CC BY
51
холодного водоснабжения. Это позволяет уменьшить разницу температур воды на входе и выходе баков-аккумуляторов системы солнечных коллекторов, что, соответственно, повышает эффективность подогрева.
Для безопасной эксплуатации данной системы были приняты следующие решения. В случае превышения температуры горячей воды в баках-аккумуляторах более 70 °С происходит автоматическое переключение трехходового клапана, установленного на обратном трубопроводе системы солнечных коллекторов, на пластинчатый теплообменник для сброса тепловых избытков в систему отопления северной стороны здания. Если температура горячей воды в баке-аккумуляторе свыше 80 °С, то происходит автоматическое включение дренажной линии от баков в дренажный приямок. В случае падения температуры горячей воды в существующих баках ниже 55 С происходит автоматическое включение электрических водонагревателей общей мощностью 24 кВт, установленных в существующих баках системы горячего водоснабжения.
К достоинствам запроектированного источника теплоснабжения следует отнести малую эксплуатационную стоимость вырабатываемой теплоты; взаимозаменяемость источников (что обеспечивает бесперебойность теплоснабжения объекта) и минимальное влияние оборудования на окружающую среду. Также стоит отметить, что вода, подогретая солнечной энергией, намного мягче и приятней в использовании, чем приготовленная традиционным методом теплоснабжения.
X
УДК 699.822 И.Н. Молчанова
МОЛЧАНОВА Ирина Николаевна - старший преподаватель кафедры строительства и управления недвижимостью Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: molchanova-in@mail.ru © Молчанова И.Н., 2012
Решение вопросов гидроизоляции сооружений водоснабжения и водоотведения
Предлагается использование в качестве гидроизоляции сооружений водоснабжения и водоотведения материалов проникающего действия системы «Пенетрон», которые способны проникать и уплотнять структуру бетона на значительную глубину.
Ключевые слова: сухие смеси, проникающее действие, уплотнение бетона, герметизация стыков.
Waterproofing for Water Supply and Sewage System. Irina N. Molchanova - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
For water supply and sewage system propose to use «Penetron» materials to hermetically seal concrete structures. These materials are capable to penetrate and consolidate concrete structures at large depths. Key words: dry mixtures, penetration, concrete consolidation, hermetic joints.
Бетонные и железобетонные конструкции широко применяются при строительстве зданий и сооружений водоснабжения, водоотведения и водоочистки, что выдвигает на первый план проблему обеспечения их долговечности. Эти конструкции относятся к долговременным и дорогостоящим сооружениям, которые должны послужить не одному поколению людей.
Одна из главных проблем конструкций - это проникновение влаги и агрессивных сред, что оказывает разрушительное воздействие на бетонную конструкцию. Даже очень качественный бетон содержит множество капилляров, пустот, микротрещин, через которые в него может проникать вода, а с нею и такие агрессивные примеси, как кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты. Бетон гигроскопичен и напоминает губку - отсюда сырость, плесень, микроорганизмы. Это, в свою очередь, затрудняет или делает невозможным дальнейшую
эксплуатацию конструкций. Поэтому решение вопросов гидроизоляции при строительстве и реконструкции таких сооружений «всегда стоит на повестке дня».
У нас широко применялась, а где-то применяется и сегодня система гидроизоляции, которая включает традиционные материалы (наплавляемые, обмазочные и др.), работающие отдельно от материала конструкции (бетона) в силу несовместимости физико-химических свойств. Отсюда срок службы наплавляемых или обмазочных материалов не более 5-7 лет, затем, в процессе эксплуатации, они начинают отслаиваться. Другая причина - высокая технологичность. Традиционные материалы требуют предварительной сушки и подготовки поверхности, сложны в монтаже и нанесении в труднодоступных местах. Традиционные гидроизоляционные технологии имеют низкую ремонтопригодность, что даже при незначительных повреждениях приводит к сбою работы всей системы (для определения характера и места повреждения необходимо вскрывать периметр сооружения и т.д.). А если производить гидроизоляцию изнутри здания, то любое «защитное» покрытие даже при небольшом воздействии воды легко отслаивается от основания, образуются водяные «карманы».
