Przedmiotem wynalazku jest sposób impregnacji betonów cementowych zwlaszcza w nawierzchniach drogowo-lotniskowych poddanych dzialaniom zmiennych warunków atmosfery¬ cznych i zmiennych zewnetrznych duzych obciazen mechanicznych przy mozliwosci agresywnego oddzialywania czynników chemicznych oraz wysokich temperatur.Odpowiedni stan techniczny nawierzchni, po których poruszaja sie statki powietrzne jak i naziemne pojazdy mechaniczne jest warunkiem zapewnienia duzej trwalosci pracy systemów napedowych jak i uzyskania bezpieczenstwa w czasie ich ruchu. Dotychczas wykonane nawierzch¬ nie drogowo-lotniskowe pod wplywem zmieniajacych sie warunków atmosferycznych, duzych dynamicznych obciazen oraz oddzialywan srodków chemicznych podczas usuwania oblodzenia i sniegu znacznie zmieniaja parametry techniczne w górnych swoich warstwach. Dodatkowymi czynnikami szkodliwie oddzialywujacymi na powierzchnie betonowe sa: wysoka temperatura spalin z silników lotniczych i niezamierzone rozprowadzenie produktów naftowych w procesach eksploatacyjnych. Utrzymanie stanu nawierzchni dróg prowadzone jest przez okresowe nakladanie odpowiedniej warstwy masy bitumicznej np. znanej z opisu patentowego nr 111 820 lub innych mas. Ten sposób usuwa tylko negatywne skutki zniszczenia nawierzchni, przy czym odtworzenie wlasnosci technicznych wymaga zuzycia znacznej ilosci mas bitumicznych.Korzystniejszym ze wzgledów ekonomicznych jest zwiekszenie odpornosci wierzchnich warstw nawierzchni betonowych poprzez nadanie im zadanych wlasnosci w procesie wytwarzania, a nastepnie podtrzymanie w procesie uzytkowania. Uzyskuje sie to przez powierzchniowe utrwale¬ nie za pomoca nakladania preparatów nasycajacych powierzchniowa warstwe betonu lub tworzac powloki zabezpieczajace.Znane i stosowane sa rózne sposoby utrwalen powierzchniowych. Jedne z nich polegaja na zastosowaniu srodków reagujacych ze skladnikami betonu glównie wapniem, a zachodzace reakcje powoduja wytworzenie warstwy zabezpieczajacej. Jednak ze wzgledu na ograniczone ilosci wapnia tworzaca sie warstwa ochronna jest cienka i szybko podlega zluszczeniu. Druga grupe stanowia sposoby wytwarzania i nakladania monolitycznych powlok spójnych z podlozem betonowym. W tej grupie sposobów stosowano natryski wodnym roztworem metylosylikonianu potasowego lub sodowego w odpowiednim stezeniu lub roztwory zywicy metylosylikonowej. Nasycenie powierz-2 129 596 chni betonowych na glebokosc kilku mm zabezpieczalo blonka hydrofobowa splyw wody opado¬ wej bez mozliwosci wnikania jej w glab betonu. Trwalosc blonki hydrofobowej jest jednak stosunkowo niska przy duzych obciazeniach dynamicznych.Oddzielna grupe sposobów stanowia natryski kompozycjami z zywic poliestrowych, epoksy¬ dowych i bitumiczno-epoksydowych. W sklad kompozytów do wytwarzania warstw ochronnych w tych sposobach uzywa sie: odpowiedni rodzaj zywicy, uklad utwardzajacy i rozpuszczalnik typowy dla danych substancji. Technologiawytwarzania powlok z tych kompozycji podporzadkowanajest warunkom technicznym i wlasnosciom produktów wyjsciowych.Trwalosc powlok wykonywanych dotychczas znanymi sposobami jest stosunkowo krótka, zwlaszcza w miejscach o duzym obciazeniu mechanicznym i temperaturowym. Jedna z przyczyn niskiej trwalosci powlok zabezpieczajacych jest niezgodnosc wspólczynników rozszerzalnosci temperaturowej warstwy ochronnej i podloza. W warunkach znacznych obciazen temperaturo¬ wych wywoluje to rozwarstwienie, a nastepnie luszczenie warstwy ochronnej, co prowadzi do utraty wlasnosci ochronnych. Ponadto dotychczasowe powloki zabezpieczajace przed wnikaniem wilgoci w beton wykazuja mala odpornosc na dzialanie srodków chemicznych uzywanych do usuwania oblodzenia jak równiez na dzialanie produktów naftowych.Celem wynalazku jest uzyskanie spójnej zabezpieczajacej warstwy ochronnej na betonowej nawierzchni o trwalosci przewyzszajacej dotychczas znane zybezpieczenia przy duzych obciaze¬ niach i odpornej na dzialanie czynników atmosferycznych, chemicznych oraz dajacej dostatecznie duzy wspólczynnik tarcia — nie mniejszy niz 0,6 — bez udzialu kruszywa mineralnego. Do osiagniecia