CS247533B1

CS247533B1 - Method of monolithic cementitious concrete

Info

Publication number: CS247533B1
Application number: CS901184A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Nevosad; Matej Stepita
Original assignee: Zdenek Nevosad; Matej Stepita
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Zmonolitnění cementových betonů ve spárách vzniklých přisazením jednotlivých prvků k sobě, nebo mechanickou destrukcí, dále v místech olámaných hran, rohů, hnízd apod. v betonu, dále různých výtluků polymercementovou kompozicí, která obsahuje vodnou disperzi syntetického polymeru s komonomery s hydrofilními skupinami, jakou jsou skupiny karboxylové, hydroxylové nebo karboxamidové. Vytvrzená hmota je objemově stálá, proniká do pórů a kapilár starého betonu jakož i do hydratující hmoty, čímž vytváří pevné hydratační vazby mezi betonem a nanášenou hmotou.Monolithic cement concrete in joints created by fitting individual elements together or by mechanical destruction, in places of broken edges, corners, nests, etc. in concrete, and in various dents with a polymer-cement composition containing an aqueous dispersion of a synthetic polymer with comonomers with hydrophilic groups, such as carboxyl, hydroxyl or carboxamide groups. The hardened mass is volumetrically stable, penetrates into the pores and capillaries of old concrete as well as into the hydrating mass, thereby creating strong hydration bonds between the concrete and the applied mass.

Description

(54) Způsob zmonolitnění cementových betonů(54) Method of monolithing of cement concrete

Zmonolitnění cementových betonů ve spárách vzniklých přisazením jednotlivých prvků k sobě, nebo mechanickou destrukcí, dále v místech olámaných hran, rohů, hnízd apod. v betonu, dále různých výtluků polymercementovou kompozicí, která obsahuje vodnou disperzi syntetického polymeru s komonomery s hydrofilními skupinami, jakou jsou skupiny karboxylové, hydroxylové nebo karboxamidové. Vytvrzená hmota je objemově stálá, proniká do pórů a kapilár starého betonu jakož i do hydratující hmoty, čímž vytváří pevné hydratační vazby mezi betonem a nanášenou hmotou.Monolithicization of cement concrete in joints created by the adherence of individual elements to each other or by mechanical destruction, further in places of broken edges, corners, nests etc. in concrete, various potholes by polymercement composition containing aqueous dispersion of synthetic polymer with comonomers with hydrophilic groups such as carboxyl, hydroxyl or carboxamide groups. The hardened mass is stable in volume, penetrates into the pores and capillaries of the old concrete as well as into the hydrating mass, thereby creating strong hydration bonds between the concrete and the applied mass.

Vynález se týká zmonolltnění cementových betonů ve spárách vzniklých bud přisazením jednotlivých betonových prvků k sobě nebo mechanickou destrukcí, tj. trhliny v původně monolitické konstrukci nebo její části a dále v místech olámaných hran, rohů, hnízd v betonu a výtluků. Zmonolitnění se provádí polymeroementovou kompozicí obsahující vodné disperze syntetických polymerů s hydrofilními funkčními skupinami.The invention relates to the monolithing of cementitious concrete in the joints formed either by fitting individual concrete elements together or by mechanical destruction, i.e., cracks in the originally monolithic structure or part thereof, and furthermore in places of broken edges, corners, nests in concrete and potholes. The monolithing is carried out by a polymer-cement composition comprising aqueous dispersions of synthetic polymers with hydrophilic functional groups.

Zmonolltnění cementových betonů, zejména v exteriéru, je v provozu častým požadavkem.Monolithing of cement concrete, especially in exterior, is a frequent requirement in operation.

