Чем обработать цоколь от влаги: Чем обработать цоколь фундамента от влаги

Содержание

Чем обработать фундамент дома от влаги?

Гидроизоляция – одна из наиболее ответственных стадий при постройке здания. Правильно выполненные изоляционные работы гарантируют защиту фундамента дома от влаги и иных факторов окружающей среды. Не секрет, что в момент заливки бетона происходит утечка смеси. Субстанция реагирует на грунтовые воды, что приводит к ослабеванию фундамента, попаданию влаги в стены дома и образованию в них трещин. Выбор материалов, которыми можно обработать фундамент, сегодня достаточно широкий.

Правила выполнения гидроизоляции

Каждый процесс, который сопровождает строительство, имеет свои особенности. Если ими пренебрегать, то можно испортить весь замысел и получить неприятные последствия. Разберем важные моменты, требующие повышенного внимания при выполнении действий, направленных на защиту цоколя вашего дома от влаги.

  1. Чтобы понимать, какой тип изоляции подходит для вашего жилья, необходимо установить уровень грунтовых вод.
  2. Если вы создаете свой фундамент на сыпучих грунтах, то следует предотвратить возможные затопления или паводки из-за обильных осадков.
  3. Обратите внимание на тот фактор, что почва имеет свойство вздуваться. Это явление происходит из-за постоянного изменения погодных условий и возможности воды расширяться или сужаться при процессах замерзания в зимний период и оттаивания в весенний. Таким образом, структура воды меняется, что вызывает деформацию фундамента.
  4. Учитывайте условия, при которых здание будет эксплуатироваться. Если вы строите объект для коммерческих целей, например, складские помещения, то уровень гидроизоляции нужно выбрать самый лучший.
к содержанию ↑

Гидроизоляция фундамента деревянного дома

Итак, с какими же сложностями вы можете столкнуться при постройке собственного жилья? Если ваш выбор пал на постройку деревянного дома, то специалисты рекомендуют использовать горизонтальную гидроизоляцию для защиты от влаги еще при проведении подготовительных работ. Система дренажа имеет прямое отношение к горизонтальной гидроизоляции и обязательно применяется там, где существует высокий уровень грунтовых вод.

Если говорить о специфике подготовки, то она осуществляется поэтапно: Первым делом вырывается котлован под дом, на его дно высыпается глина (слой примерно 20-30 сантиметров), данный слой тщательно утрамбовывается. Поверх глины укладывается слой бетонного вещества – стяжки (примерно 5-7 сантиметров). Застывание бетона происходит по истечении десяти дней, после чего можно приступать к обработке фундамента битумной мастикой и укладке первого слоя рубероида.

Далее в процессе создания деревянного дома алгоритм будет повторяться: слой рубероида на обработанную поверхность фундамента битумной мастикой. Важно не забывать (особенно в домах, где есть цоколь) о защите верхнего слоя основания деревянного дома, ведь на него будет давить деревянный объект.

к содержанию ↑

Горизонтальная гидроизоляция

Горизонтальная гидроизоляция фундамента нужна для предотвращения попадания влаги. Фундамент сделан из пористых материалов, поэтому впитывает воду. Если влажная поверхность замерзла, существует риск образования трещин. Увлажненные фундамент способствует возникновению грибков и плесени. Если правильно сделать изоляцию от влаги по горизонтали, то можно предотвратить негативные последствия от проникновения влаги.

Виды гидроизоляции:

  • рулонная, производится перед возведением стен оклеечным или наплавным способом на подготовленной поверхности;
  • пропиточная, делается во время строительства здания или непосредственной его эксплуатации.
к содержанию ↑

Оклеечная гидроизоляция

Для выполнения оклеечной гидроизоляции нужно устройство, которое выравнивает стяжки. Его делают из смеси песка, бетона и специального наполнителя. Материал для изоляции – рулонный, на основе полимеров или битума.

Как делается оклеечная гидроизоляция:

  • поверхность выравнивается стяжкой, в которую добавляют присадки для увеличения сопротивления влаге;
  • на стяжку наносится грунтовка из праймера на основе битума или воды. После высыхания грунтовки наносится мастика;
  • если выбран рулонный материал, то он укладывается на мастику до того, как она высохнет. Когда материал имеет клейкий слой, то его лучше укладывать после высыхания мастики. Для наплавной изоляции нужна пропановая горелка, чтобы нагреть материал и раскатать по поверхности;
  • материалы накладывают несколькими слоями;
  • для помещения с подвалом гидроизоляцию накладывают под подошву фундамента – в месте, где заканчивается цоколь. Если здание без подвала, достаточно гидроизоляции фундамента от стен.
к содержанию ↑

Проникающая горизонтальная гидроизоляция фундамента

Обмазочную проникающую изоляцию от влаги делают из раствора цемента и химических активаторов. Раствор кристаллизируется при взаимодействии с бетонной поверхностью и образовывает влагонепроницаемый слой.

Как делается обмазочная гидроизоляция:

  • фундамент зачищается, удаляются загрязнения;
  • раствор цемента смешивают с водой, химическими активаторами и наполнителем;
  • бетонную поверхность увлажняют;
  • наносится раствор цемента;
  • на 2-3 дня оставляют поверхность — до полного высыхания раствора.
к содержанию ↑

Инъекционная гидроизоляция фундамента

Инъекционная гидроизоляция – это насыщение фундамента гелевым раствором через специальные отверстия. Раствор проникает на глубину до 0,5 метра, при контакте с водой он набухает и закрывает отверстия, чтобы влага не проникала в фундамент.

Как делают инъекционную гидроизоляцию:

  • изнутри поверхность очищается от грязи;
  • рассчитывается количество отверстий и их размещение. Расположение выбирается такое, чтобы получилось залить сплошной слой раствора под фундамент;
  • пробуриваются отверстия под углом, потом вставляют специальные насадки для заливания раствора;
  • насосами с низким давлением закачивают в отверстия полимерный гель;
  • вынимают насадки и заделывают отверстия цементом.

Горизонтальная гидроизоляция всех видов высокоэффективна, но для максимальной защиты следует сделать и вертикальную изоляцию от влаги.

к содержанию ↑

Гидроизоляция по вертикали

Вертикальная гидроизоляция – это способ борьбы с повышенной влажностью, при котором укрепляются стены основания здания и цоколь. Она возможна как на стадии строительства объекта, так и при проведении подготовки к строительству.

Вертикальная гидроизоляция производится с внешней стороны основания здания и наносится до уровня тротуара либо отмостки. При этом существуют несколько видов вертикальной гидроизоляции.

к содержанию ↑

Битумная гидроизоляция

Использование битумной гидроизоляции считается самым простым и доступным способом. Суть заключается в том, что подрядчики обрабатывают битумной мастикой фундамент, в результате чего вещество проникает во все щели и зазоры, заполняя их. Такая особенность битумной мастики способствует защите от влаги, а, следовательно, обеспечивается прочность основания деревянного дома.

Если вы купили битумный брусок, вам следует растопить его до жидкой консистенции в какой-либо емкости, после этого нужно смесь нанести несколькими слоями (от двух до четырех). Важно помнить, что растопленной битумной мастикой поверхность нужно обрабатывать за один раз, ведь повторное топление вещества приведет к утрате полезных свойств.

Плюсы:

  • простота в использовании;
  • доступность строительного материала;
  • невысокая стоимость.

Минусы:

  • не очень высокий уровень гидроизоляции;
  • сравнительно небольшой срок службы мастики – до 15 лет.
к содержанию ↑

Рулонная гидроизоляция

Рулонная гидроизоляция деревянного дома с помощью рубероида – это нанесение слоя одного из его видов: техно- или изоэласта. Такой способ может существовать как самостоятельный, так и в качестве дополнения предыдущего вида изоляции. Процесс установки защиты очень напоминает укладку кровли. Нужно взять специальную горелку, нагреть рубероид и наложить его внахлест на цоколь, уже обработанный битумной смесью. Стыки рубероида тоже нагреваются и фиксируются.

Плюсы:

  • долгий срок службы – до 50-ти лет;
  • приемлемая цена.

Минус – достаточно тяжелый процесс для самостоятельного выполнения.

к содержанию ↑

Гидроизоляция с помощью штукатурки

Гидроизоляция с помощью штукатурки подразумевает создание однородной смеси для укрепления деревянного дома из самой штукатурки с добавлением компонентов, стойких к любому уровню влаги. Цоколь пропитывают за счет нанесения вещества шпателем на стены фундамента. Такой состав не просто защищает от попадания грунтовых вод, но и выравнивает само основание объекта.

Плюсы:

  • невысокая стоимость материалов;
  • простота нанесения гидрозащиты.

Минусы:

  • небольшой срок службы – до 15 лет;
  • возможность образования трещин со временем;
  • недостаточно высокий уровень защиты от влаги.
к содержанию ↑

Жидкая резина

Если вы решили использовать жидкую резину, то цоколь будет надежно защищен, ведь она прекрасно распыляется и долго служит вашей семье. Перед тем, как наносить вещество, фундамент и цоколь следует обработать специальной грунтовкой.

Различают два вида жидкой резины – эластомикс и эластопаз. Первый тип наносится одним слоем и застывает в течение нескольких часов. После открытия емкости со смесью, вещество уже не будет долго храниться, его необходимо полностью использовать до схватывания. Что касается второго вида, то смесь можно нанести в два плотных слоя, а остатки будут храниться в емкости еще некоторое время.

Защита фундамента – очень важный этап при постройке дома, поскольку от того, как она проделан, будет зависеть дальнейшая эксплуатация здания. Если все сделать правильно, то дом простоит многие годы.

Поверьте, это всего лишь некоторые советы, как защитить цоколь и фундамент вашего дома. Специалисты помогут определить уже в период проведения первоначальной подготовки, какой же тип изоляции от влаги лучше для цоколя именно вашего дома.

технология, материалы и их достоинства, инструкция по гидроизоляции

Для того чтобы придать основанию любого сооружения прочности и стойкости, необходимо заранее позаботиться о том, чтобы решить, чем обработать фундамент от влаги.

К сожалению, множество современных технологических конструкционных материалов имеют пористую структуру, именно поэтому они характеризуются наличием гипертрофированной способности впитывать и удерживать лишнюю влагу. Такое свойство, естественно, негативно сказывается как на прочности самого основания, так и всего сооружения.

Наиболее стойкие конструкционные материалы, среди которых бетон и строительный камень, изнутри начинают трескаться под влиянием влаги.

Существует несколько основных технологий, которые защищают фундамент. Каждая из них обладает рядом функциональных преимуществ и недостатков, которые будут рассмотрены ниже.

Технологии: с помощью чего можно обезопасить конструкционное основание от намокания

Фундамент без изоляции

Защита фундамента от влаги может осуществляться при помощи обустройства гидроизоляции. Ее тип подбирается в зависимости от функциональных характеристик возводимого сооружения, климатических особенностей территории и подстилающей поверхности, которая станет основой для дома.

Конструкция гидроизоляции бывает двух типов:

  • горизонтальная;
  • вертикальная.

Последняя монтируется на лицевой стороне основания сооружения. Она наносится, начиная от тротуара либо цокольной конструкции. Именно так можно уберечь фундамент от разрушительного действия почвенных вод.

Первый, горизонтальный вариант монтажа гидроизоляции производится, чтобы влага не проникла в зону подвала и не разрушила его стены. Помимо этого, обработка фундамента от влаги защищает его и от проникновения воздушных потоков, создавая неблагоприятный микроклимат в помещении.

Второй вариант конструкции, который будет рассмотрен ниже, этого недостатка лишен.

Далее речь пойдет о том, как защитить фундамент от влаги при помощи приема гидрофобизации. Это процесс обработки конструкции основания сооружения специальными средствами – органическими соединениями кремния, которые должны в обязательном порядке разводиться с помощью воды. Гидрофобизаторы – это не только качественные влагостойкие материалы, но и надежная защита фундамента от грязи и пыли.

Защита фундамента от влаги

Использование такого метода обработки основания конструкций имеет такие преимущества:

  1. стены, которые были качественно обработаны с использованием гидрофобизаторов, устойчивы к граффити – не придется тратить дополнительные средства на ремонт;
  2. значительная морозоустойчивость конструкций;
  3. влагоотталкивающие средства «не подпускают» к стенам плесень и грибки; изначальный цвет строительных материалов сохраняются;
  4. гидрофобизаторы можно наносить даже на влажное основание.

Защитный механизм характеризуется тем, что после осуществления процедуры покрытия гидрофобизаторами фундамента, формируется специальное влагоустойчивое покрытие, своеобразная тонкая полимерная пленка, она плотно забивается в поры, защищая их от попадания природной влаги. К тому же, изоляция фундамента от влаги еще и очень долговечна.

Технология обработки: специфика процедуры

Осуществлять данную процедуру можно с помощью уже готовых растворов либо их концентрата, которые можно приобрести в любом строительном магазине.

Для того, чтобы наносить специальную строительную смесь на рабочую возу, понадобятся вполне доступные инструменты:

Устройство цоколя фундамента

  1. широкая кисть;
  2. стандартный валик;
  3. пульверизатор.

Любой из этих приспособлений великолепно справится с поставленной задачей по обработке гидрозащитным средством основания возводимого сооружения.

В случае, если защита цоколя фундамента от влаги осуществляется с использованием специальных концентратов, то для начала следует тщательно изучить прилагаемую к строительной смеси подробную инструкцию, в которой четко прописано, как именно стоит разбавлять средство.

Работу с раствором можно начинать сразу же, правда, не стоит забывать о предварительной очистке фундамента от всех загрязнений, пыли, другого вредоносного налета.

В случае, если вы обнаружили на основании строительной конструкции признаки наличия гниения либо же плесени, то стоит обязательно обработать поверхность с применением антисептиков и специальных химических соединений. Ели же стены покрыты штукатуркой рыхлого свойства, их необходимо очищать при помощи механических движений.

Вещество – гидрофобизатор необходимо тщательно равномерно нанести на фундамент до тех пор, пока не появится характерный блеск. Если базовый материал характеризуется повышенной степень пористости, то смесь наносится в два слоя.

Гидроизоляционная сетка

Лучше наносить гидрофобизатор в теплую сухую погоду – так вы максимизируете защитный эффект смеси.

Важно, что влагоотталкивающая смесь является наиболее приемлемым ответом на вопрос, чем обработать фундамент от влаги, в случае наличия таких оснований;

  • строительного бетона;
  • деревянных;
  • металлических.

Стальные и железные элементы, кроме защиты от влаги, обретут «охрану» от коррозийных процессов, а это, в свою очередь, позитивно скажется на прочности фундамента в целом.

Что такое гидротехнические составляющие защитных водоотталкивающих смесей

Для того чтобы увеличить стойкость и прочность конструкции и защитить ее от нежелательной влаги, используют также специальные активные добавки. Они позитивно сказываются, в том числе, и на показателях морозостойкости сооружения в целом.

Они хорошо действуют на процесс укладки конструкций, выполненных из бетона, а также повышают его нерасслаиваемость и вязкость.

С применением таких элементов можно достигнуть того, что степень поглощения фундаментом влаги снизится в половину. Этого вполне хватит, чтобы не использовать никакие дополнительные технические приспособления и химические средства.

Для раствора важно соблюдать указанную на его упаковке дозировку – это поможет достичь оптимального эффекта гидроизоляции. Добавка непосредственно помещается в бетономешалку либо же в ту конструкцию, которая играет роль емкости, в которой разводится строительная смесь.

Влагозащита основания возводимого сооружения является обязательным условием того, что здание прослужит долгие годы и будет прочным, надежным и устойчивым.

Заключение

Когда наступают холода, большинство строителей всерьез задумываются о том, каким же образом произвести оптимальную защиту фундаментов сооружений от процесса воздействия на них влажной среды. Особенно этот вопрос актуален, если основание выполнено из минерального сырья – кирпича, природного камня, а также покрыто толстым слоем специальной отделочной штукатурки.

Существует несколько основных способов решения этой проблемы, основным из которых принято считать применение так называемых гидрофобизаторов – веществ, обладающих мощным влагоотталкивающим эффектом. Такие средства доступны по цене и действительно эффективны. Они легко наносятся и держатся на протяжении длительного периода эксплуатации любого здания.

Такие составы обладают великолепной способностью достаточно глубоко – до 20 мм – проникать вглубь конструкционных строительных материалов, и осуществлять при этом надежную их защиту от намокания.

Данный прием уместен как альтернатива достаточно дорогим комплексам для фасадного утеплителя, и, в то же время, помогает навсегда решить проблему, связанную с вечно сырыми стенами в уже неновых домах.

Пропитка влагозащитного действия наносится на фундамент в несколько слоев с применением таких специальных инструментов как распылитель либо же широкая кисть. Поверхность должна отстояться в течение 24 часов, после чего она и приобретает гидрофобные характеристики.

Обработать основание сооружения специальными средствами самостоятельно просто – это не требует от строителя дополнительных навыком и сложных технических приспособлений. Помимо того, что гидрофобизатор защищает фундамент от влаги, он играет еще и роль антисептика, который предохраняет конструкционную базу сооружения от вредоносных биохимических агентов.

Гидроизоляция – это то, что поможет фундаменту служить долго, и обеспечит дому прочность, надежность и устойчивость

Защита фасада и цоколя от влаги


           В условиях современной экологии и местного климата особенно страдают фасады зданий. Основными проблемами фасадов являются выкрашивающие участки, высолы, следы биокоррозии (поселения грибковых колоний и даже водорослей на цоколях и выше), а также отслоение краски или облицовочной плитки. Попробуем препарировать все эти проблемы и выяснить, отчего происходят все эти неприятности с фасадами.

           Итак, разрушение кирпичного, бетонного или оштукатуренного фасада часто объясняется невысокой маркой материалов по морозостойкости. Оценивается эта марка по количеству циклов «мороз_оттепель», которое способна выдержать конструкция без разрушения, при этом заморозок оценивается как понижение температуры ниже -30С продолжительностью не менее 12 часов, а оттепель  как повышение температуры до +10С на тот же период времени, что обуславливает промерзание или оттаивание наружной поверхности около 20 — 25 мм. Количество таких циклов для Московского региона в среднем равно 14 в год.

           А теперь о механике разрушения при замораживании   оттаивании. Холода обычно приходят вслед за дождливым периодом. Кирпич и бетон оба достаточно пористые материалы и набирают немало влаги во время дождей, а также не стоит забывать о капиллярном подсосе грунтовой влаги (в старых зданиях горизонтальная гидроизоляция, если она есть, со временем утрачивает свои изоляционные свойства и не может препятствовать подъему воды с уровня фундамента до уровня стен). При замерзании вода увеличивается в объеме приблизительно на 9%. Лед пытается раздвинуть размеры пор бетона, штукатурки или кирпича, в результате в строительных конструкциях возникают напряжения и, как следствие, микротрещины. Со временем они превращаются в макротрещины, и в итоге  разрушение.

           Второй, не менее важной, проблемой является наличие высолов на фасадах. Высолы можно классифицировать по нескольким причинам их появления. Основной причиной появления высолов можно назвать карбонизацию. Так будучи пористыми, бетон и цементно-песчаный раствор хорошо впитывают углекислый газ, кислород и воду. В результате известь, образующаяся при гидратации цемента и создающая сильнощелочную среду (бетоны и растворы на цементе имеют рН 12 _ 14), нейтрализуется путем образования карбоната кальция, что приводит к снижению щелочности, а значит, к коррозии бетона, раствора и стальной арматуры. Другой причиной высолообразования является воздействие солей серной кислоты. Этот процесс получил название «сульфатной коррозии». В результате воздействия сульфатов на цементосодержащие составы образуются новые продукты снаружи и внутри структуры бетона, образование которых приводят к увеличению объема, что влечет за собой образование трещин в бетоне и последующий разлом конструкции. И наконец, последней из основных причин появления солей на поверхности конструкций следует назвать воздействие хлоридов. Чаще всего хлориды попадают на поверхность конструкций в виде растворов солей, использующихся для борьбы с наледью на дорогах, а также с водой затворения, которую обычно берут из водопровода, а она, как известно, сильно хлорирована. В результате реакции хлоридов, щелочей и аморфного кварца образуются щелочные силикаты, которые увеличиваются в объеме под воздействием атмосферной влаги и являются причиной образования трещин, в которых заметны типичные белые потеки. Все эти коррозии, как видно из вышеперечисленного, не только приводят к потере удовлетворительного декоративного вида строений, но и способны привести к раннему разрушению и покрытия, и самой конструкции. Теперь от коррозии техногенной перейдем к биокоррозии. Этим термином называют эффект разрушения конструкций продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, грибков, мхов, водорослей. Главным условием поселения этих представителей флоры и фауны на конструкциях является влага. Особенно велика влажность тех частей конструкций, которые находятся в непосредственной близости от грунта (выше упоминался капиллярный подсос воды). Поэтому часто плесень, мшаники и зеленые островки разрастающихся водорослей можно обнаружить именно на цоколях. Также нужно отметить способность паразитов проникать глубоко в конструкции и там также вести свою «подрывную» деятельность.

           И последним пунктом потери декоративности фасадов было обозначено отслоение облицовочного слоя (краска или керамическая плитка). Обычно такого рода разрушения возникают на цоколях. Сразу нужно сказать, что цоколь — это выветриватель фундаментной влаги, а значит, должен быть выполнен из «дышащих» материалов. Паронепроницаемая оболочка в виде окраски или керамической плитки не дает возможности цоколю выполнять свое прямое назначение. В результате замерзающая под облицовкой влага, увеличиваясь в объеме, отжимает покрытие, мешающее цоколю «дышать». Надо заметить, что в случаях, когда облицовка на цоколе все-таки приклеена надежно, могут возникать проблемы другого рода: влага поднимается вверх, отсыревают стены, возникают биопоражения и появляется устойчивый запах сырости и гнили внутри помещений, разрушается штукатурка над цоколем и с течением времени возможно разрушение самих ограждающих конструкций.

           Для защиты конструкций и фасадов рекомендуются к использованию специальные санирующие смеси на цементной основе, призванные решить все вышеперечисленные проблемы с отделкой фасадов и последствиями неправильно выполненных работ. Их две: WASCON ML11 санирующая смесь для работ внутри помещений и WASCON ML12  санирующая штукатурная смесь для наружных работ. Высокая плотность растворов определяет низкое водопоглощение, а значит, достаточно высокие гидроизоляционные свойства, а также повышенную морозостойкость (не менее 600 циклов замораживания _ оттаивания). Входящие в состав модификаторы гидрофобного действия препятствуют миграции влаги и солей внутри штукатурного слоя и не допускают появление высолов на поверхности, а также предают смеси некоторые фунгицидные и альгицидные свойства (препятствуют появлению грибов, плесени и водорослей). Этот материал не позволяет влаге конденсироваться на поверхности, но и не препятствует выходу паров из конструкции.

           Для устранения биокоррозии на бетонных конструкциях часто применяют противогрибковый состав проникающего действия WASCON MP4, конструкции из кирпича обрабатывают биоцидными растворами и покрывают полимерцементной шпатлевкой WASCON MA15.

           Особого внимания заслуживает процесс восстановления горизонтальной гидроизоляции методом инъекцирования составов проникающего действия в толщу конструкций (набивная гидроизоляция). Для этого в конструкции стены с внутренней и внешней сторон на высоте 150 _ 200 мм выше уровня отмостки или тротуара под углом 45 _ 60 от вертикали высверливаются в шахматном порядке шпуры диаметром 25 — 30 мм на глубину не менее 2/3 толщины стены. Расстояние между отверстиями _ около 200 мм. В высверленные шпуры под давлением или самотеком вводится смесь WASCON MP5. Врастающие в поры конструкции кристаллы уплотняют бетон на глубину около 10 см, тем самым отсекая подземную часть здания от наземной и создавая заслон капиллярной и напорной воде.

«Перейти к просмотру «Типовых решений»
Поделиться:

 

 

Защита цоколя фундамента от влаги


Гидроизоляционные цокольные работы

Защита цоколя от влаги является необходимой и первостепенной задачей при формировании цокольной части дома. Цоколь представляет собой связующее звено надземных конструкций сооружения с его фундаментальным подземным основанием. Прочность цоколя в значительной мере определяет устойчивость всей конструкции. В процессе строительства он обеспечивает необходимую поверхность для сооружения фасадных стен. В дальнейшем его основной функцией будет защита от проникающей атмосферной и грунтовой влаги.

Схема отделки цоколя сайдингом.

Между тем само подножие дома больше всего страдает от сырости и становится самым уязвимым местом в строении. Оно принимает на себя последствия ливневых дождей, таяния снега, ведущих к разрушению. Поэтому гидроизоляция цоколя необходима, кроме того она требует внимательного отношения к выбору защитных средств, которые способны достойно противостоять агрессивному действию воды.

Средства и способы защиты цоколя дома от влаги

Гидроизоляция цоколя.

Выбирая материалы для гидроизоляции цоколя, необходимо учитывать, что работы проводятся в двух направлениях:

  • вертикальная защита, которая предполагает нанесение покрытия на стеновую поверхность;
  • горизонтальная защита — укладка гидроизоляции между стенами цоколя и фундаментом.