tego celu wytyczono zadanie techniczne opracowania sposobu za pomoca, którego mozliwe jest wytworzenie w warunkach normalnych temperatur warstwy ochronnej z substancji impregnujacej spelniajace powyzsze wymogi na osnowie dostepnych, nietoksycznych skladników.Stwierdzono, ze substancjami wyjsciowymi umozliwiajacymi uzyskanie takiej warstwy ochronnej sa: — dianowa zywica epoksydowa zmieszana z utwardzaczem — roztwór asfaltowy modyfikowany cyklokauczukiem z rozpuszczalnikiem aromatycznym.Substancje te stosowano juz do wytwarzania masy bitumiczno-epoksydowej do naprawy, zabezpieczenia i regeneracji nawierzchni z uzyciem kruszywa mineralnego, którego cechy determi¬ nowaly uzyskanie zadanej chropowatosci powierzchni, a tym samym i duzego wspólczynnika tarcia. Brak kruszywa mineralnego w skladzie masy stwarza trudnosci w uzyskaniu odpowiedniego wspólczynnika tarcia, gdyz nakladane warstwy na powierzchni staja sie szkliste.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze na oczyszczona i osuszona powierzchnie beto¬ nowa bez uszkodzen dziala sie w temperaturze 283-313 K przy wilgotnosci wzglednej powietrza 50-80% z wysokosci 0,3-0,8 m rozpylonym wysokocisnieniowym strumieniem substancji impreg¬ nujacej. Substancja impregnujaca sklada sie z: — dianowej zywicy epoksydowej — utwardzacza do zywic epoksydowych — roztworu asfaltowego modyfikowanego cyklokauczukiem — rozpuszczalnika aromatycznego.Stosunki wagowe poszczególnych skladników w kompozycji wynosza: dianowej zywicy epo¬ ksydowej 8 czesci na 1 czesc utwardzacza, a roztwór asfaltowy modyfikowany cyklokauczukiem i rozpuszczalnik aromatyczny w proporcji 3:1. Obie grupy skladników laczy sie w zwyklych warunkach w typowych mieszalnikach, przy czym stosunek zywicy z utwardzaczem do roztworu asfaltowego wynosi od 1:10 do 1:36. Czastki rozpylonej substancji impregnujacej pod wplywem energii kinetycznej wnikaja w warstwe betonu, wypelniajac istniejace pory do glebokosci zaleznej od cisnienia natrysku. Wielkosc cisnienia natrysku zawiera sie w granicach 3,0-16,0 MPa w zaleznosci od: rodzaju sprzetu, stanu powierzchni i temperatury otoczenia. Zastosowanie wyso¬ kiego cisnienia w procesie natryskowego nakladania powloki ochronnej powoduje duze rozdrob¬ nienie czastek substancji impregnujacej, przez co uzyskuje sie mozliwosc glebokiego wnikania w beton oraz równomierna powloke zewnetrzna o duzej chropowatosci, wytrzymala na obciazenia dynamiczne, nie zmieniajaca istotnie parametrów technicznych pod wplywem temperatury i srod¬ ków chemicznych stosowanych w eksploatacji nawierzchni.129596 3 Wlasciwe cechy warstwa ochronna uzyskuje po odparowaniu substancji lotnych i utwardze¬ niu, które zaleznie od warunków zewnetrznych wynosi od jednej do kilku godzin.Dobrany wedlug wynalazku sklad kompozycji impregnujacej i warunki jej nakladania powo¬ duja, ze wytworzona powloka ma duza wytrzymalosc, jest elastyczna, a jednoczesnie odporna na scieranie i odspojenie. Rutynowa próba odspojenia powloki przy pomocy dluta metalowego o szerokosci ostrza 1 cm nie daje rezultatu, co najwyzej powloka odspajana jest wraz z powierzch¬ niowa warstwa betonu cementowego. Równiez silne uderzenia mlotkiem nie powoduja odspojen powloki.Przy zmianach temperatury nie nastepuje odrywanie warstwy ochronnej od podloza, gdyz ich wspólczynniki rozszerzalnosci sa prawie jednakowe. Przyjeta w badaniach lotniskowych ocena odpornosci termicznej powloki na podstawie obserwacji jej zachowania sie w czasie 6 do 8 minut miejscowego nagrzewania goracym powietrzem o temperaturze 423,16 K do 473,16K(150-200°C) przy pomocy lampy lutowniczej nachylonej pod katem 45° do nawierzchni z odleglosci 0,3 m wskazuje, ze powloka zachowuje swoje pierwotne wlasciwosci techniczne, to znaczy nie zmienia barwy, nie mieknie, nie paruje, nie splywa, nie odspaja sie od podloza i nie pali sie.Powloka wykazuje duza odpornosc na nasiakanie paliwem lotniczym, roztworami soli odla- dzajacych i woda. Badania nasiakliwosci wagowej, w procentach, próbek wycietych z nawierzchni lub wykonanych w laboratorium i pokrytych omawiana powloka, po 168 godzinach nasycania w