прогрессивные технологии устройства кровли
ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЕЛЬ
ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
При возведении зданий и сооружений устройство защитных конструкций и защитных покрытий выполняется в следующих случаях:
для защиты помещений и находящихся в них людей и животных, а также технологического оборудования от атмосферных, грунтовых и иных нежелательных воздействий.
Осуществление этих мероприятий позволяет обеспечить нормальный санитарно-гигиенический режим внутри данного помещения;
для защиты конкретных строительных конструкций от действия активных агентов: воды, химических веществ (жидких и газообразных), а также высоких температур и биологического воздействия.
– огнезащитные покрытия и пропитки;
Осуществление этих мероприятий позволит обеспечить расчетную долговечность несущих конструкций, а также исключить или значительно уменьшить потери от негативных случайных факторов (огневое воздействие).
Объем работ по указанным мероприятиям можно сократить с помощью конструктивных и организационно-технологических мероприятий, исключающих или ограничивающих непосредственный контакт конструкций с водой или иной жидкой средой.
К таким мероприятиям относятся:
– устройство дренажа, тиксотропных диафрагм и глиняных замков;
– понижение уровня грунтовых вод;
– планировка территорий, устройство отмосток с целью отвода поверхностных вод;
– упрочнение грунтов силикатизацией, цементацией, битумизацией и др.
Перечисленные мероприятия в данной работе не рассматриваются.
ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЕЛЬ
Назначение.Кровли являются гидро- и термоизолирующими конструкциями покрытий зданий и сооружений. От их надежности зависят условия эксплуатации объектов и долговечность защищаемых частей.
Материалы.Гидроизолирующие части кровель устраивают из рулонных, мастичных и штучных материалов.
Для термоизолирующей части используют монолитные, плитные и сыпучие материалы.
Наиболее долговечны кровли из штучных материалов: черепичные служат 60 и более лет, асбестоцементные – 30 и более, стальные – 25 лет. Однако трудоемкость их устройства значительна. Устройство рулонных кровель из рубероида и толя менее трудоемко, но они служат только 5…10 лет. В местностях, богатых лесом, устраивают кровли из досок.
Технологии. В зависимости от конкретного вида кровли.
Технологии устройства кровель из рулонных материалов
Кровли из рулонных материалов устраиваются из рубероида, толя, рубероида с подплавляемым слоем, фольгоизола.
– устройство выравнивающей стяжки;
– наклейка рулонного ковра.
Основание (ж/бетонные плиты) выравнивается: бугры срезаются, впадины и перепады высот выравниваются раствором, монтажные петли плит срезаются.
Пароизоляция устраивается обмазочная битумной мастикой или листовая (рубероид толь) в 1…2 слоя насухо (рис. 11.1, 4).
На пароизоляцию укладывается теплоизоляция:
– насыпная (шлак, керамзит);
– плитная (шлаковата, мягкие и полужесткие плиты);
– монолитная (из вспененного полистирола, пенобетона), приготовляемая и укладываемая с помощью передвижного комплекта машин.
При укладке теплоизоляции за счёт переменной её толщины создается необходимый уклон к водоприёмным воронкам, при этом минимальная толщина слоя равна проектной.
Поверх термоизоляции делают выравнивающую стяжку из цементно-песчаного раствора или асфальтобетона (рис. 11.1, 13).
Толщина стяжки при укладке по монолитным утеплителям не должна превышать 10, по плитным утеплителям – 20, по сыпучим – 30 мм.
В местах примыканий стяжки к вертикальным поверхностям устраивают переходные наклонные бортики шириной 100…150 мм под углом 45°. Места соединения бортика с вертикальной и горизонтальной поверхностью закругляют для лучшей приклейки рулонного ковра
(рис. 11.1, г).
Огрунтовку(рис. 11.1, 7) производят в первые часы после укладки раствора, чтобы она лучше проникала внутрь стяжки, закрывая поры. Огрунтованную свежеуложенную стяжку не надо защищать от действия солнечных лучей, так как образующаяся пленка препятствует испарению воды из раствора.
Для огрунтовки используют битум (или пек – для толевых кровель), растворенный в двух частях разбавителя (солярового масла для битума или антраценового – для пека). Эти разбавители замедляют образование пленки, улучшая сцепление грунтовки со стяжкой. Высыхание грунтовки длится 24…48 часов.