В 1958 г. американскими химиками была разработана формула, положенная в основу системы гидроизоляционных материалов, способных проникать и уплотнять структуру бетона на значительную глубину. Несколько десятилетий назад ученые создали уникальный материал капиллярного (пенетрирующего) действия - «Пенетрон», состав которого обеспечивает защиту бетона от влаги на 100%. Уже первые работы по его применению дали поразительные результаты. Принципиальное отличие системы «Пенетрон» от традиционных методов гидроизоляции в том, что образование гидроизоляционного слоя происходит не на поверхности бетона, а в его массе. Если герметичность обычной пленочной гидроизоляции легко нарушить одним гвоздем, то гидроизоляцию системы «Пенетрон», составляющую с бетоном целостный массив, можно сверлить, бить ковшом экскаватора - защитный слой останется целым. При этом обработка поверхности может проводиться с любой стороны конструкции (в том числе и навстречу течи) и даже на влажном бетоне.
В исходном виде материалы системы «Пенетрон» представляют сухую смесь (по ГОСТ 31357-2007), которую после добавления воды можно наносить кистью на влажную (мокрую!) поверхность бетона. Действие материала «Пенетрон» основано на четырех главных принципах: осмос, броуновское движение, реакции в твердом состоянии и силы поверхностного натяжения жидкостей. При нанесении на влажный бетон жидкого раствора материала «Пенетрон» на поверхности создается высокий химический потенциал, при этом внутренняя структура бетона сохраняет низкий химический потенциал. Осмос стремится выравнять разницу потенциалов; возникает осмотическое давление, благодаря которому активные химические компоненты материала мигрируют в структуру бетона на глубину свыше 60 см, а в ряде случаев - до 90 см. Чем выше влажность бетонной структуры, тем эффективнее происходит процесс проникновения активных химических компонентов вглубь бетона. Этот процесс протекает как при положительном, так и при отрицательном давлении воды. Проникнув вглубь структуры бетона, активные химические компоненты материала, растворяясь в воде, вступают в реакцию с ионными комплексами кальция и алюминия, оксидами и солями металлов, содержащимися в бетоне. В ходе этих реакций формируются более сложные соли, способные взаимодействовать с водой и создавать нерастворимые кристаллогидраты. Сеть этих кристаллов заполняет поры, капилляры и микротрещины шириной до 0,4 мм. При этом кристаллы становятся составной частью бетонной структуры. Таким образом, блокировка существующих капилляров продолжается до тех пор, пока частицы материала «Пенетрон» не «прошьют» бетонный массив насквозь [3].
Скорость формирования кристаллов и глубина проникновения активных химических компонентов зависит от многих факторов, в частности от плотности, пористости бетона, влажности и температуры окружающей среды. При исчезновении воды процесс формирования кристаллов приостанавливается, а при появлении воды (например, при увеличении гидростатического давления) - возобновляется, т.е. бетон после обработки материалами системы «Пенетрон» приобретает способность к «самозалечиванию» [3].
На прошедшем в Екатеринбурге международном форуме промышленности и инноваций «Иннопром 2011» специалисты группы компаний «Пенетрон-Россия» впервые представили процесс самозалечивания трещин в бетоне. Эта уникальная съемка продемонстрировала возможности, которая дает добавка «Пенетрон Адмикс». Использование ее на стадии строительства при заливке бетона позволяет придавать бетонной конструкции уникальное свойство самозалечивания трещин, возникающих, например, при усадке здания. Съемка бетонного образца, имеющего трещину раскрытием 0,4 мм, велась на протяжении шести суток. Запись демонстрирует процесс зарастания трещины кристаллами, возникающими при поступлении воды в бетон, который модифицирован добавкой «Пенетрон Адмикс».
