Уч пособие ТИМ Жуков А.Д

Защита тоннелей от действия мороза означает, что свод тоннеля имеет защиту от действия воды и мороза; что полотно для движения транспорта защищено от действия мерзлоты; что дренаж защищен от действия мороза.

Под действием различных факторов, таких как, например, ветер, «эффект дымовой трубы», оползни, всасывающий эффект от движения транспорта и механическая вентиляция, мороз всегда проникает в тоннель. Низкая абсорбция воды при диффузии, стойкость к промерзанию и оттаиванию и высокая прочность на сжатие – это те свойства, которые должны сохраняться материалами в течение всего расчетного срока службы тоннеля. Изделия из экструзионного пенополистирола соответствуют всем вышеперечисленным требованиям.

Для укладки дорожного полотна дно тоннеля очищается до такого уровня, который необходим для размещения верхней части земляного полотна (рис. 7.14). Те тоннельные массы грунта, которые остаются под этой верхней частью, часто представляют некоторую опасность для образования мерзлоты, что может быть причиной

«выхода» мерзлоты и низкой несущей Рис. 7.14. Изоляция тоннеля способности в сочетании с поступле-

нием воды. Таким образом, массы подстилающего грунта должны иметь защиту от мерзлоты при неблагоприятных условиях поступления воды. Эффективным решением в данном случае является применение STYROFOAM, который позволяет значительно сократить сроки и стоимость выполнения укладки, а также увеличить срок межремонтных работ. Места протечки в донной части должны иметь сток с защитой от промерзания от места вытекания до дренажной канавки.

7.2.5. ИЗОЛЯЦИЯ СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Максимально высокие требования к ровности поверхности и ее качеству привели к тому, что наиболее рентабельным считается выполнение защиты от промерзания с помощью экструзионного пенополистирола, вместо того, чтобы заменять большие массы грунта из подстилающего слоя. Изолированные площадки позволяют значительно увеличить продолжительность сезона. Весеннее солнце быстро растапливает снег и высушивает поверхностный слой, поэтому весенний сезон может начаться гораздо раньше. А осенью тщательно построенная и хорошо дренированная спортивная площадка с изоляцией STYROFOAM GEO 350A, 500A сохраняет пригодность и после наступления морозов.

161

Применяемые изолирующие материалы должны иметь исключительно низкую абсорбцию воды при диффузии, высокую теплоизолирующую способность в течение всего срока использования сооружения. Материал не должен быть подвержен действию различных нагрузок вследствие промерзания (оттаивания) при перепадах температуры.

Наибольшие нагрузки на изолирующие материалы приходятся на период сооружения. Спортивные и футбольные арены конструируют в соответствии со строительными нормами. Верхняя часть земляного полотна должна иметь толщину 250-300 мм и состоять из лучших марок гравия или камня для строительства дорог.

Наружное покрытие является, естественно, наиболее важным факто-

ром для пользователей. Для поверхностей с искусственной травой и из синтетического материала наружное покрытие представляет собой отдельную самую существенную статью расходов. Наиболее дорогие поверхностные покрытия укладываются на основу с защитой от промерзания. Плиты STYROFOAM укладываются в один слой по всей площадке, а также отгибаются на 500 мм – 1,0 м за пределами кромок. В этом случае используются изолирующие плиты с прямой кромкой, которые должны лежать с зазором не менее 5 мм одна от другой для обеспечения хорошего дренажа.

Планирование и строительство сооружений с площадками из искусственного льда (рис. 7.15) представляет собой весьма сложную задачу. В современных ледовых дворцах сегодня имеются две системы встроенных труб: охлаждающие трубы и тепловые системы или трубы.

Охлаждающие трубы нужны для получения и наращивания льда. Но холод распространяется также вниз в направлении к грунту, где какое-

162

либо охлаждение не нужно. Чем больше созданного холода распространяется в «неправильном направлении», тем хуже экономические показатели сооружения. Кроме того, имеется риск образования мерзлоты в почве. Если она не успеет растаять в течение той части года, когда сооружение не используется, то мерзлота будет проникать все глубже в почву. Для предотвращения этого выполняется изоляция с помощью STYROFOAM.

Если сезон эксплуатации превышает 6 месяцев, то дополнительное тепло подается через тепловую систему или тепловые трубы. В случае, если продолжительность сезона эксплуатации не превышает 6 месяцев, нижний подогрев может быть заменен большей толщиной изоляции.

Поскольку многие ледовые дворцы используются и для других целей, то лед нужно удалять. Бетонная плита с хорошей теплоизоляцией позволяет выполнять эту операцию самым простым и быстрым способом. Правильно рассчитанный слой изоляции из STYROFOAM позволяет держать холод наверху около поверхности и препятствует его прониканию вглубь грунта. Следовательно, количество кубометров грунта, которое необходимо выкопать, значительно снижается.

7.2.6. ИЗОЛЯЦИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ СКЛАДОВ

Механическая прочность экструзионного пенополистирола делает его идеальным конструкционным материалом для перекрытий холодильных складов. Такие свойства STYROFOAM, как возможность жесткого допуска и наличие чистой от пыли поверхности, к которой можно прикреплять разнообразные листовые материалы, позволяют использовать его для изготовления высококачественных многослойных панелей («сэндвичей»), применяемых в конструкциях холодильных складов и рефрижераторных транспортных средств (рис. 7.16). При необходимости можно использовать строганую разновидность STYROFOAM, которая обеспечивает соблюдение жесткого допуска по размеру щелей.

При сооружении перекрытий холодильных складов можно использовать либо STYROFOAM GEO 350A, либо GEO 500A – в зависимости от величины критической нагрузки и конструкции верхней плиты. В условиях исключительно высоких нагрузок (например, под рельсами подвижных устройств для складирования) следует выбирать более плотный материал

GEO 700A (рис. 7.17).

При строительстве низкотемпературных складских помещений изоляционные плиты STYROFOAM монтируют поверх эффективной пароизоляции. Их следует укладывать в два слоя со смещенными швами. Также рекомендуется использовать прокладочные листы, которые препятствуют попаданию бетона в процессе его заливки.

163

долговременного сжимающего напряжения не должна превышать 700 кПа (иными словами – 70 т/м2).

Для обеспечения надежности конструкции перекрытия и с учетом возможных непредвиденных обстоятельств инженер включает соображения безопасности в число допущений по статическим и динамическим нагрузкам, согласно соответствующим стандартам и нормативам. Успешное проектирование перекрытия основывается на наличии сведений о структурном взаимодействии отдельных слоев перекрытия, в соответствии с теорией упругости пластин; о механических свойствах и толщине слоев – как плиты, таки изоляции; о качестве строительного основания (рис. 7.18).

Рис. 7.18. Совместная фиксация плит при помощи Фом-лок

Для использования непосредственно на месте в качестве герметизирующей пены для зазоров, трещин, полостей и стыков во всех строительных применениях используют FROTH-PAK. Мобильная система для напыления и заливки FROTH-PAK – это двухкомпонентный переносной комплект для получения полиуретановой пены методом распыления и заливки. Может применяться для изоляции и герметизации каналов, соединений, клапанов, упаковки, замены либо ремонта изоляции холодильных камер, складов и контейнеров.

Образующаяся пена затвердевает примерно за 60 с и становится жесткой структурой примерно через 5 мин. Застывшая пена обладает высокими прочностными, тепло- и звукоизолирующими свойствами, паронепроницаемостью, не впитывает воду. Систему применяют при уплотнении и герметизации периметра дверей и окон, стыков стен, перекрытий, ограждающих конструкций, в холодных хранилищах используют для заделки швов потолков, стен, пола, заделки стыков, уплотнения гофрированного материала на крышах, а также используют в сэндвич-панелях.

7.2.7. ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Современные требования к постройке конструкций включают и защиту от повреждений в результате промерзания грунта. Повреждения происходят, когда температура почвы приближается к 0 °С и вода, содержащаяся в почве, замерзает и расширяется. Это может привести к появле-

165

нию трещин в конструкциях зданий. Различные виды почв по-разному подвержены промерзанию.

Чтобы избежать повреждений построек от промерзания, необходимо извлечь почву и заменить её на какой-либо невспучивающийся грунт, такой как гравий или песок. Эти материалы не связывают воду как, например, глина. При этом замену грунта обычно делают на площади, значительно большей, нежели та, на которой располагаются основания фундаментов или инженерные сооружения, во избежание «бокового» воздействия. Величина отступов должна быть достаточной, чтобы холод не мог проникнуть в почву под строением.

Глубина, на которую следует заменять почву, зависит от района и может достигать 3 м и более. В различных областях страны почва имеет разный состав и разную сезонную температуру. Для того, чтобы быть достаточно уверенным в безопасности построек, нужно извлекать почву до такой глубины, где она уже не замерзает. Избежать этой трудоёмкой работы по замене грунта призваны изолирующие материалы. Чтобы не допустить проникновения холода вглубь земли, изолирующий слой из плит

STYROFOAM GEO 350A, 500A, 700A укладывается прямо на поверх-

ность почвы. При использовании защитных плит из ЭПС не требуется выкапывать землю на всю глубину промерзания.

Эффективная защита от промерзания достигается в том случае, когда изоляция укладывается в грунт на глубине примерно 0,5–0,7 м. При этом изоляция будет защищена от механических повреждений, вызванных рыхлением почвенного слоя или небольших выемок грунта, а также от движения строительной и автомобильной техники даже по незащищенной поверхности грунта. Возможности материалов противостоять низким температурам определяются их изолирующими свойствами и толщиной. Наиболее важной и решающей изоляционной величиной является низкое влагопропускание.

7.2.8. ИЗОЛЯЦИЯ ГАЗО И НЕФТЕПРОВОДОВ

Экструзионный пенополистирол применяют для защиты вечномерзлых грунтов от «растепления» при строительстве трубопроводов, дорог, внутрипромысловых площадок, аэропортов и т.п. в районах Крайнего Севера.

Применение STYROFOAM GEO 350A, 500A для изоляции газо- и нефтепровдов позволяет заменить надземную и полузаглубленную прокладку трубопровода на заглубленную (траншейную), что минимизирует тепловое воздействие трубопровода на вечномерзлые грунты (рис. 7.19). Это позволяет предотвратить «растепление» грунтов и возможную деформацию трубопровода. Следует отметить, что при этом в два раза сокращается объем земляных работ по созданию песчаной подсыпки, уменьшается срок строительства трубопровода и увеличивается его рабочий ресурс.

166

•предотвратить на заданный срок застывание нефти в трубопроводе при аварийной остановке работы нефтепровода;

•снизить воздействие трубопроводов, транспортирующих нефть с положительной температурой, на окружающую среду и на вечномерзлые грунты;

•обеспечить безопасные температуры на поверхности объектов трубопроводного транспорта нефти;

•снизить тепловые потери при хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах и технологических трубопроводах;

•обеспечить комплексную теплогидроизоляционную защиту объектов трубопроводного транспорта нефти.

Концептуально требования к тепловой изоляции должны быть сформулированы так же, как и к самим объектам трубопроводного транспорта: обеспечение максимальной безопасности, эксплуатационной эффективности и надежности на заданный период времени.

7.2.9. ИЗОЛЯЦИЯ ВОДОПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ

Водопроводная сеть для бесперебойной работы должна быть оборудована защитой от промерзания. Вода в трубопроводах не должна замерзать, так как нельзя допускать риска разрыва труб вследствие замерзания. Изолирующий материал для водопровода и канализации должен сохранять свои свойства в течение всего срока службы труб (50-100 лет) и должен выдерживать все свойственные для этих сооружений нагрузки.

Многие причины влияют на глубину промерзания – это климатические факторы, свойства типов почв, уровень грунтовых вод, насыщенность водой, состав грунта и верхнего слоя и условия дренажа. Кроме того, имеется тепловой источник в виде накопленного в почве тепла. К этим же причинам относится собственное тепло протекающей в трубах воды. За счет изоляции водопроводов и канализаций плитами STYROFOAM GEO 350A, 500A можно добиться прямой экономии средств, поскольку можно применить меньшую глубину прокладки труб.

Снижение глубины прокладки труб приводит к гораздо меньшим оседаниям почвы в будущем, что чаще всего ведет к повреждениям, которые должны устраняться. Влияние на растительность и природу вследствие повреждений при рытье котлованов сводится к минимуму, равно как и риск воздействия на грунтовые воды в будущем. Расходы на эксплуатацию и ремонт могут оказаться ниже за счет более простого доступа к трубопроводам. Упрощается согласование с системами кабельной проводки и централизованного снабжения горячей водой, которые в настоящее время могут находиться в одной траншее.

168

Рис. 8.1. Эксплуатируемое покрытие:

а - для пешеходного движения и озеленения; б – для автостоянок и паркингов; 1 - несущая железобетонная плита; 2 - выравнивающая стяжка из цементнопесчаного раствора марки 50 или уклонообразующий слой из лёгкого бетона; 3 - грунтовка раствором битума в керосине (1:3); 4 - полосовая или точечная приклейка плит НЕО ТИМ горячим битумом или мастикой с расходом около 0,3 кг/м2; 5 - плиты НЕО ТИМ; 6 - слой горячего битума или мастики с расходом около 2,5 кг/м2; 7 - водоизоляционный ковёр из битумных, битумно-полимерных рулонных наплавляемых материалов или полимерной плёнки; 8 - геотекстиль; 9 - пригрузочный слой из гравия; 10 - керамические, керамогранитные или бетонные плитки на растворе или пластиковых подставках; 11 - цементно-песча- ный раствор; 12 - почвенный слой; 13 - дренажный слой из гравия; 14 - тротуарные плитки; 15 - резиновые или пластиковые подставки; 16 - бетонные плитки; 17 - полиэтиленовая плёнка в 2 слоя (слой скольжения); 18 - армированная стяжка; 19 - дорожные железобетонные плиты; 20 - асфальтобетон; 21 - пергамин

Рис. 8.2. Кровля из полимерной плёнки с механическим креплением (неэксплуатируемая):

1 – несущая железобетонная плита; 2 – выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора марки 50 или уклонообразующий слой из лёгкого бетона; 3 – грунтовка раствором битума в керосине (1:3); 4 – полосовая или точечная приклейка плит НЕО ТИМ; 5 – плиты НЕО ТИМ; 6 – слой горячего битума или мастики; 7 – водоизоляционный ковёр из полимерной плёнки; 8 – склейка полимерной мастикой или сварной шов в нахлёстке полимерной плёнки; 9 – крепёжный элемент; 10 – краевой герметик; 11 – П-образная зубчатая металлическая деталь;

12 – прокладочный слой из геотекстиля

170