Горизонтальной изоляции дома под силу препятствовать проникновению капиллярной влаги в надземные конструкции здания. Она реализуется с применением рулонных материалов. Наиболее распространенными среди них являются рубероид и толь. Толь обладает картонной основой, поэтому при его выборе стоит понимать, что рассчитывать на длительный эксплуатационный срок не приходится.

Современные рубероидные покрытия более эффективны. Они изготавливаются из эластомерного битума, а роль несущего слоя выполняют полиэфирные нетканые материалы или прочное стекловолокно.

Вертикальная защита цоколя очень вариативная и может выполняться различными способами гидроизоляционной обработки.

  1. Намазывание предполагает применение битума и его аналогов. Густая консистенция материала дает возможность добиться толстого защитного слоя на поверхности дома. Однако данный материал не отличается высокими показателями прочности. Он слишком неустойчив к механическим повреждениям. Инновационные строительные материалы, например, жидкое стекло, гораздо долговечней и эффективней.
  2. Для окрашивания используются защитные лаки и краски. К достоинствам можно отнести ценовую доступность и простоту процесса нанесения.
  3. Процесс пропитки основывается на использовании жидких полимеров и синтетических смол.
  4. Оклеивание позволяет использовать широкий спектр рулонных гидроизоляторов.

Подбирая средство, которое поможет обработать цоколь, необходимо учитывать совместимость со стройматериалом, использованным для возведения цоколя.

Вернуться к оглавлению

Схема утепления цоколя для деревянного дома.

Преимущество проникающей гидроизоляции кроется в том, что она способна проникать в толщу бетона на 90 см. Она движется по тем же трещинам и капиллярам, по которым могла бы перемещаться влага. Проникнув в толщу бетона, материал вступает в реакцию с составляющими бетона.

Гидроизоляция проникающего типа заполняет все мелкие полости бетонной конструкции дома, благодаря чему материал обретает прочность (прочность бетона увеличивается на 20%). Химический состав делает ее устойчивой к воздействию кислот, щелочей и нефтепродуктов, кроме того, она не подвержена механическому воздействию.

Очистите поверхность от пыли и строительного мусора. Разведите сухой порошок в воде, следуя инструкции на упаковке, тщательно размешайте смесь до гомогенного состояния. Наносить смесь необходимо на увлажненную поверхность бетонной конструкции. Нанесите на цоколь первый слой проникающей гидроизоляции, после ее высыхания нанесите второй. Специалисты рекомендуют проводить гидроизоляцию проникающими материалами при помощи синтетических кистей или специального растворонасоса. Обрабатывать цоколь дома данным видом материалов можно только при температуре выше нуля.

Вернуться к оглавлению

Схема гидроизоляции цокольного этажа.

Под рулонными материалами понимают битумную, полимерную и синтетическую гидроизоляцию. Материал наклеивается на все конструкции цоколя дома. Обычно наружные стены покрываются несколькими слоями гидроизоляции. Если дом расположен в местности с большим количеством грунтовых вод, то количество слоев может быть увеличено до пяти.

Слои изоляции клеят к внешним стенам цокольного этажа, располагая их внахлест. Данный вид изоляции не устойчив к повреждениям, поэтому на расстоянии 1 см от поверхности гидроизоляционного слоя возводится кирпичная стенка в полкирпича или устанавливается железобетонный блок. Пространство между защитной стенкой и гидроизоляцией заполняют битумной мастикой. Работы по монтажу можно проводить при температуре окружающей среды не ниже отметки в 10°С.

Вернуться к оглавлению

Схема строительства цокольного этажа.

Защищая поверхность цоколя от влаги, стоит обратить внимание на обмазочные материалы, которые наносятся на внутренние и внешние поверхности. Если мастика наносится с внешней стороны стены, влага лишается возможности проникать в помещение. Существует несколько разновидностей обмазочных материалов: битумные мастики, цементно-полимерная гидроизоляция, полимерно-битумные мастики.

Мастики на основе битума наиболее доступны, однако имеют короткий срок службы. После эксплуатации в течение 5 лет под действием низких температур битумный материал разрушается, а наружная влага проникнет в помещение.

Цементно-полимерная и полимерно-битумная гидроизоляция более устойчива к морозным условиям. При их монтаже необходимо обеспечить защиту от механических повреждений. Очистите поверхность, нанесите мастику несколькими слоями в зависимости от влажности и просушите конструкцию.

Вернуться к оглавлению

Гидроизоляцию кирпичного цоколя выполняют несколькими способами:

  • выполнить кладку из кирпича, предварительно обработанного гидрозащитной пропиткой в заводских условиях;
  • использовать битумную смазку, нанесенную на поверхность в несколько слоев;
  • покрыть рубероидом;
  • применить строительную смесь специального проникающего состава.

В основе последнего метода лежит действие активных компонентов смеси, которые, попав во влажные микротрещины или поры, закупоривают их собственной кристаллизацией.

Вернуться к оглавлению

Использование рулонных материалов считается традиционным способом гидроизоляции. Благодаря современным технологиям появилась возможность использовать рубероид повышенной прочности: стеклоизол и гидроизол.

Горизонтальная гидроизоляция цоколя чаще всего проводится двухслойной укладкой рубероида, однако количество слоев может увеличиваться в зависимости от влажности грунта. Вертикальное оклеивание проводят снизу вверх по всей высоте с помощью битумных мастик.

При применении горячих смесей важно поддерживать указанный температурный режим. При перегревании битума снижается его вязкость и повышается вероятность возникновения ряда дефектов: вздутий, трещин, разрывов.

Вернуться к оглавлению

Чтобы полноценно защитить дом от влаги, должна проводиться гидроизоляция цоколя снаружи и изнутри. Работы по внутренней изоляции выполняется сразу при возведении. Они подразумевают выполнение горизонтального защитного слоя с использованием рулонных изоляторов сверху цоколя. Усилить эффект можно двойной горизонтальной защитой, когда изоляционные материалы укладываются в верхней и нижней части цоколя (на уровне 200 мм от отмостки).

Для внешней гидроизоляции можно применять любой способ вертикальной защиты, удовлетворяющий предъявляемым требованиям. При наличии высоких грунтовых вод вертикальную гидроизоляцию внутренней части цоколя желательно выполнять в подвальном помещении. В данном случае особое внимание необходимо уделить местам примыкания цоколя к полу. Их обрабатывают жидким стеклом, оклеивают геомембраной или наносят обмазочную проникающую гидроизоляцию.

Если при строительстве не были приняты необходимые меры, позволяющие защитить цоколь, то проводить гидроизоляцию изнутри подвала будет достаточно проблематично. Отрицательное давление воды на отрыв не даст возможности эффективно применить традиционные изолирующие материалы. В этом случае мастичные и рулонные средства окажутся бесполезными. Устранить течи можно будет только регулярным использованием ремонтных смесей на основе цемента.

Гидроизоляция кирпичного цоколя – самостоятельно

| 29 февраля | Дом своими руками, Фундамент |

Материал кирпича способен впитывать влагу. При сооружении кирпичного цоколя опасность представляет влага, находящаяся в грунте, поэтому вопрос необходимости создания гидроизоляции очень актуален. Существует ряд методик создания защиты цоколя от воздействия влаги, которые вполне доступны для самостоятельного выполнения.

Необходимость гидроизоляции

В большинстве случаев обстоятельства складываются так, что в процессе сооружения фундамента выясняется, что без надежной защиты дома от воздействия влаги не обойтись. Задуматься о необходимости гидроизоляции кирпичного цоколя вынуждают следующие факторы:

  • расположение грунтовых вод на высоком горизонте;
  • строительство ведется в низине, что связано с риском скопления атмосферных осадков;
  • наличие поблизости водоема;
  • дождливый климат;
  • существенные перепады температур в зимний период;
  • в доме имеется подвальное помещение.

Важно: Если дом оборудован подвалом, то устройство гидроизоляции должно проводиться более тщательно. Только при условии сухого подвала можно его использование по назначению без ущерба конструкции всего здания.

Защита цоколя от влаги – обязательное мероприятие, независимо от того, какой высоты этаж и для чего он предназначен. В результате достигаются следующие цели:

  • возрастает межремонтный период и увеличивается эксплуатационный срок всего сооружения;
  • не допускается развития грибков и плесени;
  • имеется возможность круглогодичного использования помещений, расположенных на уровне цоколя в подвале.
Кирпичный цоколь нуждается в гидроизоляции

Структура кирпича характеризуется гигроскопичностью и склонностью к трещинообразованию. Без надежной защиты поверхности материала влага по капиллярам переместится на стены, где продолжит свой путь, разрушая конструкцию. При этом возникают благоприятные условия для развития плесени, борьба с которой, как правило, не дает положительного эффекта. Ни один из облицовочных материалов не способен противостоять воздействию микроорганизмов, поэтому интерьер будет безвозвратно испорчен. Помимо этого бактерии негативно влияют на здоровье человека, и приводят в негодность вещи и одежду.

Варианты защиты цоколя от воздействия влаги

С целью создания преграды для перемещения грунтовых вод в кирпичной кладке цоколя применяют вертикальную и горизонтальную гидроизоляцию. Устройство первой из них производится путем нанесения покрытия вертикально, при сооружении второй настилают материал горизонтально. При их правильной комбинации достигается максимальный эффект от защитных мероприятий.

Влагозащита кирпичного цоколя

Горизонтальная защита
Гидроизоляционный материал

Для предупреждения развития разрушительных процессов от воздействия влаги на цоколь производят организацию двух слоев гидроизоляции с применением толи или рубероида. При этом может быть допущена характерная ошибка: изоляция устраивается до начала кладки стены дома, то есть исключают возможность проникновения влаги в стену, а цоколь остается подвержен воздействию грунтовой воды. В таких условиях он очень быстро приходит в негодность.

Чтобы это не произошло, не следует сокращать расходы за счет экономии материалов. Рекомендуется работы по гидроизоляции проводить на двух участках. Первый из них расположен на высоте 200 мм относительно отмостки, а второй – сверху цоколя.

Атмосферные осадки наблюдаются периодически, а ущерб, который они наносят, несопоставим с уроном от грунтовой влаги. Специалисты не настаивают на сооружении гидроизоляции по цоколю, но считают это мероприятие желательным.

Отмостка
Кирпич – качественный материал

Для исключения возможности проникновения влаги в кирпичный цоколь сооружается дренаж с последующем устройством отмостки, которая располагается по периметру дома. Ее конструкция должна предусматривать небольшой уклон порядка 2-3°, направленный от дома. Ширина отмостки составляет 700-800 мм. Желательно, чтобы эта величина была больше на 200 мм, чем карниз. Это не допустит размывание грунта в непосредственной близости с домом.

При сооружении отмостки предъявляются повышенные требования к месту, где она стыкуется с цоколем, так как велик риск образования трещин. Это происходит вследствие усадки отмостки на утрамбованном грунте. Подходящими герметизирующими материалами на основе уретана и тиокола.

Выполнение внешней гидроизоляции

Виды вертикальной изоляции

Целесообразно устраивать гидроизоляцию цоколя по ходу процесса строительства. В противном случае не избежать неудобств и проблем при проведении работ в здании, которое эксплуатируется. Снаружи цоколь в обязательном порядке требует создания защиты от воздействия влаги.

Водонепроницаемый слой может быть получен использованием обмазочной, оклеечной, окрасочной или проникающей гидроизоляции.

Обмазочная

Создание общей гидроизоляции наружной части фундамента с цоколем является оптимальным решением для создания комплексной защиты. С этой целью рекомендуются применение жидкой резины или битумно-полимерной эмульсии.

Жидкая резина характеризуется хорошим сцеплением с поверхностью, выполненной из любого материала. В результате получится покрытие в виде монолита, исключающее образование швов по всей высоте. Она проникает в трещины и поры кирпича и делает их водонепроницаемыми. Высокие эластичные качества материала не дают нарушиться целостности покрытия даже при возникновении трещин в фундаменте. При необходимости организовать защиту больших площадей применяется способ напыления, который требует использования специального оборудования. В случае малых объемов работы проводятся вручную. Этот материал считается наилучшим для создания гидроизоляции кирпичной кладки.

Битум – широко распространенный материал. Технология его применения заключается в многократном нанесении материала на обрабатываемую поверхность. Подобная защита эффективна при ведении строительства на сухом грунте и прослужит максимум три года. Она имеет ограниченный срок эксплуатации и по его истечении растрескивается и выходит из строя. Однако использование битума позволяет существенно сократить расходы на сооружение гидроизоляции. Его можно наносить как внутри, так и снаружи.

Если экономическая сторона при сооружении гидроизоляции не является основной, то наилучший вариант – это создание защитного слоя из жидкого стекла. Этот материал сохраняет свои свойства с течением времени. Использование такой обмазки оптимально подходит при строительстве на влажных грунтах.

На обмазке могут возникать дефекты в виде вздутий, отслоений или трещин, возникших при усадке. Для их устранения прибегают к вырубке, зачистке и нанесению нового слоя водоотталкивающей смеси.

Работы по гидроизоляции
Оклеечная

Для создания гидроизоляции такого типа используют материалы, поставляемые в рулонах или в виде листов. К ним относят стеклоизол, гидроизол и ряд рубероидов, нанесение которых происходит путем наплавления.

Защита стен может быть выполнена рулонным рубероидом. Цена его мало отличается от стоимости битума, но материал обладает достаточно высокой надежностью. Нанесение рубероида требует создание ровной и сухой поверхности. Разогретый битум укладывается слоями внахлест на подготовленную поверхность.

Нанесения горячих смесей подразумевает необходимость соблюдения определенного температурного режима. В случае перегрева битум теряет вязкость, что является причиной возникновения разрывов, образования трещин и вздутия материала.

Материалом оклеечной гидроизоляции могут служить многослойные мембраны, нанесение которых осуществляется без каких-либо затруднений. Для этого при помощи горелки изолятор разогревается и с усилием прижимается к поверхности стены кирпичного цоколя. После этого, используя валик, мембрану разглаживают. Материал способен служить надежной защитой воздействию влаги и предупреждать образование трещин.

Нарушение технологии при подготовке поверхности также приводит к возникновению дефектов. При разрывах и трещинах место зачищают, наносят мастику и приклеивают полосу рулонного материала. При наличии вздутия производят крестообразный надрез, удаляют воду, и кромки вновь приклеиваются с помощью мастики. Поверх этого участка монтируют заплату из такого же материала. В случае проколов или разрывов поверхности изолятора заделка происходит при помощи накладок с конфигурацией, соответствующей форме повреждения.

Окрасочная

Эта гидроизоляция цоколя служит надежной защитой от эрозийных процессов, предупреждает выкрашивание поверхности и препятствует образованию мелких трещин. Стоимость материала и простота работ по устройству защиты сделали такую защиту от влаги очень популярной. Небольшой срок эксплуатации – основной недостаток таких составов.

Технология работ включает тщательную подготовку стен с обязательной последующей просушкой. Не допускается присутствие трещин, раковин и швов. Для их удаления применяют герметик. После этого наносится изолирующий материал в 2-6 слоев.

В местах соединений и в углах необходимо использование армирующей сетки или ткани. По окончании подготовительного этапа, поверхность подвергается грунтовке с применением мастики с подходящими свойствами. Для получения требуемого эффекта необходимо провести весь комплекс работ, который описан выше.

Небрежное проведение подготовительных работ может привести к образованию потеков, вздутий, трещин. Влажная поверхность также может послужить их возникновению. Ликвидация дефектов осуществляется путем зачистки повреждения и повторного нанесения выбранного покрытия.

Готовый цоколь
Проникающая гидроизоляция

Нередко встречаются ситуации, когда помещение цоколя подверглось подтоплению. В этих случаях самым эффективным способом гидроизоляции кирпичного цоколя является применение проникающих составов. Благодаря своим свойствам эти материалы глубоко проникают внутрь кирпича, где происходит их кристаллизация, что не дает доступа воде в поры.

Технология нанесения защитного состава может осуществляться следующими методами:

Инъекционный. Предварительно для создания отсекающей гидроизоляции производится бурение на всей площади поверхности отверстий с соблюдением шахматного порядка. Их глубина должна составлять 2/3 ширины кладки, диаметр – 25-32 мм, шаг – 250 мм. Затем в полученные полости вводится под давлением смесь.

Плаговая рубашка. В этом случае удаляют путем вырубки верхний слой кладки, расшиваются швы с последующим заполнением материалом, который не подвержен растрескиванию. Далее производится нанесение штукатурки, в состав которой внесены проникающие вещества. В заключении наносится проникающая гидроизоляция согласно указаниям производителя.

Гидроизоляция цоколя из кирпича

Гидроизоляция цоколя

Цоколь – это пространство между основными стенами и фундаментом. В большинстве случаев эту часть строения возводят из кирпича, который очень хорошо впитывает влагу. Влага из почвы разрушает кирпичный цоколь, поэтому очень важно защитить его с помощью гидроизоляционных материалов.

Основное назначение гидроизоляции между кирпичной кладкой и фундаментом – препятствие капиллярному поднятию влаги и защита основных конструктивных элементов от разрушения. Существует несколько причин, по которым делать гидроизоляцию просто необходимо.

Промерзание и разрушение стен

Если не изолировать линию стыка кирпича и бетонного фундамента, то влага из бетона попадет в поры кирпича. Зимой при замерзании объем влаги становится больше и происходит разрушение кирпича изнутри. Несколько циклов замерзания и оттаивания делают кирпичную кладку менее прочной, поэтому со временем в стенах цоколя появляются трещины.

к оглавлению ↑
Высолы на поверхности

Грунтовые воды характеризуются большим содержанием солей, а отсутствие гидроизоляции способствует их попаданию из фундамента в кирпичную кладку. Периодическое повышение и понижение температуры становится причиной роста солевых кристаллов внутри кирпича, а в процессе намокания и высыхания солевой налет выходит на поверхность кирпичной кладки. Высолы не только портят внешний вид строения, но и разрушительно действуют на материал. В результате строительная конструкция деформируется.

к оглавлению ↑
Повышенная влажность внутри строения

Отсутствие гидроизоляции между фундаментом и цоколем из кирпича становится причиной попадания влаги и в основные стены дома. В этом случае влажность в помещениях повышается, появляется запах сырости и проживание становится некомфортным. Кроме того портится внутренняя отделка, что приводит к незапланированному ремонту.

к оглавлению ↑
Появление грибка и плесени

Постоянная сырость и мокрые стены являются благоприятной средой для размножения вредных микроорганизмов.

Грибок и плесень на стенах могут восприниматься как визуальный недостаток, но также они причиняют большой вред здоровью. Их споры попадают в дыхательные пути и становятся причиной снижения иммунитета и острых респираторных заболеваний.

Гидроизоляция кирпичной цокольной кладки

Гидроизоляция кирпичной кладки

Для защиты цоколя, выполненного из кирпича, используется вертикальная и горизонтальная гидроизоляция.

к оглавлению ↑
Вертикальная гидроизоляция

В этом случае влагозащитные материалы наносятся на боковые поверхности верхней части фундамента, цоколя и нижних рядов кирпичной кладки основной стены. Это позволяет защитить от проникновения влаги стыковочные швы между этими частями конструкции.

Вертикальная защита выполняется несколькими способами:

Вертикальная защита цоколя

  • Окрашивание. Ранее мы писали о том, чем лучше красить цоколь фундамента. Такая гидроизоляция подразумевает нанесение на поверхность специальных лаков или красок. Преимуществом этого способа можно назвать простое выполнение работы и качественная защита поверхности, несмотря на тонкий слой влагостойкого материала. Недостатки у такой гидроизоляции также имеются, это регулярное обновление гидрозащиты вследствие недолгого срока службы такого способа.
  • Обмазочная гидроизоляция. Такой способ предполагает использование густых битумных составов, растворов на основе жидкого стекла или специальных цементосодержащих смесей. Они наносятся на поверхность слоем, толщина которого подбирается в индивидуальном порядке. В результате на поверхности образуется влагостойкая мембрана или непробиваемая корка.
  • Пропитывающая гидроизоляция. В этом случае применяются растворы на основе жидких полимеров или синтетических смол, которые способны проникать глубоко в структуру кирпича. Попадая в поры строительного материала, состав кристаллизуется и создает надежный барьер, препятствующий проникновению влаги. При этом на поверхности материала дополнительно образуется защитная пленка. Проникновение такой гидроизоляции внутрь материала достигает 20-25 см. Преимуществом влагостойкой пропитки является аккуратный внешний вид поверхности, что позволяет избежать дополнительной отделки цоколя.
  • Рулонная гидроизоляция. Популярность этого способа находится на высоком уровне, что объясняется наличием некоторых преимущественных моментов. Среди них большое значение имеют надежность и долговечность. Читайте подробную статью с пошаговыми инструкциями о том, как выполнить гидроизоляцию фундамента рулонными материалами.
к оглавлению ↑
Горизонтальная гидроизоляция

Основной функцией горизонтальной защиты является предотвращение капиллярного проникновения влаги от фундамента к цоколю и от цоколя к основным стенам.

В большинстве случае для этой цели используют рубероид. Материал укладывают в два слоя с нахлестом в 10-15 см, при этом применяется три способа:

  • Полотна гидроизоляционного материала укладывают на горизонтальную поверхность цоколя или фундамента и прижимают в нескольких местах тяжелыми предметами, чтобы материал не сдувало порывами ветра.
  • Листы рубероида приклеивают к поверхности битумной мастикой или расплавленным битумом.
  • Поверхность рубероида нагревают газовой горелкой, в результате этого происходит расплавление битумного слоя. Затем полотна приклеивают к защищаемой поверхности и склеивают между собой.
к оглавлению ↑

Гидроизоляция битумом

Битум можно назвать самым дешевым и надежным гидроизоляционным материалом. Чтобы защитить кирпичную кладку цоколя с его помощью, необходимо выполнить следующие действия:

Битумная гидроизоляция

  1. Обрабатываемую поверхность максимально выравнивают и очищают.
  2. Куски битума нагревают в большой емкости и доводят до текучей консистенции.
  3. С помощью кисточки или валика наносят расплавленный битум на поверхность фундамента или цоколя из кирпича.
  4. Для большей надежности гидроизоляционный материал наносят несколько раз.

Подробная информация о применении битумной мастики для гидроизоляции фундамента уже есть на нашем сайте, также как и информация о том, чем развести битумную мастику для фундамента.

к оглавлению ↑

Применение жидкой резины

Преимуществом этого гидроизоляционного материала является качественное сцепление с защищаемой поверхностью. После обработки на поверхности образуется сплошной бесшовный пласт, обеспечивающий высокую степень защиты.

Обработка выполняется в следующем порядке:

  • Поверхность хорошо очищают.
  • Наносят слой грунтовки глубокого проникновения.
  • С помощью шпателя или валика наносят гидроизоляционный материал.
к оглавлению ↑

Способы устранения возможных ошибок

Очень часто начинающие застройщики пренебрегают гидроизоляцией между фундаментом и кирпичной кладкой цоколя, однако через некоторое время эту ошибку приходится исправлять. Решить проблему можно двумя способами, один из которых затратный, но более простой. Другой способ не требует больших вложений, но его выполнение тянется достаточно долго.

В первом случае участки между фундаментом и кирпичной кладкой цоколя инъецируются особым составом, который проникает глубоко с поры, микротрещины и пустоты. В результате формируется надежный водонепроницаемый барьер. Для такой гидроизоляции выполняют следующее:

  1. Под небольшим уклоном пробуривают специальные каналы на глубину более половины кирпичной кладки.
  2. Под давлением вводят в полученные отверстия цементно-полимерные смеси или герметизирующие гелеобразные массы.

Другие способы гидроизоляции

Другой способ предполагает частичный демонтаж кладки в месте стыка фундамента и цоколя. Для его реализации выполняют следующее:

  1. На одном из участков удаляют небольшой фрагмент кирпичной кладки.
  2. На поверхность фундамента укладывают гидроизоляционную стеклохолстовую прослойку.
  3. Возвращают на место вынутые кирпичи.
  4. Заполняют швы кладочным раствором.
  5. К работам на следующем участке приступают примерно через 20 суток.

Строительство дома требует много сил, терпения и внимания на каждом этапе. Гидроизоляция кирпичной кладки цоколя помогает сохранить эстетичный внешний вид внешней поверхности и защитить цоколь и основные стены строения от разрушающего воздействия влаги.

Как защитить цоколь из кирпича от влаги?

Кирпич интенсивно впитывает влагу, подвергаясь постоянному ее воздействию. Поэтому гидроизоляция цоколя из кирпича обязательное условие при строительстве кирпичного дома. Без применения этой меры не избежать его преждевременного разрушения, которое обусловлено постоянным нахождением цокольной кладки в сырости из-за соприкосновения с грунтом.

Зачем нужна гидроизоляция кирпичного цоколя?

Цоколь — это часть дома, которая соединяет основу здания и несущие стены. Он устанавливается непосредственно на находящийся в грунте фундамент и располагается на близком расстоянии от источника влаги. Соприкасаясь с влажной почвой, кирпич хорошо впитывает воду благодаря своей пористой структуре. Влага задерживается в кирпичном блоке и при минусовой температуре становится льдом, тем самым разрушая его структуру изнутри. Чтобы защитить строение от влаги грунта и преждевременного разрушения, нужна гидроизоляция кирпичного цоколя снаружи дома и внутри.

