Бетонная смесь для гидроизоляции (варианты)

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству бетонов и растворов, используемых для ремонта конструкций в дорожном строительстве, гидроизоляции фундаментов, различных подземных сооружений, например, при строительстве метро, резервуаров, а также для создания гидроизоляционных покрытий стен, перекрытий, полов. Технический результат - повышение долговечности, морозостойкости бетонов и растворов, увеличение их стойкости к интенсивным динамическим воздействиям, снижение усадочных деформаций, повышение трещиностойкости, повышение водонепроницаемости и прочности сцепления с защищаемой или ремонтируемой поверхностью. Бетонная смесь для гидроизоляции, полученная смешением вяжущего, заполнителей, полимерной добавки в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых, отвердителя полиэтиленполиамина, пластификатора и воды затворения, в качестве пластификатора содержит сульфированную нафталиноформальдегидную смолу или модифицированный полиэфиркарбоксилат, и дополнительно пористый материал - влагоноситель в количестве 5-35 кг/м³ сухой смеси, который предварительно насыщен двумя третями от требуемого количества воды затворения и введен в приготовленную смесь вяжущего, заполнителей и указанного пластификатора, а оставшаяся одна треть воды затворения введена в заранее смешанные указанные смолу и отвердитель, затем обе смеси, содержащие воду затворения, перемешивают при следующем содержании ингредиентов, в % от веса вяжущего: диэтиленгликолевая или триэтиленгликолевая смолы - 1,0-2,0, полиэтиленполиамин - 0,14-0,225, сульфированная нафталиноформальдегидная смола - 0,8-1,2, или модифицированный полиэфиркарбоксилат 0,2-1,0. В другом варианте бетонная смесь дополнительно содержит стальную фибру в количестве 80-110 кг/м³ сухой смеси. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству бетонов (растворов), используемых для ремонта конструкций в дорожном строительстве, гидроизоляции фундаментов, различных подземных сооружений, например при строительстве метро, резервуаров, а также для создания гидроизоляционных покрытий стен, перекрытий, полов и т.п.

Известна бетонная смесь, содержащая минеральное вяжущее, заполнители, воду и полимерную добавку - меламиномочевиноформальдегидную смолу (а.с. СССР №438625, Б.И. №29, 1974). Такая добавка повышает плотность бетона, но снижает скорость набора прочности в начальные сроки твердения смеси.

Известен строительный раствор для гидроизоляционного покрытия, содержащий портландцемент, золу ТЭЦ, песок, пластифицирующую добавку и воду (а.с. СССР №537972, Б.И. №45, 1976). В качестве пластификатора в этом растворе используется хлоропреновый латекс и алюминат натрия для ускорения твердения покрытия и повышения трещиностойкости.

Известно применение в качестве добавки для приготовления гидроизоляционных бетонов водорастворимых смол (алифатических эпоксидных, полиаминной и карбамидной), улучшающих некоторые характеристики бетонов: подвижность, плотность, пластичность, водонепроницаемость. Смола 89 повышает коррозионную стойкость цементного камня в кислых средах, снижает развитие химической и физической коррозии, повышает водонепроницаемость ("Бетоны и железобетоны", №7, 1977, с.12-13).

Достаточно близкой к заявляемой бетонной смеси является состав, содержащий цемент, заполнители, воду и полимерные добавки в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых в количестве 1,5-2,5% от веса цемента (а.с. СССР №184691, Б.И. №15, 1966). Смесь имеет достаточную пластичность за счет большого количества (1,5-2,5% от веса цемента) добавки. Но такое большое содержание водорастворимых эпоксидных смол ведет к значительному удорожанию материала и снижает скорость набора прочности в ранние сроки твердения смеси.

Наиболее близкой к заявляемой является бетонная смесь для гидроизоляции (патент RU №2132828, публ. 10.07.1999), содержащий вяжущее, заполнители, воду, полимерную добавку в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых и отвердителя полиэтиленполиамина, и пластификатор - технический лигносульфонат при следующем соотношении ингридиентов добавок, % от веса вяжущего:

Диэтиленгликолевые или триэтиленгликолевые смолы - 0,8...1,4

Полиэтиленполиамин - 0,075...0,225

Технический лигносульфонат - 0,1...0,25

Изобретение решает задачу повышения долговечности, морозостойкости бетонов (растворов), увеличения их стойкости к интенсивным динамическим воздействиям, снижения усадочных деформаций, повышения трещиностойкости при сниженном водопоглощении, высокой водонепроницаемости и прочности сцепления с защищаемой или ремонтируемой поверхностью при требуемой удобоукладываемости и стойкости к расслаиванию бетонной смеси.

