Современное строительство, реконструкция и ремонт зданий и сооружений энергопредприятий требуют применения новых строительных материалов с улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами, оснащения строительных организаций современной техникой, внедрения прогрессивных технологий и конструкций, планомерного повышения технического уровня всех видов работ. Многие из перечисленных выше задач решают путем применения иностранных строительных материалов и оборудования. Наряду с этим, в условиях конкуренции с зарубежными фирмами активно работают отечественные научные и проектные организации, предприятия, производящие новые строительные материалы и конструкции. В этой связи заслуживают внимания многофункциональные сухие строительные смеси на цементной основе серии ТФ-2 и двухкомпонентные герметизирующие и антикоррозионные материалы холодного отверждения серии ТФ-1, разработанные в «Новтехстрое» (г.Москва).

Как известно, сухие строительные смеси на цементной основе представляют собой многокомпонентные композиции, состоящие из цемента (или смеси цементов) нормированного минералогического состава, мытых и высушенных фракционированного песка, природного гравия или щебня определенного гранулометрического состава, фибронаполнителя и различных модифицирующих добавок. По своему функциональному назначению сухие цементные смеси классифицируют на:

1. конструкционные – для изготовления ответственных бетонных и железобетонных изделий с гарантированными техническими характеристиками; среди них различают литые, тиксо-тропные и набрыз-бетонные (торкретные) смеси;
2. ремонтные – для выполнения ремонтных работ по старым бетонным, железобетонным, каменным, кирпичным поверхностям с целью восстановления несущей способности конструкций, заделки швов, трещин, сколов и т.п.;
3. гидроизоляционные – для повышения водонепроницаемости конструкций из старого бетона, среди которых различают конструкционно-гидроизоляционные, бронирующие (толстый слой изоляции защищает конструкцию от механических воздействий), обмазочные или мембранные (тонкий слой), проникающие, инъекционные гидроизолирующие;
4. водоостанавливающие («гидропломба») – быстросхватывающиеся составы для оперативной остановки активных течей в швах, стыках бетонных конструкций и кирпичной кладке, пломбирования образовавшихся свищей, заделки инъекционных отверстий и т.п.;
5. антикоррозионные – для поверхностной защиты бетонных, железобетонных, металлических, каменных, кирпичных и т.п. конструкций от воздействия агрессивных газовых и водных сред, от климатических и техногенных воздействий; среди них различают бетонные и полимер-бетонные системы;
6. штукатурные (выравнивающие) – санирующие смеси предназначены для выравнивания и укрепления поверхностей оконных и дверных откосов, стен, потолков и т.п.;
7. наливные полы и стяжки (пескобетоны) – сухие смеси для приготовления легко растекающихся самовыравнивающихся бетонных растворов для устройства полов и стяжек, выравнивания оснований и перекрытий, устройства бетонных поверхностей под укладку линолеума, паркета, различных видов плитки; различают полы, стяжки и упрочнители (завершающее износостойкое, химстойкое, маслостойкое, непылящее покрытие полов); кладочные – экономичные сухие цементные смеси для укладки бетонных блоков, плит, стеклоблоков, блоков из пенобетона и т.п.;
8. клеевые – предназначены для облицовки бетонных, каменных и оштукатуренных поверхностей керамической плиткой, керамогранитом, натуральным камнем, некоторых видов листовых утеплителей, упрочняющих сеток и т.п.; среди них различают высокопрочные, водостойкие, эластичные и т.п. клеи;
9. шпатлевки – фасадные, финишные, для заделки дыр и т.п.;
10. затирочные смеси – цветные затирки для швов между облицовочными плитками.

Материалы серии ТФ-2 представляют собой многофункциональные безусадочные тиксотропные сухие строительные смеси. Они с одинаковым успехом могут применяться в качестве конструкционных, ремонтных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов. Ассортиментный ряд продукции включает марки РС-1, РС-2 (литьевые составы), РС-3, РС-4 (высоко-тиксотропные смеси), РС-1-БТ (быстротвердеющий состав), РС-1-НП (наливные полы), РС-А (тиксотропная смесь с металлической фиброй), НБС (набрызг-бетон сухого способа нанесения), НБМ (набрызг-бетон мокрого нанесения), ЧШ (расширяющийся для чеканки швов). Кроме того, разработаны тампонажные цементные композиции для водоостановки в условиях пресных и солёных вод.