Вернуться к оглавлению

Виды, материалы и технология

Существует несколько видов влагозащитной изоляции. К ним относится следующая гидроизоляция:

  • горизонтальная;
  • вертикальная;

Меры, повышающие устойчивость цоколя здания к влаге, предпринимают не только при проведении ремонтных работ, но и на начальных этапах строительства дома.

Вернуться к оглавлению
Горизонтальная
Перед тем, как будет производиться кладка цоколя, можно делать горизонтальную изоляцию от влаги.

Этот способ применяют после выкладки фундамента и перед возведением цоколя. Он защищает цоколь от влаги, проникающей из фундамента дома. Для этой цели между ними устанавливают влагозащитный слой из полимерно-битумного листа или рубероида в рулонах. Его настилают на предварительно очищенный от пыли и загрязнений, ровный, смазанный мастикой из битума фундамент и равномерно придавливают. При использовании обычного рубероида таких слоев должно быть от 2 до 5, в зависимости от уровня влажности в месте расположения дома.

Кроме того, для предотвращения попадания влаги в цоколь из кирпича, обязательно сооружают дренаж и устанавливают отмостку под уклоном в сторону по направлению от дома. Делают ее по всему периметру дома. Она должна быть шириной 70—80 см и выступать за пределы карниза на 20 см. Для заделывания мест стыковки отмостки с цоколем, используют герметики, состоящие из тиокола и уретана.

Вернуться к оглавлению
Вертикальная

К вертикальным способам гидроизоляции относятся:

  • проникающая;
  • окрасочная;
  • обмазочная;
  • оклеечная.
Вернуться к оглавлению
Проникающая
Такое вещество образует водоотталкивающий гель, который не дает кирпичу напитаться влагой.

Этот способ подходит для внутренней и внешней гидроизоляции цоколя. Для этого кирпичная кладка обрабатывается специальными смесями, состоящими из активных веществ с проникающими способностями. Их наносят на предварительно очищенную и увлажненную поверхность кладки. Особое внимание уделяют стыкам стен цоколя и углам. Попадая внутрь кирпича, вещества проникающего изолятора вступают в реакцию с водой и образуют в порах кирпичного блока отталкивающий воду гель, устойчивый к температурным перепадам и сохраняющий свои свойства в течение продолжительного времени. Поверх такого слоя можно наносить мастику или жидкую резину.

Вернуться к оглавлению
Окрасочная

Такой способ защиты подходит для защиты от влаги с наружной стороны цоколя из кирпича. Его применение требует тщательной подготовки поверхности. Ее очищают, дефекты устраняют с помощью герметика, на углах крепят армирующую сетку и наносят два слоя грунта в виде разогретой мастики. Сверху покрывают в 2—4 слоя гидроизолирующими битумными или битумно-полимерными красками, используя кисти, валики или способом напыления. Окрасочная гидроизоляция недолговечна и требует частого ремонта.

Вернуться к оглавлению
Обмазочная

Используя этот способ, создают общую гидроизоляционную защиту наружной стороны цоколя здания и фундамента. Для этого их очищенную поверхность покрывают одним из материалов:

Из обмазочных средств можно воспользоваться жидкой резиной.
  • Жидкая резина. Высокоэластичный материал, который обеспечивает равномерное покрытие без швов, проникает в пустоты кирпича, хорошо с ним скрепляется и надежно защищает от влаги.
  • Битумно-полимерная эмульсия. Поверхность покрывают несколькими слоями. Срок эксплуатации не более трех лет. Подходит для создания защиты от влаги с внутренне и наружной стороны при условии низкой влажности грунта.
  • Жидкое стекло. Имеет длительный срок эксплуатации независимо от уровня грунтовой влажности.
Вернуться к оглавлению
Оклеечная

При применении такого способа используют листовой или рулонный гидроизол, стеклоизол, рубероид или многослойные мембраны. Для предотвращения образования дефектов наружная поверхность цоколя должна быть очищенной и ровной. Изоляционный материал разогревают и наносят на кирпичный цоколь, плотно прижимают к нему и разглаживают при помощи валика.



: Гидроизоляция. Материалы и технологии :: BlogStroiki

      Вопрос: Цоколь дома выполнен из красного кирпича,и весной кирпич под воздействием влаги и ночных морозов разрушается.планирую обшить его плоским шифером и окрасить.Чем можно обработать цоколь сделав его гидро- изолированным(есть ли какие-нибудь краски гидроизоляционные для этого или спец составы).

     Ответ :   Прежде всего необходимо выяснить истинную причину разрушения кирпичной кладки. Сколько лет дому , правильно ли выполнена гидроизоляция фундамента и цоколя, существует ли слой гидроизоляции между фундаментом и кирпичным цоколем? Необходимо также выяснить, откуда поступает влага в кладку цоколя на капилярном уровне, отводит ли дождевые воды отмостка дома. Только после выяснения этих причин можно приступать к ремонту цоколя.

   Если отсутствует гидроизоляция между фундаментом и цоколем или находится в неудовлетворительном состоянии необходимо с помощью гидрофобизатора ПЕНЕТРОН ее восстановить и остановить поступления влаги в цоколь в целях защиты его от дальнейшего разрушения.

   Это называется отсечная гидроизоляция. Для чего в верхних слоях фундамента сверлятся отверстия под углом 30-45 градусов диаметром 15мм ,через расстояние в 25 см.на глубину ¾ толщины фундамента. В эти отверстия  заливается гидрофобизующая пропитка ПЕНЕТРОН. Заливка выполняется  три раза через 24 часа. Жидкость глубоко проникает в  тело бетона и перекрывает его пористо-капиллярную структуру,  отсекая таким образом капиллярное поступление влаги в цоколь здания.

   Если с гидроизоляцией фундамента все нормально, можно воспользоваться для защиты кирпичной кладки  гидрофобизирующей пропиткой «Монолит-гидро». Проста в применении но имеет достаточно хороший результат.

   Применяют в основном для придания водоотталкивающего свойства кирпичной кладке, бетону, штукатурке ,искусственным и природным камням. Приготавливается на водном растворе и наносится вручную на защищаемую поверхность в два слоя с помощью валика, распылителя или кистью. Расход приготовленного раствора составляет 300-500мл. на метр квадратный в зависимости от состояния обрабатываемой поверхности, ее пористости и т. д. Такая пропитка снижает водопоглощение в 15-30 раз,  не нарушает паропроницаемость, защищает от появления грибка и плесени. Если будете штукатурить поверхность кладки перед установкой плоского шифера добавьте в штукатурку концетрата  «Монолит-гидро»,это усилит морозостойкость вашего цоколя в целом. Удачи.

 

Добавлено: 16.05.2013 13:37

Надежная гидроизоляция фундамента жилого дома: основные материалы


Профессиональные строители относят борьбу с грунтовыми водами к одним из самых сложных инженерных задач. Далеко не всегда получается решить вопрос пассивными методами, но бывают случаи, когда достаточно проведения стандартных гидроизоляционных мероприятий. Ниже пойдет речь о материалах и конструктивных особенностях гидроизоляционных систем.

Нужна ли гидроизоляция монолитного фундамента жилого дома?

 


Вопрос не настолько прост, как кажется на первый взгляд. Многие факторы зависят от особенностей климата, почвы и самой конструкции постройки. Понятно, что в местности, где преобладает жаркий климат и выпадает минимальное количество осадков, гидроизоляционные меры не нужны. Но, собственно, на этом список условий, когда защита от влаги несущих конструкций неактуальна, заканчивается.

Очевидно, что застройщики, размышляющие над тем, чем обработать фундамент для гидроизоляции, стремятся обеспечить его сохранность на протяжении всего срока эксплуатации здания. Такие мероприятия позволяют избавиться от таких негативных явлений, как:
  1. Появление грибков и вредоносных бактерий, которые вредны для здоровья.
  2. Капиллярное проникновение грунтовых вод в тело бетона с последующим его разрушением.
  3. Проникновение грунтовых вод в подвал или цокольный этаж.

Неважно, какой фундамент выбрали для постройки – защита необходима любым несущим конструкциям. В противном случае чередующиеся циклы замерзания-оттаивания весьма быстро разрушат цоколь, потому что вода, расширяясь, будет разрушать структуру бетона.

Особенности грунта

Основная часть заглубленных оснований опираются на пласты, которые находятся ниже первого водоупорного пласта плотной глины. Вследствие этого верховодка практически всегда оказывается на уровне стен. В некоторых местах ниже, в некоторых выше, но в том или ином случае грунтовые воды примыкают к вертикальной линии бетона.

 

Водоупорный слой редко когда расположен строго по горизонтали, наоборот – его плоскость бывает наклонной или искривленной. Поэтому в верхней части уклона поступление влаги выражено наиболее сильно, а по бокам и снизу – почти отсутствует.

Необходимые меры по гидрофобизации цоколя определяются в соответствии с направлениями потоков грунтовых вод. Здесь допускается решение, которое сопряжено с необходимостью монолитного сопряжения пола цокольного этажа со стенами. Такая практика имеет ключевое значение, поскольку «холодный» шов является основной причиной просачивания влаги. Если заливка основания невозможно выполнить в один этап, то шов обязательно должен располагаться выше уровня грунтовых вод.

Чем гидроизолировать фундамент: материалы и методы

Оградить железобетон от вредного воздействия влаги можно двумя методами:

  • При помощи специальных химических добавок к бетонной смеси. Такое основание не подвержено разрушению под действием влаги, но самостоятельно раствор не сделаешь – нужна особая методика приготовления. Поэтому здесь не будем рассматривать этот вариант.
  • Создание дополнительного гидрофобного слоя для гидроизоляции монолитной плоскости фундамента жилого дома при помощи мастик, порошков, рулонного или листового материала.

В строительстве различают два вида гидрозащиты цокольного основания: горизонтальный и вертикальный. Первый вариант ограждает стены и перекрытия от капиллярного проникновения влаги, а второй подразумевает организацию защитного слоя по всей вертикальной плоскости монолитной плиты, ленточного или свайного цоколя. Как правило, оба типа объединяют в одну водонепроницаемую систему здания.

Важно! Грамотный строитель осуществит защиту от влаги еще на стадии возведения цоколя. Для этого опалубку покрывают слоем гидроизоляционного материала с нахлестом 3-5 см и только потом заливают бетонный раствор. Стыки обязательно нужно обработать битумной мастикой.

Если по каким-то причинам принято решение делать защиту основания от влаги после его возведения, то можно воспользоваться следующими материалами:

  • Обмазочные – полимерные и битумные мастики или эмульсии, которые наносятся кистью, шпателем или распылителем.
  • Оклеечные – листовой или рулонный водонепроницаемый материал, монтаж которого выполняется при помощи газовой горелки или без.
  • Штукатурные – минерально-цементные составы с добавками, способствующими увеличению степени гидрофобии.

Изолирование горизонтальных плоскостей цоколя

Одно из основных предназначений данного метода – обеспечение стен защитой от влаги. Для достижения этой цели обычно используется плотный рулонный материал. Самым бюджетным вариантом признан рубероид, который укладывается в несколько слоев с промазкой битумом.

По нынешним временам вопрос, чем обработать фундамент здания для гидроизоляции, не представляет особой сложности. Современные изоляторы, например, из линейки Технониколь, превосходят традиционный рубероид по многим параметрам. В таких материалах основа отсутствует, а высокое качество битумно-полимерной смеси увеличивают его гибкость.

Дополнительные меры: устройство дренажной системы

При наличии на участке высокого уровня грунтовых вод и низкой проницаемости грунта возникает необходимость отвода избыточного количества влаги в отдельный колодец. Технология реализации системы заключается в следующем:

  • По периметру объекта на расстоянии от цоколя 0,7 м нужно выкопать траншею шириной 0,3-0,5 м. Ее глубина зависит от горизонта залегания грунтовых вод.
  • Уклон траншеи делается в сторону собирающего резервуара.
  • На дно траншеи уложить геотекстиль, завернув края на 0,8-0,9 м на ее стенки.
  • Засыпать щебень или гравий слоем в 5-8 см по всей плоскости траншеи.
  • Уложить дренажные трубы с уклоном 5 мм на каждый погонный метр.
  • Засыпать трубу гравием слоем 20-30 см, предварительно провыв его.
  • Завернуть края геотекстиля и засыпать траншею грунтом.

 


Дренажную систему допускается делать и после строительства здания. Немаловажное значение имеет и грамотная организация отмостки.

Чем лучше сделать вертикальную гидроизоляция фундамента?

Эта технология в плане используемых материалов гораздо разнообразнее. Многие из них сочетаются в системах, дополняя друг друга. Приведенные ниже варианты могут быть взяты на вооружение по одному или сразу несколько – все зависит от условий строительства.

Обработка битумом

Самый бюджетный метод – это обмазка цоколя битумной смолой, которая продается в брусках. Кто еще не знает, как выглядит гидроизоляция фундамента и чем лучше ее делать, должны учесть важную деталь. Подготовка материала к использованию и технология нанесения заключается в следующем:

  • В емкость залить 30% отработанного масла и 70% битума.
  • Разогреть состав на костре или печи до жидкого состояния.
  • На очищенную поверхность основания нанести жидкую смесь при помощи кисти или валика.
  • Обмазка в два-три слоя начинается с подошвы цоколя.

Главный недостаток этого материала – короткий срок службы. Более долговечны битумно-полимерные мастики. На строительном рынке присутствую материалы как холодного, так и горячего нанесения:

  • МБПХ-100.
  • Техномаст от Технониколь.
  • Эластопаз.
  • Эластомикс.

Методика нанесения перечисленных материалов различна: шпателем, валиком или распылителем.

Обработка рулонным материалом

Вариант используют как отдельно, так и в комплексе с обмазочным способом. Дополнительно мастера рекомендуют провести утепление и защиту «пирога» при помощи, например, цементно-стружечных плит или АЦЛ.

Самым доступным является рубероид, но перед монтажом его обрабатывают битумной мастикой, как в предыдущем способе. Производители предлагают и более современные продукты:

  • Стеклоизол.
  • Техноэласт Барьер.
  • Рубитекс.
  • Гидростеклоизол.
  • Технониколь.

Полиэстер, являющийся основой перечисленных продуктов, улучшает износостойкость и эластичность, что качественно улучшает гидроизоляцию монолитного фундамента жилого дома или дачи.

Обработка жидкой резиной

Аналогом оклеечной гидрозащиты можно назвать жидкую резину. Она также долговечна и обладает хорошей адгезией. Главное преимущество такой обработки – отсутствие на поверхности швов. Для самостоятельной реализации гидрофобной системы подойдут однокомпонентные смеси Эластопаз или Эластомикс.

Предварительно цоколь должен быть очищен и обработан грунтовкой. После высыхания резины может понадобиться дополнительная защита от камней и другого строительного мусора, который попадает в траншею после ее засыпки. В этом случае основание следует покрыть ЦСП или геотекстилем.

Проникающая гидрозащита

К данной категории гидрофобизаторов относятся составы, способные проникать в бетонную структуру на глубину до 10-20 см и кристаллизироваться внутри. Этим предотвращается капиллярное проникновение влаги в бетон. Коррозия арматурного каркаса фундамента также исключается. Практика показала наиболее эффективные смеси, которые при соблюдении технологий обеспечивают защиту на протяжении до 20 лет:

 

  • Пенетрон.
  • Акватрон-6.
  • Гидротекс.

Экранная гидрозащита цоколя

Метод фактически представляет собой современный аналог глиняного замка. Основным материалом выступают бентонитовые маты на базе той же глины. Они монтируются с нахлестом 150 мм при помощи дюбелей. Рядом должна быть оборудована стенка из бетона, которая не позволит матам разбухать. Наиболее известная продукция представлена следующими изделиями:

  • Изобент.
  • Бентизол.
  • Росбент.
  • Бенто-Мат.

Вариант используется не так часто, потому что требует существенных затрат в финансовом плане.

Резюме

Оптимальная система гидроизоляции цоколя здания зависит от многих внешних параметров. Прежде всего стоит обратить внимание на стоимость материала, его эффективность и долговечность. В таком случае основание прослужит долго и не потребует незапланированного ремонта.

Важным этапом подготовки к строительству здания является дренаж участка для отвода грунтовых вод. Если площадка расположена в местности, где уровень вод расположен довольно низко, то можно обойтись одной отмосткой, которая защитит основание от атмосферных осадков.
 

 



чем обработать фундамент снаружи и изнутри, чем покрыть сверху для защиты от воды, как сделать изоляцию от влаги в уже построенном доме?

Чтобы здание простояло как можно дольше, необходимо изолировать от влаги цоколь и фундамент при строительстве.

Гидроизоляция – это защита части строения и поверхностей от воды, в отношении цоколя процедура проводится как внутри, так и снаружи.

Помимо основного назначения, гидроизоляция помогает спасти постройку от других агрессивных жидкостей, коррозии, сохраняет материалы в целости.

Для чего нужно делать защиту фундамента дома от воды?

Гидроизоляция цоколя помогает уменьшить или полностью исключить попадание влаги на части строения, сохранить стройматериалы в целости. Главная задача процедуры: сохранить целостность основания здания как можно дольше, предупредить разрушение из-за воздействия температур.

Примечательно, что проводить гидроизоляционные работы можно как заранее, в процессе строительства, так и после его окончания.

Цоколь – это внешняя защита фундамента, создаёт уровень нижнего этажа, направляет укладку стен, позволяет создать дополнительные подвальные помещения.

Гидроизоляция цоколя необходима для:

  1. Сохранения здания, долговечности постройки. Подземные воды могут подмыть строительные материалы, под давлением появятся трещины. В результате все строение окажется под угрозой обрушения.
  2. При соприкосновении с грунтом строительные материалы вступают в химическую реакцию, быстрее изнашиваются, срок службы строения сокращается.
  3. Попадая в микротрещины и свободные полости цоколя (а следом за ним и в фундамент), молекулы воды под воздействием низких температур расширяются. Это ведёт к нарушению целостности материалов и трещинам.
  4. Защита предотвращает попадание влаги во внутренние помещения. В противном случае на цокольном этаже или в подвальных комнатах становится сыро, появляется плесень и прочие неприятности, снижающие комфорт и делающие его непригодным для жилья. Грибок быстро захватывает другие пространства, может быть опасен для здоровья жильцов.
  5. В грунтовых и ливневых водах присутствует много солей. Они откладываются на цоколе, ослабляют строительные смеси, приводят к расслоению и разрушению конструкции. Соли оставляют белый налет, который меняет внешний вид дома, искусственно состаривает его.

Значение имеет также дренаж участка, фундамент должен закладываться в почву, освобождённую от грунтовых вод (траншею или яму под основание нужно подготовить до установки строительных материалов), для чего необходимо заранее провести геологическую разработку грунта.

Последствия отсутствия изоляции дома от влаги

Цокольная часть здания подвергается воздействию воды как из почвы, так из атмосферы. Это самая влажная часть здания. Отсутствие гидроизоляции влияет не только на фундамент, но и на стены здания.

Чем грозит отсутствие гидроизоляции цоколя:

  1. Если эта часть строения выполнена из кирпича – он очень хорошо впитывает влагу. Она поднимается из земли вверх по строению и разрушает его изнутри. Отделочные материалы (плитка, панели и пр.) раскалываются и отпадают кусками. Теряется внешняя привлекательность здания.
  2. Проникновение влаги к стенам грозит повреждением теплоизоляции помещения (утеплитель промокает, начинает гнить и разрушаться). Отопление дома станет затруднительным, на это будет уходить много ресурсов.
  3. Вода проникает в щели бетона фундамента, размывает его и разрушает. Хорошо, если смесь для основания изначально имеет в составе гидроизоляционные элементы, появление трещин на некоторое время отложится. Но износ такого здания будет быстрее.
  4. Бетонный цоколь также раскалывается, разрывается изнутри влагой, попавшей через щели. Теряется надёжность постройки, на внешней части остаются следы от солей, покраска отваливается вместе со штукатуркой.
  5. Внутри цокольного этажа становится невозможно находиться и что-либо хранить. Биологические микроорганизмы трудно вывести, они распространяются по всем помещениям, особенно страдает первый этаж и стены дома.

Гидроизоляция цоколя должна быть сделана в трёх местах: в соприкосновении с фундаментом, с грунтом и со стеной. Тогда строение будет надежно защищено.

Какие материалы применяются, как правильно их выбрать?

Материалы для гидроизоляции цоколя отличаются свойствами. Выбор делают на основе эксплуатационных характеристик:

  1. Полимерные составы. По физическим свойствам похожи на резину, применяются чаще на внешней стороне, там, где цоколь соприкасается с грунтом и атмосферой.

    Преимущества: хорошо переносит смену температур, на морозе не трескается, чистить поверхность перед нанесением не обязательно, стоят недорого.

  2. Смеси и грунтовки. Эти материалы способны проникать на глубокие слои цоколя, благодаря этому считаются наилучшим вариантом для пористого бетона и кирпича. Применяются при внутренних и внешних работах. Наносятся с помощью малярных принадлежностей (кисти, валики). Цоколь с ним становится термоустойчивым, не поддаётся внешним воздействиям.

    Наносить можно только при плюсовой температуре, перед процедурой нужно защитить органы дыхания и открытые участки кожи. Наносятся составы на зачищенную поверхность. Для лучшего проникновения в бетон или кирпич, поверхности выравниваются.

  3. Обмазка, мастики. Материалы на цементно-полимерной основе. Наносится сверху на цоколь, подходит для любых поверхностей, предварительная подготовка не требуется. Минус: на основе битума недолговечная гидроизоляция, надо периодически обновлять. На основе цемента и полимеров держится дольше, хорошо переносит перепады температур.
  4. Рулоны: рубероид, толь, пленка, мембрана. Их удобно использовать при укладке фундамента. Материал оставляют с запасом в траншее или яме, а после укрывают им цоколь. Так всё основание здания оказывается защищено от воды, даже если она стоит совсем рядом. Рулонные покрытия способны выдержать давление талых вод, недорогие и экологически безопасные. Самый популярный вариант «Изоспан А цоколь». Эта гидроизоляция способна выводить на поверхность пары, внутри цокольного помещения сохраняется свежий воздух.
  5. Инъекции. Это особый тип гидроизоляции цоколя, раствор вводится в поверхность с помощью инъекций. Занимаются такими работами исключительно специалисты, метод эффективен если процедура гидроизоляции не была проведена заранее, стоит дороже других.

Цоколь из кирпича требует обязательней гидроизоляции, поскольку пористый материал впитывает много влаги и быстро разрушается.

Для него подходят:

  • смеси,
  • обмазка,
  • обработка полимерными составами.

Так кирпич сохранит свои полезные свойства: воздухопроницаемость, сохранение тепла и внешнюю привлекательность. Рекомендуется проводить процедуру заранее, начинать готовиться с момента укладки фундамента.

Способы обработки

Разделяют два типа: горизонтальная и вертикальная гидроизоляция. Горизонтальная гидроизоляция между цоколем и фундаментом необходима, если цоколь одновременно является основанием стены. Она защищает от проникновения влаги из фундамента выше, сохраняет целостность стен надолго. Если цоколь – продолжение фундамента, процедура необязательна.

Возможно сделать, если основание здания из:
  • камня,
  • кирпича,
  • блоков,
  • ЖБИ.

Если цоколь и фундамент монолитная бетонная или бутобетонная конструкция, гидроизолировать горизонтально нельзя.

Защита от влаги на полу цокольного этажа должна соединяться с защитой цоколя, шов между ними обрабатывается с помощью горелки или мастикой. Используют здесь рулонные материалы: рубероид или толь.

Вертикальная гидроизоляция – покрытие цоколя наружной и внутренней стороны, защита от влаги из грунта и атмосферных явлений. Материалы можно использовать любые из перечисленных выше, удобнее всего смеси, обмазочные или полимерные. Наносится от нижней границы грунта до начала стены.

Проводится совместно с горизонтальной гидроизоляцией, на стыке материалы тщательно соединяются.

Технология проведения работ изнутри и снаружи

Комплексная защита от влаги проводится внутри и снаружи цоколя. Внешняя изоляция важнее, поскольку угроза здесь выше, изнутри проникновение воды в поверхность цоколя возникает при эксплуатации помещения.

Горизонтальная укладка

Рулонные материалы укладываются на фундамент перед закладыванием цоколя. Как сделать покрытие своими руками:

  1. Выровняйте поверхность, уберите весь мусор, трещины и щели заделайте соединительным материалом.
  2. Покройте ровную поверхность битумной мастикой.
  3. Выложите рубероид ровно, плотно прижимая его к мастике. Сохраняйте нахлёст примерно 20 см, воздуха под слоем покрытия быть не должно.
  4. На стыках рубероид оплавить газовой горелкой, швы плотные, без отверстий.

Вертикальная обмазочная

Вам понадобятся: битумная мастика, битумный праймер. Инструкция:

  • очистите поверхность от пыли и мусора, выровняйте ее;
  • пройдитесь по поверхности грунтовкой (битумным праймером), чтобы сцепление материалов произошло успешно;
  • когда грунтовка высохнет, нанесите мастику равномерно и однородно — первый слой должен полностью высохнуть;
  • нанесите второй слой.

Мастика примерно через 10 лет может треснуть под воздействием температур. Нужно следить за состоянием и проводить ремонт вовремя.

