автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Совершенствование технологии ремонта изоляционных и выравнивающих слоев утепленных покрытий с рулонными кровлями

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Типы и условия эксплуатации покрытий зданий с рулонными кровлями.

1.2 Виды и причины повреждений изоляционных и выравнивающих слоев утепленных покрытий с рулонными кровлями.

1.3 Методы и оценка эффективности ремонта изоляционных и выравнивающих слоев утепленных покрытий с рулонными кровлями.

Выводы по главе 1.

Глава 2 МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ И УДАЛЕНИЯ СКОПЛЕНИЙ ВЛАГИ В УТЕПЛЕННОМ ПОКРЫТИИ С РУЛОННОЙ КРОВЛЕЙ

2.1 Разработка методики и результаты исследования возможности обнаружения скрытых дефектов и повреждений в утепленном покрытии по скоплениям влаги.

2.2 Разработка методики и результаты исследования возможности интенсификации сушки материалов теплоизоляции в покрытии

2.2.1 Виды материалов, использованных в экспериментах.

2.2.2 Методика выполнения экспериментов.

2.2.3 Исследование возможности удаления влаги из материалов теплоизоляции.

2.2.4 Исследование целесообразности интенсификации сушки материалов теплоизоляции в покрытии.

2.3 Определение технологических параметров оборудования для интенсификации сушки теплоизоляции 63 Выводы по главе 2.

Глава 3 УСТРОЙСТВО ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОЙ СТЯЖКИ В УТЕПЛЕННОМ ПОКРЫТИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РУЛОННОЙ КРОВЛИ ОТ ВЗДУТИЙ.

3.1 Анализ причин вздутий рулонных кровель и существующих методов их защиты.

3.2 Методика проведения испытаний по совершенствованию состава материала и технологии устройства стяжки под рулонную кровлю

3.2.1 Характеристика материалов, использованных в экспериментах.

3.2.2 Методика выполнения экспериментов.

3.3 Определение требований к физико-механическим свойствам и разработка состава материала стяжки, защищающей рулонную кровлю от вздутий

3.4 Особенности технологии устройства и ремонта воздухопроницаемой стяжки под рулонную кровлю в утепленном покрытии.

3.4.1 Выбор способа приготовления пенополистиролбетонной смеси и определение возможности транспортирования.

3.4.2 Выявление технологических особенностей устройства выравнивающей стяжки из пенополистиролбетона.

Выводы по главе 3.

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ РУЛОННОЙ КРОВЛИ ПРИ РЕМОНТЕ УТЕПЛЕННОГО ПОКРЫТИЯ

4.1 Методика определения физико-механических свойств материалов водоизоляционного ковра.

4.2 Исследование совместимости рулонных кровельных материалов по прочностным и деформативным свойствам.

4.3 Разработка способа защиты водоотводящих устройств кровли от обледенения в холодное время года.

Выводы по главе 4.

Глава 5 ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОВЕРКИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ

ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.

5.1 Производственная проверка работоспособности и полезности предлагаемой технологии.

5.2 Технико-экономический анализ эффективности предлагаемой технологии.

Выводы по главе 5.

Каждый из элементов утепленного покрытия здания, выполняя определенную ему функцию, постепенно утрачивает свои первоначальные свойства и через несколько лет эксплуатации нуждается в ремонте или замене. Особенно недолговечными являются изоляционные и выравнивающие слои покрытий с рулонными кровлями. Располагаясь в зоне конденсации водяного пара в толще утепленного покрытия, они первыми подвергаются разрушительному воздействию накапливающейся в нем влаги.

Устройство в покрытии вентилирующих прослоек, борозд, вытяжек и других технических решений для сушки теплоизоляции эффективно только для теплого времени года, а зимой в результате эксфильтрации теплого воздуха из помещений влагонакопление возобновляется.

Применяемые в практике ремонтно-строительного производства разнообразные методы ремонта изоляционных и выравнивающих слоев недостаточно эффективны, так как в большинстве случаев устраняют только сами повреждения, а не причины их появления.

Как показали обследования многих утепленных покрытий с рулонными кровлями, а также анализ причин их неудовлетворительного состояния после ремонта, тема исследования, направленного на совершенствование технологии ремонта изоляционных и выравнивающих слоев утепленных покрытий с рулонными кровлями, является актуальной и представляет научный и практический интерес.

Научная новизна работы:

- разработана методика выявления скрытых дефектов и повреждений рулонной кровли с помощью диэлькометрического дефектоскопа;

- обоснована эффективность применения интенсивной сушки материала теплоизоляции в невентилируемом покрытии без снятия водоизоляцион-ного ковра и определены технологические параметры необходимого оборудования;

- разработан способ защиты водоизоляционного ковра от вздутий, заключающийся в устройстве по теплоизоляционному слою воздухопроницаемой выравнивающей стяжки из пенополистиролбетона;

- сформулированы требования и разработаны предложения по выбору материалов для ремонта рулонных кровель;

- разработан энергосберегающий способ защиты водоотводящих устройств кровли от обледенения в холодное время года и устройство для осуществления способа.