Отличительной от аналогов характеристикой сухих строительных смесей серии ТФ-2 является:

• быстрый набор прочности в начальный период твердения, что особенно ярко проявляется для марки РС-1-БТ (быстротвердеющая);
• безусадочность, а в случае марки ЧШ небольшое контролируемое расширение;
• высокая тиксотропность, достигаемая комбинацией минеральных наполнителей определенного гранулометрического состава и волоконных полимерных или металлических наполнителей (фибра);
• высокие показатели водонепроницаемости (не менее W16) и морозостойкости (не менее F 400);
• высокая марка раствора по прочности на сжатие (М 500 и более);
• высокая прочность сцепления с бетоном и гладкой арматурой (не менее 2 МПа);
• высокая стойкость к агрессивным средам (сульфатостойкость 90%, стойкость к растворам солей и т.п.).

Сухие цементные смеси различаются между собой крупностью и составом заполнителей. Бетонные растворы, приготовленные из смесей РС-1, РС-2 и РС-1-НП, представляют собой высокоподвижные материалы, предназначенные для бетонирования горизонтальных поверхностей.

Бетонные растворы, приготовленные из смесей РС-3, РС-4, РС-А и ЧШ, представляют собой тиксотропные материалы для бетонирования вертикальных поверхностей и не оплывают при нанесении слоями до 5-6 см. Состав РС-4, благодаря применению мелкого заполнителя, используют для выравнивания поверхностей с повышенными требованиями к ровности и гладкости. Расширяющаяся при схватывании бетонная смесь на основе ЧШ предназначена для заделки швов и стыков между бетонными изделиями. Бетоны на основе материалов серии ТФ-2 характеризуются отсутствием усадки, интенсивным набором прочности в ранние сроки твердения, высокой прочностью в марочном возрасте. Ниже перечислены интервалы основных технологических и эксплуатационных свойств материалов, рекомендации по их применению и проведению строительных работ.

Технологические характеристики:

• сухие строительные смеси марок РС-1, РС-3, РС-1-НП, РС-1-БТ, ЧШ содержат заполнитель с максимальным диаметром 3 мм, РС-2 до 10 мм, финишная марка РС-4 и марка РС-1-НП содержат заполнитель с размером 0,63 мм;
• удобоукладываемость бетонных растворов по расплыву конуса составляет от 150 до 290 мм, для марки РС-1-НП эта величина несколько выше и регулируется в зависимости от потребностей заказчика;
• сроки схватывания от 27 до 45 минут, для марки НБС не более 7 минут;
• наносят бетонные смеси на основе сухих цементных композиций на подготовленные поверхности известными традиционными методами.

Эксплуатационные характеристики:

• марка раствора по прочности на сжатие не ниже М500, за исключением РС-4 (М300);
• прочность на сжатие через 1 сутки не менее 17 МПа, для РС-4 и НБС — 10 МПа;
• прочность на сжатие через 28 суток не менее 50 МПа, для РС-4 — 30 МПа, НБМ – 45 МПа;
• прочность на растяжение при изгибе через 1 сутки не менее 3 МПа, через 28 суток — 5 МПа;
• прочность сцепления с бетоном не менее 2 МПа;
• прочность сцепления с гладкой арматурой не менее 2 МПа;
• марка по морозостойкости не ниже F400, для РС-4 — F300;
• марка по водонепроницаемости для всех смесей без исключения не менее W16.

Области применения материалов серии ТФ-2, благодаря их многофункциональности, разнообразны. Их используют в транспортном, промышленном и гражданском строительстве для строительства, ремонта, восстановления несущей способности конструкций, гидроизоляции и антикоррозионной защиты старого бетона конструкций промышленных и жилых зданий, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, элементов мостов, тоннелей (в том числе тоннелей метро), гидротехнических и энергетических сооружений, железобетонных водоводов, градирен, станций аэрации и очистных сооружений, могильников био- и радиоактивных отходов, для подводного бетонирования.

