Поверхностная отделка на цементирующей основе, содержащая стеклянные шарики - RU2162913C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к поверхностной отделке для тротуаров, стен, плавательных бассейнов и других конструкций, в частности, к поверхностной отделке, имеющей цементирующую основу и содержащей по меньшей мере один вид заполнителя, включающий стеклянные шарики. Изобретение также относится к получению смеси и способу получения отделок.

В строительной промышленности широко используются поверхности с заполнителем для покрытия пешеходных дорожек, отделки предварительно изготовленных строительных панелей и плит, чтобы создать привлекательные и функциональные фасады, а также внутренней и наружной отделки плавательных бассейнов и т.п. В известных смесях заполнителей используют разнообразные заполнители, включающие камни, гальку и подобные примеси, в растворе из связующего материала, выбранном из цемента или смолы.

Выбор гальки или камня в качестве материала-заполнителя обычно определяет внешний вид отделки, особенно ее цвет и текстуру. При использовании смол заполнитель задает окончательную окраску поверхности, поскольку связующие смолы, как правило, прозрачные. Альтернативное поверхностное покрытие можно получить при использовании окрашенного строительного раствора с галькой или камнем.

Несмотря на использование широкого ряда заполнителей для получения разнообразных поверхностных отделок, успешное приготовление цементирующего поверхностного раствора с использованием в качестве заполнителя стеклянных шариков отдельно или в совокупности с другими заполнителями, выбранными из группы, включающей драгоценные или полудрагоценные камни, песок, кварц, мрамор, граниты и т. п., было проблематичным. Ранее считалось, что попытка использовать какие-либо помимо обычных заполнителей на поверхностях, подвергающихся сильному износу, не может быть удовлетворительной, поскольку достигаемая связь была хуже, чем при обычных заполнителях. В строительной промышленности считалось нецелесообразным использовать материалы типа стеклянных шариков в качестве заполнителей, так как стекло принято считать недостаточно пористым или шероховатым для образования хорошей связи. Эта связь также ухудшается из-за щелочных выделений из стеклянных шариков.

Предложен способ эффективного использования альтернативных заполнителей, в частности стеклянных шариков, решающий проблемы плохой связи, присущие известному уровню.

В наиболее общем виде предмет изобретения представляет поверхностную отделку для нанесения на вертикальную, горизонтальную или наклонную поверхность/поверхности конструкции или объекта, который служит основой для данной поверхностной отделки, причем поверхностная отделка включает раствор, полученный из комбинации по меньшей мере связующего материала, воды, стеклянных шариков одинакового или разного размера и клея.

В предпочтительном варианте поверхностная отделка содержит смешанный раствор из связующего раствора, заполнителя из стеклянных шариков одинакового или разного размера, использованных самостоятельно или в совокупности с другими заполнителями, выбранными из группы, включающей драгоценные камни, полудрагоценные камни или натуральные камни, и жидкого клея, содержащего комбинацию силиконизирующего вещества и полимеризирующего вещества для усиления связи между связующим раствором и стеклянными шариками.

Отделка может наноситься на поверхность конструкции, например, фасад здания, поверхность тротуара и вообще на любой объект, выполненный из материала, способного образовывать связь с отделкой.

Консистенция и/или смесь раствора может варьироваться в зависимости от характера поверхности основы, на которую наносится данная поверхностная отделка. Следовательно, смесь может варьироваться в зависимости от того, является данная поверхность горизонтальной, вертикальной или наклонной, и в зависимости от вида материала, который образует основу. Например, нанесение отделки на вертикальную поверхность требует, чтобы смесь связывалась с поверхностью, и это достигается, если смесь имеет соответствующую консистенцию массы.