Вертикальная рулонная

Часто обмазку совмещают с рулонной кладкой, так гидроизоляционный слой получается надежнее. Понадобятся: рулонный рубероид, мастика, праймер.

Порядок действий:

  1. Поверхность очистить и выровнять.
  2. Нанести праймер, дождаться высыхания.
  3. Нанести первый ровный слой мастики.
  4. Перед стыковкой рубероида и мастики рулонный материал прогреть на газовой горелке до мягкости. Так он лучше сцепится с обмазкой.
  5. Накладывать рубероид внахлест, швы оплавлять с помощью горелки. Никаких зазоров оставаться не должно.
  6. Для надежности рекомендуется нанести 2-3 слоя рубероида. Все стыки обработать горелкой или мастикой.

В уже построенном доме гидроизоляцию можно проложить сверху. Предварительно нужно зачистить поверхность и обезжирить ее грунтовкой. После нанести последовательно все слои, сверху покрыть облицовочными материалами (плиткой, кирпичом). Надёжно обработать стыки.

Но чаше используют инъекционную гидроизоляцию, которую проводят профессиональные строительные бригады. Раствор вводится внутрь готового цоколя, заполняет трещины и застывает.

Внутренняя при помощи смесей

Внутри цоколя чаще используют смеси и грунтовки. Они проникают в микротрещины покрытия, застывают там и не дают влаге просочиться.

Инструкция:
  1. Поверхность выровнять, обезжирить грунтовкой.
  2. Увлажнить поверхность для лучшего проникновения смесей.
  3. Нанести проникающий материал.

Проникающийся материал подходит для бетонных стен цоколя, используется адгезионная грунтовка (бетоноконтакт).

Для кирпича используют составы на кремниевой основе, наносят валиком или макловицей. Если планируется на кирпич нанести обмазку, сначала нужно заштукатурить поверхность.

Возможные ошибки процесса и способы их устранения

Частые ошибки:

  1. Внешняя гидроизоляция не проведена заранее. Чтобы сделать это после постройки, когда повреждения уже начались, потребуется вскрыть часть грунта до основания цоколя, отвести грунтовые воды (если они добрались до поверхности). Далее счистить поврежденные поверхности, укрепить их с помощью арматуры и цемента. Нанести гидроизоляцию и укрыть облицовочными материалами (или покрасить).
  2. Отсутствие зачистки, грунтовки. Эти важные элементы технологического процесса пропускать нельзя. О том, что ошибка допущена станет известно с появлением протечек или порчи цоколя. Гидроизоляцию нужно будет провести повторно на готовом строении.
  3. Выбор некачественных материалов. Нужно учитывать соответствие и возможность взаимодействия материалов заранее.

Результатом ошибок становится появление трещин.

Устраняются они так: разлом вычищается изнутри с помощью железной щетки, заливается грунтовкой. Если расщелина широкая, используется битумная мастика. После обрабатывается цементом до высыхания, и гидроизоляция проводится по всей поверхности цоколя.

Средние расценки по стране

Цена зависит от вида работ. Средняя стоимость работ по городам России:

Вид работ Москва, р/м2 Санкт-Петербург, р/м2 Регионы, р/м2
Вертикальная с помощью рулонных материалов, обмазочная, проникающая 650 600 500
Инъекционная 4500 3400 3300
Горизонтальная 600 550 500

Окончательная цена зависит от сложности, объема, материалов и квалификации рабочих.

Все, что необходимо знать о строительстве цоколя, найдете в этом разделе.

Видео по теме статьи

О гидроизоляции цоколя расскажет видео:

Заключение

Гидроизоляция цоколя проводится в процессе строительства, одновременно с гидроизоляцией фундамента. Работы на готовом здании менее эффективны, больше подходят для ремонта.

Выбирать материалы для гидроизоляции надо тщательно, тогда они прослужат не одно десятилетие. Итоговая стоимость работ будет зависеть от сложности, количества этапов и способа их проведения.

Влажность | Процессы выпечки | BAKERpedia

Как измеряется ?

Математическое выражение влажности продукта:

Где Tw = общий вес продукта, а Dw = сухой вес продукта.

Может быть измерен прямым и косвенным методами. В то время как прямые методы удаляют воду из теста образца, косвенные методы предсказывают ее либо при ускоренном нагревании, либо путем корреляции влажности с другим измеряемым параметром.Ниже приведены некоторые из наиболее надежных тестов, используемых в пищевой промышленности:

Прямые методы:

  • Испарение — вакуумные, воздушные и микроволновые печи, инфракрасное излучение (ИК)
  • Химические реакции — метод Карла-Фишера
  • Дистилляция — метод Дина и Старка

Косвенные методы:

  • Спектроскопия — ядерно-магнитный резонанс (ЯМР)
  • Термогравиметрический – термогравиметрический анализ (ТГА)
  • Калориметрия — дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
  • Дифференциальный термический анализ (ДТА)
  • Диэлектрический влагомер

При переработке зерновых чаще всего используется одобренный AACCI метод 44-15.02. Измеряет влажность непосредственно как потерю массы образца при нагревании в определенных условиях сушки, хотя разработаны более точные методы оценки содержания в зерновых продуктах. 2

Типичное содержание влаги в пищевых продуктах

Продукт питания Влажность в процентах (в пересчете на сырой вес)*
Цельное зерно пшеницы 12,0
Закаленное зерно пшеницы 15.0–18,0
Мука пшеничная из цельного зерна 10,0–10,5
Мука пшеничная (обогащенная, белая) 13,0–13,5
Крекеры (соленые) 4,0
Печенье 3,0
Сушеные макароны / макароны 10,0–11,0
Молоко коровье (цельное) 87,0
Тесто для хлеба 40,0
Свежеиспеченный хлеб 35.0
Изюм 15,3
Маргарин (обычный, твердый, гидрогенизированный) 15,5–16,0
Сыр Чеддер 36,0–37,0
Грецкие орехи (черные, сушеные) 4,6
Арахис (жареный) 1,5–2,0
Арахисовое масло 1,5–2,0
Мед 17,0–18,0
Сахар (гранулированный) 0.0
Яйцо цельное сушеное 5,0

* Вес во влажном состоянии является стандартным расчетом содержания влаги.

Заявка

Влажность или содержание воды является очень важным параметром в пищевой промышленности из-за его роли в определении продукта:

    • Срок годности и общая стабильность.  Вообще говоря, продукты с низким содержанием влаги (точнее, с низкой активностью воды) имеют более низкую ферментативную активность и сниженный рост микробов (грибков и бактерий).
    • Экономическая ценность. Содержание влаги имеет решающее значение при принятии решения о покупке ингредиентов. Чем она ниже, тем выше содержание сухих веществ (белка, крахмала, жира, сахаров, золы) и выше ее ценность.
    • Упаковка. Определение содержания влаги необходимо для выбора подходящего упаковочного материала. Для пищевых продуктов с высоким содержанием влаги требуются упаковочные материалы с лучшими влагонепроницаемыми свойствами.

Несмотря на важность общего содержания влаги для характеристики пищевых продуктов и прогнозирования их срока годности, определение того, является ли вода «связанной» или «свободной», имеет первостепенное значение.

Только свободная вода способна поддерживать рост микробов и биохимические реакции. Термин активность воды или A w был разработан, чтобы помочь описать состояние воды в данной системе.

Чем выше A w , тем больше вероятность того, что пища будет поддерживать рост микробов и будет иметь более короткий срок годности, и наоборот. Микроорганизмам, таким как плесень, дрожжи и бактерии, требуется содержание воды, обеспечивающее молекулярную подвижность и усиливающее их рост в пищевом материале.Это происходит только при A w > 70%.3

Ссылки

  1. Мауэр, Л.Дж., и Брэдли-младший, Р.Л. «Анализ влажности и общего содержания твердых веществ» Анализ пищевых продуктов, 5-е издание, Springer International Publishing, 2017, стр. 257–286.
  2. AACC International. Утвержденные методы анализа, 11-е изд. Способ 44-15.02. Влажность — методы с воздушной печью. Утверждено 3 ноября 1999 г. AACC International, Сент-Пол, Миннесота, США
  3. Дамодаран, С. «Взаимоотношения воды и льда в пищевых продуктах». Пищевая химия Феннема, 5-е издание, CRC Press, Taylor & Francis Group, LLC, 2017, стр.19–90.

Влажность бетона и способы ее снижения

Бетонные полы повсюду. Их долговечность и экономичность делают их жизнеспособным вариантом напольного покрытия, но наряду с преимуществами бетонных полов также возникает множество проблем с влажностью и миллионы долларов ущерба, связанного с влажностью, каждый год. Но почему это? Проще говоря, это происходит потому, что есть некоторые важные факты о влажности бетона, которые слишком многие генеральные подрядчики не принимают во внимание.

Генеральные подрядчики, работающие с напольными покрытиями, должны быть в курсе влажности бетона и его высыхания. Понимание науки, лежащей в основе этого процесса, может помочь вам в долгосрочной перспективе смягчить значительный ущерб, наносимый влагой материалам вашего пола. Самая важная информация, которую необходимо знать, это когда состояние влажности бетона подходит для принятия напольных материалов. Проверка уровня влажности может помочь обеспечить выполнение вашего проекта в срок и в рамках бюджета, без каких-либо повреждений или других проблем.

Допустимые уровни влажности в бетоне

В соответствии со стандартом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM), при испытаниях по ASTM F2170 допустимые уровни влажности/относительной влажности бетонной плиты должны быть на уровне 75 % или ниже, то есть, если производитель напольных покрытий не предоставляет другие рекомендации по их конкретные продукты. По сути, для успешной установки вы должны убедиться, что условия влажности соответствуют спецификациям производителя, чтобы можно было использовать любые напольные покрытия, которые вы собираетесь применять.

Сколько времени сохнет бетон?

Бетон никогда не бывает на 100 % сухим, и вы бы этого не хотели. Источники влаги, влияющие на время отверждения бетона, могут быть как внутренними, так и внешними. Внутренним источником, очевидно, является вода, включенная в цемент для создания влажной бетонной смеси. Внешние источники также могут быть заметными, начиная от дождевой воды и заканчивая плохим водопроводом и неадекватным дренажом ниже или по бокам бетонной плиты, а также уровнем влажности в воздухе.Но независимо от того, откуда поступает влага, требуется время, чтобы влага испарилась из бетона, прежде чем можно будет укладывать напольное покрытие.

Как движется влага

Также важно понимать, как влага перемещается по бетонной смеси. Во время процесса сушки вода, используемая для смешивания бетона, цемента, заполнителя и других элементов, начинает создавать внутри плиты крошечные каналы, называемые капиллярами. Избыток воды в бетонной плите движется по капиллярам, ​​высвобождая влагу.

Поскольку вода движется внутри бетонной плиты, само собой разумеется, что условия влажности будут варьироваться в зависимости от глубины. Поверхность плиты, как правило, более сухая, а концентрация влаги тем выше, чем глубже вы проникаете в бетон.
Также важно учитывать, что влага не просто вытекает из плиты. Поток влаги фактически двоякий. Внешние источники воды, присутствующие во время процесса сушки, могут существенно повлиять на общее состояние влажности бетона.Вышеупомянутые капилляры в бетоне работают как губка, впитывая прямые источники воды, которые вступают в игру.

Точка равновесия

По сути, бетонная плита никогда полностью не высыхает, или, другими словами, присутствующая влага никогда полностью не перестает двигаться по капиллярам. Итак, чего вы хотите достичь, так это равновесия, и ключом является точное измерение уровня влажности плиты под рукой. Также важно отметить, что целевая точка равновесия будет зависеть от конкретного проекта.Вам нужно будет достичь уровня влажности, идеально подходящего для конкретного напольного покрытия, которое вы собираетесь укладывать, и, чтобы быть уверенным, вам нужно будет проверить уровень влажности.

Продукты для смягчения влаги

Он также помогает работать с клеями и продуктами, специально разработанными для предотвращения проблем с влажностью. Вот почему вся наша линия в Base King обладает исключительными свойствами защиты от влаги. Если у вас есть какие-либо вопросы о наших продуктах, свяжитесь с нашей командой сегодня.

Справочник по воде – Ионный обмен и деминерализация воды

Все природные воды содержат в различных концентрациях растворенные соли, которые диссоциируют в воде с образованием заряженных ионов.Положительно заряженные ионы называются катионами; отрицательно заряженные ионы называются анионами. Ионные примеси могут серьезно повлиять на надежность и эффективность работы котла или технологической системы. Перегрев, вызванный накоплением накипи или отложений, образованных этими примесями, может привести к катастрофическим отказам труб, дорогостоящим производственным потерям и незапланированным простоям. Ионы жесткости, такие как кальций и магний, должны быть удалены из воды, прежде чем ее можно будет использовать в качестве питательной воды для котлов. Для систем питательной воды котлов высокого давления и многих технологических систем требуется почти полное удаление всех ионов, включая двуокись углерода и диоксид кремния.Ионообменные системы используются для эффективного удаления растворенных ионов из воды.

Ионообменники заменяют один ион на другой, временно удерживают его, а затем выпускают в регенерирующий раствор. В системе ионного обмена нежелательные ионы в воде заменяются более приемлемыми ионами. Например, в умягчителе на основе цеолита натрия образующие накипь ионы кальция и магния заменены ионами натрия.

ИСТОРИЯ

В 1905 году немецкий химик Ганс использовал синтетические алюмосиликатные материалы, известные как цеолиты, в первых ионообменных умягчителях воды.Хотя алюмосиликатные материалы в настоящее время редко используются, термин «цеолитный умягчитель» обычно используется для описания любого процесса катионного обмена.

Синтетический цеолитовый обменный материал вскоре был заменен природным материалом под названием Greensand. Greensand имеет более низкую обменную способность, чем синтетический материал, но его более высокая физическая стабильность делает его более подходящим для промышленного применения. Емкость определяется как количество способных к обмену ионов, которое единица количества смолы удаляет из раствора.Он обычно выражается в килограммах на кубический фут в пересчете на карбонат кальция.

Рис. 8-1. Микроскопический вид шариков ячеистой смолы (20-50 меш) сильнокислотного катионообменника сульфированного стирола-дивинилбензола. (Предоставлено компанией Rohm and Haas.)

Разработка катионообменной среды на основе сульфированного угля, называемой углеродистым цеолитом, расширила применение ионного обмена до операции водородного цикла, позволив снизить щелочность, а также жесткость.Вскоре была разработана анионообменная смола (продукт конденсации полиаминов и формальдегида). Новая анионная смола использовалась с катионитом с водородным циклом в попытке деминерализовать (удалить из воды все растворенные соли). Однако ранние анионообменники были нестабильны и не могли удалять такие слабоионизированные кислоты, как кремниевая и угольная.

В середине 1940-х годов были разработаны ионообменные смолы на основе сополимеризации стирола, сшитого с дивинилбензолом.Эти смолы были очень стабильны и обладали гораздо большей обменной способностью, чем их предшественники. Анионообменник на основе полистирола-дивинилбензола может удалять все анионы, включая кремниевую и угольную кислоты. Это новшество сделало возможной полную деминерализацию воды.

Полистирол-дивинилбензольные смолы до сих пор используются в большинстве приложений ионного обмена. Хотя основные компоненты смолы одинаковы, смолы были модифицированы во многих отношениях, чтобы соответствовать требованиям конкретных приложений и обеспечить более длительный срок службы смолы.Одним из наиболее значительных изменений стало развитие макросетчатой ​​или макропористой структуры смолы.

Стандартные гелеобразные смолы, подобные показанным на рис. 8-1, имеют структуру проницаемой мембраны. Эта структура отвечает химическим и физическим требованиям большинства применений. Однако в некоторых применениях физическая прочность и химическая стойкость, требуемые от структуры смолы, выходят за рамки возможностей типичной гелевой структуры. Макросетчатые смолы имеют дискретные поры в высокосшитой полистирол-дивинилбензольной матрице.Эти смолы обладают более высокой физической прочностью, чем гели, а также большей устойчивостью к термическому разложению и действию окислителей. Макросетчатые анионные смолы (рис. 8-2) также более устойчивы к органическому загрязнению из-за их более пористой структуры. В дополнение к полистирол-дивинилбензольным смолам (рис. 8-3) существуют более новые смолы с акриловой структурой, что повышает их устойчивость к органическому загрязнению.

В дополнение к пластиковой матрице ионообменная смола содержит ионизируемые функциональные группы.Эти функциональные группы состоят как из положительно заряженных катионных элементов, так и из отрицательно заряженных анионных элементов. Однако только один из ионных видов подвижен. Другая ионная группа присоединена к структуре шарика. Рисунок 8-4 представляет собой схематическое изображение шарика сильнокислотного катионита, который имеет ионные центры, состоящие из неподвижных анионных (SO 3 ¯) радикалов и подвижных катионов натрия (Na + ). Ионный обмен происходит, когда ионы сырой воды диффундируют в структуру гранул и обмениваются на подвижную часть функциональной группы.Ионы, вытесненные из шарика, диффундируют обратно в водный раствор.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ

Ионизируемые группы, присоединенные к шарику смолы, определяют функциональные возможности смолы. Смолы для промышленной обработки воды подразделяются на четыре основные категории:

  • Катион сильной кислоты (SAC)
  • Катион слабой кислоты (WAC)
  • Сильноосновный анион (SBA)
  • Слабоосновный анион (WBA)

Смолы SAC могут нейтрализовать сильные основания и превращать нейтральные соли в соответствующие им кислоты.Смолы SBA могут нейтрализовать сильные кислоты и превращать нейтральные соли в соответствующие основания. Эти смолы используются в большинстве приложений для умягчения и полного обессоливания. Смолы WAC и WBA способны нейтрализовать сильные основания и кислоты соответственно. Эти смолы используются для декальцинации, частичной деминерализации или (в сочетании с сильными смолами) полной деминерализации.

Смолы

SAC получают свою функциональность от сульфокислотных групп (HSO 3 ¯). При деминерализации смолы SAC удаляют почти все катионы сырой воды, заменяя их ионами водорода, как показано ниже:

Реакция обмена обратима.Когда ее емкость исчерпана, смолу можно регенерировать избытком минеральной кислоты.

Сильнокислотные катиониты хорошо работают во всех диапазонах pH. Эти смолы нашли широкое применение. Например, они используются в натриевом цикле (натрий как подвижный ион) для умягчения и в водородном цикле для декатионирования.

Слабокислотные катионообменные смолы получают свою обменную активность от карбоксильной группы (-COOH). При работе в водородной форме смолы WAC удаляют катионы, связанные с щелочностью, с образованием угольной кислоты, как показано:

Эти реакции также являются обратимыми и позволяют вернуть израсходованную смолу WAC в регенерированную форму.Смолы WAC не способны удалить все катионы из большинства источников воды. Их основным преимуществом является высокая эффективность регенерации по сравнению со смолами SAC. Эта высокая эффективность снижает количество кислоты, необходимой для регенерации смолы, тем самым уменьшая количество отработанной кислоты и сводя к минимуму проблемы с утилизацией.

Слабокислотные катиониты используются в основном для умягчения и удаления щелочи из высокожестких и высокощелочных вод, часто в сочетании с системами полировки натриевого цикла SAC.В системах полной деминерализации использование смол WAC и SAC в комбинации обеспечивает экономию более эффективной смолы WAC наряду с полными обменными возможностями смолы SAC.

Смолы

SBA получают свою функциональность от функциональных групп четвертичного аммония. Используются два типа групп четвертичного аммония, называемые Типом I и Типом II. Сайты типа I имеют три метильные группы:

В смоле типа II одна из метильных групп заменена этанольной группой.Смола типа I обладает большей стабильностью, чем смола типа II, и способна удалять большее количество слабоионизированных кислот. Смолы типа II обеспечивают более высокую эффективность регенерации и большую производительность при том же количестве используемого регенерирующего химиката.

В форме гидроксида смолы SBA удаляют все обычно встречающиеся анионы, как показано ниже:

Как и в случае с катионными смолами, эти реакции обратимы, что позволяет регенерировать смолу сильной щелочью, такой как каустическая сода, чтобы вернуть смолу в гидроксидную форму.

Слабоосновная функциональность смолы возникает из первичных (R-NH 2 ), вторичных (R-NHR’) или третичных (R-NR’ 2 ) аминогрупп. Смолы WBA легко удаляют серную, азотную и соляную кислоты, что представлено следующей реакцией:

НАТРИЙ ЦЕОЛИТ СМЯГЧАЮЩИЙ

Смягчение цеолитом натрия является наиболее широко применяемым методом ионного обмена. При умягчении цеолитом вода, содержащая образующие накипь ионы, такие как кальций и магний, проходит через слой смолы, содержащий смолу SAC в натриевой форме.В смоле происходит обмен ионов жесткости с натрием, и натрий диффундирует в объемный водный раствор. Вода без жесткости, называемая мягкой водой, затем может использоваться для питательной воды котлов низкого и среднего давления, подпитки системы обратного осмоса, некоторых химических процессов и коммерческих применений, таких как прачечные.

Принципы умягчения цеолита

Удаление жесткости воды с помощью процесса умягчения цеолитом описывается следующей реакцией:

Вода из правильно работающего цеолитного умягчителя почти не имеет определяемой жесткости.Однако в очищенной воде присутствует небольшое количество жесткости, известное как утечка. Уровень утечки жесткости зависит от жесткости и уровня натрия в поступающей воде, а также от количества соли, используемой для регенерации.

На рис. 8-5 представлен типичный профиль жесткости стоков цеолитного умягчителя во время рабочего цикла. После окончательного ополаскивания умягчитель обеспечивает низкий, почти постоянный уровень жесткости до тех пор, пока ионообменная смола не истощится. При истощении жесткость стоков резко возрастает, требуется регенерация.

Как показывают реакции размягчения, смола SAC легко принимает ионы кальция и магния в обмен на ионы натрия. Когда отработанная смола регенерируется, на смолу наносится высокая концентрация ионов натрия, чтобы заменить кальций и магний. Смолу обрабатывают 10% раствором хлорида натрия, и регенерация протекает по следующему уравнению:

При регенерации используется большой избыток регенеранта (примерно в 3 раза больше кальция и магния в смоле).Вымываемая жесткость удаляется из блока умягчения в отработанном солевом растворе и путем промывки.

После регенерации в смоле остаются небольшие остаточные количества твердости. Если оставить смолу в стоячем сосуде с водой, некоторая жесткость будет диффундировать в объем воды. Следовательно, в начале потока вода, выходящая из цеолитного умягчителя, может иметь жесткость, даже если она недавно регенерировалась. Через несколько минут потока жесткость вымывается из умягчителя, а очищенная вода становится мягкой.

Продолжительность сервисного цикла зависит от расхода умягчителя, уровня жесткости воды и количества соли, используемой для регенерации. В Таблице 8-1 показано влияние уровня регенеранта на смягчающую способность гелеобразной сильной катионитовой смолы. Обратите внимание, что емкость смолы увеличивается по мере увеличения дозы регенеранта, но это увеличение непропорционально. Регенерация менее эффективна при более высоких уровнях регенерации. Таким образом, эксплуатационные расходы умягчителя увеличиваются по мере увеличения уровня регенерации.Как показывают данные в Таблице 8-1, увеличение количества регенерирующей соли на 150 % обеспечивает увеличение рабочей мощности только на 67 %.

Таблица 8-1. Влияние уровня регенерирующей соли на способность умягчения сильнокислотных катионитов.

Таблица 8-1. Влияние уровня регенерирующей соли на смягчающую способность сильнокислотной катионитовой смолы .
Соль (фунт/фут 3 ) Вместимость (г/фут 3 )
6 18 000
8 20 000
10 24 000
15 30 000

Оборудование

Оборудование, используемое для умягчения цеолита натрия, состоит из емкости для замены умягчителя, регулирующих клапанов и трубопроводов, а также системы для рассола или регенерации смолы.Обычно бак умягчителя представляет собой вертикальный стальной сосуд высокого давления с выпуклыми днищами, как показано на рис. 8-6. Основные характеристики резервуара умягчения включают входную распределительную систему, надводное пространство, систему распределения регенерата, ионообменную смолу и удерживающую смолу систему сбора подземных стоков.

Впускная распределительная система обычно расположена в верхней части бака. Впускная система обеспечивает равномерное распределение поступающей воды. Это препятствует тому, чтобы вода выдавливала проточные каналы в слое смолы, что могло бы снизить пропускную способность системы и качество сточных вод.Впускная система также действует как коллектор для воды обратной промывки.

Впускной распределитель состоит из центрального коллектора/ступицы с распределительными боковыми/радиальными или простыми перегородками, которые равномерно направляют поток воды по слою смолы. Если не предотвратить попадание воды прямо на дно или стенки резервуара, это приведет к образованию каналов.

Объем между впускным распределителем и верхней частью слоя смолы называется свободным пространством. Свободный борт обеспечивает расширение смолы во время обратной промывки регенерации без потери смолы.Он должен составлять не менее 50% от объема смолы (предпочтительно 80%).

Распределитель регенерата обычно представляет собой систему коллектор-боковик, которая равномерно распределяет регенерирующий рассол во время регенерации. Расположение распределителя на высоте 6 дюймов над верхней частью слоя смолы предотвращает разбавление регенеранта водой в свободном пространстве. Это также снижает потребность в воде и времени для вытеснения и быстрой промывки. Распределитель регенерата должен быть закреплен на конструкции бака, чтобы предотвратить поломку и последующее попадание реагента в канал.

