Строительная влага. Устранения влажности

Строительная  влага — это влага, попадающая в конструкции в ходе строительства зданий и сооружений вследствие применения влагоемких и гигроскопичных материалов, обильного увлажнения конструкций при транспортировке и хранении, при мокрых процессах производства работ (кирпичная кладка, мокрая штукатурка) и т. п. В 1 м³ новой кирпичной кладки содержится до 200 л воды, что составляет более 10 % массы кладки. Строительная влага удаляется из конструкций в процессе естественной сушки в течение первых двух лет эксплуатации сооружений; она может удаляться также искусственной сушкой и усиленной вентиляцией, например горелками с инфракрасным излучением.

Атмосферная влага в конструкциях накапливается вследствие смачивания их дождевой водой в случае неорганизованного водоотвода с крыши, малого выноса карниза, а также повреждения водосточных труб и желобов, покрытий карнизов, парапетов, балконов или в результате гигроскопического увлажнения атмосферным воздухом. Смачивание конструкций атмосферными осадками носит временный или периодический характер, и их можно защитить от него специальными покрытиями, например составами ГКЖ [№16]. Более устойчиво равновесное увлажнение, но оно не изменяет влажности конструкций (не более 2—3%) и зависит от климата: в сухом климате оно ниже.

Источником технологической влаги являются происходящие в здании процессы, в том числе сгорание природного газа на кухнях: 1 м³ газа дает 1,6 л воды. При низкой температуре внутренней поверхности стены на ней или внутри конструкции из паровоздушной смеси выпадает влага — конденсат. Насыщение конструкций конденсатом зависит от их плотности, в частности наружного и внутреннего штукатурных слоев, и от способности материала поглощать (сорбировать) влагу из воздуха

Проникновение грунтовой влаги в конструкции объясняется притоком ее из грунта под действием капиллярных и осмотических сил, когда повреждена гидроизоляция. Наиболее распространенным и серьезным последствием увлажнения стен и покрытий является их промерзание: теплопроводность влажного материала, а тем более с прослойками воды, во много раз выше, чем сухого; еще больше теплопроводность материала, в котором вода превратилась в лед. Усиление стен и покрытий нужно начинать с устранения источника увлажнения и осушения конструкций.

Признаки и  последствия увлажнения конструкций.

Высокая влажность конструкций  определяется по внешним признакам (по их цвету, запаху, на ощупь) или путем  исследования проб. Об избыточности влаги  в конструкциях свидетельствуют  мокрые темно-серые или выцветшие  пятна на стенах, растрескивание и  выпучивание штукатурки и др.

Увлажнение конструкций  при наличии трещин в защитном слое способствует коррозии закладных  деталей и связей, арматуры, снижая надежность и долговечность зданий. Увлажнение конструкций может иметь  и другие последствия. Так, содержание в грунтовых водах, увлажняющих  конструкции, азотно-калиевых солей  приводит обычно к образованию на их поверхности «стенной» селитры, впитывающей влагу из воздуха  и тем самым дополнительно  увлажняющей конструкции. Нежелательными результатами увлажнения являются коррозия бетонных и железобетонных конструкций  и гниение деревянных. Фильтрация мягких вод через конструкции  вызывает выщелачивание извести, а  фильтрация засоленных вод — кристаллизационное разрушение бетона, названное физико-химической коррозией.

Распространенным и отрицательным  последствием увлажнения стен и покрытий является их промерзание.

Наиболее сложна защита конструкций  от грунтовой влаги. Эффективность  осушения кирпичных стен во многом зависит от точности обнаружения  места повреждения скрытой от визуального осмотра гидроизоляции  и определения требуемого объема ремонтных работ. Методы защиты стен от увлажнения можно объединить в  четыре группы .

Первая группа — создание препятствий на пути влаги к конструкциям:

водонепроницаемая преграда в грунте на пути воды к конструкции, выполняемая набивкой глины, нагнетанием  битума, петролатума, посредством электросиликатизации и т. п.; дренаж вокруг здания или со стороны притока воды; водонепроницаемый экран (гидроизоляция) на поверхности конструкции из битума, химических пленок, рулонных материалов на битуме и т. п.

Вторая группа — восстановление или устройство новой гидроизоляции путем пробивки в цокольной части паза с закладкой в него слоя гидроизоляции, путем плавления кладки током и перемещения нагретого до 1900 °С электрода в стене.

Третья группа — электроосмотическая защита: пассивная и активная, в том числе гальваноосмос.

Четвертая группа — устройство водонепроницаемой преграды путем тампонажа.

ТАМПОНА́Ж - заполнение цементом, глиной или битумом пустот и трещин в горных породах, а также нефтяных скважин для изоляции от водоносных и газоносных пластов.

 

Электроосмотическое осушение стен.

Данный метод основан  на движении жидкости через поры, капилляры  и другие пустоты при наложении  электрического поля.

Если нейтрализовать разность потенциалов в мокрой стене коротким замыканием, то электроосмотическое  воздействие на конструкции прекратится  и влага перестанет перемещаться; если изменить естественную полярность между стеной и фундаментом, подав  в верхнюю часть стены ток, то влага пойдет в обратном направлении, будет отжиматься вниз, в результате чего конструкция начнет осушаться. Электрический ток здесь выполняет  роль своеобразного всасывающе-нагнетающего насоса: анод как бы нагнетает воду, а катод всасывает ее.

Электроосмотическое осушение может быть пассивным и активным. Пассивное осуществляется посредством короткого замыкания проводом двух участков влажной стены, активное — с помощью наложенного тока или гальванических элементов. Установлены следующие закономерности электроосмотического перемещения влаги в конструкциях:

1. количество перенесенной жидкости прямо пропорционально силе тока;
2. удельное количество перенесенной жидкости или ее объем на единицу силы тока не зависят от площади сечения и длины капилляров, оно возрастает с увеличением сопротивления жидкости (уменьшением концентрации раствора);
3. высота поднятия жидкости, определяемая максимальным электроосмотическим давлением, при данном радиусе капилляров пропорциональна силе тока.

Строительные конструкции  представляют собой жесткие капиллярно-пористые системы. Движение воды в них при  электроосмосе носит ламинарный характер и является следствием одновременного действия электрических и гидродинамических  сил.

Наиболее важными характеристиками стены, создающими возможность электроосмотического осушения, служат ее параметры по вертикали, с которыми связаны подъем и опускание  жидкости и которые поддаются  определению.

Поскольку два любых металла  с разными нормальными электродными потенциалами дают некоторую их разность, гальванические элементы для электроосмотического осушения могут быть построены из самых различных электродов; при  этом стоимость их должна быть наименьшей, а срок службы — максимальный при  сведении к минимуму поляризации. Наиболее выгодны по максимальной и стабильной в течение года величине силы тока магниевые, магниево-литиевые, медно- и  угольно-цинковые гальванические элементы.

При гальваноосмосе электроды  размещают с внутренней стороны, причем более активный из них —  протектор — в наиболее влажной  среде (в грунте под зданием или  ниже зоны промерзания).

Проектирование многопарных  гальванических установок для осушения стен сводится к определению расстояния между их парами и, следовательно, числа  пар на осушаемом участке, расстояния между электродами в парном элементе и расположения протекторов. Расчетные формулы получены опытным путем [№16].

Чем больше поверхность протектора, тем шире сфера его действия. Обычно более выгодно применение небольших  протекторов, но в большом количестве. На длительности и активности протекторов  сказываются влияние влажности  и химическая характеристика грунтов  в сочетании с химической характеристикой  протектора. Наибольшую разность потенциалов  создают магниевые протекторы, причем длительность их службы при массе  от 5 до 10 кг колеблется в пределах от 8 до 20 лет. Протекторы должны иметь  цилиндрическую или шаровую форму, так как острые грани, углы и выступающие  части быстрее разрушаются.

Для выбора электродов и  оптимального размещения их в здании составляют проект. Контроль влажности  конструкции осуществляется путем  электроизмерений или отбора и высушивания  проб, извлеченных из стены. Затраты  при таком методе осушения не превышают 350 руб. на 1 м² осушаемой поверхности. Расстояние между электродами принимается примерно 0,5 м; напряжение, подаваемое на стену при активном электроосмотическом осушении, не должно превышать 40—60 В, сила тока 3—5 А. Осушение наложенным током длится не более двух-трех недель, после чего источник отключается и установка превращается в пассивную.

