§ 5.1. Гидроизоляция наземных строительных конструкций (ч. 5)

Ярким примером сооружений, подвергающихся разнообразному воздействию физической и химической агрессии на строительные конструкции, являются башенные градирни (рис. 5.6), которых строится все больше и больше. Так, атомная электростанция имеет 8—12 высотных градирен с башнями диаметром 70—100 м и высотой 100—120 м. В особенно тяжелых условиях находится вытяжная башня: эта тонкая железобетонная оболочка толщиной 150—200 мм снаружи подвергается атмосферным воздействиям, например низких температур до –55° С, а изнутри — влиянию подогретого и увлажненного воздуха с температурой до +40° С, выщелачивающему воздействию стекающего конденсата, причем опорная колоннада и нижний пояс башни, еще и обмерзают. Химически агрессивны также присадки к воде, вводимые для предотвращения накипеобразования в котлах.

Гидроизоляция башенной градирни
Рис. 5.6. Гидроизоляция башенной градирни по рекомендации ВНИИГа
1 — вытяжная башня; 2 — водораспределительные лотки; 3 — оросительное устройство; 4 — воздухораспределительное устройство; 5 — фундамент башни; 6 — водосборный бассейн; 7 — опорная колоннада; 8 — центральный водоподводящий стояк; 9 — поверхностная гидроизоляция из КПЦР или эпоксидная окраска; 10 — штукатурная гидроизоляция

Значительные повреждения железобетонных конструкций произошли на нескольких электростанциях, причем было установлено, что окраска разжиженным битумом разрушается уже через три-четыре года; отмечено также разрушение цементного торкрета [56].

Во ВНИИГе осуществлены большие работы по совершенствованию гидроизоляции градирен. Сначала была улучшена гидроизоляция водосборного бассейна, для чего была применена холодная асфальтовая гидроизоляция.

Такому решению предшествовали испытания эмульсионных мастик разных составов не только в лабораторных условиях, но и специальных образцов на Сланцевской ТЭЦ в течение четырех лет, на Калужской ТЭЦ-20 Мосэнерго (шесть лет). Затем холодная асфальтовая гидроизоляция была успешно использована для защиты водосборных бассейнов градирен на Томской ТЭЦ-2 и Симферопольской ГРЭС (1958 г.), Барнаульской и Нижнетагильской ТЭЦ (1959 г.), на Омской и Ярославской ТЭЦ-3 (1961 г.). Этот опыт показал высокую водонепроницаемость покрытий из эмульсионных мастик, но недостаточную их прочность на вертикальных поверхностях, особенно на оголовке бассейна, где происходит намерзание льда и ощущается механическое воздействие при очистке; в связи с этим на градирне Томской ТЭЦ-2 потребовался ремонт оголовка с устройством защитного ограждения.

Однако попытка применения эмульсионных мастик для защиты башен градирен оказалась неудачной — покрытие слишком размягчается в горячей воде и повреждается стекающим конденсатом; например, на Омской ТЭЦ-4 холодная асфальтовая гидроизоляция на опытном участке была разрушена уже через два месяца испытаний из-за того, что в оборотной охлаждаемой воде содержались нефтепродукты (до 50 мг/л). Несмотря на то, что холодная асфальтовая гидроизоляция на башне из сборного железобетона градирни завода «Светлана» (Ленинград) успешно эксплуатируется уже 20 лет, с 1961 г. этот способ защиты градирен не рекомендуется.

Оказались также недостаточно надежными из-за пониженной трещино- и водоустойчивости покрытия из битумно-латексно-кукерсольных окрасок и краски «альтинами», материалов на основе сланцевых фенолов; на Северной ТЭЦ Ленинграда, Дарницкой ТЭЦ (Киев) и Рижской ТЭЦ такие покрытия разрушались. Не всегда успешно работает и цементный торкрет, ибо его качество зависит от квалификации сопловщиков.

