Спосіб поверхневого зміцнення бетону

Реферат: Спосіб поверхневого зміцнення бетону, що включає підготовку поверхні пошкоджених ділянок залізобетонної конструкції, висушування та обробку її полімерною композицією, причому з метою повного відновлення структури бетону по всій глибині пошкодження та для досягнення проектних показників його міцності та водонепроникності після ремонту обробку поверхні пошкоджених ділянок бетону проводять у два етапи: - початкову обробку поверхні проводять шляхом її просочування протягом від 1 до 2 годин низьков'язкою композицією такого складу: α-метилстирол 97 % (за масою) ініціатор полімеризації пероксид бензоїлу 3 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції в бетоні при температурі від 80 °C до 90 °C протягом від 8 до 10 годин; - заключну обробку поверхні проводять шляхом просочування бетону протягом від 1 до 2 годин високов'язкою композицією такого складу: стирол 61,8 - 71,8 % (за масою) полістирол 5,0 - 15,0 % (за масою) поліізоціанат 20,0 % (за масою) пероксид метилетилкетону 2,0 % (за масою) нафтенат кобальту 2,0 % (за масою) диметиланілін 0,2 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції при температурі від 80 °C до 90 °C протягом від 8 до 10 годин. UA 93581 U (54) СПОСІБ ПОВЕРХНЕВОГО ЗМІЦНЕННЯ БЕТОНУ UA 93581 U UA 93581 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі будівництва, а саме до способів ремонту поверхні бетону залізобетонних конструкцій, які знаходяться в експлуатації та зазнали шкідливого впливу зовнішніх агресивних факторів і мають дефекти в структурі бетону, а також характеризуються підвищеною пористістю та зниженими показниками міцності та водонепроникності, які не відповідають проектним значенням. При довготривалій експлуатації бетонні та залізобетонні конструкції промислових та гідротехнічних споруд зазнають негативного впливу технологічних та експлуатаційних факторів, які спричиняють пошкодження структури бетону. Пористість бетону збільшується у 2-4 рази, при цьому величина пор та їх кількість у верхніх шарах пошкоджених ділянок набагато більша, ніж у нижніх. Міцність та водонепроникність бетону зменшена проти вимог норм і проекту. Конструкція стає непридатною для подальшої експлуатації. Відомий «Спосіб обробки поверхні будівельних матеріалів або конструкцій» (Патент України на винахід № 26967 кл. С04В41/46, 2000 p.). Цей спосіб передбачає проведення підготовки поверхні будівельних матеріалів або конструкцій та нанесення захисного покриття на основі водного розчину кремнійорганічної сполуки. Підготовку поверхні проводять шляхом її обробки 210 % розчином силікату натрію, а як водний розчин кремнійорганічної сполуки беруть 1-10 %ний водний розчин алкіл- або арилсиліконату натрію або калію. Недоліком даного способу є незначне підвищення міцності та водонепроникності бетону після його обробки, що не забезпечує досягнення проектних характеристик відновленого бетону. Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є «Спосіб гідроізоляції і поверхневого зміцнення бетону» (Патент України на корисну модель № 85151 кл. С04В41/60 від 25.12.2008 p.). Цей спосіб передбачає проведення обробки бетону розчином кремнійорганічної сполуки, при цьому поверхню бетону перед нанесенням гідрофобізатора додатково обробляють розчином флюату такого складу, мас. %: кремнефтористий магній 5-10 кремнійорганічний 0,01-0,03 пінорегулятор КЕП-2 вода решта. Застосування запропонованого способу забезпечує заповнення структури бетону гідроізоляційною композицією і підвищення його фізико-механічних характеристик на глибину до 5 мм. Недоліком даного способу є недостатня глибина обробки бетону та незначне підвищення його міцності та водонепроникності, що не забезпечує досягнення проектних характеристик відновленого бетону. Задача даної корисної моделі полягає у повному відновленні структури бетону пошкоджених ділянок залізобетонної конструкції по всій глибині пошкодження та досягненні проектних показників його міцності та водонепроникності після ремонту. Поставлена задача вирішується тим, що обробку поверхні пошкоджених ділянок бетону проводять у два етапи: - початкову обробку поверхні проводять шляхом її просочування протягом від 1 до 2 годин низьков'язкою композицією такого складу: α-метилстирол 97 % (за масою) ініціатор полімеризації пероксид 3 % (за масою) бензоїлу з подальшою полімеризацією композиції в бетоні при температурі від 80 °С до 90 °С протягом від 8 до 10 годин; - заключну обробку поверхні проводять шляхом просочування бетону протягом від 1 до 2 годин високов'язкою композицією такого складу: стирол 61,8 - 71,8 % (за масою) полістирол 5,0 - 15,0 % (за масою) поліізоціанат 20,0 % (за масою) пероксид метилетилкетону 2,0 % (за масою) нафтенат кобальту 2,0 % (за масою) диметиланілін 0,2 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції при температурі від 80 °С до 90 °С протягом від 8 до 10 годин. Спосіб реалізується таким чином. Спочатку проводять підготовку поверхні залізобетонної конструкції (1), яка включає визначення зони пошкодження (2) за допомогою приладів неруйнівного контролю міцності (3) та 1 UA 93581 U 5 10 15 20 25 30 водонепроникності (4) бетону згідно з ДСТУ Б В.2.7-226:2009 «Бетони. Ультразвуковий метод визначення