СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИРОВАННОГО ЦВЕТНОГО ПОКРЫТИЯ НА МИНЕРАЛЬНОМ ОСНОВАНИИ Российский патент 2014 года по МПК C04B41/52 

Изобретение относится к технологии отделки поверхностей минеральных оснований в строительстве и промышленности строительных материалов с получением декоративного цветного полированного покрытия и может найти применение в изготовлении высокопрочных покрытий, наносимых на уложенное минеральное основание конструкций, преимущественно для цементсодержащих полов.

Уровень техники характеризуют технологии получения покрытий путем нанесения композиций на поверхность основания на минеральной основе, заключающийся в том, что готовят композицию, которую наносят на строительный материал для формирования покрытия с последующей обработкой поверхности или без нее (RU 2398803, 2009 г., ЕР 98/06027, 1998 г., US 2005/022399, 2005 г.).

Известен способ отделки бетонных поверхностей, заключающийся в нанесении на поверхность бетона полимерцементного состава, содержащего, вес.ч.: белый портландцемент 1, поливинилацетатная эмульсия 50%-ная 0,3, дибутилфталат 0,05, вода 0,5, сушке его 30-50 мин, затем на поверхность первого слоя - разбавленного латекса состава, вес.ч.: дивинилстирольный латекс 1,0, бура 0,02, вода 0,3, и через 10 мин - покрывающего слоя из состава, аналогичного первому (SU 478828, 1975 г.).

Известен также способ получения цветного шлифованного покрытия на минеральном основании, включающий нанесение на основание слоя из цементсодержащего состава, содержащего, мас.%: портландцемент 60-80, глиноземистый цемент 20-40, карбонат щелочного металла - до 1,2, эфиры целлюлозы, в т.ч. метилцеллюлозу 0,025-0,4, краситель - до получения требуемого цвета, и шлифование после высыхания (DE 1943255, 1972).

Недостаток известных способов получения покрытий на основе бетонных смесей заключается в слабой кинетике набора прочности и низких прочностных свойствах получаемых покрытий.

Наиболее близким к заявляемому объекту защиты является способ изготовления покрытия цветного шлифованного на минеральном основании, включающий нанесение на минеральное основание грунтовки и слоя из цементсодержашей композиции состава, мас.%: сухая смесь, содержащая вяжущее и кварцевый песок в соотношении 1:1-3, латекс 3-10% от массы сухой смеси, вода затворения до осадки конуса 2-6 см. Причем вяжущее имеет состав, мас.%: портландцемент 30-95, суперпластификатор С-3 1-2, метилцеллюлоза 0,05-1, минеральный краситель 1-6, минеральная добавка 0-60, минеральное волокно 0-10. Затем - дополнительно цемента для железнения, грунтовки, слоя цементсодержащей композиции состава: указанное вяжущее, латекс 3-15% от массы вяжущего и вода затворения в количестве, на 30% превышающем нормальную густоту вяжущего теста. После полного высыхания осуществляют абразивную обработку, затем циклы операций, следующих за железнением, повторяют со снижением толщины, слоя и размера зерна при абразивной обработке с каждым последующим циклом до приобретения поверхностью глянцевого вида. После этого наносят акриловый состав и после его высыхания осуществляют шлифование войлочным материалом (RU 2237042, 27.09.2004 г. - прототип).

Недостатками прототипа являются длительное время твердения, значительно увеличивающее сроки начала абразивной обработки, а также использование составов композиций без упрочняющих составляющих, что приводит к снижению прочности и износостойкости покрытия, имеющего фактуру незакрытых пор на поверхности, ухудшающую его качество.

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в создании технологии абразивной и химической обработки поверхности бывшего в эксплуатации или заново уложенного минерального основания, обеспечивающей ускорение процесса получения высокопрочного долговечного и износостойкого покрытия с глянцевой однородной поверхностью без фактуры незакрытых пор.

Технический результат достигается тем, что в способе получения цветного полированного покрытия, включающем нанесение на минеральное основание грунтовки, слоя цементсодержащей композиции в виде затворенной водой сухой смеси, содержащей вяжущее и кварцевый песок в соотношении 1:1-2, нанесение последующих слоев составов, после полного высыхания каждого из слоев производят абразивную обработку со снижением размера зерна алмаза с каждым последующим циклом и нанесение полирующего состава с завершающим полированием поверхности, согласно изобретению, сухую смесь цементсодержащей композиции затворяют водой до расплыва конуса 260-280 мм, а в качестве вяжущего используют сульфоалюминатный цемент (CSA-цемент), поликарбоксилатный суперпластификатор (СП), эфир крахмала и пеногаситель, после абразивной обработки до получения поверхности с открытым наполнителем наносят слой растворенной в растворе слабой соляной кислоты красящей композиции, содержащей кислотный металлокомплекс (пигмент) и воду, слой смеси упрочняющей и красящей композиций, содержащей жидкое литиевое стекло, красящую композицию и воду, а после абразивной обработки до достижения поверхностью матового вида наносят слой полирующего состава с красящей композицией и после абразивной обработки до достижения поверхностью глянцевого вида наносят полирующий состав и производят полирование поверхности до достижения глянцевого цветного блеска.

