Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Современное инновационное решение герметизации мест проходов труб через фундаменты, стены, перекрытия и прочие элементы строительных конструкций

П. Б. Кулаев, исполнительный директор ООО «АКТИВ ПИТЕР СТРОЙ»

Описываемая в статье технология, конструктивное решение

Узел герметизации АктивРинг*, состоящий из гильзы, гидроизолирующего воротника (гидроворотник марки АР), уплотнителя межтрубного пространства АктивРинг, опорно-направляющих колец марки АР и герметизирующей манжеты для защиты торцов футляра марки АР.

*АктивРинг — зарегистрированная торговая марка.

Рис. 2. Вид установленного узла герметизации

Рис. 1. Чертеж узла герметизации АктивРинг. Изображены: гильза, опорно-направляющее кольцо, уплотнитель межтрубного пространства, гидроизолирующий воротник, герметизирующая манжета

Описание проблемы

При прокладке труб водопровода, теплоснабжения, кабелей через стены, фундамент, перекрытия зданий, стены колодцев и во множестве других аналогичных случаев неизбежны зазоры:

— между рабочей трубой и отверстием в строительной конструкции;

— в случае прокладки рабочей трубы через гильзу (футляр) — между внутренней поверхностью гильзы и рабочей трубой;

— в месте поверхностного контакта внешней поверхности гильзы со стеной, фундаментом, перекрытием.

Незагерметизированные зазоры приводят к тому, что в помещения проникает атмосферная и грунтовая влага.

Рис. 3. Проход трубы теплоснабжения в гильзе через фундамент многоэтажного жилого комплекса.
Протечка через зазор между внутренней поверхностью гильзы и рабочей трубой.
Видны остатки каболки, внизу, под торцом гильзы, установлена бочка для сбора грунтовой воды, вытекающей из гильзы.
Аналогичный вид имеет проход второй трубы теплоснабжения

В первую очередь вода проникает в помещение из плохо загерметизированного зазора (пространства) между рабочей трубой и внутренней поверхностью гильзы (далее — зазор 1).

Затем, по мере коррозии металлической гильзы и из-за отсутствия адгезии металла к материалу стены, начинается течь в месте поверхностного контакта внешней поверхности гильзы со стеной (далее — зазор 2). На практике, как правило, именно этот зазор является причиной затопления подвальных помещений и не поддается заделке без капитальных работ.

 Традиционные решения

Обычно для герметизации зазора 1 прохода труб используют:

— каболку (сплетенный канат, жгут, из органического или синтетического материала, пропитанный нефтесодержащим раствором для улучшения герметизирующих свойств волокна);

— герметики;

— строительную пену;

— цементные смеси;

— комбинации материалов (каболка и цементная смесь);

— подручные материалы (кирпич, обломки бетона, стекловату и т. п.).

 Зазор 2 (место поверхностного контакта внешней поверхности гильзы со стеной) обычно не герметизируется, т. е. гладкая гильза бетонируется (закладывается) в стене.

Последствия традиционных решений

Общие недостатки применения традиционных материалов для уплотнения и герметизации (каболка, пены и герметики, цементная смесь):

— недолговечность, со временем слеживаются, теряют первоначальные объем и упругость, каждый весенне-осенний период, как правило, возникает необходимость работ по предотвращению течей;

— не выдерживают давления более 2 бар, выдавливаются из отверстия, протекают;

— впитывают влагу;

— плохо компенсируют вибрационные (гидроудары) и другие эксплуатационные нагрузки (изменения температуры) на рабочие трубы, из-за чего в уплотнении появляются зазоры, трещины, через которые просачивается влага;

— в случае появления течи неремонтопригодны, требуется очистка межтрубного пространства и их полная замена.

Рис. 4. Протечки, стояние воды, затопленные тепловые камеры

Рис. 4. Протечки, стояние воды, затопленные тепловые камеры

Обычные последствия для подвальных помещений это — протечки, подставленные под торцы гильз емкости для сбора протекающей воды, ржавые потеки на стенах, стояние грунтовой воды, повышенная влажность, коррозия труб и металлических конструкций, в худших случаях — появление грибка и плесени.

Во влажном и теплом помещении создаются условия для размножения насекомых, которые через систему вентиляции и открытые двери попадают в вышерасположенные квартиры, офисы.

Тепловые камеры достаточно часто заполнены до уровня грунтовых вод, даже на территории современных жилых комплексов.

Длительное проникновение влаги в помещения создает условия для образования плесени, грибка, которые негативно влияют на здоровье, а также на конструктивные элементы и отделку зданий, домов, кроме того, на их внутреннее наполнение (оборудование, мебель, текстиль и прочее).

Рис. 4. Протечки, стояние воды, затопленные тепловые камеры

Рис. 5. Протечки, плесень

С плесневым грибком бороться довольно затратно, неэкологично, а зачастую и невозможно.

