Способ обработки поверхностей бетонных строительных изделий и монолитных сооружений Советский патент 1993 года по МПК B28D1/00 B28B11/00 

ние

1/ зобретение относится к области стро- ител1ства и может быть использовано для отде; ки поверхностей бетонных конструкций ри монолитном возведении сооружений 1ли при изготовлении строительных изде; ий.

адачей изобретения является получе- сачественного поверхностного слоя CTpov тельных изделий при их заводском изготовлении или бетонных конструкций при моно 1итном возведении сооружений. Качествен ность поверхностного слоя обусловле- о восприятием тепловых ударов плазменной струи без деформаций и разру- Поверхностный слой обладает низ- еплопроводностыо, что позволяет ить конструктивный материал изде- сооружения от нагревания и деформации. При этом способ позволяет

шенуи кой за щи лия

ипи

получать равномерно и однородно оплавленную поверхность изделия или конструкции разнообразных цветов, различных рельефов, а также многоцветных орнаментов и рисунков, что улучшает декоративные свойства изготавливаемых и возводимых сооружений.

Качество защитно-декоративных покрытий изделий и сооружений достигается подбором состава бетонной смеси для поверхностного слоя изделий или конструкций, содержащей минеральное вяжущее и неорганический огнеупорный кремнеземсодержащий заполнитель. Такой состав бетонной смеси поверхностного слоя обеспечивает одновременно его огнеупорность и оплавляемость.

В качестве заполнителя может быть использован керамзит с размером частиц до

00

ы

00

ы

10 мм с содержанием его в бетонной смеси поверхностного слоя до 20% или бой стек- локристаллического. материала, при этом оптимальный размер частиц неорганического кремнийсодержащего огнеупорного заполнителя составляет 0,63-5,00 мм.

Для получения цветного покрытия используют 1-5%-ный водный раствор красителя, который используют или для затворения цемента или наносят на поверхность изделия или конструкции до оплав- ления или после оплавления на горячую поверхность.

Но во всех случаях при использовании вышеописанных составов бетонной смеси поверхностного слоя изделий или конструкций для образования стекловидной пленки заданных декоративных качеств и требуемой прочности « долговечности необходимо использовать при обработке поверхностного слоя струи плазмы определенных параметров, определяющих режим обработки изделий или конструкций, Температура плазмы должна составлять 2000-5000 К,

-ЧТ

п. ютность струи - 5 10 г/см , давление плазмы 1,0-1,1 атм при удельной мощности 2..О-3.0 кВт/см2, при этом глубина оплавления превышает максимальный размер-огнеупорного заполнителя.

Сущность способа заключается в сочетании режимных параметров плазменной обработки и определенного состава бетонной смеси для образования поверхностного слоя.

Сущность способа заключается в следующем.

Плазменная обработка изделий или конструкций состоит в оглавлении наружного слоя конструктивного бетона или специально нанесенного на конструктивный слой изделия оплавляемого слоя толщиной около 20 мм. Оллавление осуществляют с помощью высокочастотной установки-плаз- мотрона и основано на применении струи индукционной плазмы, являющейся результатом превращения энергии электромагнитного поля в тепловую и кинетическую. Оплавление происходит при температуре факела 2000-5000 К, В качестве плазмооб- разующего газа в индукционной плазменной установке может быть использован еоздух, а зажигание разряда производится с помощью аргона.

При использовании плазмотрона необходимо соблюдение правил техники безопасности, которые предусмотрены при работе с электроустановками свыше 1000 В. Высокочастотная плазменная установка должна быть установлена в специальном помещении, где расположены пульт управ

ления, блоки электрического питания, фильтра и генератора. Температура окружающей среды должна быть от 10 до 40°С с относительной влажностью не выше 80% (при 25°С) и окружающая среда не должна содержать паров кислот, щелочей, токопрово- дящей пыли, вредно действующих на аппаратуру и материалы, из которых установка изготовлена.

Помещение разделяется перегородкой, имеющей смотровое окно со светозащит- ным стеклом. Обрабатываемое изделие устанавливают в смежном с плазмотроном помещении на передвижной тележке. Воз- можно перемещение плазмотрона относительно обрабатываемого изделия. Управление режимом работы генератора, всеми перемещениями блока плазмотрона и тележки с изделием осуществляется со специального пульта, входящего в компонент установки.

Поверхностный слой изделий и конструкций, подлежащий оплавлению, должен выполняться из материала, обладающего высокой огнеупорностью и низкой теплопроводностью, который хорошо переносит тепловой удар, не подвергаясь при этом деформациям и разрушению.

