способ абразивоструйной очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций перед ремонтом

Классы МПК:B24C1/00 Способы пескоструйной обработки; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами
B08B9/38 для чистки с использованием скребков, цепей, дроби, песка или других абразивных средств
B08B7/00 Чистка способами, не отнесенными к другим группам данного подкласса или к другим подклассам
Автор(ы):, , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Авренюк Андрей Николаевич (RU),
Карпов Андрей Викторович (RU),
Авренюк Николай Николаевич (RU),
Паксютов Геннадий Васильевич (RU),
Авренюк Анастасия Андреевна (RU),
Авренюк Елена Иосифовна (RU),
Карпова Елена Геннадьевна (RU),
Карпов Владислав Андреевич (RU),
Сайгин Олег Игоревич (RU),
Сайгина Анастасия Николаевна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-08-20
публикация патента:

Изобретение относится к технологии выполнения ремонтных работ и может использоваться при очистке абразивом поверхности бетона и железобетона. Осуществляют обработку поверхности бетона и железобетона абразивом из шлаков медеплавильного производства под давлением 7 атм с продолжительностью воздействия 4,0-5,0 мин/м2. Расход абразива составляет 8-10 кг/м2 , а скорость очистки равна 25-30 м2/час. В результате обеспечивается повышение качества очистки. 1 табл.

Формула изобретения

Способ абразивоструйной очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций перед ремонтом, включающий обработку упомянутой поверхности абразивом из шлаков медеплавильного производства под давлением, отличающийся тем, что обработку абразивом ведут под давлением 7 атм с продолжительностью воздействия 4,0-5,0 мин/м2 , при этом расход абразива составляет 8-10 кг/м2, а скорость очистки равна 25-30 м2/час.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии выполнения ремонтных работ и может быть использовано при очистке поверхности бетона и железобетона при ремонте конструкций промышленных и гражданских объектов после деструктивного воздействия солей, кислот и щелочей.

Известен способ абразивоструйной очистки (Патент № 2152865 «Способ обработки поверхности изделий», заявитель: ОАО «Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение», авторы: Полянский С.Н., Тетюхин В.В., Левин И.В., Козлов А.Н., патентообладатель: ОАО «Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение»), который заключается в том, что при очистке поверхности от окалины или окисной пленки используют метод струйно-абразивной обработки поверхности водовоздушной смесью, наполненной мелкодисперсными частицами, одновременно удаляют дефектный слой металла и проводят финишную операцию травления или осветления с получением текстуры поверхности произвольного типа с величиной шероховатости Ra=0,5-5,5 мкм. Недостатком данного способа является отсутствие данных по характеру и качеству очистки поверхности бетона и арматуры применительно к бетонным и железобетонным конструкциям. Также недостатком данного способа является отсутствие таких параметров как давление, длительность воздействия и расход материала очистки, при которых происходит полное удаление корродированного слоя и не происходит повреждения очищаемой поверхности бетона.

Известен также способ абразивоструйной очистки (Патент № 99120773 «Способ очистки труб и нанесения защитного покрытия на их внутреннюю поверхность, устройство для их осуществления, составы для очистки и покрытия», заявитель: ЗАО «Лицензтехэкспорт», авторы: Шишкин В.В., Ли С.А.), включающий удаление отложений с внутренней поверхности путем прохода по трубе очищающего механизма, отличающегося тем, что очищающий механизм перемещают по трубе подачей в трубопровод текучего агента, при этом часть текучего агента пропускают через зазоры, образованные трубой и очистным механизмом, причем рабочий агент подают под давлением 0,2-1,6 МПа и его скорость потока повышают очистным механизмом до 333 м/с. При этом перед очистным механизмом по трубопроводу потоком рабочего агента перемещают сыпучее абразивное вещество, а в качестве текучего агента используют воду, или воздух, или смесь воздуха и воды, или смесь воды, воздуха, силиката, и полифосфата натрия. Недостатком данного способа является отсутствие данных по характеру и качеству очистки поверхности бетона и арматуры применительно к бетонным и железобетонным конструкциям. Также недостатком данного способа является отсутствие таких параметров как длительность воздействия и расход материала очистки, при которых происходит полное удаление корродированного слоя и не происходит повреждения очищаемой поверхности бетона.

