close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10409

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
E 04F 15/10
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАЛИВНОГО ПОЛА
(21) Номер заявки: a 20051222
(22) 2005.12.12
(43) 2007.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики
металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Пинчук Леонид Семенович;
Безруков Сергей Владимирович;
Овчинников Константин Владимирович; Дегтяренко Надежда Николаевна (BY)
BY 10409 C1 2008.02.28
BY (11) 10409
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) WO 96/30594 A1.
RU 2179219 C1, 2002.
RU 2046904 C1, 1995.
RU 43894 U1, 2005.
SU 1622557 A1, 1991.
SU 842169, 1981.
(57)
Способ изготовления наливного пола, при котором на бетонную подложку последовательно наносят и полностью отверждают сначала грунтовочный слой, а затем основной и
лицевой слои, состоящие из эпоксидных композиций, отличающийся тем, что укладывают выполненную из стеклоткани сетку сначала на находящийся в вязко-текучем состоянии грунтовочный слой, толщину которого подбирают таким образом, чтобы центры
симметрии нитей основы стеклоткани располагались в верхней плоскости грунтовочного
слоя, а затем - на основной слой во время нахождения его в вязко-текучем состоянии с
динамической вязкостью η, равной 80-100 Па⋅с, таким образом, чтобы центры симметрии
нитей основы стеклоткани располагались в верхней плоскости основного слоя.
BY 10409 C1 2008.02.28
Изобретение относится к технологии изготовления полов на основе материалов органического происхождения, а именно из композиций на эпоксидных связующих.
Классическая технология изготовления полов на основе эпоксидных смол предполагает формирование на бетонном основании: 1) грунтовочного покрытия, выравнивающего
поверхность основания и имеющего повышенную адгезию к бетону, и 2) основного покрытия на эпоксидном связующем, содержащем ускоритель отверждения и пластификатор, которое для повышения износостойкости пола наполняют керамическими частицами
размером 2-4 мм [1]. Грунтовочный слой чаще всего изготавливают из исходной композиции (эпоксидная смола + отвердитель + пластификатор), затем формируют промежуточные слои различного назначения, а верхнее покрытие наносят из композиции, имеющей
сложный состав, что позволяет отнести его к полимерминеральным материалам. В композицию для верхнего покрытия дополнительно вводят щебень, кварцевый песок, маршалит
и т.д. [2]. Трудновозгораемые полимерные полы содержат в составе композиции для верхнего покрытия добавки из класса антипиренов - декабромдефинилпентан, полифосфат
аммония, полифенил-метилсилоксан и др. [3].
Недостатки этих методов состоят в невысокой надежности адгезионных соединений
грунтовочного слоя с бетонным основанием и основным покрытием в условиях нагружения пола переменными нагрузками и воздействия на него повышенных температур и агрессивных сред. Разрушение таких полов происходит путем появления трещин с потерей
адгезии между слоями, снижением прочности основного эпоксидного слоя и изменением
его цвета.
Для преодоления этого недостатка эпоксидную смолу модифицируют смолой пиролиза твердых горючих ископаемых (каменного угля) [4]. Последняя увеличивает адгезию
основного покрытия и позволяет снизить стоимость пола.
Недостаток этого способа состоит в необходимости создания дополнительных производств по пиролизу каменных углей, что связано со значительными капитальными затратами.
Аналогичная цель достигается с помощью способа изготовления или реконструкции
покрытий полов [5]. Он состоит из операций: 1) нанесения на бетонное основание жидкого битумного слоя; 2) укладки на него и отверждения каркаса из смеси, содержащей эпоксидно-битумную композицию + заполнитель крупных и средних фракций; 3) заполнения
пустот каркаса вначале мелким заполнителем, а затем - эпоксидно-битумной композицией; 4) окончательного отверждения покрытия.
Этот способ характеризуется большой трудоемкостью, которая существенно возрастает в связи с необходимостью классификации заполнителя по фракциям.
Прототипом изобретения является способ изготовления армированного наливного покрытия [6]. На бетонную подложку наносят и последовательно отверждают грунтовочный
слой, затем - основной слой, а на него - лицевой слой, армированный сеткой, которую
крепят к подложке с помощью анкерных болтов. Основной и лицевой слои выполнены из
эпоксидных композиций.
