Рекомендации Рекомендации по ремонту цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
СССР
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(Союздорнии)
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РЕМОНТУ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ
ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ
Балашиха
Московской области
1968
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ. Союздорнии, Балашиха, Московской области, 1968.
В «Рекомендациях» изложены требования на вяжущие и минеральные материалы, составы эпоксидного клея и эпоксидноминеральной смеси и способы их приготовления; методы ремонта цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол; ремонт выбоин и раковин, кромок швов и устройство защитновыравнивающего слоя износа.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Существующие методы ремонта цементобетонных покрытий не вполне отвечают современным требованиям.
По этой причине в СССР и за рубежом в последние годы проводились исследования по изысканию более эффективных методов ремонта цементобетонных покрытий. Работы велись в двух направлениях:
1 . Разработка методов ремонта цементобетонных покрытий с применением бетонных смесей, обеспечивающих надежное сцепление наращиваемого тонкого слоя бетона с существующим покрытием и ускоренное твердение бетона при обеспечении его прочности и морозостойкости.
2 . Разработка методов ремонта цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол, пластификаторов и отвердителей, выпускаемых отечественной промышленностью.
Исследования, проведенные в Союздорнии, показали, что минеральные смеси на основе эпоксидных смол обладают хорошим сцеплением с бетоном, быстро отверждаются и приобретают высокую прочность, износостойкость, водоустойчивость, морозостойкость и хорошую сопротивляемость воздействию автомобильного топлива, масел и хлористых солей, применяемых для борьбы с гололедом. Союздорнии в творческом содружестве с Управлением благоустройства г. Москвы на Московской кольцевой автомобильной дороге и улицах г. Москвы провел опытные работы по ремонту цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол.
Проведенные опытные работы позволили окончательно отработать технологию ремонта, а дальнейшие исследования уточнили некоторые данные по выбору материалов и по нормам их расхода.
Защитновыравнивающий слой толщиной 3 - 5 мм, устроенный по цементобетонному покрытию с наличием шелуш ения до 10 мм, находившийся более 3 лет под воздействием тяжелого интенсивного движения, до сих пор в хорошем состоянии.
Настоящие «Рекомендации» предлагают дорожным организациям способ ремонта бетонных покрытий, который в отдельных случаях может уже в настоящее время получить практическое применение.
«Рекомендации» содержат требования на вяжущие и минеральные материалы, составы эпоксидного клея и способы приготовления эпоксидного клея и эпоксидноминеральной смеси. В них изложены способы подготовки поверхности и технология ремонта цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол и уделено соответствующее внимание технике безопасности и контролю за производством ремонтных работ.
«Рекомендации» составлены научными сотрудниками Союздорнии канд. техн. наук М.Я. Телегиным и инж. Н.Л. Дорониной.
Общие положения
1 . Цементобетонные покрытия при правильном содержании длительное время сохраняют свои высокие транспортно-эксплуатационные показатели.
Однако даже при высоком качестве дорожно-строительных работ и надлежащем содержании на бетонных покрытиях со временем появляются трещины, раковины, разрушения кромок швов, вертикальные смещения краев плит у швов, отколы углов плит, шелушение и другие повреждения.
Даже небольшие деформации на бетонных покрытиях нарушают ровность покрытия и приводят к понижению скорости движения. Движение тяжелых автомобилей по покрытию с небольшими повреждениями приводит к еще более быстрому его разрушению. Поэтому при современном интенсивном тяжелом движении транспортных средств своевременный и качественный ремонт цементобетонных покрытий приобретает исключительно важное значение.
2 . Цементобетонные покрытия, отремонтированные с помощью битумоминеральных смесей, из-за плохого сцепления последних с цементобетоном служат недолго.
Кроме того, с эстетической точки зрения, черные пятна битумоминеральных смесей неприглядно выделяются на светлых цементобетонных покрытиях.
По этим причинам подобный ремонт может рассматриваться только как временное мероприятие.
3 . Ремонт бетонных покрытий по устройству защитного выравнивающего слоя с применением эпоксидных смол по сравнению с обычным методом ремонта обеспечивает:
- сокращение расхода каменных материалов в 10 - 15 раз;
- надежное сцепление наращиваемого слоя со старым бетоном;
- высокие прочностные показатели наращиваемого слоя и его химическую стойкость к хлористым солям, применяемым при борьбе с гололедом, а также к маслам и горюче-смазочным материалам;
- сокращение сроков ремонта с 15 суток до 6 - 8 часов, т.е. примерно в 50 раз;
- сохранение существующего цвета покрытия.