Известен способ очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций (Патент № 2400314 от 28.07.2009), который заключается в том, что поверхность бетона и арматуры обрабатывают струей воды под давлением, обработку ведут под давлением 450-500 атм, расход воды составляет 20-25 л/мин, производительность 60-80 м2/ч, продолжительность воздействия 0,5-1,0 мин/м, степень очистки Sа 2½. Не достатком данного способа является отсутствие данных по параметрам и степени абразивоструйной очистки поверхности бетона и арматуры. Также недостатком данного способа является сохранение внутреннего карбонизированного слоя при обработке бетона, что затрудняет контроль качества обработки поверхности. Также недостатком данного способа является невозможность очистки конструкций из бетона и железобетона класса по прочности ниже В15 в связи с риском повреждения поверхности бетона.

Известен способ абразивоструйной очистки (Патент № 2381096 «Способ очистки струйно-абразивной обработкой поверхности изделий из титановых сплавов», авторы: Полянский С.Н., Мохов В.П., Смеян М.А., Попов М.В., Крохин Б.Г., патентообладатель: ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА»), который заключается в том, что на обрабатываемую поверхность подают гидроабразивную суспензию. В качестве абразива гидроабразивной суспензии используют мелкодисперсные частицы с твердостью по шкале Мооса 8÷9. Мелкодисперсные частицы имеют размер от 50 до 80 мкм. Давление струи сжатого газа, обеспечивающего подачу гидроабразивной суспензии, поддерживают в следующем интервале: более или равно 3,0 бара и менее 3,5 бара. В результате полностью удаляются остатки технологических смазок и различных загрязнений с поверхности изделий, обеспечивается требуемая шероховатость обрабатываемой поверхности и увеличивается скорость обработки. Недостатком данного способа является отсутствие данных по характеру и качеству очистки поверхности бетона и арматуры применительно к бетонным и железобетонным конструкциям. Также недостатком данного способа является отсутствие таких параметров как длительность воздействия и расход материала очистки, при которых происходит полное удаление корродированного слоя и не происходит повреждения очищаемой поверхности бетона.

Наиболее близким к предлагаемому способу очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций является способ очистки абразивно-струйной очистки поверхности от органических загрязнений (Патент № 2010144194 от 10.05.2012, заявитель ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», авторы: Ягафарова Г.Г., Акчурина Л.Р., Федорова Ю.А., Сафаров А.Х.), включающий подачу под давлением на обрабатываемую поверхность абразива в струе сжатого воздуха, с добавлением в поток воды, ПАВа, отличающийся тем, что в качестве абразива используют композицию следующего состава: мягкий абразив 60-80 мас.%, твердый абразив 10-30 мас.%, карбонат натрия 10 мас.%, при этом абразив подают на очищаемую поверхность под давлением 8 атм, в поток подают воду, содержащую 0,1-2 мас.% ПАВа, в количестве 10-150 мас.% от веса расходуемой композиции. При этом в качестве мягкого абразива используют избыточный активный ил биологических очистных сооружений, например нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий, а в качестве твердого абразива используют песок, оксиды металлов, купершлак, никельшлак, металлические или стеклянные шарики или их смесь.

Недостатком данного способа является отсутствие данных по характеру и качеству очистки поверхности бетона и арматуры применительно к бетонным и железобетонным конструкциям. Также недостатком данного способа является отсутствие таких параметров, как длительность воздействия и расход материала очистки, при которых происходит полное удаление корродированного слоя и не происходит повреждения очищаемой поверхности бетона.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в определении оптимальных параметров обеспечения качественной очистки поверхности бетона и железобетона, таких как давление, продолжительность воздействия, качество очистки поверхности, расход абразива, производительность при осуществлении ремонта конструкций после деструктивного воздействия солей, кислот и щелочей.

Данная задача достигается тем, что по предлагаемому способу абразивоструйной очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций перед ремонтом, поверхность обрабатывают абразивом из шлаков медеплавильного производства под давлением.