Бетоны на основе смесей серии ТФ-2 обладают такими свойствами, что, благодаря присутствию полимерных модифицирующих добавок и повышенной плотности, одновременно с усилением и гидроизоляцией осуществляется защита конструкций от вредных химических воздействий.

Рекомендации по применению:

• РС-1 и РС-2 рекомендуются как конструкционные материалы при строительстве, а также для ремонта, усиления, антикоррозионной защиты и обмазочной гидроизоляции горизонтальных железобетонных конструкций и элементов, заливки пустот, заполнения опалубок, устройства монолитных бордюров тротуаров, цветников, клумб и т.п.;
• РС-3 и РС-А с повышенной тиксотропностью рекомендуются для строительства, ремонта, усиления, антикоррозионной защиты и бронирующей гидроизоляции вертикальных несущих конструкций, ремонта сколов, восполнения утрат бетонных лестничных маршей, устройства высокопрочных и водонепроницаемых штукатурок и т.п.;
• Сухая ремонтная смесь РС-4 аналогична по свойствам РС-3, но имеет небольшой размер заполнителей и, благодаря этому, рекомендуется для тех же видов работ, что и РС-3, но с более гладкой фактурой поверхности, например, для лицевой обработки бетонных конструкций, антикоррозионной защиты вертикальных поверхностей, мембранной гидроизоляции и т. п.;
• РС-1-НП с большей текучестью по сравнению с РС-1 рекомендуется в первую очередь для устройства и ремонта бетонных полов, механической, антикоррозионной и гидроизоляционной защиты горизонтальных поверхностей;
• РС-1-БТ характеризуется малым временем схватывания и рекомендуется для срочного строительства и ремонта бетонных сооружений, устройства бетонных стяжек и полов с возможным введением в эксплуатацию через 3 часа;
• ЧШ, благодаря способности к расширению при твердении и высоким прочностным характеристикам, рекомендуется для тампонажа протечек при условии низкого и среднего водоотделения, заделки стыков, свищей, омоноличивания стыков между фундаментными блоками, железобетонными плитами, стеновыми панелями, плитами перекрытий и т.п.;
• НБС и НБМ с высокими конструкционными, гидроизоляционными и антикор-розионными свойствами рекомендуются для создания временной или постоянной крепи горных выработок и тоннелей, усиления существующих железобетонных конструкций, создания декоративной и защитной отделки элементов зданий и сооружений, укрепления откосов оснований мостов, путепроводов и других сооружений. Срок службы материала 75-100 лет.

Рекомендации по проведению работ:

• растворные и бетонные смеси должны применяться при температуре от +5 до +35⁰С;
• для приготовления растворных и бетонных смесей должны использоваться бетоносмесители с гравитационным или принудительным перемешиванием; допускается перемешивание с помощью низкооборотной дрели со спиральной насадкой; количество воды для затворения растворных и бетонных смесей должно соответствовать количеству, указанному на упаковке; обычно на 25 кг мешок смеси требуется от 3,25 до 3,75 л водопроводной воды; расход материала на 1 м² при толщине слоя 1 см составляет 18-19 кг;
• объем замеса не должен превышать количество растворной или бетонной смеси, которую можно использовать в течение времени сохраняемости удобоукладываемости; при работе с бетонными смесями, содержащими гравий (марка РС-2) и металлическую фибру (марка РС-А), для замеса необходимо использовать материал всего мешка одновременно;
• рекомендуемое время перемешивания при приготовлении растворных и бетонных смесей составляет 3−5 мин;
• поверхности перед нанесением растворной и бетонной смеси должны быть очищены от поврежденного бетона, пыли и грязи, жировых и масляных пленок, иметь насечку (шероховатость) и предварительно пропитаны водой до насыщения;
• растворные и бетонные смеси наносят вручную или механизированными способами;
• уход за свежеуложенными растворными и бетонными смесями осуществляют с помощью пленкообразующих составов или другими способами, исключающими испарение воды в течение не менее трех суток, а для быстросхватывающихся марок смесей – не менее 24 ч.

