Технологии

Основной принцип герметизации монтажных швов оконных блоков со стеклопакетами в проем здания, как известно, сформулирован как - изнутри плотнее, чем снаружи и требования к герметизирующим материалам сводятся к защите центрального теплоизолирующего слоя, как правило, из весьма чувствительного к воздействию влаги и УФ излучения материала-пенополиуретана (ППУ), от проникновения паров воды изнутри помещения, влаги и сырого воздуха снаружи и одновременно обеспечению вывода конденсата и паров воды из монтажного шва наружу.
В настоящее время для герметизации оконных блоков с положительной стороны зарекомендовали ленточные герметики с липким слоем фирмы Иллбрук и их отечественные аналоги.
Необходимость разработки новых удобонаносимых пароизолирующих и паропроницаемых материалов для герметизации монтажного шва была вызвана  некоторой спецификой проведения строительных работ в России [1]. Так, в России, в отличие от стран Западной Европы, не менее одной трети монтажных работ проводятся при отрицательных температурах окружающей среды, в качестве ограждающих конструкций используются железобетон и каменные  материалы различных типов. Эти конструкции, как правило, имеют неровную поверхность и  приклеивание ленточных герметизирующих материалов к ним без дополнительных работ (затрат) по выравниванию плоскостей откосов трудно осуществимо, особенно при отрицательных температурах.
Технологическое решение монтажного шва оконного блока с применением разработанных герметиков предложено ГУП МНИИТЭП и предполагает трехслойное исполнение монтажного шва в соответствии с ГОСТ 30971-2002. Наружный слой силиконовый герметик Паросил, обеспечивающий защиту центрального теплоизоляционного слоя из ППУ от атмосферных воздействий, влаги, УФ-облучения, оставаясь при этом способным пропускать пары воды из монтажного шва наружу. Внутренний бутиловый герметик Бутизол-МОК выполняет роль пароизоляции.
Выбор в качестве объекта исследований и разработки системы, состоящей из  бутилового и силиконового герметиков, был обусловлен, прежде всего, соображениями регулирования процессов диффузии и влагопереноса в монтажном шве оконного блока в процессе эксплуатации. Известно [2], что силиконовые материалы по своей природе являются более паропроницаемы, чем материалы на основе полимеров другой химической природы. Поэтому считать силиконовые герметики пароизолирующими, как это делается в ряде отечественных публикаций, касающихся монтажа оконных блоков, нет никаких оснований.
Ряд немецких фирм, как, ‘’Albert Berner GmbH” и “Henkel Bautechnick GmbH” [3] для наружного слоя монтажного шва применяют герметики-мастики (силиконы) в сочетании с бутовочным шнуром, фирма Dow Corning  в качестве герметика наружного слоя монтажного шва рекомендует силиконовый герметик, наносимый непосредственно на центральный теплоизолирующий слой [4]. Обоснованность такого подхода подтверждаются приведенными ниже данными по паропроницаемости различных материалов, в том числе, силиконового каучука [5].

Проницаемость воды через образцы различных каучуков толщиной 3 мм, г/м2 D (DIN 53122) ч.1 климат D

Полиизобутилен (бутилкаучук)                                                0,1-0,2
Полибутадиенуретан                                                                    2 – 4
Полисульфид                                                                                 3 – 6
Полисиликон                                                                               15 – 20