Недостатки прототипа:
сложность технологии, включающей, как минимум, пять операций с использованием
различных материалов;
высокая стоимость покрытия, содержащего, кроме дорогих эпоксидных смол, металлическую сетку и анкерные болты;
повреждение бетонной подложки из-за необходимости сверления в ней отверстий под
анкерные болты.
Задачи, на решение которых направлено настоящее изобретение:
1) упрощение технологии изготовления наливного пола;
2) снижение его стоимости за счет отказа от металлических элементов;
2
BY 10409 C1 2008.02.28
3) повышение химической стойкости, стойкости к действию высоких температур и
стойкости к ударным нагрузкам.
Поставленные задачи решаются тем, что известный способ изготовления наливного
пола, при котором на бетонную подложку последовательно наносят и полностью отверждают сначала грунтовочный слой, а затем основной и лицевой слои, состоящие из эпоксидных композиций, дополняют новыми операциями. Выполненную из стеклоткани сетку
укладывают сначала на находящийся в вязкотекучем состоянии грунтовочный слой, толщину которого подбирают таким образом, чтобы центры симметрии нитей основы стеклоткани располагались в верхней плоскости грунтовочного слоя, а затем - на основной слой
во время нахождения его в вязкотекучем состоянии с динамической вязкостью η, равной
80-100 Па⋅с, таким образом, чтобы центры симметрии нитей основы стеклоткани располагались в верхней плоскости основного слоя.
Сущность изобретения состоит в следующем. Наиболее надежным, характеризующимся минимальной плотностью отказов, является когезионное соединение грунтовочного слоя с бетонной подложкой. Поэтому актуальную задачу повышения срока службы
наливных полов целесообразно решать прежде всего путем увеличения долговременной
прочности соединений грунтовочного с основным и основного с лицевым слоями покрытия. Изобретение обеспечивает это благодаря механическому зацеплению слоев стеклоткани с каждым из сопряженных слоев, составляющих покрытие пола. Кроме того, нити
утка стеклоткани, выходящие на поверхность лицевого покрытия, во-первых, имеют достаточные огнестойкость и химическую стойкость, превышающую стойкость эпоксидной
смолы, и, во-вторых, придают полу фрикционность и износостойкость.
Приведем примеры реализации способа.
Основной компонент покрытия пола - эпоксидно-диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ
10587) производства ОАО "Уфахимпром". С целью регулирования вязкости в эпоксидное
связующее вводили алифатическую смолу ДЭГ-1, для уменьшения усадочных напряжений после отверждения - касторовое масло. Отвердителем эпоксидной смолы служил полиэтиленполиамин. Для снижения стоимости покрытий связующее наполняли кварцевым
песком (средний размер частиц 100-315 мкм, влажность не более 0,5 %). В качестве наполнителя лицевого слоя использовали тонкомолотый ситалл марки С-25-1. Покрытия армировали стеклотканью марки КТ-11 производства ОАО "Полоцкстекловолокно".
Согласно способу-прототипу для покрытий использовали те же компоненты, но в качестве арматуры применяли стальную сетку № 2,5 с квадратными ячейками размером
2,5 мм и диаметром проволоки 0,5 мм (ГОСТ 6613). Сетку крепили к бетонной подложке
стальными полыми анкерными болтами диаметром 10 мм (5 болтов на 1 м2 покрытия).