Вода смягчается слоем сильнокислотного катионита в натриевой форме. Требуемое количество смолы зависит от расхода воды, общей жесткости и желаемого времени между циклами регенерации. Для всех систем рекомендуется минимальная глубина слоя 24 дюйма.

Система нижнего дренажа, расположенная на дне резервуара, удерживает ионообменную смолу в резервуаре, равномерно собирает рабочий поток и равномерно распределяет поток обратной промывки. Неравномерный сбор воды при эксплуатации или неравномерное распределение воды обратной промывки может привести к образованию каналов, загрязнению или потере смолы.

Несмотря на то, что используется несколько конструкций поддона, существует два основных типа: засыпка и удерживающая смолу. Система подзасыпки состоит из нескольких слоев поддерживающей среды (например, фракционированного гравия или антрацита), которые поддерживают смолу, и системы сбора, включающей просверленные трубы или сетчатые фильтры подзасыпки. Пока опорные слои остаются неповрежденными, смола остается на месте. Если поддерживающая среда нарушается, обычно из-за неправильной обратной промывки, смола может пройти через разрушенные слои и выйти из сосуда.Коллектор, удерживающий смолу, такой как сетчатый боковой или профильный сетчатый фильтр, дороже, чем система с засыпкой, но защищает от потери смолы.

Главный клапан и система трубопроводов направляет поток воды и реагента в нужные места. Клапанная система состоит из клапанного гнезда или одного многопортового клапана. Гнездо клапана включает в себя шесть основных клапанов: сервисный вход и выход, вход и выход обратной промывки, вход регенеранта и слив регенерата/промывки. Клапаны могут управляться вручную или автоматически с помощью воздуха, электрического импульса или давления воды.В некоторых системах вместо гнезда клапана используется один многоходовой клапан. По мере того, как клапан вращается через ряд фиксированных положений, отверстия в клапане направляют поток таким же образом, как гнездо клапана. Многопортовые клапаны могут устранить ошибки в работе, вызванные открытием не того клапана, но их необходимо надлежащим образом обслуживать, чтобы избежать утечек через уплотнения портов.

Система рассола состоит из оборудования для растворения соли/рассола и оборудования для контроля разбавления, обеспечивающего желаемую силу регенерации.Растворяющее/измерительное оборудование предназначено для подачи правильного количества концентрированного солевого раствора (примерно 26% NaCl) для каждой регенерации, не допуская попадания нерастворенных солей в смолу. В большинстве систем используется поплавковый клапан для управления заполнением и сливом расходного бака, тем самым контролируя количество соли, используемой при регенерации. Обычно концентрированный рассол удаляют из резервуара с помощью эжекторной системы, которая также разбавляет рассол до оптимальной регенерирующей концентрации (8-10% NaCl).Рассол также можно перекачивать из резервуара с концентрированной солью и смешивать с водой для разбавления, чтобы обеспечить желаемую силу регенерации.

Работа умягчителя

Умягчитель на основе цеолита натрия работает в двух основных циклах: рабочий цикл, при котором производится мягкая вода для использования, и цикл регенерации, который восстанавливает емкость смолы при истощении.

В рабочем цикле вода поступает в умягчитель через впускную распределительную систему и проходит через слой.Ионы жесткости диффундируют в смолу и обмениваются с ионами натрия, которые возвращаются в воду. Мягкая вода собирается в дренажной системе и сбрасывается. Поток технической воды к умягчителю должен быть как можно более постоянным, чтобы предотвратить внезапные скачки напряжения и частое включение-выключение.

Из-за требований к смоле и конструкции резервуара операция умягчения наиболее эффективна, когда поддерживается скорость рабочего потока от 6 до 12 галлонов в минуту на квадратный фут площади поверхности смолы. Большая часть оборудования предназначена для работы в этом диапазоне, но в некоторых специальных конструкциях используется глубокий слой смолы, позволяющий работать при расходе 15-20 галлонов в минуту/фут².Непрерывная эксплуатация выше пределов, рекомендованных производителем, может привести к уплотнению слоя, образованию каналов, преждевременному скачку твердости и утечке жесткости. Эксплуатация значительно ниже рекомендуемой производителем скорости потока также может отрицательно сказаться на работе умягчителя. При низких расходах вода распределяется недостаточно, и оптимальный контакт смолы с водой невозможен.

Когда смягчитель израсходован, смола должна быть регенерирована. Мониторинг жесткости сточных вод показывает истощение смолы.Когда твердость увеличивается, агрегат истощается. Автоматические мониторы обеспечивают более постоянную индикацию состояния умягчителя, чем периодические отбор проб и тестирование оператором, но требуют частого обслуживания для обеспечения точности. Многие предприятия регенерируют умягчители перед их истощением, исходя из заданного периода времени или количества переработанных галлонов.

Большинство систем умягчения состоят из более чем одного умягчителя. Они часто работают так, что один умягчитель находится в режиме регенерации или в режиме ожидания, в то время как другие блоки работают.Это обеспечивает бесперебойную подачу мягкой воды. Перед вводом резервного умягчителя в эксплуатацию его необходимо промыть, чтобы удалить любую жесткость, которая попала в воду во время простоя.

Регенерация смягчителя

Цикл регенерации умягчителя на основе цеолита натрия состоит из четырех этапов: обратная промывка, регенерация (рассол), вытеснение (медленная промывка) и быстрая промывка.

Обратная промывка. Во время рабочего цикла нисходящий поток воды вызывает накопление взвешенных веществ на слое смолы.Смола является отличным фильтром и может улавливать твердые частицы, прошедшие через вышестоящее фильтрующее оборудование. Этап обратной промывки удаляет накопленный материал и реклассифицирует слой смолы. На этапе обратной промывки вода течет из поддонного распределителя вверх через слой смолы и выходит из сервисного распределителя в отходы. Восходящий поток поднимает и расширяет смолу, позволяя удалять твердые частицы и мелкие частицы смолы, а также классифицировать смолу. Классификация смолы приводит к тому, что более мелкие гранулы оказываются наверху устройства, а более крупные оседают на дне.Это улучшает распределение регенерирующей химической и технической воды.

Обратная промывка должна продолжаться не менее 10 минут или до тех пор, пока сточные воды из выпускного отверстия обратной промывки не станут прозрачными. Поток обратной промывки должен быть достаточным для увеличения объема слоя смолы на 50% или более, в зависимости от доступного надводного слоя. Недостаточная обратная промывка может привести к загрязнению слоя и образованию каналов. Чрезмерная скорость потока обратной промывки приводит к потере смолы. Скорость потока обратной промывки обычно варьируется от 4-8 (температура окружающей среды) до 12-15 (горячее обслуживание) галлонов в минуту на квадратный фут площади слоя, но следует следовать рекомендациям каждого производителя.Способность воды расширять смолу сильно зависит от температуры. Для расширения слоя с холодной водой требуется меньший поток, чем с теплой водой. Расширение слоя смолы следует регулярно проверять, а скорость потока регулировать по мере необходимости для поддержания надлежащего расширения слоя.

Обычно вода для обратной промывки представляет собой отфильтрованную сырую воду. Вода, выходящая из выпускного отверстия обратной промывки, не изменяется по химическому составу, но может содержать взвешенные вещества. В целях экономии воды сточные воды обратной промывки можно возвращать в осветлитель или фильтровать сточные воды для очистки.

Регенерация (Рассол). После обратной промывки применяется регенерирующий раствор. Поток солевого раствора поступает в установку через распределитель регенерата и стекает вниз через слой смолы с небольшой скоростью (обычно от 0,5 до 1 гал/мин на квадратный фут смолы). Поток рассола собирается через дренаж и направляется в отходы. Низкая скорость потока увеличивает контакт между соляным раствором и смолой. Для достижения оптимальной эффективности рассола крепость раствора должна составлять 10% при вводе рассола.

Смещение (медленная промывка). После введения регенерирующего солевого раствора медленный поток воды продолжается через систему распределения регенерирующего агента. Этот поток воды вытесняет регенерант через слой с желаемой скоростью потока. Стадия вытеснения завершает регенерацию смолы, обеспечивая надлежащий контакт регенеранта с нижней частью слоя смолы. Расход вытесняющей воды обычно равен расходу, используемому для разбавления концентрированного рассола.Продолжительность этапа вытеснения должна быть достаточной для того, чтобы через устройство прошел приблизительно один объем воды из слоя смолы. Это обеспечивает «пробку» вытесняющей воды, которая постепенно полностью перемещает рассол через слой.

Быстрое полоскание. После завершения вытесняющей промывки вода подается через впускной распределитель с высокой скоростью потока. Эта промывочная вода удаляет остатки рассола, а также любую остаточную жесткость из слоя смолы. Скорость быстрого ополаскивания обычно составляет от 1.5 и 2 галлона в минуту на квадратный фут смолы. Иногда это определяется скоростью обслуживания умягчителя.

Первоначально промывочные воды содержат большое количество жесткости и хлорида натрия. Обычно жесткость вымывается из умягчителя перед избытком хлорида натрия. Во многих операциях умягчитель можно вернуть в эксплуатацию, как только жесткость достигнет заданного уровня, но в некоторых случаях требуется промывка до тех пор, пока содержание хлоридов в сточных водах или проводимость не будут близки к уровням входящих. Эффективная быстрая промывка важна для обеспечения высокого качества сточных вод во время сервисного обслуживания.Если умягчитель находился в режиме ожидания после регенерации, можно использовать второе быстрое полоскание, известное как сервисное полоскание, для удаления любой жесткости, которая попала в воду во время ожидания.

ГОРЯЧИЙ ЦЕОЛИТ РАЗМЯГЧЕНИЕ

Умягчители на основе цеолита

можно использовать для удаления остаточной жесткости сточных вод горячей технологической извести или известково-натриевого умягчителя. Горячие технологические стоки проходят через фильтры, а затем через слой сильнокислотного катионита в натриевой форме (рис. 8-7).Оборудование и работа умягчителя на горячем цеолите аналогичны умягчителю с температурой окружающей среды, за исключением того, что клапаны, трубопроводы, контроллеры и контрольно-измерительные приборы должны быть рассчитаны на высокую температуру (220-250°F). Стандартную сильную катионитную смолу можно использовать при температурах до 270°F, но для более длительного срока службы рекомендуется гель премиум-класса или макросетчатая смола. При эксплуатации цеолитной системы после умягчителя горячего процесса важно спроектировать систему таким образом, чтобы исключить скачки потока в установке для производства горячей извести.Общие конструкции включают использование резервуаров для хранения воды обратной промывки в установке для производства горячей извести и расширенные медленные промывки для цеолита вместо стандартной быстрой промывки.

Применение и преимущества

Накипь и отложения в котлах, а также образование нерастворимого мыльного творога в процессе промывки вызвали большой спрос на умягченную воду. Поскольку умягчители на основе цеолита натрия способны экономически удовлетворить этот спрос, они широко используются при подготовке воды для котлов низкого и среднего давления, прачечных и химических процессов.Умягчение цеолитом натрия также имеет следующие преимущества по сравнению с другими методами умягчения:

  • обработанная вода имеет очень низкую склонность к образованию накипи, поскольку умягчение цеолитом снижает уровень жесткости большинства источников воды до менее 2 частей на миллион
  • операция проста и надежна; автоматические и полуавтоматические средства управления регенерацией доступны по разумной цене
  • Соль
  • недорогая и простая в обращении
  • не образуется отработанный шлам; обычно утилизация отходов не представляет проблемы
  • в определенных пределах изменения расхода воды мало влияют на качество очищенной воды
  • , так как эффективная работа может быть обеспечена в установках практически любого размера, умягчители на основе цеолита натрия подходят как для больших, так и для малых установок

Ограничения

Хотя умягчители на основе цеолита натрия эффективно снижают жесткость воды, растворенную в воде, общее содержание твердых веществ, щелочность и кремнезем в воде остаются неизменными.Умягчитель на основе цеолита натрия не является прямой заменой умягчителю с горячей известью и содой. Заводы, которые заменили свои умягчители горячего процесса только умягчителями на основе цеолита, столкнулись с проблемами с уровнем кремнезема и щелочностью в своих котлах.

Поскольку смола является таким эффективным фильтром, умягчители на основе цеолита натрия неэффективны в мутной воде. Продолжительная работа с мутностью входящего потока, превышающей 1,0 JTU, вызывает загрязнение слоя, короткие периоды обслуживания и низкое качество сточных вод.Подходит большинство городских и колодезных вод, но многие поверхностные источники должны быть очищены и отфильтрованы перед использованием.

Смола может быть загрязнена примесями тяжелых металлов, таких как железо и алюминий, которые не удаляются в ходе обычной регенерации. Если в водопроводе присутствует избыток железа или марганца, смолу необходимо периодически очищать. Всякий раз, когда алюминиевые коагулянты используются перед цеолитными умягчителями, надлежащая работа оборудования и тщательный контроль рН осветлителя необходимы для хорошей работы умягчителя.

Сильные окислители в сырой воде разрушают смолу. Хлор, присутствующий в большинстве коммунальных материалов, является сильным окислителем и должен быть удален до умягчения цеолита фильтрацией с активированным углем или реакцией с сульфитом натрия.

ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИЯ

Одного умягчения недостаточно для большинства питательной воды котлов высокого давления и для многих технологических потоков, особенно тех, которые используются в производстве электронного оборудования. В дополнение к удалению жесткости эти процессы требуют удаления всех растворенных твердых веществ, таких как натрий, кремнезем, щелочность и анионы минералов (Cl¯, SO 4 ¯, NO 3 ¯).

Деминерализация воды – это удаление практически всех неорганических солей путем ионного обмена. В этом процессе сильнокислотный катионит в водородной форме превращает растворенные соли в соответствующие им кислоты, а сильноосновной анионит в форме гидроксида удаляет эти кислоты. Деминерализация дает воду, по качеству аналогичную дистилляции, но с меньшими затратами для большинства пресных вод.

Принципы обессоливания

Система деминерализации состоит из одной или нескольких колонок с ионообменной смолой, которые включают в себя блок сильнокислотного катиона и блок сильноосновного аниона.Катионит обменивает водород на катионы сырой воды, как показывают следующие реакции:

Мерой общей концентрации сильных кислот в катионных стоках является свободная минеральная кислотность (FMA). Как показано на рис. 8-8, при типичном запуске службы содержимое FMA остается стабильным большую часть времени. Если бы катионный обмен был эффективен на 100%, FMA от теплообменника был бы равен теоретической минеральной кислотности (TMA) воды. FMA обычно немного ниже, чем TMA, потому что небольшое количество натрия просачивается через катионообменник.Величина утечки натрия зависит от уровня регенерации, расхода и доли натрия по отношению к другим катионам в сырой воде. Как правило, утечка натрия увеличивается по мере увеличения отношения натрия к общему количеству катионов.

По мере того, как катионообменная установка приближается к истощению, FMA в сточных водах резко падает, что указывает на необходимость вывода теплообменника из эксплуатации. В это время смолу следует регенерировать раствором кислоты, который возвращает обменные центры в водородную форму.Серная кислота обычно используется из-за ее доступной стоимости и доступности. Однако неправильное использование серной кислоты может вызвать необратимое загрязнение смолы сульфатом кальция.

Чтобы предотвратить это, серная кислота обычно применяется с высокой скоростью потока (1 галлон в минуту на квадратный фут смолы) и начальной концентрацией 2% или менее. Концентрацию кислоты постепенно увеличивают до 6-8% до полной регенерации.

В некоторых установках для регенерации используется соляная кислота.Это требует использования специальных конструкционных материалов в регенерирующей системе. Как и в случае установки с цеолитом натрия, требуется избыток регенеранта (серной или соляной кислоты), в три раза превышающий теоретическую дозу.

Для завершения процесса обессоливания воду из катионитной установки пропускают через сильноосновную анионообменную смолу в гидроксидной форме. Смола обменивает ионы водорода как на сильно ионизированные минеральные ионы, так и на более слабо ионизированные угольную и кремниевую кислоты, как показано ниже:

Приведенные выше реакции показывают, что деминерализация полностью удаляет катионы и анионы из воды.В действительности, поскольку реакции ионного обмена являются равновесными реакциями, происходит некоторая утечка. Большая часть утечек из катионитов приходится на натрий. Эта утечка натрия преобразуется в гидроксид натрия в анионном блоке. Таким образом, рН выходящего потока двухслойной катионно-анионной системы деминерализации является слабощелочным. Щелочь, образующаяся в анионах, вызывает небольшую утечку кремнезема. Степень утечки анионов зависит от химического состава обрабатываемой воды и используемой дозы регенерирующего средства.

Деминерализация с использованием сильных анионных смол удаляет диоксид кремния, а также другие растворенные твердые вещества. Выходящий кремнезем и электропроводность являются важными параметрами, которые необходимо контролировать во время обслуживания деминерализатора. Как показано на рис. 8-9, в конце быстрой промывки как диоксид кремния, так и электропроводность низкие.

Когда в конце рабочего цикла происходит прорыв кремнезема, уровень кремнезема в очищенной воде резко возрастает. Часто проводимость воды на мгновение уменьшается, а затем быстро возрастает.Это временное падение проводимости легко объяснимо. Во время нормального обслуживания большая часть проводимости сточных вод связана с небольшим уровнем гидроксида натрия, образующегося в анионообменнике. Когда происходит прорыв диоксида кремния, гидроксид становится недоступным, а натрий из катионита превращается в силикат натрия, проводящий гораздо меньше, чем гидроксид натрия. По мере истощения анионита прорываются ионы минералов с большей проводимостью, что приводит к последующему увеличению проводимости.

При обнаружении окончания работы деминерализатора устройство должно быть немедленно выведено из эксплуатации. Если деминерализатор остается в эксплуатации после точки останова, уровень кремнезема в очищенной воде может подняться выше уровня поступающей воды из-за концентрации кремнезема, которая происходит в анионите во время работы.

Сильноосновные анионообменники регенерируются 4% раствором едкого натра. Как и в случае регенерации катионов, относительно высокая концентрация гидроксида запускает реакцию регенерации.Чтобы улучшить удаление кремнезема из слоя смолы, регенерирующую щелочь обычно нагревают до 120°F или до температуры, указанной производителем смолы. Удаление кремнезема также улучшается за счет предварительного нагрева слоя смолы перед введением теплой щелочи.

Оборудование и операции

Оборудование, используемое для катионно-анионной деминерализации, аналогично оборудованию, используемому для умягчения цеолитом. Основное отличие состоит в том, что сосуды, клапаны и трубопроводы должны быть изготовлены из коррозионностойких материалов (или облицованы ими).Резина и поливинилхлорид (ПВХ) обычно используются для футеровки ионообменных сосудов. Системы управления и регенерации для деминерализаторов более сложны, что позволяет использовать такие усовершенствования, как ступенчатая регенерация кислотой и теплой щелочью.

Деминерализаторы

по действию аналогичны цеолитным умягчителям. Рекомендации по скорости потока для деминерализатора составляют от 6 до 10 галлонов в минуту на квадратный фут смолы. Скорость потока более 10 галлонов в минуту на квадратный фут смолы вызывает повышенную утечку натрия и кремнезема с некоторыми видами воды.Анионит намного легче катионита. Следовательно, скорость потока обратной промывки для анионообменных смол намного ниже, чем для катионообменных смол, и на расширение анионита больше влияет температура воды, чем на расширение катионита. Вода, используемая для каждой стадии регенерации анионита, не должна быть жесткой, чтобы предотвратить осаждение солей жесткости в слое щелочного анионита.

Приборы непрерывной проводимости и анализаторы диоксида кремния обычно используются для контроля качества сточных вод с анионами и определения необходимости регенерации.В некоторых случаях датчики электропроводности помещают в слой смолы над дренажными коллекторами для обнаружения истощения смолы до того, как произойдет прорыв кремнезема в очищенную воду.

Преимущества и ограничения

Деминерализаторы

могут производить воду высокой чистоты практически для любого использования. Деминерализованная вода широко используется в качестве питательной воды для котлов высокого давления и для многих технологических вод. Качество произведенной воды сравнимо с дистиллированной водой, обычно за небольшую часть стоимости.Деминерализаторы бывают самых разных размеров. Системы варьируются от лабораторных колонн, производящих всего несколько галлонов в час, до систем, производящих тысячи галлонов в минуту.

Как и другие системы ионного обмена, для эффективной работы деминерализаторов требуется фильтрованная вода. Перед деминерализацией следует избегать смолистых загрязнений и разлагающих агентов, таких как железо и хлор. Аниониты очень восприимчивы к загрязнению и воздействию органических материалов, присутствующих во многих источниках поверхностной воды.Некоторые формы кремнезема, известные как коллоидные или нереакционноспособные, не удаляются деминерализатором. Горячая щелочная котельная вода растворяет коллоидный материал, образуя простые силикаты, подобные тем, которые поступают в котел в растворимом виде. Как таковые, они могут образовывать отложения на поверхности труб и улетучиваться в пар.

ДЕАЛКАЛИЗАЦИЯ

Часто рабочие условия котла или процесса требуют удаления жесткости и снижения щелочности, но не удаления других твердых веществ.Умягчение цеолитом не снижает щелочность, а деминерализация слишком затратна. Для таких ситуаций используется процесс дезактивации. Наиболее часто используемыми процессами являются декальцинация цеолитом натрия/водородным цеолитом (разделенный поток), дещелочная декальцинация хлорид-анионом и слабокислотным катионитом.

Цеолит натрия/водородный цеолит (разделенный поток) Декальцинация

В декальцинаторах с разделенным потоком часть сырой воды проходит через умягчитель на основе цеолита натрия.Остаток проходит через катионит сильной кислоты в форме водорода (водородный цеолит). Выходящий поток из цеолита натрия объединяют с выходящим потоком водородного цеолита. Сточные воды установки цеолита водорода содержат угольную кислоту, полученную за счет щелочности сырой воды, и свободные минеральные кислоты. Когда два потока объединяются, свободная минеральная кислота в выходящем потоке цеолита водорода преобразует щелочность карбоната натрия и бикарбоната в выходящем потоке цеолита натрия в угольную кислоту, как показано ниже:

Угольная кислота нестабильна в воде.Он образует углекислый газ и воду. Смешанные стоки направляются в декарбонизатор или дегазатор, где двуокись углерода удаляется из воды противотоком воздуха. На рис. 8-10 показана типичная система дещелализации с разделенным потоком.

Желаемый уровень щелочности смешанной воды можно поддерживать, контролируя процентное содержание цеолита натрия и цеолита водорода в смеси. Более высокий процент воды с цеолитом натрия приводит к более высокой щелочности, а повышенный процент воды с цеолитом водорода снижает щелочность.

В дополнение к снижению щелочности декальцинатор с разделенным потоком уменьшает общее количество растворенных твердых веществ в воде. Это важно для воды с высокой щелочностью, потому что проводимость этих вод влияет на процесс и может ограничивать циклы концентрирования котлов.

Цеолит натрия/хлоридный анион, декальцинация

Сильноосновная анионная смола в форме хлорида может использоваться для снижения щелочности воды. Вода проходит через цеолитовый умягчитель, а затем через анионную установку, которая заменяет ионы карбоната, бикарбоната, сульфата и нитрата ионами хлорида, как показано в следующих реакциях:

Декальцинатор аниона хлорида снижает щелочность примерно на 90%, но не уменьшает общее содержание твердых веществ.Когда смола приближается к истощению, щелочность очищенной воды быстро увеличивается, сигнализируя о необходимости регенерации.

Цеолитовый умягчитель регенерируется, как описано выше. Кроме того, анионная смола также регенерируется соляным раствором хлорида натрия, который возвращает смолу в хлоридную форму. Часто в регенерирующий солевой раствор добавляют небольшое количество каустической соды для улучшения удаления щелочности.

Слабокислотный катион декальцинации

В другом методе удаления щелочи используются слабокислотные катиониты.Слабокислотные смолы по действию аналогичны сильнокислотным катионитам, но только заменяют катионы, связанные с щелочностью, как показывают следующие реакции:

, где Z представляет собой смолу. Образовавшуюся угольную кислоту (H 2 CO 3 ) удаляют декарбонизатором или дегазатором, как в системе с разделенным потоком.

Идеальный входной поток для слабокислотной катионной системы имеет уровень жесткости, равный щелочности (оба значения выражены в ppm как CaCO 3 ).В водах с более высокой щелочностью, чем жесткость, щелочность не снижается до самого низкого уровня. В водах, содержащих большую жесткость, чем щелочность, некоторая жесткость остается после обработки. Обычно эти воды необходимо полировать смягчителем на основе цеолита натрия для удаления жесткости. Во время начального периода работы слабокислотных катионов (первые 40-60%) некоторые катионы, связанные с минеральными анионами, обмениваются, образуя небольшое количество минеральных кислот в сточных водах. По мере прохождения рабочего цикла в стоках появляется щелочность.Когда щелочность сточных вод превышает 10 % щелочности поступающих, установка выводится из эксплуатации и регенерируется 0,5 % раствором серной кислоты. Концентрация регенерирующей кислоты должна поддерживаться ниже 0,5-0,7%, чтобы предотвратить осаждение сульфата кальция в смоле. Слабокислотный обмен катионита очень эффективен. Таким образом, необходимое количество кислоты практически равно (химически) количеству катионов, удаленных во время рабочего цикла.

