СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ СУХОГО УПРОЧНЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА БЕТОННЫЙ ПОЛ Российский патент 2023 года по МПК B24B7/18 

Настоящее изобретение относится к способу нанесения сухого упрочняющего покрытия на бетонный пол, описанному в преамбуле соответствующего независимого пункта формулы изобретения.

Бетонные полы с упрочняющим покрытием, то есть железненные полы, обычно используют в проектах, где необходимы абразивная устойчивость и прочность поверхности пола. Из-за получаемых при этом преимуществ сухие упрочняющие смеси используют, в частности, в прикладных задачах в тяжелой промышленности, где бетонные плиты подвергаются сильным ударным и колесным нагрузкам, и от которых требуются превосходная гладкость и абразивная устойчивость. Эти полезные эффекты обуславливают то, что большие преимущества также получают при использовании сухих упрочняющих смесей в случае бетонных полов, подвергающихся более легким нагрузкам. Кроме того, в частности - при использовании фибробетона, за счет нанесения упрочняющих покрытий можно уменьшить количество волокон, остающихся на поверхности бетонного пола, для получения более аккуратного конечного результата.

Сухие упрочняющие смеси - это упрочнители поверхности полов, которые состоят из смесей экстратвердых заполнителей, цемента и различных добавок, и при использовании которых получают абразивную устойчивость поверхности, до пяти раз превышающую абразивную устойчивость исходного бетона. Сухие упрочняющие материалы имеют размер зерен, в характерном случае лежащий в диапазоне от 0 мм до 4 мм, и они отличаются друг от друга по использованным материалам-заполнителям. Характерные используемые заполнители включают корунд, кварц, металлургический шлак, металл, карбид кремния или комбинации указанных заполнителей. В некоторых продуктах также используют диабаз, обеспечивающий, в частности, повышение ударной вязкости упрочняющего покрытия.

С другой стороны, цемент, используемый в сухих упрочняющих смесях, в характерном случае является цементом с высоким уровнем прочности. В связи с этим очень распространенной практикой было использование традиционного портландцемента, содержащего 95% портландцементного клинкера и 5% минорных дополнительных компонентов. В цветных сухих упрочняющих смесях портландцемент заменяют более чистым белым цементом, способным обеспечивать более равномерный результат окрашивания. Оттенки сухих упрочняющих смесей получают, среди прочего, за счет использования различных неорганических цветных пигментов.

Эффективность сухих упрочняющих смесей в бетонном полу основана на реакции цемента, содержащегося в сухой упрочняющей смеси, с водой вследствие очень высокой гигроскопичности цемента, обеспечивающей его реакцию с водой с выделением тепла и кальциевых силикатных соединений. Цемент, входящий в состав сухого упрочняющего материала, реагирует с влагой, присутствующей на поверхности бетона так, что он «всасывает» влагу, за счет чего, в сочетании с механической обработкой поверхности пола, сухой упрочняющий материал образует твердую, нерастворимую в воде и монолитную структуру с бетонным основанием.

В начале процесса нанесения сухого упрочняющего покрытия в характерном случае необходимо, чтобы уложенное и заглаженное бетонное основание было подвергнуто первичной последующей обработке, целью которой, среди прочего, является снижение пластической усадки бетонного основания для уменьшения сетчатого растрескивания поверхности бетона и повышения сцепления сухой упрочняющей смеси с поверхностью основания. Первичную последующую обработку в характерном случае проводят с использованием средства для первичной последующей обработки, которое, как показано на Фиг. 1а, распыляют на поверхность бетонного основания, заглаженную после укладки. При этом можно также использовать лист полимерного материала или фильтрующую мембрану, которые укладывают поверх бетонного основания.

Нанесение сухой упрочняющей смеси производят с использованием отдельной распределительной машины, распределительной тележки или стандартного бетоноукладчика. Если нанесение сухой упрочняющей смеси выполняют с использованием распределительной тележки или стандартного бетоноукладчика, то перед распределением сухой упрочняющей смеси поверхность бетонного основания необходимо загладить. С другой стороны, если нанесение сухой упрочняющей смеси производят с использованием распределительной машины, то необходимо, чтобы распределение сухой упрочняющей смеси по поверхности выровненного и виброобработанного бетонного основания было выполнено как можно быстрее. Поскольку поверхность бетонного основания в этом случае не вскрыта посредством шлифовки, влаги, мигрирующей к поверхности бетонного основания вследствие вибрации, должно быть достаточно для наносимой сухой упрочняющей смеси, вот почему распределение сухой упрочняющей смеси нужно производить как можно быстрее после виброобработки.