Составы композиций, из которых формировали слои покрытий, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Компоненты
ЭД-20
Кварцевый песок
ДЭГ-1
Касторовое масло
ПЭПА
Ситалл
Содержание компонентов (масс. %) в слоях
грунтовочный
основной
лицевой
80
33
75
40
9
20
7
2
2
9
5
8
10
Покрытие, согласно предложенному способу, наносят следующим образом:
3
BY 10409 C1 2008.02.28
1) подготавливают бетонную подложку в соответствии со стандартными требованими
к качеству ее поверхности (СНиП 20.03.13-88 "Полы", СНиП 3.04.01-87 "Изоляционные и
отделочные покрытия");
2) смешивают компоненты грунтовочной композиции (смеситель с перемешивающей
насадкой) до получения однородного по цвету материала (5-7 мин при частоте вращения
200-300 об/мин); смесь порциями по 250-300 г выливают на подложку и прокатывают
нейлоновыми коротковорсовыми валиками не менее двух раз в разных направлениях, получая покрытие толщиной 1 мм;
3) не позднее, чем через 0,5 мин после нанесения грунтовочного слоя (Т = 18-20 °С) на
него накладывают стеклоткань и разглаживают ее резиновым шпателем; время полного
высыхания грунтовочного слоя 20-24 ч;
4) смешением готовят композицию основного слоя, выливают ее на приклеенную
стеклоткань и распределяют с помощью ракели слоем толщиной 2 мм, для удаления пузырьков воздуха слой прикатывают игольчатым валиком; спустя 4-5 мин, после достижения вязкости 80-100 Па⋅с (вязкость определяли в контрольных экспериментах по ГОСТ
28593) на основной слой накладывают второй слой стеклоткани и разглаживают ее; время
высыхания основного слоя 24-36 ч при 18-20 °С;
5) композицию лицевого слоя готовят и наносят на стеклоткань аналогично композиции основного слоя; с помощью ракели ее распределяют слоем, толщина которого соответствует уровню выступающих из основного слоя нитей утка стеклоткани; время
полного высыхания лицевого слоя составляет 24 ч при 20 °С.
Структура полученного таким образом покрытия (поперечное сечение) показана на
фигуре.
К бетонной подложке 1 адгезионно прикреплен грунтовочный слой 2. Первый слой
стеклоткани 3 расположен таким образом, что центры симметрии нитей О основы находятся на верхней поверхности грунтовочного слоя, а нижние петли нитей У утка погружены в него. Они не касаются поверхности 4 бетонной подложки, взаимодействуя с ней
через тонкую прослойку грунтовочной композиции. Верхние петли утка погружены в
композицию основного слоя 5. Второй слой стеклоткани 6 находится на его верхней поверхности. Центры симметрии нитей О основы стеклоткани 6 расположены в верхней
плоскости слоя 5, нижние петли нитей У утка погружены в основной слой. Их верхняя
часть находится в материале лицевого слоя 7.
Покрытие работает следующим образом. Нормальные и сдвиговые внешние нагрузки,
которые воспринимает лицевой слой, передаются нижележащим слоям и обусловливают
расслоение покрытия. Стеклоткань 6, адгезионно-механически закрепленная в лицевом 7
и основном 5 слоях, обеспечивает высокую надежность их соединения. Стеклоткань 3, закрепленная аналогичным образом в слоях 5 и 2, обусловливает повышенную прочность
соединения покрытия с грунтовочным слоем. Адгезионное соединение последнего с бетонной подложкой 1 является по технологическим и эксплуатационным критериям самым
надежным звеном комбинированного покрытия. Петли утка стеклоткани 6 при некачественной ее укладке на основной слой 5 могут выходить на поверхность лицевого слоя 7.
Это, во-первых, не снизит химическую стойкость покрытия, поскольку стекло является
наиболее инертным компонентом этой системы, и, во-вторых, увеличит огнестойкость и
фрикционность покрытия пола, которые всегда желательны.
Целесообразность укладки второго слоя стеклоткани 6 на основной слой 5 до его
окончательного затвердевания, в период, когда он находится в вязко-текучем состоянии,
вызвана следующим. При вязкости материала слоя η < 80 Па⋅с наложенный на него слой
стеклоткани погрузится в эпоксидную композицию так, что нити основы стеклоткани окажутся ниже верхней поверхности слоя. При η > 100 Па⋅с нити основы будут расположены выше этой поверхности. И в том, и в другом случаях будет нарушено
4
BY 10409 C1 2008.02.28
условие равнопрочности соединений с лицевым 7 и основным 5 слоями покрытия. При
80 Па⋅с ≤ η ≤ 100 Па⋅с это условие практически будет соблюдено.
Образцы покрытия пола подвергали следующим испытаниям.
Испытание на стойкость к ударным наргузкам проводили согласно ГОСТ 30353 с помощью копра и набора гирь. Регистрировали максимальную массу m гири, при которой
глубина вмятины в покрытии не превышала 2 мм.
Испытания на химическую стойкость выполняли по ГОСТ 12020. Образцы покрытий
на бетонных подложках помещали в эксикаторы с химическими реагентами, нагретыми до
Т = 42 °С. Оценку стойкости покрытий (Оц) после 576 ч испытаний осуществляли по
внешнему виду (ВВ) и изменению массы образцов (Dm), %.
Испытания на огнестойкость выполняли согласно ГОСТ 10456 при температуре
23 ± 2 °С. На образцы покрытий воздействовали в течение 180 с стержнем каления, нагретым до 955 ± 5 °С. Оценку стойкости образцов к действию накала определяли по длине
поврежденной (обуглившейся) поверхности L, мм.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Таблица 2
Образцы
По изобретению
Прототип
Стойкость
к удару m,
кг
8
8
Характеристики
Химическая стойкость в средах
H2SO4 (30 %)
Моторное масло
ВВ
Dm
Оц
ВВ Dm
Оц
М
8,3
Уд.
О
0,6
X.
М
17,2
Уд.
О
1,4
X.
Огнестойкость, L, мм
5
25
Примечания: М и О - изменения внешнего вида образцов умеренные и без изменений;
Уд и X - оценки стойкости покрытий удовлетворительная и хорошая.
Анализ данных табл. 2 свидетельствует о следующем.
1. Покрытия, изготовленные заявленным способом и способом-прототипом, имеют
одинаковые параметры ударной прочности.
2. При общей одинаковой оценке химической стойкости в средах, покрытия по способу-прототипу имеют заметно худшие показатели как при оценке общего вида, так и по
изменению Dm. Это вызвано тем, что выход проволочной сетки па поверхность лицевого
слоя существенно ускоряет ее коррозию и проникновение сред в покрытие по границам
раздела эпоксидное связующее - сталь.
3. Покрытие по способу-прототипу менее огнестойкое, чем покрытие, изготовленное
заявленным способом.
Была проведена сравнительная экономическая оценка нового и известного покрытий.
Очевидно, что стоимость покрытия по способу-прототипу при прочих примерно равных
условиях существенно возрастает вследствие необходимости сверления отверстий в бетонной подложке и монтажа в них анкерных болтов. Общая затрата времени на установку
одного анкерного болта составляет ~ 0,25 ч. С учетом цен на анкерные болты и полимерную композицию, заливаемую в отверстия подложки при их установке, себестоимость
1 м2 покрытия по способу-прототипу будет выше, чем нового покрытия на 5-7 $ США.
И так, при примерно равных параметрах прочности, огнестойкости и химической стойкости новое покрытие значительно превосходит известное по затратам труда, материалов,
и, как следствие, по экономическим показателям. Таким образом, задачи, поставленные
при создании изобретения, решены.
В соответствии с заданием региональной научно-технической программы Гомельской
области эпоксидные покрытия полов в соответствии с настоящим изобретением изготов5
BY 10409 C1 2008.02.28
лены в ОАО "Мозырский НПЗ" (80 м2), РУП Гомельтранснефть "Дружба" (336 м2) и Светлогорском ПО "Химволокно" (218 м2). Качество покрытий удовлетворяет предприятия и
соответствует современным требованиям к покрытию полов производственных помещений.
Изобретение найдет применение на промышленных предприятиях, в производственных помещениях которых устроены бетонные полы, обеспечивая высокие показатели механической прочности, стойкости к действию минеральных масел, кислот и щелочей,
износостойкости, а также специфические параметры полов для "чистых" помещений
(отсутствие швов, чистота, легкость обеспыливания, ремонтопригодность, гигиеничность
и др.).
Источники информации:
1. Patent ЕР 1151973, МПК С 024В 26/14, 18/16; E 04F 15/12, 2001.
2. Патент РФ 2046904, МПК E 04F15/10; С 04В 26/14, 111:60, 1995.
3. Патент Болгарии 48409, МПК E 04F 15/12, 1991.
4. Патент РФ 2179219, МПК Е 04F 15/10, С 08L 63/00, С 09D 163/00, 2002.
5. Патент РФ 2229574, МПК Е 04F 15/10, 2004.
6. Patent WO 9630594, 1996 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
349 Кб
Теги
by10409, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа