книги из ГПНТБ / Литвин, А. Н. Железобетонные конструкции с полимерными покрытиями

Технологические исследования показали, что соору­ жение монолитных полимержелезобетонных емкостей пли отдельных их участков возможно, но требует очень тщательного выполнения работ во избежание поврежде­ ния полимерного слоя. Наибольшие трудности вызывает устройство высоких монолитных перегородок, имеющих двустороннюю облицовку, а также Т-образных участков в районе примыкания таких перегородок к стенам. Дни-

Рис. 64. Схемы стыкова­ ния панелей, образующих угол, и соединения пере­ городочных панелей со стеновыми

ще емкостен удобно изготовлять из монолитного железобетона, однако качественное покрытие такого днища полимерным слоем трудоемко. Заслуживает внимания способ облицовки монолитного днища тонкостенными полпмержелезобетоинымп плитами, укладываемыми на цементном растворе. Толщина таких плит при их арми­ ровании двумя слоями тканых стальных сеток с ячей­ кой 10 мм и толщиной проволоки 1 мм может не превы­ шать 3 см при размере в плане 2X2 м п даже больше

[67].

Полимержелезобетонные емкости можно выполнять как наземными, так и подземными, открытыми или с перекрытиями. В случае использования открытых ем­ костей для устройства в них полимерной облицовки сле­ дует применять полимерные материалы, достаточно стойкие к воздействию прямой солнечной радиации. Для полимерного слоя полимержелезобетонных емкостей, предназначенных для хранения пищевых продуктов

153

и питьевой воды должны применяться только те поли­ мерные материалы, которые разрешены органами сани­ тарного надзора.

ПОЛИМЕРЛЕГКОБЕТОННЫЕ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ

В полпмерлегкобетоиных стеновых панелях сочета­ ются высокая химическая стойкость и непроницаемость

в первую очередь для зданий с влажным режимом экс­ плуатации и наличием агрессивных сред. В настоящее время в таких зданиях применяют, в основном, оштука­ туренные панели или кирпичные стены, защищаемые многослойными лакокрасочными покрытиями и реже — облицовками из кислотоупорных мелкоштучиых керами­ ческих пли шлакоснталловых плиток. Применение полнмерлегкобетопных стеновых панелей с использованием для полимерного слоя таких химически стойких ма­ териалов, как полиэтилен низкой плотности п пластифи­ цированный поливинилхлорид, позволяет повысить каче­ ство сооружений, индустриализировать работы по хими­ ческой защите п одновременно снизить их трудоемкость и стоимость.

Технология изготовления полпмерлегкобетоиных па­ нелей несложна и мало отличается от технологии изго­ товления обычных стеновых панелей с применением ма­ териалов, не подвергаемых автоклавной обработке. Для изготовления панелей с размером в плане 6X1 >2 м не­ зависимо от их толщины отрезают профилированный полимерный лист шириной приблизительно 1300 мм и длиной 6 м. Этот лист укладывают ребрами вверх в чис­ тую форму, дно которой не смазывают. Лучше всего, чтобы дно этой формы было окрашено для возможности быстрой ее очистки и защиты от коррозии. Так как заго­ товка несколько шире, чем форма, то часть ее отгибают равномерно к обоим закрытым продольным бортам фор­ мы. После этого на дно формы подают цементный рас­ твор марки 100, который разравнивают слоем 1,5—2 см, и следят за тем, чтобы он выровнял полимерную заго­ товку и прикрыл ее части, прилегающие к продольным бортам формы. На уложенный слой цементного раство­

154

ра ставят арматурный каркас с закрепленными заклад­ ными деталями и монтажными петлями, а вслед за этим укладывают легкий бетон, применяя вибрацию. Обычно здесь используют керамзптобетоп с объемной массой около 1000 кг/м3. Термообработку панелей ведут по обыч­ ным режимам. При распалубке следят за тем, чтобы не повредить полимерный слой.

Складируют панели па ребро, применяя прокладки с прибитыми к ним кусками резины. Транспортируют панели на панелевозах, монтируют — обычными метода­ ми. При этом нужно лишь обращать особое внимание на предохранение полимерного слоя панелей от поврежде­ ния. Если, однако, такое повреждение произошло, то полимерный слой можно отремонтировать с помощью сварки. В связи с небольшим объемом таких ремонтных работ для сварки можно пользоваться обычным элект­ рическим паяльником, у которого нужно лишь немного изогнуть и заострить его медный элемент.