Исходя из изложенного, для защиты башенных градирен рекомендуются два способа: окрасочная гидроизоляция модифицированными эпоксидными эмалями и штукатурная гидроизоляция из КПЦР.

Эпоксидно-сланцевые покрытия из эмали ЭСФЖС [61] успешно выдержали испытания на градирне Сланцевской ТЭЦ в течение 8 лет постоянного наблюдения, на Челябинской ТЭЦ-2 (12 лет) и на вентиляторных градирнях в Киришах (15 лет); они могут быть рекомендованы как наиболее надежные и долговечные, причем качество их может быть улучшено, если использовать более эластичные покрытия из эпоксидно-каучуковых эмалей ЭКК-50 или ЭКК-100 (см. табл. 1.10 и 4.6).

Цементное штукатурное покрытие из КПЦР также успешно выдержало испытания на градирне Северной ТЭЦ (Ленинград) в течение шести лет. Оно гораздо дешевле и технологичнее эпоксидного покрытия, а большой опыт использования торкрета подтверждает его надежность и долговечность; кроме того, оно выполняется из заранее приготовленного и тщательно дозированного раствора, благодаря чему качество покрытий получается значительно выше. Все же недостаточная трещиноустойчивость покрытий из КПЦР требует, чтобы они сочетались с уплотнением рабочих швов бетонирования прокладки оцинкованных стальных листов шириной 50—100 мм.

Эпоксидная окраска и штукатурка КПЦР наиболее приемлемы для защиты открытых железобетонных конструкций, ибо они отличаются наибольшей механической прочностью и морозоустойчивостью.

Примером использования открытых гидроизоляционных покрытий являются сбросные железобетонные лотки Братского ЛПК. Эти лотки сечением 2×2 м и общей протяженностью до 8 км (рис. 5.7) транспортируют подогретую до +30° С воду с различными отходами лесопереработки, причем на открытых участках они подвергаются воздействию низкой температуры (до –53° С); поэтому они были выполнены из бетона марок B-12 и Мрз-150 и, по рекомендации Сибирского филиала ВНИИГа, были защищены асфальтовым раствором на дне и эпоксидным покрытием на стенах (рис. 5.7, а и б).

Гидроизоляция сбросных лотков Братского ЛПК
Рис. 5.7. Гидроизоляция сбросных лотков Братского ЛПК (1970 г.)
а — поперечное сечение лотка на закрытом участке; б — то же, на открытом; в — уплотнение стыка по проекту ВНИИГа; г — уплотнение стыка лотков без вставок монолитного бетона (проект ВНИИГа)
1 — сборные железобетонные элементы; 2 — омоноличивание бетоном марок 300 и Мрз-150; 3 — окрасочная эпоксидная гидроизоляция из мастики ЭДБ-20; 4 — литой асфальт (30 мм); 5 — армирующая стеклосетка; 6 — резиновая полоса шириной 110 мм; 7 — компенсатор из нержавеющей стали шириной 150 мм; 8 — шпонка с заполнением горячим полимербитумным герметиком (битэп или эластобит)

Сборные железобетонные элементы соединялись монолитными участками с деформационными швами, уплотненными листами-компенсаторами из нержавеющей стали. Однако уже через три года эпоксидное покрытие в зоне колебаний горизонта воды в лотках растрескалось, что было вызвано применением дибутилфталатного пластификатора. В результате началось массовое разрушение бетона из-за его размораживания, особенно на участках омоноличивания, что потребовало серьезного ремонта лотков первой очереди. На закрытых участках никаких разрушений не произошло, поэтому часть лотков была закрыта, а часть восстановлена, но с более тщательным уплотнением швов (рис. 5.7, в и д) и окраской эпоксидно-каучуковой эмалью ЭКК-25. С тех пор свыше 15 лет лотки эксплуатируются без ремонта в условиях весьма сложных переменных температурных перепадов от +40 до –50° С и абразивного воздействия потока.