Грунтовки и мастики готовят в заводских условиях и доставляют централизованно в автогудронаторах.
По стальным трубопроводам или резиновым шлангом мастика подается на крышу в расходныйтермобачок или прямо на рабочее место, где мастика разливается по участку кровли.
Устройство ковра.Рубероид или толь наклеивают на скаты покрытий, уклон которых не превышает 25%.
Количество слоев кровли, а также количество дополнительных слоев в местах примыканий указывают в проекте. На кровлях с уклоном до 15% рулонные материалы наклеивают перпендикулярно к направлению стока воды при больших уклонах – параллельно стоку воды. Перекрестная наклейка полотнищ недопустима.
Полотнища наклеивают с нахлесткой по 100 ммв продольных и поперечных стыках, сдвигая их в смежных слоях (стыки слоев не должны совпадать по вертикали).
Ковер начинают наклеивать с пониженных мест – воронок внутреннего водостока, ендов, карнизов. Делают это послойно: сначала первый слой повсей площади захватки, а после его проверки и приемки второйслой и т. д. (рис. 11.1, г, д).
При наклеивании рубероида с наплавленным слоем мастики используют те же машины, но вместо бака для мастики устанавливают баллоны со сжиженным газом и оборудование для расплавления мастики.
Аналогичным образом наклеивается фольгоизол.
Фольгоизол (фольгопласт) – рулонный двухслойный материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны защитным битумно-резиновым составом. Он предназначен для устройства кровель, парогидроизоляции зданий и сооружений, герметизации стыков.
Рулон имеет длину 10 м, ширину 1 м. Внешняя поверхность фольгоизола может быть окрашена в различные цвета атмосферостойкими лаками. Фольгоизол – долговечный материал, не требующий ухода в течение всего периода его эксплуатации.
В зависимости от назначения фольгоизол подразделяется на следующие виды:
ФГ – фольгоизолгидроизоляционный предназначен для устройства защитного слоя тепловой изоляции теплотрасс, трубопроводов и воздуховодов;
ФК – фольгоизолкровельный предназначен для устройства пароизоляции, а также верхнего слоя рулонного ковра кровель зданий, расположенных во II, III, IV климатических зонах.
Фольгопласт является отражающей теплоизоляцией общего применения. Он применяется для тепло-, звуко- и пароизоляции жилых, производственных и иных помещений, где не требуется большая механическая прочность утеплителя.
Эффект теплозащиты обеспечивается за счет низкой теплопроводности пенополиэтилена и высокой отражающей способности полированной фольги.
Новые кровельные материалы для плоских крыш
Загородное строительство в России в последнее время все больше радует необычными стилями в архитектуре и новыми идеями, как задействовать под террасу, зеленый сад или даже спортивную площадку крышу дома. Почему бы и нет? Тем более что время просторных фазенд уходит в прошлое, и квадратных метров собственного сада с каждой новой постройкой уже не так много. Да и окружающий ландшафтный дизайн всегда есть чем занять. И плоская крыша становится едва ли не самой выгодной зоной: изолированная от грязи, луж и любопытных соседских глаз.
Но если вы впервые сталкиваетесь с подобным строительством, то наверняка задумались: насколько надежной получится такая крыша? Ведь по ней будут ходить, передвигать мебель, что-то упадет, возможно, даже острое, станет скапливаться снег. Конечно, классический рубероид, которым массово покрывали крыши в советское время, даже с половиной из этих проблем не справится! Но мы вас порадуем: на российском рынке появились новые, надежные материалы для плоских кровель. Они рассчитаны на самые суровые климатические условия и подходят даже для домов на крайнем Севере. Причем работать с ними вы все также сможете самостоятельно, и только для немногих материалов потребуется специальное оборудование.
Содержание
Сам процесс настила покрытия на плоскую крышу, даже собственноручно, в отличие от скатной конструкции, занимает всего несколько дней, на него не влияют погодные условия. Да и ремонт такой поверхности тоже прост: достаточно локально разобрать поврежденное место, утеплитель и установить заплатку. А современные кровельные материалы для плоской крыши практически не подвержены случайным повреждениям и не боятся ветра. С этими технологичными разработками действительно можно о многом не беспокоиться и не проводить каждый сезон осмотр всех примыканий.
В этой статье мы предоставим подробное описание каждого из материалов, их преимущества и недостатки, а вы сможете подобрать, чем покрыть горизонтальную крышу собственного дома.
Битумные рулонные материалы нового поколения
Еще в Советском Союзе практически единственным материалом для плоских крыш был рубероид. Но исправно он служил всего около 4 лет, после чего требовал ремонта. Сегодня же появились более высокотехнологичные материалы из модифицированных битумов, которые отличаются стойкостью к атмосферным воздействиям и более существенным сроком службы в 20-25 лет.
В качестве модификации битума используется полипропиленовый пластик и стирол-бутадиен-стирол. Такой состав позволяет рулонной кровле получить куда лучшую устойчивость к ультрафиолетовому излучению, а специальные добавки придают материалу пластичность, что крайне важно при сезонных перепадах температур. Поэтому для климата России и некоторых стран Европы больше подходят виды кровельного покрытия для плоской кровли из стеклоткани, полиэфира и битума, дополнительно модифицированного полимерами:
Если вы задумываетесь, чем застелить плоскую крышу гаража или бани, отдайте предпочтение рубемасту, еврорубероиду или стеклоизолу.
Мембраны: простота и надежность
Мембраны в качестве материалов для плоских кровель в свое время совершили настоящий прорыв. Простые в укладке, надежные, стильные и не требующие для монтажа открытого огня — что может быть лучше? Но даже на этом производители не остановились, и сегодня выпускаются новые виды подобных покрытий, радующие качеством и удивляющие свойствами:
Сегодня один из лучших материалов для плоской крыши с основанием из несущего металлического профиля — армированная самоклеящаяся мембрана с алюминиевым скотчем. Она наиболее простая в укладке, но отличается высокой стоимостью. Хороший пример — Delta-Thene Alu.
Отметим отдельно полимерную мембрану премиум-класса от Технониколь LogicRoof. Она идеально подходит для всех географических регионов страны, ведь сохраняет свою эластичность при низких температурах, а служит все 30 лет.
Если вы присматриваетесь, чем лучше закрыть плоскую крышу самостоятельно, без привлечения специальной техники или бригады, тогда отдайте предпочтение самоклеящимся мембранам.
Ризолин: светоотражающая изоляция
В 2007 году компания Ризолин разработала новый кровельный материал. Он так и называется — ризолин. Это гибкая самоклеящаяся кровля на основе армированной ткани, пропитанной битумно-полимерной составом. Внутри находится разделяющий диффузный слой, обеспечивающий безупречное склеивание с любой поверхностью.
Это долговечное и экологически чистое покрытие. Поверхность самоклейки фольгированная, что дополнительно защищает крышу от ультрафиолета. Также её можно покрыть любой синтетической краской:
Для монтажа такой кровли вам не понадобится никакое дополнительное оборудование. Даже двое рабочих успевают уложить 100 м2 этого материала всего за 2 часа. И это лишь при помощи валика, насадки для пылесоса и щетки.
Сам процесс несложный:
Ризолин также хорош тем, что сокращает количество слоёв на кровле до 30%. Для него не нужны ни газовые горелки, ни другие пожароопасные инструменты. А допустить ошибки в монтаже с таким простым материалом довольно сложно.
Декинг и керамогранит: для открытых беседок
Сегодня становится популярным устройство открытых террас прямо на крыше. И в качестве финишного покрытия для них используется керамогранит, плитка или декинг — специальная террасная доска.
Такое покрытие сегодня изготавливают по уникальной технологии, благодаря которой покрытие по виду и на ощупь похоже на натуральную доску, хотя при этом состоит из водонепроницаемой синтетической основы. Такая доска всегда сохраняет форму, не коробится и не интересна для жуков:
Маты: шумоизоляция и доступ
Чем еще покрыть плоскую кровлю? Рассмотрим штучные материалы. В России сегодня можно найти подобное покрытие от двух производителей: российский “Урепол” и немецкий “Бург”.
По сути, это — резиновые маты, которые применяют для защиты гидроизоляционного материала. Их просто укладывают встык вручную, никакого дополнительного оборудования не нужно:
Такие маты полезны при устройстве балластных кровель, у которых сам балласт способен повредить геотекстиль. Это достаточно тонкий материал, который часто повреждают острые края садовой мебели, если кровля используется в качестве веранды.
Маты также удобны тем, что в случае необходимости они легко открывают доступ для регулярных ремонтных работ. Кроме того, они обладают замечательной шумоизоляцией и потому особенно востребованы при установки на крышах промышленных зданий.