После нанесения первого слоя сухой упрочняющей смеси поверхность сухой упрочняющей смеси необходимо загладить перед нанесением на него второго слоя упрочняющей смеси. После того как второй слой упрочняющей смеси впитает влагу из подлежащего слоя, его поверхность также заглаживают, после чего в характерном случае достигается конечная гладкость и плотность поверхности, в характерном случае механическое заглаживание производят стальным лезвием с использованием так называемой толкаемой и/или самоходной гладильной машины. Заглаживание стальным лезвием, то есть так называемое хонингование или полирование лезвием, в характерном случае необходимо выполнить два-три раза для получения плотной поверхности пола и для удаления мелких неровностей, если это необходимо для использования пола по назначению.

Заключительную последующую обработку бетонного пола, покрытого сухой упрочняющей смесью, необходимо начать сразу после завершения последнего цикла заглаживания, при этом задачей является предотвращение слишком быстрого высыхания бетонного основания и упрочняющего покрытия и обеспечение оптимальных условий отверждения для пола с упрочняющим покрытием. Последующую обработку можно также использовать для защиты поверхности пола, например - против ударов и загрязнения. Последующую обработку в характерном случае выполняют с использованием распыляемого средства для последующей обработки, листа полимерного материала, смачиваемой фильтрующей мембраны, распыления воды или комбинаций этих способов. Выбор способа последующей обработки зависит от конкретных условий и размера площади пола, подлежащей обработке.

На практике наиболее частыми проблемами в случае полов с упрочняющим покрытием являются следующие:

- слишком малое количество сухой упрочняющей смеси (кг/м²),

- отсутствие равномерного сцепления упрочняющего покрытия с бетонным основанием по всей его площади (при простукивании слышен звук, как будто внутри пустота),

- цветовые различия в упрочняющем покрытии, и

- различия в абразивной устойчивости.

Причинами указанных проблем обычно являются следующие:

- слишком низкое содержание влаги в бетонном основании,

- различные условия укладки бетона (ветер, солнечный свет, дождь),

- использование пластифицированного бетонного раствора (с целью снижения отношения вода-цемент в бетонном основании),

- использование воздухововлекающей добавки в базовом бетонном растворе, и

- использование шлака из доменных печей, зольной пыли или слишком мелкого заполнителя в базовом бетонном растворе.

Кроме того, если белая или светлая поверхность упрочняющего покрытия должна в дальнейшем быть подвергнута алмазной шлифовке или полировке для обеспечения достаточной однородности и блеска, то в высшей степени критично, чтобы количество сухого упрочняющего материала составляло по меньшей мере 10 кг/м². В случае, если количество нанесенного покрытия лежит, например, в диапазоне от 4 кг/м² до 6 кг/м², существует высокий риск того, что поверхность упрочняющего покрытия будет полностью или частично удалена в процессе полировки, так что обнажатся, например, металлические волокна, например - в случае пола из бетона, упрочненного стальными волокнами (SFRC; от англ.: Steel Fiber Reinforced Concrete). Слишком тонкая поверхность упрочняющего покрытия не способна сохранять свой цвет, и цвет покрытия изменяется в зависимости от структуры подлежащего бетона во время заглаживания.

Задачей способа по настоящему изобретению является обеспечение значительного улучшения в отношении указанных выше проблем и значительное повышение уровня техники относительно предшествующего уровня техники. Для достижения этой цели способ по настоящему изобретению принципиально отличается признаками, указанными в отличительной части соответствующего независимого пункта формулы изобретения.

Наиболее примечательные важные преимущества, обеспечиваемые способом по настоящему изобретению, включают его простоту и эффективность, за счет которых в самых разнообразных условиях укладки и в самых требовательных применениях можно обеспечить пол с упрочняющим покрытием с оптимальными физическими и визуальными свойствами. Это обеспечивается за счет прочной взаимосвязи подлежащей структуры пола и наносимого слоя упрочняющего покрытия, обеспечиваемой посредством нанесения среды на основе кремнезема на поверхность каждого слоя упрочняющего покрытия, наносимого поверх подлежащей структуры пола, и последующего заглаживания соответствующего слоя упрочняющего покрытия, что, во-первых, препятствует испарению воды с поверхности бетонной основы или подлежащего упрочняющего покрытия и, во-вторых, уплотняет поверхность соответствующего слоя упрочняющего покрытия способом, сходным с эффектом средства для первичной последующей обработки. Вследствие этого происходит равномерное соединение базового бетонного раствора или подлежащего слоя упрочняющего покрытия со следующим слоем упрочняющего покрытия, причем его поверхность остается свежей, поскольку среда на основе кремнезема реагирует с избытком извести в цементе, тем самым ускоряя формирование поверхности.

Кроме того, при предпочтительном использовании среды на основе наночастиц кремнезема, то есть так называемого нанокремнезема, обеспечивается заметное облегчение нанесения, например, трех и более расположенных друг на друге слоев упрочняющего покрытия без риска недостаточного соединения между слоями упрочняющего покрытия, поскольку обеспечивается достаточное увлажнение слоев упрочняющего покрытия при достаточной равномерности. В частности, использование нанокремнезема обеспечивает возможность достижения дозы сухого упрочняющего покрытия, лежащей в диапазоне от 10 кг/м² до 15 кг/м², за счет чего дополнительно повышается прочность поверхности упрочняющего покрытия и сглаживаются цветовые различия без увеличения продолжительности обработки поверхности пола.

Еще одним преимуществом, обеспечиваемым использованием среды на основе кремнезема для обработки слоя упрочняющего покрытия, является то, что она не снижает прочность бетонной основы, поскольку ее использование не приводит к чрезмерной миграции влаги в бетонную основу. Причиной этого является то, что нанокремнезем действует во время указанной выше обработки как так называемый праймер и ускоритель реакции, тогда как использование воды в этом случае повышает риск чрезмерного «сокращения» бетонной основы и затрудняет отделку материала упрочняющего покрытия, а также одновременно снижает абразивную устойчивость поверхности полученного упрочняющего покрытия.

Поскольку способ по настоящему изобретению обеспечивает значительно большую толщину слоя упрочняющего покрытия бетонного пола, чем ранее (в характерном случае - от примерно 3 кг/м² до 6 кг/м²), полученный пол с упрочняющим покрытием можно обрабатывать посредством алмазного шлифования. Частой проблемой в случае полов с упрочняющим покрытием, полученных с использованием технологии согласно предшествующему уровню техники, является то, что материал упрочняющего покрытия при этом полностью или частично стирается, так что из-за полупрозрачности бетонной основы поверхность упрочняющего покрытия становится пятнистой или крапчатой.

Жидкий коллоидный силикат содержит чистый кремнезем в форме достаточно мелких наночастиц, что обеспечивает возможность их проникновения в поровые структуры упрочняющего материала. Коллоидный силикат кальция образует в поровых структурах новый гидрат силиката кальция (CSH; от англ.: calcium silicate hydrate), который связывается не только с гидратом силиката кальция, присутствующим в ранее обработанной поверхности упрочняющего материала, но и с другими силикатами и с самим собой. При использовании в дополнение к слоям упрочняющего покрытия коллоидный кремнезем реагирует, связывает и впоследствии использует связанный силикат в качестве среды для роста слоев материала, подлежащих последующей обработке. Другие уплотнители поверхности (такие как литий, натрий и калий) не работают сходным образом, поэтому их сходное использование невозможно при обработке слоев упрочняющего материала, расположенных друг на друге.

Благодаря повышенной толщине слоя можно подвергнуть обработанную упрочненную поверхность алмазному шлифованию, начиная «от более глубоких слоев», и получить так называемый плоский мозаичный бетон или поверхность «терраццо», что было невозможно при использовании технологии согласно предшествующему уровню техники.

