатировавшихся конструкций композициями на основе битума с добавками пертолатума, синтетического латекса или хлоропренового каучука. Изоляция характеризуется высокой адгезией к бетону и однородностью свойств, а также отсутствием швов и нарушений сплошности по всей защищаемой поверхности в виде воздушных включений или трещин. Гидроизолирующие и портивокоррозионные свойства указанных покрытий практически не изменяются во времени, они долговечны и просты в восстановлении.
К основным изолирующим покрытиям относятся латексно-битумные, латексно-цементные, битумно-петролатумные и битумно-наиритовые композиции. Для приготовления битумно-латексной и битумно-наиритовой композиции необходимы материалы: каучук или синтетический латекс, жидкое стекло, битум (нефтяной) строительный, растворитель (сольвент каменноугольный, толуол и др.). Состав битумно-латексной композиции - раствор битума 70...80 ч. по массе, сталибилизированного латекса 20...30 ч. по массе.
Битум марки БН-50/50 или БН-70/30 растворяют в сольвенте в соотношении 1:1. Готовый раствор битума смешивают с предварительно стабилизированным латексом марки Л-4, Л-7 или СКС-50П. Для стабилизации латексов применяют жидкое стекло (γ=1.42 г/см3) в количестве 8...10% массы латекса. Стабилизированный латекс можно также вводить небольшими порциями при перемешивании в расплавленный битум, имеющий температуру не выше плюс 130°С. После смешивания в полученную смесь порциями вводят растворитель в количестве 35...40% массы битума. Смешивание продолжается в течение 10... 15 мин до получения однородной композиции. Готовый материал выгружают в герметически закрывающуюся емкость. В закрытой емкости битумно-латексная композиция при температуре 16...20°С может храниться в течение одного месяца.
Битумно-каучуковые композиции приготовляют смешиванием раствора битума с раствором хлоропренового каучука при следующем соотношении: раствор битума в сольвенте, толуоле (при соотношении 1:1) 55...70 ч. по массе; раствор каучуковой смеси 30...45 ч. по массе. Каучуковые композиции состоят из следующих компонентов: хлоропренового каучука (наирит А, Б или их смесь) - 100 ч. по массе; мягчителя (стеарин технический) 1,0...2 ч. по массе; вулканизирующих добавок (окись цинка, сера техническая) 2,8...5,5 ч. по массе; стабилизирующих добавок (неозон Д, тиурам) 1,5...2,5 ч. по массе.
Перед растворением хлоропреновый каучук предварительно перетирают на вальцах и смешивают с вулканизирующими и стабилизирующими добавками. Вальцевание длится 10...15 мин, после чего готовую наиритовую смесь загружают в смеситель, где при постоянном перемешивании происходит растворение ее в толуоле или сольвенте. Соотношение (по массе) наирита и растворителя принимают от 1:3 до 1:5. Растворение наиритовой смеси при температуре 18...23°С длится 3...4 ч. Готовый раствор наиритовой композиции смешивают с раствором битума или его расплавом, имеющим температуру не выше 120°С в течение 15...20 мин, до получения однородной массы, который затем сливают в герметически закрывающуюся емкость. Срок хранения битумно-каучуковой (наиритовой) композиции в герметически закрытой таре — до 6 мес при температуре не выше плюс 25°С. Битумно-латексные и битумно-наиритовые композиции наносят на поверхность, огрунтованную раствором битума в органическом растворителе состава (1:1).
Битумно-петролатумная композиция содержит: битума 70/30 — 85...90 ч. по массе и петролатума — 10...15 ч. по массе или битума 90/10 — 65...75 ч. по массе и петролатума — 25...35 ч. по массе. Композиция приготовляется перемешиванием компонентов при температуре 180...200°С. Время хранения приготовленной битумно-петролатумной композиции до ее применения не ограничено.
Изоляция назначается в зависимости от коррозионного состояния бетона строительных конструкций и условий эксплуатации согласно табл. 5.4. Коррозионное состояние бетона определяют показателем капиллярного водопоглощения w и величиной pH водной вытяжки из цементного камня (см. табл. 5.4).
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

Полимерцементные материалы приготовляют на основе цемента и синтетического латекса БСК-65ГПН или CKC-65ГП, которые при отверждении образуют покрытия с высокими физико-механическими показателями. Для приготовления полимерцементных составов используют цемент, песок, синтетический латекс, жидкое стекло, эмульгатор согласно табл. 5.5.
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

В смеситель загружают латекс и при постоянном перемешивании добавляют жидкое стекло, раствор кремнефтористого натрия, эмульгатор и перемешивают в течение 5...10 мин. Затем порциями вводят смесь цемента и мелкозернистого песка и перемешивают еще в течение 10...15 мин до однородной консистенции. Жизнеспособность латексно-цементной композиции составляет 5...6 ч. Расход компонентов для приготовления 1 т полимербитумной, полимерцементной и битумно-петролатумной композиции приведен в табл. 5.6.
Количество слоев и толщина покрытия зависят от вида бетона и условий эксплуатации защищаемой конструкции. Ориентировочный расход полимерцементной композиции 1,3...1,5 кг/см2; битумно-латексной — 0,8...1 кг/см2; битумно-наиритовой — 2...2,5 кг/см2; битумно-петролатумной — 0,8...2,4 кг/см2. Время отверждения полимерцементного покрытия при температуре 18...22°С составляет 1,5...2 ч; для полимербитумных композиций — 3,5...4 ч; для битумно-петролатумных — 1...2 мин.
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