Жидкие покрытия: от мастик к резиновой кровле
Новые рулонные материалы впечатляют, но возможно ли совсем избавиться от швов и создать сплошное покрытие? Конечно. Для этого на смену битумным мастикам пришла жидкая резина. Что удивительно, она действительно обладает свойствами, соответствующими ее названию: тянется, имеет матовый красивый вид и легко покрывает любые сложные элементы крыши.
Такие маты есть даже для зеленой кровли:
Жидкая резина — отличная альтернатива
Ее секрет — в уникальной способности сцепляться практически с любой поверхностью на молекулярном уровне. Впрочем, термин “жидкая резина” — больше для массового потребителя. Готовая кровля из этого вещества выглядит как мембрана, эластичная и водонепроницаемая. И не просто эластичная, а обладающая удивительной способностью к растяжению — до 1000%:
Жидкая резина хороша тем, что обладает устойчивостью к катодному отслаиванию от поверхности крыши, которое происходит ввиду вибрации, ударов, давления воды и цикличных изменений температуры. Даже после полного застывания такая кровля не становится ломкой и хрупкой, не шелушится и не стареет так быстро, как многие другие виды покрытий.
Кроме того, нет никаких сложностей в восстановлении «резиновой» кровли — достаточно просто добавить немного жидкого состава на повреждение и все. Кроме того, такую кровлю можно покрасить в любой цвет, главное выбрать состав без химических растворителей.
Геотекстиль: устройство зеленой кровли
А вот для устройства зеленой кровли сегодня выпускают огромное количество различных материалов:
А какому из новых материалов вы решили отдать предпочтение?
Новые материалы и технологии устройства кровель и гидроизоляций
Новые материалы и технологии устройства гидроизоляции мягкой кровли
Шульженко Ю.П., д.т.н.,
Генеральный директор НПО «Гидрол-Руфинг»
Анализ существующих мягких кровельных и гидроизоляционных материалов по критериям надежности и долговечности в нашей стране характеризуется следующими фактами и цифрами. Более 40% повреждений зданий приходится на кровли. Затраты на эксплуатацию мягких кровель составляют от 5 до 12% общих расходов на все здание. По эффективности применения в строительстве битумные материалы занимают одно из последних мест среди строительных материалов, используемых в ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Ремонт мягких кровель, эксплуатирующихся на промышленных предприятиях с агрессивными выбросами (химическая, металлургическая, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая и др.) обходится в 1,5–2 раза дороже устройства новых. По данным обследований НИИАсбестцемента, ВНИИКровли, ЦНИИПромзданий, ЦНИИЭПЖилища, МНИИТЭПа средний срок службы мягких кровель составляет от 2 до 7 лет. Реальная долговечность зданий и сооружений – 50-100 лет. Неудивительно, что при обследовании кровель зданий обнаруживается, что кровельные ковры часто содержат более 10 слоев рулонных материалов.
В России до 50% выпускаемых битумных и битумно-полимерных материалов используется для ремонтных работ. Что касается гидроизоляции, то на сегодняшний день по оценкам эксплуатационников и самих строителей практически большинство сооружений подземной инфраструктуры имеют протечки.
Несмотря на огромные средства, расходуемые на ликвидацию последствий протечек, результаты ремонтов часто оказываются не удовлетворительными. Что же происходит? Попробуем разобраться. Известно, что надежность и долговечность кровельной гидроизоляции зависят от четырех основополагающих факторов. Это качество применяемых материалов – раз, качество проекта – два, качество выполняемых работ – три, грамотность технического надзора – четыре. Попробуем проследить влияние указанных факторов в реальности.
Возникает законный вопрос о компетентности экспертизы. Либо она не ведает, что подписывает, либо ведает и почему-то подписывает. Предположительно понятно почему. Не понятно только почему будущие жильцы должны расплачиваться за это действо, а расплата дорого обойдется. Исправить протекающую подземную гидроизоляцию очень даже не просто и технически и экономически. Несмотря на огромные усилия, затрачиваемые на ликвидацию протечек, результаты ремонтов часто бывают неудовлетворительными. Очевидно средства, выделяемые на ремонт гидроизоляции, не позволяют эффективно осуществить ремонт; особенно это касается сферы жилья. Качественный ремонт требует применения дорогих материалов, дорогой техники, высококвалифицированных исполнителей, что не всегда и не везде возможно осуществить. Как правило, эксплуатационники голосуют за дешевые варианты. Дешево надежно не бывает.
