Л Н Шутенко - Технология нанесения акриловых клеев на подготовленную поверхность старого бетона при его соединении с новым - страница 1

Страницы:
1  2 

Коммунальное хозяйство городов

1. Аншин Л.З., Мыльников С. А. Сталежелезобетонные конструкции перекрытий и покрытий общественных зданий // Строительные конструкции: Реферативный сборник. - М.: Стройиздат, 1999. - С.78-84.

2. Глотов И.Б. Расчет и конструирование сталежелезобетонных балок мостов. - В кн.: Совершенствование конструкций и методов расчета мостов и мостовых переходов // Труды СарПИ. Вып.67. - Саратов, 2003. - С. 32-37.

3. Большаков К.П., Гитман Э.М. Совершенствование способов объединения сбор­ной проезжей части сталежелезобетонных мостов // Транспортное строительство. -2001. - №11. - С. 23-29.

4. Бородич М.К. Некоторые вопросы проектирования комплексных мостов под железную дорогу: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2002. - 24 с.

5. Гибшман Е.Е. Проектирование стальных конструкций, объединенных с железо­бетоном, в автодорожных мостах. - М.: Автотрансиздат, 2000. - 268 с.

6. Долгов В.А. Экспериментальные исследования распределения температуры в сталежелезобетонных пролетных строениях // Ин-т транспортного строительства. Вып.26. - М., 2001. - С. 48-52.

7. Хаютин И.Л., Мартынов Ю.С. Включение железобетонного настила кровельных покрытий в работу стальных стропильных ферм // Энергетическое строительство. -

1999. - №11. - С. 20-24.

8. Кириллов В.С. Предварительно напряженные металлические конструкции за рубежом. - М.: Автотрансиздат, 2001. - С.17-22.

9. Bagon A. Progres dans la conception et la realization des Viaducs urbains // Revue generale des routes et des aerodromes. - Paris, Des. 1997. - P. 8-12.

Получено 27.05.2004

УДК 624.011.2 : 668.3

Л.Н.ШУТЕНКО, В.И.ТОРКАТЮК, доктора техн. наук, Н.М.ЗОЛОТОВА

Харьковская национальная академия городского хозяйства С.В.БУТНИК, канд. техн. наук

Харьковский государственный технический университет строительства и

архитектуры

А.В.МАРЮХИН

Строительная компания «Макси-Буд», г.Киев

ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ АКРИЛОВЫХ КЛЕЕВ

НА ПОДГОТОВЛЕННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ СТАРОГО БЕТОНА

ПРИ ЕГО СОЕДИНЕНИИ С НОВЫМ

Приводятся результаты экспериментов по исследованию нанесения акриловых клеев на подготовленную поверхность старого бетона при его соединении с новым ме­тодом воздушного распыления.

При строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооруже­ний выполняются работы по соединению старого бетона с новым. Та­кие работы выполняются при возведении монолитных массивных бе­тонных и железобетонных конструкций, восстановлении и изменении их габаритов и конфигураций. С целью улучшения сцепления и увели­чения прочности соединения старого бетона с новым в последнее вре­мя получили применение различные полимерные клеи и компаунды [1-4]. Авторами разработана технология такого соединения с примене­нием акриловых клеев [5-9]. Соединение бетонов акриловыми клеями имеет ряд преимуществ перед использованием для этих целей других полимеров. Они по адгезионным и когезионным свойствам не уступа­ют существующим (например, эпоксидным), но обладают лучшими технологическими свойствами и стоят дешевле указанных на 16-24%.

Физико-механические свойства акриловых клеев описаны в рабо­тах [10-12]. Результаты определения прочности соединений старого бетона с новым в зависимости от разных факторов описаны в работах [13, 14]. Однако вопросам исследования отдельных операций техноло­гии омоноличивания старого бетона с новым с помощью акриловых клеев не уделено внимания.

Одной из операций указанной технологии является нанесение ак­риловых клеев на подготовленную под склеивание поверхность старо­го бетона. Исследования свидетельствуют, что в случае небольших поверхностей склеивания нанесение клея на них может проводиться вручную. Например, нанесение клея на горизонтальную поверхность осуществляется с помощью мастерков, реек, кистей, поливом и други­ми способами. Нанесение клея на вертикальную поверхность осущест­вляется с помощью мастерков, кистей, шпателей, валиков и другими способами. Эти способы отличаются простотой и не требуют особых навыков и мастерства.

