Ремонтно-монтажний склад, що швидко схоплюється

Реферат: Винахід належить до будівельної галузі, зокрема для виконання ремонтних робіт з відновлення порушених поверхонь бетонних і залізобетонних конструкцій, що перебувають під впливом статичних і динамічних навантажень, які виникають при їхній експлуатації в умовах промислових підприємств, а також, де необхідний набір проектної міцності за 7 діб. Ремонтномонтажний склад містить суміш піску і цементу. Склад додатково містить редиспергуючий порошок, прискорювач схоплювання, прискорювач набору міцності і прискорювач твердіння, при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: редиспергуючий порошок - 0,6-2,0; прискорювач схоплювання - 2,3; прискорювач набору міцності - 1,2-3,5; прискорювач твердіння - 0,7-1,7; цемент - 51,0-53,0; пісок - решта. Суміш має високий ступінь міцності і може протистояти значним статичним і динамічним навантаженням. Висока міцність суміші при схоплюванні дозволяє експлуатувати конструкції в агресивних середовищах. UA 114167 C2 (12) UA 114167 C2 UA 114167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі будівництва, зокрема для виконання ремонтних робіт з відновлення порушених поверхонь бетонних і залізобетонних конструкцій, що перебувають під впливом статичних і динамічних навантажень, які виникають при їхній експлуатації в умовах промислових підприємств, а також, де необхідний набір проектної міцності за 7 діб. Винахід може бути використаний в тому випадку, коли є місцеві порушення локального характеру в будівельних конструкціях, а також порушеннях що не знижують несучу здатність конструкцій. Крім того, винахід може бути використаний для безрулонної гідроізоляції армованого бетону з метою підвищення несучої здатності будівельних конструкцій в умовах підвищеної вологості або впливу агресивного середовища атмосфери промислових підприємств. Зокрема, винахід може бути використаний в тому випадку, коли необхідно виконати ремонт будівельної конструкції за короткий період часу без порушення безперервного технологічного процесу, якщо ремонтні роботи здійснюються для відновлення підтримуючих конструкцій. Застосування винаходу виправдане в тому випадку, коли необхідно забезпечити відновлення міцнісних характеристик і у тому випадку, коли необхідно за короткий період часу у виробничих умовах відновити залізобетонні конструкції. Зокрема, ремонтний склад може бути використаний як основа для готування високовідповідальних бетонних і залізобетонних конструкцій у вигляді балок та колон, які піддаються значним статичним і знакозмінним динамічним навантаженням. Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є ремонтно-відбудовчий склад, що являє собою суміш цементу і річкового просіяного піску (http://www.kristallikov.net/page40.html). У сухому вигляді ця суміш змішується до рівномірного розподілу компонентів в обмеженому обсязі змішувача. Після змішування, суміш зачиняється водою до утворення консистенції, що дозволяє використати її як в'язкий розчин або в самостійному вигляді для зміцнення будівельних конструкціях. Крім того, відома суміш може використатися для виливка будівельних конструкцій з попереднім армуванням або без нього. Недоліком відомої суміші є те, що процес її схоплювання наступає через тривалий період часу, що викликає необхідність виконання заходів щодо зведення опалубки. Цементно-піщана суміш не має високу міцність при опорі напругам. Виготовлення конструкцій з відомої суміші, можливо в невідповідальних умовах експлуатації при практично повній відсутності динамічних і статичних навантажень у процесі експлуатації. Застосування відомого складу виправдано при монолітному бетонуванні, коли склад перебуває в міжопалубному просторі і залишається там у спокої до необхідного ступеня отвердіння. Використання відомого складу приводить до збільшення витрат на ремонтні і будівельні роботи, а також приводить до додаткових трудових витрат. Відомий склад може бути використаний тільки в тому випадку, коли зведення конструкцій з бетону і залізобетону можливо тільки в умовах, коли є тривалий період часу на схоплювання і твердіння суміші. Відома суміш не може використовуватися при безрулонній гідроізоляції через слабку адгезію і тривалий строк отвердіння, що неприйнятно в умовах діючих цехів промислових підприємств. Задачею винаходу є вдосконалення ремонтного складу за рахунок введення в піщаноцементну суміш регламентованої кількості редиспергуючого порошку, прискорювача схоплювання, прискорювача набору міцності, а також прискорювача