Если материалы конструкции последующего оборудования или процесса в целом не выдерживают минеральной кислотности, присутствующей во время начальных частей рабочего цикла, перед окончательной промывкой через регенерированную слабокислотную смолу пропускают соляной раствор.Этот раствор удаляет минеральную кислотность без существенного влияния на качество или продолжительность последующего цикла.

Оборудование, используемое для декальцинатора слабокислотных катионов, аналогично оборудованию, используемому для сильнокислотного катионита, за исключением смолы. В одном варианте стандартной конструкции используется слой слабокислотной смолы поверх сильнокислотной катионитной смолы. Поскольку он легче, слабокислотная смола остается сверху. Слоистая система смолы регенерируется серной кислотой, а затем рассолом хлорида натрия.Солевой раствор переводит сильнокислотную смолу в натриевую форму. Затем эта смола действует как полирующий смягчитель.

Прямой впрыск кислоты

В процессе прямого впрыска кислоты и декарбонизации кислота используется для преобразования щелочности в угольную кислоту. Угольная кислота диссоциирует с образованием двуокиси углерода и воды, и двуокись углерода удаляется в декарбонизаторе. К использованию системы впрыска кислоты следует подходить с осторожностью, потому что избыточная подача кислоты или неисправность в системе контроля pH может привести к образованию кислоты в питательной воде, которая разъедает железные поверхности систем питательной воды и котлов.Требуется надлежащий мониторинг pH и контролируемая подача щелочи после декарбонизации.

Преимущества и ограничения систем дезактивации

Системы ионообменной обесщелачивания производят воду без жесткости, с низкой щелочностью по разумной цене и с высокой степенью надежности. Они хорошо подходят для обработки питательной воды для котлов среднего давления и технологической воды для производства напитков. Системы с разделенным потоком и слабокислые катиониты также снижают общее количество растворенных твердых веществ.В дополнение к этим преимуществам необходимо учитывать следующие недостатки:

  • декальцинаторы не полностью удаляют щелочность и не влияют на содержание кремнезема в воде
  • Декальцинаторы
  • требуют такой же чистоты входящего потока, как и другие процессы ионного обмена; необходимо использовать фильтрованную воду с низким содержанием потенциальных загрязнителей
  • вода, полученная в системе декальцинации с использованием декарбонизатора с принудительной тягой, насыщается кислородом, поэтому она потенциально вызывает коррозию

ПРОТИВОТОЧНАЯ И СМЕШАННАЯ ДЕИОНИЗАЦИЯ

Из-за повышения рабочего давления в котлах и производства продуктов, требующих воды, не содержащей примесей, растет потребность в воде более высокого качества, чем могут производить катионно-анионные деминерализаторы.Поэтому возникла необходимость модификации стандартного процесса обессоливания для повышения чистоты очищаемой воды. Наиболее значительные улучшения чистоты деминерализованной воды были достигнуты при использовании противоточных катионитов и теплообменников смешанного действия.

Противоточные катиониты

В традиционной системе деминерализации регенерирующий поток течет в том же направлении, что и рабочий поток, вниз через слой смолы. Эта схема известна как прямоточная работа и является основой для большинства конструкций систем ионного обмена.Во время регенерации прямоточной установки загрязняющие вещества вытесняются через слой смолы во время регенерации. В конце регенерации некоторые ионы, преимущественно ионы натрия, остаются на дне слоя смолы. Поскольку верхняя часть слоя была подвергнута воздействию свежего регенеранта, она сильно регенерирована. По мере того, как вода проходит через смолу во время работы, обмен катионов сначала происходит в верхней части слоя, а затем перемещается вниз через смолу по мере истощения слоя.Ионы натрия, оставшиеся в слое во время регенерации, диффундируют в декатионированную воду до того, как она покинет сосуд. Эта утечка натрия поступает в анионную установку, где при анионном обмене образуется щелочь, повышающая pH и проводимость деминерализованной воды.

В регенерируемом катионите с противотоком регенерант течет в направлении, противоположном рабочему потоку. Например, если рабочий поток идет вниз через слой, поток регенерирующей кислоты идет вверх через слой.В результате наиболее регенерируемая смола находится там, где техническая вода выходит из сосуда. Смола с высокой степенью регенерации удаляет небольшое количество загрязняющих веществ, которые не удалось удалить в верхней части слоя. Это приводит к более высокой чистоте воды, чем могут обеспечить прямоточные конструкции. Чтобы максимизировать контакт между кислотой и смолой и предотвратить смешивание наиболее регенерированной смолы с остальной частью слоя, слой смолы должен оставаться сжатым во время введения регенеранта. Это сжатие обычно достигается одним из двух способов:

Теплообменники смешанного действия

В теплообменнике смешанного действия катионит и анионит смешаны в одном сосуде.Когда вода течет через слой смолы, процесс ионного обмена повторяется много раз, «полируя» воду до очень высокой чистоты. Во время регенерации смола разделяется на отдельные катионные и анионные фракции, как показано на рис. 8-12. Смола отделяется обратной промывкой, при этом более легкая анионная смола оседает поверх катионной смолы. Регенерирующая кислота вводится через нижний распределитель, а щелочь – через распределители над слоем смолы. Потоки регенерата встречаются на границе между катионитом и анионитом и выводятся через коллектор, расположенный на границе раздела смолы.После введения реагента и вытесняющей промывки воздух и вода используются для смешивания смол. Затем смолы промываются, и установка готова к работе.

Противоточные системы и системы со смешанным слоем производят более чистую воду, чем обычные катионно-анионные деминерализаторы, но требуют более сложного оборудования и имеют более высокую начальную стоимость. Более сложные последовательности регенерации требуют более пристального внимания оператора, чем стандартные системы. Особенно это касается смешанной кровати.

ПРОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИИ

Стандартный катионно-анионный процесс был изменен во многих системах для сокращения использования дорогостоящих регенерантов и образования отходов. Модификации включают использование декарбонизаторов и дегазаторов, слабокислотных и слабоосновных смол, отходов сильноосновного анионного каустика (для регенерации слабоосновных анионообменников) и утилизации части отработанного каустика для последующих циклов регенерации. Несколько различных подходов к деминерализации с использованием этих процессов показаны на рис. 8-13.

Декарбонизаторы и дегазаторы

Декарбонизаторы и дегазаторы экономически выгодны для многих систем обессоливания, поскольку они уменьшают количество щелочи, необходимой для регенерации. Вода из катионита разбивается на мелкие капли с помощью распылителей и лотков или набивается в декарбонизатор. Затем вода течет через поток воздуха, идущего в противоположном направлении. Углекислота, присутствующая в выбросах катионов, диссоциирует на углекислый газ и воду.Углекислый газ удаляется из воды воздухом, что снижает нагрузку на анионообменники. Типичные декарбонизаторы с принудительной тягой способны удалять углекислый газ до 10-15 частей на миллион. Однако вода, выходящая из декарбонатора, насыщена кислородом.

В вакуумном дегазаторе капли воды вводятся в насадочную колонку, работающую под вакуумом. Углекислый газ удаляется из воды благодаря пониженному парциальному давлению в вакууме. Вакуумный дегазатор обычно снижает содержание углекислого газа до уровня менее 2 частей на миллион, а также удаляет большую часть кислорода из воды.Однако приобрести и эксплуатировать вакуумные дегазаторы дороже, чем декарбонизаторы с принудительной тягой.

Слабокислотные и слабоосновные смолы

Смолы со слабыми функциональными свойствами имеют гораздо более высокую эффективность регенерации, чем их аналоги с сильными функциональными свойствами. Слабокислотные катиониты, как описано в разделе о снижении щелочности, обмениваются с катионами, связанными с щелочностью. Слабоосновные смолы обмениваются анионами неорганических кислот (SO 4 ¯, Cl¯, NO 3 ¯) в растворе сильной кислоты.Эффективность регенерации слабых смол практически стехиометрична, для удаления 1 кг ионов (как CaCO 3 ) требуется лишь немногим более 1 кг регенерирующего иона (как CaCO 3 ). Прочные смолы требуют в три-четыре раза больше регенеранта для того же удаления загрязняющих веществ.

Слабоосновные смолы настолько эффективны, что общепринятой практикой является регенерация слабоосновного обменника с помощью части «отработанного» каустика после регенерации сильноосновной анионита.Первую фракцию каустика из сильноосновной единицы отправляют в отходы, чтобы предотвратить загрязнение кремнеземом слабоосновной смолы. Оставшаяся щелочь используется для регенерации слабоосновной смолы. Дополнительным свойством слабоосновных смол является их способность удерживать природные органические материалы, загрязняющие сильноосновные смолы, и высвобождать их во время цикла регенерации. Благодаря этой способности слабоосновные смолы обычно используются для защиты сильноосновных смол от вредного органического загрязнения.

Повторное использование регенерата

Из-за высокой стоимости каустической соды и растущих проблем с утилизацией отходов многие системы деминерализации в настоящее время оснащены функцией регенерации каустической соды.Система регенерации использует часть отработанного каустика от предыдущей регенерации в начале следующего цикла регенерации. После повторного использования каустика следует свежий каустик для завершения регенерации. Затем новый каустик используется для следующей регенерации. Как правило, серная кислота не регенерируется, поскольку она дешевле, а осаждение сульфата кальция представляет собой потенциальную проблему.

ПОЛИРОВКА КОНДЕНСАТОМ

Применение ионного обмена не ограничивается подпиткой технологической воды и котловой воды.Ионный обмен можно использовать для очистки или полировки возвращаемого конденсата, удаления продуктов коррозии, которые могут вызывать вредные отложения в котлах.

Обычно загрязняющие вещества в системе конденсата представляют собой твердые частицы железа и меди. Низкие уровни других загрязняющих веществ могут попасть в систему из-за утечек конденсатора и уплотнения насоса или переноса котловой воды с паром. Полировщики конденсата отфильтровывают твердые частицы и удаляют растворимые загрязнения путем ионного обмена.

Большинство машин для полировки конденсата на бумажных фабриках работают при температурах, приближающихся к 200°F, что исключает использование анионита.Катионит, который стабилен до температуры выше 270°F, используется для глубокой полировки конденсата в этих применениях. Смола регенерируется раствором хлорида натрия, как и в цеолитовом умягчителе. В ситуациях, когда утечка натрия из полировщика неблагоприятно влияет на внутреннюю химическую программу котловой воды или пар снижает чистоту воды, смолу можно регенерировать с помощью раствора ионизированного амина, чтобы предотвратить эти проблемы.

Рабочий расход для глубокой полировки (20-50 галлонов в минуту на квадратный фут площади поверхности смолы) очень высок по сравнению с обычным умягчителем.Допустимы высокие скорости потока, поскольку уровень растворимых ионов в конденсате обычно может быть очень низким. Железо в виде частиц и медь удаляются фильтрацией, а количество растворенных загрязняющих веществ снижается за счет обмена на натрий или амин в смоле.

Регенерация конденсата катионитовой смолы с глубоким слоем регенерируется с помощью 15 фунтов хлорида натрия на кубический фут смолы способом, аналогичным тому, который используется для обычной регенерации цеолита натрия. Солюбилизирующий или восстанавливающий агент часто используется для облегчения удаления железа.Иногда дополнительный коллектор обратной промывки располагается непосредственно под поверхностью слоя смолы. Этот подповерхностный распределитель, используемый перед обратной промывкой, вводит воду для разрушения корки, которая образуется на поверхности смолы между регенерациями.

Важным моментом является выбор смолы для полировки конденсата. Поскольку высокие перепады давления создаются высокими скоростями рабочего потока и загрузками твердых частиц, а также поскольку многие системы работают при высоких температурах, структура смолы подвергается значительным нагрузкам.Гелеобразную или макропористую смолу высшего качества следует использовать для полировки конденсата в глубоком слое.

В системах, требующих полного удаления растворенных твердых частиц и твердых частиц, можно использовать полировщик конденсата со смешанным слоем. Температура конденсата должна быть ниже 140°F, что является максимальной продолжительной рабочей температурой для анионита. Кроме того, расход через устройство обычно снижается примерно до 20 галлонов в минуту/фут².

Ионообменные смолы

также используются как часть системы предварительной фильтрации, как показано на рис. 8-14, для очистки конденсата.Смола измельчается и смешивается в суспензию, которая используется для покрытия отдельных септ в емкости фильтра. Порошкообразная смола представляет собой очень тонкую фильтрующую среду, которая улавливает твердые частицы и удаляет некоторые растворимые загрязнения путем ионного обмена. Когда фильтрующий материал засоряется, материал предварительного покрытия утилизируется, а перегородки покрывают свежей суспензией порошкообразной смолы.

ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМЫ ОБЩЕГО ИОНООБМЕНА

Как и в любой динамической операционной системе, включающей электрическое и механическое оборудование и химические операции, в системах ионного обмена все же возникают проблемы.Проблемы обычно приводят к плохому качеству сточных вод, уменьшению продолжительности обслуживания или увеличению потребления регенеранта. Чтобы система ионного обмена работала эффективно и надежно, при каждом обнаружении проблем следует учитывать изменения качества воды, длины цикла или расхода регенеранта.

Диаграммы причинно-следственных связей для коротких циклов (Рисунок 8-15) и некачественных стоков (Рисунок 8-16) показывают, что существует множество возможных причин снижения производительности системы обессоливания.Некоторые из наиболее распространенных проблем обсуждаются ниже.

Эксплуатационные проблемы
Изменения качества сырой воды оказывают значительное влияние как на продолжительность цикла, так и на качество сточных вод, производимых ионообменной установкой. Хотя большинство колодезных вод имеют постоянное качество, состав большинства поверхностных вод сильно меняется с течением времени. Увеличение жесткости воды на 10 % для умягчителя на основе цеолита натрия приводит к сокращению срока службы на 10 %. Увеличение отношения натрия к общему количеству катионов вызывает повышенную утечку натрия из системы деминерализации.Для выявления таких отклонений необходимо регулярно проводить химический анализ воды, поступающей в ионообменники.

Другие причины проблем в работе ионного обмена включают:

  • Неправильная регенерация, вызванная неправильными расходами, временем или концентрацией реагента. При регенерации ионообменных смол необходимо соблюдать рекомендации производителя.
  • Каналообразование в результате высокой или низкой скорости потока, повышенного содержания взвешенных твердых частиц или плохой обратной промывки.Это вызывает преждевременное истощение, даже когда большая часть кровати находится в регенерированном состоянии.
  • Загрязнение или деградация смолы из-за некачественного регенеранта.
  • Неудачное удаление диоксида кремния из смолы, что может быть вызвано низкой температурой регенерирующей щелочи. Это может привести к увеличению утечки кремнезема и сокращению сроков службы.
  • Избыток загрязняющих веществ в смоле из-за предыдущей эксплуатации после истощения. Поскольку в смоле содержится больше загрязняющих веществ, чем может удалить обычная регенерация, после продолжительного обслуживания требуется двойная регенерация.

Механические проблемы

Типичные механические проблемы, связанные с системами ионного обмена, включают:

  • Негерметичные клапаны, которые вызывают низкое качество сточных вод и длительные промывки.
  • Сломанный или засоренный распределитель, что приводит к протеканию.
  • Потери смолы из-за чрезмерной обратной промывки или выхода из строя дренажного экрана или опорной среды.
  • Катионная смола в анионном блоке, что приводит к увеличению времени промывки и утечке натрия в деминерализованную воду.
  • Проблемы с приборами, такие как неисправные сумматоры или измерители проводимости, которые могут указывать на проблему, когда ее нет, или могут привести к использованию воды низкого качества. Инструментарий в зоне деминерализации следует регулярно проверять.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ И РАЗЛОЖЕНИЕ СМОЛЫ

Смола может быть загрязнена загрязняющими веществами, которые препятствуют процессу обмена. На рис. 8-17 показана смола, загрязненная железом. Смола также может подвергаться воздействию химических веществ, вызывающих необратимое разрушение.Некоторые материалы, такие как природные органические вещества (рис. 8-18), сначала загрязняют смолы, а затем с течением времени разлагают смолы. Это наиболее распространенная причина загрязнения и деградации ионообменных систем, и она обсуждается в разделе «Органическое загрязнение» далее в этой главе.

Причины загрязнения смолой

Железо и марганец . Железо может находиться в воде в виде неорганической соли двухвалентного или двухвалентного железа или в виде секвестрированного органического комплекса. Двухвалентное железо переходит в смолу, а трехвалентное нерастворимо и не растворяется.Трехвалентное железо покрывает катионит, предотвращая обмен. Для удаления этого железа необходимо использовать кислоту или сильный восстановитель. Органически связанное железо проходит через катионит и загрязняет анионит. Его необходимо удалить вместе с органическим материалом. Марганец, присутствующий в воде некоторых колодцев, загрязняет смолу так же, как и железо.

Алюминий . Алюминий обычно присутствует в виде гидроксида алюминия в результате использования квасцов или алюмината натрия для осветления или смягчения осадков.Алюминиевый флок, если он проходит через фильтры, покрывает смолу в умягчителе на основе цеолита натрия. Его удаляют очисткой либо кислотой, либо щелочью. Обычно алюминий не загрязняет систему деминерализации, поскольку он удаляется из смолы во время обычной регенерации.

Осадки жесткости . Осадки жесткости выносят через фильтр из умягчителя осадков или образуются после фильтрации путем доосаждения. Эти осадки загрязняют смолы, используемые для умягчения цеолита натрия.Их удаляют кислотой.

Сульфатные осадки. Осаждение сульфата кальция может происходить в сильнокислотной катионной установке, работающей в водородном цикле. В конце рабочего цикла верхняя часть слоя смолы богата кальцием. Если в качестве регенеранта используется серная кислота и ее вводят в слишком высокой концентрации или при слишком низкой скорости потока, происходит осаждение сульфата кальция, загрязняющего смолу. После образования сульфата кальция его очень трудно растворить; поэтому смола, загрязненная сульфатом кальция, обычно выбрасывается.Легкие случаи загрязнения сульфатом кальция можно устранить длительным вымачиванием в соляной кислоте.

Сульфат бария еще менее растворим, чем сульфат кальция. Если источник воды содержит измеримые количества бария, следует рассмотреть возможность регенерации соляной кислотой.

Масляное загрязнение . Масло покрывает смолу, блокируя прохождение ионов к местам обмена и от них. Для удаления масла можно использовать поверхностно-активное вещество. Следует проявлять осторожность при выборе поверхностно-активного вещества, которое не загрязняет смолу.Загрязненные маслом анионные смолы следует очищать только неионогенными поверхностно-активными веществами.

Микробиологическое загрязнение. Микробиологическое загрязнение может происходить в слоях смолы, особенно в слоях, которые могут оставаться без потока. Микробиологическое загрязнение может привести к серьезной закупорке слоя смолы и даже к механическому повреждению из-за чрезмерного перепада давления на загрязненной смоле. Если микробиологическое загрязнение в резервных блоках представляет собой проблему, следует использовать постоянный поток рециркуляционной воды, чтобы свести к минимуму проблему.Тяжелые условия могут потребовать применения подходящих стерилизующих агентов и поверхностно-активных веществ.

Кремнеземное обрастание . Загрязнение диоксидом кремния может происходить в сильноосновных анионных смолах, если температура регенерации слишком низкая, или в слабоосновных смолах, если выходящий каустик из установки SBA, используемый для регенерации слабоосновного элемента, содержит слишком много кремнезема. При низких уровнях pH в слабоосновной смоле может происходить полимеризация кремнезема. Это также может быть проблемой в исчерпавшей себя сильноосновной анионообменной смоле.Загрязнение кремнеземом удаляется длительным вымачиванием в теплой (120 ° F) каустической соды.

Причины необратимой деградации смолы

Окисление . Окислители, такие как хлор, разрушают как катионные, так и анионные смолы. Окислители разрушают поперечные связи дивинилбензола в катионной смоле, снижая общую прочность шарика смолы. По мере продолжения атаки катионит начинает терять свою сферическую форму и жесткость, что приводит к его уплотнению во время эксплуатации.Это уплотнение увеличивает перепад давления на слое смолы и приводит к образованию каналов, что снижает эффективную производительность установки.

В случае хлорирования сырой воды анионит не подвергается прямому воздействию, поскольку хлор поглощается катионитом. Однако последующие сильноосновные анионные смолы загрязняются некоторыми продуктами разложения из окисленных катионитов.

Если в сырой воде присутствует хлор, его следует удалить перед ионным обменом с помощью фильтрации с активированным углем или сульфита натрия.Приблизительно 1,8 промилле сульфита натрия требуется для потребления 1 промилле хлора.

Насыщенная кислородом вода, такая как вода, обнаруженная после декарбонизации с принудительной тягой, ускоряет разрушение мест сильного обмена оснований, которое происходит естественным образом с течением времени. Это также ускоряет деградацию из-за органического загрязнения.

Термическое разложение . Термическая деградация происходит, если анионит перегревается во время цикла обслуживания или регенерации. Это особенно верно для акриловых смол, которые имеют температурные ограничения до 100°F, и сильноосновных анионных смол типа II, которые имеют температурный предел 105°F в форме гидроксида.

Органические загрязнения

Органическое загрязнение является наиболее распространенной и дорогостоящей формой загрязнения и деградации смолы. Обычно в колодезной воде обнаруживаются только низкие уровни органических материалов. Однако поверхностные воды могут содержать сотни частей на миллион природных и искусственных органических веществ. Природные органические вещества получают из разлагающейся растительности. Они ароматические и кислые по своей природе и могут образовывать комплексы с тяжелыми металлами, такими как железо. Эти загрязняющие вещества включают дубильные вещества, дубильные кислоты, гуминовые кислоты и фульвокислоты.

Изначально органические вещества блокируют участки сильного основания на смоле. Эта блокировка приводит к длительному заключительному полосканию и снижает способность к расщеплению соли. По мере того, как загрязнитель продолжает оставаться на смоле, он начинает разрушать участки сильного основания, снижая способность смолы расщеплять соли. Функциональность сайта меняется с сильной базы на слабую базу и, наконец, на неактивный сайт. Таким образом, смола на ранних стадиях разложения обладает высокой общей емкостью, но пониженной способностью к расщеплению солей.На этом этапе очистка смолы еще может вернуть часть, но не всю утраченную работоспособность. Потеря способности расщеплять соли снижает способность смолы удалять диоксид кремния и угольную кислоту.

Об органическом загрязнении анионита свидетельствует цвет стока из анионита при регенерации, который варьируется от цвета чая до темно-коричневого. Во время работы очищенная вода имеет более высокую электропроводность и более низкий рН.

Профилактика . Следующие методы используются по отдельности или в комбинации для уменьшения органического загрязнения:

  • Предварительное хлорирование и осветление.Вода предварительно хлорируется в источнике, а затем очищается с помощью добавки для удаления органических веществ.
  • Фильтрация через активированный уголь. Следует отметить, что угольный фильтр имеет ограниченную способность по удалению органических материалов и что эффективность удаления угля следует часто контролировать.
  • Макропористая смола на слабой основе опережает смолу на сильной основе. Слабое основание или макропористая смола поглощают органический материал и вымываются во время регенерации.
  • Специальные смолы.Были разработаны акриловые и другие специальные смолы, которые менее подвержены органическому загрязнению.

Осмотр и очистка . В дополнение к этим профилактическим процедурам программа регулярного осмотра и очистки ионообменной системы помогает сохранить срок службы анионита. В большинстве процедур очистки используется одно из следующих средств:

  • Теплый (120°F) рассол и щелочь. Для улучшения очистки можно добавить мягкие окислители или солюбилизирующие агенты.
  • Кислота соляная.Когда смолы также загрязнены значительным количеством железа, используются соляные кислоты.
  • Растворы 0,25-0,5% гипохлорита натрия. Эта процедура разрушает органический материал, но также значительно ухудшает качество смолы. Чистка гипохлоритом считается крайней мерой.

Важно очистить смолу, загрязненную органическими веществами, прежде чем произойдет чрезмерная необратимая деградация участков сильного основания. Очистка после необратимой деградации удаляет значительное количество органического материала, но не улучшает производительность устройства.Необходимо внимательно следить за состоянием смолы, чтобы определить оптимальный график очистки.

ИСПЫТАНИЯ И АНАЛИЗ СМОЛЫ

Чтобы отслеживать состояние ионообменной смолы и определять наилучшее время для ее очистки, необходимо периодически брать пробы смолы и анализировать ее на физическую стабильность, уровень загрязнения и способность выполнять требуемый ионный обмен.

Образцы должны быть репрезентативными для всего слоя смолы. Таким образом, образцы должны быть собраны на разных уровнях внутри слоя, или для получения «кернового» образца следует использовать зерновой вор или полую трубу.Во время отбора проб следует осмотреть впускной патрубок и распределитель регенерата, а также отметить состояние верхней части слоя смолы. Чрезмерные холмы или впадины в слое смолы указывают на проблемы с распределением потока.

Образец смолы следует исследовать под микроскопом на наличие признаков загрязнения, трещин или сломанных шариков. Его также следует проверить на физические свойства, такие как плотность и содержание влаги (Рисунок 8-19). Следует определить уровень органических и неорганических загрязнений в смоле и сравнить с известными стандартами и предыдущим состоянием смолы.Наконец, следует измерить расщепление соли и общую емкость образцов анионита, чтобы оценить скорость разложения или органического загрязнения.

