Композиція проникної дії для відновлювання зруйнованого бетону

Винахід відноситься до будівельних матеріалів, які використовуються для виготовлення водонепроникних та морозостійких покриттів на бетонних, цегляних та інших пористих мінеральних основах при ремонтних та аварійних роботах, а також для виготовлення виробів підвищеної морозостійкості, водонепроникності та зносостійкості. Крім того суха пропонована суміш може бути використана для швидкого усунення течі та фільтруючи х поверхонь будівельних конструкцій. Відомі вітчизняні і закордонні склади на основі високоміцних чи напру-жувальних цементів з комплексними добавками, такі як суміші ЭМАКО (по ліцензії італійської фірми «МАС»), будівельні суміші і матеріали фірм «Ксай-пекс» і «Джимайт» (Канада) [1, 2]. Їх рекомендується застосовувати для «санації» і «лікування» старого бетону і залізобетону, ремонтних робіт у тунелях, метрополітенах і інших об'єкта х промислового і цивільного будівництва. Усі вони містять в своєму складі цемент, пісок і хімічно активну частину (ХАЧ). Однак їхнє застосування обмежене тільки ремонтними і захисними функціями. Найбільш близькою за суттю, до запропонованої, є композиція [3]. Композиція містить портландцемент, кварцовий пісок і ХАЧ. Дана композиція дозволяє одержати високоміцний, водонепроникний, морозостійкий захисний шар з короткими термінами тужавлення, гарним зчепленням зі старим бетоном і високим опором до агресивних середовищ. До недоліків відомої композиції варто віднести обмеженість сфери застосування тільки захисними функціями. Задачею пропонованого винаходу є розширення діапазону можливостей використання композицій проникаючої дії для виготовлення будівельних матеріалів підвищеної щільності. Поставлена задача вирішується шляхом зміни складу композиції проникної дії шляхом введення до піску і цементу додатково, в хімічно активну частину (ХАЧ) - кальцієвої солі слабкої неорганічної кислоти (КСНК), як прискорювача твердіння, пластифікатора (П), перетворювача іржі (ПР) і інгібітору корозії (ІК) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нітрат натрію 0,15-1,00; КСНК 0,20-1,33; хлорид кальцію 0,10-0,67; сульфат натрію 0,10-0,67; карбонат натрію 0,10-0,67; гідроксид кальцію або карбід кальцію 0,25-1,68; ІК 0,0250,17; ПР 0,025-0,17; Π 0,05-0,34; цемент 33,0-31,1; пісок 66,0-62,2. Відхилення від кількісного складу компонентів композиції не дозволяє вирішити поставлену задачу. Хімічно активна частина композиції також як і в прототипі має поліфункціональну дію й активно впливає на структур у всієї композиції в процесі гідратації суміші. Завдяки наявності в ХАЧ прискорювача твердіння (КСНК) у композиції досягається утворення підвищеного числа зародків новоутворень цементного каменю, що є передумовою створення додаткових центрів кристалізації і, як наслідок, ще більшого зміцнення армуючого каркасу в початковий період твердіння. Крім того, додання до складу композиції пластифікатора (П), за рахунок високого ступеня поверхневого натягу плівок, сприяє диспергації часток в'яжучого, що у свою чергу приводить до збільшення контактних зон клінкерних мінералів з водою і розчиненими в ній компонентами ХАЧ, і як наслідок до скорочення термінів тужавлення і швидкого набору міцності. Введення в ХАЧ перетворювача іржі (ПР) й інгібітору корозії (ІК) дозволяє проводити ремонтні роботи на конструкціях з ураженою корозією арматурою без додаткової обробки металевих поверхонь. Консолідація пропонованої композиції досягається через 15-30хв. після нанесення. Пропонована композиція крім захисних функцій може бути використана для виготовлення щільних штучни х виробів у виді тр уб, сегментів, блоків, плиток і ін., що використовуються в умовах, де потрібна підвищена водонепроникність і морозостійкість. Зразки для випробувань з використанням пропонованої композиції готувалися таким чином. Цемент, пісок і хімічно активна добавка перемішувалися в змішувачі в сухому стані, куди потім додавалася вода (водотверде відношення складало 0,2). Оскільки пропонована композиція має поліфункціональну дію, то для фізико-механічних випробувань зразки виготовляли двох типів: у вигляді зразків-балочок із пропонованої композиції і захисного шару з тієї ж композиції на бетонній основі (В 15). Аналогічно були виготовлені зразки і за прототипом для отримання порівняльних результатів. Твердіння зразків проходило в камері з водяним затвором при Т=20±2°С і 100% вологості протягом 28 діб. Як матеріал кольматуючої дії композицію наносили способом поливу на зразки бетону з маркою по водонепроникності W2, шаром не більш 2-15мм. Твердіння захисного шару композиції проводили в тих же умовах, що й зразків-балочок. Приклади складів композиції проникаючої дії для відновлення зруйнованого бетону наведені в таблиці 1. Пропоновані склади композиції (таблиця 2) не поступаються прототипу за фізико-механічними характеристиками, а за експлуатаційними властивостями навіть перевищують прототип. Перевагою пропонованої композиції є те, що її можливо виготовляти у вигляді готової до використання сухої будівельної суміші, що дуже важливо при аварійних та ремонтних роботах. Крім того, для забезпечення фізико-механічних показників (таблиця 2), до складу пропонуємої композиції потрібно вводити значно меншу кількість ХАЧ 0,9-1,6% проти 2,5% - у прототипі. Таблиця 1 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Найменування компонентів Цемент Кварцовий пісок Нітрат натрію КСНК (кальцієва сіль слабкої неорганічної кислоти) Хлорид кальцію Сульфат натрію Карбонат натрію Гідроксид кальцію або 1 33,0 66,0 0,15 0,2 0,1 0,1 0,1 0,25 Склади, мас. % 2 3 32,8 31,1 65,6 62,2 0,24 1,0 0,32 1,33 0,16 0,67 0,16 0,67 0,16 0,67 0,4 1,68 Прототип 32,5 65,0 0,64 0,06 0,84 0,70 0,06 10 11 12 карбід кальцію Перетворювач іржи (ПР) Інгібітор корозії (ІК) Пластифікатор (П) 0,025 0,025 0,05 0,04 0,04 0,08 0,2 0,17 0,17 0,34 Таблиця 2 Склади № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Найменування показників Строки тужавлення, час, хвил. не більш початок кінець Водоутримуюча здатність, % Розшарованість, %, не більш Густина розчинної суміші, г/см 3 Границя міцності при згині через 28 дів вологого зберігання, Мпа, не менш Границя міцності при стиску через 28 діб вологого зберігання, Мпа, не менш Адгезія до бетонної поверхні, Мпа, не менш Морозостійкість, цикли, не менш для шару бетону 8-15мм Тріщиностійкість за усадочними деформаціями. Захисний шар на бетоні: 2-5мм більш 5мм 10 Водопоглинання, %, не більш 11 Марка по водонепроникності W: для шару на бетоні 8-15мм 1 2 3 Прототип 432 902 97,0 2,2 2,034 546 836 97,3 2,0 2,03 423 650 97,1 2?3 2,1 130 407 97 2,3 2,171 8,0 8,1 7,9 7,8 26 1,23 27,0 1,30 26,7 1,25 26 1,20 300 300 300 300 без усадочних тріщин 2,2 3,5 4,0 16 2 12 без усадочних тріщин без усадочних тріщин 4,0 12 тріщини *) Склади і прототип, відповідно таблиці 1 Джерела інформації 1. Затворницкая Т.А., Магитон А.С. Ма териалы серии ЭМАКО для ремонта бетонных и железобетонных конструкций / Строительные материалы, 2000, №11. -С.14-15. 2. Майстренко АН., Пелипейко В.И., Забава Г.А., Вайсман М.Д. Использование украинскими фирмами современных материалов и технологий для ремонта и строительства / Будівництво України, 2002, №1.- С.4243. 3. Композиция для защиты бетонных поверхностей и способ защиты бетонных поверхностей. Русинов А.В., Баев С.М. Патент России №2072335 от 27.01.97.