Многофункциональные двухкомпонентные герметизирующие и антикоррозионные мастичные материалы холодного отверждения серии ТФ-1 изготавливают на основе смеси полярных каучуков, минеральных наполнителей, пигментов, модифицирующих добавок и отвердителя. После смешения компонента А (герметик) с компонентом Б (отвердитель) композиция превращается в резиноподобный материал с ценным для строительной индустрии комплексом эксплуатационных свойств.

В первую очередь, материалы ТФ-1 применяют в качестве эластичной и морозостойкой антифильтрационной и антикоррозионной гидроизоляции. Как известно, антифильтрационную гидроизоляцию устраивают для предотвращения проникновения воды в заглубленные, подземные и подводные сооружения, через подпорные гидротехнические сооружения и предотвращения утечек эксплуатационно-технических и сбросных вод. Антикоррозионную гидроизоляцию устраивают для защиты материала сооружения от химически агрессивных вод (минерализованные поверхностные, грунтовые, морские, технологические водные растворы, канализационные и промышленные стоки) и вредного воздействия осадков в сочетании с реакционноспособными газами. Благодаря низким коэффициентам газо- и паропроницаемости, мастики на основе полярных каучуков прекрасно работают в качестве воздухоизоляции и пароизоляции поверхностей железобетонных конструкций, например, цокольных этажей, чердачных перекрытий и кровель.

Важной функцией герметиков серии ТФ-1 является их антикоррозионная активность по отношению к бетонным и металлическим поверхностям конструкций, работающим в различных агрессивных средах. Эффективность защиты металлоконструкций от коррозии повышается при введения наполнителей и пигментов с антикоррозионными свойствами.

Имея низкий коэффициент теплопроводности, каучуковые отверждающиеся мастики одновременно с вышеуказанными функциями работают как теплоизоляция или элемент теплоизоляционных слоевых конструкций. Высокая адгезия к большинству строительных материалов позволяет использовать каучуковые мастики ТФ-1 в качестве клеевых материалов.

Например, для наклейки тепло-изоляционных плит из экструзионного пенополистирола или пенополиэтилена на строительные конструкции, деревянных деталей, обычной и декоративной напольной и облицовочной настенной плитки к бетону и стали, склеивания бетонных и металлических деталей и т.п.

Резиноподобные слои из герметика ТФ-1 работают в качестве релаксатора напряжений в комбинированных бетон-бетон, бетон-металл, бетон-пластмасса и т.п. конструкциях. Особое значение это может иметь в напряженных узлах, испытывающих знакопеременные нагрузки. В этих же конструкциях слой из ТФ-1 выполняет вибродемпферирующие функции.

Мастики серии ТФ-1 (марки ВА — с повышенной адгезией, ВП – с повышенной прочностью, ВТ – с повышенной текучестью, ВБ – с повышенной бензо-маслостойкостью, ХС – с высокой химической стойкостью в растворах кислот, щелочей и солей, АК – с улучшенными антикоррозионными свойствами по отношению к металлу) имеют ряд преимуществ перед другими герметизирующими и антикоррозионными материалами. Для них характерны: высокая и длительная химическая, гидролитическая, бензо-масло- и УФ-стойкость; устойчивость к большинству органических растворителей и окрашиваемость красками; долговечность (определяется условиями эксплуатации, но не менее 25 лет), обеспеченная стойкостью всех компонентов материала; широкий температурный интервал работоспособности: от –60 до +140⁰С; отверждение без усадки и выделения летучих; высокая адгезия к бетону, металлам, дереву, штукатурке, алебастру, эпоксидным и полиуретановым герметикам, шиферу, оцинкованной жести, кирпичу, камню и мрамору; способность надежно и длительно работать в водной и углеводородной средах, в условиях вибрации и знакопеременных нагрузок; условная прочность при растяжении от 2 до 2,5 МПа; относительное удлинение при разрыве от 250 до 500%. Работа с материалами может осуществляться в интервале температур от -15 до +45⁰С. Наносят герметики и антикоры ручным и механизированным способами. Мастики серии ТФ-1 применяют для гидро-, паро- и воздухоизоляции подземных частей зданий и сооружений, герметизации межпанельных стыков, термокомпенсационных и деформационных швов, различных полостей и щелей в бетонных и железобетонных конструкциях, железобетонных покрытиях автодорог и аэродромов, герметизации вводов коммуникаций, элементов жесткой кровли, водосливных воронок, оконных блоков, стеклопакетов и отливов, расшивочных швов отмосток, плавательных бассейнов и подземных гаражей, конструкций различных гидросооружений, бетонных и металлических емкостей для хранения водных растворов кислот, щелочей, солей и нефтепродуктов, примыканий бетонных и металлических конструкций, устройства мастичных кровель со сложной конфигурацией и т.п. Благодаря стойкости к вибрации и знакопеременным нагрузкам, герметики серии ТФ-1 рекомендуется использовать при устройстве проезжей части мостов и эстакад, различных конструкций тоннелей и метро, зданий аэропортов и вокзалов, гаражей и парковок.