Причем наилучшие показатели достигаются при использовании в цементсодержащей композиции вяжущего с соотношением компонентов, мас.%: CSA-цемент 95-99, СП 1-3, эфир крахмала 0,05-0,1 и пеногаситель 0,5-1; при использовании красящей композиции с соотношением компонентов, мас.%: кислотный металлокомплекс 20-30 и вода 70-80; при использовании смеси упрочняющей и красящей композиций с соотношением компонентов, мас.%: жидкое литиевое стекло 10-20, красящая композиция 8-12 и вода 68-82.

В цементсодержащей композиции добавление к сульфоаллюминатному цементу поликарбоксилатного суперпластификатора позволяет увеличить его пластичность и растекаемость смеси до указанного расплыва конуса, без снижения прочностных характеристик и увеличения сроков схватывания. Использование эфира крахмала позволяет удерживать воду в составе, предотвращая его высыхание, расслаивание и способствует протеканию реакции гидратации до естественного завершения. Пеногаситель предотвращает воздухововлечение в смесь сухой композиции с водой и обильное образование пены на поверхности покрытия, снижая возможность образования пор в самом покрытии и открытых пор на обработанной поверхности.

Введение в раствор слабой соляной кислоты красящей композиции, состоящей из кислотного металлокомплекса и воды,Ю позволяет получить яркий однородный цвет поверхности за счет вступления указанных реагентов в химическую реакцию с двуокисью кальция в цементе. Входящие в состав упрочняющей композиции жидкое литиевое стекло и кислотный металлокомплекс красящей композиции вступают в химическую реакцию между собой и с остаточной щелочью (гидроокисью кальция), образуют при этом сложные комплексные соли, которые встраиваются в кристаллическую решетку цемента и заполняют поры цементсодержащих композиций.

Применение полирующего состава совместно с красящей композицией также позволяет лучше закрепить краску в кристаллической решетке цемента и сделать поверхность более однородной и глянцевой.

Способ осуществляют следующим образом.

Поверхностью для нанесения покрытия может служить любое минеральное основание прочностью на сжатие не менее 150 кг/см², выполненное из бетона.

Поверхность минерального основания очищают от всех свободных частиц, снижающих адгезию, наносят грунт глубокого проникновения на эпоксидной основе и сверху присыпают сухим мытым песком средней фракции 0,63-1,6. На загрунтованное основание наносят методом наливания слой цементсодержащей композиции состава, мас.%: сухая смесь, содержащая вяжущее и мелкоизмельченный белый кварцевый песок в соотношении 1:1-2, которую затворяют водой до расплыва конуса 260-280 мм. Причем используют вяжущее состава, мас.%: CSA-цемент 95-99 и модифицирующие добавки: СП 1-3, эфир крахмала 0,05-0,1 и пеногаситель 0,50-1,0. После полного твердения и набора прочности не менее 300 кг/см², достигаемых в течение суток, поверхность обрабатывают абразивным инструментом. После грубой абразивной обработки последовательной обработкой поверхности алмазами на металлической матрице с размером зерна 30, 50 grit поверхность с открытым наполнителем обрабатывают красящей композицией в 10%-ном растворе соляной кислоты. Причем используют красящую композицию состава мас.%.: кислотный металлокомплекс 20-30 и вода 70-80, который вводят в такой раствор соляной кислоты в количестве частей 1 к 4. После полного высыхания композиции (не менее 8 часов) повторяют циклы абразивной обработки со снижением размера зерна алмазов на полимерной основе - 100, 200 grit, после чего обрабатывают поверхность смесью упрочняющей композицией с красящей, имеющей состав, мас.%: жидкое литиевое стекло 10-20, красящая композиция 8-12 и вода 68-82.

При этом используют ту же красящую композицию. После полного высыхания смеси производят абразивную обработку алмазами на полимерной основе с размером зерна 400 grit вплоть до достижения поверхностью матового вида. Затем на поверхность наносят композицию полирующего состава, например на полиуретановой основе, с той же красящей композицией, а после полного высыхания продолжают абразивную обработку поверхности алмазными дисками с размером алмаза 800 grit до достижения поверхностью глянцевого вида. После этого наносят полирующий состав и полируют поверхность алмазами с размером зерна 1500 grit до получения цветного глянцевого блеска.

Совместное использование сульфоаллюминатного цемента с приведенными выше модифицирующими добавками позволяет получить высокопрочную поверхность, готовую к абразивной обработке уже через сутки.

Использование в композициях составов выше указанных пределов не целесообразно, т.к. это приведет к ухудшению физико-механических характеристик покрытия, а использование составов нижеуказанных пределов ведет к ухудшению желаемого результата.

