Процес ремонтного захисту поверхні бетонних конструкцій

1. Процес ремонтного захисту поверхні бетонних конструкцій, переважно лицьової поверхні дорожніх бортових каменів, покладених у лінію захисного бордюру на мостах, шляхопроводах, що включає очищення лицьової поверхні бетонних конструкцій від бруду, розкриття дрібних тріщин, промивання водою, забивання всіх раковин і тріщин бетоном або цементно-піщаним розчином, вирівнювання поверхні, сушіння поверхні й нанесення на лицьову поверхню захисного полімерного покриття, який відрізняється тим, що як захисне полімерне покриття використовують кремнієорганічний ремонтний компаунд на основі низькомолекулярного кремнієорганічного синтетичного каучуку, наповнювачів й зшивальних агентів у вигляді трьох компонентів, для чого очищення лицьової поверхні від бруду проводять гідроабразивною обробкою промитим кварцовим піском фракції 0,51,0 мм із регулюванням тиску подачі в діапазоні 512 кг/см 2, після промивання чистою водою здійс U 2 25225 1 3 25225 для сполучення проїзної частини дороги зі зрошувальним лотком або із тротуаром за авторським свідоцтвом СРСР №342988, Е01С 11/22; на збірний бордюр зі стандартних бетонних каменів, наприклад, за авторським свідоцтвом СРСР №763505, Е01С 11/22. За авторським свідоцтвом №1048020, Е01С 11/22, була заявлена конструкція блоків для ремонту бортового каменю (бордюру). Вирішувалося завдання спрощення ремонту, скорочення строків робіт і підвищення міцності й надійності спільної роботи ремонтного блоку з бортовим каменем, який ремонтується. Блок виконаний у вигляді Гобразного елементу, зовнішня й внутрішня поверхні якого відповідають конфігурації бортового каменю, що ремонтується. Блок для ремонту бортового каменю укладається на бортовий камінь, який ремонтується з боку дорожнього покриття й відновлює лицьову сторону смуги бортового каменю, а потім защемляється новою верствою дорожнього покриття. У верхній полиці зазначеного Г-образного блоку виконані отвори для нагнітання матеріалу, що схоплюється, та заповнення порожнеч між внутрішньою поверхнею блоку й старим бортовим каменем. За авторським свідоцтвом СРСР №1178823, Е01С 11/22, заявлений бортовий камінь, що включає поєднувані при монтажі блоки, а кожен блок виконаний у вигляді опорного й накривного елементів, при цьому суміжні вертикальні грані обох елементів виконані зі з'єднанням зуб-паз. Опорний елемент виконаний із низько марочного бетону, а накривний - з високоміцного. Опорний блок являє собою бетонний елемент, що зашпаровується в бетонну подушку в основі дорожнього покриття й основним його завданням є гасіння силових впливів від наїзду авто транспорту. Він не піддається безпосередньому впливу атмосфери. Накривний елемент виготовляється з високоміцного бетону, що дозволяє надійно протистояти атмосферним впливам і сольовій корозії. При монтажі він об'єднується клейовим прошарком з опорним елементом. Спосіб з'єднання «зуб-паз» також перешкоджає «вивертанню» накривного елемента при наїзді транспорту. За авторським свідоцтвом СРСР №1543024, Е01С 11/22, опублікованим в бюлетені №6, 15.02.1990, заявлений бортовий камінь із підвищеною експлуатаційною надійністю, що включає несучу стінову конструкцію з бетону, зі скосом на лицевій поверхні й з обкресленим по радіусі пазом і похилими горизонтальними ділянками на нижній опорній поверхні. При установці бортового каменю опорною поверхнею на свіже вкладений бетон не відбувається видавлювання бетону на бічні поверхні, що не заважає установці в лінію поруч наступного бортового каменю. Бетонна конструкція бортового каменю поряд із цілим поруч інших бетонних виробів для інженерних комунікацій з 1974 року була внесена в загальносоюзний каталог індустріальних залізобетонних і бетонних виробів у розділ мости, естакади, шляхопроводи, віадуки, устрій бордюрів, обов'язкових до застосування в промисловому будівництві. 