Упруговязкие и твердые материалы разделяют на рулонные, пленочные, штучные и насыпные. Промышленность выпускает следующие виды рулонных гидроизоляционных материалов: рубероид (ГОСТ 10923—82), стеклорубероид (ГОСТ 15879—70), пергамин (ГОСТ 2697—83), толь (ГОСТ 10999—76), гидроизол (ГОСТ 7415—74), фольгоизол (ГОСТ 20429—84), изол (ГОСТ 10296—79), а также металлоизол и бризол (ГОСТ 17176—71).
Рубероид, пергамин, стеклорубероид и стекловойлок, толь, гидроизол, фольгоизол, металлоизол — основные материалы.
В табл. 4.5 приведены основные физико-механические свойства рулонных гидроизоляционных материалов.
К безосновным материалам относят бризол и изол. Примерный состав бризола: битума до 60 %, резины до 30, пластификатора 2—5, асбеста до 12 %. При производстве изола используют смесь битумов различных марок — 40—60 %, девулканизованную резину — 25—30, кумароновую смолу — 2, наполнитель — 25—30 %. Для придания материалу гнилостойкости иногда добавляют креозотовое масло (до 1,5 %).
В табл. 4.6 приведены основные физико-механические свойства бризола и изола.
Технологии бризола и изола близки друг к другу. Они включают: подготовку сырьевых материалов; переработку старой резины в крошку с размером частиц до 1,5 мм; разогрев битума распушивание асбеста на дезинтеграторах; смешение компонентов при 160—170°С; экструдирование полотна на червячном прессе; каландрирование; охлаждение; присыпка порошком мела; намотка в рулон.
В строительстве в качестве оклеечных герметиков применяют, кроме того, стеклоэластики. Их получают путем нанесения на стеклоткани тиоколовой мастики КБ-05, битумно-полимерной мастики или эпоксидно-каучукового компаунда.
Стоимость эпоксидного стеклоэластика в 2,15 раза выше стоимости тиоколового и в 5,6 раза — битумно-полимерного.
В качестве вспомогательных материалов при уплотнении деформационных швов взамен металлических листов используют стеклопластики (фенольные, полиэфирные, поливинилхлоридные и др.). Высокая прочность и достаточная деформативность позволяют использовать их для обшивки градирен, уплотнения швов, анкеров и др.
Все перечисленные гидроизоляционные материалы имеют широкое применение: изол — для гидроизоляции гидротехнических сооружений, бассейнов, резервуаров, подвалов, для антикоррозионной защиты трубопроводов, устройства кровель; бризол предохраняет от коррозии подземные металлические конструкции и трубопроводы; металлоизол и фольгоизол используют для гидроизоляции ответственных подземных и гидротехнических сооружений; гидроизол — для устройства гидроизоляционного слоя в подземных и гидротехнических сооружениях; толь с крупнозернистой посыпкой применяют для верхнего слоя плоских кровель, а с песочной — для кровель временных сооружений и для гидроизоляции фундаментов (толь-кожа и толь гидроизоляционный выпускают без покровного слоя и посыпки. Они предназначены для подкладочных материалов при устройстве многослойных кровель, а также для паро- и гидроизоляции); стеклорубероид используют для устройства кровли и оклеечной гидроизоляции; пергамин применяют в качестве подкладочного материала под рубероид, а также для пароизоляции; рубероид — основной материал при устройстве кровель.
К твердым и упруго-вязким герметизирующим покрытиям, широко используемым в строительстве, относятся пороизол, гернит (ГОСТ 19177—81), поробит.
В состав пороизола входят: резиновая крошка — 70—75 %, нефтяные дистилляторы — 20—23, вулканизирующие добавки — 1,5—2 %. Выпускают пороизол в виде круглых жгутов диаметром 10—45 мм или прямоугольного поперечного сечения 40x20 и 30x40 мм.
При контакте пороизола с водой происходит его интенсивное насыщение до 2 %. По истечении двух лет он снижает прочность в 2 раза, а деформативную способность — в 10 раз. Поэтому пороизол применяют только в качестве вспомогательных материалов или для уплотнения постоянно обжатых горизонтальных швов.