4 . Сравнительно высокая стоимость эпоксидных смол служит препятствием для широкого внедрения этого способа ремонта цементобетонных покрытий.
Однако в некоторых случаях, когда требуется произвести ремонт отдельных плит на существующих дорогах с интенсивным движением, где невозможно прекратить движение на длительный период, а также в тех случаях, когда необходимо принять профилактические меры, чтобы предохранить отдельные бетонные плиты от разрушения, этот способ ремонта может оказаться целесообразным и экономически выгодным уже в настоящее время.
Рекомендуемый способ также может быть использован для ремонта проезжей части искусственных сооружений, где недопустимо утяжеление конструкций пролетных строений путем наращивания толстого слоя покрытия.
5 . Широкое внедрение данного способа ремонта цементобетонных покрытий станет возможным при значительном снижении стоимости эпоксидных смол.
Требования к материалам
6 . Для ремонта цементобетонных покрытий с помощью эпоксидных смол применяются вяжущие и каменные материалы, приведенные в табл. 1 .
7 . Каменная мелочь, используемая для устройства верхнего тонкого защитновыравнивающего слоя, должна изготавливаться из изверженных горных пород, обладающих высокой прочностью и повышенной износостойкостью с пределом прочности при сжатии исходной горной породы в водонасыщенном состоянии не менее 1200 кг/см2. Потери в весе после испытания в полочном барабане должны быть не более 25 %.
Таблица 1
Материалы |
ГОСТ или ТУ |
Назначение |
Эпоксидная смола ЭД-5 |
ГОСТ 10587 -63 |
Для приготовления эпоксидного клея |
Полиэтиленполиамин |
СТУ 40-2529-82 |
То же |
Дибутилфталат |
ГОСТ 8728 -58 |
" |
Каменная мелочь свежего дробления из прочных и износостойких горных пород размером 0,63 - 1,25 мм 1,25 - 2,8 мм 2,5 - 5 мм |
|
Для создания тонкого защитновыравнивающего слоя способом поверхностной обработки или для приготовления эпоксидноминеральной смеси |
Чистый кварцевый песок, размером 0,5 - 2 мм |
|
То же |
Портландцемент марки 300 или молотая кварцевая мука |
|
" |
8 . Кварцевый песок, применяемый для приготовления эпоксидной смеси, должен быть чистым и не иметь посторонних примесей.
9 . Для устройства защитновыравнивающего слоя, а также для приготовления эпоксидной смеси рекомендует ся состав эпоксидного клея, приведенный в табл. 2 .
Таблица 2
Материал |
Состав эпоксидного клея, в.ч. |
Количество материалов для приготовления 1 кг эпоксидного клея, кг |
Эпоксидная смола ЭД-5 |
100 |
0,742 - 0,782 |
Полиэтиленполиамин |
8 - 10 |
0,074 - 0,062 |
Дибутилфталат |
20 - 25 |
0,184 - 0,156 |
Итого 1,00 - 1,00 |
10 . Полиэтиленполиамин вводится в эпоксидную смолу для ее отверждения, а дибутилфталат - в качестве пластифицирующей добавки.
Полиэтиленполиамин можно заменить другими отвердителями, а именно: гексаметилендиамином в количестве 17 - 20 в.ч. или кубовыми остатками при получении гексаметилендиамина в количестве 20 - 25 в.ч.
Вместо дибутилфталата на 100 в.ч. эпоксидной смолы и 10 в.ч. полиэтиленполиамина можно применять: каучук СКН-10 и СКД-1 в количестве 20 - 25 в.ч.; тиокол марок НВТ, I и II - 30 - 35 в.ч., полиэфиракрилат МГФ-9 или полиэфирмалеинат ПН-1 - 35 - 40 в.ч.
11 . Для большей прочности и уменьшения усадки в эпоксидный клей вводят портландцемент, кварцевую муку или другие наполнители.
12 . Качество эпоксидной смолы, отвердители и пластификатора и их соответствие установленным ГОСТам и ТУ должно быть проверено в лаборатории.
13 . При замене полиэтиленполиамина и дибутилфталата другими материалами, указанными выше, состав эпоксидного клея должен быть соответствующим образом уточнен.
14 . Эпоксидные смеси для ремонта цементобетонных покрытий приготавливают из минерального материала и эпоксидного клея.
Примерные составы минерального материала приведены в табл. 3.