Учитывая, что при эксплуатации трубопровода изменяются его размеры (диаметр, длина) от изменений давления и температуры рабочей жидкости, то и конструкция устройства для герметизации зазоров должна упруго компенсировать такие деформации.

При этом важно, чтобы уплотнение сохраняло свою способность к компенсации вибраций и деформаций достаточно длительное время, как минимум на срок стандартной гарантии при устройстве инженерных сетей.

Важна также стойкость к кислотно-щелочной среде городских почв и грунтовых вод.

Монтаж уплотнения должен быть чистым, максимально простым и за минимальное количество операций.

Рис. 5. Протечки, плесень

Решение должно быть выполнено в одном конструктиве и комплексно защищать от всех возможных видов протечек.

Приведенная к периоду гарантийной эксплуатации стоимость узла герметизации (первоначальные и эксплуатационные затраты) должна быть ниже приведенной стоимости традиционной технологии герметизации проходов труб.

Конкретное решение для зазора 1

Зазор 1 — межтрубное (кольцевое) пространство между рабочей трубой и внутренней поверхностью гильзы или внутренней поверхностью отверстия в стене, фундаменте, перекрытии.

Уплотнитель кольцевого пространства АктивРинг*

Герметизирует зазоры (рис. 6):

— поз. 1: между рабочей трубой (поз. 2) и отверстием в строительной конструкции (поз. 3);

— поз. 4: в случае установки в строительную конструкцию (поз. 3) футляра (закладной гильзы) (поз. 5) для прокладки в нем рабочей трубы, то между внутренней поверхностью гильзы и рабочей трубой.

Рис. 6. Устройство и принцип действия

Рис. 7. Устройство и принцип действия

Уплотнитель состоит из набора упругих элементов (звеньев) (рис. 7, 8, поз. 6), соединенных болтом с гайкой (поз. 8) через две прижимные пластины (поз. 7).

Упругие элементы выполнены из специально подобранной полимерной композиции с добавлением каучука.

Основные свойства материала упругого элемента:

— долговременная упругость (способность длительное время поддерживать постоянное давление на поверхности труб, прижимные пластины);

— минимальная остаточная деформация после снятия деформирующей нагрузки.

Материал допускает использование его в воде, кислотах и щелочах, масле, топливе, растворителях, других нефтепродуктах.

Основные характеристики:

1. Герметичность — рабочая до 2 бар, при установке стопора от выдавливания до 6 бар.
2. Термостойкость — рабочая от -40 до +80 °С, кратковременно до +110 °С. Термостойкость уплотнителя из силиконовой композиции: от -55 до +204 °С.
3. Электрическая изоляция рабочей трубы (катодная защита): электрическая пробивная прочность не менее 500 V/мм.

Рис. 9

Рис. 10

Преимущества

Надежная и долговечная гидроизоляция места прохождения трубы или кабеля через препятствие.

Простой, быстрый и чистый монтаж. Устанавливается как при новом монтаже коммуникаций (строительстве), так и на уже смонтированные трубы и кабели.

Конструкция уплотнителя допускает его установку на все виды труб из металла, полимеров (включая гофрированные), комбинированных материалов и труб любых конструкций, а также на одиночные кабели диаметром от 25 мм.

Может применяться в узлах без гильзы (футляра) при условии правильной геометрии и гладкости внутренней поверхности отверстия (достигаемых, например, алмазным бурением).

Выдерживают давление более 2 бар, не выдавливаются из межтрубного пространства, не впитывают влагу.

Высокая коррозионная стойкость — крепежные элементы изготавливаются в двух вариантах: оцинкованные (с желтым хроматированием) и из нержавеющей стали.

Срок службы уплотнителя — 20 лет.

Уплотнитель допускает многократное использование: снятие, установку, подтяжку упругих элементов. После снятия уплотнителя межтрубное пространство остается чистым.

Простая подтяжка болтов (при необходимости) исключает необходимость проводить каждый весенне-осенний период трудоемкие и грязные работы по предотвращению течи.

Поглощает вибрации, шумы, компенсирует небольшие механические нагрузки.

Компенсирует тепловые деформации труб тепловых сетей и труб горячего водоснабжения в изоляции.

Электрически изолирует рабочую трубу или кабель от гильзы. Электрохимически защищает трубы от коррозии.

Вспомогательные материалы для монтажа уплотнителя АктивРинг и дополнительной защиты прохода труб для зазора 1.

 Установка уплотнителя кольцевого пространства требует фиксации рабочей трубы в гильзе или в отверстии в стене по центру отверстия. Кроме этого, уплотнитель межтрубного пространства не предназначен для использования его в качестве опоры для рабочей трубы.