Posud se výše uvedené případy zmonolitňovaly silikátovými hmotami zejména na bázi portlandského slínku, portlandského slínku a objemově vůči betonu neurčitých monomerů schopných polymerace, portlandského slínku a živlo, živic a jedno- i vícesložkových objemově neurčitých monomerů schopných polymerace: všechny varianty v alternativách s plnivy i b'ez plniv. /US PAT 3 483 156, CH PAT 528 452, OE PAT 326 031, DE PAT 27 30 356 atd./.The above cases have been monolithed with silicate materials, in particular based on Portland clinker, Portland clinker and concrete-indefinable polymerizable monomers, Portland clinker and element, resins and single- and multicomponent polymer-inducible monomers: all variants in alternatives with fillers i b 'ez fillers. (US PAT 3,483,156, CH PAT 528,452, OE PAT 326,031, DE PAT 27 30,356 etc.).

Uvedené hmoty mají značné nevýhody, které spočívají v relativně krátké životnosti, někdy i zdravotní závadnosti a ve vysoké ceně. Silikátové hmoty obsahují pro dobrou zpracovatelnost vysoké dávky pojiv /cementu/ a vody, což je příčinou velkých objemových změn během hydratačních procesů a oslabování až přerušení hydratačních vazeb s původním tj. zmonolitňovaným betonem.Said compositions have considerable disadvantages, which consist in a relatively short lifetime, sometimes a health defect and a high price. Silicate materials contain high amounts of binders (cement) and water for good workability, causing large volume changes during hydration processes and weakening or breaking the hydration bonds with the original, ie, monolithic concrete.

Jsou-li použity živice, ty v zimním období, kdy jsou nejvíce namáhány tahem, v důsledku své křehkosti praskají. Jsou-li v hmotách dosud používané polymery /vodné roztoky s hydrofobními makromolekulárními částicemi, nebo pryskyřice epoxidové, polyesterové nebo polyuretanové aj./, mají jiné objemové změny než beton, čímž vlivem střídání teplot se od zmonolitněné konstrukce oddělují v místech styku.When bitumen is used, they crack in the winter, when they are most stressed by tensile stress. If polymers / aqueous solutions with hydrophobic macromolecular particles or epoxy, polyester or polyurethane resins, etc. are used in the masses so far, they have different volume changes than concrete, whereby due to temperature changes they separate from the monolithic structure at the points of contact.

Mimoto místa trhlin, olámaných hran, rohů apod. je nutno předem pracně upravit rozšiřováním, vrtáním nebo řezáním hran do betonu.In addition, cracks, broken edges, corners, etc. must be worked out beforehand by expanding, drilling or cutting edges into concrete.

Všechny tyto nedostatky odstraňuje způsob zmonolitnění cementových betonů podle vynálezu, jehož podstatou je použití stabilizačního prostředku do silikátové hmoty na bázi portlandského slínku ve formě vodné disperze syntetického polymeru, který obsahuje v makromolekule zabudované hydrofilní funkční skupiny.All of these drawbacks are overcome by the method of monolithing cementitious concretes according to the invention, which is based on the use of a stabilizer in a Portland clinker silicate composition in the form of an aqueous dispersion of a synthetic polymer containing hydrophilic functional groups incorporated in the macromolecule.

Hydrofilní skupiny polymerů umožňují průnik polymeru do pórů a kapilár starého betonu jakož i hydratující hmoty, čímž vytvářejí pevné hydratační vazby mezi betonem a nanášenou hmotou fixovanou mechanickými vazbami polymeru ukotveného jak v betonu tak i v nanášené hmotě.The hydrophilic groups of polymers allow the polymer to penetrate the pores and capillaries of the old concrete as well as the hydrating masses, thereby forming strong hydration bonds between the concrete and the deposited mass fixed by mechanical bonds of the polymer anchored in both the concrete and the deposited mass.

Tato polymerová pseudostruktura vyrovnává svou pružnou deformací napětí vzniklé objemovými změnami během hydratačního procesu v čerstvém v zatvrdlém cementovém tmelu /maltě/. Průnik stabilizátoru do pórů a kapilár je způsoben nízkým povrchovým napětím hydrofilních skupin /cca 40 mNm /, které je podstatně nižší než u vody /cca 72 mNm ^/.This polymeric pseudostructure compensates for the elastic deformation of the stress resulting from the volumetric changes during the hydration process in fresh cemented mortar. The penetration of the stabilizer into the pores and capillaries is due to the low surface tension of the hydrophilic groups (about 40 mNm), which is substantially lower than that of water (about 72 mNm ^).