4 Стандартні бетонні бортові камені, як правило, виготовляються у вигляді блоків висотою 0,75м і довжиною 3м. Відповідно до вимог п. 2.5 ДСТУ 2587-94 на лицьову поверхню бетонних блоків, встановлених у лінію у вигляді бордюру на мостах, шляхопроводах й інших небезпечних ділянках дороги, повинна бути нанесена розмітка у вигляді вертикальних смуг чорно-білих кольорів, що чергуються, атмосферостійкою фарбою: ширина білої смуги 2м і ширина чорної смуги - 1м. Однак, бетон як штучний композитний матеріал має пористу мікротріщинувату стр уктур у й шорсткувату поверхню. Корозійні процеси починаються на поверхні розділу зовнішнього середовища й бетону, і розвиваються в порах і капілярах. Специфічні властивості бетону визначають ряд особливостей захисту бетонних і залізобетонних конструкцій від впливу газових і рідких агресивних середовищ. Завдання захисту - не допустити або обмежити можливість контакту агресивного середовища й бетону, залізобетону. Захисні покриття виконують, у першу чергу, роль ізолюючого прошарку між бетоном й агресивним середовищем, тому вони протягом терміну служби залізобетонних конструкцій вимагають періодичного відновлення. Трудомісткість і вартість таких періодичних ремонтів, як правило, досить більші. Тому зниження витрат на ремонтно-відбудовчі роботи є важливими коштами підвищення ефективності капвкладень у будівництво й експлуатацію споруд, виготовлених з використанням бетону й залізобетону. Науково-технічна література по захисту бетону від корозії досить велика, див. наприклад: В.М. Москвін й ін. Корозія бетону й залізобетону, методи їхнього захисту. - М.: Стройиздат,1980 [1]; В.П. Хоменко. Стійкість бетону й міри захисту його від руйнування. - К.: Будівельник, 1966 [2]; Р.Кенеке. Захист поверхні бетону. - М.: Стройиздат, 1981 [3]. В зазначених книгах наведені відомі численні методи захисної обробки поверхонь бетонних конструкцій: торкретування, газополум'яне напилювання, флюатирування (взаємодія складових частин цементного каменю із флюатами - солями кремнефтористоводородної кислоти), кремнефторірування (вплив чотирьохфтористого кремнію на готові бетонні вироби в спеціальних установках), гідрофобізація (нанесення на поверхню бетону водної емульсії гідрофобізуючих кремнійорганічних рідин ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-94 й ін.), обробка хімічними реагентами. Відомі рекомендації із застосування трещіностійких еластичних покриттів по бетону (Москва, 1972, НДІ бетону й залізобетону Держбуду СРСР, [5]), в яких представлені покриття на основі хлорсульфірованого поліетілена, наірітові покриття, матеріали на основі тіоколів, а також наведені основні правила виконання робіт. У книзі «Захист залізобетонних виробів петролатумом» (К.: Будівельник, 1980 [6]) описаний метод антикорозійного захисту шля хом просочення бетону петролатумом, модифікованим вищими жирними кислотами безпосередньо в процесі виготовлення виробів у заводських умовах. Розроб 5 25225 лено технологію й механізоване встаткування для нанесення просочувальної суміші на форми опалубки, що дозволило випускати в промислових масштабах залізобетонні палі із просоченою поверхневою верствою повної заводської готовності. У зазначеній вище перекладній книзі Р.Кенеке «Захист поверхні бетону» [3] узагальнений практичний досвід ФРН за період 1960-1980р. за технологією обробки й ремонту бетонної поверхні. Розглянуто різні види дефектів бетонних і залізобетонних конструкцій. Викладено технологію ремонту ушкоджених елементів і створення захисних покриттів при ремонті й будівництві будинків, споруд та доріг. Описано застосування фторсілікатов, силіконів і полімерних мас для захисту поверхні бетону. У розділі 1.2 «Захист бетону розчинами силіконових смол» книги Р. Кенеке «Захист поверхні бетону» [3], стор. 8-12, запропонована обробка поверхні бетону розчинами силіконових смол. Силікони безбарвні, впливають завдяки гідрофобізації відкритих пор і капілярів. Прозорі розчини наносять на бетон м'якими кистями або розпилювачами. Найбільш кращий захист силіконовим покриттям вертикальних поверхонь, які піддані впливу атмосферних впливів. При обробці поверхні розчинами силіконових смол вона практично не забруднюється. Особливо важливого значення набуває сіліконізація при обробці поверхонь бетону з оголеним заповнювачем, що не може протистояти сильним погодним й атмосферним впливам. Крім того, ці поверхні більш чутливі до попеременних циклів заморожування й відтавання. У цьому випадку витрати силіконових смол повинні складати 750-1000г/м 2. Відома книга Н.Ф. Почапский, В.П. Сачко. Полімери у дорожньому будівництві. - К.: Будівельник, 1968 [7]. На стор. 30-33 наведені відомості про кремнійорганічні смоли, переважно - поліорганосілоксани. Зокрема, низькомолекулярні поліметілфенілсілоксанові смоли мають маркування «К». Гідрофобізатори представлені кремнійорганічними рідинами марок ГКЖ-10 і ГКЖ-11, що представляють собою 5% водяний розчин, а також ГКЖ-94 - змульсія поліетілгідроксілоксана. На стор. 33 вказується, що кремнійорганічні рідини застосовуються також для обробки кам'яних і бетонних поверхонь дорожніх споруд для додання їм більшої довговічності. Гідрофобна плівка, що утворюється на обробленій поверхні бетону, забезпечує водовідштовхуючи властивості конструкції й у той же час дозволяє їй «дихати», тому що пори матеріалу вона не закриває. При просоченні матеріалу кремнійорганічна рідина, просочуючись по порах, перетворюються в гель, тим самим надають матеріалу водонепроникність та підвищують його механічну міцність і довговічність. У книзі О.Н. Долгов й ін. Кремнійорганічні рідкі каучуки й матеріали на їхній основі. - Л.: Хімія, 1975 [8] с.84. у главі 4, с.68-84 розглянуті питання різноманітного застосування кремнійорганічних складів холодного затвердження в різних областях техніки: будівництво, авіаційна космічна техніка, автотранспорт, електро- і радіотехнічна промисловість, медицина й інші області. У списку літератури наведений великий пере 6 лік переважно іноземних патентів Великобританії, Німеччини, Франції, США й науково-технічної інформації з досліджень і розробки кремнійорганічного каучуку і матеріалів. За результатами вивчення наведеної вище патентної й технічної інформації можна зробити висновки, що завдання здійснення ремонту лицевої поверхні бетонних і залізобетонних бортових каменів-бордюрів, призначених для експлуатації в умові доріг на мостах, шляхопроводах, перебуває на стику цілого ряду областей техніки: дорожнього будівництва, бетону й методів його захисту від корозії, полімерних покриттів, застосувань кремнійорганічних композицій. В Україні за 30-річний період часу накопичений значний досвід застосування компаундів на основі низькомолекулярного синтетичного каучук у СКТН для герметизації канатів вантових мостів, наприклад. Московського мосту через Дніпро в м. Києві, мосту через Даугаву в м. Ризі. Міжпроволочний простір у канатах заповнено компаундом, а канати пофарбовані аналогічним складом. Компаунд крім каучуку СКТН містить наповнювач - білу сажу, кількістю якої можна в широких межах регулюва ти його в'язкість. Для підвищення адгезійних властивостей у компаунд можуть уводитися спеціальні добавки гідрофобізатора, наприклад, ГКЖ-8М. Компаунд може затверджуватися різними каталізаторами. Життєздатність компаунда може регулюватися в широких межах дозуванням каталізатора. Відповідною підготовкою поверхні під фарбування також вдається забезпечити високу адгезію складу компаунда до старого покриття. Проте, для одержання якісного покриття на основі кремнійорганічного компаунда в кожному конкретному випадку слід уточнювати рецептуру складу, технологію підготовки поверхні й нанесення покриття. Ремонтний кремнійорганічний