СПОСОБ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ЖЕСТКИХ АЭРОДРОМНЫХ И ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ БЕТОННЫХ ПЛИТ Российский патент 2023 года по МПК E04B1/64 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу обработки аэродромных и дорожных покрытий.

Изобретение может быть использовано при ремонте жестких (цементобетонных, армобетонных и железобетонных) аэродромных и дорожных покрытий для восстановления гидроизоляционного слоя на них и профилактического предотвращения их разрушения.

Разрушение аэродромных и дорожных покрытий может приводить к аварийным ситуациям во время взлета и посадки воздушных судов, к повышению аварийности при дорожном движении, снижению скорости траффика, повышенному износу узлов автомобильного транспорта и пр., в связи с чем поддержание жестких аэродромных и дорожных покрытий в надлежащем состоянии, их герметизирование и сохранение в работоспособном состоянии является актуальной технической задачей на современном этапе промышленного развития.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОВЕРХНОСТЬ ДНЕВНАЯ - открытая поверхность земли (СТО НОСТРОЙ 2.29.107-2013. «Мостовые сооружения. Устройство фундаментов мостов. Часть 1).

ДНЕВНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ПЛИТЫ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ - это обращенная наверх поверхность, к которой прикладывается контактное воздействие колес шасси самолетов, воздействие аэродромной уборочной техники щетками или иными средствами уборки, воздействие атмосферных факторов и противогололедных химреагентов (в отличие от нижней поверхности плиты, которая опирается на нижележащие слои конструкции аэродромных покрытий, и боковых граней плиты, являющихся стенками швов.

ЭЛЕКТРООСМОС (Electroosmosis) - движение влаги от одного электрода к другому при пропускании через бетонную смесь постоянного тока [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А.А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.].

Наибольшему воздействию климатических, химических факторов, вызывающих старение бетона аэродромных и дорожных покрытий, подвергается дневная поверхность плит и их торцы в швах между плитами.

Дневная поверхность плит подвергается как воздействию природных факторов: атмосферных осадков, знакопеременных температур и солнечной радиации, так и техногенному воздействию от нагрузки ВС (воздушных судов), уборочной техники и химическому воздействию химреагентов и продуктов сгорания топлива. В швах все эти факторы (кроме силового воздействия ВС и техники) усугубляются возможным застоем воды, причем наличие битумных герметиков, применяемых в 99% случаев для гидроизоляции швов, играет защитную роль при наличии полной адгезии к торцам плит, при отслоении (что происходит по мере старения битумных герметиков) вода, проникая в щель между герметиком и бетоном, приобретая кислотность от битума способствует коррозии цементного камня бетона.

Известен способ обработки и восстановления рабочих свойств швов жестких аэродромных и дорожных покрытий, включающий очистку шва от мусора, последующий нагрев герметика шва до температуры, обеспечивающей его текучесть, и затем подачу направленной струей на нагретый герметик шва дозированного количества праймера, добавляющего легкие фракции в герметик шва для улучшения свойств сцепления и герметизации материала шва с жестким материалом покрытия, которые осуществляют с использованием перемещаемого над зоной деформационного шва самоходного устройства, на раме которого устанавливают компрессор для продувки шва и очистки его от мусора, СВЧ-излучатель, содержащий расположенный в корпусе магнетрон, соединенный через волновод с пирамидальным рупорным облучателем, внутреннюю экранирующую изолирующую решетку, а по нижнему периметру закрепляют наружный изолирующий пояс, выполненный из диэлектрического материала, и дозатор для праймера (патент РФ №2783131 на изобретение «СПОСОБ ОБРАБОТКИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОЧИХ СВОЙСТВ ШВОВ ЖЕСТКИХ АЭРОДРОМНЫХ И ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ, опубл. 09.11.2022, МПК E01C 23/09). Недостатком известного способа трудоемкость и ограниченность применения, обеспечивающего только на обработку швов.

