СПОСОБ УСТРОЙСТВА ПОКРЫТИЯ ПЛОЩАДОК Российский патент 2005 года по МПК E01C13/00 C04B26/02 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве покрытий площадок в спортивных сооружениях, животноводческих и других помещениях.

Известен способ изготовления покрытия спортивной площадки. Для осуществления способа используют следующие материалы: перхлорвиниловые смолы, олигоэфиракрилат, поливинилхлорид, порофор, изопропиловый спирт, резиновую крошку, минеральные известняковый и перлитовый порошкообразные наполнители (А.С. СССР №1599458, МКИ Е 01 С 7/00, 1990).

Известна полимербетонная смесь, содержащая в качестве связующего эластомеры (А.С. СССР №1680663, МКИ С 04 В 26/04, 1991).

Известен способ изготовления покрытий спортивной площадки из композиционных материалов (А.С. СССР №1634738, МКИ Е 01 С 7/08, 1991).

Недостатками описанных покрытий площадок является снижение их прочности после попеременного облучения и дождевания (старение) на 12-16%, невысокая прочность на сжатие, а также отсутствие возможности последующего обогрева покрытия площадок, что снижает их эксплуатационные свойства.

Наиболее близким к заявляемому является способ выполнения покрытия площадки, включающий закрепление на несущем слое вертикальных штырей, закрепление на несущих штырях нагревательных проводов с полиэтиленовой или поливинилхлоридной изоляцией, зигзагообразно уложенных на несущем слое, последующее нанесение слоя покрытия (рис.14, стр.38 в кн. "Рекомендации по электрообогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами М., ЦНИИОМТП, 1989).

Недостатками описанного способа являются: неэффективность его использования для изготовления площадок из композиционных материалов - бетонных смесей, поскольку изоляция проводов из полиэтилена и поливинилхлорида препятствует теплоотводу от нагревательных проводов, затрудняя тем самым достижение температуры структурообразования покрытия площадки (115-125°С); невозможность применения изолированных проводов в качестве арматуры, что снижает прочностные характеристики покрытия в целом.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат при изготовлении покрытия площадок из композиционных материалов за счет использования неизолированных нагревательных проводов, так как заявляемый материал покрытия - бетонная смесь является электрическим изолятором, с одновременным повышением прочности покрытия, обусловленной выполнением указанными нагревательными проводами функции армирующих элементов.

Поставленная задача решается тем, что в способе выполнения покрытия площадки, включающем закрепление на несущем слое вертикальных штырей, зигзагообразное размещение на несущем слое нагревательных проводов, соединенных с источником питания, закрепление их на указанных штырях, нанесение слоя покрытия, в качестве материала слоя покрытия использован бетон при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11

Сера 3-6,5

Тиурам 0,3-0,7

Окись цинка 1,5-5,0

Окись кальция 0,3-0,6

Зола-унос ТЭС 7-10

Кварцевый песок остальное,

в качестве армирующего элемента покрытия применен неизолированный провод, вертикальные штыри соответствуют толщине слоя покрытия, при этом подачу электрической энергии от источника питания первоначально производят в течение 55-65 минут с обеспечением температуры материала слоя покрытия 85-95°С, затем в течение 180-200 минут с поддержанием температуры материала покрытия 115-125°С, причем скорость набора температуры при переходных процессах не более 1°С в минуту.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является возможность выполнения покрытия площадки из бетона путем структурообразования бетонной смеси за счет привнесения тепловой энергии от греющих арматурных проводов без наружной изоляции, что сокращает энергозатраты и обеспечивает высокую адгезию арматурного элемента и бетона.

При этом совместная работа арматуры и бетона обеспечивает повышение прочности покрытия площадки на растяжение и изгиб.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства для осуществления способа. На фиг.2 представлены графики процесса структурообразования бетона.

В несущем слое 1 закреплены штыри 2. На штырях 2 закреплены зигзагообразно размещенные на несущем слое 1 нагревательные провода 3, на которых нанесен слой покрытия 4. Регулировка температурного режима осуществляется с помощью нагрузочных резисторов 5 и реостата 6. В качестве источника питания использован понижающий трансформатор 7. Температурный режим контролируют при помощи термопары 8, помещенной в слой покрытия.

Способ реализуют следующим образом.

В несущем слое 1 вертикально закрепляют штыри 2. На штырях 2 закрепляют зигзагообразно размещенные на несущем слое 1 неизолированные провода 3. Части проводов 3, выходящие из слоя покрытия, изолированы полимерными материалами, стойкими к воздействию высоких температур. После этого наносят слой покрытия 4, так что слой полностью закрывает верхушки штырей 1.

При помощи нагревательных проводов 3, связанных с источником питания 7, повышают температуру слоя покрытия до 90°С. При этом происходит снижение вязкости (разжижение) с последующим потемнением его наружного слоя, что свидетельствует о начале процесса вулканизации. При поддержании данной температуры возникают начальные структурные связи между химически активными составляющими: олигодиен и сера. Выделяющиеся в процессе реакции летучие соединения поглощаются эффективным сорбентом СаО.

Поддержание температуры 90°С хоть и обеспечивает протекание вулканизации, но переход материала покрытия в состояние эбонита займет более 100 часов. Поэтому через 55-65 минут поддержания указанного температурного режима интенсивность структурообразования может быть повышена путем подъема температуры материала покрытия до 115-125°С, при этом скорость набора температуры не должна быть более 1°С в мин. Плавный подъем температуры осуществляется с целью исключения возможности вскипания материала покрытия в результате большого газовыделения, которое приводит к снижению плотности и прочности материала. По тем же причинам не допустимо повышение температуры свыше 125°С.

