Смесь и способ изготовления промышленных полов

 

Изобретение относится к области строительства. Смесь для изготовления промышленных полов состоит из кварцевого гранулята, величина частиц которого 0,3-1,2 мм, а количественное содержание - 40 мас.%, и кварцевого гранулята, величина частиц которого 0,3-0,8 мм, а количественное содержание - 20 мас.%, цемента ПЦ35-45Z15 с количественным содержанием 40 мас.%. Способ производства полов включает насыпку и планировку бетона, многоразовое нанесение предварительно приготовленной массы описанного состава, вдавливание смеси в бетон, шлифовку, нарезку канавок и заполнение их битумом или шпаклевочным материалом. Технический результат - улучшение механико-физических и химических свойств полов, а также возможность управления эластичностью несущего бетонного и поверхностного слоя, который подвергнут механическому, термическому и химическому воздействиям. 2 c. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области строительства, особенно к области материалов и способов выполнения заключительных работ на строительных объектах, в частности к смесям для улучшения качества промышленных полов и способам их получения.

В специфических условиях физического, химического и термического воздействия при эксплуатации поверхностного слоя полов в промышленных цехах по переработке или производству металла, в промышленных холодильниках, различных мастерских, складах и т.п. проблема качества поверхностных слоев полов была очень важна. Чаще всего эта проблема решалась употреблением различных кирпичных блоков с употреблением или без употребления связывающих те блоки материалов. Однако слабые механические и химические характеристики тех блоков со свободной связкой между ними не могли эксплуатироваться длительно без периодических ремонтов.

Бетон же в практическом применении оказался гораздо лучшим материалом, но имел и значительные недостатки, которые выражались в низкой прочности и чувствительности на воздействие различных химических веществ. Средняя продолжительность эксплуатации полов из бетона без появления трещин и шелушения составляла от 3 до 5 лет. Этот недостаток бетонных полов пытались решить нанесением особого поверхностного слоя на несущую бетонную поверхность, который принимал на себя механические, термические и химические воздействия. Из книги П. Н. Студенцева "Теплые полы в животноводческих помещениях", Москва, Стройиздат, 1974, известна смесь для улучшения качества промышленных полов, содержащая цемент и кварцевый заполнитель. Также известен способ изготовления промышленных полов, включающий укладку и планировку свежего бетона с последующим нанесением смеси из песка и кварца до заданного уровня. Несмотря на то, что эта смесь в эксплуатации показала гораздо лучшие результаты и ее эксплуатационные свойства практически проверены на 10-15-летнем периоде, однако же испытания показали, что и в этом случае наблюдается появление трещин из-за значительной разницы в величине модуля эластичности несущего бетона и поверхностного изнашивающегося слоя, что при различных нагрузках приводит к деформациям различной интенсивности, а это значит, что несущий бетонный слой и поверхностный изнашивающийся не ведут себя как униформные материалы.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а также улучшение механико-физических и химических свойств полов, предназначенных для больших нагрузок как, например, полов в промышленных цехах металлургических комплексов, холодильниках, в цехах бумажной промышленности, мастерских, гаражах, стоянках для автомашин, ангарах, складах и т.п. Еще одной задачей изобретения является возможность управления эластичностью несущего бетонного слоя и поверхностного слоя, который подвергнут механическому, термическому и химическому воздействию, что дает возможность продлить срок эксплуатации полов.

Поставленные задачи решаются благодаря тому, что в известной смеси для улучшения качества промышленных полов, содержащей кварцевый агрегат и цемент, в качестве кварцевого агрегата используют кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3-1,2 мм в количестве 40 мас.% и кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3-0,8 мм в количестве 20 мас.%, а в качестве цемента - цемент ПЦ35-45Z15 в количестве 40 мас.%.

Для придания полу желаемого цвета в смесь можно добавлять краситель.

Далее задача изобретения решается с помощью способа изготовления промышленных полов, включающего укладку и планировку свежего бетона, с последующим нанесением предварительно приготовленной смеси, содержащей кварцевый агрегат и цемент, до заданного уровня, в котором согласно изобретению после укладки и планировки свежий бетон обрабатывают ротационными машинами, при этом смесь готовят в следующем составе: в качестве кварцевого агрегата применяют кварцевый гранулят с величиной частиц 0,5-1,2 мм в количестве 40 мас. % и кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3-0,8 мм в количестве 20 мас.%, а в качестве цемента - цемент ПЦ35-45Z15 в количестве 40 мас.%, причем после нанесения смеси ее втирают в бетон с повторением этих операций при необходимости, несколько раз, затем осуществляют окончательную затирку поверхности пола машинами или вручную с последующей нарезкой рабочих и вторичных температурно-усадочных рустов и заполнением их битумом или стойким эластичным шпаклевочным материалом.

Основное преимущество этого изобретения по сравнению с известными до настоящего времени решениями в том, что новая смесь имеет всего три компонента. Помимо этого в смесь, приготовленную по этому рецепту, может и не входить цемент, поскольку он имеет выраженную гидроскопичность. Изготовитель может приготовить большое количество смеси без цемента, а цемент добавляется непосредственно перед укладкой (на одну часть массы смеси добавляется 0,65-0,66 части массы цемента ПЦ35-45Z15). Основным же преимуществом как этой смеси, а также и самого способа является то, что обеспечиваются приблизительно равные модули эластичности верхнего слоя бетона и основного несущего слоя, который находится непосредственно под верхним слоем.