Известен способ защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги, в соответствии с которым на обрабатываемой площади выполняют ряды отверстий. В отверстия, через одно, устанавливают электроды, свободные отверстия между электродами используют для заполнения их гидрофобной жидкостью, в которую добавлена соль железа в количестве 0,5-8 мас. %. Оптимальное расстояние между электродами 20-50 см. На электроды подают потенциал в интервал 0,1-1,4 В, чередуя аноды и катоды по обрабатываемой площади в шахматном порядке. Под действием электрического поля происходит обводнение (сушка) строительного материала или конструкции, обусловленная массопереносом частиц гидрофобной жидкости и миграционных процессов в ней. Более интенсивному протеканию процесса электроосмоса способствует соль железа, которая повышает проводимость гидрофобной жидкости. Кроме этого, соли железа в щелочной среде, которой обладают строительные материалы, образуют гидроксид железа. Он кольматирует капилляры и поры материала и обеспечивает тем самым его долговременную защиту от проникновения влаги. Дополнительно к обрабатываемой площади прикладывают магнитное поле, направление силовых линий которого перпендикулярно направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости (патент РФ №2231603 на изобретение «СПОСОБ ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЛАГИ», опубликован 27.06.2004, МПК E04B 1/64). Недостатком известного способа является невозможность устранения дефектов в межплиточных швах.

Известен наиболее близкий к заявляемому способу по совокупности существенных признаков и выбранный в качестве прототипа способ восстановления нарушенной гидроизоляции строительных сооружений, включающий электроосмотическое удаление влаги путем установки электродов, выполненных в виде пластин листового железа, и подачу гидроизоляционной жидкости одновременно с подключением электрического тока. Электроды прикрепляют с противоположных сторон стены через текстильную прокладку. Подачу гидроизоляционной жидкости осуществляют под давлением на установленную на аноде текстильную прокладку через установленную вдоль анода перфорированную трубку. (авторское свидетельство СССР №1583559 на изобретение «СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННОЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ», опубл. 07.08.1990, МПК E04B 1/64).

Недостатком известного метода является необходимость применения прокладок и недостаточно высокая эффективность гидроизоляции. Известный способ не позволяет устранить дефекты на таких наиболее подверженных воздействию окружающей среды участках покрытия, как места соединений двух расположенных под 90° к друг другу плоскостей плит покрытия: дневной поверхности плиты и кромки плиты в швах, в связи с чем не удается устранить дефект «отколы кромок в местах швов». Кроме того, известный способ не предотвращает возникновение дефекта «шелушение поверхности плиты глубиной свыше 1 см».

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка эффективного способа восстановления и гидроизоляции жестких аэродромных и дорожных покрытий.

Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в повышении качества гидроизоляции и увеличении эксплуатационного срока службы восстановленных жестких (цементобетонных, армобетонных и железобетонных) аэродромных и дорожных покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что способ гидроизоляции жестких аэродромных и дорожных покрытий из бетонных плит включает электроосмотическое удаление влаги путем установки электродов, выполненных в виде пластин листового железа, и подачу гидроизоляционного состава одновременно с подключением электрического тока. Полости швов, дневные поверхности и кромки плит предварительно очищают и сушат, после чего в прилегающий к обрабатываемой поверхности плиты шов помещают электрод с проводом таким образом, чтобы расстояние от верхней грани электрода до дневной поверхности плиты составляло не менее 2 см. Над электродом в шве устанавливают эластичный уплотнительный шнур. Затем осуществляют подачу гидрофобизирующего состава на дневную поверхность, после чего на обработанную гидрофобизирующим составом поверхность плиты укладывают электрод с проводом. Электроды выдерживают под постоянным током до полного всасывания гидрофобизирующего состава, после чего меняют полярность электродов на противоположную и вторично выдерживают их под постоянным током. После завершения пропитки электроды удаляют, плиту высушивают и обметают сжатым воздухом, а полости швов обрабатывают аэродромным герметиком.

Предпочтительно, чтобы очистку полости швов осуществляли с помощью механических средств с последующим удалением отходов очистки, а очистку дневной поверхности и кромок плит осуществляли водоструйными аппаратами высокого давления до первичного светлосерого цвета бетона.

Предпочтительно, чтобы электроды в шов помещали «враспор», а эластичный уплотнительный шнур в шве над электродом устанавливали «расклиниванием».

Предпочтительно, чтобы провод от электрода, установленного на дневной поверхности, присоединяли к аноду, а провод, идущий к электроду, установленному в шве, присоединяли к катоду.

Предпочтительно, чтобы подачу гидрофобизирующей жидкости на дневную поверхность плиты производили в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3÷5 мм.

Предпочтительно, чтобы пластины электродов размещали с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям.

Предпочтительно, чтобы обработку плит, габаритные размеры которых превышают 3,75×5 м, осуществляли частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь дневной поверхности плиты шириной 1,50÷3,50 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву.

Предпочтительно также чтобы электроды соединяли с проводом на болтовое соединение.

Предпочтительно, чтобы электроды помещали в шов «враспор».