При значительных объемах работ для нанесения клеев на верти­кальные поверхности рекомендуется применять механизированный ручной инструмент - различные распылители. При этом распыление клеевых составов бывает пневматическое (воздушное) и гидродинами­ческое (безвоздушное).

Целью настоящей статьи является исследование метода пневма­тического распыления. Этот метод является одним из наиболее рас­пространенных способов нанесения клеев и защитных покрытий на вертикальные поверхности строительных конструкций. Главным его достоинством является универсальность, относительно высокая произ­водительность, простота технического осуществления, хорошее каче­ство получаемых покрытий.

Как показали выполненные эксперименты способом пневматиче­ского распыления можно наносить акриловые клеи, имеющие вязкость до 100 с по вискозиметру ВЗ-4 на поверхности конструкций различных размеров и конфигураций.

Основными преимуществами способа пневматического распыле­ния являются:

- возможность его применения в различных производственных условиях, так как требуется лишь источник сжатого воздуха с давле­нием 0,2-0,6 МПа;

- возможность использования акриловых клеев при условии, что их рабочая вязкость составляет 17-100 с по вискозиметру ВЗ-3;

- возможность нанесения покрытий на поверхности конструкций различных размеров и конфигураций;

- получение покрытий высокого качества;

- простота и надежность в обслуживании распылительных уст­ройств.

Для пневматического распыления используются распылительные головки, состоящие из материального сопла и воздушной головки, за­крепленных соосно. Клей подводится к отверстию материального со­пла, а сжатый воздух поступает в кольцевой зазор, образованный от­верстием воздушной головки и наконечником материального сопла.

Основной частью пистолета-распылителя является распылитель­ная головка или форсунка, от конструкции которой зависит форма фа­кела струи. Головка или форсунка имеет внутреннюю трубку или так называемое материальное сопло 2, через которое материал истекает (рис.1), и наружную, концентрично расположенную трубку - воздуш­ное сопло. Сжатый воздух из воздушного сопла вытекает в окружаю­щую среду с большой скоростью через кольцевое отверстие (между материальным и воздушным соплом) и создает разряжение у выхода из материального сопла. При выходе из материального сопла материал встречает струю сжатого воздуха, который, расширяясь, разбивает его на мельчайшие капли, увлекает с большой скоростью за собой и нано­сит на защищаемую поверхность. Головки (форсунки) воздушного распыления создают струю, заполненную частицами материала по всему сечению. Качество нанесенного слоя клея зависит от крупности зерен наполнителя материала, который, в свою очередь, определяется его физическими свойствами (вязкостью, поверхностным натяжением и др.) и режимом распыления.

В зависимости от конструкции головки пистолета-распылителя форма струи факела или, вернее, ее отпечаток на поверхности бетона может быть в виде круга или плоского сильно вытянутого овала (рис.2). Коническую струю с формой основания в виде круга дает го­ловка, которая имеет воздушное сопло в виде круглого отверстия, рас­положенного вокруг незначительно выступающего из него материаль­ного сопла. Это наиболее простая головка имеет факел большой плот­ности и позволяет перемещать пистолет-распылитель при нанесении материала с большой скоростью. Чаще всего такие головки использу­ют при нанесении клея на небольшие и сложные рельефные поверхно­сти.

Рис.1 - Дробление противокоррозионного материала методом пневматического распыления: 1 - воздушное сопло; 2 - материальное сопло; 3 - запорная игла.

а б в

Рис.2 - Форма «отпечатка» струи факела при регулировании: а - горизонтальная; б - вертикальная; в - круглая

Плоский факел образуется головкой, имеющей кроме центрально­го отверстия два боковых отверстия. Струи воздуха, выходя из боко­вых отверстий, сжимают распылительную струю клея и придают ей плоскую форму. Такие головки называют головками с воздушным об­жимом струи. Кроме того, плоский факел образуется головкой с воз­душным соплом в виде щели. Их называют щелевыми или головками с механическим обжимом струи и применяют в том случае, когда давле­ние воздуха при распылении не превышает 0,25 МПа. Обычно головкипистолетов-распылителей с воздушным обжимом струи приспособле­ны и для получения круглой струи.