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием действующих государственных стандартов и поверенного оборудования при испытании материалов, методов математического планирования исследований и обработки экспериментальных данных, современной вычислительной техники и программного обеспечения, количества контрольных образцов-близнецов, обеспечивающего доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10%.

Практическая ценность работы:

- разработана комплексная технология ремонта изоляционных и выравнивающих слоев утепленных покрытий с рулонными кровлями, позволяющая восстановить их эксплуатационные свойства и повысить надежность за счет применения предложенных в диссертационной работе методов производства работ;

- результаты работы доведены до возможности их практической реализации и апробированы на объектах капитального ремонта промышленных и гражданских зданий г. Ростова-на-Дону. Предварительные результаты подтверждают практическую целесообразность принятых в диссертации конструктивно-технологических решений.

Автор защищает:

- метод выявления скрытых повреждений водоизоляционного ковра с применением диэлькометрического дефектоскопа конструкции Ростовского и Санкт-Петербургского НИИ АКХ им. К.Д. Памфилова; способ интенсивного удаления влаги из насыпной теплоизоляции путем продувки через нее горячего воздуха и требования к параметрам необходимого оборудования; способ защиты водоизоляционного ковра от вздутий, заключающийся в отводе избыточного давления, возникающего в полостях под кровлей путем устройства выравнивающей стяжки, обладающей достаточной прочностью, воздухопроницаемостью и технологичностью, а также состав материала выравнивающей стяжки;

- методику рационального выбора рулонных материалов при ремонте кровель в утепленных покрытиях с учетом прочностных, деформативных и адгезионных свойств; способ защиты водоотводящего устройства от обледенения путем установки в местах возможного обледенения на пути движения талой воды под водоотводящим устройством (в слое теплоизоляции) конструктивного элемента - металлического теплопроводного включения.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: на международных научно-практических конференциях:

- «Строительство», РГСУ, 1999, 2001, 2002 и 2003 гг.;

Кровля и изоляция для строительных объектов и инженерных коммуникаций», г. Москва, 2002 г.;

- «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», г. Пенза, 2002 и 2003 гг.; на специализированных выставках:

- «Жилищно-коммунальное и дорожное хозяйство», г. Ростов-на-Дону, 2003;

- «Кровля и изоляция - 2002», г. Москва, 2002 г.

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 10 опубликованных работах, в том числе получен один патент Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. В работе представлено 56 рисунков и 23 таблицы. Список литературы содержит 151 наименование. Общий объем диссертации 151 страница машинописного текста.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследована возможность применения косвенных методов выявления скрытых дефектов и повреждений утепленного покрытия и разработана методика выявления скоплений влаги в водоизоляционном ковре и стяжке с помощью диэлькометрического дефектоскопа конструкции Ростовского и Санкт-Петербургского НИИ АКХ.

2. Обоснована эффективность применения сушки материала теплоизоляции (на примере керамзитового гравия) путем продувки через слой теплоизоляции разогретого воздуха. Сформулированы основные требования, предъявляемые к оборудованию, и определены основные параметры сушки материала теплоизоляции.

3. Разработан способ защиты водоизоляционного ковра от вздутий путем исключения возможности образования замкнутых воздушных полостей между водоизоляционным ковром и стяжкой за счет снижения сопротивления стяжки воздухопроницанию до 180 м2-Па-ч/кг, при сохранении прочности материала стяжки в пределах 7,5. .10 МПа

4. Установлено, что включение в состав материала стяжки до 2 % гранул пенополистирола фракции 0.2 мм позволяет снизить сопротивление стяжки воздухопроницанию, повысить прочность сцепления со стяжкой материалов водоизоляционного ковра до 10 МПа и уменьшить температурные и усадочные деформации стяжки на 30.50 %, тем самым значительно снизить вероятность образования и роста вздутий рулонной кровли, исключить из технологии кровельных работ операцию по огрунтовке основания и снизить затраты на нарезку деформационных швов при устройстве стяжки.

5. Установлены критерии совместимости рулонных кровельных материалов в водоизоляционном ковре по прочностным и деформативным свойствам, определено влияние вида защитной посыпки и способа ее удаления при наклейке нового слоя рулонного материала на прочность его приклейки. По результатам исследования разработаны рекомендации по выбору материалов при ремонте рулонных кровель.

6. Разработан способ защиты водоотводящего устройства кровли от обледенения, заключающийся в установке под водоотводящим устройством теплопроводного включения из металлического двутавра (патент № 2198273 РФ). Для расчета теплотехнических параметров конструкции покрытия, содержащего теплопроводное включение, в среде Delphi разработана компьютерная программа «Теплопроводное включение», позволяющая выбрать рациональные размеры поперечного сечения металлического двутавра. По результатам расчета рекомендуемая толщина стенки и полок составляет 3.15 мм, высота двутавра принимается 0,5.0,95 от суммарной толщины теплоизоляционного и выравнивающего слоев под водоотводящим устройством кровли, а ширина нижней полки двутавра превышает ширину верхней в 5.15 раз.