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях исполнения, оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- предварительной очисткой и сушкой полостей швов, дневных поверхностей и кромок плит;

- помещением электрода с проводом в прилегающий к обрабатываемой поверхности плиты шов таким образом, чтобы расстояние от верхней грани электрода до дневной поверхности плиты составляло не менее 2 см;

- устанавливанием в шве над электродом эластичного уплотнительного шнура;

- подачей гидрофобизирующего состава на дневную поверхность;

- укладкой электрода с проводом на обработанную гидрофобизирующим составом поверхность плиты;

- выдерживанием электроды под постоянным током до полного всасывания гидрофобизирующего состава

- сменой полярности электродов на противоположную и вторичным выдерживанием их под постоянным током;

- удалением электродов, высушиванием и обметанием плиты сжатым воздухом и обработкой полости швов аэродромным герметиком после завершения пропитки.

В предпочтительных случаях исполнения изобретение отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- очисткой полости швов с помощью механических средств с последующим удалением отходов очистки;

- очисткой дневной поверхности и кромок плит водоструйными аппаратами высокого давления до первичного светлосерого цвета бетона;

- помещением электродов в шов «враспор»;

- размещением эластичного уплотнительного шнура в шве над электродом «расклиниванием»;

- Предпочтительно, чтобы провод от электрода, установленного на дневной поверхности, присоединяли к аноду, а провод, идущий к электроду, установленному в шве, присоединяли к катоду.

- присоединением к аноду провода от электрода, установленного на дневной поверхности;

- присоединением к катоду провода, идущего к электроду, установленному в шве;

- подачей гидрофобизирующего состава на дневную поверхность плиты в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3÷5 мм;

- размещением пластины электродов с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям;

- обработкой плит, габаритные размеры которых превышают 3,75×5 м, частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь дневной поверхности плиты шириной 1,50÷3,50 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву;

- соединением электродов с проводом на болтовое соединение;

- размещением электродов в шов «враспор».

Предварительная очистка и сушка дневной поверхности, полостей швов и кромок плит в швах обеспечивает повышение проницаемости поверхности бетона, что повышает качество гидроизоляциии и эксплуатационный срок службы дорожного и аэродромного покрытия. Установка электродов в швах между плитами, подача гидрофобизирующего состава на дневную поверхность, укладка электрода с проводом на обработанную гидрофобизирующим составом поверхность плиты, смена полярности электродов в процессе гидроизоляции позволяет достичь гидроизоляции и упрочнения обрабатываемой плиты аэродромного или дорожного покрытия в двух плоскостях, наиболее подверженных воздействию окружающей среды - дневной поверхности и грани плиты в шве покрытия (плоскости под 90° по отношению к друг другу) и устранить дефект «отколы кромок в местах швов».

Размещение электродов в шве таким образом, чтобы расстояние от верхней грани пластины листового железа до дневной поверхности плиты составляло не менее 2 см, размещение в шве над электродом эластичного уплотнительного шнура исключает прямой контакт между катодом и анодом по гидрофобизирующему составу, предохраняет от короткого замыкания и обеспечивает электроосматическое пропитывание бетона гидрофобизирующим составом.

Очистка полости швов с помощью механических средств с последующим удалением отходов очистки, а очистка дневной поверхности и кромок плит с посредством водоструйых аппаратов высокого давления до первичного светлосерого цвета бетона повышает проницаемость поверхности бетона, что повышает качество гидроизоляциии и эксплуатационный срок службы дорожного и аэродромного покрытия.

Размещение электродов в шве «враспор», а уплотнительного шнура в шве над электродом «расклиниванием» обеспечивает неподвижность шнура и герметичность полости шва под ним и исключает прямой контакт между катодом и анодом по гидрофобизирующему составу.

Присоединение провода от пластины электрода, установленного на дневной поверхности, к аноду, а к катоду - провода, идущего к пластине электрода, установленного в шве позволяет при подаче постоянного тока осуществить эффектиную пропитку за счет электросмоса.

Подача гидрофобизирующей жидкости на дневную поверхность плиты в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3÷5 мм, позволяет предотвратить проникновение влаги в тело бетона за счет томпонирования пор и микротрещин, при этом предотвращается или уменьшается возникновение коррозии цементного камня, которая является причиной разрушения кромок и поверхности жестких аэродромных покрытий и предотвращается возникновение дефекта «шелушение поверхности плиты глубиной свыше 1 см».

Размещение пластины электродов с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям улучшает контакт воздействие электрического тока на поверхность бетона.