Плоский факел струи применяют при нанесении акрилового клея на большие плоские поверхности. Промежуточной между круглой и плоской струей является овальная струя, в этом случае боковые отвер­стия в головке распылителя располагаются под незначительным углом к направлению оси факела и у выхода из материального сопла. Оваль­ную струю применяют там, где требуется факел с повышенной плот­ностью по сравнению с плоской струей и повышенной шириной отпе­чатка факела по сравнению с круглой струей.

Для получения нормальной струи факела отверстия воздушного и материального сопел должны располагаться строго концентрично. В зависимости от назначения пистолеты-распылители могут быть сред­него давления 0,25-0,55 МПа и низкого давления - до 0,25 МПа. Пис­толеты-распылители среднего давления делятся на распылители на­ружного (рис.3, а) и внутреннего (рис.3, б) смешения в зависимости от места встречи и смешения материала с воздухом (на выходе из голов­ки или перед выходом). Широкое распространение в строительстве получили пистолеты-распылители среднего давления наружного сме­шения КР-20, ЗИЛ, КРВ, 0-45, КРМ, 0-37А и др., а также внутреннего смешения марок КРП-2, С-592, 0-45, С-765.

Рис.3 - Схема распылительной головки пневматического пистолета-расп^ілителя наружного (а) и внутреннего (б) смешения

Нанесение клеящих материалов воздушным распылением глав­ным образом на большие поверхности осуществляется пистолетами-распылителями марок СО-71 и КРУ-1. Например, пистолет-распылитель марки КРУ-1 предназначен для нанесения материалов вязкостью не более 50 с (по ВЗ-4).

Требования стандарта [15] для ручных пневматических пистоле­тов-распылителей предусматривают определенные диаметры отвер­стий материального сопла и связанные с ним параметры распылите­лей (табл.1).

Таблица 1 - Основные размеры и параметры ручных пневматических пистолетов-распылителей

Диаметр отверстий

Максимальная производитель-

Расход воздуха, м3/ч

Размеры отпечатка на расстоянии 300 мм, не менее

материально­го сопла, мм

ность (расход ма­териала), г/мин.

 

диаметр круглого факела

ширина плоского факела

Распылитель типа А, Б, В

1,6

200

 

80

260

1,8

260

12

90

290

2,0

350

 

100

320

Распытитель типа В

2,2

450

 

110

350

2,5

600

16

125

400

2,8

800

 

140

450

В основе всех конструкций пневматических пистолетов-распыли­телей лежит одна и та же принципиальная схема, включающая основ­ные узлы и механизмы: корпус пистолета-распылителя, распылитель­ную головку, механизм включения (выключения) распылителя с за­порной иглой, пусковым крючком и воздушным клапаном, узел регу­лирования расхода материала, узел регулирования формы факела, узел приема сжатого воздуха, узел приема клеевого материала, узлы уплот­нений воздушных и материальных каналов. Техническая характери­стика некоторых пистолетов-распылителей приведена в табл.2 [16]. Основным недостатком указанных распылителей при нанесении акри­лового клея являются значительные потери материала и загрязнение воздуха.

Например, пистолет-распылитель О-31А конструктивно отлича­ется от пистолета-распылителя марки О-45 только головкой, имеющей кроме центрального отверстия и двух боковых отверстий для сжатия струи еще десять отверстий, расположенных по окружности, концен­тричной центральному отверстию. Через эти отверстия выходит до­полнительный воздух, создающий воздушную кольцевую завесу, спо­собствующую уменьшению выпадения частиц материала из факела, уменьшению образования тумана, а следовательно, улучшению гигие­нических условий труда.

Для нанесения акрилового клея (максимальной вязкости по ВЗ-4 не более 200 с) методом пневматического распыления может быть ис­пользован распылитель марки С-592. Клей подается от нагнетательно­го бака. Распылительная головка внутреннего смешения имеет круг­лую струю, диаметр отверстия сопла составляет 6 мм.

К вспомогательному оборудованию при пневматическом нанесе­нии клеевых составов относятся регуляторы давления, масловодоотде-лители, нагнетательные баки, шланги для подачи в пистолеты-распылители материала и воздуха [16].