Отцентрировать и зафиксировать рабочую трубу относительно гильзы или отверстия можно с помощью опорно-направляющих колец марки АР (ОНК), устанавливаемых непосредственно в гильзу позади уплотнителя, т. е. сначала устанавливается ОНК, затем — уплотнитель.

Для защиты торца гильзы со стороны грунта рекомендуется устанавливать герметизирующую манжету для защиты торцов футляров.

Рис. 12. Герметизирующая манжета для защиты торцов футляров

Рис. 11. Опорно-направляющие кольца марки АР в качестве центрирующей опоры

Конкретное решение для зазора 2

Зазор 2 — место поверхностного контакта внешней поверхности гильзы со стеной, фундаментом, перекрытием.

Течь возникает в указанном месте из-за коррозии металлической гильзы и из-за отсутствия адгезии металла к материалу стены.

Гидроизолирующий воротник марки АР (гидроворотник АР).

Устройство, принцип действия, преимущества

При прокладке и бетонировании труб в стенах, фундаментах, перекрытиях, из-за плохой адгезии материалов труб и стен, а также вибраций и микросмещений труб относительно стены в процессе эксплуатации, коррозии металла неизбежно возникновение зазора между трубой и материалом, из которого выполнены стены, фундаменты, перекрытия.

Рис. 13. Гидроизолирующий воротник

Рис. 13. Гидроизолирующий воротник

Аналогичная ситуация проявляется, когда по нормативным требованиям или требованиям заказчика применяются гильзы (футляры) для прокладки в них рабочих труб. Зазор 2 возникает между гильзой и материалом стен, фундаментов или перекрытий.

Способ применения — монтаж (бетонирование) рабочей трубы или гильзы с установленным на них гидроворотником.

Цилиндрическая часть гидроворотника (втулка) уплотняет зазор между трубой или гильзой и втулкой, а воротниковая часть после затяжки хомутов из нержавеющей стали препятствует проникновению влаги через микропоры и микротрещины в материале стены, фундамента, перекрытия.

Гидроворотник АР изготавливается для диапазона диаметров от 25 до 1400 мм

Технические характеристики:

Прочность на разрыв не менее 5 Мпа.

Относительное удлинение не менее 500%.

Твердость по Шору 55 +/-5 ед.

Диапазон рабочих температур использования от -40 до +80 °С

Непроницаем для грунтовых вод, выдерживает давление до 5 бар.

Комплексное решение для всех зазоров

Узел герметизации АктивРинг*, состоящий из гильзы, гидроизолирующего воротника (гидроворотник марки АР), уплотнителя межтрубного пространства АктивРинг, опорно-направляющих колец марки АР и герметизирующей манжеты для защиты торцов футляра марки АР.

Рис. 14. Узел герметизации АктивРинг*

Рис. 15. Чертеж узла герметизации АктивРинг*

Базовым элементом, на котором и в котором устанавливаются комплектующие узла, является гильза.

Минимальные и максимальные размеры узла (диаметры, толщины, длина) определяются диапазонами размеров комплектующих.

Величина межтрубного пространства от 10 до 165 мм.

Диаметр гильз неограничен, так как гидроворотники и герметизирующие манжеты могут быть изготовлены на любой сортамент труб из любых материалов.

Практические примеры применения узла герметизации АктивРинг*

Рис. 16. Узлы в сборе на строительной площадке

Рис. 16. Узлы в сборе на строительной площадке

Компания ООО «АКТИВ ПИТЕР СТРОЙ» совместно с заказчиком, подрядчиком и эксплуатирующей организацией провела годичную 2018–2019 гг. опытную эксплуатацию узлов герметизации проходов труб теплоснабжения в жилом комплексе.

За время опытной эксплуатации была остановлена течь грунтовой воды из пространства между гильзой и рабочей трубой, проведены монтажные и сварочные работы на трубопроводах, гидравлические и тепловые испытания, сезонные подача и прекращение подачи теплоносителя.

Рис. 16. Узлы в сборе на строительной площадке

Уплотнители межтрубного пространства АктивРинг не сдвинулись горизонтально относительно футляра (не «вышли» из футляра) и не дали течь.

Результаты опытной эксплуатации подтверждены актами о мониторинге состояния проходов труб с применением уплотнителя межтрубного пространства АктивРинг.

Гарантия на герметичность узла — 5 лет при условии соблюдения центрирования труб, требований по монтажу и соблюдения температурных режимов эксплуатации (от -40 до +80 °С).

Срок службы не менее 20 лет.

ООО «АКТИВ ПИТЕР СТРОЙ»

198188, Санкт-Петербург, ул. Зайцева, д. 41, офис 219

Общее количество персонала предприятия 20 человек

Тел.: +7 812 457-04-47

e-mail: info@activpiter.ru

www.activpiter.ru

Скачать PDF версию статьи «Современное инновационное решение герметизации мест проходов труб через фундаменты, стены, перекрытия и прочие элементы строительных конструкций»