Таблица 3
Материал |
Содержание минерального материала, % по весу, в составах |
||||
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
|
Чистая свежедробленая каменная мелочь из прочных изверженных пород размером, мм |
|
|
|
|
|
0,63 - 5 |
100 |
|
|
70 |
|
2,5 - 5 или 1,25 и 2,5 |
|
65 - 70 |
65 |
|
|
1,25 - 2,50 или 0,63 - 1,25 |
|
|
|
|
|
Чистый среднезернистый кварцевый песок |
|
30 - 35 |
25 |
20 |
100 |
Цемент марки 300 - 500 или кварцевая мука |
|
|
10 |
10 |
|
Гранулометрический состав минерального материала для приготовления эпоксидноминеральной смеси может быть уточнен в лаборатории путем подбора по принципу наибольшей плотности.
15 . Эпоксидноминеральную смесь, в зависимости от размеров и характера повреждений покрытия (табл. 4 ), приготавливают из эпоксидного клея и минерального материала в соотношении от 1:3 до 1:10.
Таблица 4
Повреждения |
№ состава смеси (см. табл. 3 ) |
Соотношение эпоксидного клея и минерального материала |
Выбоины и раковины глубиной более 3 см |
1 - 4 |
1:7 1:10 |
То же, от 1 до 3 см |
1 - 4 |
1:5 1:6 |
То же, менее 1 см |
2, 4, 3 |
1:5 |
Отколы кромок швов |
2, 3, 4 |
1:4 1:3 |
Приготовление эпоксидного клея и смеси
16 . Эпоксидный клей, во избежание его нагрева и быстрого отверждения, готовят небольшими порциями весом 15 - 30 кг.
17 . Зная нормы расхода составляющих материалов для приготовления 1 кг клея (см. табл. 2 ) и вес замеса, расчетом определяют количество составляющих материалов.
В емкость с эпоксидной смолой вливают отвешенное количество дибутилфталата и тщательно его перемешивают, после чего вводят полиэтиленполиамин и вновь все тщательно перемешивают до получения однородной смеси.
18 . Эпоксидный клей во избежание потери его жизнеспособности должен быть использован в течение часа после его приготовления при температуре +20 ± 5 ° С. При более высокой температуре приготовленный эпоксидный клей должен быть использован в еще более короткий срок
19 . Эпоксидноминеральную смесь приготавливают небольшими порциями весом до 50 кг.
Зная нормы расхода составляющих материалов на приготовление 1 кг клея (см. табл. 2) и 1 кг минеральной смеси (см. табл. 3) определяют количество составляющих материалов, необходимых для приготовления эпоксидноминеральной смеси за один прием. В отдельной емкости приготавливают эпоксидный клей, как было описано выше. Затем в емкость с эпоксидным клеем добавляют цемент или кварцевую муку, кварцевый песок и каменную мелочь и все последовательно тщательно перемешивают до полного обволакивания минеральных частиц эпоксидным клеем и получения однородной смеси.
Приготовленная эпоксидноминеральная смесь во избежание потери ее жизнеспособности должна быть немедленно использована, не позже 1 часа после ее приготовления, при температуре +20 ± 5 °С.
Подготовка ремонтируемой поверхности
20 . Бетонные покрытия с повреждениями на них в виде раковин, выбоин, отколов кромок швов и углов плит, смещений краев плит у швов и шелушения плит ремонтируют наращиванием нового слоя поверх старого.
21 . Для надлежащего сцепления старого бетона с наращиваемым слоем, а следовательно, и хорошего качества ремонта, необходимо тщательно очищать ремонтируемую поверхность покрытия.
Ремонтируемую поверхность покрытия очищают от масляных пятен, грязи и пыли механическим или химическим способом.
22 . Перед химическим способом очистки загрязненную поверхность плиты очищают от пыли, грязи с помощью механической стальной щетки, битумные и масляные пятна удаляют отбойным молотком или выжиганием. Подготовив таким образом ремонтируемую поверхность разливают 28 %-ный раствор соляной кислоты (НС l ) из расчета 0,5 - 0,6 кг/м2 и втирают кислоту в покрытие стальной щеткой. При меньшей концентрации соляной кислоты расход ее соответственно увеличивается.
Немедленно, после прекращения реакции (исчезновение пены), тщательно промывают покрытие струей воды под давлением из поливо-моечной машины до полного удаления остатков кислоты. Наличие кислоты проверяют лакмусовой бумажкой, приложенной к влажному покрытию (розовая лакмусовая бумажка в кислотной среде синеет). Если покрытие сильно загрязнено и первая протравка кислотой не обеспечивает тщательной очистки, то повторно обрабатывают поверхность покрытия кислотой с последующей тщательной промывкой струей воды под давлением.
Для ускорения просушки покрытия свободную воду удаляют сжатым воздухом от компрессора.
23 . При механическом способе очистки с загрязненной поверхности покрытия удаляют пыль и грязь точно так же, как и при химическом способе. После этого ремонтируемую поверхность бетонного покрытия очищают струей песка из пескоструйного аппарата, промывают струей воды под давлением, а для ускорения просушки удаляют свободную воду сжатым воздухом.
Вместо пескоструйного аппарата может быть использована цилиндрическая механическая стальная щетка с коротким жестким ворсом или ручное приспособление, обеспечивающее сплошное снятие верхней корки цементного раствора с покрытия на глубину 0,2 - 0,5 мм.
24 . Эпоксидный клей и эпоксидноминеральную смесь наносят на совершенно сухую ремонтируемую поверхность покрытия.
Технология ремонта заделки выбоин и раковин
25 . Выбоины и раковины перед заделкой их эпоксидноминеральной смесью должны быть тщательно очищены от пыли, грязи и масляных пятен, как было указано выше, или с помощью пневмоинструмента.
26 . Очищенные выбоины и раковины подгрунтовывают эпоксидным клеем с помощью волосяной кисти из расчета 0,2 кг/м2, а затем заполняют эпоксидноминеральной смесью, выравнивают и уплотняют поверхность уложенного слоя до уровня с поверхностью покрытия.
Ремонт кромок швов
27 . Разрушенные кромки швов очищают от пыли, грязи и мастики. В случае наличия поврежденного бетона его удаляют с помощью пневмоинструмента (на глубину разрушения до здорового бетона). Вырубленный бетон удаляют, а дно и стенки вырубки промывают струей воды под давлением, пользуясь поливо-моечной машиной, и продувают сжатым воздухом от компрессора.
28 . При ремонте шва расширения в шов устанавливают доску толщиной, равной ширине шва, на глубину 30 - 40 мм от поверхности покрытия, смазанную с боковых сторон и снизу автолом или техническим вазелином.
29 . При ремонте шва расширения доску укладывают на прокладку шва таким образом, чтобы между доской и прокладкой не было зазоров. Уложенную доску укрепляют двумя брусьями с прорезями, которые устанавливают на покрытие поперек шва. В этом случае, как и в предыдущем, доску снизу и обеих сторон смазывают автолом или техническим вазелином.
30 . После окончания подготовительных работ ремонтируемое место заполняют эпоксидной смесью, слегка ее притрамбовывают и выглаживают гладилкой. Через 10 - 12 часов после заделки кромок швов доски вынимают, швы заливают мастикой и после этого открывают движение.
Устройство защитного выравнивающего слоя износа способом поверхностной обработки
31 . На цементобетонных покрытиях, подверженных шелушению, в целях предохранения их от дальнейшего разрушения устраивают защитный выравнивающий слой толщиной 5 - 10 мм.
32 . Устройство защитного выравнивающего слоя способом поверхностной обработки включает следующие операции:
- подготовку ремонтируемой поверхности;
- приготовление эпоксидного клея;
- распределение эпоксидного клея по ремонтируемой поверхности;
- распределение каменной мелочи по покрытию;
- уплотнение каменной мелочи.
33 . Перед устройством защитного выравнивающего слоя способом поверхностной обработки производят тщательную очистку ремонтируемой поверхности химическим или механическим способом, а глубокие раковины и выбоины заделывают способом, изложенным в п. 25 , 26 настоящих «Рекомендаций».
34 . Эпоксидный клей готовят в соответствии с п. 16 - 18 настоящих «Рекомендаций».
35 . На тщательно очищенную и сухую ремонтируемую поверхность разливают эпоксидный клей тонким ровным слоем.
Норма расхода эпоксидного клея в зависимости от состояния ремонтируемой поверхности колеблется от 1 до 1,5 кг/м2. Нижний предел принимается для бетонных покрытий с глубиной шелушения до 3 мм, а верхний при наличии шелушения глубиной до 1 см.
При более глубоком шелушении расход эпоксидного клея увеличивается. При наличии шелушения в начальной стадии расход эпоксидного клея может быть снижен до 0,5 - 0,8 кг/см2.
36 . Вслед за розливом и распределением эпоксидного клея рассыпают свежедробленую чистую и сухую каменную мелочь размером 2,5 - 3,5 мм или сухой чистый среднезернистый кварцевый песок из расчета 5 - 7 кг минерального материала на 1 кг эпоксидного клея.
Для получения более шероховатой поверхности необходимо, чтобы максимальный размер частиц каменной мелочи не превышал их минимального размера более чем в 1,5 раза.
37 . Укатку каменной мелочи производят легким катком весом 1 - 1,5 тонны за 2 - 3 прохода по одному следу. Если при укатке каменной мелочи эпок сидный клей будет выходить на поверхность, то эти места следует присыпать каменной мелочью с последующей прикаткой 1 - 2 проходами катка. Для присыпки может быть использована каменная мелочь размером 1,25 - 2,5 мм или 0,65 - 2,5 мм. Вальцы катка перед уплотнением нужно смазать автолом, солидолом или техническим вазелином.
38 . Через 5 - 7 часов после окончания уплотнения, перед открытием движения, излишнюю каменную мелочь сметают с покрытия и используют ее для устройства защитного выравнивающего слоя на другом месте.
Технический контроль
39 . При производстве работ по ремонту цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол должны соблюдаться и выполняться настоящие «Рекомендации».
При этом особое внимание обращается на следующее:
- применение материалов, соответствующих установленным требованиям;
- точность дозирования материалов при приготовлении эпоксидного клея и эпоксидноминеральной смеси;
- тщательность очистки покрытия;
- равномерность и точность распределения эпоксидного клея к каменной мелочи по покрытию;
- обеспечение ровности ремонтируемой поверхности покрытия;
- тщательность уплотнения.
Движение по участку должно быть открыто не ранее установленного срока.
При температуре ниже +15 °С время между окончанием работ и открытием движения должно быть увеличено.
Механизмы, инструменты и одежда
40 . Для выполнения работ по ремонту цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол необходимы инструменты и машины, приведенные в табл. 5 .
Таблица 5
Операции |
Машины, инструмент |
Количество, шт. |
Очистка покрытия |
Поливо-моечная машина |
1 |
Компрессор или пескоструйный аппарат |
1 |
|
Приготовление эпоксидного клея и эпоксидной смеси |
Весы на 20 кг с комплектом гирь |
1 |
Разновесы для технических весов (комплект) |
1 |
|
Металлические емкости |
|
|
на 20 - 25 л |
2 |
|
на 8 - 10 л |
8 |
|
Мешалка |
2 |
|
Распределение эпоксидного клея и каменной мелочи |
Шаблон-рейка |
2 |
Гладилка |
3 |
|
Метла |
3 |
|
Уплотнение |
Легкий механический каток весом 1,6 - 2 т |
1 |
Перевозка материалов, оборудования и инструментов |
Бортовая машина |
1 |
41 . Бригада в составе 5 - 6 человек за 7-часовой рабочий день может отремонтировать 60 м2 покрытия.
42 . Рабочие, занятые на работах по ремонту цементобетонных покрытий, должны быть обеспечены резиновыми перчатками, резиновыми сапогами, комбинезоном, защитными очками, головным убором, закрывающим волосы.
Правила техники безопасности при работе с эпоксидными смолами
43 . Эпоксидные смолы, отвердители и пластификаторы - токсичные материалы. Поэтому при ремонте цементобетонных покрытий с применением эпоксидных смол следует руководствоваться «Санитарными правилами при работе с эпоксидными смолами» № 348-60, утвержденными главным государственным санитарным инспектором СССР 27 декабря 1960 г.
44 . Рабочие, занятые приготовлением эпоксидного клея и эпоксидной смеси, должны быть обеспечены комбинезонами, резиновыми перчатками, резиновой обувью и защитными очками.
45 . При попадании на поверхность кожи эпоксидной смолы, отвердителя, пластификатора, эпоксидного клея и эпоксидноминеральной смеси необходимо их немедленно удалить ветошью, тщательно вымыть кожу горячей водой с мылом, высушить и смазать мягчительным кремом на основе вазелина или ланолина.
46 . Запрещается курить и зажигать огонь в непосредственной близости от места производства работ.
47 . Эпоксидную смолу следует хранить в герметически закрывающейся таре, а отвердитель - только в стеклянной; в зимнее время эти материалы хранят в отапливаемом помещении. После окончания работ все емкости и загрязненные инструменты следует промыть ацетоном и водой.
48 . После окончания работ рабочие должны снять комбинезоны, перчатки, обувь и вычистить ацетоном места запачканные эпоксидным клеем или эпоксидной смесью, проветрить и уложить в специальные ящики для одежды.
49 . После окончания работ по очистке инструментов и одежды рабочие моют лицо и руки водой с мылом, а если возможно, принимают душ на работе или дома.
СОДЕРЖАНИЕ
Общие положения . 2 Требования к материалам .. 3 Приготовление эпоксидного клея и смеси . 4 Подготовка ремонтируемой поверхности . 5 Технология ремонта заделки выбоин и раковин . 5 Ремонт кромок швов . 5 Устройство защитного выравнивающего слоя износа способом поверхностной обработки . 6 Технический контроль . 7 Механизмы, инструменты и одежда . 7 Правила техники безопасности при работе с эпоксидными смолами . 7 |