Заполненные нерастворимыми кристаллами поры, капилляры и микротрещины не пропускают воду, поскольку в действие приходят силы поверхностного натяжения жидкостей. Сеть объемных кристаллов, запол-
нившая капилляры, препятствует фильтрации воды даже при наличии высокого гидростатического давления. Применение материалов системы «Пенетрон» позволяет повысить показатель водонепроницаемости бетона на шесть и более ступеней, а также увеличивает показатели прочности и морозостойкости бетона. Кроме того, обеспечивает защиту арматуры от коррозии и воздействия агрессивных сред: подземных вод, карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов и т.д.
Блокируя проникновение воды, кристаллические новообразования не препятствуют проникновению воздуха, позволяя бетону полностью высыхать, и не дают возможности скапливаться парам влаги. Бетон, таким образом, прекрасно «дышит», что очень важно для «здоровья» как самого здания, так и людей. Не менее важным достоинством является и абсолютная экологическая чистота материала. Материалы системы с успехом используются при устройстве гидроизоляции бассейнов, емкостей для питьевой воды и т.д., имея Технологический регламент, разработанный СРО «РСПППГ» на основании исследований, выполненных: ГУП «НИИЖБ» (г. Москва), ВНИИ «Железобетон» (г. Москва), ГУП НИИ мостов ПГУПС (г. Санкт-Петербург), РФЯЦ-ВНИИТФ (г. Снежинск), ОАО ПТО «Прогресс» (г. Екатеринбург), ОАО «Тюменьдор-строй» (г. Тюмень), ООО Уралстройтест» (г. Екатеринбург), МУП «Казметрострой» (г. Казань) [3].
Для удобства проектной работы ОАО «Центральный научно-исследовательский институт промышленных зданий» (ЦНИИ Промзданий, г. Москва) выпустил издание «Материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов» (Шифр М27.16/2008), где собраны проектные решения гидроизоляции основных типичных узлов строительных конструкций. Все проекты издания сертифицированы органом сертификации проектной продукции в строительстве [2. 2009. № 1].
За 50 с лишним лет система «Пенетрон» применялась более чем в 64 странах мира. Двадцатипятилетний российский опыт ее использования на самых ответственных объектах: гидроэлектростанциях и атомных станциях, металлургической, химической, пищевой промышленностях, в подразделениях водоканалов и ЖКХ, системах водоподготовки, нейтрализации, очистки крупных промышленных предприятий и т.д. дает все те же убедительные результаты. Система гидроизоляции «Пенетрон» проста в применении, обходится дешевле, чем традиционные гидроизоляционные материалы, а также значительно снижает затраты хозяйств на последующую эксплуатацию и содержание зданий [2. 2009. № 8-9].
Нарушение одного или нескольких этапов строительного цикла приводит к дефектам монолитного железобетона, результатом которых является образование трещин. Разработчиками системы «Пенетрон» предлагается технология герметизации статических и динамических водонесущих трещин с использованием специализированных инъекционных материалов [2. 2010. № 2-3. С. 8, 9]. Например, для решения задачи поверхностной герметизации статической трещины со стороны воздействия агрессивной среды применяются безусадочные сухие смеси совместно с проникающей капиллярной сухой смесью (например «Пенекрит» и «Пенетрон»). А устранение напорных течей можно решить применением материалов: «Ватерплаг» («Пене-плаг»), «Пенетрон» и «Пенекрит» [2. 2010. № 1. С. 34, 35].
Применение сборных железобетонных конструкций при строительстве сооружений водоснабжения и водоотведения приводит к решению задачи герметизации стыков, а также герметизации деформационных швов. Для герметизации деформационных швов применяется материал «Лепта-12А» - двухкомпонентный эластичный герметик, специально разработанный для работы в деформационных швах. Материал обладает высокой адгезией к бетону, прочностью и способен работать в постоянном контакте с грунтовыми водами, слабоагрессивными средами, выдерживать статические и динамические нагрузки. Применения в деформационных швах компенсаторной ленты «Ластина С» позволяет применять ее с практически любыми деформациями. Данная конструкция деформационного шва, имеющая название «Ластина С», получила широкое применение в строительном комплексе России и ближнего зарубежья. «Ластина С» - гибкая полимерная водонепроницаемая лента, армированная металлической сеткой, которая крепится к кромкам деформационного шва с помощью покрытия «Лепта-12А». Компенсатор герметичен, устойчив к воздействию грунтовых вод и других неблагоприятных факторов: озону, ультрафиолетовому излучению, хлоридам, а также способен выдерживать избыточное давление воды до 0,3 МПа. Возможно изготовление компенсатора, способного выдерживать давление воды до 1 МПа [1].
