FI73382B - Anordning foer att skydda en befintlig betongstruktur och goera densamma ogenomtraenglig. - Google Patents

Description

1 73382

Laite käytössä olevan betonirakenteen suojaamiseksi ja tekemiseksi läpäisemättömäksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on betonin käsittelylaite, jonka tarkoituksena on saada aikaan betonin kyllästys orgaanisella monomeerilla, joka sen jälkeen polymeroidaan paikan päällä.

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista tunnettu käytössä olevan betonin suojausta ja kyllästystä koskeva ongelma, kun betoni joutuu alttiiksi olosuhteille, jotka ovat erityisen ankaria käytön aikana joko sen takia, että pakkanen asteittain huonontaa betonin mekaanisia kestävyysominaisuuksia tai koska syövyttävien aineiden tunkeutuminen betoniin aiheuttaa vahinkoja.

Eräänä kuvaavana esimerkkinä mainittakoon lujitetusta betonista valmistetut teiden kulumispinnat, jotka sijaitsevat erityisen kylmissä vyöhykkeistä ja jotka erittäin alhaisen lämpötilansa takia samoin kuin jäätymistä estävien suolojen usein toistuvan käytön takia talvella erittäin nopeasti huononevat, jolloin betonin vahvikkeina olevissa rautatangoissa esiintyy voimakasta suolakorroo-siota.

Niinpä voi olla tarpeen kyllästää ja suojata jo käytössä olevien patojen ja putkien pinnat.

On tunnettua, että USA:ssa on jo tehty joitakin yrityksiä kehittää käytössä olevan betonin käsittelyteknologiaa, mutta saaduissa menetelmissä, joita käsitellään seuraavas-sa, on käytössä joitakin vakavia epäkohtia, jotka estävät niiden taloudellisen käytön suuressa mittakaavassa.

USA:ssa kehitetyn menetelmän vaiheet ovat seuraavat: 2 73382 1) Käsiteltävän betonivalmisteen kuivaus laitteella, joka muodostuu lämpöä eristävästä kannesta, johon johdetaan ulkopuolisen lämmön kehityslaitteen tuottama kuuma-ilmavirta, joka jaetaan sopivilla aukoilla varustettujen metallilevyjohtojen kautta.

2) Koko yllä kuvatun laitteen purku ja poisto.

3) Betonin kyllästys, jolloin betoni on ennalta kuivattu levittämällä sen pinnalle ohut kuivahiekkakerros, joka on sopivasti kyllästetty katalysoidulla monomeerilla.

Monomeerin haihtumisen estämiseksi hiekan pinnalle levitetään polyetyleenilevy, jota kohotetaan useita kertoja, jotta monomeeria voidaan tarpeen mukaan lisätä kohdissa, joissa hiekka on kuivunut sen takia, että betoni on absorboinut itse monomeerin.

4) Betonin absorboiman monomeerin polymerointi sijoittamalla jo betonin kuivaukseen käytetty laite uudestaan hiekkakerroksella peitetyn alueen päälle. Kuumailmavirta, joka näin on saatettu kosketukseen hiekan kanssa, joka vielä sisältää monomeerijäännöksiä, saa aikaan monomeerin haihtumisen ja polymeroinnin hiekassa ja vasta myöhemmin se saa aikaan betonin sisäosaan tunkeutuneen polymeerin polymeroinnin.

Tällä menetelmällä on kuitenkin joitakin epäkohtia, jotka on lueteltu seuraavassa: 1) On työskenneltävä vain päivinä, jolloin sää on hyvä, jollei koko aluetta peitetä siirrettävällä suojalla.

2) Käsiteltävän valmisteen pinnalle tippuvaa vettä vastaan ei ole suojaa, ei silloinkaan kun työskentelyalue on kokonaan peitetty, erityisesti jos pinta on kalteva, kuten on asianlaita useimmissa tapauksissa.

3) Menetelmässä käytettyä hiekkaa on vaikea levittää ohuelti ja ottaa lopuksi talteen.

Il 3 73382 4) Kyllästetty hiekkakuori on rikottava kohdissa, joissa se on täysin juuttunut kiinni käsiteltyyn betonipintaan sen sisältämän liiallisen monomeerin polymeroinnin takia.

5) Suuri monomeerin hukka (n. 50 %), koska on mahdotonta arvioida tarkkaan monomeerimäärää, joka tarvitaan betonin täydelliseen kyllästykseen, ja hiekka jää lähes ilman monomee-ria prosessin lopussa.