Описанный процесс представлен на фиг.2, где уровень "А" - это режим, при котором процесс вулканизации требует для обеспечения набора максимальной прочности более 100 часов, диапазон "В" - это режим, где происходит нормальное протекание процесса вулканизации, уровень "С" - это температура, при превышении которой процесс вулканизации сопровождается деструкцией материала слоя покрытия.

Поддержание температурного режима смеси 115-125°С в течение 180-200 минут приводит к поэтапному изменению свойств материала слоя покрытия, в зависимости от количества присоединенной серы.

1-й этап (содержание связанной серы около 5%) - материал имеет свойства мягкой резины.

2-й этап (содержание связанной серы около 9-10%) - материал становится жестким, кожеподобным.

3-й этап (содержание связанной серы 35-50%) - материал превращается в твердый эбонит с набором физико-механических характеристик, позволяющих использовать его как конструкционный материал.

Пример материала слоя покрытия для реализации описанного способа:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11%

Сера 3-6,5%

Тиурам 0,3-0,7%

Окись цинка 1,5-5,0%

Окись кальция 0,3-0,6%

Зола-унос ТЭС 7-10%

Кварцевый песок Остальное.

Из этой смеси формовались фрагменты площадок плоских покрытий размером 150×150×10 мм и призмы 40×40×160 мм. Во фрагменты площадок закреплялся стальной провод диаметром 1 мм с шагом 1 см (фигура 1). В формы для изготовления призм также встраивался стальной провод диаметром 1 мм с шагом 1 см. Часть изготовленных призм-образцов подвергалась термообработке путем подключения к источнику питания по схеме, представленной на фиг.1. Другая часть изготовленных контрольных призм-образцов проходила термообработку в течение 6 часов в муфельной печи. Температура смеси в образцах с электропрогревом регистрировалась с помощью термопары, а в печи - термометром. Прочность призм на сжатие и изгиб определялась по существующей методике.

Результаты испытаний образцов, полученных вулканизацией бетонной смеси, представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Результаты испытания образцов из материала покрытия при различных температурных режимах (время вулканизации 6 часов) Т°С
σ, МПа90100110115120125130Электроподогревσ сж, МПа*273842515142σ изг, МПа*152027313126Муфельная печьσ сж, МПа*263640505042σ изг, МПа*131825292925* отсутствие структурообразования

Таблица 2
Результаты испытания образцов из материалов покрытия при различном времени термообработки с температурой 115-125°С Т°С
σ, МПа306090120150180200210Электроподогревσ сж, МПа**223638515151σ изг, МПа**182427313131Муфельная печьσ сж, МПа**213436505151σ изг, МПа**162126293030* отсутствие структурообразования

Таким образом, заявляемый способ выполнения покрытия площадки обеспечивает получение армированных покрытий необходимой прочности, при этом возможен их последующий прогрев для использования в холодное время года или для быстрого удаления влаги при атмосферных осадках.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении покрытий площадок в спортивных сооружениях, животноводческих комплексах и других помещениях. Технический результат: снижение энергозатрат с одновременным повышением прочности покрытия. Способ изготовления покрытия площадки включает закрепление на несущем слое вертикальных штырей, размещение на несущем слое зигзагообразных нагревательных проводов, соединенных с источником питания, закрепление нагревательных проводов на указанных штырях и нанесение слоя покрытия, причем в качестве материала слоя покрытия использован бетон при следующем соотношении компонентов, мас.%: низкомолекулярный олигодиен - 8-11; сера - 3-6,5; тиурам - 0,3-0,7; окись цинка - 1,5-5,0; окись кальция - 0,3-0,6; зола-унос ТЭС - 7-10; кварцевый песок - остальное, а в качестве армирующего элемента покрытия площадки применен неизолированный нагревательный провод, причем высота вертикальных штырей соответствует толщине слоя покрытия, при этом подачу электрической энергии от источника питания первоначально производят в течение 55-65 минут с обеспечением достижения температуры слоя покрытия 85-95°С, затем в течение 180-200 минут с поддержанием температуры слоя покрытия 115-125°С, причем скорость изменения температуры при переходных процессах не должна быть более 1°С в минуту. 2 табл., 2 ил.

Способ изготовления покрытия площадки, включающий закрепление на несущем слое вертикальных штырей, размещение на несущем слое зигзагообразных нагревательных проводов, соединенных с источником питания, закрепление нагревательных проводов на указанных штырях и нанесение слоя покрытия, отличающийся тем, что в качестве материала слоя покрытия использован бетон при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8 - 11

Сера 3 - 6,5

Тиурам 0,3 - 0,7

Окись цинка 1,5 - 5,0

Окись кальция 0,3 - 0,6

Зола-унос ТЭС 7 - 10

Кварцевый песок Остальное

а в качестве армирующего элемента покрытия площадки применен неизолированный нагревательный провод, причем высота вертикальных штырей соответствует толщине слоя покрытия, при этом подачу электрической энергии от источника питания первоначально производят в течение 55-65 мин с обеспечением достижения температуры слоя покрытия 85-95°С, затем в течение 180-200 мин с поддержанием температуры слоя покрытия 115-125°С, причем скорость изменения температуры при переходных процессах не должна быть более 1°С в минуту.