Благодаря указанным операциям и используемым составам достигается технический результат в значительном сокращении времени начала абразивной обработки поверхности без использования алмазов наиболее мелкой фракции (размер алмаза на последней стадии полирования - 1500 grit) и получении высокопрочного, долговечного и износостойкого покрытия с глянцевой однородной поверхностью на минеральном основании со скрытой фактурой бетона.

Практическая значимость заявляемого изобретения подтверждена экспериментальными испытаниями изготовленных предлагаемым способом покрытий образцов, показавшими по сравнению с прототипом улучшение их свойств при сокращении времени и затрат на проведение технологического процесса.

Примеры составов и характеристики образцов, полученных заявляемым способом, представлены в Таблице.

Таблица Состав сухой смеси и упрочняющей пропитки с красителем, мас.% Физико-механические показатели Прочность при сжатии через 24 часа, кг/см² Прочность при сжатии через 3 дня, кг/см² Износостойкость, г/см² Адгезия к основанию, кг/см² Степень блеска CSA-цемент 93           СП 0,5           Эфир крахмала 0,04           Пеногаситель 0,45             250 600 0,10 15 3 Литиевое стекло 5           Красящая композ.7           Остальное вода           CSA-цемент 95           СП 1,0           Эфир крахмала 0,05           Пеногаситель 0,50             300 700 0,08 20 3 Литиевое стекло 10           Красящая композ.8           Остальное вода           CSA-цемент 97           СП 2,0           Эфир крахмала 0,07           Пеногаситель 0,70             400 1000 0,05 45 4 Литиевое стекло 15           Красящая композ.10           Остальное вода           CSA-цемент 99           СП 3,0           Эфир крахмала 0,10           Пеногаситель 1,00             400 875 0,05 40 4 Литиевое стекло 20           Красящая композ.12           Остальное вода          

Изобретение относится к технологии отделки поверхностей минеральных оснований в строительстве. Технический результат - ускорение процесса получения высокопрочного и износостойкого покрытия с глянцевой однородной поверхностью без фактуры незакрытых пор. Способ получения полированного цветного покрытия на минеральном основании включает нанесение на минеральное основание грунтовки, слоя цементсодержащей композиции в виде затворенной водой сухой смеси, содержащей вяжущее и кварцевый песок в соотношении 1:1-2, нанесение последующих слоев составов, после полного высыхания каждого из слоев производят абразивную обработку со снижением размера зерна алмаза с каждым последующим циклом и нанесение полирующего состава с завершающим полированием поверхности, причем сухую смесь цементсодержащей композиции затворяют водой до расплыва конуса 260-280 мм, вяжущее содержит сульфоалюминатный цемент, поликарбоксилатный суперпластификатор, эфир крахмала и пеногаситель, после абразивной обработки до получения поверхности с открытым наполнителем наносят слой растворенной в растворе слабой соляной кислоты красящей композиции, содержащей кислотный металлокомплекс и воду, слой смеси упрочняющей и красящей композиций, содержащей жидкое литиевое стекло, красящую композицию и воду, а после абразивной обработки до достижения поверхностью матового вида наносят слой полирующего состава с красящей композицией и после абразивной обработки до достижения поверхностью глянцевого вида наносят полирующий состав и производят полирование поверхности до достижения глянцевого цветного блеска. Изобретение развито в зависимых пунктах. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения полированного цветного покрытия на минеральном основании, включающий нанесение на минеральное основание грунтовки, слоя цементсодержащей композиции в виде затворенной водой сухой смеси, содержащей вяжущее и кварцевый песок в соотношении 1:1-2, нанесение последующих слоев составов, после полного высыхания каждого из слоев производят абразивную обработку со снижением размера зерна алмаза с каждым последующим циклом и нанесение полирующего состава с завершающим полированием поверхности, отличающийся тем, что сухую смесь цементсодержащей композиции затворяют водой до расплыва конуса 260-280 мм, а в качестве вяжущего используют сульфоалюминатный цемент, поликарбоксилатный суперпластификатор, эфир крахмала и пеногаситель, а после абразивной обработки до получения поверхности с открытым наполнителем наносят слой растворенной в растворе слабой соляной кислоты красящей композиции, содержащей кислотный металлокомплекс и воду, слой смеси упрочняющей и красящей композиций, содержащей жидкое литиевое стекло, красящую композицию и воду, а после абразивной обработки до достижения поверхностью матового вида наносят слой полирующего состава с красящей композицией и после абразивной обработки до достижения поверхностью глянцевого вида наносят полирующий состав и производят полирование поверхности до достижения глянцевого цветного блеска.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют вяжущее при следующем соотношении компонентов, мас.%:
сульфоалюминатный цемент 95-99 поликарбоксилатный суперпластификатор 1-3 эфир крахмала 0,05-0,1 пеногаситель 0,5-1

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют красящую композицию при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кислотный металлокомплекс 20-30 вода 70-80

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь упрочняющей и красящей композиций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое литиевое стекло 10-20 красящая композиция 8-12 вода 68-82