СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ И АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2001 года по МПК E04B1/62 E04B1/74 

Изобретение относится к области строительства, эксплуатации и ремонта зданий, для которых характерен значительный перепад температур на стене - от -30 до +30^oC, и может быть использовано для восстановления эксплуатационных характеристик зданий, в том числе их теплоизоляционных и антикоррозионных свойств.

Известны способы реконструкции и ремонта промышленных зданий и сооружений [1].

Восстановление и усиление железобетонных конструкций наращиванием, устройством обойм или рубашек заключается в подготовке поверхности старого бетона механическими методами и вручную, нанесении полимерного клея на очищенную поверхность, нанесении цементных и полимерных бетонов и растворов [1, с. 48-61] . Недостатком данного способа является невозможность улучшения теплоизоляционных характеристик стен здания, так как теплопроводность используемых для ремонта материалов равна теплопроводности стен здания, значительные трудовые затраты и значительное увеличение массы здания (на 5-10%).

Наиболее близким по техническому решению является способ антикоррозионной защиты и гидроизоляции железобетонных конструкций композициями на основе битума, кремнийорганических и органических полимеров [1, с. 134-153], заключающийся в подготовке поверхности механическими методами и вручную, приготовлении композиции, нагреве композиции до заданной температуры, нанесении композиции распылением из нестандартных питательных емкостей с помощью пневматической форсунки и устройства подачи по гибким шлангам сжатого воздуха и материала, сушки слоя, нанесении следующего слоя. Недостатками данного способа является невозможность улучшения теплоизоляционных характеристик стен здания, так как теплоизоляционные характеристики используемых для ремонта материалов и стен здания равны, значительные трудовые затраты в связи с необходимостью использования ручного труда и нанесения нескольких слоев композиции, увеличение массы здания на 5-10%.

Задачей изобретения является разработка способа восстановления теплоизоляции и антикоррозионной защиты зданий и сооружений.

Технический результат - восстановление и улучшение теплоизоляционных и антикоррозионных характеристик зданий и сооружений, сокращение сроков ремонта, уменьшение трудозатрат, уменьшение материальных затрат.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе восстановления теплоизоляции и антикоррозионной защиты зданий и сооружений выполняют механическую очистку наружной поверхности зданий и сооружений, особенность заключается в том, что сразу после механической очистки поверхности здания при температуре 18-30^oC и отсутствии источников увлажнения поверхности напылением с последующим вспениванием и отверждением наносят слой пенополиуретана толщиной от 20 до 50 мм при соотношении исходных компонентов для получения пенополиуретана: А (смесь олигоэфиров, удлинителей цепи, воды, катализаторов, стабилизаторов, пигментов или красителей): Б (ди- или полиизоцианаты) [4, с. 234] от 1:1 до 1:2, затем на отвержденный слой пенополиуретана наносят лакокрасочное покрытие.

Способ осуществляют следующим образом: очистку наружной поверхности стен здания производят механическими методами - пескоструйной обработкой поверхности здания или с помощью обдува поверхности здания сжатым воздухом давлением 0,2 - 0,5 МПа для удаления разрушенных участков поверхности стен здания. На очищенную поверхность при отсутствии источников увлажнения поверхности наносят напылением с последующим вспениванием и отверждением слой пенополиуретана [2, с. 10-16] толщиной от 20 до 50 мм при соотношении исходных компонентов для получения А (смесь олигоэфиров, удлинителей цепи, воды, катализаторов, стабилизаторов, пигментов или красителей): Б (ди- или полиизоцианаты) от 1:1 до 1:2 с помощью передвижной малогабаритной установки для напыления пенополиуретанов "Пена", состоящей из обогреваемых емкостей для компонентов, шестеренных насосов и пистолета-распылителя с мешалкой. Расход пенополиуретана определяют в соответствии с размерами здания, толщиной наносимого слоя, кажущейся плотностью вспененного и отвержденного пенополиуретана. Вспенивание и отверждение композиции происходит в течение нескольких секунд [3, с. 246]. На отвержденную поверхность пенополиуретана методом распыления наносится слой лакокрасочного покрытия, устойчивого к действию кислот и щелочей [1, с. 153-170].

Пример 1
Возможные дефекты, вызывающие снижение теплоизоляционных характеристик, нарушение состояния и устойчивости несущих конструкций железобетонного здания, на примере копра шахты могут быть следующими:
- Разрушение раствора замоноличивания стыков панелей с выпадением его из устьев;
- Разрушение защитного лакокрасочного слоя;
- Разрушение защитного слоя бетона.