Рисунок 8-1. Микроскопический вид шариков ячеистой смолы (20-50 меш) сильнокислотного катионообменника сульфированного стирола-дивинилбензола. (Предоставлено компанией Rohm and Haas.)

Икс

Рисунок 8-2. Микроскопический вид макропористой сильноосновной анионита. (С разрешения Dow Chemical Company.)

Икс

Рис. 8-3.Химическая структурная формула сульфосильнокислотного катионита (Амберлит IR-120), (XL): поперечная связь; (ПК): полимерная цепь; (ES): сайт обмена; (EI): обменный ион.

Икс

Рис. 8-4. Схема гидратированного сильнокислотного катионита. (Предоставлено компанией Rohm and Haas.)

Икс

Рис. 8-5. Типичный профиль сточных вод умягчителя на основе цеолита натрия.

Икс

Рис. 8-6. Смягчитель на основе цеолита натрия. (Любезно предоставлено Graver Water Division, Ecodyne Corporation.)

Икс

Рис. 8-7. Комбинированная система умягчения горячей известью/горячим цеолитом. (Предоставлено Отделом водоподготовки Envirex, Inc.)

Икс

Рис. 8-8. Типичный профиль сточных вод для сильнокислотного катионита.

Икс

Рис. 8-9. Профиль проводимости/кремнезема для сильноосновного анионообменника.

Икс

Рис. 8-10. Разделительный умягчитель потока на основе цеолита натрия/цеолита водорода.

Икс

Рис. 8-11.Катионный профиль противотока, показывающий метод блокировки двойного потока кислоты.

Икс

Рис. 8-12. Важные шаги в последовательности регенерации теплообменника смешанного действия.

Икс

Рис. 8-13. Системы деминерализации.

Икс

Рис. 8-14. Средство для полировки конденсата в виде порошка смолы. (Предоставлено Graver Water Div., Ecodyne Corporation).

Икс

Рис. 8-15. Причинно-следственная диаграмма для коротких циклов в системе деминерализации с двумя слоями.

Икс

Рис. 8-16. Диаграмма причин и следствий плохого качества сточных вод в системе деминерализации с двумя слоями.

Икс

Рис. 8-17. Загрязненная железом смола.

Икс

Рис. 8-18. Анионит загрязнен органическим материалом.

Икс

Рис. 8-19. Периодический отбор проб и оценка смолы необходимы для поддержания производительности и эффективности на оптимальном уровне.

Икс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мыльное потоотделение и как это исправить

Что такое потливость и почему она возникает?

Потоотделение — это просто явление, которое происходит между влагой и увлажнителем (веществом, сохраняющим влагу), в данном случае увлажнителем является глицерин.Глицерин в мыльной основе является естественным побочным продуктом омыления и иногда может быть добавлен в качестве увлажняющего агента. Увлажнители притягивают/поглощают влагу из воздуха. Глицерин в мыле притягивает влагу из воздуха, которая образуется на поверхности мыла — это так называемое мыльное «потение».

Сначала мыльный пот выглядит как иней, а при ближайшем рассмотрении на поверхности вашего мыла видны мелкие капельки воды. Поскольку это не происходит изнутри мыла, а влага из воздуха притягивается глицерином в мыле, чем более влажная среда, тем больше вероятность того, что глицерин привлечет влагу на поверхность вашего мыла.

Потоотделение также может происходить при использовании мыла или шампуней, содержащих ингредиенты, действующие как натуральные увлажнители, такие как мед или касторовое масло.

Мыльное потоотделение не является тревожным явлением, так как глицерин естественным образом притягивает влагу из воздуха.

Известно, что глицерин полезен для кожи. Теория заключается в том, что когда вы умываетесь глицериновым мылом, остается тонкий слой глицерина, который затем притягивает влагу из воздуха на вашу кожу, тем самым увлажняя ее больше.Это преимущество глицеринового мыла, и вы можете узнать больше о преимуществах глицерина здесь.

Как предотвратить то, что можно и чего нельзя делать

Чем заняться

Есть 5 способов предотвратить это, попробуйте:

Упаковка мыла в пластик . Вероятно, это один из самых эффективных способов предотвратить запотевание мыла. Как правило, пластиковая упаковка работает, но в идеале термоусадочная упаковка — лучший вариант, и с помощью легкого обдува горячим воздухом из фена ваш продукт будет герметично обернут, избегая любого шанса потоотделения.Рекомендуется завернуть мыло сразу после извлечения из формы, если вы не храните его в герметичном контейнере.

Приобретение мыльной основы с низким содержанием пота . Компания Stephenson предлагает два продукта с низким содержанием пота — Crystal NS и Crystal WNS, которые идеально подходят для более влажной среды и климата.

Подготовка герметичного сушильного контейнера . Добавьте гранулы кремнезема в герметичный контейнер, а затем поместите готовое мыло в контейнер на срок до 2 часов, проверяя его каждые 30 минут.Это сделает ваше мыло более сухим снаружи. Не оставляйте мыло в контейнере для сушки слишком долго, иначе оно сожмется и высохнет.

Непрерывная работа вентилятора над мылом после того, как мыло расформовано. Это может лучше всего работать для менее влажной среды, в любом случае стоит попробовать с небольшими партиями, чтобы увидеть, предотвращает ли это запотевание мыла.

Установка осушителя в мыльную комнату. В идеале мыльница должна быть максимально герметичной, чтобы этот вариант работал.Хотя это довольно дорогой вариант, он работает и дает вам свободу делать большие партии мыла, не опасаясь, что ваше мыло запотеет.

Что нельзя

Не кипятите мыло и часто помешивайте . Нагревая мыло в микроволновой печи или миске, старайтесь не кипятить его, так как вы потеряете влагу и увеличите вероятность того, что мыло запотеет.

Не кладите мыло в холодильник или морозильник . После того, как вы сделаете свое мыло, не пытайтесь ускорить его затвердевание путем замораживания.Оставьте готовую продукцию при комнатной температуре, чтобы мыло не запотело.

Как правило, дайте мылу затвердеть при комнатной температуре, заверните его и храните в прохладном, сухом месте. Это должно работать лучше всего.

Как предотвратить мыльное потоотделение

Протрите мыло . Просто сотрите влагу с поверхности мыла бумажным полотенцем или слегка соскребите ее тупым ножом.

Высушите мыло . Если потоотделение не так заметно, вы можете просто поместить его в сушильный контейнер с шариками кремнезема или использовать сушилку.Для более эффективной сушки вы можете использовать тепловую лампу или свет в духовке, не включая духовку. Убедитесь, что вы заворачиваете их сразу после того, как они полностью высохнут, чтобы предотвратить дальнейшее потоотделение.

В некоторых крайних случаях вам может понадобиться переделать мыло. Просто убедитесь, что вы храните его в сухом месте или заворачиваете сразу после извлечения из формы.

Как завернуть мыло, чтобы оно не запотело

Мы собрали несколько идей о том, как обернуть мыло, чтобы мыло не запотевало.

Используйте пластиковую термоусадочную пленку . Накройте мыло полиэтиленовой пленкой и нагрейте его с помощью тепловой пушки или сушилки. Это предотвратит запотевание вашего мыла. Избегайте перегрева мыла, так как это может привести к его расплавлению. Вот отличное видео о том, как упаковать мыло Melt and Pour в термоусадочную пленку.

Изображение предоставлено (слева) – Candle Science
Изображение предоставлено (справа) – Розы и чайные чашки

Используйте кофейные фильтры или вощеную оберточную бумагу . Мыло, плотно упакованное в бумажные кофейные фильтры или вощеную бумагу, также подойдет.

Изображение предоставлено Lovinsoap

Чехол для мыла в ткани . Используйте кусок ткани, чтобы накрыть мыло. И еще раз убедитесь, что он плотно прилегает, чтобы мыло не запотевало.

Image Credit– мешковина и синий

Поместите мыло в пакет . Мешочек может быть хорошим и в то же время эффективным способом защитить ваше мыло от запотевания.

Image Credit (слева) — Kalema
Image Credit (справа) — Anthropologie

Мы надеемся, что эта запись в блоге объясняет, почему мыло потеет и как это предотвратить.

Если вы хотите узнать о нашем Crystal No Sweat и о том, где его приобрести, свяжитесь с нами здесь.

Динамика почвы и воды | Изучайте науку в Scitable

Брэди, Н. C. & Weil, R. R. Природа и Свойства почв , 12-е изд. Верхний Седл-Ривер, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1999.

Чайлдс, Е. С. Использование характеристик влажности почвы в почвенных исследованиях. Почвоведение 50 , 239-252 (1940).

Чайлдс, Э.К. и Коллис-Джордж Н. Проницаемость пористых материалов. Труды Королевского общества, серия A 201 , 392-405 (1950).

Фрич, Э. и Фитцпатрик, Р. В. Интерпретация особенностей почвы, созданных древними и современные процессы в деградированных ландшафтах. I. Новый метод построения концептуальные почвенно-водно-ландшафтные модели. Австралийский Журнал почвенных исследований 32 , 889-907 (1994).

Гилель, D. Введение в физику грунтов .Сан-Диего, Калифорния: Академическая пресса, 1982.

.

Джейкобс, П. М., Уэст, Л. Т. и Шоу, Дж. Редоксиморфные признаки как индикаторы сезонное насыщение, округ Лаундс, Джорджия. Американское общество почвоведов Журнал 66 , 315-323 (2002).

Дженни, Х. Факторы почвообразования . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Dover Publications, 1994.

.

Макколи, А., Джонс, К. и Якобсен, Дж. Почва и Модуль управления водными ресурсами 1: Основные свойства почвы .Бозман, МТ: Монтана Государственный университет Служба распространения знаний, 2005 г.

О’Гин, А. Т. и др. . Палеопочвы такие же глубокие реголит: последствия перезарядки в климопоследовательности Палауза. Геодерма 126 , 85-99 (2005).

О’Гин, А. Т. и др. Исследовательская работа связывает гидрологию почвы и химический состав речной воды в калифорнийских дубовых лесах. Сельское хозяйство Калифорнии 64 , 78-84 (2010).

Ричардс, Л. А. Капиллярная проводимость жидкостей через пористые среды. Физика 1 , 318-333 (1931).

Почва Научное общество Америки. Глоссарий терминов почвоведения, 1996. Мэдисон, Висконсин, 1997.

.

Почва Обследование персонала. Таксономия почв A Basic Система классификации почв для проведения и интерпретации съемок почв . Справочник по сельскому хозяйству № 436. США. Правительственная типография Вашингтон, округ Колумбия, 1999.

Сваровски, А., и др. . Почвенные воды водосбора динамика в средиземноморском дубовом лесу. Журнал зоны вадоза, 10 , 800-815 (2011).

Вепраскас, MJ & Sprecher, SW «Обзор водных условий и влажных почв», в Водные условия и влажные почвы: Проблемные почвы , ред. М. Дж. Вепраскас и С. В. Спрехер, Специальное издание SSSA № 50 (Мэдисон, Висконсин: SSSA и ASA, 1997), с. 1-22.

Фогель, Х. J. Численный эксперимент по размеру пор, связности пор, удерживанию воды, проницаемость и перенос растворенных веществ с использованием сетевых моделей. Европейский журнал почвоведения 51 , 99-105 (2000).

Западный, А. В., Грейсон, Р. Б. и Грин Т. Р. Проект Тарраварра: высокое разрешение пространственное измерение, моделирование и анализ влажности почвы и гидрологических отклик. Гидрологические процессы 13 , 633-652 (1999).

Описание гидрологического цикла


Описание гидрологического цикла

Это образовательный модуль о движении воды на планете Земля.Модуль включает обсуждение движения воды в Соединенных Штатах, а также предоставляет конкретную информацию о движении воды в Орегоне.

Научная дисциплина в области физической географии, изучающая круговорот воды, называется гидрологией. Он касается происхождения, распределения и свойств воды на земном шаре. Следовательно, круговорот воды во многих научных учебниках и учебных материалах также называется гидрологическим циклом. Большинство людей слышали о науке метеорологии, и многие также знают об океанографии из-за освещения каждой дисциплины по телевидению.Люди смотрят телепрограммы о погоде почти каждый день. Такие знаменитости, как Жак Кусто, помогли сделать океанографию общепризнанной наукой. В широком контексте такие науки, как метеорология и океанография, описывают части серии глобальных физических процессов с участием воды, которые также являются основными компонентами гидрологии. Геологи описывают другую часть физических процессов, обращаясь к движению грунтовых вод в подземных слоях планеты. Гидрологи заинтересованы в получении измеримой информации и знаний о круговороте воды.Также важным является измерение количества воды, участвующей в переходных стадиях, происходящих при переходе воды от одного процесса внутри цикла к другим процессам. Таким образом, гидрология — это широкая наука, которая использует информацию из широкого круга других наук и объединяет их для количественной оценки движения воды. Фундаментальные инструменты гидрологии основаны на поддержке научных методов, зародившихся в математике, физике, технике, химии, геологии и биологии.Следовательно, в гидрологии используются развитые понятия из наук метеорологии, климатологии, океанографии, географии, геологии, гляциологии, лимнологии (озер), экологии, биологии, агрономии, лесоводства и других наук, специализирующихся на других аспектах физической, химической или биологической природы. окружающая обстановка. Таким образом, гидрология является одной из междисциплинарных наук, лежащих в основе освоения водных ресурсов и управления водными ресурсами.

Глобальный круговорот воды можно описать девятью основными физическими процессами, образующими континуум движения воды.Сложные пути включают прохождение воды из газовой оболочки вокруг планеты, называемой атмосферой, через водоемы на поверхности земли, такие как океаны, ледники и озера, и в то же время (или медленнее) прохождение через слои почвы и горных пород под землей. Позже вода возвращается в атмосферу. Фундаментальной характеристикой гидрологического цикла является то, что он не имеет ни начала, ни конца. Его можно изучить, начав с любого из следующих процессов: испарения, конденсации, осаждения, улавливания, инфильтрации, просачивания, транспирации, стока и накопления.

Информация, представленная ниже, представляет собой очень упрощенное описание основных физических процессов. Они включают:

ИСПАРЕНИЕ

Испарение происходит, когда физическое состояние воды изменяется из жидкого состояния в газообразное. При изменении состояния обменивается значительное количество тепла, около 600 калорий энергии на каждый грамм воды. Как правило, солнечная радиация и другие факторы, такие как температура воздуха, давление пара, ветер и атмосферное давление, влияют на количество естественного испарения, которое происходит в любой географической области.Испарение может происходить на каплях дождя и на свободных поверхностях воды, таких как моря и озера. Это может произойти даже от воды, осевшей на растительности, почве, камнях и снегу. Существует также испарение, вызванное деятельностью человека. Отапливаемые здания испытывают испарение воды, осевшей на его поверхностях. Испаряющаяся влага поднимается в атмосферу с поверхности океана, суши и водоемов в виде водяного пара. Некоторое количество пара всегда присутствует в атмосфере.

КОНДЕНСАЦИЯ

Конденсация – это процесс, при котором водяной пар изменяет свое физическое состояние из пара, чаще всего, в жидкость.Водяной пар конденсируется на мелких частицах в воздухе, образуя росу, туман или облака. Наиболее активными частицами, формирующими облака, являются морские соли, атмосферные ионы, вызванные молнией, и продукты горения, содержащие сернистую и азотистую кислоты. Конденсация происходит при охлаждении воздуха или при увеличении количества пара в воздухе до его точки насыщения. Когда водяной пар конденсируется обратно в жидкое состояние, в окружающую среду высвобождается такое же большое количество тепла (600 калорий энергии на грамм), которое было необходимо, чтобы превратить его в пар.

ОСАДКИ

Осадки – это процесс, который происходит, когда любые и все формы частиц воды выпадают из атмосферы и достигают земли. Есть два подпроцесса, которые заставляют облака выделять осадки: процесс слияния и процесс кристаллизации льда. Когда капли воды достигают критического размера, капля подвергается действию силы тяжести и трения. Падающая капля оставляет за собой турбулентный след, который позволяет более мелким каплям падать быстрее и обгоняться, соединяться и объединяться с ведущей каплей.Другой подпроцесс, который может происходить, — это процесс образования кристаллов льда. Это происходит, когда лед образуется в холодных облаках или в облачных образованиях высоко в атмосфере, где наблюдаются отрицательные температуры. Когда близлежащие капли воды приближаются к кристаллам, некоторые капли испаряются и конденсируются на кристаллах. Кристаллы вырастают до критического размера и выпадают в виде снежных или ледяных крупинок. Иногда, когда гранулы падают в низинный воздух, они тают и превращаются в капли дождя.

Осажденная вода может попасть в водоем или на землю.Затем его распределяют несколькими способами. Вода может прилипать к объектам на поверхности планеты или вблизи нее, может переноситься по суше и через нее в русла рек, проникать в почву или поглощаться растениями.

При небольших и нечастых осадках большая часть осадков возвращается в атмосферу в результате испарения.

Часть осадков, выпадающая в поверхностных водотоках, называется стоком. Сток может состоять из компонентов, поступающих из таких источников, как поверхностный сток, подземный сток или сток подземных вод.Поверхностный сток проходит по поверхности земли и по поверхностным каналам, оставляя водосборный бассейн, называемый водосборным бассейном или водоразделом. Часть поверхностного стока, которая течет по поверхности земли к руслам рек, называется сухопутным стоком. Суммарный сток, заключенный в руслах рек, называется речным стоком.

ПЕРЕХВАТ

Перехват – это процесс прерывания движения воды в цепи транспортных событий, ведущих к ручьям.Перехват может происходить за счет растительного покрова или накопления углублений в лужах и в наземных образованиях, таких как ручьи и борозды.

Когда начинается дождь, вода, попадая на листья и другие органические материалы, растекается по поверхности тонким слоем или собирается в точках или краях. При превышении максимальной емкости поверхностного хранения на поверхности материала материал накапливает дополнительную воду в виде растущих капель по краям. В конце концов вес капель превышает поверхностное натяжение, и вода падает на землю.Ветер и воздействие капель дождя также могут высвобождать воду из органического материала. Водный слой на органических поверхностях и капли воды по краям также свободно подвергаются испарению.

Кроме того, улавливание воды на поверхности земли в условиях замерзания и замерзания может быть существенным. Также происходит перехват падающего снега и льда на растительность. Самый высокий уровень перехвата имеет место при выпадении снега в хвойных и лиственных лесах, еще не потерявших листву.

ИНФИЛЬТРАЦИЯ

Инфильтрация – это физический процесс, связанный с движением воды через пограничную область, где атмосфера соприкасается с почвой. Поверхностное явление определяется состоянием поверхности почвы. Перенос воды связан с пористостью почвы и проницаемостью почвенного профиля. Как правило, скорость инфильтрации зависит от скопления воды на поверхности почвы под воздействием капель дождя, гранулометрического состава и структуры почвы, исходной влажности почвы, уменьшения концентрации воды по мере того, как вода продвигается вглубь почвенной насыпи. поры в почвенной матрице, изменения в составе почвы и набухание увлажненных почв, которые, в свою очередь, закрывают трещины в почве.

Вода, которая просачивается и накапливается в почве, также может стать водой, которая позже испаряется или становится подземным стоком.

ПЕРКОЛЯЦИЯ

Просачивание – это движение воды через почву и ее слои под действием силы тяжести и капиллярных сил. Основной движущей силой подземных вод является гравитация. Вода, находящаяся в зоне аэрации, где есть воздух, называется аэрационной. Вода, находящаяся в зоне насыщения, называется подземной. Для всех практических целей все подземные воды возникают как поверхностные воды.Оказавшись под землей, вода движется под действием силы тяжести. Граница, разделяющая зоны аэрации и зоны насыщения, называется зеркалом грунтовых вод. Обычно направление движения воды меняют с нисходящего и добавляют к движению горизонтальную составляющую, основанную на геологических граничных условиях.

Геологические образования в земной коре служат естественными подземными резервуарами для хранения воды. Другие также могут служить проводниками для движения воды. По сути, все подземные воды находятся в движении.Некоторые из них, однако, движутся крайне медленно. Геологическое образование, которое переносит воду из одного места в другое в количестве, достаточном для экономического развития, называется водоносным горизонтом. Движение воды возможно из-за пустот или пор в геологических образованиях. Некоторые образования проводят воду обратно на поверхность земли. Родник – это место, где уровень грунтовых вод достигает поверхности земли. Русла водотоков могут контактировать с безнапорным водоносным горизонтом, приближающимся к поверхности земли.Вода может перемещаться из-под земли в ручей или наоборот, в зависимости от относительного уровня воды. Сброс подземных вод в ручей формирует основной сток ручья в маловодные периоды, особенно во время засухи. Входящий поток подает воду в водоносный горизонт, а выходящий поток получает воду из водоносного горизонта.

ТРАНСПИРАЦИЯ

Транспирация – биологический процесс, происходящий в основном днем. Вода внутри растений переносится из растения в атмосферу в виде водяного пара через многочисленные отдельные отверстия листьев.Растения транспирируют, чтобы перемещать питательные вещества в верхнюю часть растений и охлаждать листья, находящиеся на солнце. Листья, подвергающиеся быстрому испарению, могут быть значительно холоднее окружающего воздуха. На транспирацию сильно влияют виды растений, которые растут в почве, и на нее сильно влияет количество света, которому подвергаются растения. Вода может свободно транспирироваться растениями до тех пор, пока в растении не разовьется водный дефицит и его водовыделяющие клетки (устьица) не начнут закрываться.Затем транспирация продолжается с гораздо меньшей скоростью. Лишь небольшая часть воды, которую поглощают растения, остается в растениях.

Растительность обычно задерживает испарение с почвы. Растительность, затеняющая почву, снижает скорость ветра. Кроме того, выброс водяного пара в атмосферу уменьшает количество прямого испарения с почвы, снега или ледяного покрова. Поглощение воды корнями растений, а также перехват воды на поверхности растений компенсирует общее влияние растительности на замедление испарения с почвы.Лесная растительность имеет тенденцию иметь больше влаги, чем почва под деревьями.

СТОК

Сток – это сток из водосборного бассейна или водораздела, образующийся в поверхностных водотоках. Как правило, это поток, на который не влияют искусственные отводы, хранилища или другие работы, которые общество может проводить в русле потока или в нем. Сток частично состоит из осадков, выпадающих непосредственно на реку, поверхностного стока, стекающего по поверхности земли и по каналам, подповерхностного стока, проникающего в поверхностные почвы и перемещающегося в сторону ручья, и подземного стока от глубокой просачивания через почву. горизонты.Часть подземного стока поступает в ручей быстро, в то время как оставшаяся часть может пройти более длительный период, прежде чем присоединиться к воде в ручье. Когда каждый из составных потоков входит в ручей, они образуют общий сток. Общий сток в руслах рек называется речным стоком и обычно рассматривается как прямой сток или базовый сток.

ХРАНИЛИЩЕ

В планетарном водном цикле есть три основных места хранения воды. Вода хранится в атмосфере; вода хранится на поверхности земли, а вода хранится в земле.

Вода, хранящаяся в атмосфере, может относительно быстро перемещаться из одной части планеты в другую. Тип хранения, который происходит на поверхности земли и под землей, в значительной степени зависит от геологических особенностей, связанных с типами почвы и типами горных пород, присутствующих в местах хранения. Хранение происходит как поверхностное хранилище в океанах, озерах, водохранилищах и ледниках; подземное хранение происходит в почве, в водоносных горизонтах и ​​в расщелинах горных пород.

Движение воды через восемь других основных физических процессов круговорота воды может быть неустойчивым. В среднем водная атмосфера обновляется каждые 16 дней. Почвенная влага обновляется примерно каждый год. В глобальном масштабе вода на водно-болотных угодьях меняется примерно каждые 5 лет, а время пребывания озерной воды составляет около 17 лет. В малоосвоенных обществом районах обновление подземных вод может превышать 1400 лет. Неравномерное распределение и движение воды с течением времени, а также пространственное распределение воды как в географических, так и в геологических областях, могут вызывать экстремальные явления, такие как наводнения и засухи.


РАСЧЕТНО
ГЛОБАЛЬНЫЙ ВОДОЦИКЛ
 ТИП МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕМ ПРОЦЕНТ ОТ ОБЩЕГО
ВОДА миллионы миллионов ОБЪЕМ
                           куб. миля куб километр

СОЛЕНАЯ ВОДА 97.00

           океаны 314,2 1308,0 (96,4%)
           солевые тела 2,1 8.7 (0,6%)

ПРЕСНАЯ ВОДА 2,90

           лед и снег 6,9 28,7 (2,1%)
           озера 0,5 2,1 (0,15%)
           реки 0,01 0,04 (0,003%)

           доступный
           подземные воды 1,0 4,2 (0,31%)

АТМОСФЕРНЫЙ 0.10

           море
           испарение 0,1 0,42 (0,03%)

           земля
           испарение 0.05 0,21 (0,015%)

           осадки
           над морем 0,09 0,37 (0,03%)

           осадки
           по суше 0,03 0,12 (0,01%)

           водяной пар 0,005 0,02 (0,002%)
ОКРУГЛЕННАЯ ИТОГО 326,00 1357,00 100,0
 


Если бочка объемом 55 галлонов представляет собой общий запас воды на планете, то:

а) океаны будут представлены 53 галлонами, 1 квартой, 1 пинтой и 12 унциями;
b) ледяные шапки и ледники будут представлять собой 1 галлон и 12 унций;
c) атмосфера даст 1 пинту и 4.5 унций;
d) подземные воды составят до 1 кварты и 11,4 унции;
e) пресноводные озера будут составлять полунции;
f) внутренние моря и соленые озера в сумме составляют более одной трети унции;
g) почвенная влага и вальдозная вода составят примерно одну четвертую унции;
h) общий объем рек мира составляет лишь одну сотую унции (менее одной миллионной воды на планете).