компаунд, що випускає в Україні ЗДП «КРЕМНІЙПОЛІМЕР» м. Запоріжжя, рекомендований до широкого застосування в будівництві. Однак на сьогодні відсутній досвід застосування кремнійорганічного компаунда для корозійного й антигравійного захисту лицьових поверхонь бортових каменів з бетону або залізобетону. Це обумовлено особливостями експлуатації й умовами проведення ремонту зазначених бетонних конструкцій. По-перше, лицьова поверхня захисного бетонного бордюру на мостах і шляхопроводах у різну пору року перебуває в умовах знакозмінних температур й агресивного впливу газового й водного середовища, а також динамічних ударів бруду, щебенів, дрібного абразиву й інших предметів, що перебувають на шляху руху авто транспорту. Внаслідок цього, спеціальне захисне покриття повинне бути й атмосферостійким і мати протиударні характеристики. По-друге, ремонт зазначеного бетонного бордюру після певного строку експлуатації повинен проводитися в умовах інтенсивного руху автотранспорту, що пред'являє додаткові тверді вимоги до якості й строків формування захисного покриття. Як прототип, що збігається з заявленою корисною моделлю, по призначенню й основним виро 7 25225 бничим операціям обраний опис підготовки поверхні до ремонту бетонних і залізобетонних конструкцій (Розділ 14.1) і гідрофобізації (Розділ 14.2), викладене в основній книзі В. М. Москвін й ін. Корозія бетону й залізобетону, методи їхнього захисту. - М.: Стройиздат, 1980, [1], стор. 484-488. Загальними ознаками прототипу і корисної моделі, що заявляється, стосовно способу ремонтного захисту поверхні бетонних конструкцій є: очищення лицьової поверхні бетонних конструкцій від бруду; промивання її водою; забивання всіх раковин і тріщин бетоном або цементно-піщаним розчином; вирівнювання поверхні; сушіння поверхні; нанесення на лицьову поверхню захисного полімерного покриття. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлене завдання вдосконалення ремонтного захисту бетонної поверхні дорожніх бортових каменів, призначених для устрою захисних бордюрів на мостах, шляхопроводах і т.п., від агресивного впливу газового й водного середовища, а також від механічних ударів бруду, щебенів й ін. предметів, у якому шляхом модифікації режимів обробки лицьової поверхні й нанесення захисного покриття забезпечується підвищення міцності, корозійної стійкості бетонної поверхні й експлуатаційної надійності. За рахунок чого також істотно подовжуються міжремонтні строки експлуатації доріг на мостах і шля хопроводах. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі ремонтного захисту поверхні бетонних конструкцій, переважно лицьової поверхні дорожніх бортових каменів, покладених у лінію захисного бордюру на мостах, шляхопроводах і т.п., що включає очищення лицьової поверхні бетонних конструкцій від бруду, промивання водою, забивання всіх раковин і тріщин бетоном або цементно-піщаним розчином, вирівнювання поверхні, сушіння й нанесення на лицьову поверхню захисного полімерного покриття, відповідно до корисної моделі, у якості захисного полімерного покриття використовують кремнійорганічний ремонтний компаунд на основі низькомолекулярного синтетичного каучуку, наповнювачів й агентів, що зшивають, у вигляді трьох компонентів, для чого очищення лицьової поверхні від бруду проводять гідроабразивною обробкою промитим кварцовим піском фракції 0,5-1,0мм, після промивання чистою водою здійснюють сушіння зазначеної поверхні. Забивання всіх раковин і тріщин і вирівнювання поверхні здійснюють у два етапи, причому на першому етапі застосовують консолідуючий склад для створення міцної адгезійної перемички між старим і новим бетоном, а на другому етапі на лицьову поверхню наносять верства іншого консолідуючого складу, на який по мокрому шару наносять цементно-піщаний розчин із зміцнюючими добавками, якому дають висохнути в природних умовах, змішують