Композиційний матеріал для екстреного ремонту та відновлення бетонних та кам’яних споруд

Реферат: Винахід належить до будівельної галузі та можуть використовуватися при ремонтних, гідроізоляційних та інших будівельних роботах. Композиційний матеріал для екстреного ремонту та відновлення бетонних та кам'яних споруд містить, мас.%: нітрат натрію - 0,50-0,40, хлорид кальцію - 0,40-0,30, карбонат натрію - 0,40-0,30, гідроксид кальцію або карбід кальцію 0,80-0,70, сульфат натрію - 0,40-0,30, інгібітор корозії - 0,10-0,20, пластифікатор - 0,05, перетворювач іржі - 0,05, нетканій матеріал об'ємної структури - 0,30-0,70, мелений клінкер портландського цементу -96,00, карбонат калію - 1,00. Застосування винаходу забезпечує швидке усунення фільтрації води крізь бетонну або іншу кам'яну конструкцію. Запропонований матеріал має скорочені терміни схоплювання: початок - 1,2 хв.; кінець - 2,2 хв., високі показники міцності, водонепроникності, зчеплення з основою. UA 103852 C2 (12) UA 103852 C2 UA 103852 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі виробництва будівельних матеріалів і покриттів, що забезпечують швидку зупинку при просоченні води крізь пористі мінеральні основи (бетон, залізобетон, цегляний мур тощо) та може бути використаний для скорочення строків та спрощення технології гідроізоляції при виконанні ремонтних і будівельних робіт. Існують вітчизняні і закордонні цементні композиційні матеріали для ремонтних робіт, що мають у своєму складі волокнисті армуючи наповнювачі (азбестові, поліпропіленові, скляні тощо), які підвищують фізико-механічні характеристики: межу міцності при вигині і стиску, межу міцності при розтягу, ударну в'язкість, старанність [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 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, що вона може наноситися лише як штукатурний розчин. Крім того, композиція за прототипом має подовжені терміни схоплювання і не може бути використана для швидкої зупинки води, що просочується скрізь бетонні або інші кам'яні споруди. Поставлено задачу - розширення діапазону можливостей використання сухих будівельних сумішей для ремонтних робіт, у тому числі і для швидкої зупинки води, що фільтрує крізь кам'яну споруду. Це завдання вирішується шляхом зміни складу композиційного матеріалу: скловолокна - нетканим матеріалом об'ємної структури, цементу на мелений клінкер портландського цементу та додатковим введенням карбонату калію (поташу) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нітрат натрію 0,40-0,50; хлорид кальцію 0,30-0,40; сульфат натрію 0,30-0,40; карбонат натрію 0,30-0,40; гідроксид кальцію, або карбід кальцію 0,70-0,80; інгібітор корозії (ІК) 0,10-0,20; перетворювач іржі (ПІ) 0,05; пластифікатор (П) 0,05; карбонат калію (поташ) 1,00; мелений клінкер портландського цементу 96,00; нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС) 0,30-0,70. Відхилення від складу компонентів композиції не дозволяє вирішувати поставлене завдання. Нетканий матеріал об'ємної структури (НМОС), мелений клінкер портландського цементу і поташ введено в композицію з метою скорочення термінів схоплення і спрощення гідроізоляції шляхом миттєвої зупинки фільтрації води крізь тріщини та пори бетону. Замість нанесення захисного шару шляхом штукатурних робіт за прототипом, розроблена композиція наноситься шляхом кріплення на зразок пластиру у разі, коли фільтрація води не дуже велика за об'ємом, або шляхом закладання в тріщину, з якої витікає вода. При просоченні KM водою, що фільтрує, наступає його твердіння (внаслідок коротких термінів схоплювання) і фільтрація води крізь бетон припиняється. НМОС в даному композиційному матеріалі (KM) утримує в собі суху будівельну суміш і водночас є армуючим елементом. Внаслідок градієнту концентрацій солей в запропонованому композиційному матеріалі і бетонному підґрунті, розчинені компоненти KM глибоко просочується в пори і капіляри бетону, що заповнені насіченим розчином Са(ОН) 2. Солі, що містяться у KM 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. Внаслідок чого в контактній зоні виникає щільний водонепроникний буферний шар з високими показниками адгезійної міцності. Приготування композиційного матеріалу здійснювалося перемішуванням в сухому стані всіх сипких компонентів суміші. Після чого, НМОС шляхом вакуумування заповнювався сумішшю сипких компонентів. Для насичення KM водою у ємність заливалася вода (при В/Т=0,32-0,34) та занурювався композиційний матеріал. Для перевірки фізико-механічних властивостей згідно нормативних документів при випробуванні сухих будівельних сумішей за ДСТУ Б.