6) Vakavat haitat tämän alan työntekijöille kyllästysvai-heessa käyttetyn hiekkakerroksen ilmalle alttiina olevan pinnan kehittämien monomeerihöyryjen takia, koska mainitulle kerrokselle on useita kertoja suihkutettava tuoretta monomee-ria, niin että hiekka pysyy kyllästettynä.

Muissa samanlaisissa menetelmissä on yhtä paljon haittoja.

Julkaisusta GB-A 2 010 363 tunnetaan menetelmä kuivatun ja lämmitetyn betonipäällysteen tiivistämiseksi lämpöplastisella tiivistekerroksella, jonka päälle lasketaan asfalttibetoni-päällyste, jonka pehmenemispiste on tiivistekerroksen pehmenemispistettä korkeampi.

DE-hakemusjulkaisun 2 447 267 mukaan käytetään välineitä tyhjön ylläpitämiseksi betonipinnan yläpuolella ja vähintään yhtä betoniin työntyvää sauvaa nestemäisen kyllästysaineen syöttämiseksi betonipinnan alle, jossa se sitten polymeroituu.

DE-kuulutusjulkaisu 2 154 139 koskee laitetta mm. betonia olevan tiepäällysteen syväkyllästämiseksi, joka laite käsittää välineet alipaineen synnyttämiseksi betonin pintaan nesteiden poistamiseksi päällysteestä, ja välineet ylipaineen synnyttämiseksi pintaan kyllästysaineen saattamiseksi tunkeutumaan päällysteeseen.

4 73382 Näiden ongelmien ratkaisemiseksi esillä oleva keksintö viittaa tehdasvalmisteisten betonivalmisteiden kyllästysteknolo-gian sovellutukseen, jossa käytetään polymeroituvia hartseja ja jota on kuvattu italialaisessa patentissa 932 873. US-patentissa 4 109 033 esitetään menetelmä tämäntapaisen tekniikan soveltamiseksi suurten betonitilavuuksien, kuten teiden, jalkakäytävien ja siltakansien kyllästämiseksi polymeerillä tai monomeerillä, joka sitten polymeroidaan in situ, jossa menetelmässä käytetään kehystä, jolla rajoitetaan kulloinkin käsiteltävä betonialue.

Polymeroituvia hartseja käyttävä tunnettu betonivalmisteiden kyllästysmenetelmä muodostuu seuraavista käsittelyvaiheista: I) Kyllästettävän valmisteen lämpökäsittely uunissa, jolloin saadaan paksuuden funktiona haluttu veden poisto.

II) Lämpökäsitellyn valmisteen kyllästys upottamalla se po-lymeroituvaan monomeeriin lisäämällä sopivaa katalyyttiä (kyllästystä voidaan mahdollisesti nopeuttaa käyttämällä typen painetta).

III) Kyllästetyn valmisteen sekä polymeroituvan monomeerin upotus vesikylpyyn, joka on sopiva itse monomeerin lämpöka- o talysointipolymerointiin (n. 80 C).

Vedellä on näin ollen kaksinkertainen tehtävä toimia hartsin polymeroinnin länmön lähteenä ja välineenä, joka estää monomeerin poistumisen kyllästetyn valmisteen huokosista.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite, joka mahdollistaa edellä esitetyn tekniikan sovellutuksen myös käytössä olevaan betoniin.

Il 5 73382

Keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että se käsittää (a) välineet veden poistamiseksi betonirakenteen pintakerroksesta, minkä johdosta siihen syntyy huokosia, jotka välineet käsittävät välimatkan päähän betonirakenteesta sijoitetun lämpölevyn, lämpölevyn yläpuolella sijaitsevan palamiskammion, siihen sijoitetun diatermistä nestettä sisältävän kierukka-putken, kierrätyspumpun diatermisen nesteen kierrättämiseksi kierukkaputken läpi, polttimen kierukkaputken ja täten lämpö-levyn länmittämiseksi selektiivisesti haluttuun lämpötilaan ja puhaltimen kuumailmavirran kierrättämiseksi säteilylevyn ja betonirakenteen välisen tilan läpi, (b) välineet pintakerroksen kyllästämiseksi nestemäisellä mo-nomeerilla monomeerin saattamiseksi tunkeutumaan huokosiin, (c) välineet veden johtamiseksi nestemäisellä monomeerilla kyllästettyyn pintakerrokseen monomeerin polymeroimiseksi veden alla, joka on lämmitetty lämmitysvälineillä pääasiassa o 80-90 :n lämpötilaan, ja (d) ympäröivän kehyksen, joka sijaitsee betonirakennetta vasten ja eristää tilan ympäröivästä ilmakehästä.

Keksintöä selitetään nyt viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät itse keksinnön havainnollistavaa mutta ei rajoittavaa edullista suoritusmuotoa.

