1.7.1. Прокладки и заполнители
Прокладки и заполнители для стыков иногда называют «подложками». Их применяют в соединениях, допускающих деформацию, как основание под герметик, а также для защиты стыка от камней и осколков, которые могут попасть туда в процессе строительства и помешать его закрытию. Материалами для этих подложек являются специально обработанные волокна, пористая резина и гранулированная пробка. Применяемый материал должен отвечать следующим требованиям.
- а) он должен быть очень долговечным;
- б) он должен быть химически инертным;
- в) при контакте с питьевой водой он должен быть нетоксичным, удовлетворять санитарным требованиям и не способствовать росту бактерий и, грибков, т. е. быть биостойким;
- г) он должен быть эластичным, но не выдавливаться из стыка и не препятствовать герметику заполнять стык; нельзя, чтобы он склеивался с герметиком, так как это может вызвать в последнем нежелательные напряжения;
- д) необходимо, чтобы он легко формовался в заданных размерах и легко входил в стык.
В настоящее время есть материалы, которые вполне удовлетворительно отвечают перечисленным выше требованиям.
1.7.2. Герметики
Все материалы, применяемые для заполнения стыков в строительных конструкциях, можно легко разбить на две основные группы: предварительно изготовленные материалы и материалы, наносимые но месту.
Материалы обеих групп должны обладать следующими свойствами.
- 1. Для наружного применения, а также в резервуарах для хранения жидкости сам герметик должен быть непроницаемым.
- 2. Необходимо, чтобы он был долговечным, так как периодическая замена может оказаться трудной и дорогой. В идеальном случае срок его службы должен совпадать со сроком службы конструкции, частью которой он является. В настоящее время ни один из существующих герметиков не отвечает этому требованию.
- 3. Он должен приклеиваться к стенкам паза, в который вставляется. Практически это означает, что герметик хорошо прилипает к влажному бетону.
- 4. В резервуарах для питьевой воды материал должен быть нетоксичным, удовлетворять санитарным требованиям и не способствовать росту бактерий и грибков, т. е. быть биостойким.
- 5. Во время подвижки швов герметик должен деформироваться, сохраняя свою монолитность.
- 6. Необходимо, чтобы он относительно легко устанавливался на стройплощадке с учетом климатических условии.
Как предварительно изготовленные герметики, так и наносимые по месту вводят в пазы в бетоне. Научно-исследовательские работы, проверенные в Великобритании и США, показывают, что форма и размеры паза существенно влияют на качество и долговечность герметизации. Подробная информация по этому вопросу содержится в работах, перечисленных в библиографии в конце этой главы. Несколько упрощенно, но достаточно точно эти размеры можно определить так: глубина паза, заполняемого герметиком, должна равняться примерно половине его ширины.
В настоящее время появилась готовая неопреновая желобчатая прокладка. Она закрывает стык и закрепляется клеем в узких пазах, прорезанных параллельно сторонам стыка.
Предварительно изготовленные материалы
В настоящее время предварительно изготовленные герметики для стыков составляют лишь небольшой процент общего количества, но число их непрерывно увеличивается. Основой большей части высококачественных герметиков служит неопрен, ввозимый из Европы и США. Если исходить из объема материала, то неопрен значительно дешевле, чем такие же наносимые по месту герметики, как полисульфиды и силоксановый каучук, но затраты на тщательное и точное образование стыка для введения предварительно отформованной прокладки уменьшают это преимущество неопрена.
При правильной установке патентованные пористые неопреновые прокладки сохраняют герметичность под давлением до 0,3 МПа. Современные данные, основанные на испытаниях установок по очистке сточных вод в Нортгемптоне, показывают, что неопрен является самым долговечным из герметиков. Он особенно устойчив к воздействию бактерий и росту плесени.
Герметики, наносимые по месту
Такие герметики подразделяются на несколько видов, а именно: мастики; термопласты, наносимые в горячем виде; термопласты, наносимые в холодном "виде; термореактивные вещества с химическим отверждением; термореактивные вещества с удалением растворителя.
За значительную часть приводимой ниже информации автор благодарен Американскому институту бетона.