Антикоррозионные покрытия на основе материалов ТФ-1-АК и ТФ-1-ХС различного цвета применяют для защиты бетонных, металлических и иных поверхностей от воздействия сред техногенного и природного происхождения: кислотных дождей, компонентов выхлопных газов, солевых растворов, слабощелочных и слабокислотных водных растворов, жидкого топлива и масел, солнечного облучения и озона.

Это могут быть конструкции мостов и эстакад, метро и подземных переходов, прибрежные постройки, конструкции и сооружения энерговырабатывающих, соледобывающих и перерабатывающих производств, городские коллектора, оконные и дверные проемы, заполненные малостойкими пенополиуретановыми герметиками, и т.п.

Свойства шести марок герметиков на основе полярных каучуков приведены в таблице. Вязкая тиксотропная мастика ТФ-1-ВА с повышенной адгезией к строительным материалам рекомендуется для герметизации деформационных швов, раковин, стен, полов, заливки в широкие опалубки (от 20 мм), наклейки керамической плитки, утеплителей и других материалов. Мастика ТФ-1-ВТ имеет меньшую вязкость и предназначена для герметизации узких трещин и деформационных швов, заливки в опалубки сложной конфигурации и закачки в потолочные опалубки. Кроме того, ее используют для пропитки тканых и нетканых материалов. Материал ТФ-1-ВП имеет повышенные прочности при разрыве и сдвиге, больший по сравнению с перечисленными выше герметиками модуль упругости. Рекомендуется для герметизации узлов, подверженных механическим нагрузкам (деформационные швы проезжей части и т.п.), изготовления листов, нестандартных профилей, форм для литья керамических и бетонных изделий. Герметик ТФ-1-ВБ применяют для герметизации крышек масляных редукторов, емкостей и труб с нефтепродуктами. Для устройства химстойких полов и футеровки химического оборудования рекомендуется материал ТФ-1-ХС. Мастика ТФ-1-АК содержит антикоррозионные добавки и рекомендуется для антикоррозионной защиты металлических конструкций методом напыления. По технологическим характеристикам материалы ТФ-1 относятся к обмазочным (штукатурным) и напыляемым холодным мастикам. Наносят их на поверхности с помощью шпателя, жесткой кисти, полиуретанового валика, ракли, нагнетают в полости по шлангу под давлением сжатого воздуха, напыляют с помощью аппаратов безвоздушного распыления, например, аппарата «Президент 10:1» фирмы «Грако» или аналогичных аппаратов фирм «Вагнер», «Вива» и т.п. Установки должны удовлетворять следующим требованиям: производительность компрессора не ниже 1,5 м3/мин, давление распыления от 3 до 6 атм (обычно 3,5-4 атм), максимальное давление подачи материала 70 атм (обычно хватает 3,5-4 атм), число гидропередачи 10:1 (1 атм на входе и 10 атм на выходе материала), пистолет безвоздушного распыления с пневматическим распылением, сопло диаметром от 2 до 4 мм (обычно 2,8 мм).

