Главная → Статьи

Нанесение холодной грунтовки по методу глубокой инъекции битума в поверхность цементного раствора или бетона

Покрытие свежеуложенного бетона битумными материалами с целью сохранения воды, введенной при затворении и необходимой для гидратации цемента в бетоне, применил инж. Парчук в 938—39 гг.1. Свежеуложенная наклонная бетонная облицовка деривационного канала, толщиной 12—20 см, покрывалась слоем вязкой нефти. До покрытия нефтью бетон выдерживался 3—4 часа под влажными щитами, пока он не схватывался настолько, битумный состав можно было наносить без повреждения поверхности бетона.

Нефть небольшими порциями выливалась на середину верхней части ленты бетонной облицовки, а затем сгонялась к низу и бокам щетками, сделанными из мешковины или рогожи. Расход нефти на покрытие 1 м2 поверхности бетона составлял 600—700 г.

Для более удобного нанесения нефти при пониженных температурах, когда ее вязкость возрастает, применялось разжижение нефти керосином, который вводился в количестве 10—15% повесу.

Образцы, покрытые нефтью, в течение первые 3 суток совершенно не теряли в весе. Затем, по мере высыхания битумного состава и, возможно, нарушения целостности пленки, было замечено незначительное испарение воды; за 8 суток общая потеря воды составила не более 21% (1,6% от веса образца).

Как установили исследования, эту потерю воды можно значительно снизить, если нанести второй слой нефти при температуре окружающей среды выше 25°.

На рис. 1 показаны кривые, выражающие потери воды от испарения для бетона без ухода и при уходе по методу инж. Пар-чука. Из графика видно, что самое интенсивное испарение воды происходило в первые четыре часа; за это время испарялось 42% общего количества введенной в бетон воды. Таким образом, своим методом нефтевания инж. Парчук сохранил от испарения только 54%—42% = 12% воды, а основное ее количество 42%—17% = 25% было сохранено в бетоне трудоемким, хотя и непродолжительным уходом за бетоном путем укрытия свежеуложенного бетона щитами из двуслойного влажного бердана.

Попытки применения холодной огрунтовки свежеуложенного бетона и устройства по нему оклеечной гидроизоляции встречались и раньше. Так например, в 1934 г., при гидроизоляции со-свежеуложен-

бетона и цементного раствора и для пропитки поверхности тонкой было предложено использовать явление вакуума, разевающегося во время схватывания цемента.

Как известно, в системе «цемент + вода» за первые сутки твер-ения происходит изменение пластичности, а также нарастание прочности и изменение объема как абсолютного’, т. е. системы «цемент + вода», так и кажущегося, т. е. объема, занимаемого цементным раствором. Эти изменения возникают в результате сложных физико-химических коллоидных процессов, под влиянием’ которых конгломерат одних определенных минеральных соединений превращается в конгломерат гид-ратных соединений, имеющих другую структуру и новые физические свойства-

Уменьшение абсолютного объема системы «цемент+вода» обнаруживалось и отмечалось рядом исследователей.

Процесс гидратации цемента (при В/Ц—0,65) в первые 24 часа с момента затворения происходит так интенсивно, что в этот период с цементом химически связывается 50 и более процентов воды, участвующей в гидратации в течение 28 дней. Из этою можно сделать вывод, что физико-химические процессы особенно сильно влияют на физические свойства бетона именно в этот период твердения.

В первые часы затворения бетона, в зависимости от водоудер-живающей способности смеси при избытке затворенной воды, эта вода стремится отделиться от бетона. Затем начинается бурное поглощение свободной воды бетоном, которое, постепенно затухая, продолжается 4—5 дней.

На рис. 2 показана кривая, выражающая выделение и поглощение воды свежим бетоном, а на рис. 3 — график развития пустот в порах цементного камня.

Исследованиями установлено, что поглощение воды бетоном является следствием уменьшения абсолютного объема при переходе г; процессе твердения системы «цемент – свободная вода» в систему «цемент + связанная вода». Уменьшение абсолютного °оъема системы «цемент + вода» по мере гидратации вызывает отсасывание воды из капилляров, вследствие чего в них образу-ется вакуум.

Указанное положение было подтверждено на опыте определения всасывания воды бетоном в период схватывания и твердения.

Подъем ртути в трубке сначала шел интенсивно, затем замедлялся и так продолжался в течение нескольких дней. Как видно из рис. 4, максимальная величина всасывания была равна 39 см ртутного столба. После этого, по мере твердения и высыхания бетона, столбик ртути падал и через 17 дней почти исчезал.

При повторении опыта, с покрытием свободной поверхности бетона между воронкой и стенками сосуда битумом, вакуум или «всасывающий эффект» развивался в таком же объеме.