Jako stabilizátory jsou vhodné vodné disperze akrylových polymerů a kopolymerů a kopolymery esterů kyseliny akrylové s nehydrolyzovatelnými komonomery, jako jsou styren, etylén, vinylhalogenidy, butadien atd.Suitable stabilizers are aqueous dispersions of acrylic polymers and copolymers and copolymers of acrylic acid esters with non-hydrolyzable comonomers such as styrene, ethylene, vinyl halides, butadiene, etc.

Hydrofilní skupiny tvoří monomery s karboxylovými, hydroxylovými nebo karboxamidovými skupinami. Příkladem takových stabilizujících disperzí jsou např. styren-2-etylhexylakrylát-kyselina akrylová, vinylchlorid-etylakrylát-2-hydroxypropylakrylát, butylakrylát-etylakrylát, monometylolakrylamid, styren-etylakrylát-kyselina akrylová apod.Hydrophilic groups form monomers with carboxyl, hydroxyl or carboxamide groups. Examples of such stabilizing dispersions are, for example, styrene-2-ethylhexyl acrylate-acrylic acid, vinyl chloride-ethyl acrylate-2-hydroxypropyl acrylate, butyl acrylate-ethyl acrylate, monomethylolacrylamide, styrene-ethyl acrylate-acrylic acid and the like.

PříkladyExamples

1/ Pro spojení spáry širší než 20 mm - spojení dvou různých betonových prvků - se použije stabilizační zmonolitňující prostředek o složení 23 % cementu SPC 325, 66 % drobného kameniva frakce 0 až 4 mm, 7 % vody a 4 í vodné disperze styrén-2-etylhexylakrylát-kyselina akrylová 1 / For joining a joint wider than 20 mm - joining two different concrete elements - use a stabilizing monolithic composition of 23% cement SPC 325, 66% fine aggregate fractions 0 to 4 mm, 7% water and 4 sty styrene-2 aqueous dispersions -ethylhexyl acrylate-acrylic acid

O sušině 50 % hmot. a o obsahu karboxylových skupin 4 % hmot. vztaženo na obsah polymeru, vše v hmotnostních procentech, přičemž disperze obsahuje 1 % hmot. odpěňovače, vztaženo na sušinu polymeru# pro eliminaci pěnicích účinků disperze.With a dry matter content of 50% by weight. and having a carboxyl group content of 4 wt. %, based on the polymer content, all in percent by weight, the dispersion comprising 1 wt. defoamers, based on polymer dry matter #, to eliminate the foaming effects of the dispersion.

Po vytvrzení má spoj pevnost v tahu 13,8 MPa proti 2,8 MPa u téže hmoty bez polymerní dis perze a proti 4,1 MPa u téže hmoty se stejným obsahem vodné disperze bez hydrofilních skupin. Smrštění směsi u hmoty uvedeného složení je o 8,3 % nižší než u směsi bez polymercementové kom pozice,.přičemž u směsi s běžnou disperzí se smrštění oproti směsi bez přísad zvyšuje o 12,3 %After curing, the bond has a tensile strength of 13.8 MPa versus 2.8 MPa for the same mass without polymer dispersion and against 4.1 MPa for the same mass with the same aqueous dispersion content without hydrophilic groups. The shrinkage of the composition in the composition of this composition is 8.3% lower than that of the composition without the polymer-cement composition, whereas the shrinkage of the composition with conventional dispersion increases by 12.3% compared to the composition without additives

