§ 3.2. Герметизация швов тонкостенных железобетонных конструкций (ч. 3)

Профильные герметизирующие ленты. Такие ленты из резины и различных пластмасс стали применять лишь в последние годы, причем весьма ограниченно из-за сомнений в их долговечности, ускоренного старения полимеров. Но эти сомнения не имеют достаточного обоснования — при правильном подборе состава и размеров такой герметизирующей ленты и соответствии их эксплуатационным условиям долговечность лент может быть гарантирована. Приведем некоторые данные о длительных испытаниях профильных лент.

В 1968 г. были обследованы профильные уплотнительные ленты из гуттаперчи — резины на основе природного каучука, проработавшие в стыках сооружений Лондонского канализационного коллектора свыше 100 лет, причем было установлено, что жесткость резины за этот период возросла на 10—12 %. Аналогичные обследования, проведенные на канализационном коллекторе в Праге через 50 лет, а также в швах облицовки каналов на р. Ваг и Пухов-Ладце, позволяют гарантировать полосам из резины «буна-S» долговечность свыше 100 лет, а на основании обследования аналогичных резиновых полос на плотине Империэл через 20 лет эксплуатации — общую долговечность не менее 60 лет.

Наши сравнительные испытания лент на основе изопренового синтетического каучука с резиной «буна-S» показали, что отечественная светоморозоустойчивая резина по долговечности ей не уступает, что позволяет рекомендовать ее для долговременных сооружений [14, 54].

Выпускаемые Курским и Свердловским заводами РТИ профильные резиновые ленты (рис. 3.11, а) широко применяются в строительстве, причем от них требуется предел прочности при разрыве не ниже 20 МПа, растяжимость — не менее 500 % и коэффициент ускоренного старения — не менее 0,7. В последние годы все шире используются профильные герметизирующие ленты из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена и других пластмасс (рис. 3.11, б).

Долговечность полимеров можно прогнозировать по формуле

,

(3.1)

где τ — расчетная долговечность полимера с учетом статической усталости; τ₀ — флуктуационная характеристика; U₀ — энергия активации разрушения; γ — структурно-чувствительный коэффициент; σ — расчетное напряжение; k — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура по шкале Кельвина.

В табл. 3.7 приведены расчетные значения коэффициентов в уравнении (3.1). Долговечность наиболее распространенных полимеров достаточно велика. Например, по расчетам, выполненным во ВНИИГе [40, 50], пленочные экраны из полиэтилена, стабилизированного сажей, имеют долговечность более 100 лет при расчетном напоре до 20 м и толщине пленки более 200 мкм, причем натурные испытания, производимые Р.А. Алавердяном на водохранилищах в Армении в течение 15 лет, подтвердили этот прогноз [76].

Таблица 3.7

Константы материалов для расчета долговечности (по С.Б. Ратнеру)

Материал	U0, кДж/моль	lg τ0	103 T°K	γ, кДж моль·МПа
Полиэтилен ПНП (разрыв) То же, при деформировании	260 1176	–12 –3; –4	1,5 2,6	4,2·103 6,3·104
Полиметилметакрилат То же, при деформировании	218 630	–12 –5	1,5 2,4	2,1·103 8,4·103
Полипропилен (разрыв) То же, при деформировании	235 1050	–12 –2	1,3—1,5 2,4	1,6·103 6,3·103
ПВХ-пластикат (разрыв) То же, при деформировании	500 840	–5 –13	2,9 2,5	4,2·103 8,4·103
Полистирол (разрыв) То же, при деформировании	235 800	–12 –1; –2	1,3 2,7	6,3·103 1,6·104

Профильные герметики успешно служат для уплотнения деформационных швов весьма ответственных сооружений — плотины Гранд-Диксанс в Швейцарии высотой 280 м, здания Кременчугской ГЭС и т.п. Особенно успешно они работают в подводных и подземных условиях, но в последнее время их все шире применяют и для поверхностных уплотнений деформационных швов в облицовках и железобетонных экранах, в зданиях и кровлях из сборных элементов, причем иногда используют многопрофильные ленты очень сложной конфигурации (рис. 3.12). Очень эффективны комбинированные уплотнения, сочетающие профильные и мастичные герметики (рис. 3.11, б).

Герметизирующие прокладки. Эти прокладки из пороизола, гернита и резиновых жгутов широко применяются в строительстве, поэтому рассмотрим их подробнее в дополнение к общим технико-экономическим характеристикам (см. табл. 3.3 и 3.4).

Пороизол изготавливается из резиновой крошки (70—75 %), нефтяных дистиллятов (20—23 %), вспенивателя (1,5—6 %) и вулканизующих добавок (1,5—2 %). Он выпускается в виде круглых жгутов диаметром 10—45 мм и прямоугольного поперечного сечения 40×20 и 30×40 мм.

Пороизол активно насыщается водой (до 20 %) и через два года вдвое снижает прочность в воде и в десять раз — деформативную способность; поэтому его следует применять только в качестве вспомогательных прокладок и для уплотнения постоянно обжатых горизонтальных швов [95].

Гернит изготавливается из наирита (20—25 %), нефтяного масла ПН-6 (20—25 %) и наполнителя (20—60 %) с добавками вулканизующих реагентов и антистарителя — неозона Д. Он выпускается в виде жгутов диаметром 20—60 мм из вспененной массы, покрытой наиритным вулканизатом без вспенивателя; поэтому он по своим свойствам лучше пороизола: прочность при растяжении — 0,5—0,7 МПа, растяжимость —150 %, водопоглощение — 0,7—6,5 %, но через два года его прочность снижается до 0,05 МПа, а растяжимость до 65 %, в связи с чем его применяют в сочетании с приклеивающими мастиками.

Поробит изготавливается путем пропитки полиуретанового поропласта горячим битумом БНД 40/60 с добавкой пластификатора (2,5 %). По техническим условиям ВНИИполимеркровли МПСМ СССР он выпускается полосами от 10×10 до100×100 мм, но может быть изготовлен на любой стройке посредством пропитки пенополиуретановых полос горячим битумом. Он рекомендуется для герметизации стыков сборных подземных сооружений при давлении воды до 0,1 МПа, а при дополнительной чеканке шва цементным раствором и наклейке поробита на кумароно-наиритных мастиках КН-2 или КН-3 либо наиритном клее 88-Н им можно герметизировать стыки при давлении до 1 МПа и деформации в шве до 1 мм.

Поробит более надежен и долговечен, чем пороизол или гернит, и может применяться для герметизации долговременных сооружений, особенно в сочетании с тиоколовым или полимербитумным герметиками. Стоимость поробита сечением 3×3 см не превышает 30 коп/м.