ВОДНЫЙ БЮДЖЕТ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ

В атмосфере над 48 соседними Соединенными Штатами Америки содержится около 36.5 кубических миль в сутки атмосферной воды. Каждый день в виде осадков выпадает немногим более 10 процентов или 3,9 кубических миль. Ежегодно в 48 штатах выпадает около 1430 кубических миль осадков. Этого объема будет достаточно каждый год, чтобы покрыть штаты примерно на 30 дюймов воды.

Наибольшее среднегодовое количество осадков в мире, составляющее 460 дюймов (1168 см), выпадает на горе Вайалеале, Гавайи. Наименьшее среднегодовое количество осадков в 1,63 дюйма (4,1 см) в Соединенных Штатах произошло за 42-летний период в Долине Смерти, Калифорния.Самый продолжительный засушливый период без осадков в Соединенных Штатах произошел в течение 767 дней с 3 октября 1912 года по 8 ноября 1914 года в Багдаде, Калифорния.

В среднем 70 процентов годового количества осадков, выпадающих на территории США (1001 кубическая миля), испаряется обратно в атмосферу с поверхности земли и воды, а также в результате транспирации растительности. Оставшиеся 30 процентов годовых осадков (429 кубических миль) переносятся через другие поверхностные и подземные процессы круговорота воды в ручей, озеро или океан.

Запасы подземных вод в близлежащих Соединенных Штатах оцениваются примерно в 15 100 кубических миль как в неглубоких грунтовых водах (глубина менее 2600 футов), так и в таком же объеме в грунтовых водах на глубине более 2600 футов. Влажность почвы в верхних 3 футах почвы оценивается примерно в 150 кубических миль воды.

В Соединенных Штатах имеется около 4560 кубических миль воды, хранящейся в пресноводных озерах. Хотя только в Великих озерах хранится около 5 540 кубических миль воды, считается, что более 50 процентов этого объема приходится на Соединенные Штаты.Также около 14 кубических миль хранится в соленых озерах страны. Кроме того, около 12 кубических миль поверхностных вод хранятся в руслах рек на пути к океанам. Другие источники поверхностного хранения в прилегающих штатах включают 16 кубических миль замороженной воды в ледниках.

Объем речного стока, достигающего океанов страны, составляет около 1,12 кубических миль в день (409 кубических миль в год). Общий совокупный сток поверхностных и подземных вод в океаны страны равен 1.18 кубических миль в сутки. Одна только река Миссисипи вносит 0,34 кубических мили в день (годовой естественный сток 593 000 кубических футов в секунду).

В Соединенных Штатах насчитывается около 2700 водохранилищ и контролируемых естественных озер площадью более 5000 акров-футов. Резервуары обеспечивают хранение 142 кубических миль, почти 90% которых приходится на 600 крупнейших резервуаров. Кроме того, в хранилищах имеется около 50 000 резервуаров площадью от 50 до 5 000 акров-футов. Также подсчитано, что в Соединенных Штатах насчитывается около 2 миллионов фермерских прудов.Большинство крупных водохранилищ в стране находятся в государственной собственности. Бюро по управлению земельными ресурсами управляет большинством федеральных плотин (более 750), но большинство из них — небольшие плотины. Более крупные водохранилища находятся в ведении Инженерного корпуса армии США, Бюро мелиорации и Управления долины Теннесси. Корпус построил и эксплуатирует почти 600 плотин и водохранилищ, Бюро мелиорации управляет почти 300 плотинами и водохранилищами, а TVA имеет более 50 плотин и водохранилищ. К другим федеральным агентствам, управляющим небольшими плотинами, относятся Лесная служба США (около 400 человек), Бюро по делам индейцев (более 300 человек), Служба национальных парков (более 260 человек), Служба рыболовства и дикой природы США (более 175 человек) и Министерство энергетики (около 175 человек). 30 плотин.

ВОДА В ШТАТЕ ОРЕГОН

Орегон разделен на две отдельные зоны осадков Каскадным хребтом. Годовое количество осадков к западу от Каскадных гор колеблется от 40 до 140 дюймов. К востоку от каскадов количество осадков колеблется от 10 до 20 дюймов в год. Среднее годовое количество осадков для всего штата составляет 28 дюймов. Среднегодовой сток составляет около 20 дюймов. В штате есть сеть рек и ручьев протяженностью 112 000 миль для размещения годового стока. В Орегоне нанесено на карту более 365 водопадов, которые относятся к каскадным и катарактным категориям водопадов.Каскадные водопады имеют небольшие объемы воды с перпендикулярным движением текущей воды, часто связанным с последовательностью стадий. Водопады категории катаракты имеют большие объемы воды, движущиеся перпендикулярно. В штате обнаружено более 120 геотермальных горячих источников с температурой воды на 15 градусов по Фаренгейту выше среднегодовой температуры воздуха. Общий запас подземных вод в Орегоне не подсчитывался.

По оценкам, годовой запас поверхностных вод штата Орегон составляет более 66 миллионов акров-футов (19.5 кубических миль). Различия в сезонном и географическом распределении водных ресурсов по всему штату приводят к ежегодной нехватке воды во многих районах штата, особенно в восточном Орегоне. Использование естественного стока поверхностных вод, поверхностного хранения в водохранилищах и запасов подземных вод из водоносных горизонтов используется для обеспечения круглогодичных потребностей.

Главной рекой, влияющей на Орегон, является река Колумбия длиной 1243 мили. Он образует большую часть северной границы Орегона со штатом Вашингтон.Река Снейк, один из главных притоков Колумбии, образует большую часть восточной границы Орегона с Айдахо и является местом расположения Адского каньона глубиной 7900 футов. Река Колумбия берет начало в соседних штатах Вашингтон, Айдахо и Монтана, а также в Канаде. Среднегодовой расход составляет 265 000 кубических футов в секунду. Этот объем составляет 0,15 кубических миль в день.

Другие крупные водоразделы в Орегоне можно разделить на 20 дополнительных бассейнов. К ним относятся:

 Дренажи северного побережья Malheur
        Уилламетт Оуихи
        Озеро Сэнди Малер*
        Дешут Кламат
        Джон Дэй Четко
        Уматилла Разбойник
        Дренаж южного побережья Grande Ronde
        Порошок Ампкуа
        Дренажи Змеи Среднего Берега
 

В Тихий океан впадают семь водоразделов.Два бассейна (*) являются закрытыми бассейнами и не сбрасывают воду в океан или в приемные водотоки. Одиннадцать внутренних бассейнов, которые впадают в принимающие потоки.

Орегон изобилует более чем 6000 естественных озер, прудов, болот, топей и водохранилищ. Более 1400 из них названы озерами. Их общая площадь составляет 500 000 акров (781 квадратная миля). Сотни озер безымянные. Есть 13 Затерянных озер, 11 Голубых озер, 10 Чистых озер и 10 Рыбных озер. Их площадь поверхности варьируется от максимум 90 000 акров (141 квадратная миля) на озере Верхний Кламат до прудов для крупного рогатого скота, фермерских прудов и мельничных прудов площадью менее одного акра.Кратер-Лейк — самое глубокое озеро в США. Его глубина составляет 1932 фута, мощность составляет 14 миллионов акров-футов (4,14 кубических миль), а площадь поверхности — 13 139 акров (20,5 квадратных миль). После проливных дождей и стока в 1984 году озера Малер и Харни на юго-востоке Орегона были объединены на несколько лет. Озеро Малер и озеро Харни снова являются отдельными озерами, но соединены как часть системы водно-болотных угодий с закрытым бассейном, при этом площадь озера Малер составляет около 90 000 акров. Комплекс Malheur Lake до сих пор считается крупнейшим естественным водоемом в Орегоне.Комплекс озера и водно-болотных угодий площадью 180 000 акров (281 квадратная миля), расположенный в закрытом бассейне, образует крупнейшее пресноводное болото на западе Соединенных Штатов. Другие крупные озера в Орегоне включают озера Уолдо, Оделл и Валлова. Более половины озер в штате представляют собой вулканические или ледниковые впадины, расположенные на возвышенностях между вершинами Каскадного хребта. Почти 100 естественных озер сгруппированы в горах Валлоуа на северо-востоке Орегона. Многие другие озера расположены между песчаными дюнами недалеко от берега Орегона.Многие из естественных озер по всему штату имеют водорегулирующие сооружения, построенные на их выходе, чтобы улучшить хранение в озерах и контролировать выпуск накопленной воды для орошения вниз по течению.

В штате Орегон более 60 водохранилищ емкостью более 5000 акров-футов каждое. Самым большим водохранилищем в штате является озеро Овайхи Бюро мелиорации на юго-востоке Орегона с объемом хранения более 1 миллиона акров-футов (0,3 кубических мили). Большинство водохранилищ в Орегоне были построены, по крайней мере частично, для хранения поливной воды.Есть сотни небольших водохранилищ, построенных местными ирригационными компаниями. К более редким типам водоемов специального назначения относятся рекреационные водоемы, водоемы для рыбы и диких животных, а также водоемы для улучшения качества воды.

Резервуары в основном характеризуются своим проектным назначением. Водохранилища отличаются большими объемами хранения, способными обеспечить ожидаемый годовой запас воды и способными пережить большинство засух. Оросительные водоемы имеют большие накопительные бассейны с максимальным накопительным фондом в начале вегетационного периода и минимальным в межвегетационный период.Водохранилища для защиты от паводков имеют небольшие постоянные бассейны с большой емкостью для снижения уровня воды ниже по течению в ключевых точках рек. Еще одна характеристика водохранилищ для защиты от паводков заключается в том, что они, как правило, спускаются как можно быстрее после сильного стока, чтобы восстановить свои накопительные способности. Водохранилище гидроэлектростанции характеризуется накопительными и выпускными свойствами, которые удовлетворяют региональные потребности в энергии, особенно зимой или летом. Водохранилища перерегулирования строятся под плотинами гидроэлектростанций, чтобы стабилизировать сток воды в реках, чтобы уменьшить колебания стока между суточными периодами выработки электроэнергии.Водохранилища верховья для судоходства имеют большие водохранилища в начале засушливого сезона, и они выпускают достаточно воды для обеспечения сезонного судоходства. Однако водохранилища с плотинами и шлюзами поддерживают судоходство по воде, создавая слегка измененные бассейны, простирающиеся вверх по течению на значительном расстоянии от русловых проектов.

Водохранилища Инженерного корпуса армии США представляют собой многоцелевые водохранилища, отвечающие нескольким типам потребностей в водных ресурсах, таких как борьба с наводнениями, производство гидроэлектроэнергии, судоходство, ирригация, муниципальное и промышленное водоснабжение, качество воды, рыболовство и отдых.Инженерный корпус Портлендского округа построил и эксплуатирует три русловых водохранилища на главном стволе нижнего течения реки Колумбия, плотины Бонневиль, Даллес и Джон Дей, которые отвечают требованиям судоходства, гидроэнергетики, ирригации, рыболовства, качества воды. и потребности в отдыхе. Портлендский округ также построил и эксплуатирует 13 многоцелевых водохранилищ общей вместимостью 2 308 020 акров-футов воды в максимально сохраняемом бассейне (0,68 кубических миль) в бассейне реки Уилламетт.В округе также хранится 547 191 акр-футов воды (0,16 кубических миль) в максимальных бассейнах двух проектов бассейна реки Роуг. Кроме того, плотина Джона Дей на реке Колумбия имеет 534 000 акров футов (0,16 кубических миль) полезного хранилища. Плотина Уиллоу-Крик в Портлендском округе, расположенная на северо-центральном притоке Орегона к реке Колумбия, хранит 6 249 акров-футов (0,002 кубических мили) при нормальном уровне летнего водохранилища. Таким образом, общий объем воды, хранящейся в водохранилищах Портлендского округа, эквивалентен более чем 75 процентам единого суточного стока воды из У.С. рек в океаны.

Составление графика накопления и сброса воды из дамб является частью инженерной функции водных ресурсов, называемой регулированием водохранилищ.

Предоставлено Инженерным корпусом — Портлендский округ

Стальной шлак – Описание материала – Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожного покрытия

 

СТАЛЬ ШЛАК Описание материала

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Стальной шлак, побочный продукт производства стали, образуется при отделении расплавленной стали от примесей в сталеплавильных печах.Шлак представляет собой расплавленный жидкий расплав и представляет собой сложный раствор силикатов и оксидов, затвердевающий при охлаждении.

Практически вся сталь в настоящее время производится на интегрированных сталелитейных заводах, использующих версию основного кислородного процесса, или на специальных сталелитейных заводах (мини-заводах), использующих процесс в электродуговой печи. Процесс мартеновской печи больше не используется.

В основном кислородном процессе горячий жидкий доменный металл, лом и флюсы, состоящие из извести (CaO) и доломитовой извести (CaO.MgO или «долим») загружают в конвертер (печь). Фурма опускается в конвертер и впрыскивается кислород под высоким давлением. Кислород соединяется с примесями в загрузке и удаляет их. Эти примеси состоят из углерода в виде газообразного монооксида углерода и кремния, марганца, фосфора и некоторого количества железа в виде жидких оксидов, которые в сочетании с известью и доломитом образуют стальной шлак. В конце операции рафинирования жидкая сталь сливается (разливается) в ковш, в то время как стальной шлак остается в резервуаре и затем сливается в отдельный шлаковый ковш.

Существует множество сортов стали, которые можно производить, и свойства стального шлака могут значительно меняться для каждого сорта. Марки стали можно разделить на высокие, средние и низкие в зависимости от содержания углерода в стали. Высококачественные стали имеют высокое содержание углерода. Чтобы уменьшить количество углерода в стали, в процессе производства стали требуется более высокий уровень кислорода. Это также требует добавления повышенного количества извести и доломита (флюса) для удаления примесей из стали и увеличения образования шлака.

Существует несколько различных типов стального шлака, образующегося в процессе производства стали. Эти различные типы называются печным или выпускным шлаком, шлаком грабельного производства, синтетическим или ковшовым шлаком, а также карьерным или очистным шлаком. На рис. 18-1 представлена ​​схема общего потока и производства различных шлаков на современном сталелитейном заводе.

Стальной шлак, образующийся на первичной стадии производства стали, называется печным шлаком или выпускным шлаком. Это основной источник сталеплавильного шлака.После выпуска из печи расплавленная сталь перемещается в ковш для дальнейшего рафинирования для удаления дополнительных примесей, все еще содержащихся в стали. Эта операция называется ковшовой очисткой, поскольку она выполняется в перегрузочном ковше. Во время ковшового рафинирования дополнительные стальные шлаки образуются за счет повторного добавления флюсов в ковш для плавки. Эти шлаки соединяются с любым выносом печного шлака и способствуют поглощению продуктов раскисления (включений), теплоизоляции и защите ковшевых огнеупоров.Сталелитейные шлаки, образующиеся на этой стадии производства стали, обычно называют грабельными и ковшовыми шлаками.

Рис. 18-1. Обзор производства шлака на современном сталелитейном заводе.

Карьерный шлак и шлак очистки — это другие типы шлака, обычно встречающиеся в сталеплавильном производстве. Обычно они состоят из сталеплавильного шлака, попадающего на пол установки на различных стадиях работы, или шлака, удаляемого из ковша после выпуска.

Поскольку стадия ковшового рафинирования обычно включает сравнительно высокие добавки флюса, свойства этих синтетических шлаков сильно отличаются от свойств печного шлака и, как правило, не подходят для переработки в качестве агрегатов сталеплавильного шлака. Эти различные шлаки должны быть отделены от печного шлака, чтобы избежать загрязнения полученного заполнителя шлака.

Помимо извлечения шлака, жидкий печной шлак и ковшовые шлаки обычно перерабатываются для извлечения черных металлов.Эта операция извлечения металлов (с использованием магнитного сепаратора на конвейере и/или электромагнита крана) важна для производителя стали, поскольку металлы затем могут быть повторно использованы на сталелитейном заводе в качестве исходного материала для доменной печи для производства чугуна.

Дополнительную информацию об использовании сталеплавильного шлака в США можно получить по адресу:

Национальная ассоциация шлаков

808 Норт-Фэрфакс-стрит

Арлингтон, Вирджиния 22314

 

ТЕКУЩИЕ ВАРИАНТЫ УПРАВЛЕНИЯ

Переработка

Подсчитано, что между 7.0 и 7,5 миллионов метрических тонн (от 7,7 до 8,3 миллионов тонн) стального шлака ежегодно используется в Соединенных Штатах. Основными областями применения стального шлака в Соединенных Штатах являются его использование в качестве гранулированной основы или в качестве заполнителя в строительстве.

Утилизация

В то время как большая часть печного шлака перерабатывается для использования в качестве заполнителя, излишки сталелитейного шлака от других операций (гребенка, ковш, очистка или карьерный шлак) обычно отправляются на свалки для захоронения.

 

ИСТОЧНИКИ РЫНКА

Стальной шлак обычно можно получить у переработчиков шлака, которые собирают шлак с сталеплавильных предприятий. Переработчики шлака могут обрабатывать различные материалы, такие как стальной шлак, ковшовый шлак, карьерный шлак и использованный огнеупорный материал для извлечения металлической стали. Эти материалы должны быть разделены по источникам, и должны быть четко определены методы обращения с ними, чтобы избежать загрязнения заполнителя сталелитейного шлака. Переработчик шлака также должен знать общие совокупные требования конечного пользователя.

Переработка стальных шлаков для извлечения металлов важна не только для удаления избыточной стали из рыночных источников для повторного использования на сталелитейном заводе, но также важна для облегчения использования неметаллических сталелитейных шлаков в качестве строительного заполнителя. Этот неметаллический шлаковый материал можно либо измельчить и просеять для использования в качестве заполнителя (заполнители сталелитейного шлака), либо спекать и перерабатывать в качестве флюсового материала в печах для производства чугуна и стали.

Заполнители стального шлака обычно проявляют склонность к расширению.Это связано с наличием свободной извести и оксидов магния, которые не прореагировали с силикатными структурами и могут гидратироваться и расширяться во влажной среде. Этот потенциально расширяющийся характер (изменения объема до 10 процентов или более, связанные с гидратацией оксидов кальция и магния) может вызвать трудности с продуктами, содержащими стальной шлак, и является одной из причин, по которой заполнители стального шлака не подходят для использования в бетоне на портландцементе. или как уплотненная засыпка под бетонные плиты.

Стальной шлак, предназначенный для использования в качестве заполнителя, должен складироваться на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы подвергать материал воздействию влаги от естественных осадков и/или распыления воды. Целью такого хранения (старения) является обеспечение потенциально разрушительной гидратации и связанного с ней расширения до использования материала в агрегатных приложениях. Существует широкий диапазон времени, необходимого для адекватного воздействия элементов. Для гидратации расширяющихся оксидов может потребоваться до 18 месяцев.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДОРОГЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРЕРАБОТКЕ

Асфальтобетонный заполнитель, гранулированное основание и насыпь или насыпь

Использование сталелитейного шлака в качестве заполнителя считается стандартной практикой во многих юрисдикциях, включая его использование в гранулированной основе, насыпях, инженерной насыпи, обочинах шоссе и асфальтовых покрытиях с горячими смесями.

Перед использованием в качестве строительного заполнителя стальной шлак необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям градации для конкретного применения.От переработчика шлака также может потребоваться соблюдение критериев содержания влаги (например, ограничение количества влаги в заполнителе стального шлака перед отправкой на завод по производству горячей асфальтобетонной смеси) и принятие методов обработки материалов (переработка и складирование), аналогичных используемым в промышленности обычных заполнителей, чтобы избежать потенциальной сегрегации. Кроме того, как отмечалось ранее, перед использованием необходимо решить вопрос о расширении из-за реакций гидратации.

 

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Физические свойства

Агрегаты стального шлака имеют угловатую форму и шероховатую текстуру поверхности.Они имеют высокий объемный удельный вес и умеренное водопоглощение (менее 3 процентов). В Таблице 18-1 перечислены некоторые типичные физические свойства стального шлака.

Таблица 18-1. Типичные физические свойства стального шлака.

Недвижимость Значение
Удельный вес > 3,2–3,6
Вес, кг/м 3 (фунт/фут 3 ) 1600 — 1920
(100 — 120)
Поглощение до 3%

 

Химические свойства

Химический состав шлака обычно выражается в пересчете на простые оксиды, рассчитанные на основе элементного анализа, определяемого с помощью рентгеновской флуоресценции.В Таблице 18-2 перечислены соединения, присутствующие в сталеплавильном шлаке из обычной кислородной печи. Практически все стальные шлаки попадают в эти химические диапазоны, но не все сталелитейные шлаки подходят в качестве заполнителей. Более важное значение имеет минералогическая форма шлака, которая сильно зависит от скорости охлаждения шлака в процессе производства стали.

Таблица 18-2. Типичный химический состав стального шлака. (4)

Учредительный Состав (%)
СаО 40 — 52
SiO 2 10 — 19
FeO 10 — 40
(70–80 % FeO, 20–30 % Fe2O3)
MnO 5 — 8
MgO 5 — 10
Алюминий 2 О 3 1 — 3
П 2 О 5 0.5 — 1
С < 0,1
Металлический Fe 0,5 — 10

Скорость охлаждения сталеплавильного шлака достаточно низкая, поэтому обычно образуются кристаллические соединения. Преобладающими соединениями являются двухкальциевый силикат, трехкальциевый силикат, двухкальциевый феррит, мервинит, алюминат кальция, кальциево-магниевый оксид железа и некоторое количество свободной извести и свободной магнезии (периклаз).Относительные пропорции этих соединений зависят от технологии производства стали и скорости охлаждения сталеплавильного шлака.

Свободные оксиды кальция и магния не полностью расходуются в сталеплавильном шлаке, и в технической литературе существует общее мнение, что гидратация негашеной извести и магнезии при контакте с влагой в значительной степени ответственна за расширение большинства сталеплавильных шлаков (1). 2) Свободная известь быстро гидратируется и может вызвать большие изменения объема за относительно короткий период времени (недели), в то время как магнезия гидратируется гораздо медленнее и способствует долговременному расширению, для развития которого могут потребоваться годы.

Сталелитейный шлак слабощелочной, с pH раствора обычно в диапазоне от 8 до 10. Однако pH фильтрата из сталелитейного шлака может превышать 11, уровень, который может вызвать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте с шлак.

Туфалоподобные осадки, образующиеся в результате воздействия воды и атмосферы на агрегаты стального шлака, описаны в литературе. Туф представляет собой белый порошкообразный осадок, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ).Встречается в природе и обычно встречается в водоемах. Осадки туфа, связанные со сталеплавильными шлаками, относятся к фильтрату, смешивающемуся с атмосферным углекислым газом. Свободная известь в стальных шлаках может смешиваться с водой с образованием раствора гидроксида кальция (Ca(OH 2 )). При воздействии атмосферного углекислого газа кальцит (CaCO 3 ) осаждается в виде поверхностного туфа и порошкообразного осадка в поверхностных водах. Сообщалось, что отложения туфа забивают дренажные каналы в системах дорожного покрытия. (5)

Механические свойства

Переработанный стальной шлак обладает благоприятными механическими свойствами для использования в качестве заполнителя, включая хорошую стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности и высокую несущую способность. В Таблице 18-3 перечислены некоторые типичные механические свойства стального шлака.

Таблица 18-3. Типичные механические свойства стального шлака. (3)

Недвижимость Значение
Истирание в Лос-Анджелесе (ASTM C131), % 20 — 25
Сульфат натрия Потеря прочности (ASTM C88), % <12
Угол внутреннего трения 40° — 50°
Твердость (измеряется по шкале твердости минералов Мооса)* 6 — 7
Калифорнийский коэффициент подшипника (CBR), % для верхнего размера 19 мм (3/4 дюйма)** до 300
* Твердость доломита, измеренная по той же шкале, составляет от 3 до 4.
** Типичное значение CBR для дробленого известняка составляет 100%.

 

Тепловые свойства

Было замечено, что из-за их высокой теплоемкости стальные шлаковые заполнители сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные заполнители. Теплосберегающие характеристики сталешлаковых заполнителей могут быть полезны при проведении ремонтных работ с горячей асфальтобетонной смесью в холодную погоду.

 

ССЫЛКИ

  1. ДЖЕГЕЛЬ. Использование стальных шлаковых заполнителей в асфальтобетоне с горячей смесью . Заключительный отчет, подготовленный John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильному шлаку, апрель 1993 г.

  2. Коллинз, Р. Дж. и С. К. Цисельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомагистралей , Национальная совместная программа исследований в области автомобильных дорог, синтез дорожной практики 199, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *