Композиційний матеріал для ремонтних та інших будівельних робіт

Реферат: Винахід належить до галузі виробництва будівельних матеріалів і покриттів, що можуть бути використані при ремонтних, гідроізоляційних та інших будівельних роботах. Композиційний матеріал містить, мас. %: нітрат натрію 0,50 - 0,60; хлорид кальцію 0,40 - 0,55; карбонат натрію 0,40 - 0,55; гідроксид кальцію або карбід кальцію 0,80 - 1,25; сульфат натрію 0,40 - 0,55; інгібітор корозії 0,10 - 0,33; пластифікатор 0,15 - 0,37; перетворювач іржі 0,15 - 0,32; цемент 30,0 - 37,0; пісок кварцовий 57,78 - 66,8; нетканий матеріал об'ємної структури 0,3 - 0,7. Матеріал зручний у використанні та має високі показники міцності та водонепроникності. UA 103280 C2 (12) UA 103280 C2 UA 103280 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі виробництва будівельних матеріалів і покриттів на мінеральних пористих основах, таких як бетон, залізобетон, природне і штучне каміння тощо, та може бути використаний для спрощення виконання ремонтних і будівельних робіт з метою підвищення гідрофізичних і механічних властивостей. Відомі вітчизняні і закордонні цементні композиційні матеріали для ремонтних робіт мають у своєму складі волокнисті армуючі наповнювачі (азбестові, поліпропіленові, скляні тощо), які підвищують фізико-механічні характеристики: межу міцності при вигині, стиску та розтягу, ударну в'язкість, стиранність [1, 2]. Крім того, до складу відомих композиційних матеріалів входять хімічні добавки, що надають можливість підвищити гідрофізичні властивості конструкцій і споруд при нанесенні цих сумішей на пористі мінеральні основи [3]. Але всі ці матеріали містять високомолекулярні сполуки, що звужують температурний інтервал твердіння (не нижче +5 °C і не вище +30 °C), що робить їх непридатними при виконанні ремонтних робіт в ті періоди, коли денна і нічна температури мають різкі перепади (весна - осінь). Найбільш близькою по суті до композиційного матеріалу, що заявляється, є суха будівельна суміш для ремонтних робіт [4], що містить у своєму складі цемент, пісок, скловолокно та хімічні активні добавки, за рахунок яких досягається водонепроникність захисного шару з даної суміші, а добавка скловолокна сприяє підвищенню показників міцності. До недоліків відомої композиції слід віднести вузький діапазон можливостей її використання тому, що вона може наноситися лише як штукатурний розчин. Поставлено задачу – розширення діапазону можливостей використання сухих будівельних сумішей для ремонтних робіт. Ця задача вирішується за рахунок зміни складу композиційного матеріалу шляхом заміни скловолокна нетканим матеріалом об'ємної структури при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нітрат натрію 0,50-0,60; хлорид кальцію 0,40-0,55; сульфат натрію 0,40-0,55; карбонат натрію 0,40-0,55; гідроксид кальцію, або карбід кальцію 0,80-1,25; інгібітор корозії (ІК) 0,10-0,33; перетворювач іржі (ПІ) 0,15-0,32; пластифікатор (П) 0,15-0,37; цемент 30,0-37,0; пісок кварцовий 66,8-57,78; нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС) 0,30,7. Відхилення від складу компонентів композиції не дозволяє розв'язувати поставлену задачу. Нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС) введено в композицію з метою спрощення нанесення на мінеральні підґрунтя захисного шару з цементних композиційних матеріалів. Замість нанесення захисного шару шляхом штукатурних робіт за прототипом, розроблена композиція наноситься шляхом кріплення на зразок пластиру. НМОС в даному композиційному матеріалі (KM) утримує в собі суху будівельну суміш і водночас є армуючим елементом. Для використання запропонованого КM необхідно наситити його водою і притиснути до поверхні, що ремонтується. Внаслідок градієнту концентрацій солей в запропонованому композиційному матеріалі і бетонного підґрунтя розчинені компоненти КM глибоко просочуються в пори і капіляри бетону, що заповнені насіченим розчином Са(ОН) 2. Солі, що містяться у КM, разом з алюмінатами цементу вступають у реакцію з Са(ОН)2, утворюючи кристалогідрати кальцію, що осідають на стінках пор і капілярів. Таким чином виникає зарощування (кольматація) порового простору бетону. Як наслідок, в контактній зоні виникає щільний водонепроникний буферний шар з високими показниками адгезійної міцності. Приготування композиційного матеріалу здійснювалося шляхом перемішування в сухому стані всіх сипких компонентів суміші. Після чого НМОС шляхом вакуумування заповнювався сумішшю сипких компонентів. Для насичення КM водою у ємність заливалася вода (при В/Т=0,15-0,17) і занурювався композиційний матеріал. Після повного насичення матеріалу водою в межах часу 30-60 секунд композиція накладалась на зразок "бетонного пластиру" і міцно утримувалась навіть на вертикальній поверхні за рахунок осмотичних сил, що виникають внаслідок виникнення градієнту концентрацій солей в композиційному матеріалі і бетонному чи іншому мінеральному підґрунті. Для перевірки фізико-механічних властивостей з КM виготовлялись зразки балочок розміром 4×4×16 см шляхом пошарового закладання до форм і вібрування. Перевірка здійснювалась згідно нормативних документів для випробування сухих будівельних сумішей за ДСТУ Б.