paliwie lotniczym, 30% roztworze soli odladzajacych oraz w wodzie daja nastepujace wartosci przyrostu wagi: dla paliwa — 0%, dla soli odladzajacych 0,14% oraz dla wody 0,24%. Jest to wynik wyjatkowo korzystny jesli sie wezmie opod uwage, ze przy stosowanych przez Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych kryteriach odpornosci betonów cementowych na nasiakliwosc, ocene bardzo dobra otrzymuja betony, których nasiakliwosc wagowa nie przekracza 2%.Szorstkosc nawierzchni, pokrytej opisywana tu powloka ochronna, ustalona za pomoca opóznieniomierza BVS-1, zgodnie z „Wytycznymi okreslania wspólczynnika sczepnosci nawierzchni lotniskowych przez pomiar ujemnego przyspieszenia", charakteryzuje sie wspólczyn¬ nikiem sczepnosci kola samolotu z nawierzchnia wynoszacym od 0,64 do 0,81. Jest to wynik w pelni odpowiadajacy wymogom bezpieczenstwa lotów w ruchu naziemnym samolotów.Wykonane warstwy ochronne na nawierzchniach lotniskowych z betonu cementowego po okresie 4 lat intensywnej eksploatacji nie wykazaly istotnych zmian wlasnosci technicznych, podczas gdy stosowane poprzednio powloki wytrzymywaly co najwyzej 2 lata.Przykladowe zestawienie skladników na pokrycie powierzchni 1000-1500 m2 warstwa ochronna wynosi: — 5 kg dianowej zywicy epoksydowej o nazwie handlowej „Epidian 5" otrzymywanej przez kondensacje p, p' — dwuhydroksydwufenylopropanu (dianu), z epichlorohydryna w srodowisku alkalicznym; — 0,62 kg utwardzacza do zywicy o symbolu Z-l(TECZA), otrzymywanego w wyniku reakcji 1,2-dwuchloroetanu z amoniakiem o nazwie chemicznej trójetylenoczteroamina; — 150 kg asfaltu o nazwie handlowej „Cyklolep R", stanowiacego roztwór asfaltów ponafto- wych oraz cyklokauczuku w lotnych rozpuszczalnikach aromatycznych; — 50 kg rozpuszczalnika aromatycznego o nazwie „Farbasor, stanowiacego mieszanine weglowodorów aromatycznych takich jak: trójmetylobenzeny, etylotolueny i ksyleny.Dianowa zywice epoksydowa miesza sie z utwardzaczem, a asfalt modyfikowany cyklokau- czukiem „Cyklolep R" miesza sie z rozpuszczalnikiem aromatycznym. Przygotowane skladniki z obu grup o jednorodnej konsystencji laczy sie razem w zwyklych warunkach atmosferycznych w typowych mieszalnikach. Nastepnie przy uzyciu urzadzen natryskowych dziala sie rozpylonym strumieniem na oczyszczona i osuszona powierzchnie betenowa. Przy zadanej 5 mm glebokosci wnikania substancji impregnujacej w beton cisnienie na pistolecie natryskowym znajdujacym sie na wysokosci h=0,50m winno wynosic nie mniej niz 4,0 MPa. Temperatura wykonania natrysku 283-313 K. Wilgotnosc wzgledna powietrza 50-80%. Przygotowany preparat nalezy wykorzystac w ciagu 1 godziny ze wzgledu na czas zelowania zywicy.Zmiany w skladzie substancji impregnujacej w stosunku do wielkosci jak w wynalazku powoduja szklistosc powierzchni zewnetrznych, obnizenie wytrzymalosci powloki, zróznicowanie wspólczynników rozszerzalnosci warstwy ochronnej i betonu, obnizenie odpornosci termicznej4 129 596 warstwy. Natomiast zmiany parametrów procesu nakladania powloki w stosunku do podanych wplywaja na jakosc polaczenia substancji impregnujacej z podlozem betonowym.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie przydatny do impregnacji betonów cementowych w nawierzchniach drogowo-lotniskowych. Moze byc uzyty do impregnacji odkrytych konstrukcji z betonu cementowego w budownictwie ogólnym, przemyslowym, hydrotechnicznym i komunika¬ cyjnym, gdy obciazenie na os pojazdu jest wieksze niz 7 ton, a predkosci ruchu sa wieksze niz 70 km/h.Zastrzezenie patentowe Sposób impregnacji betonów cementowych, znamienny tym, ze na oczyszczona i osuszona powierzchnie podlegajaca impregnacji dziala sie w temperaturze 283-313 K z wysokosci 0,3-0,8 m rozpylonym wysokocisnieniowym strumieniem substancji impregnujacej, która sklada sie zdiano- wej zywicy epoksydowej z utwardzaczem do zywic w stosunku wagowym 8:1 i roztworu asfaltu modyfikowanego cyklokauczukiem z rozpuszczalnikiem aromatycznym w stosunku wagowym 3:1, przy czym stosunek zywicy z utwardzaczem do roztworu asfaltu wynosi od 1:10 do 1:36.K Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL