ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА МОНТАЖНЫХ ШВОВ. НАЗНАЧЕНИЕ ТОЛЩИНЫ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В месте примыкания окна к непрозрачным участкам наружных стен по всему пери­метру образуются монтажные швы, подвергающиеся в процессе эксплуатации сило­вым нагрузкам и разнообразным воздействиям внутренней и наружной сред (рис.5.16).

Монтажные швы воспринимают усилия растяжения-сжатия, возникающие при тем­пературном расширении-сжатии рамы. На них воздействуют атмосферная влага, ветер, солнечная радиация, а также перепады температур внутреннего и наружного воздуха. Через монтажные швы осуществляется диффузия парообразной влаги изнутри поме­щения наружу. Кроме того, через неплотности в местах примыкания оконных блоков к стенам в помещение может проникать уличный шум.

В соответствии с характером воспринимаемых воздействий, может быть определен комплекс требований к монтажным швам, сформулированный в виде следующих ос­новных положений.

Монтажный шов в месте примыкания оконной коробки к стене должен:

• обеспечивать свободное температурное расширение оконного блока при повыше­нии температуры наружного воздуха;

• быть плотным, герметичным, воздухонепроницаемым;

• обладать устойчивостью к воздействию атмосферной влаги;

• обладать необходимыми теплозащитными качествами (термическим сопротивле­нием), достаточными для того, чтобы исключить локальное промерзание ограж­дающей конструкции по монтажному шву;

• обладать достаточной долговечностью и сохранять стабильность своих свойств на протяжении всего расчетного периода эксплуатации окна;

• иметь хорошую сопротивляемость к воздействию водяного пара, идущего в холод­ный период изнутри помещения наружу.

При этом очевидно, что даже при очень хорошо продуманном уплотнении, за счет существенной разницы парциальных давлений водяного пара, содержащегося во внут­реннем и наружном воздухе, некоторая доля парообразной влаги все равно будет про­никать в толщу шва.

По мере приближения к наружной поверхности, разница давлений между влагой, находящейся в шве и наружном воздухе, будет постепенно выравниваться. Если на­ружный контур шва сделать таким же плотным, как и внутренний, влага будет посте­пенно накапливаться в шве, что приведет к потере его теплозащитных качеств. Поэто­му при устройстве монтажных швов всегда необходимо соблюдать принцип "изнутри плотнее, чем снаружи".

Очевидно, что сложные условия работы монтажного шва не позволяют удовлетво­рить весь набор предъявляемых к нему требований при использовании какого-либо одного уплотнительного материала. Поэтому для обеспечения надежного уплотнения в месте примыкания окна к стене необходимо применять комплекс материалов, в сово­купности образующих определенную систему.

Шов должен включать в себя:

1. Низкотеплопроводный податливый материал с низким модулем упругости, легко сжимаемый и возвращающийся в прежнее положение с малыми остаточными деформациями. Уплотнительные шнуры и специальные ленты (так называемые пред­варительно сжатые уплотнительные ленты - ПСУЛ), выполненные из материала с такими характеристиками и прокладываемые между стеной и окном, не препятствуют свободному температурному расширению оконного блока при нагревании, а при охла­ждении принимают исходную форму, сохраняя таким образом теплозащитные свойства шва. В качестве примера материалов такого рода можно назвать уплотнительные ленты немецких фирм "Wurth", "Illbruck", герметик «Вилатерм» на основе вспененного полиэтилена АО «Стройдеталь» и др. Уплотнительные ленты и шнуры выпускаются раз­личной толщины, что позволяет применять их в различных монтажных ситуациях.

2. Утеплитель, заполняющий пустоты, не попадающие в зону воздействия тем­пературных напряжений растяжения-сжатия. Наиболее применяемым подобным утеп­лителем в настоящее время является саморасширяющийся полиуретановый герметик типа "Makroflex" (производитель - фирма UREPOL OY - Финляндия).

3. Уплотнительный влагонепроницаемый материал, защищающий шов от воз­действия водяного пара, идущего из помещения, и от попадания атмосферной влаги. В качестве такого материала, как правило, применяются резиноподобные силиконовые герметики или специальные уплотнительные ленты.

Толщина шва назначается, исходя из условия возможного удлинения элементов оконного блока при нагревании. По данным немецких производителей, для окон из ПВХ температурные изменения длины составляют: 1.6 мм/м для твердого белого ПВХ и 2.4 мм/м для твердого цветного ПВХ.

На основании этих данных строится таблица, отражающая зависимость ширины монтажных швов от длины элемента оконной рамы, приведенная в прил.5. При пользо­вании таблицей следует помнить, что испытания немецких профилей на нагревание-охлаждение проводятся при температуре внутреннего воздуха, равной +20°С, и наруж­ных температурах соответственно +65°С и -15°С. В российских условиях значения, приведенные в таблице прил.5, следует умножать на коэффициент 1.5.

ОПИСАНИЕ МОНТАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

• Оконный уплотнитель на основе вспененного полиэтилена - "Вилатерм".

Производитель - АО "Стройдеталь" (Россия). Выпускается в виде шнуров диамет­рами 8, 12, 20, 30, 40 и 50 мм. Имеет малый объемный вес g = 35-50 кг/м³ и низкий коэффициент теплопроводности k = 0.03 - 0.04 Вт/(м К). Относительная остаточ­ная деформации при сжатии на 25% составляет 10%, при сжатии на 50% - 20%.