твердіння. Технічний результат від реалізації винаходу полягає в тому, що суміш має високий ступінь міцності і може протистояти значним статичним і динамічним навантаженням. Висока міцність суміші при схоплюванні дозволяє експлуатувати конструкції в агресивних середовищах. Виготовлення конструкцій із застосуванням складу дозволяє їх експлуатувати без порушення цілісності армування в умовах агресивної атмосфери. Це забезпечується за рахунок високої щільності утвореного матеріалу, мінімальному розмірі мікропор, які перешкоджають проникненню вологи і хімічних компонентів в аерозольному стані. Використання суміші дозволяє одержати монолітний шар на бетонній або залізобетонній конструкції або при виготовленні нових конструкцій різного призначення, експлуатація яких здійснюється при значних статичних або динамічних навантаженнях у плині тривалого періоду часу. Відомий склад може бути використаний для виробництва відповідальних бетонних і залізобетонних конструкцій, а також для безрулонної гідроізоляції будівельних конструкцій в умовах підвищеної вологості. Застосування складу забезпечує зниження вартості використання складу при ремонтних і будівельних роботах, зменшення матеріальних і трудових витрат при високій якості покриття, 1 UA 114167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 фізико-механічні властивості якого дозволяють його використовувати для ремонту відповідальних будівельних конструкцій або при їхньому виготовленні за короткий період часу. Висока міцність складу, його схоплювання і отвердіння дозволяє значно знизити матеріальні і трудові витрати при ремонтно-будівельних роботах, а також при зведенні конструкцій різних просторових параметрів, що мають значну вагу і габаритні розміри умовах, що експлуатуються, підвищеної вологості і коливань температури навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що ремонтний склад, містить суміш піску і цементу. Відповідно до винаходу, склад додатково містить редиспергуючий порошок, прискорювач схоплювання, прискорювач набору міцності і прискорювач твердіння при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: редиспергуючий порошок 0,6-2,0 прискорювач схоплювання 2,3 прискорювач набору міцності 1,2-3,5 прискорювач твердіння 0,7-1,7 цемент 51,0-53,0 пісок решта. Для підвищення пластичності суміші і її адгезійних властивостей при нанесенні на поверхню, а також підвищення продуктивності при укладанні суміші, склад додатково містить ефір целюлози 0,5 мас. % від загальної кількості суміші Заявлений склад реалізується в такий спосіб. У підготовлений пісок уводять цемент, наприклад портландцемент, марка якого повинна бути не менше 400 у кількості 53,0-51,0 мас. % від загальної кількості суміші. Після одержання рівномірної по вмісту суміші в неї вводять необхідні інгредієнти. У першу чергу вводять редиспергуючий порошок у кількості 0,6-2,0 мас. % від загальної маси суміші. Як редиспергуючий порошок (РП) використовують, наприклад, потрійний співполімер етилену, вінілаурату і вінілхлориду або співполімерів вінілацетату і етилену. Цю речовину вносять у кількості - 0,6-2,0 мас. % від загальної кількості суміші. Використання полімерів (РП) забезпечує поліпшення міцності на розтягання і стиск. Полімер утворює еластичну плівку, що служить містком між компонентами розчину. Полімери є пластичними матеріалами, вони ефективно гасять ударні навантаження. У процесі схоплювання розчину полімер заповнює капіляри, перешкоджаючи проникненню рідини в шар розчину. Полімерна плівка, що утворюється між компонентами розчину, зміцнює зв'язок між ними і знижує коефіцієнт стирання. Матеріали, що входять до складу РП, зменшують внутрішні руйнування шару розчину під час перепадів температур. Ця речовина застосовується як додатковий в'язкий і як гідрофобний засоби. РП поліпшує адгезію, міцність на вигин, здатність до деформації, зносостійкість. При додаванні достатньої кількості РП суміші здобувають гарну здатність до деформації, у тому числі і при низьких температурах. Властивість РП - сполучення гідрофобної дії з функцією в'язкого надає сумішам на основі цементної в'язкості гарну адгезію. У силу яскраво вираженої гідрофобності, зменшується руйнування шару під дією атмосферних опадів і низьких температур. Редиспергуючі порошки, що включають у склад сухих сумішей добре диспергуються у воді. Завдяки їм поліпшуються властивості суміші. Утворена суміш відрізняється гарною еластичністю під час нанесення, підвищеною адгезію до різних поверхонь, поліпшеною стійкістю до стирання, більшою пластичністю