При монтаже панелей их сначала ставят на опорные столики, а затем закрепляют крючками, закладываемы­ ми в паз, отформованный на их длинных торцах. Про­ дольные щели между панелями заполняют герметизи­ рующими прокладками или мастиками, а при наличии особо агрессивных воздействий перекрывают привари­ ваемой полимерной накладкой.

Помимо применения полимерлегкобетонных пане­ лей в промышленных зданиях с влажным режимом эксплуатации и в агрессивных средах они в ближайшем будущем должны стать конкурентоспособными с обыч­

Возможной областью применения тех или иных видов полимерлегкобетонных панелей должны стать ванные комнаты и санитарные узлы жилых зданий, где их ис­ пользование позволяет индустриализировать облицо­ вочные работы и одновременно уменьшить их трудоем­ кость и стоимость.

Полимерлегкобетонные панели с полимерным слоем, размещаемым с наружной стороны зданий, тоже най­ дут широкое применение, но в перспективе, так как тер­ мопластичные полимерные материалы из числа наибо­ лее стойких в условиях светового старения (поливинилфторид, фторированные сополимеры этилена с пропиле­

155

ном и др.) выпускаются еще в недостаточных количест­ вах, а подходящие термореактивные полимерные мате­ риалы пока еще дефицитны и дороги.

п о л и м е р ж е л е з о б е т о н н ы е т о н н е л и

ДЛЯ МЕТРОПОЛИТЕНА И ПОДЗЕМНЫХ ПЕРЕХОДОВ, СООРУЖАЕМЫХ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ В ВОДОНОСНЫХ ГРУНТАХ

В тоннелях метрополитена, прокладываемых от­ крытым способом в водоносных грунтах, в настоящее время применяют тоннельные обделки прямоугольного

Рис. 65. Схема попереч­ ного сечения полимержелезобетонного тоннеля

очертания, собираемые из предиапряжепных железобе­ тонных элементов с размером в плане до 5X5 м. Сбор­ ные элементы несколько меньших размеров, изготовляе­ мые без преднапряжения арматуры н бетона, широко применяются при строительстве тоннельных подземных переходов. Днища таких тоннелей и переходов гидроизолируют до монтажа, а стены и перекрытия — после монтажа сборных элементов. При этом применяют мно­ гослойную оклеенную гидроизоляцию, которую дополни­ тельно защищают на вертикальных участках кирпичны­ ми стенками. Так как гидроизоляция выполняется неин­ дустриальными методами, качество работ обычно быва­ ет неудовлетворительным, а стоимость работ высокой.

На рис. 65 показана схема поперечного сечения полимержелезобетонного тоннеля метрополитена или под­ земного перехода. Строительство таких сооружений ве­ дут следующим образом. Сначала на отрытое основа-

156

1-tiie укладывают бетонную подготовку, тщательно ее

50—60 мм выше проектной отметки верха днища. Про­ филированные листы из полиэтилена с толщиной стенки 1,5—2 мм ориентируют таким образом, чтобы их анкерные ребра оказались перпендикулярными про­ дольной оси тоннеля и были обращены вверх, т. е. в сторону укладываемой бетонной смеси. Полиэтиленовые листы предварительно сваривают между собой в заготов­ ку длиной 15—20 м. Отдельные такие заготовки сварива­ ют между собой в непрерывный лист после их укладки на бетонную подготовку в месте строительства тоннеля. Сварку ведут с помощью ручного инструмента для свар­ ки экструдируемой присадкой. Чтобы края профилиро­ ванных листов можно было отогнуть на выставленную боковую опалубку днища, их ребра просекают по линии перегиба с помощью специальных ножниц (см. рис. 29), а с обоих краев на ширину 50—60 мм их удаляют сов­ сем. Поверх описанной изоляции днища укладывают слой цементного раствора толщиной около 20 мм, а на него устанавливают арматурные каркасы днища. После окончания армирования днища укладывают бетонную смесь и при этом опорные поверхности, на которые будут ставиться стеновые панели, тщательно выравнивают на нужной отметке.