При обработке слоя или слоев упрочняющего покрытия коллоидным кремнеземом быстрее развивается прочность на сжатие и возрастает плотность поверхности, поскольку за счет коллоидного кремнезема в слое упрочняющего покрытия отсутствует не вступивший в реакцию цемент. Это, с другой стороны, обеспечивает возможность полирования упрочненной поверхности уже через 1-7 дней после заливки. В этой связи следует отметить, что полирование стандартного необработанного бетона согласно предшествующему уровню техники невозможно выполнить раньше, чем через 21-28 дней после заливки.

Другие предпочтительные варианты осуществления способа по настоящему изобретению представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В приведенном ниже описании настоящее изобретение будет подробно проиллюстрировано со ссылкой на прилагаемые графические материалы, которые демонстрируют в форме серии Фигур 1a-1f, иллюстрирующих предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения, различные стадии обработки согласно способу по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение относится к способу нанесения сухого упрочняющего покрытия на бетонный пол, в котором уложенный и, как показано на Фиг. 1а, выровненный бетонный раствор В для пола вначале подвергают первичной последующей обработке, наиболее предпочтительно - посредством распыления на его поверхность средства для первичной последующей обработки. При этом, в случае необходимости - после выравнивания бетонного раствора для пола, на поверхность бетонного раствора для пола наносят согласно принципу, видному из Фиг. 1с и Фиг. 1е, сухой упрочняющий материал К в форме двух или более последовательно нанесенных слоев сухого упрочняющего покрытия К1 и К2, при этом поверхность нижележащего слоя сухого упрочняющего покрытия К1 заглаживают перед нанесением следующего слоя сухого упрочняющего покрытия, подлежащего обработке. Далее заглаживают последний нанесенный на бетонный пол слой сухого упрочняющего покрытия и подвергают бетонный пол заключительной последующей обработке, например - обрабатывают средством для последующей обработки, распыляют воду, накладывают лист полимерного материала, защищают фильтрующей мембраной или подобно этому. За нанесением подлежащего слоя К1 сухого упрочняющего покрытия следует распределение по его поверхности согласно принципу, видному из Фиг. 1с и Фиг. 1е, водорастворимой среды V на основе кремнезема перед заглаживанием и/или во время заглаживания этого конкретного слоя сухого упрочняющего покрытия и перед нанесением вышележащего слоя К2 сухого упрочняющего покрытия, который должен быть распределен по подлежащему слою, что, с другой стороны, обеспечивает отсутствие чрезмерной миграции влаги снизу в структуру упрочняющего покрытия, однако нанесенный слой упрочняющего покрытия, тем не менее, получает достаточно влаги для процесса его отверждения.

В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению обработку последовательно наносимых слоев К1, К2 упрочняющего покрытия осуществляют с использованием среды V на основе нанокремнезема, причем благодаря малому размеру частиц среды обеспечиваются оптимизация равномерного распределения влаги в слое упрочняющего покрытия и оптимальное отверждение структуры упрочняющего покрытия.

В следующем предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению конечную структуру упрочняющего покрытия бетонного пола получают из трех или более слоев, последовательно наносимых друг на друга, причем каждый слой сухого упрочняющего покрытия обрабатывают средой V перед заглаживанием и, как показано на Фиг. 1d и 1f, и во время заглаживания, если это необходимо, что также обеспечивает дозу сухого упрочняющего покрытия, лежащую, например, в диапазоне от 10 кг/м² до 15 кг/м², при сборке структуры упрочняющего покрытия бетонного пола. При этом можно получить структуру бетонного пола, содержащую структуру упрочняющего покрытия, заметно более толстую, чем можно обеспечить согласно предшествующему уровню техники.

В следующем предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению первичную последующую обработку бетонного раствора для пола или бетонной основы В, как показано на Фиг. 1а, проводят с использованием водорастворимого средства для первичной последующей обработки на основе кремнезема или силиката, причем поверхность бетонного раствора для пола, обработанную этим средством, уплотняют, согласно принципу, показанному на Фиг. 1b, механически с использованием ручного устройства для заглаживания, такого как гладилка и т.п.

