способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий

Формула изобретения

Способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий, включающий раскладку рельефообразователя в форме, покрытие его, укладку бетона декоративного лицевого слоя, отличающийся тем, что в качестве рельефообразователя используют пористый гидрофильный материал с нанесенными на его поверхность последовательно слоем порошкового газообразователя и слоем порошкового пигмента, а в качестве покрытия используют влагопроницаемую ткань, а в качестве бетона декоративного лицевого слоя укладывают конструктивный бетон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для декоративной отделки бетонных и железобетонных изделий и конструкций в процессе изготовления.

Известен способ изготовления декоративных изделий (см. а.с. СССР №1217819 по кл. С 04 В 14/02) путем приготовления гранул, смешивания их, последующего прессования в форме, твердения и шлифования лицевой поверхности, при этом гранулы изготавливают двухслойными с ядром из цементно-песчаной смеси, на которую накатывают оболочку из пигментов различного цвета, а перед смешиванием гранулы обрабатывают пылевоздушной смесью.

Для приготовления гранул, накатывания на них оболочки требуется специальное оборудование, которое сложно вписать в действующую технологию. Недостатком данного способа является необходимость шлифовки изделий, что не позволяет получать рельефную поверхность. К тому же часть пигмента гранул оказывается не связанной с конструктивным бетоном и между собой, что снижает долговечность декоративной поверхности.

Указанные недостатки частично устраняются в известном способе рельефной отделки бетонных поверхностей (см. а.с. СССР №6900043, БИ №39, 1979 г.), заключающемся в изготовлении матриц из заливочных паст, укладке и фиксации их в форме, нанесении специально приготовленного раствора или бетона на цветных цементах и затем формовании в обычном порядке.

Недостатком данного способа является трудоемкость изготовления матриц, наличие большого числа компонентов для их приготовления. Кроме того, при укладке матриц необходимы специальные приспособления для их фиксации в форме, что создает определенные трудности при замене и чистке данных рельефообразователей.

Наиболее близким техническим решением является способ отделки фактурным бетоном, полученным по полимерной пленке (см. Лещинский М.Ю., Чермянин Н.Р., Хуторянский М.С. и др. Справочник работника строительной лаборатории завода ЖБИ. - Киев: Будивельник, 1980. - 256 с.), заключающийся в том, что на днище формы укладывается полимерная (полиэтиленовая) пленка. На пленку укладывают слой декоративного бетона и в дальнейшем изготавливают по общепринятой технологии.

Недостатком этого способа является необходимость дополнительного применения специально приготовленного декоративного раствора или бетона на цветных цементах, что усложняет технологию и не позволяет получить нужную цветовую гамму из-за ограниченности палитры цветных цементов и их дефицита. Кроме того, наружный декоративный слой из цветного цемента имеет сравнительно невысокую долговечность.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии, усиление декоративного эффекта и повышение долговечности лицевой поверхности бетонных изделий.

Указанная задача решается тем, что в способе получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий, включающем раскладку рельефообразователя в форме, покрытие его, укладку бетона декоративного лицевого слоя, согласно изобретению в качестве рельефообразователя используют пористый гидрофильный материал, с нанесенными на его поверхность последовательно слоем порошкового газообразователя и слоем порошкового пигмента, в качестве покрытия используют влагопроницаемую ткань, а в качестве бетона декоративного лицевого слоя укладывают конструктивный бетон.

Таким образом, предложенный способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий характеризуется следующими неизвестными отличительными признаками:

- использованием в качестве рельефообразователя пористого гидрофильного материала;

- нанесением на его поверхность по всей площади последовательно слоя порошкового газообразователя и слоя пигмента;

- использованием в качестве покрытия влагопроницаемой ткани;

- укладкой в качестве бетона декоративного лицевого слоя - конструктивного бетона.

Заявленный способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий позволяет получить декоративную лицевую поверхность с заданной цветовой и архитектурной палитрой, повышенной долговечностью и максимальной заводской готовностью при снижении трудоемкости за счет совокупности всех предложенных решений.

Применение пористого гидрофильного рельефообразователя (например, керамзитового гравия) улучшает условия твердения лицевой поверхности, так как в начале, при вибрировании формы, рельефообразователь поглощает избыток воды, а затем, по мере схватывания и твердения бетона, отдает накопленную воду. В результате улучшаются условия для твердения, увеличивается прочность лицевого слоя, его трещиностойкость и долговечность.

Применение порошкового газообразователя (например, алюминиевой пудры) способствует повышению морозостойкости, водонепроницаемости и долговечности, образованию уплотненного лицевого слоя с повышением его моростойкости, так как выделяющийся в результате взаимодействия газообразователя и щелочной среды образующейся при гидратации цемента газ образует мелкопористую структуру нижнего лицевого слоя бетона с частичной гидрофобизацией микропор. Одновременно под воздействием давления газа происходит уплотнение лицевой поверхности и перенос частиц пигмента с “втапливанием” их в лицевую поверхность бетона, что приводит к его стойкому окрашиванию. В результате отпадает необходимость в применении для лицевого слоя декоративного бетона на цветных цементах, а используется конструктивный бетон.

Применение влагопроницаемой ткани для покрытия рельефообразователя обеспечивает миграцию воды к пористому рельефообразователю, сначала “сверху - вниз” от бетонной смеси при вибрировании формы, когда рельефообразователь впитывает лишнюю влагу, затем “снизу - вверх” при твердении, когда твердеющий бетон забирает влагу из пористого рельефообразователя. Применение влагопроницаемой ткани также не препятствует прониканию пузырьков образующегося газа с частицами пигмента в нижний лицевой слой бетона. Кроме того, ткань защищает рельефообразователь и поддон формы от налипания на них бетона.

Пример:

Из бетонных смесей следующих составов:

а) для конструктивного бетона:

- портландцемент с минеральными добавками М400 250 кг/м³

- гравий речной фр. 5-20 мм 1175 кг/м ³

- песок речной фр. 5 мм 600 кг/м³

- вода 100 л/м³

б) для декоративного бетона:

- портландцемент цветной М400 250 кг/м³

- гравий речной фр. 5-20 мм 1175 кг/м³

- песок речной фр. 5 мм 600 кг/м³

- вода 100 л/м³

По каждому из трех различных способов (табл.1, 2) были изготовлены 24 образца размером 30×30×10 см для испытаний декоративного лицевого слоя (3 - на прочность на сжатие по ГОСТ 22690-88 неразрушающими методами; 15 - на морозостойкость по ГОСТ 10060.1-95 с последующим испытанием на прочность неразрушающими методами; 6 - на водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-84).

По заявляемому способу сначала на дно формы укладывается рельефообразователь (керамзитовый гравий), на поверхность которого наносится последовательно слой порошкового газообразователя (алюминиевая пудра), а затем пигмента нужной окраски. По рельефообразователю укладывается покрытие в виде водопроницаемой ткани (х/б, стеклоткань) таким образом, чтобы исключить прямое соприкосновение бетона с рельефообразователем во время укладки и вибрирования. Затем в форму укладывается конструктивный бетон, образец вибрируется и подвергается тепловлажностной обработке по стандартному режиму. После ТВО форма распалубливается, изделие вынимается из формы с нанесенным декоративным покрытием, при этом покрытие с рельефообразователем остается на дне формы и после нанесения слоев газообразователя и пигмента вновь готово к употреблению. При этом смазка днища не требуется.

Результаты испытаний образцов приведены в табл.3. Как видно из табл.3, образцы, изготовленные по заявляемому способу, имеют прочность лицевой декоративной поверхности в 1,6-1,7 раза больше, выдерживают в 2,0-3,5 раза больше циклов попеременного замораживания и оттаивания, обладают повышенной водонепроницаемостью (в 2,2-2,5 раза), характеризуются повышенной долговечностью окраски.

Высокие эстетические качества, повышенная долговечность и морозостойкость, упрощение технологии и максимальная заводская готовность изделий, изготовляемых по заявляемому способу, определяет область их рационального применения: крупнопанельные ограждающие конструкции, прежде всего для жилищно-гражданского строительства, в т.ч. для районов Крайнего Севера.

Таблица 1 Способы получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий
Вид рельефообразователя	Обработка рельефообразователя	Тип покрытия	Вид бетона декоративного лицевого слоя	Примечания
По аналогу (а.с. СССР №6900043, Б.И. №39, 1979 г.)
Матрицы из заливочных паст	-	Эмульсия ОЭ-2 гидрофобная	Декоративный бетон на цветном цементе
По прототипу (Справочник работника стройлаборатории)
Гравий речной фракции 10-20 мм	-	Полиэтиленовая пленка	Декоративный бетон на цветном цементе
По заявленному способу
Пористый гидрофильный (керамзитовый гравий фракции 10-20 мм)	Нанесение последовательно газообразователя и пигмента	Влагопроницаемая ткань (х/б, стеклоткань и Т.П.)	Конструктивный бетон
Таблица 2 Способы изготовления бетонных образцов
№	Вид рельефообразователя	Тип покрытия рельефообразцов	Вид бетона декоративного лицевого слоя	Толщина бетона лицевого слоя, мм	Время виброуплотнения, с	Режим тепловлажностной обработки при 85°C час
По аналогу
1	Матрицы из заливочных паст	Эмульсия ОЭ-2	Декоративный бетон	20	30	3+7+2
По прототипу
2	Гравий речной фракции 10-20 мм	Полиэтиленовая пленка	То же	10-20	То же	То же
По заявляемому способу
3	Гравий керамзитовый фракции 10-20 мм	Хлопчатобумажная ткань, стеклоткань	Конструктивный бетон	10-20	То же	То же

Таблица 3 Физико-механические свойства лицевого слоя образцов после пропаривания
№	Прочность на сжатие, МПа	Коэффициент фильтрации, см/с	Испытания на морозостойкость после
50 циклов	100 циклов	150 циклов
Прочность, МПа	Характеристика окраски	Прочность, МПа	Характеристика окраски	Прочность, МПа	Характеристика окраски
По аналогу
1	12,3	5,1×10-10	11,8	Изменений нет	7,5	Наблюдаются трещины, разрыхление структуры	5,2	Разрушение лицевого слоя
По прототипу
2	11,9	4,8×10-10	10,5	То же	5,9	То же	4,2	То же
По заявляемому способу
3	19,8	2,1×10-10	19,5	Изменений нет	18,8	Изменений нет	15,6	Появились микротрещины