Методические рекомендации Методические рекомендации по применению полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего в дорожном строительстве
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНОГО
БЕТОНА
НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО
В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Одобрены Минтрансстроем
Москва 1979
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. Союздорнии. М., 1979.
Приведены материалы для приготовления полимерцементного бетона и требования к ним; составы эпоксидного связующего и эпоксидной эмульсии; особенности проектирования состава полимерцементного бетона, технологии приготовления эпоксидного связующего, растворов фурилового спирта и полиэтиленполиамина, а также эпоксидной эмульсии. Изложены технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси и техника безопасности при работе с полимерными материалами.
Табл. 1, рис. 1.
Предисловие
Настоящие «Методические рекомендации по применению полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего в дорожном строительстве» предназначены для опытно-экспериментального строительства дорожных и аэродромных покрытий из мелкозернистого и песчаного полимерцементного бетона.
Одним из способов получения полимерцементобетона повышенной прочности, износо- и морозостойкости, а также коррозионной стойкости является введение в бетон в дополнение к цементу эпоксидного связующего.
В настоящих «Методических рекомендациях» приведены материалы для приготовления полимерцементного бетона и требования к ним; составы эпоксидного связующего (авторское свидетельство № 530868) и эпоксидной эмульсии; особенности проектирования состава полимерцементного бетона, технологии приготовления эпоксидного связующего, растворов фурилового спирта и полиэтиленполиамина, а также эпоксидной эмульсии. Изложены технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси и техника безопасности при работе с полимерными материалами.
«Методические рекомендации» составлены канд. техн. наук Н.Д. Дорониной при участии канд. техн. наук А.М. Шейнина.
Общие положения
1 . Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для опытно-экспериментального строительства дорожных и аэродромных покрытий из мелкозернистого и песчаного полимерцементного бетона (ПЦБ), приготовленного с применением цемента и эпоксидного связующего.
2 . Полимерцементный бетон имеет органоминеральную структуру и обладает свойствами, полученными как от цемента, так и от полимера - эпоксидного связующего.
3 . Добавку эпоксидного связующего в полимерцементный бетон рекомендуется вводить в количестве 3 - 8 % от массы цемента.
4 . Прочность на растяжение при изгибе ПЦБ при такой дозировке эпоксидного связующего на 50 - 80 % выше максимальной по ГОСТ 8424-72 «Бетон дорожный». За предельную марку по пределу прочности ПЦБ на растяжение при изгибе следует считать 70.
5 . Марка ПЦБ на основе эпоксидного связующего по прочности при сжатии должна соответствовать ГОСТ 8424-72; прочность при сжатии должна быть не ниже 300 кгс/см2, независимо от прочности на растяжение при изгибе.
6 . Модуль упругости ПЦБ на основе эпоксидного связующего снижается до 250000 - 300000 кгс/см2 (вместо 280000 - 380000 кгс/см2 у равнопрочных на растяжение при изгибе обычных бетонов).
7 . Коэффициент линейного температурного расширения и усадка полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего равны аналогичным показателям обычных бетонов; коррозионная стойкость при попеременном замораживании-оттаивании в растворах хлорис тых солей более чем в 2 раза выше; истираемость в 2 - 2,5 раза меньше. Кроме того, ПЦБ на основе эпоксидного связующего обладает повышенной адгезией к «старому» бетону.
Область применения полимерцементного бетона
8 . Полимерцементный бетон (мелкозернистый и песчаный) рекомендуется применять:
для устройства верхних слоев дорожного и аэродромного покрытия;
при усилении существующего дорожного и аэродромного покрытия;
для восстановления отдельных участков поверхности, углов и кромок швов цементобетонного покрытия автомобильных дорог и аэродромов.
Решение об использовании ПЦБ на основе эпоксидного связующего в каждом конкретном случае принимается на основе технико-экономического обоснования, составляемого проектной организацией при участии Союздорнии.
8 . Конструкция покрытий из полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего определяется проектной организацией. При проектировании учитывают требования следующих документов:
«Методических рекомендаций по конструированию и расчету цементобетонных покрытий на основаниях различных типов (Союздорнии. М., 1972) - автомобильные дороги;
«Указаний по проектированию аэродромных покрытий» СН 120-70 - аэродромные покрытия;
СН 120-70 и «Руководства по эксплуатационной оценке прочности жестких аэродромных покрытий «Аэропроект». М., 1973) - слой усиления аэродромов.