Рассмотрим другую группу зданий – общественных. На примере торговых, гостиничных, деловых, развлекательных, спортивных комплексов. Проанализируем технические решения и материалы, применяемые при устройстве кровель и гидроизоляции. Как правило, строятся вышеуказанные здания и сооружения на средства инвестора. Казалось бы, инвестор заинтересован в использовании добротных, надежных и долговечных материалах и конструкций. Он заинтересован в том, чтобы построенные здания имели как можно больше безремонтный период с одной стороны, в тоже время, чтобы здания имели минимальный срок окупаемости с другой стороны. Решить это уравнение не простой вопрос, а большое искусство. Опытные инвесторы к вопросам гидроизоляции относятся с большим вниманием и осторожностью.
Как правило, в отличии от жилья, здесь используются материалы другого поколения – битумно-полимерные и даже полимерные. Опытные инвесторы знают, что экономить здесь надо осторожно. Гидроизоляционные материалы должны обладать комплексом таких свойств, как: водостойкость, водонепроницаемость, трещиностойкость, биостойкость, прочность, эластичность. Особое внимание должно быть обращено на трещиностойкость. Известно, что бетонные конструкции в процессе твердения имеют усадочные трещины. В процессе строительства эти трещины имеют возможность увеличиваться в размерах (увеличивающие нагрузки, работа геоподосновы и др.) и достигать нескольких миллиметров и даже сантиметров. Гидроизоляционный материал, имея адгезионный контакт с бетоном, подвергается многократным растягивающим напряжениям, т.е. испытывает усталостные явления. Анализ работы материалов в конструкциях показывает, что наиболее трещиностойкими являются высокоэластичные материалы. И не просто высокоэластичные, а упругоэластичные, способные противостоять усталостным явлениям.
НПО «Гидрол-Руфинг» сформировано из сотрудников Головного научного центра России ВНИИСтройполимера, является одной из ведущих организаций России в области создания и внедрения в промышленность и строительство полимерных кровельных, гидроизоляционных и защитных материалов.
В своей научно-технической политике «Гидрол-Руфинг» отдает предпочтение развитию промышленности России. Все разработанные материалы изготавливаются на основе отечественного сырья и на Российском оборудовании. Такой подход позволяет создавать материалы дешевле зарубежных аналогов, а также способствует подъему и становлению российской промышленности и экономики, и не зависеть от колебания цен валют на финансовом рынке.
Работа гидроизоляционного материала «Кровлелит» над трещиной в бетоне
В настоящее время НПО «Гидрол-Руфинг» осуществляет работу по следующим направлениям:
Целью данной публикации является ознакомление широкой аудитории читателей с отечественными полимерными кровельными материалами, разработанными в головном научном центре ВНИИстройполимер, с их техническими характеристиками, технологией и областями оптимального применения, опытом их использования при устройстве новых и ремонте существующих мягких и жестких кровель и гидроизоляции.
При рассмотрении этого интересного и перспективного класса материалов необходимо чётко представлять, что название «полимерный» само по себе не является «проходным баллом». Прежде чем попасть на прилавок, каждый новый материал должен пройти тщательную не формальную, а фактическую экспертизу и, прежде всего – испытание на долговечность. Необходимо подчеркнуть, что экспертиза должна проводиться не по американским или немецким, а по научно обоснованным российским методикам, поскольку использовать этот материал предполагается в России. Важнейшим фактором, определяющим качество, является полимер, на основе которого изготовлен материал. Существует огромное множество полимеров, но только некоторые из них могут применяться для кровельных материалов, т.к. очень уж сложными являются условия эксплуатации кровель в нашей стране.
Впервые в СССР большая полимерная мастичная кровля площадью 14 тыс. кв. м была выполнена в 1971 г. на Курском вокзале в Москве (фото 2).