Устройство изоляции с применением битумно-латексной композиции допускается при температуре до плюс 5°С, битумно-петролатумной и битумно-наиритовой — до минус 20°С. Для предохранения изолирующих покрытий подземных конструкций от механических повреждений, особенно при производстве обратной засыпки механизированным способом, их защищают традиционными методами (бетонная рубашка, защитная кирпичная стенка и др.). а битумно-латексное покрытие — дополнительно латексно-цементной композицией (ЛЦК).
В тех случаях, когда производится усиление строительных конструкций устройством железобетонных обойм, рубашек и т.п., последующую изоляцию поверхности выполняют так же, как и для элементов вновь возводимых зданий и сооружений.
Арматурная сталь, прокат, применяемые в конструкциях усиления обетонированием, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922—75, СНиП 11-28-73. Для армирования рекомендуется применять рабочую арматуру из стали класса A-I, A-II, A-III. В качестве жесткой арматуры рекомендуется использовать фасонный прокат марок ВСт-3, ВСт-3пс. Для стальных шпренгелей и затяжек усиления рекомендуется принимать сталь классов А-IIв и А-IIIв. Высокопрочные и термически обработанные стали используют только в качестве предварительно напряженных затяжек усиления при условии натяжения механическим способом. Для изготовления металлических конструкций усиления применяется прокат из стали класса С 38/23 марок BGT-3Гпс, ВСт-3псб, ВСт-Зкп2, сталь листовая горячекатаная, сталь прокатная угловая, балки двутавровые; швеллеры, болты и гайки нормальной точности, шайбы.
Армирование дисперсно-армированного бетона осуществляется стальной проволокой 0,2...0,5 мм длиной 30...40 мм из отожженных многопроволочных стальных канатов путем их резки на механических ножницах. Расход соответствует примерно 120 кг фибр на 1 м3 бетонной смеси (1,5% по объему). В агрессивных условиях предпочтительнее использовать сталь марок 18Г2С и 25Г2С, обладающих повышенной коррозионной стойкостью.
Во избежание появления очагов коррозии в труднодоступных для осмотра местах предпочтительны сечения замкнутого профиля, характеризуемого минимальной скоростью коррозии. В остальных конструкциях усиления необходим свободный доступ для осмотра конструкций при эксплуатации и для возобновления антикоррозионного покрытия. Наиболее ответственные узлы усиления конструкций по возможности следует выносить за пределы зон повышенного постоянного увлажнения, а в пожароопасных помещениях стальные конструкции усиления необходимо бетонировать.
Сварка — одно из наиболее распространенных соединений стальных и железобетонных конструкций. По возможности следует избегать устройства сварных соединений стальных конструкций и арматуры, находящихся под нагрузкой, со стальными элементами усиления. В железобетонных конструкциях сварные соединения применяются при напряжениях в арматуре усиливаемого элемента до 0,85 предела текучести арматуры.
При приварке дополнительной арматуры к существующей сварные швы высотой 4...6 мм в разгруженных конструкциях выполняют за один проход; высотой более 6 мм — за два прохода, при сварке же под нагрузкой швы высотой 4...6 мм выполняют за два прохода, а в конструкциях, воспринимающих динамические нагрузки, и эксплуатируемых в условиях отрицательных температур, предусматриваются два прохода, а при швах высотой более 6 мм — три прохода.
При устройстве многослойных швов после наложения каждого последующего слоя следует устраивать перерывы для остывания предыдущего до температуры ниже 100°С. Двусторонние многослойные швы накладывают симметрично слоями поочередно с каждой стороны.
В элементах, подверженных динамическим нагрузкам, следует предусматривать вогнутые сварные швы, концы которых должны выводиться в менее нагруженные области. В деталях, воспринимающих растягивающие динамические напряжения, применяют, как правило, продольные сварные швы. Максимальная толщина шва должна приниматься 2 мм для угловых швов и 3 мм для швов других типов, а длина прихваток — не более 20 мм.
Крюки, коротыши, скобы и другие соединительные детали, привариваемые к существующей арматуре, во избежание поджогов и подрезов рекомендуется изготовлять из арматурной стали класса A-I 10...16 мм, причем для обеспечения надежной работы места сварки, которые соединяют существующую и дополнительную арматуру, располагаются вразбежку. Приварку крючьев и хомутов необходимо вести от изогнутой части к концу стержня с обязательным заплавлением кратера шва. При необходимости приварки коротышей, соединительных скоб существующая арматура вскрывается в местах их установки не менее чем на половину своего диаметра участками, превышающими длину соединительных деталей на 10...15 мм.
Свариваемые и соединительные накладки в местах сварки должны быть очищены до чистого металла от грязи, масла и других загрязнений. Вода, в том числе конденсационная, снег, лед должны быть удалены с поверхности стержней и соединительных накладок нагреванием их в пламени газовых горелок и паяльных ламп до температуры 100°С.
Стеклоткань служит для поверхностно-оклеечного армирования бетона. В качестве поверхностного слоя могут быть использованы, например стеклоткань марок СТ-11; CT-13, а также стеклосетка марок PC2-1; РС2-2; РС2-3. Армирование покрытия стеклотканью позволяет перекрыть ”дышащие” трещины в бетоне шириной при одном слое стеклоткани — 1 мм, при двух слоях — 1,6 мм. Марку стеклоткани и количество приклеиваемых слоев принимают из условия обеспечения равнопрочности стыкового соединения и сопрягаемых элементов.
Наклеивание стеклоткани на бетон сопрягаемых панелей осуществляется эпоксидным клеем в зависимости от температуры окружающей среды. Сначала наносят грунтовочный слой, выдерживают до отлипа и наносят один покровный слой. He дожидаясь загустевания краски, в нее втапливают металлическими катками или тупыми штапелями один слой стеклоткани. После достижения покровным слоем состояния отлипа, на него наносят второй, а затем и третий покровный слой. При двухслойном армировании покрытия второй слой ткани наносят после перекрытия первого слоя стеклоткани покровным слоем. При необходимости стеклоткань защищают слоем огнестойкой штукатурки. С этой целью через 30...40 мин после нанесения последнего слоя клея на поверхность стеклоткани насеивают песок с крупностью зерен 1...1,5 мм и после отверждения клея оштукатуривают.
Устройство выпусков арматуры в бетоне занимает особое место в усилении конструкций. Обычно оно осуществляется с помощью эпоксидного или акрилового клея с применением виброзачеканки. При применении эпоксидного клея необходимо контролировать температуру саморазогрева клея, вызываемого экзотермическим процессом его отверждения. Саморазогрев клея свыше температуры 40°С приводит к существенному сокращению его технологической жизнеспособности, т.е. времени от момента приготовления клея до потери его удобоукладываемости. Причем отверждение эпоксидного клея следует производить при температуре не ниже плюс 10°C в течение 24 ч.
Для акрилового клея применяется пластмасса АСТ-Т, которая выпускается в виде комплекта, содержащего равные количества порошка и жидкости АСТ-Т, и упаковываются: порошок в полиэтиленовых пакетах по 4,5; 5; 9; 10 и 18 кг, а жидкость в полиэтиленовых сосудах по 4,5; 5; 9; 10; 45; 50 кг, закрытых пробками. Компоненты ACT-T (порошок и жидкость) хранятся в местах, защищенных от воздействия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков при температуре не выше 25°С- Акриловый клей приготовляется перемешиванием порошка и жидкости до набухания, характеризуемого получением одноцветной сметанообразной жидкости, и последующим дополнением кварцевого песка. Время отверждения акрилового клея составляет при температуре среды: 0...10°C до 24 ч; 11...15°С до 12 ч; 16...20°С до 10 ч; 21°С и выше до 6 ч.
Скважина для установки арматуры не должна иметь инородных включений, воды, наледи. Поверхность арматуры, подлежащая склеиванию, должна быть очищена от следов коррозии и масляных включений. Непосредственно перед установкой стержни вынимают из раствора соляной кислоты, а затем протирают ветошью, смоченной в ацетоне.
Количество одновременно приготовляемого клея при массовой установке арматурных стержней определяется в зависимости от диаметра арматуры и технологической жизнеспособности клея согласно табл. 5.7.
Расчет весовой дозы клея может определяться в соответствии с предложением харьковского Промстройниипроекта по формуле
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

