Швидкотвердіючий зв’язаний цементний розчин, спосіб його приготування та ескорт-метод ремонту
Винахід відноситься до матеріалів та технологій ремонтних бетонних робіт під водою. Швидкотвердіючий зв'язаний цементний розчин, що включає цемент, воду, дисперсію епоксидної смоли у воді і отверджувач, як цемент містить швидкосхоплюється цемент, а дисперсія додатково містить поліуретановий каучук при наступному співвідношенні компонентів, про. ч.: цемент, що швидко схоплюється - 6-9, зазначена дисперсія - 1, затверджувач - 1, вода - 2-3. Як цемент, що швидко схоплюється, може бути використаний глиноземистий цемент. У способі приготування швидкотвердіючого зв'язаного цементного розчину, що включає змішування цементу, дисперсії епоксидної смоли у воді і отверджувача на поверхні безпосередньо перед застосуванням під водою, спочатку одну об'ємну частину затверджувача розбавляють однією об'ємною частиною води, перемішують, додають одну об'ємну частину дисперсії епоксидної смоли і поліуретан у воді, перемішують, потім в залежності від призначення розчину додають одну або дві об'ємні частини води і ще раз перемішують, після чого отриманою композицією зачиняють швидкосхоплюючий цемент і перемішують в низькооборотній мішалці до отримання однорідної маси пластичної консистенції типу м'якого пластиліну, після чого отриманий розчин витримують до 5 хвилин і повторно перемішують. В ескорт-методі ремонту бетонних, залізобетонних споруд під водою, що полягає в подачі швидкотвердіюючого зв'язаного цементного розчину в зону підводних ремонтних робіт і укладанні на попередньо підготовлену поверхню дефектних ділянок, використовують розчин, приготовлений вказаним вище способом, аукладання здійснюють вручну. Подачу цементного розчину можна здійснювати в контейнерах або відрах. Подачу цементного розчину можна здійснювати за допомогою шнекових розчинонасосів. Технічний результат – отримання ремонтного матеріалу, що володіє безусадковістю, малим терміном схоплювання та швидкістю набору міцності, нерозмивністю у водному середовищі, водонепроникністю, морозостійкістю, тріщиностійкістю, стійкістю до дії агресивних середовищ (розчини солей, лугу, луги, металевих поверхонь, що не викликає корозії арматури. 3 с. та 3 з.п. ф-ли.
Винахід відноситься до матеріалів та технологій ремонтних бетонних робіт під водою.
Відомо, що бетонні та залізобетонні споруди на акваторії морів, озер та річок у своїй підводній частині, особливо у зоні змінного рівня водної поверхні, мають високий відсоток ушкоджень.
Винахід спрямований на вирішення складної технічної проблеми підводного бетонування, до якого висуваються значно вищі вимоги в порівнянні з бетонними роботами на відкритому повітрі, що обумовлено тим, що цемент при підводних бетонних роботах легко руйнується і вимивається, що призводить до погіршення якості або пошкодження бетону. Традиційні методи ремонтних робіт з використанням кесонів та підводного бетонування вимагають високих витрат та складної організації робіт.
Відомий спосіб підводного бетонування, згідно з яким на дно попередньо встановленої опалубки через спеціально приготовлені отвори вливається або закачується рідкий бетонний розчин, див. патент США №159165, E 02 D 15/06. Відомий спеціальний швидкотвердіючий рідкий цементний розчин, що містить цемент, воду та дисперсіюепоксидної смоли у воді, та спосіб приготування швидкотвердіючого зв'язаного цементного розчину, що включає змішування цементу, дисперсії епоксидної смоли у воді та затверджувача на поверхні безпосередньо перед застосуванням під водою та ескорт-метод ремонту бетонних, залізобетонних споруд під водою, згідно з яким швидкотвердіючий зв'язаний цементний розчин насосом у зону підводних ремонтних робіт і укладають на попередньо підготовлену поверхню дефектних ділянок, а рідкий епоксид з питомою вагою 1,3-1,4 г/см 3 створює навколо цементного розчину водонепроникну оболонку і після затвердіння зчеплює його зі старим бетоном, див. США №4482273, E02D 15/06. Згідно з цим способом поверхню пошкодженої ділянки очищають шляхом піскоструминної обробки або вимиванням струменем води, потім встановлюють непроникну в основі і з боків опалубку і подають в неї попередньо змішану епоксидну смолу через шланг, що досягає нижньої частини опалубки, а потім подають рідкий цементний розчин, який смолу з дна опалубки, при цьому конструкція покривається епоксидною смолою, покращується зчеплення і на цементному розчині, що подається, створюється захисний епоксидний шар, що запобігає вилуговування цементу.