Одним из наиболее ответственных этапов при разработке любого нового материала независимо от области назначения является обеспечение безопасности, надежности, удобства, технологичности применения материала по функциональному назначению, минимизация трудозатрат при этом.
Первые опытные испытания герметиков в натурных условиях при температуре минус 15˚С показали, что герметики обладают приемлимой  для последующего  применения  технологичностью, по основным физико-техническим характеристикам удовлетворяют требованиям Технического задания и требованиям ГОСТ 30971-2002. В соответствии с рекомендациями акта по натурным испытаниям опытных партий бутилового герметика Бутизол-МОК и силиконового герметика Паросил, были проведены работы по корректировке составов герметиков в направлении повышения паропроницаемости, адгезии к строительным материалам, исключению светопрозрачности к УФ-излучению для силиконового герметика, повышения тиксотропии герметиков в более широком диапазоне температур и др.
Внедрение промышленных партий герметиков производилось на различных по назначению строительных объектах ЗАО «Моспромстрой»: при реконструкции и новом строительстве административно-хозяйственных зданий, 2-х автотранспортных  предприятий, трамвайного парка, школы-гимназии, на которых геометрические размеры оконных блоков составили 1,5х2,5 метров и более, жилого дома с наружной кирпичной облицовкой, а также с вентилируемыми фасадами и др. Кроме того, в условиях ОАО «ДСК-1» производилось опытное применение силиконового герметика Паросил для герметизации наружного шва места примыкания оконного блока и балконной двери к стеновому проему дома серии П44Т.
Основанием для  внедрения герметиков послужила научно-техническая документация:
Технические условия «Герметик пароизоляционный «Бутизол-МОК»
ТУ 5772-004-23489073-2005, разработанные с учетом требований ГОСТ 30971-2002;
-Технические условия «Герметик паропроницаемый «Паросил»
ТУ 5772-067-05766764-2005, разработанные с учетом требований ГОСТ 30971-2002;
-Сертификат соответствия N РОСС RU СЛ 16.Н00579 «Герметик пароизоляционный «Бутизол-МОК»;
-Сертификат соответствия N POCC RU СЛ 16.Н00585 «Герметик силиконовый паропроницаемый «Паросил»;
-Санитарно-гигиеническое заключение №50.99.04.577.П.020870.09.05 от 13.09.05. «Герметик пароизоляционный «Бутизол-МОК»;
-Санитарно-гигиеническое заключение №16.11.11. 577.П.002195.10.05 от 13.10.05 «Герметик силиконовый паропроницаемый «Паросил»;
-Свидетельство о включении в «Реестр ТУ на строительные материалы, изделия и конструкции, применяемые при строительстве объектов городского заказа» №134 от 25.10.05 ТУ 5772-004-23489073-2005 «Герметик паропроницаемый «Бутизол-МОК», №135 от 25.10.05 ТУ 5772-067-05766764-2005 «Герметик паропроницаемый «Паросил»;
-Инструкция по использованию пароизоляционного бутилового герметика «Бутизол-
МОК» и паропроницаемого силиконового герметика «Паросил» для герметизации монтажных швов узлов примыканий оконных и балконных блоков со стеклопакетами к стеновым проемам в соответствии с требованиями ГОСТ 30971-2002;
-Технические решения монтажных узлов примыкания оконных блоков со стеклопакетами в проемы наружных стен зданий с применением герметиков; разработанные МНИИТЭП;
-дополнительно было представлено положительное заключение по влажностному режиму узлов примыкания оконных блоков к наружным стенам с применением бутилового  герметика  Бутизол-МОК  и силиконового  герметика Паросил. Расчеты были
проведены ЦНИИЭП жилища в соответствии с теплотехническими нормами и соответствуют требованиям  ГОСТ 30971-2002, допускающим определение классификационных характеристик «монтажных швов расчетными методами по нормативной документации и методикам, утвержденными в установленном порядке».
В таблицах 1,2 представлены основные физико-технические свойства промышленных партий бутилового герметика Бутизол-МОК и силиконового герметика Паросил, использованных на строительных объектах ЗАО «Моспромстрой» (г.Москва).