Полимержелезобетонные панели для стен тоннеля из­ готовляют на заводах или полигонах и доставляют к месту монтажа с готовой наружной полимерной изо­ ляцией. Их устанавливают; таким образом, чтобы поли­ мерный слой пришел в соприкосновение с выпуском по­ лимерного слоя из днища. После монтажа нескольких смежных полимержелезобетоиных стеновых панелей на стыки их полимерных слоев наваривают поочередно по две накладки из полимерного материала. Вслед за этим проваривают горизонтальный стык по длине тоннеля, расположенный в месте примыкания стен к днищу. Пе­ ред сваркой этого горизонтального стыка опалубку, предохраняющую выпуск полимерного слоя из днища, удаляют. Сплошность изоляции проверяют с помощью искрового дефектоскопа после приваривания первых на­ кладок, а после приваривания вторых накладок прове­ ряют воздухом. Пазы между смежными элементами

157

заделывают цементным раствором после окончания ис­ пытаний надежности сварных швов, стараясь не повре­ дить полимерного слоя сооружения. Если грунты содер­ жат твердые включения, то обратную засыпку произво­ дят, используя резиновый экран, который постепенно перемещают вверх, по мере повышения уровня засыпки.

Перекрытие тоннеля выполняют из полимержелезобетониых плит, опираемых па консольные части стено­ вых панелей. Плиты перекрытия вставляют таким обра­ зом, чтоб их полимерный слой оказался на одном уровне с верхом полимерной облицовки стеновых панелей. По окончании монтажа плит перекрытия зазоры между ни­ ми заделывают цементным раствором, тщательно вырав­ нивая его верхнюю часть, а после отвердения раствора на стыки полимерных слоев наваривают по две накладки, сначала в поперечном направлении, а затем в продоль­ ном. Обратную засыпку производят также после испы­ тания непроницаемости наваренных двойных накладок. Опытный участок полимержелезобетонного тоннеля со­ оружен в Москве Мосметростроем.

При строительстве тоннельных подземных переходов полимерную изоляцию стен можно размещать на внут­ ренней стороне соответствующих панелей и таким путем индустриализировать выполнение облицовочных работ, совместив их с гидроизоляцией.

ПОЛИМЕРЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЛИТЫ ДЛЯ ПОКРЫТИИ И ПЕРЕКРЫТИЙ ЗДАНИЙ

Как уже было отмечено, полиэтилен с добавкой около 2% хорошо распределенной в нем тонкодисперсной газовой канальной сажи, лучше всего предваритель­ но обработанной сиптаполом ДС-10 пли другими поверх­ ностно-активными веществами, может надежно эксплу­ атироваться в течение нескольких десятилетий даже в ус­ ловиях воздействия прямой солнечной радиации [19, 81]. Это обстоятельство и возможность использования в пер­ спективе таких полимерных материалов, как поливпнилфторид или фторированный сополимер этилена с пропиленом,которые обладают высокой атмосферостойкостью, позволяют считать проблему устройства полимержелезобетоиных кровельных покрытий технически разре­ шимой. Если же учесть, что долговечность широко приме­ няющихся в настоящее время трехслойных рубероидных

158

кровель составляет только 7—8 лет [65] и к тому же их приходится почти ежегодно ремонтировать, то использо­ вание полимержелезобетонных плит покрытий должно оказаться и экономически эффективным, тем более что в этом случае, кроме всего, снижается трудоемкость кро­ вельных работ.

Первоначально у многих специалистов возникали сомнения, возможно ли будет при надобности полностью

Рис. 66. Схема полпыержелезобетошюй кровельной пли­ ты для неотапливаемых промышленных зданий

заменить кровельный полимерный слой, заанкеренный в бетоне плит покрытия. Испытания показали, что поли­ мерный слой из полиэтилена низкой плотности, заанке­ ренный в бетоне, может быть сравнительно просто уда­ лен, так как его анкерные ребра легко срезаются острым скребком. Нанесение же повой цементной стяжки на по­ крытие с немедленным втапливанием в нее ребер профи­ лированных листов, разматываемых с рулона, позволяет при надобности полностью восстановить полимерный слой на кровле. Ремонт же отдельных мест можно выпол­ нять с помощью сварки или газопламенного напыления.