Осуществление обработки плит, габаритные размеры которых превышают 3,75×5 м, частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь дневной поверхности плиты шириной 1,5÷3,5 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву, позволяет добиться равномерности обработки поверхности плит.

Способ осуществляют следующим образом.

Полости швов, дневные поверхности и кромки бетонных плит аэродромных и дорожных покрытий предварительно очищают и сушат от герметика и иных загрязнений. Очистку полости швов осуществляют с помощью механических средств (тракторных плужков, крючков, трещиноразделочных машин, фрез по бетону и иной аналогичной техники малой механизации) с последующим удалением отходов очистки. Электроды, выполненные в виде пластин листового железа, устанавливают на дневной поверхности плиты. В прилегающий к обрабатываемой поверхности плиты шов «враспор» помещают электрод (пластину /пластины листового железа) с присоединенным на болтовое соединение проводом. При установке «враспор» давление от сил, действующих в вертикальном направлении, распространяется в горизонтальном направлении, поэтому электрод, имеющий клиновидное сечение, под своим весом плотно прилегает в шве к боковым стенкам плиты. Электрод помещают в шов таким образом, что он не достает до верха шва не менее чем на 2 см. В свободном пространстве над электродом «расклиниванием» размещают эластичный уплотнительный шнур, например резиновый, полиуретановый и пр. Размещение «расклиниванием» предполагает помещение в узкость предмета, имеющего большие, чем узкость размеры и лишение его возможности перемещения. В качестве уплотнительного шнура используют промышленно выпускаемые виды уплотнительных шнуров для гидроизоляции аэродромных швов. Для обеспечения «расклинивания» используют шнур с диаметром, на 15-20% превышающим ширину шва, что обеспечивает неподвижность шнура и герметичность полости шва под ним, исключая прямой контакт между катодом и анодом по гидрофобизирующему составу. На дневную поверхность плиты наносят гидрофобизирующий состав. Подачу гидроизоляционного состава осуществляют одновременно с подключением электрического тока. При значительных размерах более 3,75×5 м плиту обрабатывают частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь поверхности плиты шириной 1,5-3,5 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву. Подачу гидроизоляционной жидкости на дневную поверхность плиты производят в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3,0÷5,0 мм. На поверхность, обработанную гидрофобизирующим составом, укладывают пластину/пластины из листового железа с присоединенным на болтовое соединение проводом. Пластины электродов размещают с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям, при необходимости выполняют пригруз пластин металлическим предметами. К аноду присоединяют провод от пластины электрода, установленного на дневной поверхности, а к катоду присоединяют провод, идущий к пластине электрода, установленного в шве. Электроды выдерживают под постоянным током до полного всасывания гидрофобизирующей жидкости, после чего меняют полярность электродов на противоположную и вторично выдерживают их под постоянным током. После завершения пропитки электроды удаляют, плиту высушивают и обметают сжатым воздухом, а полости швов обрабатывают аэродромным герметиком и, при необходимости, уплотняющим шнуром. Для реализации способа применяют пропитки гидрофобизирующие на основе кремнийорганических соединений, включающих в своем составе водорастворимые соли железа.

Предлагаемый способ гидроизоляции аэродромных и дорожных покрытий из бетонных плит позволяет продлить ресурс службы жестких аэродромных и дорожных покрытий, он значительно менее трудоемок и более эффективен по сравнению с известными способами.