Kuvio 1 on kaaviollinen tasokuva.

Kuvio 2 on leikkauskuva kuvion 1 tason A-A mukaisesti.

Kuvio 3 on perspektiivikuva kuvion 1 suunnan B mukaisesti nähtynä.

Piirustuksissa numero 1 merkitsee lärmönkehitintä, joka on varustettu polttimella 2, jolloin nestemäistä polttoainetta syöttää säiliö 3, joka kuumentaa säteilylevyä 5 käämin 4 kautta, jossa kiertää diatermistä öljyä. Diaterminen öljy pidetään kierrossa pumpun 6 avulla. Valmisteen M ja levyn 5 välisessä ontossa tilassa 7 ylläpidetään kuumailma-virtaa, jonka kehittää puhallin 8, joka kierrättää uudelleen lämmönkehitintä 1 ympäröivän vaipan 9 ilman ja ohjaa sen mainittuun onttoon tilaan kuvion 2 nuolen osoittamassa 6 73382 suunnassa. Venttiili 10 on sovitettu imemään tuoretta ilmaa ulkopuolelta. Polttimen 2 palamistuotteet kuljetetaan ulkoilmaa kohti savupiipun 11 kautta. Lähellä lämmönkehi-tintä 1 sijaitsee vesisäiliö 12, jota kehitin itse kuumentaa ja jota käytetään polymerointiin. Säiliöstä 12 lähtee putki 12, jonka tehtävänä on säädettäessä päästää kuumaa vettä onttoon tilaan 7.

Säiliö 14 sisältää monomeerin, joka voidaan johtaa onttoon tilaan 7 joustavan letkun 15 kautta, joka on sijoitettu yhteen rei'ista 16. Monomeerin talteenottoa varten on sovitettu pumppu 17, joka on yhdistetty letkuun 15 ja säiliöön 14.

Koko tässä kuvattua laitetta ympäröi kehys 18, jonka tehtävänä on kulloinkin rajoittaa ja suojata valmisteessa M käsittelyn alaista vyöhykettä.

Yllä kuvatulla laitteella suoritetut työvaiheet ovat seuraavat: A - Betonin kuivausvaihe

Laite sijoitetaan valmisteen m päälle ja eristetään ulko-ympäristöstä kehyksen kehäosan 18 sopivalla tiivistyksellä.

Kun poltin 2 ja lämmönkehittimen 1 lämmönvaihto sen jälkeen käynnistetään, diaterminen öljy, jota pumppu 6 pitää kierrossa, siirtää kehitetyn lämmön kuumennuslevyyn 5, jota itse laitteen rakenne pitää sopivan välimatkan päässä valmisteen pinnasta ja joka saa aikaan veden poiston käsiteltävästä betonista. Tällaista vedenpoistovaihetta edistää edelleen puhaltimen 8 liikkeessä pitämän kuuman ilman kierto.

Vedenpoistolämpötilaa voidaan säätää muuttamalla diater-misen öljyn lämpötilaa.

Kun vedenpoistovaihe on suoritettu, poltin 2 sammutetaan

II

7 73382 ja pumppu 6 pysähtyy, niin että tietyn tuntimäärän kuluessa saavutetun enlmmäislämpötilan mukaan valmiste jäähtyy pintalämpötilaan n. 30°C, joka mahdollistaa käsittelyn toisen vaiheen aloituksen.

Mainittua jäähdytysvaihetta voidaan nopeuttaa tuuletus-järjestelmällä, johon voidaan syöttää venttiilin 10 kautta tarvittava määrä kylmää ilmaa ulkopuolelta.

B - Kyllästysvaihe Säiliöstä 14 tuleva, katalyytin sisältävä monomeeri sijoitetaan onttoon tilaan 7 joustavan letkun 15 välityksellä, joka sijoitetaan yhteen rei'istä 16. Jos valmiste sijaitsee korkealla rinteellä, säteilylevy varustetaan kohotetulla reunalla, joka estää monomeerin ylivirtauksen ilmankiertoputkiin. Tämän ansiosta käytetyn monomeerin tilavuus voidaan pienentää onton tilan 7 todelliseen tilavuuteen. Laitteen paino on sellainen, että se kestää onton tilan 7 sisältämän nesteen työntövoiman. Kyllästyksen vaatiman ajanjakson lopussa monomeeri otetaan talteen pumpulla 17.

C - Vedellä polymerointivaihe

Polymerointiin tarvittava vesi, joka voidaan esikuumentaa, otetaan säiliöstä 12 ja saatetaan virtaamaan onttoon tilaan 7 putken 13 kautta. Ontossa tilassa vesi kuumennetaan lämpötilaan 80-90°C ja pidetään tässä lämpötilassa säteily-levyn 5 syöttämän lämmön avulla.