Требования к материалам для ПЦБ на эпоксидном связующем
10 . Заполнители, вода, портландцемент (марки не ниже 400) для дорожных полимерцементных бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 8424-72.
11 . Для приготовления эпоксидного связующего требуются следующие материалы: эпоксидная смола марки ЭД-20 ( ГОСТ 10587 -76) или ЭИС-1 (ТУ 38109-71), полиэтиленполиамин (ТУ 6-02-594-70), фуриловый спирт (ТУ 69-267-62).
12 . Эпоксидные смолы марок ЭД-20 и ЭИС-1 не твердеют в водной среде. Для их твердения в водной среде бетонной смеси следует применять связующее следующего состава* (вес. ч.).
Эпоксидная смола ......................................................... 100
Полиэтиленполиамин ................................................... 10
Фуриловый спирт .......................................................... 20
* Авторское свидетельство № 530868.
13 . Для достижения наибольшей равномерности распределения эпоксидного связующего в объеме бетонной смеси и получения бетона с высокими показателями свойств при минимальном расходе связующего составляющие его компоненты следует вводить в смесь раздельно в виде водных растворов.
14 . Эпоксидную смолу следует вводить в бетонную смесь в виде водной эмульсии. В качестве эмульгатора рекомендуется сульфитно-спиртовая барда в количестве 5 - 7 % от массы смолы.
15 . Растворы фурилового спирта, полиэтиленполиамина и эпоксидную эмульсию следует приготавливать на воде затворения бетона.
Особенности проектирования состава полимерцементного бетона
16 . Состав полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего проектируют и подбирают любым методом, обеспечивающим заданную прочность и требуемые физико-механические свойства.
17 . Расход эпоксидного связующего для получения бетона с заданной прочностью определяют по графику (см. рисунок).
График для определения расхода эпоксидного связующего
18 . Количество воды, необходимое для достижения требуемой подвижности (жесткости) полимерцементного бетона, определяют экспериментально с учетом введенного количества эпоксидного связующего.
Ориентировочное значение В/Ц при одинаковой подвижности смеси в зависимости от расхода эпоксидного связующего приведено в таблице.
|
Расход связующего в смеси, % массы цемента |
В/Ц |
|
3 - 4 |
0,4 |
|
5 - 6 |
0,38 - 0,39 |
|
7 |
0,37 - 0,38 |
|
8 |
0,34 - 0,35 |
19 . Пробным замесом с заданным пределом подвижности полимерцементобетонной смеси определяют фактический ее объемный вес при принятом методе уплотнения, рассчитывают коэффициент выхода и фактический расход материалов на 1 м3.
Технология приготовления эпоксидного связующего и составляющих его компонентов
20 . Перед приготовлением эпоксидного связующего в отдельные емкости отвешивают составляющие его компоненты (см. п. 12 ) и приготавливают затем растворы каждого компонента в части воды затворения бетона.
21 . При приготовлении растворов полиэтиленполиамина и фурилового спирта эти вещества вводят в воду и перемешивают до получения однородной массы.
22 . Для приготовления эпоксидной эмульсии в эмульсионной машине периодического действия (акустическом диспергаторе) объединяют эпоксидную смолу и водный раствор эмульгатора, дозируемые в определенных соотношениях. Температура смолы и эмульгатора должна быть в пределах 40 - 45 °С.
Количество раствора эмульгатора и эпоксидной смолы, необходимое для одного цикла, рассчитывают предварительно с целью получить эмульсию требуемой концентрации.
23 . Заполнять бак диспергатора следует так, чтобы гидродинамический преобразователь (вибратор) был полностью погружен в жидкость.
В подогретый бак диспергатора заливают отмеренный объемным дозатором раствор эмульгатора и включают насос, обеспечивающий циркуляцию этого раствора через вибратор. После установившегося колебательного движения пластины вибратора из второго объемного дозатора начинают подавать подогретую до 40 - 45 ° С эпоксидную смолу со скоростью 30 - 40 л/мин.
После подачи всей порции эпоксидной смолы циркуляцию продолжают еще 5 - 7 мин., затем откачивают образовавшуюся эмульсию из бака и цикл повторяют.
24 . Температура готовой эпоксидной эмульсии, выходящей из диспергатора, должна быть не выше 45 °С.
25 . После 8 час работы машину промывают водой.
26 . Хранить эпоксидную эмульсию следует не более 1 месяца при температуре воздуха не ниже 0 °С.