Таблица 1.Физико-технические характеристики  бутилового герметика «Бутизол – МОК»

Герметик Паросил упаковывается в картуши или алюминиевые тубы и поставляется Потребителю в ящиках из гофрированного картона или фанерных ящиках.
Как следует из данных таблиц, промышленные партии бутилового герметика Бутизол-МОК и силиконового герметика Паросил полностью соответствовали требованиям ТУ 5772-004-23489073-2005 и ГОСТ 30971-2002.
Для повышения адгезии герметиков к материалам монтажного шва, а также снижения и предотвращения воздействия диффузионной влаги из материалов стенового проема на центральный теплоизоляционный слой, особенно, при монолитном строительстве, для грунтовки кромок бетонных панелей и других пористых материалов использовалась мастика высыхающая 51-Г18 по ТУ 2513-009-720336337-04.
Работы по герметизации проводились в соответствии с Инструкцией по использованию пароизоляционного бутилового герметика Бутизол-МОК и паропроницаемого силиконового герметика Паросил для герметизации монтажных швов узлов примыканий оконных и балконных блоков со стеклопакетами к стеновым проемам в соответствии с требованиями ГОСТ 30971-2002.
Предварительно места контакта герметиков со строительными конструкциями очищались от пыли и остатков строительного раствора и подвергались (при необходимости) грунтовке грунтовочным составом 51-Г18 за исключением мест контакта оконного проема с силиконовым герметиком.
Монтажный шов после установки и закрепления оконного блока в проеме здания заполнялся пенополиуретаном (ППУ) по всему периметру оконного блока равномерным слоем без пустот и разрывов с учетом ее способности «вторичного» расширения. После полного отверждения пены, излишки (ППУ) срезали при помощи  ножа заподлицо с поверхностью оконного блока с внутренней стороны и заподлицо с четвертью (при наличии), на которую опирается оконный блок с наружной стороны.
Одновременно со срезом для увеличения площади контакта герметиков Инструкция рекомендует по всему периметру оконного блока при помощи ножа под углом 45-60 градусов делать срез глубиной 5,0-7,0 мм от наружной и внутренней поверхностей оконного блока.
Нанесение бутилового герметика в стык производилось при помощи электрогерметизатора ИЭ 6602 с формующей насадкой (соплом) и производительностью по герметику 2,0+0,4 кг/мин с толщиной слоя 2,5 -4,0 мм. Для удобства,  при  нанесении герметика использовались плоские сменные насадки  шириной  10;  20; 30; 40 мм. Допускается использование других типов электрогерметизаторов.

Основные технические характеристики электрогерметизатора ИЭ 6602:
Диаметр шнека                                                       19 мм
Производительность по мастике                          2,0-2,5 кг/мин.
Напряжение                                                            220 В
Род тока                                                                   переменный
Потребляемая мощность                                        1150 Вт
Режим работы                                                         повторно- кратковременный
Масса                                                                       не более 5,9 кг

Герметизатор (Рис.1) состоит из следующих основных узлов: электродвигателя (1), редуктора (2), шнека (3), загрузочного устройства с барабаном, рукоятки (5) с выключателем (9) и устройством для подавления радиопомех (6), токоведущего кабеля(8).
Электродвигатель однофазный, коллекторный, продуваемого исполнения с двойной изоляцией крепится к корпусу редуктора.
Редуктор двухступенчатый с общим передаточным числом 24,28.
Точеный шнек с правой спиралью, резьбовым хвостовиком ввернут в шпиндель редуктора. Шнек вращается в направляющей трубе, имеющей 8 продольных каналов для предупреждения кольцевого вращения подаваемой мастики. На конце направляющей трубы закреплена формующая насадка (сопло).
На загрузочном устройстве слева закреплен барабан, который приводится во вращение захватываемым шнеком герметиком и обеспечивает равномерное поступление герметика в загрузочное устройство. Конструкция ручки выполнена таким образом, чтобы при работе правой рукой брать за рукоять ручки, где расположен выключатель, а левой рукой поддерживать за ее переднюю часть.
Крутящий момент от вала ротора электродвигателя через двухступенчатый редуктор передается на шпиндель.
Вращение от шпинделя передается на шнек.
Шнек подает мастику через формующую насадку сопло в стыки строительно-монтажных конструкций.