Мастики. Мастики обычно представляют собой вязкую жидкость, в которую добавлены наполнители или волокна. Они сохраняют свою форму и вязкость благодаря образованию поверхностной пленки. Материал полностью не затвердевает и не схватывается в обычном понимании этого слова. Вяжущими, т. е. вязкими жидкостями, являются, как правило, нефтяные битумы и полиизобутилены, имеющие низкую температуру плавления, или их комбинация. Их обычно применяют в тех случаях, когда определяющим фактором является низкая начальная стоимость, а эксплуатационные расходы и стоимость их замены не играют существенной роли. Диапазон расширение — сжатие у мастик невелик, поэтому -их следует употреблять только в случае небольших ожидаемых деформаций.
Термопласты, наносимые в горячем виде. При нагревании эти материалы становятся жидкими, а при охлаждении — твердыми и упругими. Но это лишь физические изменения, так как никакой химической реакции здесь не происходит. Типичным примером такого герметика являются резиноасфальтовые компаунды, широко применяемые во многих странах.
Так как герметик должен наноситься в полужидком состоянии, то он пригоден только для горизонтальных стыков; его преимущественно используют для герметизации швов дорожных и аэродромных покрытий. Такие 'материалы можно также применять и для герметизации швов в полах резервуаров и отстойников для сточных вод.
Диапазон податливости этого типа материала значительно больше, чем у мастик, но все же невелик по сравнению с термореактивными эластомерами, отверждающимися химическим способом.
Существует Британский стандарт BS 2499 «Герметики для дорожных бетонных покрытии, наносимые в горячем виде». В стандарте даны лишь технические требования по эксплуатации и ничего не говорится о химическом составе герметиков. При применении герметика в резервуарах для питьевой воды он должен быть нетоксичным и не содержать производных фенола.
Термопласты, наносимые в холодном виде. Эти материалы схватываются и твердеют или при испарении растворителя, или при распаде эмульсий под действием воздуха. Иногда для улучшения удобоукладываемости такие герметики подогревают, но, как правило, их наносят при температуре окружающей среды.
В резервуарах для воды предпочитают применять резиноасфальт. Эластичность этого вида герметика невелика. С возрастом материал твердеет и соответственно теряет эластичность. Британский-стандарт «а этот вид герметика не разработан. Прежде чем применить герметик в резервуарах для питьевой воду, необходимо проверить, не содержит ли он токсичные и фенольные соединения и не способен ли создавать среду, благоприятную для роста бактерий и плесени.
Термореактивные вещества с химическим отверждением. К материалам этой группы относятся одно- или двухкомпонентные компаунды, которые отверждаются (т. е. переходят из жидкого или полужидкого состояния в период их нанесения в твердое) под действием химической реакции.
Высокосортные материалы этого класса являются гибкими, упругими и стойкими к атмосферным воздействиям; кроме того, они инертны, ко многим химическим веществам.
К герметикам этой группы относятся полисульфиды, полиуретаны, силоксановый каучук и материалы на эпоксидной основе. Их можно получать с диапазоном расширение — сжатие до ±25% и с температурными пределами от — 40 до +80°С.
Эти герметики обеспечивают гораздо большую возможную деформацию и более долговечны, чем мастики и термопласты, но стоимость их значительно выше.
В Великобритании особенно популярны полисульфиды. Ими можно надежно пользоваться в различных резервуарах для хранения жидкостей, включая резервуары для питьевой (воды. Некоторые из них применяют с грунтовкой, другие — без нее. Необходимо установить, на какую поверхность бетона рассчитан выбранный герметик: на сухую или влажную. Полное прилипание герметика к сторонам паза (а не к его основанию) — существенный фактор для образования непроницаемого для жидкости стыка. В климатических условиях Великобритании фактически невозможно обеспечить сухую поверхность бетона на большей части строительных площадок. Двухкомпонентные герметики на полисульфидной основе регламентированы Британским стандартом BS 4254. Этот стандарт включает два сорта: один просто заливается в паз, а второй вводится туда при помощи шприца. Однокомпонентные герметики на основе полисульфида, вводимые в паз шприцем, рассмотрены в стандарте BS 5215.
Термореактивные вещества, отверждаемые удалением растворителя. Герметики этого типа отверждаются удалением растворителя, который содержится в самом герметике. Основные компаунды, применяемые в настоящее время, имеют в своей основе такие вещества, как бутил, неопрен и полиэтилен. Их основные характеристики отчасти аналогичны характеристикам термопластов, отверждаемых испарением растворителя. Диапазон расширение — сжатие у этих герметиков ±7%. Этот герметик не включен в Британский стандарт.