СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК E04B1/62 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству вертикальной гидроизоляции фундаментов, подвальных стен, и может быть использовано при возведении новых, а также реконструкции или восстановлении существующих зданий и сооружений.

Известны способы штукатурных гидроизоляционных покрытий (штукатурной изоляции), которые предполагают использование цементных (цементно-песчаных) растворов при соотношении портланд-цемента и песка 1 3 (либо 1 2) и водоцементным отношением В/Ц 0,4 [1]
Основными недостатками таких гидроизоляционных покрытий являются низкая трещиноустойчивость, водонепроницаемость и морозоустойчивость. Кроме того, адгезионные свойства штукатурных гидроизоляционных покрытий при устройстве их на гладкой бетонной поверхности обычно недостаточны из-за слабой связки между штукатурным слоем и бетоном. Срок службы штукатурных гидроизоляционных покрытий небольшой и через 3 5 лет они, как правило, отслаиваются.

Для повышения трещиноустойчивости, водонепроницаемости и морозоустойчивости в цементно-песчаный раствор перед нанесением его на поверхность вводят улучшающие добавки минеральной или органической природы [2] В качестве последних обычно используют хлориды железа или кальция, нитрат и нитрит кальция, алюминат натрия, а также смолы, битумы, латексы и другие добавки, которые обычно вводят в количестве 1 2 от массы цемента. Некоторые свойства таких цементно-песчаных растворов для штукатурно гидроизоляции приведены в табл. 1.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ, характеристики которого приведены в табл. 1 (N 2), который и принят за прототип. Присутствие хлорного железа действительно улучшает водонепроницаемость, трещиноустойчивость и другие свойства штукатурного покрытия, но не обеспечивает необходимой его адгезии к бетону. Проблемы с недостаточной адгезией часто возникают при устройстве гидроизоляционного штукатурного покрытия на вертикальной гладкой бетонной поверхности фундаментов и подвальных стен, что существенно сказывается на долговечности штукатурной гидроизоляции и приводит к резкому снижению эксплуатационных качеств зданий (сооружений).

Задача изобретения повышение долговечности штукатурного гидроизоляционного покрытия на бетонных поверхностях.

Поставленная задача решается тем, что бетонную поверхность шпаклюют известковым тестом, затем наносят штукатурный слой из цементно-песчаного раствора, включающего добавку из орто-фосфорной кислоты в количестве 0,02 - 0,03 от массы цемента, а после затвердения штукатурного слоя его поверхность оплавляют низкотемпературной плазмой.

Изобретение отличается от прототипа тем, что:
бетонную поверхность перед нанесением штукатурного слоя шпаклюют известковым тестом;
в качестве добавки к цементно-песчаному раствору используют орто-фосфорную кислоту в количестве 0,02 0,03 от массы цемента;
после затвердения штукатурного слоя его поверхность оплавляют низкотемпературной плазмой.

Второй вариант решения задачи отличается от первого тем, что на бетонную поверхность перед ее оштукатуриванием цементно-песчаным раствором наносят слой из жидкого стекла, остальные операции совпадают с операциями по первому варианту.

При нанесении известкового теста (или жидкого стекла) на поверхность бетона обеспечивается прочное контактное взаимодействие штукатурного слоя с бетонной поверхностью фундамента или подвальной стены. Предлагаемая же модифицированная добавка к цементно-песчаному раствору приводит к усилению сцепления штукатурного слоя с защитным стекловидным покрытием, которое образуется в результате плазменной обработки и оплавления штукатурного слоя.

В основе достигаемого технического результата лежат физико-химические процессы, приводящие к усилению контактов срастания на границах взаимодействия разнородных поверхностей. Усиление контактов срастания происходит благодаря замене части адгезионных сил взаимодействующих поверхностей на более сильные - когезионные. Известно, что поверхностный слой бетона представляет собой, в основном, силикаты кальция различной основности. При нанесении шпаклевочного слоя из известкового теста искусственно повышается основность силикатов кальция. В обычных условиях, в случае высыхания шпаклевочного слоя (из известкового теста) и высокой временной жесткости воды затворения в поверхностном бетонном слое может образоваться малорастворимый карбонат кальция по схеме
Ca(OH)₂+Ca(HCO₃)₂_→2CaCO₃+H₂O (1).

Наличие карбоната CaCO₃ способствует повышению плотности и коррозиеустойчивости бетонной поверхности. Известковое тесто интенсивно адсорбирует из воздуха углекислый газ, который в присутствии воды опять приводит к образованию CACO₃
Ca(OH)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2H₂ (2).