На рис. 66 схематически показано поперечное сече­ ние ребристой полимержелезобетонной плиты для покры­ тий неотапливаемых промышленных зданий. Технология изготовления плит такого типа, по-видимому, должна предусматривать втапливаиие ребер полимерных загото­ вок в свежеуложенный бетон с помощью виброштампов пли пригрузов. В случае изготовления утепленных полимержелезобетопных плит для покрытий отапливаемых промышленных зданий полимерная заготовка должна втаплнваться своими ребрами в цементную стяжку, уст­ раиваемую поверх утепляющего слоя плиты.

Кровельные полимержелезобетонные плиты для жи­ лых зданий можно формовать, укладывая полимерную заготовку в опалубочную форму до бетонирования. Из

159

изготовленных таким образом полимержелезобетонных плит в г. Горловке сооружена крыша на жилом доме, который в настоящее время эксплуатируется.

Полимерные слои смежных плит следует соединять в сплошной водонепроницаемый ковер после заделки це­ ментным раствором и заглаживания швов между плита­ ми. Над заделанными швами должны быть приварены накладки в виде длинных полос, заготовленных из того же полимерного материала, который был применен при изготовлении плит.

Полимержелезобетонные плиты для междуэтажных перекрытий промышленных зданий целесообразно при­ менять в тех случаях, когда конструкции перекрытия в эксплуатации могут подвергаться прямому воздейст­ вию химически агрессивных сред. Для устройства таких химически защищенных перекрытий могут быть приме­ нены ребристые полимержелезобетонные плиты, несколь­ ко отличающиеся по размерам и армированию от кро­ вельных плит.

Если перекрытие будет подвергаться в эксплуатации лишь небольшим абразивным воздействиям, полимер­ ный слой полимержелезобетонных плит, изготовленный из относительно износостойких полимерных материалов, может выполнять не только функции изоляции, но и функции готового пола, подобного линолеуму. Если это допустимо по химической стойкости, в качестве поли­ мерного материала рекомендуется применять пластифи­ цированный или ударопрочный поливинилхлорид. Пос­ ле замоноличивания плит цементным раствором с вы­ равниванием и заглаживанием мест заделки швов к краям смежных полимерных слоев следует приварить накладки из того же полимерного материала, а высту­ пающие сварные швы разгладить горячим утюгом через слой целлофана или фторопласта.

Если же покрытие в эксплуатации будет подвергать­ ся интенсивным абразивным воздействиям, то поверх полимерного слоя из полиэтилена низкой плотности сле­ дует устраивать стойкий против абразивного износа кислотоупорный пол. Применение полимержелезобетон­ ных плит в этом случае будет экономически более эф­ фективным, чем использование железобетонных плит с кислотоупорным полом, выполняемым но подслою из полиизобутилена марки ПСГ, который обычно наклеи­ вается в два слоя с использованием клея № 88-Н.

160

Г л а в а VII. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ПОЛИМЕРЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

к о н с т р у к ц и й *

ПОЛИМЕРЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

Технико-экономическую эффективность полимержелезобетонных трубопроводов оценивали, сравнивая по­ казатели таких трубопроводов с показателями соответ­ ствующих трубопроводов из других материалов в сопо­ ставимых условиях. Критерием оценки служили приведенные затраты, отнесенные к 1 км трубопровода. В качестве базы для сравнения использовались конкрет­ ные проекты трубопроводов, составленные в двух вари­ антах: с использованием полимержелезобетонных труб и с применением традиционных видов труб и футеровочных материалов. Методика определения приведенных затрат предусматривала учет себестоимости труб, капи­ тальных вложений для их производства, включая затра­ ты на производство применяемых в них материалов, а также затраты на строительство трубопроводов и расхо­ ды, связанные с их эксплуатацией [66, 68].

Применительно к безнапорным коллекторам, пред­ назначенным для транспортирования химически агрес­ сивных промышленных стоков, в качестве проектов тра­ диционных решений, были выбраны проекты канализа­ ционных коллекторов Сумского суперфосфатного завода и Воскресенского химического комбината. Эги объекты были выбраны потому, что в них была предусмотрена наиболее широко применяющаяся в практике химичес­ кая защита подобных сооружений в виде их футеровки кислотоупорным кирпичом по двухслойной изоляции из полиизобутилена марки ПСГ. На ту же пропускную способность были запроектированы соответствующие коллекторы из полимержелезобетонных труб и опреде­ лены их сметные стоимости и приведенные затраты.

* Исследования экономической эффективности выполнены Д. С. Шапиро при участии автора.