Опыт применения электроосмотического метода в нашей стране и за рубежом  показывает, что он весьма эффективен для осушения стен зданий и сооружений. Преимущества его заключаются в  следующем:

при небольших затратах на монтаж установки он почти не требует  расходов на эксплуатацию;

1. продолжительность работы генератора постоянного тока при активном методе осушения не превышает двух-трех недель;
2. осушение осуществляется быстро, в среднем за три-четыре месяца, что в три-четыре раза быстрее, чем естественное;
3. система электроосмотического осушения может использоваться длительное время, даже на протяжении десятков лет для предупреждения увлажнения в дальнейшем.

Создание гидроизоляционного пояса в кладке стен. 

Для создания капиллярного прерывателя в стенах используют растворы кремнийорганических соединений: ГКЖ-10 — этилсиликоната натрия и  ГКЖ-П — метилсиликоната натрия. Эти растворы маловязки и легко  проникают в кладку, образуя на поверхности пор и капилляров нерастворимую водоотталкивающую  пленку, препятствующую капиллярному подсосу.

Для уплотнения бетонных конструкций  применяется раствор, состоящий  из карбамидной смолы (крепитель  М) и отвердителя — щавелевой или иной кислоты. Растворы подаются с помощью инъекторов или иных устройств.

Для нагнетания раствора в  кладку электродрелью с победитовым  наконечником бурят отверстия диаметром 30 мм на 0,9 толщины стены. Раствор  поступает из бака в распределительный  коллектор, а затем по шлангу и  через инъекторы — в кладку. Он подается под воздействием гидростатического  давления, создаваемого в результате поднятия бака с раствором, или с  помощью сжатого воздуха. При  этом можно одновременно обрабатывать стену длиной 4—6 м через 4—14 отверстий. Расстояния между отверстиями в  среднем равны 0,5 м; отверстия располагаются  в одну линию или в шахматном  порядке на высоте 0,5 м над уровнем  пола.

Насыщение раствором уже  подсушенной кладки более эффективно; оно достигается путем подачи в отверстия для инъекторов сухого горячего воздуха. Через полгода  после такой обработки влажность  стены на разных ее участках снижается  от максимальной (13—20%) до минимальной (2,6—12,3%).

Особенности устранения сырости в подвалах и заглубленных сооружениях

В отличие от наземных зданий, осушение которых может быть естественным или искусственным, осуществляемым как снаружи (под действием солнечных  лучей, ветра), так и изнутри (посредством  отопления, искусственной и естественной вентиляции), подвалы и заглубленные сооружения, находясь в земле, осушаются  лишь изнутри. Влага, закупоренная в  конструкциях таких сооружений, может  быть удалена только изнутри помещений  отоплением и вентиляцией или  иными способами осушения воздуха.

В заглубленных сооружениях  имеются два основных источника  увлажнения конструкций и воздуха: грунтовой влагой при повреждении  гидроизоляции; переувлажненным воздухом, поступающим в помещения. 

Осушение подвалов и заглубленных сооружений, как и наземных зданий, можно производить только после устранения причин увлажнения. Влага из материала конструкций может удаляться либо путем усиленной вентиляции помещений (совместно с отоплением), либо с помощью кондиционеров, механических и сорбционных воздухоосушителей, либо посредством силикагеля, подвешенного в мешочках. При осуществлении перечисленных способов осушения важно, чтобы при этом не поступал наружный воздух.

Если заглубленные сооружения не отапливаются, но в них по условиям эксплуатации необходимо поддерживать заданную влажность (склады и т. п.), то они осушаются механическими  либо сорбционными воздухоосушителями или силикагелем, при исключении притока наружного воздуха.

Механические  осушители представляют собой небольшие фреоновые установки, в которых воздух первоначально охлаждается на ребристом испарителе, а затем подогревается на ребристом конденсаторе. Выходя из осушителя, он становится осушенным и подогретым. Такие установки работают только при положительной температуре воздуха.