Это достигается тем, что бетонная смесь содержит вяжущее, заполнители, воду в следующих пропорциях:

Вяжущее: Мелкий заполнитель: Крупный заполнитель: Вода=1:1,76:2,67:0,43, полимерную добавку в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевой или триэтиленгликолевой и отвердителя полиэтиленполиамина, пластификатор - натриевую соль нафталинсульфокислоты и формальдегида или модифицированный полиэфиркарбоксилат, и дополнительно пористый материал влагоноситель при следующем соотношении ингредиентов добавок, % от веса вяжущего:

диэтиленгликолевая или триэтиленгликолевая смолы - 1,0...2,0

полиэтиленполиамин - 0,14...0,225

натриевая соль нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,8...1,2

или модифицированный полиэфиркарбоксилат - 0,2...1,0

влагоноситель - 5...35 кг/м 3 сухой смеси

Бетонная смесь при соотношении Вяжущее: Мелкий заполнитель: Крупный заполнитель: Вода = 1: 1,52: 2,43: 0,38 может также дополнительно содержать стальную фибру в количестве 80...110 кг/м³ при следующем соотношении ингредиентов добавок, % от веса вяжущего:

диэтиленгликолевая или триэтиленгликолевая смолы - 1,0...2,0

полиэтиленполиамин - 0,14...0,225

натриевая соль нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,8...1,2

или модифицированный полиэфиркарбоксилат - 0,2...1,0

Применение водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых оказывает уплотняющее действие, обеспечивая высокую водонепроницаемость и сцепляемость смеси с защищаемой поверхностью, дополнительно пластифицируя смесь. Содержание смол более 2,0% от веса вяжущего усиливает пластифицирующее действие, но приводит к значительному замедлению процесса твердения смеси и повышению ее стоимости. Содержание смол менее 1,0% от веса вяжущего не позволяет получать бетоны с высокими показателями водонепроницаемости и адгезии к защищаемой поверхности.

Содержание отвердителя полиэтиленполиамина более 0,225% от веса вяжущего снижает эффективность работы добавки. Введение полиэтиленполиамина менее 0,14% - недостаточно для полного отверждения смол.

Наличие в смеси натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида или модифицированного полиэфиркарбоксилата повышает ее пластичность, стойкость к расслаиванию, улучшает удобоукладываемость, способствует равномерному распределению компонентов в смеси и ускорению ее твердения в ранние сроки. Содержание натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида менее 0,8% от веса вяжущего или модифицированного полиэфиркарбоксилата менее 0,2% малоэффективно. Введение более 1,2% натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида или 1,0% модифицированного полиэфиркарбоксилата от веса вяжущего замедляет набор прочности в начальные сроки твердения. Применение в качестве пластификатора натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида или модифицированного полиэфиркарбоксилата совместно с водорастворимой смолой улучшает пластичность и удобоукладываемость, обеспечивая повышение водонепроницаемости и прочности, и позволяет, изменяя подвижность, использовать различные способы нанесения материалов на обрабатываемую поверхность (пневмонабрызг, вручную, торкрет).

Введение насыщенного влагоносителя способствует снижению усадочных деформаций, как следствие - повышению трещиностойкости. Содержание влагоносителя менее 5 кг/м³ недостаточно для обеспечения надлежащего ухода за твердеющим бетоном. Введение более 35 кг/м³ влагоносителя в сухом виде повышает водоцементное отношение бетонной смеси, снижает прочность бетона, снижает непроницаемость бетона.

В качестве влагоносителя могут применяться зола, топливные и металлургические шлаки, кирпич и другие пористые материалы. Наиболее подходящим из них является керамзит.

Для повышения прочности при растяжении и обеспечения трещиностойкости при динамических воздействиях в бетонную смесь добавляют металлического фибру.

Содержание фибры менее 80 кг/м³ сухой смеси в смеси не обеспечивает требуемую трещиностойкость бетонных изделий и достаточный прирост прочности при растяжении. Содержание фибры более 150 кг/м³ сухой смеси приводит к значительному удорожанию изделий и усложняет работу с бетонной смесью.