Испытание качества полов, изготовленных по этому способу, а также и применение новоизобретенной смеси, производили следующим образом.

Целью испытания являлось определение прочности на давление и сопротивление на изгиб по стандарту БЦ 8.022, устойчивость на износ по АСТМ Д 968 51 и устойчивость на минеральные масла и минеральные жиры по стандарту УИЦ 842-2П, а также и сравнение с показателями прочности на давление (G_p) и модуля эластичности (E).

Были изготовлены опытные образцы размером (4х4х16) см для испытания прочности (сопротивления) на давление и прочности (сопротивления) на изгиб, а также и опытные образцы из бетона МБ 30 по методам ЮС У.МI.004 и ЮС У.МI.020 следующих размеров: (20х20х20) см - для испытания прочности на давление; (16х4х4) см - для испытания прочности на изгиб; (20х8х1) см - для испытания устойчивости на износ; (12х4х1) см - для испытания устойчивости на минеральные масла и минеральные жиры; (8х16х32) см - для испытания модуля эластичности.

Опытные образцы были подготовлены таким образом, что в свежий бетон МБ 30 шпателем втирали смесь добавки кварца и цемента в пропорции 100:65 весовых частей. Внесение смеси производили на глубину Д=5 мм. Опытные образцы 24 часа выдерживали при температуре 23±2^oC и относительной влажности 65±5%, образцы поливали водой в течение 10 дней, а затем 28 дней выдерживали при комнатной температуре до затвердения.

Проведенные испытания дали следующие результаты: а) опытный образец из смеси по изобретению - прочность (сопротивление) на давление 79,52 МПа - прочность (сопротивление) на изгиб 13,75 МПа б) опытный образец из бетона МБ 30 с введенной смесью
- прочность (сопротивление) на давление 70,10 МПа
- прочность (сопротивление) на изгиб 8,85 МПа
- коэффициент изнашивания 580 г/мкм
(при испытании устойчивости на истирание песком
по ASTM D 968-51 100 для песка, вес I_A которого составляет 1500 г).

Испытания устойчивости на минеральные масла проводили таким образом, что опытные образцы подвергали воздействию минерального масла "ПОЛПР 55 E" на температуре 23 ± 2^oC в течение 1000 часов. Через 24 часа наблюдали изменение цвета местами (появлялись пятна), а через 120 часов поверхность полностью темнела. Иных изменений в виде диструкции поверхности не наблюдали в течение 1000 часов.

Испытание устойчивости на минеральные жиры проводили путем воздействия на опытные образцы минерального жира "ЛИТИЕ-ЛИС ИНА" при температуре 23 ± 2^oC в течение 1000 часов. Через 24 часа местами появлялись темные пятна, а через 1500 часов целая поверхность опытного образца изменяла цвет (темнела). Других же изменений не наблюдали.

Определение модуля эластичности (E) производили по стандарту ЮС УМ I. 025/1982. Это испытание показало, что материал, изготовленный по новой рецептуре, имеет оптимальное отношение параметра прочности (сопротивления) на давление (G_p) к модулю эластичности (E). "Армирование" верхней зоны бетонной плиты (т.е. втирание смеси) увеличило прочность (сопротивление) на давление в 2,33 раза, а эластичность почти или вообще не уменьшалась.

В таблице дано сравнительное отношение прочности на давление - модуль эластичности:
G_p (MPa) 68,20 68,77 78,01
(GPa) 29,97 29,53 26,90п

Формула изобретения

1. Смесь для улучшения качества промышленных полов, содержащая кварцевый агрегат и цемент, отличающаяся тем, что в качестве кварцевого агрегата содержит кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3 - 1,2 мм в количестве 40 мас. % и кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3 - 0,8 мм в количестве 20 мас. %, а в качестве цемента - цемент ПЦ35 - 45Z15 в количестве 40 мас.%.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит краситель.

3. Способ изготовления промышленных полов, включающий укладку и планировку свежего бетона с последующим нанесением предварительно приготовленной смеси, содержащей кварцевый агрегат и цемент до заданного уровня, отличающийся тем, что после укладки и планировки свежий бетон обрабатывают ротационными машинами, а предварительно приготовленная смесь содержит в качестве кварцевого агрегата кварцевый гранулят с величиной частиц 0,5 - 1,2 мм в количестве 40 мас.% и кварцевый гранулят с величиной частиц 0,3 - 0,8 мм в количестве 20 мас.%, в качестве цемента - цемент ПЦ35 - 45Z15 в количестве 40 мас. %, причем после нанесения смеси ее втирают в бетон с повторением этих операций при необходимости несколько раз, затем осуществляют окончательную затирку поверхности пола машинами или вручную с последующей нарезкой рабочих и вторичных температурно-усадочных рустов и заполнением их битумом или стойким эластичным шпаклевочным материалом.