В состав гернита входят: наирит — 20—25 %, нефтяное масло ПН-6 — 20—25, наполнитель — 20—60 %, который содержит вулканизатор и антистаритель — клеозон Д. Выпускают в виде жгутов диаметром 20—60 мм из вспененной массы, покрытой непритовым вулканизатором без вспенивателя. Гернит обладает прочностью при растяжении — 0,5—0,7 МПа, растяжимостью — 150 %, водопоглощением — 0,7—6,5 %. По своим свойствам он лучше пороизола, однако через два года прочность гернита снижается до 0,05 МПа, а растяжимость падает до 65 %. Применяют в сочетании с приклеивающими мастиками.
Поробит получают пропиткой полиуретанового поропласта горячим битумом БНД 40/60 с добавкой 2,5 % пластификатора. Изготавливают в виде полос от 10х10 до 100x100 мм в заводских условиях или непосредственно на строительной площадке. Применяют для герметизации стыков сборных подземных сооружений, подвергающихся давлению воды менее 0,1 МПа. При чеканке шва цементным раствором и наклейке поробита с помощью кумароно-наиритовых мастик КН-2 или КН-3 этот герметик можно использовать для герметизации стыков при давлении до 1 МПа и деформации шва до 1 мм. Поробит по сравнению с гернитом и пороизолом более долговечен.
При производстве гидроизоляционных материалов необходимо соблюдать меры по охране труда и технике безопасности. Особо опасными являются операции: прием битума в битумоприемник и окисление его на окислительной установке; обслуживание топочного устройства, формующих и тепловых агрегатов.
Для обеспечения безопасности работ должны выполняться следующие правила:
- к работе допускать лиц старше 18 лет, прошедших инструктаж по технике безопасности;
- все оборудование и трубопроводы должны быть герметизированы;
- производство должно быть снабжено приточно-вытяжной вентиляцией и местными отсосами;
- средств пожаротушения, установленных в специально отведенных местах, должно быть достаточно;
- в воздухе не должно содержаться вредных примесей свыше установленных норм (бумаги — 2,мг/м3, талька — 4 мг/м3, каолина — 5 мг/м3, кварцевого песка — 2 мг/м3, углеводорода — 100 мг/м3).
Устройство битумно- и цементно-латексных покрытий требует обеспечения рабочих спецодеждой из плотной ткани, защитными очками, а также марлевой повязкой для защиты кожи лица. Вблизи мест производства работ должны находиться чистая вода и нейтрализующий раствор (1 %-й раствор уксусной кислоты).
В случае попадания эпоксидной смолы, отвердителя или рабочих составов на кожу их следует немедленно снять сухим тампоном или мягкой бумажной салфеткой, а участки кожи обработать горячей водой с мылом и жесткими щетками. Только при незначительном загрязнении рук эпоксидной смолой можно пользоваться ацетоном. Не разрешается применять для этих целей бензин, толуол, четыреххлористый углерод и другие токсичные растворители.
При торкретировании цементно-песчаных растворов необходимо, чтобы давление в цемент-пушке не превышало 350 кПа. Ремонт цемент-пушки, воздушных и водяных шлангов производится при выключенном моторе и выпущенном из системы сжатом воздухе.
Перед пневмоперекачкой цементно-песчаного раствора необходимо осуществить гидравлические испытания всей установки при работе на воде под давлением 1,5 МПа в течение 30 мин.
Перед инъецированием растворов проверяют шланги и инъекторы на давление, превышающее рабочее в 1,5 раза.
Технико-экономическая эффективность применения гидроизоляционных материалов определяется долговечностью строительных конструкций. В табл. 4.7 приведены стоимости некоторых гидроизоляционных материалов.
В настоящем учебнике в обобщенном виде приведены основные принципы технологий отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов, которые создают фундамент профессионального понимания определяющих технологических принципов производства всего многообразия искусственного строительного камня и других материалов, используемых в производстве сборных конструкций полной заводской готовности, а также тех изменений, которые возможны в обозримом будущем в этих технологиях на путях интенсификации экономики строительства и ускорения научно-технического прогресса этой наиболее материалоемкой области производственной деятельности человека.