Приготовление смеси осуществляют непосредственно у места проведения работ следующим образом.

Необходимое количество воды затворения делят на две части - одна вдвое больше другой. В большей части воды (две трети) насыщают влагоноситель, после чего ею затворяют сухую смесь из вяжущего, заполнителей, стальной фибры (при необходимости) и пластификатора. Полученную массу тщательно перемешивают в течение 5-10 минут. В меньшую часть воды (одну треть) вводят заранее смешанные смолу и отвердитель. Затем обе части (раствор и полимерную добавку) соединяют и тщательно перемешивают. Масса должна быть однородной.

Пример

На базе оптимальных составов с использованием водорастворимых смол была приготовлена бетонная смесь, содержащая вяжущее, мелкий заполнитель - песок, крупный заполнитель - щебень и воду в соотношении 1:1,76:2,67:0,43 с различными содержаниями влагоносителя и бетонная смесь, содержащая вяжущее, мелкий заполнитель - песок, крупный заполнитель - щебень и воду в соотношении 1:1,52:2,43:0,38, содержащая влагоноситель и фибру (таблица 1).

После твердения в течение 28 суток провели испытания бетонов на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость. Результаты испытания приведены в таблице 2.

Таблица 1
№ п/п	Компоненты смеси, дозировка от веса вяжущего, мас.%
Диэтиленгликолевая / Триэтиленгликолевая смола	Полиэтиленполиамин	Сульфированная нафталино-формальдегидная смола/ модифицированный полиэфиркарбоксилат	Влагоноситель-керамзит	стальная фибра
1	1,0/2,0	0,14	1,2/1,0	-	-
2	2,0/1,0	0,225	0,8/0,2	35*	-
3	1,0/2,0	0,14	1,2/1,0	5	100*
* - в кг/м3 сухой смеси
Таблица 2
№ п/п	Прочность при сжатии, МПа	Прочность при растяжении, МПа	Водонепроницаемость, W	Морозостойкость*, F
1	65,0	2,3	14	300
2	71,0	2,8	16	300
3	62,0	4,1	14	300
* - по классификации для дорожных материалов

1. Бетонная смесь для гидроизоляции, полученная смешением вяжущего, заполнителей, полимерной добавки в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых, отвердителя полиэтилен-полиамина, пластификатора и воды затворения, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит сульфированную нафталиноформальдегидную смолу или модифицированный полиэфиркарбоксилат, и дополнительно пористый материал - влагоноситель в количестве 5-35 кг/м³ сухой смеси, который предварительно насыщен двумя третями от требуемого количества воды затворения и введен в приготовленную смесь вяжущего, заполнителей и указанного пластификатора, а оставшаяся одна треть воды затворения введена в заранее смешанные указанные смолу и отвердитель, затем обе смеси, содержащие воду затворения, перемешивают при следующем содержании ингредиентов, вес.% вяжущего:

диэтиленгликолевая или триэтиленгликолевая смолы	1,0-2,0
полиэтиленполиамин	0,14-0,225
сульфированная нафталиноформальдегидная смола	0,8-1,2
или модифицированный полиэфиркарбоксилат	0,2-1,0

2. Бетонная смесь для гидроизоляции, полученная смешением вяжущего, заполнителей, полимерной добавки в виде водорастворимых эпоксидных смол диэтиленгликолевых или триэтиленгликолевых, отвердителя полиэтиленполиамина, пластификатора и воды затворения, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит сульфированную нафталиноформальдегидную смолу или модифицированный полиэфиркарбоксилат и дополнительно стальную фибру в количестве 80-110 кг/м³ сухой смеси и пористый материал - влагоноситель в количестве 5-35 кг/м³ сухой смеси, который предварительно насыщен двумя третями от требуемого количества воды затворения и введен в приготовленную смесь вяжущего, заполнителей, указанного пластификатора и стальной фибры, а оставшаяся одна треть воды затворения введена в заранее смешанные указанные смолу и отвердитель, затем обе смеси, содержащие воду затворения, перемешивают при следующем содержании ингредиентов, вес.% вяжущего:

диэтиленгликолевая или триэтиленгликолевая смола	1,0-2,0
полиэтиленполиамин	0,14-0,225
сульфированная нафталиноформальдегидная смола	0,8-1,2
или модифицированный полиэфиркарбоксилат	0,2-1,0