В зависимости от соотношения герметизирующей мастики и отвердителя, температуры и влажности окружающей среды материалы имеют следующие характеристики: время удобоукладываемости 1-4 часа, время отлипа 2-12 часов, время отверждения 1-3 суток (время реакции при низкой температуре увеличивается, при повышенной влажности снижается).

Материалы серии ТФ-1 имеют низкую адгезию к полированным металлическим и кера-мическим поверхностям, полиэтилену, полипропилену, резине на основе неполярных каучуков, битумным рулонным материалам. Повысить адгезию к гладкой поверхности металлов, керамики, полимеров и резины можно путем придания ей шероховатости любым доступным механическим методом. Глубина раковин или бороздок должна составлять около 100 мкм. Герметичного сопряжения с материалами на основе битума можно добиться, используя «мостики адгезии» (присыпка из крупного песка, промежуточный слой внахлест из тонкого листа железа или алюминиевой фольги).

Материалы ТФ-1 ремонтопригодны благодаря хорошей когезии старого слоя герметика к новому. Применение армирующей полимерной или стеклянной сетки позволяет добиться повышенной прочности гидроизолирующих и защитных покрытий.

Материал ТФ-1-ВП применяют для изготовления герметизирующих и уплотняющих изделий: жгутов прямоугольной формы сечения, нестандартных шпонок, листов толщиной от 4 до 40 мм. Шнуры используют для заделки (чеканки) швов с предварительной их промазкой клеем ТФ-1-ВА. Листы – для аппликации с помощью того же клея торцевых поверхностей сегментов центральной опорной герметичной перегородки в тоннелях, канализационных труб в местах их примыкания к накопительно-аварийным емкостям и т.п.

Новые конструктивные решения становятся возможными и при совместном использовании каучуковых мастик холодного отверждения и сухих строительных смесей, например, быстротвердеющих и безусадочных смесей серии ТФ-2 производства «Новтехстрой». Материалы ТФ-1 и ТФ-2 имеют высокую взаимную адгезию и рекомендуются для совместного использования в виде слоевых конструкций, в которых материал ТФ-1 играет роль гидроизолирующего, паронепроницаемого, антикоррозионного или вибродемпферирую-щего слоя, а ТФ-2 роль стяжки, толстого бетонного покрытия или подпорной стенки.

При использовании герметиков и сухих строительных смесей в трехслойных конструкциях типа «старый бетон + слой материала ТФ-1 + новый бетон» необходимо учитывать два требования:

1. нанесение бетонного раствора не должно нарушать целостность слоя свежеуложенной мастики, что достигается предварительным отверждением слоя ТФ-1 до получения резиноподобного материала способного держать вес бетонного раствора или удар при набрызге раствора;
2. для достижения высокой адгезии нового бетона к герметику, сравнимой по величине с адгезией герметика к старому бетону, бетонной раствор наносят на слой ТФ-1 через 3-12 часов после замешивания компонентов А и Б или позже в любое время, но не более, чем через 15 суток (при большей разнице между временами нанесения слоев ТФ-1 и ТФ-2 наблюдается снижение величины взаимной адгезии).

В случае трехслойной конструкции типа «старый бетон + новый ремонтный или выравнивающий бетон на основе материала ТФ-2 + герметизирующий или защитный слой ТФ-1» мастику наносят на свежеуложенный и затвердевший бетон только после удаления с его поверхности цементного молочка.

Эффективность применения материалов, выпускаемых «Новтехстрой», подтверждена при выполнении работ на многих объектах (градирни ТЭЦ в г.Казани, металлоконструкции ОАО «Сильвинит» г.Соликамск, Лефортовский тоннель в г.Москве, галереи шлюзов Рыбинского гидроузла, станции метро в г.Казани, Филевская канализационная насосная станция, канализационные системы в Москва-Сити, подземные гаражи, подвальные помещения, подземные вводы коммуникаций, конструкции мостов и эстакад, рыбопитомники и т.д.), что позволяет рекомендовать их к использованию для быстрого и качественного строительства и ремонта сооружений, эксплуатирующихся в сложных и агрессивных условиях энергопредприятий.

Литература