При обработке абразивом под давлением до 4 атм корродированные слои полностью не удаляются, при давлении 4-7 атм карбонизированный слой полностью не удаляется, при давлении более 7 атм появляются признаки повреждения структуры бетона; оптимальным является давление 7 атм, приведенная величина давления позволяет полностью надежно удалить корродированные слои без повреждений структуры бетона, при этом создается высокая степень шероховатости поверхности для надежного сцепления с ней наносимого ремонтного состава. Расход абразива менее 8 кг/м2 не позволяет надежно удалять корродированные слои, расход абразива более 10 кг/м 2 увеличивает стоимость очистки; оптимальным является расход абразива 8-10 кг/м2, приведенные границы расхода абразива позволяют с высокой точностью прогнозировать ее расход и стоимость используемого материала при очистке. Производительность при очистке менее 25 м2/час значительно уменьшает скорость и в целом сроки очистки, при этом очень сложно добиться производительности более 30 м2/час при уменьшении давления и расхода абразива; при оптимальных значениях давления и расхода абразива производительность находится в пределах 25-30 м2/час, приведенные границы производительности позволяют прогнозировать скорость выполнения очистки поверхности и общее время, которое необходимо затратить при выполнении работ на определенной площади конструкции. При продолжительности воздействия менее 4,0 мин/м 2 качество очистки поверхности бетона и арматуры не обеспечивается, при продолжительности воздействия более 5,0 мин/м2 увеличивается расход абразива и, в целом, стоимость работ; оптимальной является продолжительность воздействия 4,0-5,0 мин/м2 , которая ограничивает время, необходимое для качественной очистки 1 м2 поверхности, что также позволяет прогнозировать время на очистку определенной площади конструкции. При оптимальных параметрах можно добиться степени очистки:

- 1-2 по ГОСТ 9.402-2004 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию» и СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии» (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85);

- Sa 2½-Sa 3 по ISO 8504:2000 «Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и относящихся к ним продуктов. Методы подготовки поверхности», что достаточно для качественного ремонта. Степень очистки показывает качество обработки поверхности, необходимое для надежного сцепления ремонтного состава с очищаемой основой и долговечного ремонта в целом.

Согласно изобретению обработку абразивом ведут под давлением 7 атм, расход абразива составляет 8-10 кг/м 2, производительность 25-30 м2/час, продолжительность воздействия 4,0-5,0 мин/м2, степень очистки:

- 1-2 по ГОСТ 9.402-2004 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию» и СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии» (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85);

- Sa 2½-Sa 3 по ISO 8504:2000 «Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и относящихся к ним продуктов. Методы подготовки поверхности».

Сопоставительный анализ с аналогами и прототипом показывает, что ни в одной из работ не определены оптимальные параметры очистки поверхностей бетона и железобетона при помощи абразива, что приводит к сохранению продуктов коррозии после воздействия солей, кислот и щелочей. Нанесение ремонтных составов на такую плохо подготовленную поверхность, содержащую продукты коррозии, приводит к скорому отслоению ремонтных покрытий в процессе эксплуатации и неэффективности потраченных средств на ремонт. Таким образом, адгезия ремонтного состава напрямую зависит от качества подготовки поверхности бетона и арматуры (т.е. удаления коррозионных слоев) и является важным фактором включения в совместную работу с ремонтным составом и обеспечения долговечности конструкции в целом.

Таким образом, заявляемое техническое решение отвечает критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Для экспериментального исследования предложено использовать абразивоструйный способ очистки поверхности бетона и железобетона давлением 7 атм. Глубину очистки до «неповрежденного» бетона предложено определять по наличию малиновой окраски, которую он принимает при pH>9 в результате обработки поверхности индикатором (0,1% спиртовым раствором фенолфталеина).

При абразивоструйной очистке бетона и железобетона классов по прочности В5-В60 после деструктивного воздействия солей, кислот и щелочей экспериментально установлено, что при абразивоструйной очистке под давлением 7 атм абразивным порошком из шлаков медеплавильного производства слой продуктов коррозии удаляется полностью, очищенная поверхность окрашивается в малиновый цвет на 95-97% площади (т.е. карбонизированный слой также удаляется практически полностью). Расход абразива составляет 8-10 кг/м2, арматура очищается до степени 1-2 по ГОСТ 9.402-2004 и СП 28.13330.2012, либо Sa 2½-3 по ISO 8504:2000, что достаточно для качественного ремонта. Производительность метода составляет 25-30 м2/час, продолжительность воздействия 4,0-5,0 мин/м.