Герметизация стыков герметиком Бутизол-МОК производилось следующим образом:
-в загрузочное устройство электрогерметизатора левой рукой со стороны вращающегося барабана вставляли  один конец жгута герметика и на короткое время включали привод электрогерметизатора. Эта операция обеспечивает закрепление брикета герметика в приемное устройство;
-формующую насадку подводили к герметизируемой поверхности и одновременно с включением привода перемещали электрогерметизатор вдоль монтажного шва (стыка) и при этом герметик нагнетался в полость монтажного шва. При прохождении жгута герметика через шнек электрогерметизатора полиэтиленовая пленка измельчается и смешивается с герметиком.

Температура герметика, выходящего из формующей насадки,  составляла 30-35°С за счет внутреннего трения герметизирующей массы при смешении в камере электрогерметизатора, что создает предпосылки для лучшей адгезии герметика к элементам строительных конструкций и удобства его выравнивания после нанесения.
Герметик наносили равномерно, без разрывов, наплывов и пустот. При большой ширине монтажного шва  нанесение герметика производилось в несколько  приемов.
Выравнивание нанесенного герметика при необходимости производилось при помощи шпателя, стальной или деревянной расшивки, смоченной мыльным раствором, водой  или вручную
При выравнивании особое внимание обращалось обеспечению плотности герметизации в местах контакта герметика с поверхностью оконного блока и оконного проема, что позволяет значительно повысить надежность  герметизации монтажного шва.
Нанесение силиконового герметика в монтажный шов производилось из картуша объемом 310 мл. Коническую верхушку резьбовой части картуша срезали ножом и к нему плотно прикручивали наконечник.
Верхушка наконечника срезали под углом 45°С в соответствии с шириной шва. Нанесение герметика в наружный стык производилось  ручным пистолетом равномерным слоем по всему периметру оконного блока снаружи, включая нижний узел примыкания оконного блока. Выравнивание нанесенного герметика производилось при помощи шпателя, смоченного мыльным раствором, водой или вручную.
При выравнивании герметика Паросил особое внимание обращалось обеспечению плотности герметизации в местах контакта герметика с поверхностью оконного блока и ограждающей конструкции проема.
Толщина нанесенного силиконового герметика колебалась в пределах 1,2 – 2,2 мм.

Основные выводы по внедрению герметиков.

По бутиловому герметику «БУТИЗОЛ-МОК»:
-нанесение герметика в стык при помощи электрогерметизатора характеризуется приемлимой  для  практического применения  технологичностью.
- при  наличии сменных насадок, соразмерных с шириной монтажного шва, скорость нанесения герметика составляет 1,5 - 2,0 м/ мин.
- при равномерном заполнению шва ППУ, предварительной подготовке места примыкания оконного блока и устранения пустот и раковин, расход герметика на один погонный метр монтажного шва (при ширине шва 25 – 40 мм) составляет 200 - 300 граммов на 1 погонный метр шва.

Отмечено, что
-бутиловый герметик обладает способностью к «самозалечиванию» благодаря его пластическим свойствам  и специально выбранной внутренней вязкости (тиксотропии) и свойством проникать в пустоты и неровности на поверхности монтажного шва, что способствует  качественной герметизации шва;
-при равномерной ширине монтажного шва и правильном подборе ширины формующей насадки выравнивание герметика после нанесения не требуется;
-в случае необходимости для удобства выравнивания нанесенного в стык герметика, целесообразно использовать полосы строительной ткани «серпянки», которая легко приклеивается к поверхности герметика, придавая ей более эстетичный вид;

По силиконовому герметику Паросил:
-процесс нанесения силиконового герметика по своей технологичности не отличается  от своих зарубежных аналогов и соответствует требованиям Технического задания.
-герметик характеризуется хорошей тиксотропией, не стекает как с вертикальных так и потолочных поверхностей.
-время пленкообразования герметика под действием влаги воздуха составляет 10-20 минут в зависимости от температуры окружающей среды.
- при полном и равномерном заполнению шва ППУ, предварительной подготовке места примыкания оконного блока и устранения пустот и раковин расход герметика на один  погонный  метр  монтажного  шва  (при  ширине шва 7-15 мм) составляет в среднем
50-80 граммов на 1 погонный метр шва.

Отмечено, что совместное применение бутилового герметика Бутизол-МОК и силиконового герметика Паросил также эффективно при монтаже нестандартных по размерам окон (высота более 2,5 м), колебаниях ширины монтажного шва по ширине и высоте и при реконструкции зданий и сооружений.

Ориентировочный расчет экономической эффективности применения пароизоляционного бутилового герметика Бутизол-МОК и паропроницаемого силиконового герметика Паросил для герметизации оконных блоков в проеме здания.

Внедрение в строительную индустрию страны новых, приспособленных к российским климатическим условиям герметиков Бутизол-МОК и Паросил для монтажа оконных блоков со стеклопакетами, позволит получить существенный технико-экономический эффект.
Так, расход бутилового герметика при средней ширине монтажного шва 40 мм, толщине  наносимого  герметика  4,0 мм  и  при плотности 1,78 г/см3 составит до 300 г на 1 пог. метр.
Цена 1 кг бутилового герметика составляет 45 рублей за 1 кг, включая НДС.
Стоимость внутренней герметизации монтажного шва по материалу составит 13,5 руб/пог.м. или 54 рубля на 1 м2.
Расход силиконового герметика при средней ширине шва 30 мм толщине наносимого герметика 2,0 мм и плотности 1,2 г/см3 составит  до 80 г/пог.м.
Цена 1 кг силиконового герметика составляет 140 руб/кг, включая НДС.
Стоимость наружной герметизации монтажного шва по герметику составит округленно 12 руб/пог.м. или 48 рублей  на 1 м2.
Суммарная стоимость материалов для герметизации монтажного шва с использованием бутилового герметика Бутизол-МОК и силиконового герметика Паросил составляет 102 рубля на 1 м2  оконного блока.
Трудозатраты, как показывает опытно-промышленное внедрение разработанных материалов, не превышают суммарные трудозатраты, имеющие место при применении ленточных герметиков. Затраты на приобретение и проведение работ по грунтовке аналогичны технологии нанесения ленточных герметиков.
Согласно данным ООО «Робитекс» [6], стоимость герметизации 1м2 оконного блока с использованием ленточных герметиков за вычетом стоимости ППУ (постоянная величина для обоих технологий) составляет 241,9 рублей.
Согласно данным ЗАО «Моспромстрой», стоимость герметизации 1м2 оконного блока с использованием ленточных герметиков фирмы Иллбрук за вычетом стоимости пенополиуретана составляет 378 рублей.
Таким образом, экономический эффект от применения разработанных герметиков составит 139 рублей на 1 м2 оконного блока по сравнению с применением материалов ООО «Робитекс» и 276 рублей по сравнению с  материалами фирмы  Иллбрук.

Список литературы

1. Хайруллин И.К., Харо О.Е., Коровяков В.Ф., Фролов А.А.. Новые, приспособленные к российским климатическим условиям, герметики для монтажа оконных блоков со стеклопакетами.// Светопрозрачные конструкции, 2005 , №6 стр.50-51.
2. Андрианов К.А., Соболевский М.В. Высокомолекулярные кремнийорганические соединения.М. Оборониз, 1949.
3. Миков.В.Л. Герметизирующие материалы для монтажа оконных блоков.// Светопрозрачные конструкции.2005 №5 стр.15-20.
4. Hautekeer J.P. Innovative sealants and adhesives solutions for windows assembly and installation.// International Conference/ Moscow, 2005.
5. Heinz Lucke Aliphatic Polysulfides. Basel, New York. 1994
6. Румянцев Н.Ю. Расчеты и просчеты.// Светопрозрачные конструкции, 2005 №6 стр.60-61.

Авторы: к.т.н. И.К. Хайруллин, зав. лабораторией ФГУП ВНИПИИстромсырье, к.т.н. М.П. Поманская, вед. научн. сотрудник ФГУП ВНИПИИстромсырье, к.т.н. Н.Д Серебренникова, зав. лабораторией ГУП НИИМосстрой, А.А.Фролов, главный технолог ЗАО «Моспромстрой»

www.kzck.ru