Следует при этом заметить, что в присутствии большого количества СО₂ (избыток) может образовываться растворимый гидрокарбонат кальция
,
что является нежелательным процессом.

Однако учитывая, что гидрат оксида кальция всегда находится в избытке, реакция (1) и образование CaCO₃ более вероятны. При воздействии температуры процесс образования силикатов кальция усиливается за счет связывания свободного песка бетона, с одной стороны, и штукатурного слоя (из цементно-песчаного раствора), с другой. Таким образом, на границе между поверхностями бетона и штукатурного слоя образуются силикаты кальция повышенной основности, однородные по химической природе, являющиеся составляющими различных материалов.

На границе между штукатурным слоем и защитным стекловидным покрытием происходит следующее. Известно, что введение орто-фосфорной кислоты в цементно-песчаный раствор приводит к образованию не только гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроалюмоферритов кальция вследствие гидратации и гидролиза клинкерных составляющих портландцементов, но и к образованию гидрофосфатов кальция различной основности. В процессе твердения происходит также образование двойных (смешанных) солей силикатофосфатов кальция (алюминия, железа). А при повышении температуры процесс образования фосфатов кальция протекает интенсивнее. В результате оплавления поверхности получается сплошное стекловидное покрытие, представляющее собой с химической точки зрения те же силикатофосфаты (алюминия, железа), но иной основности. При этом возрастает адгезия стекловидного покрытия к основе (штукатурному слою), а также его сопротивляемость к воздействию касательных сил морозного пучения при эксплуатации фундаментов зданий и сооружений на сезонно мерзлых грунтах за счет гладкой поверхности.

Таким образом, на границах контактов взаимодействующих поверхностей образуются прочные когезионные связи из силикатов, силикатофосфатов и фосфатов кальция. Происходит как бы "сшивка" граничащих поверхностей этими новообразованиями, что и приводит к достигаемому положительному результату в изобретении.

При нанесении на бетонную поверхность вместо известкового теста жидкого стекла происходят приблизительно те же процессы, что и описанные выше, с тем лишь отличием, что образуются низкоосновные силикаты кальция, но с повышенными вяжущими (клеящими) свойствами. В первом случае (при известковом тесте) гидроизоляция более устойчива к щелочной среде, а во втором (при жидком стекле) к кислой. Есть и еще одно принципиальное отличие в работе рассматриваемых гидроизоляционных покрытий в ранние сроки их эксплуатации (сразу после устройства гидроизоляции). В первом случае теплоперенос направлен от внешних слоев к внутренним (от более высокой температуры к менее высокой), а массоперенос от внутренних слоев к внешним (от более высокого значения pH к менее высокому). Во втором же случае направления тепло- и массопереноса в основном совпадают. Затем в обоих случаях процессы выравниваются и достигается устойчивая работа гидроизоляционного покрытия. Поэтому в зависимости от назначения и условий работы гидроизоляционного покрытия, можно осуществлять направленный способ его устройства.

На фиг. 1 представлен ленточный фундамент из сборных бетонных элементов; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг.3 усиленный ленточный фундамент из бутового камня; на фиг. 4 узел II на фиг. 3.

На фиг. 1 4 приняты следующие обозначения: 1 подвальная бетонная стенка из сборных блоков с гладкой боковой поверхностью; 2 устраиваемое гидроизоляционное покрытие; 3 отметка пола первого этажа здания; 4 отметка пола подвала; 5 отметка наружной поверхности земли; 6 слой шпаклевки из известкового теста, либо слой обмазки из жидкого стекла; 7 штукатурный слой из цементно-песчаного раствора с добавкой (модифицированный цементно-песчаный раствор); 8 гладкое защитное стекловидное покрытие, контактирующее с окружающей средой; 9 бутовая кладка фундамента; 10 монолитная железобетонная обойма; 11 анкеры из арматурной стали для надежного закрепления железобетонной обоймы; 12 отметка поверхности земли; 13 сетка из арматурной стали, устанавливаемая при устройстве монолитной железобетонной обоймы.