Таблица 1
Способ очисткиДавле-ние, атм Степень очисткиСостояние структуры бетона
Абразивоструйный до 4Корродированные и карбонизированный слои полностью не удаляютсяНе повреждается
Абразивоструйный 4-7Карбонизированный слой полностью не удаляетсяНе повреждается
Абразивоструйный 7Корродированные и карбонизированный слои удаляются полностьюНе повреждается
Абразивоструйный более 7Корродированные и карбонизированный слои удаляются полностьюПоявляются признаки повреждения структуры бетона

Данный вид обработки полностью надежно удаляет корродированные слои, не повреждает поверхность, степень очистки легко контролируется; кроме того, создается высокая степень шероховатости поверхности, что увеличивает сцепление наносимого ремонтного состава с бетонной поверхностью. При абразивоструйной обработке перед нанесением ремонтных составов требуется обеспыливание и увлажнение поверхности, а также удаление использованного абразива из зоны очистки.

Абразивоструйная очистка под давлением 7 атм после деструктивного воздействия солей, кислот и щелочей может использоваться для конструкций промышленных и гражданских объектов из бетона и железобетона класса по прочности ниже В15 без риска повреждения поверхности.

Этим данный способ очистки выгодно отличается от других, таких как механический, водоструйный, термический и др.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2510786

patent-2510786.pdf

Класс B24C1/00 Способы пескоструйной обработки; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами

способ очистки рабочей поверхности шлифовальных кругов -  патент 2525018 (10.08.2014)
способ струйноабразивной обработки алмаза резанием -  патент 2520287 (20.06.2014)
способ дискретизации абразивного инструмента -  патент 2520169 (20.06.2014)
способ получения заготовки замка трубопровода -  патент 2516330 (20.05.2014)
способ ультразвуковой дробеструйной обработки деталей газотурбинных двигателей -  патент 2507055 (20.02.2014)
способ воздушно-абразивной обработки дерева "блюзовое дерево" -  патент 2506151 (10.02.2014)
способ и устройство для обработки поверхности волокнистого композита -  патент 2493955 (27.09.2013)
способ гидроабразивной резки листового металлического материала -  патент 2475350 (20.02.2013)
способ упрочнения гидроцилиндров насосов сверхвысокого давления -  патент 2466849 (20.11.2012)
способ абразивно-струйной очистки поверхностей металлов -  патент 2463152 (10.10.2012)

Класс B08B9/38 для чистки с использованием скребков, цепей, дроби, песка или других абразивных средств

Класс B08B7/00 Чистка способами, не отнесенными к другим группам данного подкласса или к другим подклассам

способ очистки изделий от загрязнений -  патент 2516523 (20.05.2014)
способ механической чистки прозрачной поверхности оптического прибора и соответствующее устройство -  патент 2516124 (20.05.2014)
способ удаления металлических покрытий с поверхности деталей из радиоактивного химически активного металла -  патент 2502567 (27.12.2013)
устройство для обработки отходов и способ обработки отходов -  патент 2497606 (10.11.2013)
способ дробеструйной очистки поверхности бетонных и железобетонных конструкций перед ремонтом -  патент 2457049 (27.07.2012)
способ комбинированной электродуговой обработки металлической проволоки или ленты и устройство для его реализации -  патент 2456376 (20.07.2012)
устройство и способ для очистки сварочных горелок -  патент 2455134 (10.07.2012)
способ поверхностной лазерной обработки и устройство для его осуществления -  патент 2445175 (20.03.2012)
способ и устройство для очистки открытых емкостей от уплотненных сыпучих материалов -  патент 2441717 (10.02.2012)
способ дезактивации твердого органического субстрата, загрязненного твердыми радиоактивными дисперсными неорганическими загрязняющими веществами, с использованием плотного сжатого co2 -  патент 2423191 (10.07.2011)
Наверх