За найбільшою кількістю подібних ознак дане технічне рішення обрано в якості прототипу винаходу.
Недоліком прототипу є необхідність встановлення складних непроникних опалубок та подачі з поверхні великих обсягів рідкої епоксидної смоли та цементу, що обмежує застосування відомого методу внаслідок значних матеріальних витрат, неможливості використання на конструкціях зі складною геометрією поверхонь, з наскрізними розкритими дефектами структури споруд тазі складною турбулентною динамікою інфільтрації течій.
Завданням винаходу є створення нового покоління модифікованих цементів та полімерорганічних компонентів, а також нової технології їх приготування та укладання, що дозволяють проводити як великі, так і локальні точкові роботи під водою, з ремонту бетонних та залізобетонних споруд з нанесенням складів на бетон, метал, дерево та полімери.
Швидкотвердіючий зв'язаний цементний розчин, що включає цемент, воду, дисперсію епоксидної смоли у воді і отверджувач, як цемент містить швидкосхоплюється цемент, а дисперсія додатково містить поліуретановий каучук при наступному співвідношенні компонентів, про. ч.: цемент, що швидко схоплюється - 6-9, зазначена дисперсія - 1, затверджувач - 1, вода - 2-3. Як цемент, що швидко схоплюється, може бути використаний глиноземистий цемент. У способі приготування швидкотвердіючого зв'язаного цементного розчину, що включає змішування цементу, дисперсії епоксидної смоли у воді і отверджувача на поверхні безпосередньо перед застосуванням під водою, спочатку одну об'ємну частину затверджувача розбавляють однією об'ємною частиною води, перемішують, додають одну об'ємну частину дисперсії епоксидної смоли і поліуретан у воді, перемішують, потім в залежності від призначення розчину додають одну або дві об'ємні частини води і ще раз перемішують, після чого отриманою композицією зачиняють швидкосхоплюючий цемент і перемішують в низькооборотній мішалці до отримання однорідної маси пластичної консистенції типу м'якого пластиліну, після чого отриманий розчин витримують до 5 хвилин і повторно перемішують. В ескорт-методі ремонту бетонних, залізобетонних споруд під водою, що полягає у подачі швидкотвердіючого зв'язаногоцементного розчину в зону підводних ремонтних робіт і укладання на попередньо підготовлену поверхню дефектних ділянок використовують розчин, приготований вищевказаним способом, а укладання здійснюють вручну. Подачу цементного розчину можна здійснювати в контейнерах або відрах. Подачу цементного розчину можна здійснювати за допомогою шнекових розчинонасосів.
Безпосередній технічний результат, який може бути отриманий при реалізації заявлених сукупностей ознак, полягає в тому, що заявлений метод забезпечує можливість подачі на ділянки конкретних дефектів суцільності підводних споруд невеликих порцій точноспеціалізованих ремонтних складів, приготовлених на спеціальній рідкої полімерорганічної композиції, в результаті чого вони утворюють цементом стійку до впливу води систему, здатну зберігати ремонтні властивості в необхідному проміжку часу, сприяють зчепленню зі старим бетоном і після затвердіння надають ремонтним матеріалам додаткові властивості за міцністю, довговічністю, водонепроникністю та тріщиностійкістю.
Ремонтні поверхні дефектних ділянок попередньо очищають від різного роду забруднень, біофлори та перешкоджаючих адгезії речовин типу жирів та мастил. Роботи з очищення основи можна проводити вручну металевими щітками, піскоструменем, струменем води під високим тиском, а також ультразвуковими тощо. методами, що ґрунтуються на фізичних принципах. Ремонтні поверхні дефектних ділянок повинні бути щільними, мати достатні несучі здібності.
Потім на поверхні готують швидкотвердіючий зв'язаний цементний розчин, для чого одну об'ємну частину затверджувача, наприклад, поліамідного затверджувача "Епоксим", розбавляють однієюоб'ємною частиною води і перемішують, додають одну об'ємну частину дисперсії епоксидних смол і поліуретанових каучуків і перемішують, потім в залежності від призначення ремонтного складу додають одну-дві об'ємні частини води і перемішують, після чого 7 частин вибраних модифікованих портландцементів, що швидко схоплюються - БТЦ, ОБТЦ також глиноземистих цементів ВРЦ, РЦ зачиняють одержаною композицією і перемішують за допомогою низькообертової мішалки до отримання однорідної маси пластичної консистенції типу м'якого пластиліну, після чого отриманий розчин витримують до 5 хвилин і повторно перемішують.
У розчин можуть бути додатково введені різноманітні добавки - пластифікуючі, гідрофобізуючі, мікроармуючі, еластифікуючі і т.д.
Отриманий заявленим способом ремонтний матеріал має безусадочність, малий термін схоплювання і швидкість набору міцності, нерозмивність у водному середовищі, водонепроникність, морозостійкість, тріщиностійкість, стійкість до впливу агресивних середовищ (розчини солей, лугу, нафтопродуктів), високої , не викликає корозії арматури, екологічної безпеки.
Основні переваги ескорт-методу полягають у наступному.
1. Економічність ремонту за матеріальними витратами, з подачею конкретних спеціалізованих складів у конкретне місце робочої зони.
3. Обмеження вимивання цементів, пов'язаних полімерорганічних сполук, з розчинів під водою.
4. Забезпечення належного зчеплення ремонтних розчинів під водою зі старим бетоном, металом, деревом та пластиком використанням полімерорганічної композиції з адгезійним компонентом.
5. Надання цементам заданих властивостей на вирішеннярізних ремонтних завдань, підвищення пластичності, щільності, внутрішнього зчеплення та прискорення термінів затвердіння ремонтних розчинів під водою за рахунок спеціальних добавок-модифікаторів для цементів.
6. Поліпшення характеристик міцності, довговічності, водонепроникності та тріщиностійкості цементних ремонтних матеріалів, пов'язаних спеціалізованою полімерорганічною композицією з високою твердістю, еластичністю та стійкістю до розчинів солей, лугів та нафтопродуктів.
Ескорт-метод може бути застосований для:
- прискореного підводного ремонту бетонних та залізобетонних, металевих, полімерних та дерев'яних конструкцій в умовах морської та прісної води;
- усунення дефектів, що викликають протікання в конструкціях підводних споруд;
- Ремонту як масштабних, так і локальних точкових дефектів підводних конструкцій.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Швидкотвердіючий зв'язаний цементний розчин, що включає цемент, воду, дисперсію епоксидної смоли у воді і затверджувач, який відрізняється тим, що в якості цементу він містить цемент, що швидко схоплюється, а дисперсія додатково містить поліуретановий каучук при наступному співвідношенні компонентів, об.ч.:
Цемент, що швидко схоплюється 6-9
Вказана дисперсія 1
2. Розчин за п. 1, який відрізняється тим, що в якості цементу, що швидко схоплюється, він містить глиноземистий цемент.
3. Спосіб приготування швидкотвердіючого зв'язаного цементного розчину, що включає змішування цементу, дисперсії епоксидної смоли у воді, і затверджувача на поверхні безпосередньо перед застосуванням під водою, який відрізняється тим, що спочатку одну об'ємну частину затверджувача розбавляють однією об'ємною частиною води, перемішують, додають одну об'ємну частину дисперсії епоксидноїсмоли і поліуретанового каучуку у воді, перемішують, потім в залежності від призначення розчину додають одну або дві об'ємні частини води і ще раз перемішують, після чого отриманою композицією зачиняють швидкосхоплюючий цемент і перемішують в низькооборотній мішалці до отримання однорідної маси пластичної консистенції типу м'якого пластиліну чого отриманий розчин витримують до 5 хв і повторно перемішують.
4. Ескорт-метод ремонту бетонних, залізобетонних споруд під водою, що полягає в подачі швидкотвердіючого зв'язаного цементного розчину в зону підводних ремонтних робіт і укладанні на попередньо підготовлену поверхню дефектних ділянок, який відрізняється тим, що використовують розчин, приготовлений за п. 3, а укладку здійснюють вручну.
5. Ескорт-метод за п. 4, який відрізняється тим, що подачу вказаного цементного розчину здійснюють у контейнерах або відрах.
6. Ескорт-метод з п. 4, який відрізняється тим, що подачу вказаного цементного розчину здійснюють за допомогою шнекових розчинонасосів.