Первое в России полимерное покрытие из материала «Кровлелит»
Прогрессивные технологии устройства кровель Белевич Владимир Борисович
Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении
Содержание к диссертации
1.1. Состояние вопроса в РФ и за рубежом за последние 15 лет. 13
1.3. Анализ технологических процессов и их механизация. 19
1.5. Методология, задачи и научно-техническое направление исследований. 23
Выводы по главе 1. 24
2.1. Реологические свойства материалов на основе цементных вяжущих. 27
Выводы по главе 2. 65
Глава 3. Технология трубопроводного транспорта кровельных мастик и строительных растворов, используемых в кровельных работах. 66
3.1. Теоретические основы и экспериментальные исследования течения мастик по трубопроводам. 66
Выводы по главе 3. 108
4.1. Исследования по технологии диспергирования приклеивающих мастик и эмульсий. 109
4.2. Закономерности охлаждения мастик. 117
4.3. Технические решения по перекачиванию мастик. 122
4.4. Технологические процессы и технические средства для приготовления кровельных и гидроизоляционных материалов. 129
Выводы по главе 4. 139
5.1. Теоретические основы и технологические параметры процесса набрызга. 142
5.2. Образование факела и методика расчета технологических параметров набрызга. 15 7
5.3. Методика исследования технологии нанесения армирующих материалов. 164
5.4. Повышение трещиностойкости кровельного покрытия. 174
5.5. Методика расчета технологического процесса набрызга, экспериментальные исследования. 180
Выводы по главе 5. 192
6.1. Анализ параметров, характеризующих качество полимер-битумных покрытий. 195
6.2. Склеивание рулонных наплавляемых материалов.
6.2.1. Безогневой способ наклейки наплавляемых материалов. 199
6.2.2. Электроконтактный способ наклейки наплавляемых материалов.
6.2.2.1. Математическое планирование экспериментов. 221
6.2.2.2. Дисперсионный анализ результатов экспериментов. Составление и решение уравнений множественной регрессии. 222
6.2.2.3. Влияние температуры окружающей среды на прочность склейки. 234
6.2.2.4. Методика определения сил прилипания. 242
6.3. Совмещенный способ изготовления комплексных панелей покрытий по стендовой технологии и устройство по ним кровель. 249
6.3.1. Замоноличивание стыков комплексных панелей покрытий. 252
6.3.2. Устройство защитного гравийного слоя. 253
6.4. Технико-экономические показатели и эффективность от применения новых технологий кровельных работ в 1995-2000г. 258
Выводы по главе 6. 259
Список использованной литературы. 264
Анализ воззрений на структурные изменения в процессе трубопроводного транспорта жидкотекучих материалов
После снятия напряжений структура материала за счет теплового движения частиц тиксотропно восстанавливается, становясь по-прежнему равнопрочной. Эти данные многократно подтвержденные экспериментальными работами, явились основой для дальнейших исследований сопротивлений движению мастик и материалов на основе цементных вяжущих по трубопроводам.
Выяснилось, что режимы движения гидроизоляционных материалов по трубопроводам имеют существенное значение для придания им свойств пере-качиваемости, поэтому важно знать какой вязкостью обладает материал в процессе движения, так как при этом возникает трение, вызывающее внутренние касательные напряжения. Величина касательного напряжения зависит от интенсивности деформации и совокупности внешних воздействий Это будет доказано теоретически и экспериментально в главе 3 где приведены выводы расчетных формул для определения сопротивлений движению материалов по трубопроводам.
Реологические методы изучения дисперсных структур, в том числе структур на основе битумных вяжущих, привлекали внимание многих исследователей (153, 56) в связи с созданием новых материалов.
В.А. Киреев (92), В.Н. Покровский (138), В.А. Федотова, К. Хаджаева и П.А. Ребиндер (158) приводят примеры влияния химического состава и температуры на изменение реологических свойств дисперсных структур.
Реологические свойства кровельных мастик
А.С. Колбановская (82), Б.В. Веденеев, Н.В. Михайлов (45), П.А. Ребин-дер (159) и др. (160, 161) показали, что битумы при различных температурах способны находиться в различных реологических состояниях: упруго-хрупкого тела, эластично-пластичного тела с ярко выраженной ползучестью.