Для ремонта разрушенного поверхностного слоя железобетонного здания копра, обеспечения прочности соединения защитного теплоизолирующего покрытия из пенополиуретана с поверхностным покрытием панелей проводится очистка поверхности плит с помощью пескоструйной обработки или, как минимум, с помощью сжатого воздуха для удаления поверхностных загрязнений, разрушенных участков лакокрасочного покрытия или защитного слоя бетона.

На очищенную поверхность при отсутствии источников увлажнения поверхности наносят напылением с последующим вспениванием и отверждением слой пенополиуретана марки ППУ-17Н-1 или ППУ-17Н-2 [2] сразу после очистки поверхности в сухую погоду при температуре воздуха не менее 18^oC с помощью установки "Пена".

Исходные компоненты для получения пенополиуретана:
ППУ-17Н-1 - компонент А-А1-17Н-1 и А2-17Н, компонент Б - полиизоцианат марки Б или марки Д.

ППУ-17Н-2 - компонент А-А1-17Н-2 и А2-17Н, компонент Б - полизоцианат марки Б или марки Д.

Соотношение исходных компонентов для получения пенополиуретана А:В равно 1:1,1.

Объем слоя изоляции будет равен произведению площади боковой поверхности здания копра, умноженной на толщину слоя (принимается равной 50 мм).

V = 2 (А+В) HS,
где V - объем изолирующего слоя, А, В, H - соответственно ширина, длина и высота копра, S - толщина слоя ППУ.

А = 24 м, В = 21 м, H = 105 м, S = 0,05 м
Тогда V = 2 (21+24)•105•0.05=472,5 м³.

Площадь, на которую наносится покрытие, составит:
F = 2•(21+24)•105=9450 м².

Масса слоя изоляции и расход сырья для толщины слоя 50 мм составят при коэффициенте расхода сырья Кр=1,5 (см. табл. 1).

Анализ данных табл. 1 показывает, что увеличение массы здания копра при нанесении теплоизоляционного покрытия не превышает 2 % (масса копра 3300 т), расход сырья для получения пенополиуретанового покрытия толщиной 50 мм практически равен расходу для получения покрытия толщиной 1-3 мм из композиций на основе битума, кремнийорганических и органических полимеров [1, с. 134-153].

Производительность нанесения ППУ-покрытия составляет 6 кг/мин (установка Пена-0,4-6), что при 8-часовом рабочем дне составит:
3B=(V• ρ /(n•8•60),
где 3B - затраты времени на выполнение работ; V - объем наносимого слоя ППУ, м³, п - производительность установки, кг/мин; ρ - кажущаяся плотность ППУ, кг/м³.

3B=(472,5 м³ • 70 кг/м³)/(6 кг/мин•8•60)=11,5 суток
Расчет затрат времени произведен при условии использования одной установки, работающей в одну смену.

Приведенные в табл.2 данные показывают, что нанесенный слой пенополиуретана позволяет существенно улучшить теплоизоляционные характеристики здания, так как теплопроводность железобетона равна 1,5 Вт/(м К), что более чем в сорок раз превышает теплопроводность пенополиуретана, получить относительно прочное и водостойкое покрытие, устойчивое к атмосферным воздействиям, теплостойкость которого зависит от марки выбранного пенополиуретана.

Для усиления антикоррозионных характеристик покрытия на отвержденный слой пенополиуретана распылением наносится слой антикоррозионного лакокрасочного покрытия.

Пример 2
Для ремонта кирпичного здания и обеспечения прочности соединения защитного теплоизолирующего покрытия из пенополиуретана с поверхностью стен здания проводится очистка с помощью пескоструйной обработки или, как минимум, с помощью сжатого воздуха для удаления поверхностных загрязнений, разрушенных участков лакокрасочного покрытия или защитного слоя бетона или раствора.

На очищенную поверхность при отсутствии источников увлажнения поверхности наносят напылением с последующим вспениванием и отверждением слой пенополиуретана марки Изолан-6 (ТУ 6-05-221-635-82) сразу после очистки поверхности, в сухую погоду при температуре воздуха не менее 18^oC с помощью установок "Пена"; соотношение компонентов А (А2 Изолан-6): Б (полизоцианат марки Б или марки Д) от 1:1,5. Вспенивание и отверждение композиции происходит практически мгновенно, в течение нескольких секунд [3].

Объем слоя изоляции будет равен произведению площади боковой поверхности здания, умноженной на толщину слоя (принимается равной 30 мм).

V=2(A+B)HS,
где V - объем изолирующего слоя, А, В, Н - соответственно ширина, длина и высота копра, S - толщина слоя ППУ:
А = 24 м, В = 21 м, H = 15 м, S = 0,03 м
Тогда V=2 (21+24)•15•0.03-40,5 м³.