• Монтажная пена относится к группе полиуретановых герметиков. Наиболее из­вестные производители - АО «Урепол» (UREPOL OY - Финляндия), «Иллбрук» (ILLBRUCK - Германия), «Саудал» (SOUDAL - Германия). Поставляется в балло­нах емкостью 500, 650, 750 и 1000 мл.

По своей структуре пена является ячеистой полиуретановой пластмассой, которая при выходе из баллона вулканизируется под воздействием влажности, содержащейся в воздухе, при этом приблизительно в 20-30 раз увеличиваясь в объеме.

Затвердевание пены происходит за счет химической реакции с влагой, содержа­щейся в воздухе или на обрабатываемых поверхностях. После затвердевания пена представляет из себя однородную ячеистую пластмассу, в ячейках которой находится воздух.

Работы с пеной следует производить при температурах от + 5°С до +35°С.При температурах ниже 0°С, в воздухе содержится недостаточно влаги, и вулканизация пены не происходит. Оптимальная температура нанесения +15 - +20°С. Эксплуатация затвердевшего герметика возможна в интервале температур от - 40°С до + 100°С.

Затвердевшая пена имеет малый объемный вес g, равный 20-25кг/м³ и обладает низким коэффициентом теплопроводности k = 0.036 Вт/(м К). Обладает малой прочно­стью на растяжение-сжатие -1.5 МПа (для сравнения эта величина для твердого ПВХ составляет 80-90 МПа). Затвердевшая пена - хрупкий и малопластичный материал. Она выдерживает лишь около 10% изменения толщины шва, после чего происходит разрушение ячеистой структуры.

Вплоть до недавнего времени существовало мнение о том, что монтажная пена, лег­ко проникающая во все неплотности и имеющая хорошие теплотехнические характери­стики, может быть эффективно использована в качестве единственного и достаточного материала, применяемого для заполнения монтажного шва. Немало российских прак­тиков-монтажников считало, что пена может надежно «склеить» между собой окно и стену, что позволяет при монтаже окна полностью отказаться от закрепляющих его в стене анкеров и дюбелей.

Однако, даже небольшой опыт первых монтажей убедительно доказал ошибочность такого подхода. Процесс ускорило наличие на отечественном рынке большого количе­ства некачественных саморасширяющихся герметиков, а также несоблюдение инст­рукций по применению, предлагавшихся серьезными производителями.

Для хорошей и качественной монтажной пены характерны:

широкий интервал рабочих температур, при которых возможно ее нанесение;

пористость, равномерно распределенная по объему в застывшем состоянии, что можно сразу же увидеть, сделав срез застывшей пены ножом, а при использовании так называемой «профессиональной» пены, наносимой при помощи монтажного пистолета, возможно регулирование объема пор;

стабильность свойств и объема при изменении температуры и влажности окру­жающей среды.

При нанесении пены в холодную погоду (ниже 0°С) в воздухе содержится недоста­точно влаги, в результате чего лишь небольшая часть молекул вещества, образующего пену, оказывается способной вступить в химическую реакцию с молекулами воды, со­держащимися в воздухе. Весь остальной объем пены укладывается в шов в «законсер­вированном» состоянии. Как только в воздухе появляется дополнительная свободная влага (весной или в период продолжительной оттепели), сразу же начинается химиче­ская реакция. Увеличивающаяся в объеме пена начинает давить на оконный блок и, при отсутствии крепежных элементов, окно может быть частично выдавлено из про­ема.

Таким образом, при использовании саморасширяющихся полиуретановых гермети­ков в монтажных швах прежде всего следует помнить, что пена, уложенная в шве, яв­ляется утепляющим материалом, проявляющим двойную чувствительность к воздей­ствию влаги:

1. Как непосредственно пористый материал, хорошо абсорбирующий влагу, что характерно практически для всех утеплителей (за исключением экструдированного пенополистирола (марки Styrodur и др.), имеющего мелкие замкнутые поры).

2. Как материал незамедлительно вступающий в химическую реакцию при сопри­косновении с влагой.

В силу указанных причин, пена, содержащаяся в монтажном шве, должна быть хо­рошо защищена от влаги, - не только атмосферной, но и от парообразной, идущей из­нутри помещения наружу, а также от капиллярной, находящейся в стене.

• Силиконовые герметики - резиноподобные однородные материалы белого, серо­го или розового оттенка. Предназначены для герметизации швов в оконных и дру­гих конструкциях, подверженных воздействию влаги. Поставляются в тубах по 310 мм. Вулканизируются на воздухе при выдавливании из тубы монтажным пистоле­том. Для большинства силиконовых герметиков побочным продуктом вулканиза­ции является уксусная кислота, для некоторых - спирт и метилкетоксим. Температура нанесения силиконов от -10°С до +40°С, температура эксплуатации от

-50°С до +150°С. Силиконы очень пластичны. Их относительное удлинение при разры­ве колеблется в пределах 100 - 250% в зависимости от типа силикона. Силиконы обла­дают низким пределом прочности при растяжении - порядка 0.5 МПа, при этом оста­точные деформации составляют от 5 до 20%. Плотность силиконов составляет 1000-1500 кг/м³.

• Герметики на основе полиуретана - очень похожи по внешнему виду на силико­новые герметики, при этом могут работать в более жестких условиях по сравнению с последними. Имеют отличные показатели по адгезионной способности к стеклу, бетону, ПВХ, алюминию, цементно-песчаному раствору. Обладают очень высокой атмосферостойкостью.