В.2.7-126:2006 та ДСТУ Б.В.2.7-23-95. Для випробування показників адгезійної міцності, водонепроникності та морозостійкості зразки з композиційного матеріалу наносились на бетонні плити розміром 20×20×4 см. Твердіння зразків відбувалось при температурі повітря 20 °C і відносній вологості 100 %. Аналогічно виготовлялися зразки за прототипом для отримання порівняльних результатів. Випробування на адгезійну міцність проводили за методикою ГОСТу 31356-2007 "Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний", а випробування зразків на водонепроникність - за ГОСТом 12730.5-84С.2 з використанням приладу ΑΓΛΜΑ-2PM. 1 UA 103280 C2 Приклади складів композиційного матеріалу для ремонтних та інших будівельних робіт наведені у табл. 1, а порівняльні результати випробувань - в табл. 2. Таблиця 1 № п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 Найменування компонентів 2 Нітрат нагрію Хлорид кальцію Карбонат натрію Гідроксид кальцію або карбід кальцію Сульфат натрію Інгібітор корозії (ІК) Пластифікатор (П) Перетворювач іржі (ПІ) Скловолокно Цемент Пісок кварцовий Нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС) 1 3 0,50 0,40 0,40 0,80 0,40 0,10 0,15 0,15 30,0 66,8 0,3 Склад, мас. % 2 3 Прототип 4 5 6 0,55 0,60 0,55 0,50 0,55 0,50 0,50 0,55 0,50 1,2 1,25 1,2 0,50 0,55 0,50 0,30 0,33 0,30 0,30 0,37 0,30 0,30 0,32 0,30 0,3 35,0 37,0 35,0 60,2 57,78 60,2 0,65 0,7 Таблиця 2 Склади* 1 2 3 Прототип 37,4 41,4 38,8 41,3 15,7 17,4 14,2 12,9 0,42 0,41 0,41 0,41 2165 2120 2150 2220 3,3 3,9 3,5 3,1 1,4 0,95 1,1 1,3 12 12 12 12 250 250 250 250 № Показники п/г 1 Межа міцності при стиску, МПа 2 Межа міцності при вигині, МПа 3 Коефіцієнт стиранності 3 4 Густина в затверділому стані, кг/м 5 Адгезія до бетонної вологої поверхні, MПa 6 Водопоглинення, мас. % 7 Водонепроникність, W 8 Морозостійкість, цикли *) Склади і прототип наведені згідно табл. 1. 5 10 15 20 Запропонований КМ у порівнянні з прототипом має більш високі показники міцності при вигині та адгезійну міцність. Крім того, простота нанесення запропонованого композиційного матеріалу робить його більш привабливим для застосування. Даний композиційний матеріал може бути використано: для реставрації будівель і споруд; як гідроізоляція кам'яних пористих основ; для посилення міцності і ремонту виробів і конструкцій із полімерних матеріалів, наприклад, трубчастої форми (так як після накладання одного краю на інший "внахлест" та подальшого твердіння створює міцну, кам'яну, неперервну, водонепроникну структуру). Джерела інформації: 1. Майстренко А.Н., Пелипенко В.И., Забава Г.А., Вайсман М.Д. Использование украинскими фирмами современных материалов и технологий для ремонта и строительства // Будівництво України, 2002. - № 1. - С. 42-43. 2. Полимерцементная смесь / Антипов Л.Е., Белобородов В.А., Яшин В.Р., Азимов Ф.И. / Заявка на изобретение RU 93055654А от 20.07.1996. 3. Полимерцементная смесь для устройства полов / Антипов А.Е., Белобородов В.А., Яшин В.Р., Азимов Ф.И. / Патент RU 2076848C1 от 10.04.1997. 4. Суха будівельна суміш для ремонтних робіт / Костюк Т.А., Вандоловський О.Г., Салія М.Г., Бондаренко Д.О. / Патент України на корисну модель № 57543 від. 10.03.2011. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Композиційний матеріал для ремонтних та інших будівельних робіт, що містить цемент, пісок кварцовий і хімічну частину, яка складається із нітрату натрію, хлориду кальцію, карбонату натрію, гідроксиду кальцію або карбіду кальцію, сульфату натрію, інгібітору корозії, 2 UA 103280 C2 пластифікатора, перетворювача іржі, який відрізняється тим, що додатково містить нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нітрат натрію 0,50-0,60 хлорид кальцію 0,40-0,55 карбонат натрію 0,40-0,55 гідроксид кальцію або карбід 0,80-1,25 кальцію сульфат натрію 0,40-0,55 інгібітор корозії (ІК) 0,10-0,33 пластифікатор (П) 0,15-0,37 перетворювач іржі (ПI) 0,15-0,32 цемент 30,0-37,0 пісок кварцовий 57,78-66,8 НМОС 0,3-0,7. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3