Площадь, на которую наносится покрытие, составит:
F = 2•(21+24)•15 = 1350 м²
Масса слоя изоляции и расход сырья для толщины слоя 30 мм составят при коэффициенте расхода сырья Кр=1,5 (см. табл. 3).

Анализ данных табл. 3 показывает, что при нанесении слоя толщиной 30 мм расход сырья меньше, чем при получении покрытия толщиной 1-3 мм из композиций на основе битума, кремнийорганических и органических полимеров [1, с. 134-153], масса слоя не превышает 2% от массы здания.

Производительность нанесения ППУ-покрытия составляет 6 кг/мин при использовании установки "Пена 0,4-6", что при 8-часовом рабочем дне составит:
3B = (V • ρ )/(п • 8 • 60),
где 3B - затраты времени на выполнение работ;
V - объем наносимого слоя ППУ, м³;
п - производительность установки, кг/мин;
ρ - кажущаяся плотность ППУ, кг/м³.

3B = (40,5 м³ • 60 кг/м³)/ (6 кг/мин•8•60) = 0,844 суток
Расчет затрат времени произведен при условии использования одной установки, работающей в одну смену.

Получаемое покрытие имеет характеристики, содержащиеся в табл. 4.

Приведенные в табл. 4 данные показывают, что нанесенный слой пенополиуретана позволяет существенно улучшить теплоизоляционные характеристики здания, так как теплопроводность железобетона равна 1,5 Вт/(м К), т.е. почти в сорок раз превышает теплопроводность пенополиуретана, получить огнестойкое, относительно прочное и водостойкое покрытие, устойчивое к атмосферным воздействиям.

Для усиления антикоррозионных характеристик покрытия на отвержденный слой пенополиуретана распылением наносится слой антикоррозионного лакокрасочного покрытия.

Отличительной особенностью предлагаемого способа восстановления теплоизоляции и антикоррозионной защиты зданий и сооружений является практически полное восстановление и улучшение теплоизоляционных характеристик стен здания, защита разрушенного наружного слоя стен от внешнего воздействия, малая трудоемкость при выполнении ремонта, незначительное по сравнению с другими методами увеличение массы здания, высокая производительность метода.

Источники информации
1. Рекомендации по обеспечению надежности и долговечности железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений при их реконструкции и восстановлении /Харьковский Промстройпроект. -М.: Стройиздат, 1990.-176 с.

2. Вспененные пластические массы. Каталог. Черкассы. 1988 г. -38 с.

3. Технология пластических масс. /Под ред. В.В. Коршака, изд. 2-е, перераб. и доп.-М.:Химия, 1976. -608 с
4. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи: Учеб для вузов Ч.1./Г.П. Андрианова и др - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Легпромбытиздат, 1990. - 304 с.

Способ относится к области строительства, эксплуатации и ремонта зданий, для которых характерен значительный перепад температур на стене от - 30 до + 30^oС, и может быть использован для восстановления эксплуатационных характеристик зданий, в том числе их теплоизоляционных и антикоррозионных свойств. Технический результат - восстановление и улучшение теплоизоляционных и антикоррозионных характеристик зданий и сооружений, сокращение сроков ремонта, уменьшение трудозатрат, уменьшение материальных затрат. Согласно способу производят очистку наружной поверхности стен зданий и сооружений механическими методами: пескоструйной обработкой поверхности здания или с помощью обдува поверхности здания сжатым воздухом. На очищенную поверхность сразу после механической очистки наносят напылением слой пенополиуретана при соотношении компонентов А:Б от 1:1 до 1:2 с помощью передвижной малогабаритной установки для напыления пенополиуретанов "Пена", вспенивают и отверждают при температуре 18-30^oС при отсутствии источников увлажнения поверхности, причем толщина слоя пенополиуретана составляет 20-50 мм. На отвержденную поверхность пенополиуретана методом распыления наносится слой антикоррозионного лакокрасочного покрытия. 4 табл.

Способ восстановления теплоизоляции и антикоррозионной защиты зданий и сооружений, включающий механическую очистку наружной поверхности стен зданий и сооружений, нанесение слоя материала напылением, нанесение слоя лакокрасочного покрытия, отличающийся тем, что в качестве напыляемого материала используется пенополиуретан с соотношением компонентов А:Б от 1:1 до 1:2, слой пенополиуретана напыляют, вспенивают и отверждают сразу после механической очистки наружной поверхности стен при температуре 18-30^oС при отсутствии источников увлажнения поверхности, причем толщина слоя пенополиуретана составляет 20-50 мм.