міцності», ДСТУ Б В.2.7 - 170: 2008 «Бетони. Методи визначення середньої густини, вологості, водопоглинання, пористості і водонепроникності», очистку поверхні від залишків пошкодженого бетону, бруду та пилу (Фіг. 1). Потім проводять висушування бетону сушильним пристроєм (5) при температурі від 160 °С до 180 °С протягом від 8 до 10 годин (фіг. 2). Після висушування проводять початкову обробку поверхні шляхом її просочування протягом від 1 до 2 годин низьков'язкою композицією такого складу: α-метилстирол 97 % за масою ініціатор полімеризації 3 % за масою пероксид бензоїлу за допомогою просочувальної камери (6) з подальшою полімеризацією композиції при температурі 90 °С протягом від 8 до 10 годин (Фіг. 3). -8 -8 Бетон має такі види пор: найбільш дрібні гелеві (15x10 ...40x10 см), контракційні (5х10 7 -7 -4 -4 ...20х10 см), капілярні (1х10 ...50х10 см) та повітряні пори. Розмір молекули α-метилстиролу -8 -8 становить 10х10 ...20х10 см, відповідно низьков'язка просочувальна композиція заповнює частину дрібних пор бетону, утворюючи після полімеризації твердий полі-α-метилстирол (7) із розгалуженою просторовою структурою (Фіг. 4). Для повного заповнення капілярних і повітряних пор та мікротріщин бетону, яких особливо багато у верхньому шарі пошкодженої ділянки залізобетонної конструкції, потім проводять заключну обробку поверхні шляхом просочування бетону протягом від 1 до 2 годин високов'язкою композицією (8) такого складу: стирол 61,8 - 71,8 % (за масою) полістирол 5,0 - 15,0 % (за масою) поліізоціанат 20,0 % (за масою) пероксид метилетилкетону 2,0 % (за масою) нафтенат кобальту 2,0 % (за масою) диметиланілін 0,2 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції при температурі від 80 °С до 90 °С протягом від 8 до 10 годин (Фіг. 5). Враховуючи те, що NCO - групи поліізоціанату можуть взаємодіяти з залишками води, яка знаходиться після полімеризації в поровому просторі бетону, повторне сушіння бетону після початкового просочування можна не проводити. Стирол та поліізоціанат здатні співполімеризуватись по подвійних зв'язках вінілової групи мономеру та кінцевим NCO-групам ізоціанату завдяки розкриттю зв'язків з утворенням стирол-ізоціанатного співполімеру. Під дією каталітично-ініціюючої системи інша частина NCO-груп взаємодіє з ненасиченою групою стиролу з утворенням сітчастого співполімеру, який повністю заповнює великі пори верхньої частини пошкодженої ділянки бетону (9) і відновлює його фізико-механічні властивості до проектних значень по всій глибині пошкодження (фіг. 5). Таким чином відбувається повне відновлення структури бетону на пошкоджених ділянках залізобетонної конструкції та досягнення проектних показників його міцності та водонепроникності після ремонту по всій глибині пошкодження. Властивості просоченого бетону наведено в таблиці 1. 35 Таблиця 1 Фізико-механічні властивості просоченого бетону Показники Пористість, % Глибина просочування, мм Міцність при стиску, fc, cube, МПа Водонепроникність W o, МПа 20 Бетон, оброблений за відомим способом 6 5 Бетон, оброблений способом, що пропонується 0,4 35 10 12 45 30 0 0,2 1,0 0,6 Бетон без обробки Проектна марка Згідно з результатами випробувань, наведеними в таблиці 1, при зміцненні поверхні бетону пошкоджених ділянок залізобетонних конструкцій, які перебувають в експлуатації, із застосуванням розробленого способу, відбувається повне відновлення структури бетону на 2 UA 93581 U 5 пошкоджених ділянках залізобетонної конструкції та досягнення проектних показників його міцності та водонепроникності після ремонту по всій глибині пошкодження. Порівняльний аналіз технічного рішення, що заявляється, з аналогом та прототипом дозволяє зробити висновок, що запропонований спосіб поверхневого зміцнення бетону пошкоджених ділянок залізобетонної конструкції є новим технічним рішенням. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію «новизна». ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Спосіб поверхневого зміцнення бетону, що включає підготовку поверхні пошкоджених ділянок залізобетонної конструкції, висушування та обробку її полімерною композицією, який відрізняється тим, що з метою повного відновлення структури бетону по всій глибині пошкодження та для досягнення проектних показників його міцності та водонепроникності після ремонту обробку поверхні пошкоджених ділянок бетону проводять у два етапи: - початкову обробку поверхні проводять шляхом її просочування протягом від 1 до 2 годин низьков'язкою композицією такого складу: α-метилстирол 97 % (за масою) ініціатор полімеризації пероксид бензоїлу 3 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції в бетоні при температурі від 80 °C до 90 °C протягом від 8 до 10 годин; - заключну обробку поверхні проводять шляхом просочування бетону протягом від 1 до 2 годин високов'язкою композицією такого складу: стирол 61,8 - 71,8 % (за масою) полістирол 5,0 - 15,0 % (за масою) поліізоціанат 20,0 % (за масою) пероксид метилетилкетону 2,0 % (за масою) нафтенат кобальту 2,0 % (за масою) диметиланілін 0,2 % (за масою) з подальшою полімеризацією композиції при температурі від 80 °C до 90 °C протягом від 8 до 10 годин. 3 UA 93581 U Комп’ютерна верстка В. 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 4