Н.В. Михайлов и А.Л. Лихтгейм (113) считают, что с точки зрения теории структурообразования процесс аномального течения систем в общем виде можно представить как итог двух процессов в каждый данный момент: разрушения связей и тиксотропного восстановления части этих разорванных свя-зей в результате теплового (броуновского) движения частиц структуры при одновременном действии на них соответствующих заданному градиенту скорости сдвигающих сил ЭфсЬективная вязкость является итоговой характеристикой процессов разрушения и восстановления структуры при деформировании с постоянным градиентом скорости. Причем,каждая точка на структур-ной ветви кривой течения характеризующей состояние аномальной вязкости системы соответствует выше названному состоянию динамического равноRe-сия возникающему в каждый данный момент времени между процессами разрушения и восстановления структуры, что хорошо видно из рис. 2.5
Как следует из сказанного, принятые нами к исследованию холодные битумно-полимерные мастики представляют собой высокомолекулярные соединения, обладающие рядом свойств, присущих полимерам. В частности, течение таких систем характеризуется наложением на необратимые пластические деформации течения обратимых высокоэластических деформаций, что характерно для упруговязких систем.
Как уже указывалось, течение аналогичных систем при постоянном режиме деформирования (при постоянной скорости сдвига Е и напряжения сдвига т ) характеризуются рядом особенностей по сравнению с течением обычных аномально-вязких систем. Так, если течение обычных аномально-вязких систем под действием возмущающей сдвиговой силы характеризуется в каждый данный момент времени быстрым установлением динамического равновесия между процессами разрушения структуры и тиксотропного восстановления ее под действием броуновского движения то в упруго-вязких системах, вследствие наличия эластической составляющей деформации, раз-рушение надмолекулярной структуры в каждый момент времени вызывает структурную релаксацию напряжений, которая только спустя некоторое время завершается достижением установившегося течения (рис 2.5) Причем с увеличением скорости сдвига є или температуры материала t процесс релаксации происходит интенсивнее и установившийся режим течения в каждый данный момент времени достигается быстрее. Эксперименты показали, что течение упруго-вязких систем с полностью разрушенной структурой г/т на кривой течения, показанной на рис.2.6, в силу повышенной эластичности таких систем достигается лишь при достаточно высоких напряжениях и скоростях сдвига, когда значительное число прочных структурных элементов (ассоциатов макромолекул и др.) принудительно раз-рушается под действием сдвига и не успевает тиксотропно восстанавливаться под действием теплового броуновского движения.
Теоретические и экспериментальные исследования сопротивлений движению кровельных материалов на основе цементных вяжущих по трубопроводам
Экспериментальные исследования по определению сопротивлений движению различных строительных материалов на основе цементных и битумных вяжущих по трубопроводам ставилась в зависимости от действий различных факторов. В процессе исследований изучались факторы, характеризующие изменения сопротивления движению смесей: скорости транспортирования, подвижности и др. Метод определения перепада давления в трубопроводе при транспортировании материалов заимствовался из классической гидравлики, с помощью манометров. Изучались вопросы транспортирования материалов по трубопроводам в струе сжатого воздуха. Рассмотрим влияние касательных и инерционных вязкостных напряжений на движение по трубопроводам гидроизоляционных смесей в воздушном потоке и определим потери напора.
Произвольное, подчас неверное сочетание производительностей насоса и компрессора, наряду с неправильным учетом применяемых составов могут служить причиной неудовлетворительной работы установки, возможны «прострелы», недопустимая пульсация и т.д. Например, повышенная концентрация материала в сжатом воздухе способствует выпадению из потока отдельных частиц и образованию в трубопроводе скоплений. Периодический отрыв этих скоплений сжатым воздухом делает движение смесей неравномерным, пульсирующим, что затрудняет работу сопловщика. При чрезмерном содержании материалов в сжатом воздухе может наступить момент закупоривания трубопровода, образование пробок, что приводит к так называемому «прострелу».
Производство работ в таких условиях не обеспечивает надлежащего качества, небезопасно, а потому и недопустимо.
Движение материалов по трубопроводу в струе сжатого воздуха во взвешенном состоянии, как и при движении сплошным потоком, вызывает силы трения, возникающие как в самом потоке, так и на стенках трубопровода.
Для преодоления сил трения и обеспечения взвешенного движения затрачивается энергия сжатого воздуха. Давление воздуха, развиваемое компрессором, как и реологические и физико-химические свойства транспортируемых материалов, являются регламентирующими факторами, позволяющими, при их правильном учете обеспечивать желаемый процесс транспортирования и выявить необходимые условия, найти оптимальные основные параметры устойчивого транспортирования: диаметр трубопровода, его длину, концентрацию аэросмеси, состав и ряд других условий.
С момента возникновения движения по трубопроводу любого материала. в его среде возникают касательные напряжения, которые складываются из вязкостных и инерционных напряжений.