В.2.7-126:2006 та ДСТУ Б.В.2.7-23-95 з матеріалу, насиченого водою в межах часу 22-25 секунд, виготовлялись зразки балочок 4×4x16 см шляхом пошарового закладання до форм. Для перевірки показників адгезійної міцності, водонепроникності та морозостійкості зразки з композиційного матеріалу наносились на плити з пінобетону розміром 20×20×4 см, крізь які просочувалась вода. Твердіння зразків відбувалось при температурі повітря 20 °C і 100 % відносної вологості. Аналогічно виготовлялися зразки за прототипом для отримання порівняльних результатів. Випробування на адгезійну міцність проводили за методикою ГОСТу 31356-2007 "Смеси сухие 1 UA 103852 C2 5 строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний", а випробування зразків на водонепроникність - за ГОСТом 12730.5-84С.2 з використанням приладу АГАМА-2PM. Приклади складів композиційного матеріалу для ремонтних та інших будівельних робіт наведені у табл. 1, а порівняльні результати випробувань - в табл. 2. Запропонований KM порівняно з найближчим аналогом мас скорочені терміни схоплювання (початок - 1,2 хв.; кінець - 2,2 хв.), що дозволяє швидко зупиняти воду, що фільтрує крізь мінеральні підґрунтя, і, таким чином, може бути використаний для скорочення строків та спрощення технології гідроізоляції при виконанні ремонтних і будівельних робіт. Таблиця 1 № п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Склад, мас. % Найменування компонентів 1 2 Нітрат натрію Хлорид кальцію Карбонат натрію Гідроксид кальцію або карбід кальцію Сульфат натрію Інгібітор корозії Пластифікатор Перетворювач іржі Скловолокно Поташ Цемент Мелений клінкер портландського цементу Пісок кварцовий Нетканий матеріал об'ємної структури 2 3 3 0,50 0,40 0,40 0,80 0,40 0,10 0,05 0,05 1,0 96,0 0,3 4 0,45 0.35 0,35 0,75 0,35 0,15 0,05 0,05 1,0 96,0 0,5 5 0,40 0,30 0,30 0,70 0,30 0,20 0,05 0,05 1,0 96,0 0,7 Найближчий аналог 6 0,55 0,50 0,50 1,2 0,50 0,30 0,30 0,30 0,30 35,0 60,55 10 Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Склади* Показники 1 Межа міцності при стиску, МПа Межа міцності при вигині, МПа Коефіцієнт старанності 3 Густина в затверділому стані, кг/м Адгезія до бетонної вологої поверхні на 28 добу, МПа Водопоглинення, мас. % Водонепроникність, W, не менш ніж Морозостійкість, цикли Терміни схоплювання, хв: початок кінець Межа міцності при стиску через 3 години, МПа 2 3 34,4 8,7 0,70 2221 41.4 9,7 0,71 2220 38,8 9,3 0,65 2225 Найближчий аналог 41,3 12,9 0,41 2220 3,6 3,9 3,8 3,1 1,0 12 250 0,95 12 250 1,1 12 250 1,3 12 250 1,5 3,2 8,6 1,2 2,2 16,8 2,5 3,6 12,3 48,0 86,0 1,4 *) Склади і прототип згідно табл. 1. 15 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. 2 UA 103852 C2 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 5 10 Композиційний матеріал для екстреного ремонту та відновлення бетонних та кам'яних споруд, що містить нітрат натрію, хлорид кальцію, карбонат натрію, гідроксид кальцію або карбід кальцію, сульфат натрію, інгібітор корозії, пластифікатор, перетворювач іржі, який відрізняється тим, що додатково містить нетканий матеріал об'ємної структури, мелений клінкер портландського цементу та карбонат калію при наступному співвідношенні компонентів, в мас. %: нітрат натрію 0,50-0,40 хлорид кальцію 0,40-0,30 карбонат натрію 0,40-0,30 гідроксид кальцію або карбід кальцію 0,80-0,70 сульфат натрію 0,40-0,30 інгібітор корозії 0,10-0,20 пластифікатор 0,05 перетворювач іржі 0,05 мелений клінкер портландського цементу 96,00 карбонат калію 1,00 нетканий матеріал об'ємної структури 0,30-0,70. Комп’ютерна верстка М. Мацело 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