В следующем предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению заключительную последующую обработку готового пола с упрочняющим покрытием или выполняемую в дальнейшем процедуру технического обслуживания или ухода за полом с упрочняющим покрытием проводят посредством обработки его поверхности алмазным шлифованием, которое в случае полов с упрочняющим покрытием, изготовленных с использованием технологии согласно предшествующему уровню техники, не всегда возможно из-за переменной или чрезмерно малой толщины структуры упрочняющего покрытия.

Очевидно, что настоящее изобретение не ограничено описанными или разъясненными выше вариантами его осуществления и может варьироваться в рамках основной идеи настоящего изобретения в виде множества различных способов в зависимости, например, от существующих условий заливки, используемых бетонных растворов и сухих упрочняющих материалов, а также от свойств, требуемых от конкретных изготавливаемых бетонных полов.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано для нанесения сухого упрочняющего покрытия на бетонный пол. Уложенный бетонный раствор (В) для пола вначале подвергают первичной последующей обработке, после чего наносят сухой упрочняющий материал (К) в форме двух или более последовательно нанесенных друг на друга слоев сухого упрочняющего покрытия. Поверхность подлежащего слоя сухого упрочняющего покрытия заглаживают перед нанесением следующего слоя сухого упрочняющего покрытия. Заглаживают последний нанесенный на бетонный пол слой сухого упрочняющего покрытия и подвергают бетонный пол заключительной последующей обработке, при которой обрабатывают средством для последующей обработки, распыляют воду, накладывают лист полимерного материала или защищают фильтрующей мембраной. За нанесением подлежащего слоя (К1) сухого упрочняющего покрытия распределяют по его поверхности водорастворимую среду (V) на основе кремнезема перед заглаживанием и/или во время заглаживания этого конкретного слоя сухого упрочняющего покрытия и перед нанесением вышележащего слоя (К2) сухого упрочняющего покрытия, который должен быть распределен по подлежащему слою. Обеспечивается большая толщина слоя упрочняющего покрытия бетонного пола. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ нанесения сухого упрочняющего покрытия на бетонный пол, в котором уложенный бетонный раствор (В) для пола вначале подвергают первичной последующей обработке посредством распыления на его поверхность средства для первичной последующей обработки, после чего на поверхность бетонного раствора для пола наносят сухой упрочняющий материал (K) после заглаживания поверхности, при этом поверхность подлежащего слоя сухого упрочняющего покрытия (K1) заглаживают перед нанесением следующего слоя сухого упрочняющего покрытия (K2), подлежащего обработке, после чего заглаживают последний нанесенный на бетонный пол слой сухого упрочняющего покрытия и подвергают бетонный пол заключительной последующей обработке, при которой обрабатывают средством для последующей обработки, распыляют воду, накладывают лист полимерного материала или защищают фильтрующей мембраной, отличающийся тем, что в процессе распределения сухого упрочняющего материала (K) по поверхности бетонного раствора для пола наносят два или более расположенных друг на друге слоев упрочняющего покрытия (K1, K2) для увеличения общей толщины упрочняющего покрытия и для усиления взаимосвязи между находящимися друг на друге слоями упрочняющего покрытия, при этом за нанесением подлежащего слоя (K1) упрочняющего покрытия следует распределение по его поверхности водорастворимой среды (V) на основе кремнезема перед заглаживанием и/или во время заглаживания этого конкретного слоя сухого упрочняющего покрытия и перед нанесением вышележащего слоя (K2) сухого упрочняющего покрытия, который должен быть распределен по подлежащему слою.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку расположенных друг на друге слоев (K1, K2) упрочняющего покрытия осуществляют с использованием среды (V) на основе нанокремнезема.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что конечная структура упрочняющего покрытия бетонного пола состоит из трех или более слоев упрочняющего покрытия, последовательно нанесенных друг на друга, причем каждый слой (K1, K2) упрочняющего покрытия обрабатывают средой (V) перед заглаживанием и/или во время заглаживания.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что заключительную последующую обработку готового пола с упрочняющим покрытием или выполняемую в дальнейшем процедуру технического обслуживания или ухода за полом с упрочняющим покрытием проводят посредством обработки его поверхности алмазным шлифованием.