Ремонтно-монтажний склад, що швидко схоплюється

Реферат: Винахід належить до будівельної галузі, зокрема стосується 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 там, де необхідний швидкий набір проектної міцності. Ремонтно-монтажний склад, що швидко схоплюється, 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 0,5-2,0; прискорювач схоплювання 1,0-2,25; прискорювач набору міцності 3,5-4,0; ефір целюлози 0,5; цемент 60,5-62,5; 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 114590 C2 (12) UA 114590 C2 UA 114590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до будівельної галузі, зокрема стосується 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 там, де необхідний швидкий набір проектної міцності. Винахід може бути використаний в тому випадку, коли є часткові порушення локального характеру в будівельних конструкціях, а також порушення, що не знижують несучу здатність конструкцій. Крім того, винахід може бути використаний для безрулонної гідроізоляції армованого бетону з метою підвищення несучої здатності несучих і не несучих будівельних конструкцій в умовах підвищеної вологості або впливу агресивного середовища атмосфері 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 основу для готування відповідальних бетонних і залізобетонних конструкцій у вигляді балок і колон, які піддаються значним статичним і 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 використовувати як в'язкий розчин або в самостійному вигляді для зміцнення будівельних конструкцій. Крім того, відома суміш може використовуватися для 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, що розтягують і стискають. Виготовлення конструкцій з відомої суміші, можливо для невідповідальних умов 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 з-за значних втрат компонентів суміші. Відомий склад може бути використаний тільки в тому випадку, коли зведення конструкцій з бетону і залізобетону можливо тільки в умовах, коли можливий 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 удосконалення ремонтного складу за рахунок введення в піщаноцементну суміш регламентованої кількості редиспергуючого порошку, прискорювача схоплювання, прискорювача набору міцності, ефір целюлози, а також прискорювача твердіння. Технічний результат від реалізації винаходу полягає в тім, 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 перешкоджаючому 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. 1 UA 114590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Застосування складу забезпечує зниження вартості використання складу при ремонтних і будівельних роботах, зменшення матеріальних і трудових витрат при високій якості покриття, фізико-механічні властивості якого дозволяють його використати 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 ремонтно-монтажний склад, що швидко схоплюється, 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 0,5-2,0 прискорювач схоплювання 1,0-2,25 прискорювач набору міцності 3,5-4,0 ефір целюлози 0,5 цемент 60,5-62,5 пісок решта. Для підвищення швидкості твердіння суміші, а також підвищення продуктивності при укладанні суміші, склад додатково містить прискорювач твердіння - 0,7 мас. % - від загальної кількості суміші. Заявлений склад реалізується в такий спосіб. У підготовлений пісок, що пройшов термообробку вводять цемент, наприклад портландцемент, марка якого повинна бути не менше 400, у кількості 60,5-62,5 мас. % від загальної кількості суміші. Після одержання рівномірної по вмісту суміші в неї вводять необхідні інгредієнти. У першу чергу вводять редиспергуючий порошок у кількості 0,5-2,0 мас. % від загальної маси суміші. Як редиспергуючий порошок (РП) використовують, наприклад, потрійний співполімер етилену, вінілаурата і вінілхлориду або співполімерів вінілацетату і етилену. Цю речовину вносять у кількості - 0,5-2,0 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 утвориться між компонентами розчину, зміцнює зв'язок між ними і знижує коефіцієнт стирання. Матеріали, що входять до складу РП, зменшують внутрішні руйнування шаруючи розчину під час перепадів температур. Ця речовина застосовується як додаткове зв'язуюче і як гідрофобний засіб. РП поліпшує адгезію, міцність на вигин, здатність до деформації, зносостійкість із цією добавкою. При додаванні достатньої кількості РП будівельні матеріали здобувають гарну здатність до деформації, у тому числі і при низьких температурах. Властивість РП сполучення гідрофобної дії з функцією зв'язуючого, надає суміші на основі цементу 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 адгезією до різних поверхонь, поліпшеною стійкістю до стирання, значною пластичністю і міцністю на вигин. Після внесення редиспергуючого порошку в суміш вносять прискорювач схоплювання в кількості 1,0-2,25 мас. %. і прискорювач твердіння суміші в кількості 0,7 мас. %. Добавки-прискорювачі схоплювання і твердіння забезпечують 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, та формується дрібнопориста структура, що виключає можливість замерзання води в порах при звичайних зимових температурах. 2 UA 114590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 надійності необхідне 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 СаС2 або дигідрату СаС2•2Н2О, а також водяних розчинів. Нітрат кальцію. Випускається у вигляді кристалів Ca(NO3)2 або тетрагідрата • Ca(NO3)2•4Н2О. Нітрит-нітрат 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 безводної соли. Нітрат натрію. Безбарвні кристали у вигляді NaNO3. Хлорид натрію. Кристалічний порошок білих кольорів, розчинний у воді. Тринатрийфосфат. Продукт у вигляді плавленого і кристалічного Li3O4. Технічний кристаллогідрат сульфату натрію (натрій сірчанокислий технічний). Тіосульфат натрію. Безбарвні кристали Na2S2O3, добре розчинні у воді. Дія 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 добавки-прискорювачі розділяють на два класи. 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, утворюють важко розчинні 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 3,5-4,0 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 змісті води і цементу); збільшити міцнісні характеристики бетону на 25 % і більше (за рахунок скорочення витрати води при незмінних витрат цементу і рухливості бетонної суміші); збільшити показники по міцності суміші в ранній термін (1-2 доби) на 50 % і більше; прискорити процес набору міцності суміші; зберігається рухливості 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 сухій суміші 0,14-0,15 л води. 3 UA 114590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 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 змащуючі властивості, чим зменшує тертя між окремими мінеральними частками. Цей ефект дозволяє знизити витрати часу на готування суміші. Ефір целюлози збільшує строк придатності складу збільшуючи його життєздатність і продовжує їхній робочий ресурс. Вміст води в впливає на час схоплювання, що визначає розмір площі, яка може бути намазана сумішшю за один раз. Ефіри целюлози збільшують кількість води в суміші, зменшуючи до мінімуму кількість води, що усмоктується підкладкою і плиткою. Такий збільшений час схоплювання дає виграш у продуктивності, оскільки суміш може бути нанесена на більшу площу. 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. Після змішування усіх компонентів, суміш приводять у робочий стан додаванням у суміш води. Кількість води визначають у залежності умов закріплювання плитки, її ваги та розмирів. 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-111), основні інгредієнти були представлені в наступному співвідношенні, мас. %: редиспергуючий порошок 0,5 прискорювач схоплювання 1,0 прискорювач набору міцності 4,0 ефір целюлози 0,5 цемент 60,5 пісок решта. У другому базовому складі (реєстраційний індекс SR-110), основні інгредієнти були представлені в наступному співвідношенні, мас. %: редиспергуючий порошок 2,0 прискорювач схоплювання 2,25 прискорювач набору міцності 3,5 ефір целюлози 0,5 цемент 62,5 пісок решта. У варіантному виконанні ремонтно-монтажний склад містить прискорювач твердіння 0,7 мас. % від загальної кількості суміші. При зменшенні кількості прискорювача твердіння, знижується швидкість прискорення твердіння суміші, а при збільшенні кількості прискорювача твердіння не відбувається приросту швидкості твердіння суміші. Дослідження показали, що в цілому заявлена суміш забезпечує високі експлуатаційні параметри і відповідає всім 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. Поверхні 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 закріплення поверхні або виливки відповідальних будівельних конструкцій. 45 4 UA 114590 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 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 0,5-2,0 прискорювач схоплювання 1,0-2,25 прискорювач набору міцності 3,5-4,0 ефір целюлози 0,5 цемент 60,5-62,5 пісок решта. 2. Ремонтно-монтажний склад за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить прискорювач твердіння 0,7 мас. % від загальної кількості суміші. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5