способ устройства покрытия площадок

Формула изобретения

Способ изготовления покрытия площадки, включающий закрепление на несущем слое вертикальных штырей, размещение на несущем слое зигзагообразных нагревательных проводов, соединенных с источником питания, закрепление нагревательных проводов на указанных штырях и нанесение слоя покрытия, отличающийся тем, что в качестве материала слоя покрытия использован бетон при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8 - 11

Сера 3 - 6,5

Тиурам 0,3 - 0,7

Окись цинка 1,5 - 5,0

Окись кальция 0,3 - 0,6

Зола-унос ТЭС 7 - 10

Кварцевый песок Остальное

а в качестве армирующего элемента покрытия площадки применен неизолированный нагревательный провод, причем высота вертикальных штырей соответствует толщине слоя покрытия, при этом подачу электрической энергии от источника питания первоначально производят в течение 55-65 мин с обеспечением достижения температуры слоя покрытия 85-95°С, затем в течение 180-200 мин с поддержанием температуры слоя покрытия 115-125°С, причем скорость изменения температуры при переходных процессах не должна быть более 1°С в минуту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве покрытий площадок в спортивных сооружениях, животноводческих и других помещениях.

Известен способ изготовления покрытия спортивной площадки. Для осуществления способа используют следующие материалы: перхлорвиниловые смолы, олигоэфиракрилат, поливинилхлорид, порофор, изопропиловый спирт, резиновую крошку, минеральные известняковый и перлитовый порошкообразные наполнители (А.С. СССР №1599458, МКИ Е 01 С 7/00, 1990).

Известна полимербетонная смесь, содержащая в качестве связующего эластомеры (А.С. СССР №1680663, МКИ С 04 В 26/04, 1991).

Известен способ изготовления покрытий спортивной площадки из композиционных материалов (А.С. СССР №1634738, МКИ Е 01 С 7/08, 1991).

Недостатками описанных покрытий площадок является снижение их прочности после попеременного облучения и дождевания (старение) на 12-16%, невысокая прочность на сжатие, а также отсутствие возможности последующего обогрева покрытия площадок, что снижает их эксплуатационные свойства.

Наиболее близким к заявляемому является способ выполнения покрытия площадки, включающий закрепление на несущем слое вертикальных штырей, закрепление на несущих штырях нагревательных проводов с полиэтиленовой или поливинилхлоридной изоляцией, зигзагообразно уложенных на несущем слое, последующее нанесение слоя покрытия (рис.14, стр.38 в кн. "Рекомендации по электрообогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами М., ЦНИИОМТП, 1989).

Недостатками описанного способа являются: неэффективность его использования для изготовления площадок из композиционных материалов - бетонных смесей, поскольку изоляция проводов из полиэтилена и поливинилхлорида препятствует теплоотводу от нагревательных проводов, затрудняя тем самым достижение температуры структурообразования покрытия площадки (115-125°С); невозможность применения изолированных проводов в качестве арматуры, что снижает прочностные характеристики покрытия в целом.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат при изготовлении покрытия площадок из композиционных материалов за счет использования неизолированных нагревательных проводов, так как заявляемый материал покрытия - бетонная смесь является электрическим изолятором, с одновременным повышением прочности покрытия, обусловленной выполнением указанными нагревательными проводами функции армирующих элементов.

Поставленная задача решается тем, что в способе выполнения покрытия площадки, включающем закрепление на несущем слое вертикальных штырей, зигзагообразное размещение на несущем слое нагревательных проводов, соединенных с источником питания, закрепление их на указанных штырях, нанесение слоя покрытия, в качестве материала слоя покрытия использован бетон при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11

Сера 3-6,5

Тиурам 0,3-0,7

Окись цинка 1,5-5,0

Окись кальция 0,3-0,6

Зола-унос ТЭС 7-10

Кварцевый песок остальное,

в качестве армирующего элемента покрытия применен неизолированный провод, вертикальные штыри соответствуют толщине слоя покрытия, при этом подачу электрической энергии от источника питания первоначально производят в течение 55-65 минут с обеспечением температуры материала слоя покрытия 85-95°С, затем в течение 180-200 минут с поддержанием температуры материала покрытия 115-125°С, причем скорость набора температуры при переходных процессах не более 1°С в минуту.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является возможность выполнения покрытия площадки из бетона путем структурообразования бетонной смеси за счет привнесения тепловой энергии от греющих арматурных проводов без наружной изоляции, что сокращает энергозатраты и обеспечивает высокую адгезию арматурного элемента и бетона.

При этом совместная работа арматуры и бетона обеспечивает повышение прочности покрытия площадки на растяжение и изгиб.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства для осуществления способа. На фиг.2 представлены графики процесса структурообразования бетона.

В несущем слое 1 закреплены штыри 2. На штырях 2 закреплены зигзагообразно размещенные на несущем слое 1 нагревательные провода 3, на которых нанесен слой покрытия 4. Регулировка температурного режима осуществляется с помощью нагрузочных резисторов 5 и реостата 6. В качестве источника питания использован понижающий трансформатор 7. Температурный режим контролируют при помощи термопары 8, помещенной в слой покрытия.

Способ реализуют следующим образом.

В несущем слое 1 вертикально закрепляют штыри 2. На штырях 2 закрепляют зигзагообразно размещенные на несущем слое 1 неизолированные провода 3. Части проводов 3, выходящие из слоя покрытия, изолированы полимерными материалами, стойкими к воздействию высоких температур. После этого наносят слой покрытия 4, так что слой полностью закрывает верхушки штырей 1.

При помощи нагревательных проводов 3, связанных с источником питания 7, повышают температуру слоя покрытия до 90°С. При этом происходит снижение вязкости (разжижение) с последующим потемнением его наружного слоя, что свидетельствует о начале процесса вулканизации. При поддержании данной температуры возникают начальные структурные связи между химически активными составляющими: олигодиен и сера. Выделяющиеся в процессе реакции летучие соединения поглощаются эффективным сорбентом СаО.

Поддержание температуры 90°С хоть и обеспечивает протекание вулканизации, но переход материала покрытия в состояние эбонита займет более 100 часов. Поэтому через 55-65 минут поддержания указанного температурного режима интенсивность структурообразования может быть повышена путем подъема температуры материала покрытия до 115-125°С, при этом скорость набора температуры не должна быть более 1°С в мин. Плавный подъем температуры осуществляется с целью исключения возможности вскипания материала покрытия в результате большого газовыделения, которое приводит к снижению плотности и прочности материала. По тем же причинам не допустимо повышение температуры свыше 125°С.

Описанный процесс представлен на фиг.2, где уровень "А" - это режим, при котором процесс вулканизации требует для обеспечения набора максимальной прочности более 100 часов, диапазон "В" - это режим, где происходит нормальное протекание процесса вулканизации, уровень "С" - это температура, при превышении которой процесс вулканизации сопровождается деструкцией материала слоя покрытия.

Поддержание температурного режима смеси 115-125°С в течение 180-200 минут приводит к поэтапному изменению свойств материала слоя покрытия, в зависимости от количества присоединенной серы.

1-й этап (содержание связанной серы около 5%) - материал имеет свойства мягкой резины.

2-й этап (содержание связанной серы около 9-10%) - материал становится жестким, кожеподобным.

3-й этап (содержание связанной серы 35-50%) - материал превращается в твердый эбонит с набором физико-механических характеристик, позволяющих использовать его как конструкционный материал.

Пример материала слоя покрытия для реализации описанного способа:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11%

Сера 3-6,5%

Тиурам 0,3-0,7%

Окись цинка 1,5-5,0%

Окись кальция 0,3-0,6%

Зола-унос ТЭС 7-10%

Кварцевый песок Остальное.

Из этой смеси формовались фрагменты площадок плоских покрытий размером 150×150×10 мм и призмы 40×40×160 мм. Во фрагменты площадок закреплялся стальной провод диаметром 1 мм с шагом 1 см (фигура 1). В формы для изготовления призм также встраивался стальной провод диаметром 1 мм с шагом 1 см. Часть изготовленных призм-образцов подвергалась термообработке путем подключения к источнику питания по схеме, представленной на фиг.1. Другая часть изготовленных контрольных призм-образцов проходила термообработку в течение 6 часов в муфельной печи. Температура смеси в образцах с электропрогревом регистрировалась с помощью термопары, а в печи - термометром. Прочность призм на сжатие и изгиб определялась по существующей методике.

Результаты испытаний образцов, полученных вулканизацией бетонной смеси, представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 Результаты испытания образцов из материала покрытия при различных температурных режимах (время вулканизации 6 часов)
	Т°С , МПа	90	100	110	115	120	125	130
Электроподогрев	сж, МПа		27	38	42	51	51	42
	изг, МПа		15	20	27	31	31	26
Муфельная печь	сж, МПа		26	36	40	50	50	42
	изг, МПа		13	18	25	29	29	25
отсутствие структурообразования

Таблица 2 Результаты испытания образцов из материалов покрытия при различном времени термообработки с температурой 115-125°С
	Т°С , МПа	30	60	90	120	150	180	200	210
Электроподогрев	сж, МПа			22	36	38	51	51	51
	изг, МПа			18	24	27	31	31	31
Муфельная печь	сж, МПа			21	34	36	50	51	51
	изг, МПа			16	21	26	29	30	30
отсутствие структурообразования

Таким образом, заявляемый способ выполнения покрытия площадки обеспечивает получение армированных покрытий необходимой прочности, при этом возможен их последующий прогрев для использования в холодное время года или для быстрого удаления влаги при атмосферных осадках.