При приготовлении бетонной смеси для

поверхностного слоя в качестве вяжущего используют портландцемент 400 (ГОСТ 10178-78) и портландцемент белый марки 300-400 (ГОСТ 965-78).

В качестве огнеупорного кремнийсодержащего заполнителя в бетонной смеси оплавляемого слоя применяют керамзит, перлит, бой стекла, стеклокрошку различных цветов, бой стеклоплитки. Общие технические требования данных заполнителей

должны соответствовать ГОСТ 9757-73.

В качестве заполнителя бетонной смеси

поверхностного слоя могут использоваться

.также чистые кварцевые пески (морские и

речные) с МКр 1,7, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-85. Вместе с песком в бетонную смесь оплавляемого слоя рекомендуется вводить 20% керамзита фракции до 10 мм.

Соотношение компонентов растворной

части бетонной смеси составляет в этом случае 1:24:0,6 (цемент: песок: керамзит). Наиболее оптимальное соотношение цемента и заполнителя в бетонной смеси для оплавляемого слоя составляет 1:2 или 1:3 при

использовании керамзита, а при использовании боя различных видов стекла, стекло- крошки и стеклоплитки - 1:2.

Оптимальный размер зерен заполнителя бетонной смеси для поверхностного

Ј/Гоя, обеспечивающий его наибольшую

п ючность и декоративность оплавления со- С авляет от 0,63 мм до 5 мм. При примене- н in керамзита используют керамзитовый п сок, так и мелкие фракции дробленного керамзитового гравия.

При использовании в качестве заполните ля боя оконного стекла его фракции сле- д гет.ограничить до 5 мм.

Для получения после оплавления гладкий фактуры необходимо использовать од- н фракционный заполнитель с размером з фен 1,25-2,5, например, керамзитовый п JCOK.

Наличие посторонних примесей в за- п лнителе для бетонной смеси оплавляемо- гс слоя не допускается,

Способ обработки поверхностей строи- т льных изделий при заводской технологии и с изготовления включает следующие опе- р щии:

- приготовление конструктивного бето- н i;

- укладка в форму и уплотнение конст- р гктивного бетона. При этом уровень запол- н жия формы должен быть ниже, например, н i 2 см верхней кромки формы или вровень с фомкой формы в случае применения при- смпки;

- приготовление формовочной смеси для оплавляемого слоя;

-укладка и уплотнение массы оплавляемого слоя вровень с кромками формы;

- термообработка и сушка до 5% влажности изделий в пропарочных камерах. Бо- л е эффективна сушка в газовых камерах;

- оплавление поверхности изделий на плазменной высокочастотной установке в С руе плазмы, выходящей из сопла плазмот-. pi на при температуре плазмы 2000-5000 К, п, ютности струи, равной 5 г/см3, давлении струи плазмы равном 1,0-1,1 ати и удельной мощности 2,0-3,0 кВт/см .

Можно для образования поверхностно- г слоя использовать метод присыпки огне- уг орного заполнителя по растворному или к нструктивному слою. В этом случае необ- дополнительное виброуплотнение HI и прокатка валиком частиц заполнителя, в качестве которого используется бой различного вида цветного стекла, оконного спекла, стеклокрошка, бой стеклоплитки.

Плазмотрон имеет механизмы трех видов перемещений:

- горизонтального - вдоль поверхности и: делий,

- горизонтального (установочного) - перпендикулярно к первому направлению (р эсстояние от сопла плазмотрона до оплав- ш емой поверхности),

- вертикального (тягового).

За один проход плазмотрона оплавляется полоса изделия высотой, равной шагу плазмотрона, после чего вертикальным перемещением блока плазмотрона делается

следующий шаг. Оплавляемое изделие устанавливается вертикально перпендикулярно оси плазмотрона. Скорость перемещения плазмотрона выбирается в зависимости от вида оплавляемого материала поверхност0 ного слоя и составляет 0,63-2,5 м/мин. Расстояние от сопла плазмотрона до оплавляемой поверхности выбирается от вида заполнителя в бетонной смеси оплавляемого слоя и составляет 20-5 мм. При

5 дефектной поверхности оплавляемого слоя (вырывы, раковины и т.п.) необходимо 2-х или 3-х кратное оплавление поврежденных участков изделия.

Для получения устойчивого цветного

0 покрытия поверхность обрабатывают 1- 5%-ным водным раствором красителя, в качестве которых могут быть использованы красящие соли металлов, например, железа, кобальта, никеля, хрома, меди.

5 Водный раствор красителя может быть использован в качестве воды затворения для приготовления бетонной смеси оплавляемого слоя.

Водный раствор красителя может быть

0 нанесен на поверхность изделия после гидротермальной обработки до оплавления с помощью кисти или пневматического распылителя или на оплавленную горячую поверхность с последующим оплавлением.

5 Концентрация водного раствора солей металлов изменяется в зависимости от необходимости получения окраски от светлого до темных тонов.

Например, растворимая соль трехва0 лентного хрома (Х8См)з окрашивает поверхность изделия в серо-зеленый цвет, введение растворимых солей железа РеЗСм и придает поверхности желтовато-розовую окраску.

5 Для получения более ярких красок следует использовать для бетонной смеси поверхностного слоя белый цемент. При использовании обычного цемента цвет защитного покрытия получится более темный,

0 менее яркий.

Введение водного раствора красителя в воду затворения цвет поверхностного слоя получается менее насыщенным при той же концентрации раствора, наносимого на по5 верхность готового изделия.

При нанесении раствора красителя на поверхность изделия перед оплавлением необходима сушка изделия.

Нанесение на готовую поверхность из- делий растворов красителей следует производить на теплую, еще неостывшую поверхность изделий в горизонтальном положении во избежание отекания красителя с поверхности. В случае вертикального положения изделий растворы солей необходимо наносить за 2 раза.

Для получения на поверхности изделий многоцветных орнаментов или рисунков необходимо последовательно укладывать оплавляемые слои. Для образования контурного рисунка слои разных замесов отделяются друг от друга рейками или полосками картона.

Параметры оплавления изделий, обработанных растворами красителей, соот- ветствуют параметрам оплавления поверхности без такой обработки.

Результаты испытаний поверхностного слоя изделий и конструкций, полученных заявленным способом, приведены в таблице.

Анализ результатов показывает, что при использовании заявленных режимов плазменной обработки поверхностного слоя, образованного из бетонной смеси заявленного состава, поверхностный слой отличает- ся прочностью, имеет однородную и равномерно проплавленную поверхность, выполняющую функцию защитно-декоративного покрытия.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхностей бетонных строительных изделий и монолитных сооружений путем оплавления струей высокочастотной низкотемпературной индукционной плазмы при ее перемещении относительно обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что на поверхности обрабатываемого сооружения или изделия образуют поверхностный уплотненный слой из бетонной смеси, включающий минеральное вяжущее и крем- нийсодержащий огнеупорный заполнитель, а оплавление осуществляют после затвердевания поверхностного уплотненного слоя на глубину, превышающую максимальный размер заполнителя при температуре плазмы 2000-5000 К, давлении струи плазмы 1,0-1,1 атм и удельной мощности, передаваемой обрабатываемой поверхности, 2,0-3,0 кВт/см2.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что обрабатываемый поверхностны уплотненный слой образуют из бетонной смеси, кремнийсодержащий заполнитель которой имеет размер частиц 0,63-5,00 мм.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что обрабатываемый поверхностный уплотненный слой образуют из бетонной смеси, содержащей песок и до 20% керамзита с размером частиц до 10 мм.

4. Способ поп. 1,отличающийся тем, что обрабатываемый поверхностный уплотненный слой образуют из бетонной смеси, содержащей в качестве заполнителя бой стеклокристаллического материала.

5. Способ поп. 1,отличающийся тем, что в воду затворения вводят водный раствор красителя.

6. Способ по п. 1,отличающийся тем, что водный раствор красителя наносят на поверхностный слой изделия до или после оплавления.

Продолжение таблицы

пользование: для отделки поверхностей бетонных строительных изделий или бетон ных конструкций при монолитном воз- ведеь ии сооружений. Сущность изобретения: уплотненный поверхностный слой из бетон ной смеси, содержащей минеральное вяжущее и кремнеземсодержащий огнеупорный заполнитель, оплавляют после затвердевания струей высокочастотной индукционной плазмы при 2000-5000 К, давлении струи плазмы, равного 1.0-1.1 атм, и удельной мощности 2,0-3,0 кВт/см . Глубина оплавления должна превышать максимальный размер заполнителя, в качестве которого может использоваться керамзит размером до 10 мм з смеси с песком, бой стеклокристаллического материала. Для получения окрашенного поверхностного слоя используют 1-3%-ный водный раствор красителя, который добавляют в оодузатво- рения или наносят на горячую поверхность изделия до или после оплавления. 5 з.п.ф- лы, 1 табл.