Таблица 2 - Техническая характеристика различных моделей ручных пневматических пистолетов-распылителей

Параметры

КРУ-1

ЗИЛ

0-31А

КРМ

С-592

Подача материала, г/мин.

400-500

500-600

50-100

400

400-500

Производительность,

м2/г

300-450

500

40-50

400

75-85

Давление сжатого воздуха на распыле­ние, МПа

0,3-0,4

0,45-0,55

0,15-0,2

0,3-0,4

0,4-0,5

Расход воздуха, м3/ч

6-11

11-14

3,0

14

16

Ширина факела материала на рас­стояние 300 мм от изделия, мм

400-500

500-520

30-80

350

100-120

Габаритные разме­ры, мм

195х60х225

185х45х235

140х56х250

163х30х145

165х45х210

Масса, кг

0,66

0,82

0,35

0,45

0,63

Регуляторы давления (редукторы) предназначены для регулиро­вания и поддержания постоянного давления сжатого воздуха, пода­ваемого в пистолеты-распылители и нагнетательные баки. Для регули­рования давления воздуха могут быть использованы как редукторы, установленные на масловодоотделителе или нагнетательном баке, так и самостоятельные редукторы-регуляторы давления.

Нагнетательные баки предназначены для дозированной подачи клеевых составов в пистолеты-распылители при повышенном расходе материалов или нанесении их на большие поверхности. Нагнетатель­ные баки представляют собой переносные, герметически закрываемые сосуды, которые заполняют противокоррозионным составом. Послед­ний под определенным давлением (при подаче в бак сжатого воздуха) передавливается по шлангам в пистолет-распылитель. Для указанных работ могут быть использованы нагнетательные баки марок СО-12, СО-42 и СО-13 [16].

Во избежание изменения рабочей вязкости материала и осажде­ния наполнителя необходимо периодически перемешивать содержи­мое баков. Для этой цели баки снабжают мешалками: ручной (СО-12) или механической с пневмоприводом (СО-42 и СО-13). Техническая характеристика нагнетательных баков приведена ниже:

Научно-технический сборник №58

СО-12

СО-42

СО-13

16

40

65

0,4

0,4

0,4

0,05-0,40

0,05-0,40

0,05-0,40

640x410x350

790x480x450

1040x505x450

18,6

32,0

39,5

Емкость бака, л

Давление воздуха максимальное, МПа Давление на выходе лакокрасочного материала (регулируемое), МПа Габаритные размеры, мм Масса, кг

Для подачи сжатого воздуха и клеевого материала в пистолет-распылитель можно использовать резинотканевые шланги с внутрен­ним диаметром 8, 10 или 16 мм. Шланги имеют внутренние и наруж­ные резиновые слои с двумя-тремя промежуточными слоями тканевых прокладок и рассчитаны на рабочее давление до 0,7 МПа.

В качестве источников энергии при производстве указанных ра­бот могут быть использованы компрессорные установки моделей О-16А, О-39А и О-38М [16]. Техническая характеристика компрессор­ных установок приведена ниже:

Рабочее давление (максимальное), МПа Число цилиндров, шт. Диаметр цилиндров, мм Ход поршня, мм

Частота вращения коленчатого вала, об./мин.

Мощность электродвигателя, МДж Емкость ресивера, л Габаритные размеры, мм Масса, кг

Избыточное давление, на которое отре­гулирован предохранительный клапан,

МПа

Выполненные аналитические и экспериментальные исследования свидетельствуют, что для нанесения акриловых композиций на подго­товленную под склеивание поверхность старого бетона можно исполь­зовать применяемый в практике строительства ручной механизирован­ный инструмент типа пистолетов-распылителей. Работа этого инстру­мента основана на методе пневматического распыления различных материалов. Для выбора марки инструмента необходимо знать вяз­кость акрилового клея по вискозиметру ВЗ-4. Поэтому необходимо квалифицировать составы акриловых клеев не только по их жизнеспо­собности и времени отверждения, но и по вязкости. Кроме того, необ­ходимо исследовать другой метод нанесения клеевого материала, ко­торый также широко применяется в практике строительства. Это ме­тод безвоздушного распыления, при котором наносимый на поверх­

О-16А

О-39А

О-38А

0,4

0,7

0,7

2

2

2

78,0

67,5

78,0

85

75

85

800

800

850

10,1

10,1

16,2

22

22

22

1175х430х840

1200х490х900

1090х480х910

154

125

185

0,45

0,80

0,90

ность материал дробится без участия сжатого воздуха.

1. Известия ВНИИ гидротехники им. В.Е.Вернадского. Вып.119. - М., 1987. - 252 с.

2. Справочник по клеям и клеящим мастикам в строительстве / Под ред.

B. Г.Микульского, О.Л.Фиговского. - М.: Стройиздат, 1984. - 240 с.

3. Методические рекомендации по омоноличиванию старого бетона с новым с применением клеев / Харьковский ПромстройНИИпроект Госстроя СССР. - Харьков, 1985. - 14 с.

4. Шутенко Л.Н., Золотов М.С., Псурцева Н.А., Душин В.В. Соединение бетонных и железобетонных элементов. - Харьков: НТО Стройиндустрии, 1989. - 72 с.

5. Торкатюк В.И., Золотова Н.М. Склеивание старого бетона с новым // Комму­нальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып.42. - К.: Техніка, 2002. - С.92-98.

6. Торкатюк В.И., Золотова Н.М., Марюхин А.В. Особенности моделирования и оптимизации организационно-технологического процесса склеивания старого бетона с новым // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вип.43. - К.: Техніка, 2002. -

C. 102-117.

7. Шутенко Л.Н., Торкатюк В.И., Золотова Н.М. Моделирование организационно-технологических решений по соединению старого и нового бетонов путем их склеива­ния при формировании инвестиционных проектов в строительной отрасли // Науковий вісник будівництва. Вип.25. - Харків: ХДТУБА, 2004. - С. 67-76.

8. Шутенко Л.Н., Торкатюк В.И., Золотова Н.М. Совершенствование технологиче­ского обеспечения монолитности сборных железобетонных сооружений коммунального хозяйства // Науковий вісник будівництва. Вип.26. - Харків: ХДТУБА, 2004. - С.205-210.

9. Шутенко Л.Н., Торкатюк В.И., Золотова Н.М. Инновационная технология со­единения старого бетона с новым акриловыми клеями // Новини науки Придніпров'я: Наук.-практ. журнал. Сер. „Інженерні дисципліни". - 2004. - №4. - С.75-79.

10.Золотов С.М. Влияние модификаторов на адгезионные свойства акриловых клеев // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. праць. Вип.9. - Рівне: УДУВГПК, 2003. - С.54-60.

11. Золотов С. М. Акриловые клеи для усиления, восстановления и ремонта бетон­ных и железобетонных конструкций // Будівельні конструкції: Зб. наук. праць. Вип.59. -К.: НДІБК, 2003. - С.440-447.

12. Zolotov S. Adhesive on the Basis of Acrylic Compound to Join Concrete and Rein­forced Concrete Elements // Science, Еducation and Society: 11 International Scientific Confer­ence University of Zilina. Slovak Republic, part I, 2003. - P.323-325.

13. Шутенко Л.Н., Золотов С.М., Гарбуз А.О. и др. Использование акриловых кле­ев для реконструкции и ремонта зданий и сооружений // Будівельні конструкції: Зб. наук. праць. Вип.54. - К.: НДІБК 2001. - С.810-814.

14. Шутенко Л.Н., Золотов С.М., Гарбуз А.О., Зудов О.В. Акриловые клеи для со­единения бетонных и железобетонных конструкций // Материалы докладов Междуна­родной интернет-конференции «Архитектурно-строительное материаловедение на ру­беже веков». - Белгород: БелГТАСМ, 2002. - С.201-205.

15. ГОСТ 20223-88. Краскораспылители пневматического распыления.

16. Фокин М.Н., Емельянов Ю.В. Защитные покрытия в химической промышлен­ности. - М.: Химия, 1991. - 304 с.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Л Н Шутенко - Диверсификация производственной деятельности предприятий основное направление

Л Н Шутенко - Опыт использования акриловых клеев для соединения строительных конструкций

Л Н Шутенко - Строительная механика краткий курсраздел 1 статически определимые стержневые системы

Л Н Шутенко - Технология нанесения акриловых клеев на подготовленную поверхность старого бетона при его соединении с новым

Л Н Шутенко - Усталостная прочность клеевой анкеровки арматурных стержней класса а500с