27 . При более длительном хранении эпоксидной эмульсии возможно некоторое расслоение эмульсии; в этих случаях ее перед использованием необходимо перемешать.
Технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси
28 . Приготовление полимерцементобетонной смеси должно осуществляться только в смесителях с порционным весовым дозированием материалов и с принудительным перемешиванием.
29 . Технология приготовления полимерцементобетонной смеси следующая: в смеситель подают заполнители и цемент, перемешивают смесь известным способом, затем вводят последовательно эпоксидную эмульсию, растворы фурилового спирта и полиэтиленполиамина; смесь после введения каждого раствора тщательно перемешивают. Через каждые 1 - 1,5 час работы мешалку очищают песком и промывают водой, а в конце смены - техническим ацетоном.
30 . Транспортировать полимерцементобетонную смесь от завода к месту укладки следует автомобилями-самосвалами. Чтобы предотвратить испарение воды из смеси, а также замедлить процесс отверждения эпоксидной смолы, кузов самосвала обязательно накрывают брезентом, мешковиной и т.п.
31 . Время с момента приготовления полимерцементобетонной смеси до момента уплотнения ее в покрытии не должно превышать 1 час.
32 . Укладывать полимерцементобетонную смесь следует на тщательно очищенное основание. Укладку, уплотнение и отделку полимерцементобетонной смеси производят в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов, используя машины и механизмы, применяемые для работы с обычным бетоном.
33 . Через каждые 1 - 1,5 час работы бетоноукладочную машину следует тщательно очищать от остатков полимерцементобетонной смеси и промывать водой, а в конце смены - техническим ацетоном.
34 . Уложенную в покрытие полимерцементобетонную смесь следует укрывать рулонным пленочным материалом и выдерживать в таких условиях в течение 48 час.
35 . Открывать движение по покрытию, устроенному из полимерцементного бетона, можно через 14 суток.
36 . Методы контроля качества полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и полимерцементного бетона не отличаются от принятых для обычного бетона. Условия твердения контрольных образцов, предназначенных для испытания на прочность, должны быть следующие: образцы из полимерцементно го бетона, закладываемые на ЦБЗ, хранят до момента испытания при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха, близкой к 60 %. Образцы, закладываемые на месте укладки, хранят так же, как и полимерцементный бетон в покрытии.
37 . Усиление аэродромных покрытий тонкими слоями полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и предварительные операции по подготовке «старого» бетона должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в постановлениях по аэродромной службе в гражданской авиации СССР (НАСТА-71, М., 1972) и «Предложениях по использованию высокопрочных бетонов в тонких слоях для усиления и выравнивания цементобетонных покрытий на опытном строительстве», разработанных ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» в 1976 г. при участии Союздорнии.
38 . Восстановление отдельных участков поверхности, углов и кромок швов цементобетонного покрытия дорог и аэродромов с применением полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и предварительные операции по подготовке «старого» бетона должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в «Методических рекомендациях по ремонту цементобетонных покрытий с применением полимерных материалов» (Союздорнии. М., 1975).
39 . Работы по устройству и усилению покрытий дорог и аэродромов с использованием полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего должны производиться при температуре воздуха не ниже + 5 °С.
40 . Эпоксидные смолы и фуриловый спирт транспортируют и хранят в герметических бидонах, отвердитель (полиэтиленполиамин) - в стеклянной таре. В зимнее время полимерные материалы хранят в помещениях с температурой воздуха не ниже 0 °С, в летнее время - не выше 35 °С.
Техника безопасности при работе с полимерными материалами
41 . При приготовлении и укладке полимерцементобетонной смеси следует соблюдать технику безопасности в соответствии с «Методическими рекомендациями по безопасности и улучшению условий труда при использовании эпоксидных смол в дорожном строительстве» (Союздорнии. М., 1977) и «Санитарными правилами при работе с эпоксидными смолами Министерства здравоохранения СССР» (М., 1961).
СОДЕРЖАНИЕ
|
Предисловие . 1 Общие положения . 1 Область применения полимерцементного бетона . 2 Требования к материалам для ПЦБ на эпоксидном связующем .. 2 Особенности проектирования состава полимерцементного бетона . 3 Технология приготовления эпоксидного связующего и составляющих его компонентов . 3 Технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси . 4 Техника безопасности при работе с полимерными материалами . 5 |