2/ Pro spojení spáry do 3 mm - neaktivní různě široké trhliny v monolitické konstrukci se použije stabilizační zmonolitňující prostředek o á.ožení 60 až 78 kg vodné disperze styren-butylakrylát-dimetylolmetakrylamid o sušině 50 % hmot., 1 000 až l 300 kg silničního cementu SC 70, 0,3 kg odpěňovače pro eliminaci pěnicích účinků disperze, vše na 1 spojovací hmoty a vody dle požadované tekutosti hmoty v závislosti na šířce trhlin.2 / For joining joints up to 3 mm - inactive, variously wide cracks in the monolithic construction, a stabilizing monolithic agent is used, which comprises 60 to 78 kg of an aqueous dispersion of styrene-butyl acrylate-dimethylol-methacrylamide with dry matter 50% by weight. cement SC 70, 0.3 kg antifoam to eliminate the foaming effects of the dispersion, all for 1 fasteners and water according to the required fluidity of the material depending on the crack width.

/ /Trhliny o rozměrech 0 až 0,2 mm na v/c 1,0, pro šířku 0,2 až 0,5 mm v/c 0,65 až 0,80, pro šířku 0,5 až 3,0 mm v/c 0,3 až 0,65./ Přesná dávka vody je funkcí měrného povrchu zpracovaného cementu. Spojená spára vykazuje pevnosti v tahu nad 10 MPa, pevnost v tlaku nad 80 MPa, proti 4 MPa resp. 25 MPa při použití stejné směsi bez obsahu stabilizační přísady./ / Cracks of dimensions 0 to 0.2 mm to v / c 1.0, for width 0.2 to 0.5 mm v / c 0.65 to 0.80, for width 0.5 to 3.0 mm v / c 0.3 to 0.65 / / The exact dose of water is a function of the specific surface area of the treated cement. The bonded joint exhibits tensile strengths above 10 MPa, compressive strengths above 80 MPa, against 4 MPa, respectively. 25 MPa when using the same mixture without the stabilizing additive.

3/ Pro spojení spáry 3 až 20 mm - atypické spojení dvou různých betonových prvků - se použije stabilizační zmonolitňující prostředek o složení 23 až 35 % cementu PC 400, 3 % vodné disperze styren-etylakrylát-kyselina akrylová o sušině 55 % hmot., obsahující 1 % odpěňovače na obsah sušiny disperze pro eliminování pěnicích účinků disperze, 45 až 60 % drobného těženého kameniva o zrnitosti 0 až 1 mm pro šířky spař do 8 mm, 0 až 2 mm pro šířky spař nad 8 mm a 7 až 14 % vody, vše v hmotnostních % dle měrného povrchu cementu.3 / For the joint of 3 to 20 mm - an atypical connection of two different concrete elements - a stabilizing monolithic composition of 23 to 35% PC 400 cement, 3% of an aqueous dispersion of styrene-ethyl acrylate-acrylic acid with a dry matter content of 55% 1% antifoam to the dry matter content of the dispersion to eliminate the foaming effects of the dispersion, 45 to 60% of small mined aggregate with a grain size of 0 to 1 mm for joint widths of up to 8 mm, 0 to 2 mm for joint widths above 8 mm and 7 to 14% of water, all in weight% according to the specific surface of the cement.

Spojovací vrstva vykazuje pevnost v tahu 18 MPa a pevnost ve smyku 12 MPa proti 0,3 MPa a 0,2 MPa u směsi bez stabilizační přísady.The bonding layer has a tensile strength of 18 MPa and a shear strength of 12 MPa versus 0.3 MPa and 0.2 MPa for the composition without the stabilizing additive.

4/ Pro opravu výtluků /hran, rohů, hnízd/ se použije stabilizační zmonolitňující prostředek sestávající z penetračního nánosu a správkové hmoty. Penetrační prostředek je složen z 6 % hmot. odpěněné vodné disperze vinylchlorid-etylakrylát-2-hydroxyetylakrylát o sušině 50 % hmot. a 94 % vody.4 / For the repair of potholes (edges, corners, nests) a stabilizing monolithic agent consisting of penetration coating and repair material is used. The penetration agent is composed of 6 wt. of a foamed aqueous dispersion of vinyl chloride-ethyl acrylate-2-hydroxyethyl acrylate having a dry weight of 50 wt. and 94% water.

Penetrace se provede na vysušený nebo na oschlý podklad a nechá se více než 30 min reagovat. Poté se nanáší stabilizační zmonolitňující prostředek o složení dle příkladu 1 nebo 3 s tím, že bude použita stejná vodná disperze polymeru pro penetraci i nanášenou hmotu.The primer is applied to a dried or dried substrate and allowed to react for more than 30 minutes. A stabilizing monolithic composition of the composition of Example 1 or 3 is then applied, using the same aqueous polymer dispersion for both the penetration and the coating composition.

Složení je odvislé od nanášené tloušíky, tj. nad 3 mm dle příkladu 3 a nad 20 mm dle příkladu 1. Při proměnné tloušíce rozhoduje nejmenší rozměr pro plošný kvantil spárované plochý. Nanesená směs vytváří po vytvrzdnutí souvislý, bezprašný a houževnatý povlak soudržný s podkladem i bez předchozích úprav podkladu betonu. Přidržnost povlaku k betonovému podkladu je vyšší než 4,0 MPa, tudíž vyšší, než je koheze podkladu.The composition is dependent on the applied thickness, i.e. above 3 mm according to Example 3 and above 20 mm according to Example 1. With variable thicknesses, the smallest dimension for the flat quantile is matched flat. After curing, the applied mixture forms a continuous, dust-free and tough coating coherent with the substrate without any previous treatment of the concrete substrate. The adhesion of the coating to the concrete substrate is higher than 4.0 MPa, thus higher than the cohesion of the substrate.

Zmonolitnění cementového betonu stabilizačním prostředkem na bázi polymercementové kompozice s obsahem vodné disperze syntetického polymeru s hydrofilními funkčními skupinami lze použít ke spojování betonových prvků navzájem, napojování nového betonu ke starému, vyspravování neaktivních trhlin monolitické konstrukce nebo její části, vyplňování spař a trhlin a k vytváření souvislých vrstev na prvcích z cementového betonu.Monolithic cementitious concrete stabilizer based on polymer-cement composition containing aqueous dispersion of synthetic polymer with hydrophilic functional groups can be used to join concrete elements to each other, join new concrete to old concrete, repair inactive cracks of monolithic structure or its part, fill joints and cracks and create continuous layers on cement concrete elements.

Vynález není určen pro zmonolitnění tzv. aktivních spár, tj. těch, které v době zmonolitnění jeou vystaveny účinkům tahových nebo smykových sil.The invention is not intended to monolith the so-called active joints, i.e., those which, at the time of monolithing, are subjected to tensile or shear forces.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method of monolithing cement concrete in inactive joints, cracks and failures without the need for pre-treatment by drilling or cutting polymer cement compositions with a stabilizing additive, characterized in that a mixture resulting from homogenization of 100 parts by weight of Portland clinker silicate binder with 1-50 parts is used. % of an aqueous synthetic polymer dispersion having a dry weight of 35 to 50 wt. % containing hydrophilic groups in an amount of 2 to 8 wt. based on the polymer content.

2. The monolithic process according to claim 1, wherein the stabilizing aqueous dispersion is a copolymer of acrylic acid esters or copolymers of acrylic acid esters with styrene vinyl halides or vinyl acetate containing 80 to 50% acrylic esters, 15 to 45% styrene, vinyl halides or vinyl acetate and 3-8% of a comonomer containing hydroxyl, carboxylic or carboxamide groups selected from acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyalkyl acrylates and carbamoylacrylates, all based on the copolymer dry weight.

3. The monolithic method according to claim 1 or 2, characterized in that the application surfaces are coated or sprayed with a dilute solution of an aqueous dispersion of a synthetic polymer with hydrophilic groups prior to application of the polymer-cement stabilizing additive composition.