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1. Боковую поверхность подвальной стены из бетонных блоков с гладкой поверхностью очищают от грунта, наплывов раствора, грязи, при необходимости промывают водой и высушивают. Известковое тесто, приготовленное по обычной технологии [3] с помощью шпателя или другим технологичным способом, наносят на бетонную поверхность слоем 6 толщиной 0,3 1,0 мм. В цементно-песчаный раствор, приготовленный обычным способом путем смешивания сухой цементно-песчаной смеси (1 2) и воды (В/Ц 0,4), вводят орто-фосфорную кислоту 85 концентрации в количестве 0,02 0,03 от массы цемента. Полученную смесь тщательно перемешивают.

Модифицированный цементно-песчаный раствор (штукатурку) наносят слоем 7 толщиной 1,0 3,0 см на зашпаклеванную известковым тестом бетонную поверхность. После затвердевания штукатурного слоя 7 его поверхность оплавляют потоком низкотемпературной плазмы с помощью плазменного генератора. В результате оплавления образуется защитное гладкое стекловидное покрытие 8.

Пример 2. Согласно второму варианту подготовленную боковую поверхность бетонной подвальной стены 1 обмазывают слоем из жидкого стекла с помощью кисти или наносят его с помощью распыляющего устройства. Далее все операции способа по созданию гидроизоляционного покрытия 2 (нанесение штукатурного слоя 7 и оплавление его поверхности плазмой) выполняются по аналогии с примером 1.

Пример 3. Боковую поверхность бутового фундамента, усиленного с помощью монолитной железобетонной обоймы 10, очищают от грунта, пыли, грязи, при необходимости промывают водой и высушивают. Поверхность может быть шероховатой, но при этом качество устроенной обоймы соответствует требованиям строительных норм. Затем боковую поверхность монолитной железобетонной обоймы 10 шпаклюют известковым тестом в виде равномерного слоя 6 толщиной 0,3 1 мм (либо обмазывают слоем 6 из жидкого стекла). Далее все операции по созданию гидроизоляционного покрытия 2 выполняются по аналогии с примером 1.

Способ был испытан при различном содержании в цементно-песчаном растворе орто-фосфорной кислоты. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Результаты испытаний показывают, что предварительная обмазка бетонной поверхности известковым тестом или жидким стеклом, и последующее нанесение штукатурного раствора, содержащего добавку ортофосфорной кислоты в количестве 0,02-0,03% от массы цемента и оплавление штукатурного слоя низкотемпературной плазмой существенно увеличивает адгезию гидроизоляционного слоя покрытия, при этом прочность и водонепроницаемость покрытия остаются высокими. При увеличении содержания ортофосфорной кислоты (или ее уменьшении) адгезия хотя и выше чем у прототипа, но характеристики водонепроницаемости и прочности при сжатии не существенно отличаются от прототипа.

Изобретение относится к строительству, а именно к созданию вертикальной гидроизоляции фундаментов, стен и может быть использовано при возведении новых, а также реконструкции (восстановлении) существующих зданий и сооружений. Сущность способа заключается в том, что сначала бетонную поверхность шпаклюют известковым тестом или обмазывают жидким стеклом, затем наносят штукатурный раствор, содержащий орто-фосфорную кислоту в количестве 0,02 -0,03 % от массы цемента, а после затвердения штукатурного слоя его поверхность оплавляют низкотемпературной плазмой. Гидроизоляционное покрытие фундаментов и стен, полученное таким образом, имеет повышенную адгезионную способность, а также устойчивость при действии касательных сил морозного пучения в зданиях, эксплуатируемых на сезонно мерзлых грунтах. 2 c. п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

1. Способ создания гидроизоляционного покрытия на бетонных поверхностях, включающий нанесение штукатурного слоя из цементно-песчаного раствора, содержащего добавки, отличающийся тем, что перед оштукатуриванием бетонной поверхности ее шпаклюют известковым тестом, затем наносят штукатурный слой из цементно-песчаного раствора с добавкой ортофосфорной кислоты в количестве 0,02 0,03% от массы цемента, а после затвердевания штукатурного слоя его поверхность оплавляют потоком низкотемпературной плазмы. 2. Способ создания гидроизоляционного покрытия на бетонных поверхностях, включающий нанесение штукатурного слоя из цементно-песчаного раствора, содержащего добавки, отличающийся тем, что перед оштукатуриванием бетонной поверхности ее обмазывают жидким стеклом, затем наносят штукатурный слой из цементно-песчаного раствора с добавкой ортофосфорной кислоты в количестве 0,02 0,03% от массы цемента, а после затвердения штукатурного слоя его поверхность оплавляют потоком низкотемпературной плазмы.