Kun betonin absorboiman monomeerin riittävän polymeroin-nin vaatima aika on lopussa, diatermisen öljyn lämpötilaa voidaan edelleen kohottaa säätämällä poltinta, niin että vesi joutuu kosketukseen itse betonin pinnan kanssa ja haihtuu täysin.

Kuumennusta korkeaan lämpötilaan voidaan vielä pidentää täydellisempää polymerointia varten, mikäli käytetään kor- 8 73382 keitä käsittelylämpötiloja vaativia monomeereja.

Näin yhdistetyn laitteen käyttökokeet jo käytössä oleviin valmisteisiin ja niistä otetuilla lukuisilla näytteillä suoritetut analyysit osoittavat, että valmisteet voidaan tällaisella teknologialla helposti tehdä täysin läpäisemättömiksi ja suojata ne täysin veden, pakkasen ja syövyttävien suolaliuosten myöhempiä vaikutuksia vastaan.

Käyttämällä käsiteltävän valmisteen tyyppiin ja laatuun sopivaa kuumennussykliä ja monomeeria tai monomeeriseos-ta, joka on valittu joko alhaisen viskositeettinsa tai siitä saatavan polymeeri- tai kopolymeerityypin takia, voidaan käsittelyn lopussa itse asiassa saavuttaa betonin täysi läpäisemättömyys ja suoja, kun sen polymeeripinta-kerros on kyllästetty halutulta paksuudelta, mikä suuresti pienentää sen huokoisuutta ja parantaa sen kestävyyttä ulkopuolisia aineita vastaan.

Monomeereina käytetään edullisesti metyylimetakrylaattia, styreeniä ja näiden seosta polyesterihartsien kanssa.

Keksinnön mukaista laitetta voidaan myös edullisesti käyttää tehdasvalmisteisten valmisteiden käsittelyssä, erityisesti raskaissa tehdasvalmisteissa.

Esillä olevaa keksintöä on selitetty sen yhden edullisen suoritusmuodon avulla, mutta on selvää, että alan ammattimies voi käytännössä tehdä siihen rakenteellisia muutoksia poikkeamatta esillä olevan keksinnön suojapiiristä.

Il

Claims (3)

73382

1. Laite käytössä olevan betonirakenteen suojaamiseksi, ja tekemiseksi läpäisemättömäksi, tunnettu siitä, että se käsittää (a) välineet veden poistamiseksi betonirakenteen pintakerroksesta, minkä johdosta siihen syntyy huokosia, jotka välineet käsittävät välimatkan päähän betonirakenteesta (M) sijoitetun lämpöle-vyn (5), lämpölevyn yläpuolella sijaitsevan palamiskammion (1), siihen sijoitetun diatermistä nestettä sisältävän kierukkaputken (4), kierrätyspumpun (6) diatermisen nesteen kierrättämiseksi kierukkaputken (4) läpi, polttimen (2) kierukkaputken (4) ja täten lämpölevyn (5) lämmittämiseksi selektiivisesti haluttuun lämpötilaan ja puhaltimen (8) kuumailmavirran kierrättämiseksi sä-teilylevyn (5) ja betonirakenteen (M) välisen tilan (7) läpi, (b) välineet (14, 15, 17) pintakerroksen kyllästämiseksi nestemäisellä monomeerilla monomeerin saattamiseksi tunkeutumaan huokosiin, (c) välineet (12, 13) veden johtamiseksi nestemäisellä monomeerilla kyllästettyyn pintakerrokseen monomeerin polymeroimiseksi veden alla, joka on lämmitetty lämmitysvälineillä (1, 2) pää-o asiassa 80-90 :n lämpötilaan, ja (d) ympäröivän kehyksen (18), joka sijaitsee betonirakennetta (M) vasten ja eristää tilan (7) ympäröivästä ilmakehästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyllästysvälineet käsittävät säiliön (14), joka sisältää nestemäistä monomeeria, taipuisan letkun (15) monomeerin johtamiseksi lämpölevyn (5) ja betonirakenteen (M) väliseen tilaan (7) ja talteenottopumpun (17) monomeerin ylimäärän talteenottamiseksi kyllästämisen jälkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että polymerointivalineet käsittävät lämmitysvälineitä (1, 2) vasten sijaitsevan vesisäiliön (12) ja johdon (13) lämmitysväli-neiden esilämmittämän veden johtamiseksi lämpölevyn (5) ja betonirakenteen (M) väliseen tilaan (7) monomeerilla kyllästetyn pintakerroksen peittämiseksi. 10 73382