Известно, что битумы являются пластично-вязкими материалами в определенном интервале температур, и оклеивание битума с бетоном или любой поверхностью, с которой возможно сцепление-(адгезия) битума, зависит от температуры, давления и времени.

При расплавленных битумах для достижения склеивания при минимальной продолжительности соприкасания склеиваемых материалов не требуется почти никакого давления. Однако с понижением температуры битума для обеспечения склейки необходимо приложить давление в течение достаточно’ продолжительного времени.

При опытах с накладыванием пластинки битума на поверхность свежеуложенного бетона или с окраской горячим битумом поверхности свежего бетона в обоих случаях битум под действием развивающегося вакуума прочно склеивался с поверхностью бетона. При этом на 14-й день силы сцепления достигали 4,5— 5,4 кг)см2 и не уменьшались с течением времени.

Проведенные опыты показали, что расплавленный или твердый чистый битум, а также битум, смешанный с песком в количестве,, превышающем объем пустот в песке, способен сцепляться с влажной поверхностью свежего бетона. Эффект сцепления при этом зависит от возраста бетона: в течение первых 2—3 часов после затворения способность сцепления наибольшая, затем, — по мере увеличения возраста бетона,—падает, а по истечении 24 часов — практически не наблюдается.

При нанесении слоя битумного раствора на поверхность свежеуложенного бетона происходит инъекция раствора в бетон на глубину 2—6 мм.

В . 1939 г. проф. П. В. Трубниковым и инж. Юдовичем при гидроизоляции фундаментов Дворца Советов, а также нами при устройстве опытных кровель на заводе в г. Краматорске была успешно применена огрунтовка свежеуложенного’ бетона и цементного раствора. При этом практически, на производстве, была установлена способность огрунтованного бетона и раствора прочно склеиваться с горячей битумной мастикой.

Ниже описывается рекомендуемый порядок изоляции свободной поверхности бетона.

По окончании бетонирования, когда бетон начал схватываться и с его поверхности исчезла лишняя вода, поверхность бетона огрунтовывается холодной грунтовкой. В случае образования на поверхности бетона пленки цементного молока, эта пленка удаляется проволочной щеткой, и вся поверхность заглаживается деревянным полутерком. После такой подготовки поверхность бетона покрывается слоем битумного раствора, изготовленного на месте (например, раствора из 40—60% битума и 60—40% мед-

Членно испаряющегося растворителя). Через 8—12 часов раствор впитывается в бетон, частично испаряется, и на поверхности бетона остается прочно к ней прилипший тонкий и плотный слой битума.

Разрез бетона показывает, что нанесенный подобным образом раствор битума впитывается даже в очень плотный бетон, на глубину 1—2 мм.

Битумный раствор можно наносить при любой погоде, которая имеет значение только для свежего бетона. Дальнейшее покрытие поверхности производится обычным способом.

При устройстве гидроизоляции в зажатой конструкции также используется появление в бетоне «всасывающего эффекта», ж> в этом случае сначала устраивается защитная стенка, на нее на клеивается многослойная гидроизоляция, затем ее последний слой окрашивается битумом и, наконец, производится бетонирование конструкции. Действие «всасывающего эффекта» проявляется меж ду окрасочным слоем гидроизоляции и свежеуложенным бетоном, благодаря чему гидроизоляционный ковер прочно приклеивается к поверхности бетона.

Отдельными исследованиями, проведенными в различное время нами, а также канд. техн. наук Митгарцем и инж. Паниным, было установлено влияние растворителя битума на качество пропитки, вызванной действием «всасывающего эффекта». Так, при растворении битума бензином или керосином происходит селективное впитывание битумного раствора в цементный раствор, что легко обнаруживается по цвету пропитанной части. Оказывается, что растворители, которые не пептизируют асфальтов битума, дают пропитку светлого! цвета. К таким* растворителям можно отнести бензин и керосин. А бензол и зеленое масли; являясь растворителями, состоящими из углеводородов ароматического ряда, способны эффективно пептизировать асфальтены битумов и дают пропитку интенсивно черного цвета.

В лаборатории кровельных и гидроизоляционных работ ЦНИПС нами была проведена проверка появления «всасывающего эффекта» в цементных растворах при применении зеленого масла в качестве растворителя битумов. Эта проверка показала полную целесообразность обработки свежеуложенного цементного раствора холодной грунтовкой состава 40—50% битума марки V и 60—50% зеленого масла — глубина пропитки поверхности цементного раствора грунтовкой достигала 6 мм, при интенсивно-черной окраске пропитанной части. Данный способ обработки, названный «методом глубокой инъекции битума в поверхность цементного раствора», был в дальнейшем с успехом применен на ряде строек при устройстве оснований из цементного раствора под рулонный кровельный ковер.