Предлагаемый способ может быть реализован на аэродромах, в том числе и действующих, без перерыва летной эксплуатации, потому что временной интервал для обработки плиты не превышает 2-3 часа и вполне доступен в «окна» между полетами. Все процедуры подготовки, очистка, уборка и герметизация швов могут выполняться так же в «окна» в полетах, причем отдельно от основной процедуры. Так как ни одна из процедур не является «калечащей» для плиты и полеты могут выполняться как после подготовки и первичной уборки, так и после гидрофобизации целой плиты или части плиты до герметизации швов. Единственным непреложным требованием является отсутствие посторонних предметов на поверхности аэродрома.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу обработки аэродромных и дорожных покрытий. Изобретение может быть использовано при ремонте жестких (цементобетонных, армобетонных и железобетонных) аэродромных и дорожных покрытий для восстановления гидроизоляционного слоя на них и профилактического предотвращения их разрушения. Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка эффективного способа восстановления и гидроизоляции жестких аэродромных и дорожных покрытий. Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в повышении качества гидроизоляции и увеличении эксплуатационного срока службы восстановленных жестких (цементобетонных, армобетонных и железобетонных) аэродромных и дорожных покрытий. Способ гидроизоляции жестких аэродромных и дорожных покрытий из бетонных плит включает электроосмотическое удаление влаги путем установки электродов, выполненных в виде пластин листового железа, и подачу гидроизоляционного состава одновременно с подключением электрического тока. Полости швов, дневные поверхности и кромки плит предварительно очищают и сушат, после чего в прилегающий к обрабатываемой поверхности плиты шов помещают электрод с проводом таким образом, чтобы расстояние от верхней грани электрода до дневной поверхности плиты составляло не менее 2 см. Над электродом в шве устанавливают эластичный уплотнительный шнур. Затем осуществляют подачу гидрофобизирующего состава на дневную поверхность, после чего на обработанную гидрофобизирующим составом поверхность плиты укладывают электрод с проводом. Электроды выдерживают под постоянным током до полного всасывания гидрофобизирующего состава, после чего меняют полярность электродов на противоположную и вторично выдерживают их под постоянным током. После завершения пропитки электроды удаляют, плиту высушивают и обметают сжатым воздухом, а полости швов обрабатывают аэродромным герметиком. Предпочтительно, чтобы очистку полости швов осуществляли с помощью механических средств с последующим удалением отходов очистки, а очистку дневной поверхности и кромок плит осуществляли водоструйными аппаратами высокого давления до первичного светло-серого цвета бетона. Предпочтительно, чтобы электроды в шов помещали «враспор», а эластичный уплотнительный шнур в шве над электродом устанавливали «расклиниванием». Предпочтительно, чтобы провод от электрода, установленного на дневной поверхности, присоединяли к аноду, а провод, идущий к электроду, установленному в шве, присоединяли к катоду. Предпочтительно, чтобы подачу гидрофобизирующей жидкости на дневную поверхность плиты производили в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3-5 мм. Предпочтительно, чтобы пластины электродов размещали с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям. Предпочтительно, чтобы обработку плит, габаритные размеры которых превышают 3,75×5 м, осуществляли частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь дневной поверхности плиты шириной 1,50-3,50 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву. Предпочтительно также чтобы электроды соединяли с проводом на болтовое соединение. Предпочтительно, чтобы электроды помещали в шов «враспор». 7 з.п. ф-лы.

1. Способ гидроизоляции жестких аэродромных и дорожных покрытий из бетонных плит, включающий электроосмотическое удаление влаги путем установки электродов, выполненных в виде пластин листового железа, и подачу гидроизоляционного состава одновременно с подключением электрического тока, отличающийся тем, что полости швов, дневные поверхности и кромки плит предварительно очищают и сушат, после чего в прилегающий к обрабатываемой поверхности плиты шов помещают электрод с проводом таким образом, чтобы расстояние от верхней грани электрода до дневной поверхности плиты составляло не менее 2 см, над электродом в шве устанавливают эластичный уплотнительный шнур, после чего осуществляют подачу гидрофобизирующего состава на дневную поверхность, затем на обработанную гидрофобизирующим составом поверхность плиты укладывают электрод с проводом; электроды выдерживают под постоянным током до полного всасывания гидрофобизирующей жидкости, после чего меняют полярность электродов на противоположную, и вторично выдерживают их под постоянным током; после завершения пропитки электроды удаляют, плиту высушивают и обметают сжатым воздухом, а полости швов обрабатывают аэродромным герметиком.

2. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что очистку полости швов осуществляют с помощью механических средств с последующим удалением отходов очистки, а очистку дневной поверхности и кромок плит осуществляют водоструйными аппаратами высокого давления до первичного светло-серого цвета бетона.

3. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что электроды в шов помещают «враспор», а эластичный уплотнительный шнур в шве над электродом устанавливают «расклиниванием».

4. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что провод от электрода, установленного на дневной поверхности, присоединяют к аноду, а провод, идущий к электроду, установленному в шве, присоединяют к катоду.

5. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что подачу гидрофобизирующего состава на дневную поверхность плиты производят в количестве, обеспечивающем пропитку плиты и образование на ее поверхности слоя толщиной 3-5 мм.

6. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что пластины электродов размещают с плотным прилеганием к сопрягаемым поверхностям.

7. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что обработку плит, габаритные размеры которых превышают 3,75×5 м, осуществляют частями, включающими один из очищенных швов и прилегающую площадь дневной поверхности плиты шириной 1,50-3,50 м и длиной, равной прилегающему очищенному шву.

8. Способ гидроизоляции по п. 1, отличающийся тем, что электроды соединяют с проводом на болтовое соединение.