безпосередньо перед застосуванням три компоненти ремонтного кремнійорганічного компаунда, що шпателями, валиками наносять на суху лицьову поверхню: спочатку перший шар зазначе 8 ного свіжо приготовленого ремонтного компаунда консистенції густої сметани й відразу повторно наносять другий шар, що повністю затверджується в плині 72 годин. Конкретною відмінністю способу ремонтного захисту є те, що захисне полімерне покриття на основі синтетичного низькомолекулярного каучуку затверджується при змішуванні компонентів на повітрі при температурі 5-35°С і відносної вологості 45-75%. Іншою конкретною відмінністю є те, що захисне антигравійне силіконове покриття формують на лицьовій поверхні бордюрного каменю товщиною 1-2мм, при витраті ремонтного компаунда 9001000г/м 2. Відмінністю способу ремонтного захисту є те, що після затвердіння захисного антигравійного покриття на нього наносять вертикальні смуги, що чергують, білого і чорного кольорів. Як покриття використають атмосферостійку кремнійорганічну емаль, відповідно, білого або чорного кольорів. Причинно-наслідковий зв'язок між заявленими ознаками й технічним результатом, що досягає, укладається в тім, що саме якісна попередня підготовка лицьової поверхні бетонних блоків дозволяє забезпечити формування міцного, пружного, захисного силіконового антигравійного покриття товщиною 1-2мм, що володіє підвищеною експлуатаційною стійкістю. Зокрема дуже важливою підготовчою операцією є гідроабразивна (піскоструминна) обробка лицьової поверхні саме промитим кварцовим піском без глинистих компонентів. При подачі непромитого піску під тиском 5-12кг/см 2 глинисті компоненти будуть убиватися в пори бетону й додатково забруднювати лицьову поверхню. При цьому буде неможливо очистити лицьову поверхню з розкриттям дрібних пор і тріщин для наступного якісного забивання дефектів і вирівнювання поверхні. Одночасно при цьому поліпшуються умови праці й економічність. Підвищенню якості підготовки лицьової поверхні також сприяє використання консолідуючи х складів для підвищення адгезії проміж них верстов перед операцією формування на ній силіконового міцного й пружного покриття. Виробнича здійсненність способу ремонтного захисту, що заявляється, була спочатку перевірена дослідно-експериментальним шляхом при ремонті бордюру на шляхопроводі автодороги Слов'янськ-Донецьк-Маріуполь (км 97, біля м. Ясинувата, Донецька обл.). За 6 років експлуатації бордюру захисне силіконове покриття відмінно збереглося й продовжує виконувати свою захисну функцію. Тоді як розташований поруч на тім же шляхопроводі пофарбований бетонний бордюр без нанесеного зазначеного захисного покриття сильно зруйнувався, особливо в нижній частині. Роботи з ремонту лицьової поверхні дорожнього бордюру на мостах, шля хопроводах здійснюють при температурі навколишнього повітря не нижче +5°С. Залежно від умов проведення ремонтних робіт і строків, експериментальним шляхом підбирають оптимальні співвідношення вагових частин компонентів застосовуваного ремонтного кремнійорганічного компаунда. 9 25225 Використання заявленої технології дозволяє істотно збільшити міжремонтні строки дорожнього бордюру на мостах і шляхопроводах. Один раз в 5 років експлуатації силіконового антигравійного покриття доцільно очистити лицьову поверхню від бруду й обновити верхню верству фарби (білі й чорні смуги) без зняття ремонтного компаунда. Отриманий результат наглядно свідчить про Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 10 здійснимість пропонованого способу і про його великі техніко-економічні переваги перед застосовуваними дотепер методами захисту бордюру шляхом нанесення на нього фарби. Спосіб ремонтного захисту лицьової поверхні бетонних бордюрів, що заявляється, відповідає нормативним вимогам по новизні й промисловій застосовності. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601