В более поздних исследованиях этого вопроса, выполненных в лабораториях строительств и в НИИ по строительству Министерства строительства предприятий машиностроения, при участии инженеров Панина и Ларионова, было обнаружено, что под действием «всасывающего эффекта» глубина битумной инъекции в цементный раствор бывает различна.

Через 2—3 дня после изготовления образцов форма разбиралась, образцы извлекались и раскалывались, затем по изломуоп-ределялась средняя глубина инъекции битума в поверхность образца.

В 1944 г. на строительстве одного завода в г. Москве при устройстве кровельного покрытия был применен метод глубокой битумной инъекции в цементный раствор. В табл. 28 приведены результаты испытаний по определению глубины пропитки холодной грунтовкой применявшегося там цементного раствора состава 1 : 3, на цементе марки «300», с мелкозернистым речным песком, при водоцементном факторе В/Ц = 0,7. Цементный раствор укладывался вручную под рейку, при температуре окружающей среды 20°. Начало схватывания цемента — через 4 часа, конец схватывания — через 9 часов после затворения. Холодная грунтовка имела состав 50% битума марки V и 50% зеленого масла первого завода.

Результаты испытаний по определению глубины пропитки грунтовкой при различном песке, водоцементном факторе и составе грунтовки графически показаны на рис. 6.

Определение зависимости глубины пропитки холодной грунтовкой от водоцементного фактора и способа укладки цементного раствора было- проведено в лаборатории гидроизоляции НИИ по строительству Минмашстроя при следующих условиях: цементный раствор состава 1 : 3 из цемента марки «300»; начало схватывания цемента—i через 3 ч. 10 м., конец схватывания — через 8 ч.; температура окружающей среды 15°. Песок речной москворецкий, холодная грунтовка состава 40% битума марки V и 60% керосина. Результаты испытаний приведены в табл. 30 и. графически показаны на рис. 54.

Одновременно в том же научно-исследовательском институте было проведено определение зависимости глубины пропитки бетона от его состава, водоцементного фактора и способа укладки, при следующих условиях: цемент марки «300» с началом, схватывания через 3 часа 10 мин. и концом схватывания через 8 час.;

температура окружающей среды 15°, песок речной москворецкий; щебень-извсстняк; толщина образцов бетона — 3 см, состав холодной грунтовки — 40% битума марки V и 60% керосина.

Проявление «всасывающего эффекта» в цементных растворах и бетонах при нанесении холодной грунтовки на их поверхность различно.

Наибольший «всасывающий эффект» соответствует периоду схватывания цемента, причем величина «всасывающего эффекта» остается приблизительно одинаковой в течение всего периода схватывания. Наибольшая глубина пропитки раствора или бетона получается при нанесении грунтовки в момент начала схватывания цемента.

Величина «всасывающего эффекта», определяемая глубиной пропитки цементного раствора или бетона холодной грунтовкой, в большой степени зависит от водоцементного фактора, причем при его уменьшении глубина пропитки получается больше.

Температура окружающей среды оказывает существенное влияние на величину «всасывающего эффекта»; чем выше температура окружающей среды, тем раньше проявляется и быстрее исчезает «всасывающий эффект». Это вполне отвечает зависимости схватывания цемента от температуры окружающей среды. С другой стороны, температура оказывает влияние и на вязкость холодной грунтовки, повышающуюся при понижении температуры, вследствие чего грунтовка не может глубоко проникать в тонкие капилляры цементного раствора. Наоборот, при повышенных температурах холодные грунтовки становятся более подвижными и легко проникают в капилляры.

Глубина пропитки цементного раствора или бетона зависит от характера растворителя и состава холодной грунтовки. При прочих равных условиях холодные грунтовки, изготовленные на быстролетучих растворителях, пропитывают раствор или бетон на меньшую глубину, чем холодные грунтовки на медленно испаряющихся растворителях.

Для приготовления холодных грунтовок лучшими являются растворители с преобладанием углеводородов ароматического характера. Представителем таких растворителей является зеленое масло, при котором растворение битума получается гомогенное, характеризуемое интенсивно-черной окраской пропитанной части цементного раствора.

Растворы битума в зеленом масле имеют незначительную вязкость.

Способ укладки цементного раствора или бетона существенно влияет на глубину битумной инъекции в раствор или бетон. В случае применения вибраторов для укладки раствора или бетона создаются более благоприятные условия для проявления действия «всасывающего эффекта» в период схватывания цемента.

Ваш отзыв