Например, для установки 20 выпусков арматуры диаметром 20 мм с относительной глубиной заделки 20 диаметров требуется клея:
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

Арматура, заделываемая в бетон виброзачеканкой, должна иметь на заделываемом конце анкерную шайбу в виде кольца, привариваемого с двух сторон к стержню. Наружный диаметр кольца превышает диаметр стержня в 1,25 раза, а внутренний превышает диаметр стержня на 0,1...0,2 см.
Толщину шайбы рассчитывают по СНиП П-В-3-72 при условии передачи полной рабочей нагрузки на шайбу. Анкеры в бетоне закрепляют следующей смесью, с технологической жизнеспособностью 120 мин:
Композиции на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты

Виброзачеканка арматуры осуществляется уплотнительным устройством с помощью жестко присоединенного к нему вибратора направленного действия типа ИВ-21А, ИВ-74 и др. При закреплении арматуры виброзачеканкой после установки арматуры в скважину засыпается небольшая порция смеси в зазор между телом стержня и стенкой скважины, включается вибратор, засыпается смесь в дозатор уплотнителя, который периодически поворачивается в процессе его работы на 20...30°. Смесь уплотнена, если наблюдается самопроизвольный выход виброуплотнителя из скважины на поверхность.
При закреплении арматуры и ее выдерживании при температуре окружающей среды +5...+30°С передачу нагрузки на нее разрешается производить через трое суток.