7. Проведена производственная проверка предлагаемых рекомендаций по совершенствованию технологии ремонта утепленных покрытий с рулонными кровлями. Результаты проведенного исследования использованы научно-производственным предприятием «Апогей» при обследовании и ремонте утепленного покрытия производственного корпуса ОАО Ростовский опытный завод «Монтажавтоматика» в г. Ростов-на-Дону в 2003 году. Основные положения диссертации оформлены в виде предложений по внесению дополнений в разделы «Территориальных строительных норм», регламентирующих порядок производства работ по ремонту утепленных покрытий зданий с рулонными кровлями.

1. Аврутин Ю.Е., Кричевская Е.И., Фоломин А.И. Железобетонные крыши жилых и общественных зданий. М.: Стройиздат, 1971.-151 с.

2. Антипенко А.И. Сохранность кровли, водосточных труб и фасадов зданий может обеспечить . дворник //Труды 2-й конференции «Кровля и изоляция для строительных объектов и инженерных коммуникаций», Москва, 2002. с. 101-103.

3. Апостол И., Онеску М. Анализ погрешности нейтронных влагомеров // Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. Том 4. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. - с. 267-274.

4. Арбузов Н.Т., Мандриков А.П. Полы и кровли жилых и производственных сельскохозяйственных зданий. М.: Стройиздат, 1964. 110 с.

5. Бадьин Г.М., Заренков В.А. Иноземцев В.К. Справочнок строителя -ремонтника. М. Издательство ассоциации строительных1. ВУЗов,2002. 496 с.

6. Барканов М. Б., Михайловский В. В., Вавуло П.М. Эксплуатация многослойных конструкций зданий. М.: Стройиздат, 1979. — 90 с.

7. Белевич В.Б. Выявление дефектов кровли и их устранение // Серия «Застройщик», Крыши и кровли. Справочник, №8/2001, с. 245-253.

8. Белевич В.Б. Дышащие кровли // Серия «Застройщик», Крыши и кровли. Справочник, №8/2001, с. 83.

9. Белевич В.Б. Козловский A.C. Технология кровельных работ. М.: Высшая школа, 1977 - 358 с.

10. Белевич В.Б. Кровельные работы. М.:Высшая школа, 2000, 399 с.

11. Белевич В.Б., Медунов В.И. Устройство облегченных крыш при возведении производственных зданий // Кровля и изоляция, №2/2003, с. 11-17

12. Белевич В.Б., Сиденко Д.А. Руководство по технологии устройства кровель с частичным креплением водоизоляционного ковра к основанию. М.: ЦНИИОМТП, 2002.

13. Белевич В.Б., Сокова С.Д. Характеристики и физико-механические свойства рулонных битумных и битумно-полимерных материалов, наплавляемых и приклеиваемых мастиках // Серия «Застройщик», Крыши и кровли. Справочник, №8/2001, с. 88-95.

14. Белецкий Б.Ф., Жолобов A.JI. Новый экономичный способ ремонта рулонных кровель // Промышленное и гражданское строительство, № 10/1997. — с.40—41.

15. Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости: ГОСТ 10060.195

16. Бетоны. Метод определения прочности по контрольным образцам: ГОСТ 10180-90.

17. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования: ГОСТ 10060.0-95

18. Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости: ГОСТ 26134-84

19. Богословский В.Н. Тепловой режим здания. М.: Стройиздат, 1979. 248 с.

20. Бойко М. Д. Техническая эксплуатация зданий и сооружений. JL: Стро-издат, 1980. 110 с.

21. Бойко М.Д. Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. Л.:Стройиздат, 1975. - 336 с.

22. Бородин В. Н. Структура, состав и свойства рулонных битумных материалов (ВНИИЭСМ). Сер. б. Промышленность полимерных, мягких кровельных и теплоизоляционных строительных материалов. М., 1988. Вып. 4.

23. Бот К.А., Земский A.A. Устройство и ремонт металлических кровель. Л.: Стройиздат, 1985. 113 с.

24. Бурмистров Г.Н. Кровельные материалы. 3-е изд., перераб. и доп.

25. М.: Стройиздат, 1990. 176 с.

26. Бурн К. Градуировка нейтронного почвенного влагомера // Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. Том 4. -Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. с. 274-283.

27. Вое В.Х. Определение влажности в сооружениях по изменению теплопроводности нестационарным методом // Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. Том 4. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. - с. 71-87.

28. Временные указания по технической эксплуатации крыш жилых зданий с рулонными, мастичными и стальными кровлями / АКХ им. К.Д. Памфилова. М.: Стройиздат, 1971. 112 с.