На сегодняшний день во многих краях, областях и регионах России (таких как Свердловская, Челябинская, Иркутская, Самарская, Московская, Тюменская, Томская области, Ставропольский, Краснодарский края и др.) на строительстве и реконструкции зданий и сооружений применяются гидроизоляционные материалы системы «Пенетрон» [2. 2010. № 1-3].
Система материалов «Пенетрон» получила очередное подтверждение высокого качества и уникальных свойств (17.12.2009 г.) на 22-й Международной выставке «Всероссийская Марка (III тысячелетие). Знак качества XXI века» ей был присвоен Золотой знак качества [2. 2009. № 1. С. 4].
С помощью материалов проникающего действия системы решается одна из самых «больных» проблем бетонных конструкций - проникновение влаги и ее разрушительное воздействие на бетонную конструкцию, затрудняющее или делающее невозможным ее дальнейшую эксплуатацию.
Методов и материалов на сегодняшний день известно много, но применение гидроизоляции проникающего действия используется не очень широко в Приморском крае. На территории нашего края из-за метеоусловий в весенне-осенний период отмечается во многих районах наличие верховодки. Применение гидроизоляции системы «Пенетрон» поможет решить многие проблемы при строительстве и реконструкции объектов водоснабжения и водоотведения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Подземная гидроизоляция монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций и эксплуатируемых кровель с применением материалов системы «Пенетрон». Материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов. Шифр М 27.16/2008 - ОАО ЦНИИПромзданий. М., 2008.
2. Профессиональное издание о гидроизоляционных материалах и технологиях защиты от воды // Сухой закон. 2009. № 1; 8-9; 2010. № 1-3.
3. Технический регламент на проектирование и выполнение работ по гидроизоляции и антикоррозионной защите монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. 2-е изд., перераб. и доп. М.: РСПППГ, 2008. 64 с.
X
УДК 628.16.04/.09: 628.113.1 В.Л. Головин
ГОЛОВИН Виктор Леонтьевич - кандидат технических наук, профессор кафедры инженерных систем зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: vgolovin.vld@gmail.com
© Головин В.Л., 2012
Особенности использования плавучих водоприемников в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения
В работе приведены основные характеристики плавучего водоприемника, обеспечивающего забор воды из рек с повышенной мутностью. Приводится анализ преимуществ нового технического решения, защищенного патентом РФ на изобретение № 2310726. Основным отличием водоприемника от известных конструкций является применение тонкослойного осадительного модуля в виде горизонтально расположенных трубчатых элементов, что позволяет использовать его на реках с малыми глубинами. Ключевые слова: забор воды; плавучий водоприемник; очистка воды; тонкослойное отстаивание.
Features of floating intakes in the systems of drinking and industrial water supply. Victor L. Golovin -School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
The basic characteristics of the floating water intake providing a fence of water from the rivers with raised turbidity are in-process resulted. The analysis of advantages of the new design protected by the patent of the Russian Federation on the invention 2310726 is resulted. THE BASIC difference of a water intake from known designs is application is thin the layer settling module in the form of horizontally had tubular elements that allows to use it on the rivers with small depths.
Key words: water intake, water intake floating, water purification, thin-layer defending.
Плавучие водоприемники в составе водозаборных гидроузлов традиционно применяются для организации временного водоснабжения или на водоисточниках с повышенным содержанием взвешенных веществ (до 20 г/дм3). Также водоприемники, оборудованные специальными устройствами для предварительного осветления воды, обладают неоспоримым преимуществом, что связано с возможностью седиментационного