і міцністю на вигин. Після внесення редиспергуючого порошку в суміш вносять прискорювач схоплювання в кількості 2,30 мас. %. і прискорювач твердіння суміші в кількості 0,7-1,7 мас. %. Добавки-прискорювачі схоплювання і твердіння забезпечують прискорення процесів гідратації і твердіння цементу з метою формування бетону з достатньою «критичною» міцністю, що могла б забезпечити його опірність тиску замерзаючої в порах води і формування дрібнопористої структури цементного каменю і бетону. Це дає можливість заморожування розчину до температур, нижче розрахункової без небезпеки його розморожування, тому що в бетоні різко скорочується кількість вільної води, а що дрібнопориста структура виключає можливість замерзання води в порах при звичайних зимових температурах. Основним критерієм ефективності добавок-прискорювачів схоплювання бетонних і розчинних сумішей є прискорення процесу схоплювання на 25 % і більше (при температурі навколишнього повітря (20+2) °С). Для добавок-прискорювачів твердіння бетону по вимогах 2 UA 114167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 надійності необхідно підвищення міцності бетону на 20 % і більше, у віці однієї доби нормального твердіння. Зараз, наприклад, знайшли застосування наступні види добавок-прискорювачів схоплювання і твердіння бетону. Солі мурашиної кислоти. Хлорид кальцію. Кристалічний порошок білих кольорів у вигляді СаС 2 або дигідрату СаС2·2Н2О, а також водяних розчинів. Нітрат кальцію. Випускається у вигляді кристалів Ca(NO3)2 або тетрагідрату Ca(NO3)2·4Н2О. Нітрат-нітрит кальцію. Суміш нітриту і нітрату кальцію в співвідношенні по масі 1:1 у вигляді водяного розчину або пасти.. Нітрит-нітрат-хлорид кальцію. Продукт, одержуваний змішанням нітрит-нітрату кальцію із хлоридом кальцію в співвідношенні 1:1. Сульфат натрію. Кристали білих кольорів з жовтим відтінком у вигляді декагідрату Na2SO4·10H2O або зневодненої солі. Нітрат натрію. Безбарвні кристали у вигляді NaNO3. Хлорид натрію. Кристалічний порошок білих кольорів, розчинний у воді. Тринатрійфосфат. Продукт у вигляді плавленого і кристалічного Li3О4. Технічний кристалогідрат сульфату натрію (натрій сірчанокислий технічний). Тіосульфат натрію. Безбарвні кристали Na2S2O3, добре розчинні у воді. Дія пришвидшувачів-добавок-прискорювачів схоплювання і твердіння бетону полягає в активізації процесу гідратації цементу, що приводить до прискореного утворення гелів, які захоплюють у свої осередки велику кількість рідкої фази і внаслідок цього викликають швидке схоплювання і наступне інтенсивне зміцнення цементного каменю. По механізму дії добавкиприскорювачі розділяють. Добавки електролітів першого класу, що містять однойменні з в'язкими речовинами кальцій іони, підвищують їхню розчинність і прискорюють процеси гідратації і твердіння переважно на ранній стадії, інтенсифікуючи утворення тривимірних зародків нової фази і збільшуючи дисперсність продуктів гідратації. Добавки електролітів другого класу, реагуючи з мінеральними в'язкими матеріалами, утворять важко розчинні або комплексні з'єднання. У результаті реакцій приєднання складових цементу і добавок другого класу спостерігається підвищення міцності структур твердіння і непроникності бетону. Це, головним чином, обумовлене тим, що відповідно до механізму дії добавок, відбувається швидке утворення первинного структурного каркаса з подвійних солей гідратів, що обростає потім гідросилікатами кальцію. У присутності добавок зростає питома поверхня цементного каменю і зменшується середній розмір пор. Одночасно з розвитком мікропористої структури відбувається більше інтенсивне зв'язування вологи адсорбційними силами. Прискорювачі твердіння позитивно впливають на структуру цементного каменю на всіх рівнях: вони збільшують обсяг мікропор і зменшують обсяг макропор при незначній зміні загальної пористості. В суміш вноситься прискорювач набору міцності в кількості 1,2-3,5 мас. %, що являє собою, наприклад, суміш неорганічних і органічних солей натрію. Застосування прискорювача набору міцності дозволяє: - збільшити рухливість бетонної суміші без зниження міцності і довговічності бетону (при незмінному вмісті води і цементу); - збільшити міцнісні характеристики бетону на 25 % і більше (за рахунок скорочення витрати води при незмінній витраті цементу і рухливості бетонної суміші); - збільшити показники по міцності суміші в термін 1-2 доби на 50 % і більше; - прискорити процес набору міцності суміші; - зберегти рухливість суміші; - скоротити час на досягнення бетоном необхідної міцності; - знизити витрату цементу в сумішах на 20-25 %; Співвідношення сухої суміші до води повинне бути: при ручному нанесенні на 1 кг сухої суміші 0,14-0,15 л води. При введенні ефіру целюлози в кількості 0,5 мас. % забезпечується легкість перемішування готової до застосування суміші без утворення грудок. Ефект легкості перемішування досягається за рахунок того, що ефір целюлози має змазуючі властивості, чим зменшує тертя між окремими мінеральними частками. Цей ефект дозволяє знизити витрати часу на готування суміші. 