С повышением скорости транспортирования вязкостные напряжения, как было установлено автором с Н.П. Шиповским (35), снижаются, но одновременно увеличиваются инерционные, так как последние являются функцией скорости.
В общем виде можно записать, что общее касательное напряжение слагается из вязкостных и инерционных: Знание величин этих напряжений позволит вывести уравнения сопротивлений трубопроводов при различных режимах пневмотранспорта материалов.
Так как перемещение аэросмеси представляет собой движение сложной среды материальной части и воздуха, величину касательных напряжений рассчитаем отдельно для каждого компонента, и примем, что сумма их в любом режиме транспортирования составит общую величину касательных напряжений.
Изменению вязкостных напряжений при движении структурированных пластично-вязких систем ближе всего отвечает закон Шведова-Бингама (градиент скорости, обозначаемый в этом выводе как dV/dy одинаков по значению с градиентом скорости, обозначенным в формуле (3.37)
Однако этот закон в большей мере относится к таким вязко-пластичным материалам, когда имеется пропорциональная зависимость между градиентом скорости и касательным напряжением.
Технологические процессы и технические средства для приготовления кровельных и гидроизоляционных материалов.
Как известно, приготовление кровельных и гидроизоляционных мастик производится в специальных установках, оборудованных дозирующими и перемешивающими устройствами с использованием приборов, контролирующих температуру в процессе приготовления. Кратко изложим существующую технологию приготовления горячих битумных и битумно-резиновых мастик.
Горячие битумные мастики представляют собой смесь сплава битумов БН 90/130 (БНК-2) и БНК 90/30 (БНК-5) с волокнистым, комбинированным или пылевидным наполнителем.
Горячие битумно-резиновые мастики представляют собой однородную смесь сплава указанных битумов с резиновой крошкой и волокнистым наполнителем.
Горячие битумные мастики готовятся в котлах с огневым или электрическим обогревом, оборудованных лопастными мешалками для перемешивании материалов со скоростью 30-40 об/мин.
Первоначально в котел загружают более легкоплавкий кровельный битум, который обезвоживают при температуре 105-110С, после этого в котел загружают более тугоплавкий битум и при постоянной работе лопастной мешалки температуру битумного сплава доводят до 160-180С.
Приготовление битумно-резинового состава производят при 200-220С в течение примерно 40-45 мин при обязательной постоянной работе лопастной мешалки и шестеренного насоса, циркулирующего битумно-резиновый состав. В приготовленный таким образом битумно-резиновый состав через сито с ячейками размером 2-3 мм вводят подсушенный асбестовый наполнитель. Перемешивание и рециркуляция этой смеси продолжается еще в течение 10-20 мин для получения однородного состава и полного оседания пены.
Второй вариант приготовления мастик. Раздробленный на мелкие куски битум загружают в варочный котел, где его обезвоживают, а затем нагревают до температуры 160-180С. В отдельный смеситель загружают лак кукерсоль и асбест влажностью не более 3% и перемешивают до образования однородной массы. После этого, не прекращая перемешивания, вводят в смеситель небольшими порциями расплавленный и обезвоженный битум. Когда температура массы понизится до 70-80С, в мастику вводят латекс и продолжают перемешивание до образования однородной смеси.
Новая технология приготовления холодных мастик отличается сокращенной продолжительностью технологического процесса, уменьшением энергозатрат и повышением качества мастик.
На рис. 4.7 показаны две технологии приготовления холодных мастик: приготовление без битумной мастики, разработанной автором с группой инженеров Минпромстроя СССР и приготовление битумно-латексно-кукерсольной мастики с новью технологическими режимами, позволяющими экономить электроэнергию почти на 10% (а. с. 960208).
Теплообменник состоит из цилиндрического стакана, в который помещены лопасти, приводящиеся в действие электроприводом. С внешней стороны цилиндр имеет тепловую рубашку, предназначенную для съема тепла битума. Обезвоживатель состоит из емкости, имеющей пакет наклонных ванночек, по которым тонким слоем непрерывно и равномерно перемещается сверху вниз расплавленный битум. В верхней части обезвоживатель имеет возбудитель вертикальных колебаний.
Установка работает следующим образом: в битумоварочную установку непрерывно подается раздробленный битум, где он плавится и стекает в нижнюю часть емкости. Там, нагреваясь до температуры, превышающей на 15-20С температуру «плавления» самотеком поступает в обезвоживатель.