Большинство технологий отделочных, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов являются традиционными, которые возникли еще до появления науки. Эти технологии в те далекие времена основывались на использовании ручного труда и дешевой рабочей силы. В наше время они в большей или меньшей мере механизированы и автоматизированы, но, несмотря на это, остались достаточно трудоемкими.
К сожалению, традиционные технологии отстают от растущих потребностей общества и имеют ряд недостатков.
Современные достижения в области фундаментальных наук привели к появлению во многих областях техники новых технологий — научных, вызвавших коренные изменения в промышленности, транспорте и связи. Эти научные технологии приводят к созданию новых производственных процессов, влияют па характер использования рабочей силы, меняют структуру, энергоемкость и другие стороны производства. Новейшие технологии, получая распространение в наиболее развитых отраслях промышленности, приводят к постепенному отмиранию классических методов и систем производства. Происходящие процессы по степени воздействия на технику и экономику можно сравнить с промышленной революцией.
Научные технологии возникают на основе лабораторных исследований, общетеоретических и прикладных научных открытий, связаны с широким использованием электроники, микроэлектроники и робототехники. Возможны два пути использования научных технологий. Первый — сочетание их с традиционными технологиями с целью приведения последних в соответствие с современными требованиями; второй — сохранение их оригинальности. Тот или иной путь определяется характером и степенью использования достижений фундаментальных наук и открытий при их разработке, т. е. степенью их принципиальной новизны.
Распространение принципиально отличных научных технологий приводит к резкому повышению производительности труда, сокращению числа рабочих и руководящего персонала, занятых в конкретном производстве, снижению его энерго- и капиталоемкости, расширению сырьевой базы и устранению вредного воздействия этого производства на окружающую среду. В этом, в частности, можно убедиться на примерах технологий, разработанных учеными КИСИ.
1. Использование научной технологии искусственного камня путем контактной конденсации в производстве лицевого кирпича по сравнению с традиционной технологией керамического и силикатного кирпича приводит к исключению обжига или тепловлажностной обработки его после прессования, уменьшению средней плотности изделий на 30—40 %, а в связи с этим и теплопроводности на 40—50 %.
Энергозатраты на производство лицевого кирпича для возведения 1 м2 стены равного термического сопротивления сокращаются по сравнению с керамическим кирпичом в 16,5 раза и силикатным — в 1,5 раза. Кроме того, использование для производства такого кирпича промышленных отходов (белитсодержащих шламов глиноземного производства, высококальциевых зол от сжигания бурых углей и сланцев) позволяет исключить их вредное влияние на окружающую среду.
2. Использование научной технологии шлакощелочного вяжущего путем сочетания металлургических гранулированных шлаков с соединениями щелочных металлов (Na и К) по сравнению с традиционной технологией портландцемента позволяет вдвое повысить активность вяжущего, в три раза снизить расход условного топлива и в два раза электроэнергии за счет исключения обжига клинкера. При этом капиталовложения на создание мощностей для производства 1 т шлакощелочного вяжущего сокращаются на 60 %, а расход кирпича — на 13,6 тыс. шт., металла — на 19 т, цемента — на 41,5 т, бетона и железобетона — на 146 м3, лесо- и пиломатериалов — на 16,8 м3 и т. д.
Эти и другие многочисленные примеры убеждают в том, что наука в современном научно-техническом прогрессе занимает стратегическое положение. Она опережает потребности производства, преобразовывает и организует его на основе предварительно открытых ею законов движения материи. Тесное взаимодействие науки с производством превращает ее в производительную силу общества.
Следует помнить, что технология — это наука о различных химических, физических и других способах обработки сырья или полуфабрикатов с целью получения отдельных деталей, а также о сборке из этих деталей завершенных конструкций или сооружений. Исследования в области технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов характеризуются переходом от эмпирических методов к методам целенаправленного создания искусственных материалов на основе успехов химии и физики твердого тела. Важнейшим достижением ближайшего будущего науки об этих материалах явится объединение усилий ученых различных специальностей — технологов и конструкторов, математиков, физиков, химиков, геологов — для выполнения комплексных разработок.
Такой подход отвечает философской концепции о том, что могущество научного знания — в его обобщенности, всеобщности, необходимости и объективной истинности.