3 UA 114167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Ефір целюлози збільшує строк придатності складу, збільшуючи його життєздатність і продовжують їхній робочий ресурс, поліпшують формування шару зі складу. Вміст води в суміші впливає на час схоплювання, що визначає розмір площі, яка може бути покрита за один раз. Ефіри целюлози збільшують кількість води в суміші. Шляхом забезпечення відповідної густоти суміші, що утримує ефір целюлози, підвищують адгезійну здатність, навіть при високому співвідношенні між водою і твердими частками, забезпечуючи більш гарний результат і запобігаючи утворенню патьоків. Дослідження суміші проводили на основних базових складах, параметри яких відповідають заявленим і забезпечують високу якість і стабільність при експлуатації. У першому базовому складі (реєстраційний індекс SR-109БC), основні інгредієнти були представлені в наступному співвідношенні, мас. %: - редиспергуючий порошок 2,0 - прискорювач схоплювання 2,3 - прискорювач набору міцності 3,5 - прискорювач твердіння 0,7 - цемент 51,0 - пісок решта. У другому базовому складі (реєстраційний індекс SR-107), основні інгредієнти були представлені в наступному співвідношенні, мас. %: - редиспергуючий порошок 0,6 - прискорювач схоплювання 2,3 - прискорювач набору міцності 1,2 прискорювач твердіння 1,7 - цемент 53,0 - пісок решта. Для підвищення пластичності суміші і її адгезійних властивостей при нанесенні на поверхню, а також підвищення продуктивності при укладанні суміші, склад додатково містить ефір целюлози 0,5 мас. % від загальної кількості суміші. При зменшенні кількості ефіру целюлози в отриманій суміші не відбувається істотної рухливості піщаних часток і суміш гірше укладається, особливо при виготовленні відповідних бетонних і залізобетонних конструкцій. При збільшенні кількості ефіру целюлози стосовно до заявленого складу, не відбувається приріст якісних і експлуатаційних показників, а також збільшується собівартості виробництва цієї суміші. Після змішування усіх компонентів, клей приводять у робочий стан додаванням у суміш води. Кількість води визначають у залежності умов закріплювання плитки, її ваги та розмірів. Дослідження показали, що в цілому заявлена суміш забезпечує високі експлуатаційні параметри і відповідає всім пропонованим вимогам по міцності і здатності протистояти тривалим статичним і динамічним навантаженням. Зменшення кількості інгредієнтів менш заявленого діапазону приводить до погіршення експлуатаційних характеристик виробу, а збільшення кількості застосовуваних інгредієнтів приводить до значних матеріальних витрат на виготовлення суміші без приросту його якісних експлуатаційних характеристик. Поверхня перед нанесенням складу повинна бути очищена від бруду, Поверхню бетону із цементною плівкою, що утворилася, а також гладко затерті поверхні ретельно обробляють для додання їм шорсткості. Після виконання робіт з нанесення ремонтного складу необхідно забезпечити ретельний догляд за нанесеним покриттям. Для догляду використовують стандартні методи догляду за цементовмісними матеріалами. Дослідження показали високу ефективність складу і універсальність його застосування для утворення шару, що твердіє, призначеного для формування поверхні або виливки відповідних будівельних конструкцій. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 1. Ремонтно-монтажний склад, що швидко схоплюється, що містить суміш піску і цементу, який відрізняється тим, що склад додатково містить редиспергуючий порошок, прискорювач схоплювання, прискорювач набору міцності і прискорювач твердіння, при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: редиспергуючий порошок 0,6-2,0 4 UA 114167 C2 прискорювач схоплювання 2,3 прискорювач набору міцності 1,2-3,5 прискорювач твердіння 0,7-1,7 цемент 51,0-53,0 пісок решта. 2. Ремонтно-монтажний склад за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить ефір целюлози в кількості 0,5 мас. % від загальної маси суміші. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5