Согласно аспекту изобретения предложен способ получения поверхностной отделки, включающий следующие этапы:
a) смешивают связующий раствор с водой и жидким или порошкообразным клеем;
b) вводят стеклянные шарики в смесь самостоятельно или с другим заполнителем;
c) перемешивают смесь в течение установленного времени, пока она не достигнет заданной консистенции;
d) наносят смесь на поверхность основы конструкции или другого объекта;
e) дают смеси загустеть;
f) обмывают заранее установленную площадь поверхности шариков водой или обтирают поверхность отделки мокрой губкой; или
g) дают смеси затвердеть и промывают ее соляной кислотой.

В наиболее общей форме предложенный способ получения поверхностной отделки на поверхности конструкции или другого объекта включает следующие этапы:
a) выбирают связующий материал;
b) выбирают стеклянные шарики из интервала размеров от 0,1 до 200 мм;
c) добавляют клей в смесь;
d) смешивают связующий материал с шариками выбранного размера и водой, пока смесь не достигнет заданной консистенции;
e) наносят полученный раствор на поверхность конструкции;
f) смывают часть связующего материала, чтобы открыть 30-60% поверхностной площади значительного числа стеклянных шариков на поверхности раствора;
g) дают поверхностной отделке затвердеть.

Согласно предпочтительному варианту способа клей содержит силиконизирующее и полимеризирующее вещества, перемешанные вместе.

Согласно предпочтительному варианту отношение заполнителя с шариками к цементу составляет 5:8 или пять частей шариков к 3 частям цемента. Альтернативно отношение шариков к цементу может составлять 8:5.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 изображает элемент конструкции, имеющий поверхностную отделку, согласно изобретению; фиг. 2 - поверхностную отделку согласно альтернативному варианту изобретения, в котором использованы стеклянные шарики разного размера; фиг. 3 - альтернативный вариант отделки, включающей другие выбранные заполнители.

Согласно предпочтительному варианту предложенная поверхностная отделка содержит раствор из цемента, воды, клея и стеклянных шариков, составляющих заполнитель.

Клей вводят в смесь с водой для облегчения связи между стеклянными шариками и строительным раствором. Для этой цели можно использовать известные клеи, такие как полимеризирующее вещество типа ксикрил (Xycryl), смешанный с силиконизирующим веществом для обеспечения механического сцепления, а значит и связи между шариками и строительным раствором. При использовании предложенной поверхностной отделки можно получить много вариантов заполнительной смеси для обеспечения разных эстетических, связующих или структурных эффектов. Пропорции и компоненты этой смеси, помимо предложенных существенных компонентов, зависят от конкретного применения данного поверхностного покрытия, в частности, от того, будет ли оно использоваться на горизонтальной, вертикальной или наклонной поверхности основы. Характер и качество материала основы также имеют значение для смеси.

На фиг. 1 показана поверхностная отделка 1, нанесенная на поверхность элемента конструкции 2. Поверхностная отделка 1 содержит раствор, полученный из по меньшей мере связующего материала 3 и воды, в котором перемешаны сферические стеклянные шарики 4, которые могут быть одинакового или разного размера. Предпочтительно, шарики имеют размер в интервале от 0,1 до 200 мм, но идеальный и, следовательно, чаще всего используемый интервал для выбора шариков составляет от 1 до 15 мм.

Стеклянные шарики обеспечивают большую поверхностную площадь для связи со связующим материалом 3. Однако для усиления естественного склеивания между стеклянными шариками 4 и цементом 3 добавляют клей, который химическим путем придает шероховатость или протравливает гладкую поверхность стеклянных шариков для обеспечения лучшего склеивания. Клей используют в виде порошка или жидкости, содержащей смесь силиконизирующего и полимеризирующего веществ. Полимеризирующее вещество замедляет схватывание, а для компенсации этого используют силиконизирующее вещество, ускоряющее схватывание. Полимеризирующее вещество укрепляет цементирующую смесь, увеличивает твердость, прочность, способность к сцеплению и химическое сопротивление щелочному выделению из стеклянных шариков. Поверхностную отделку готовят путем перемешивания связующего материала со стеклянными шариками до получения жидкого раствора, который формируют при добавлении воды и клея. Большинство стеклянных шариков распределяется по всему раствору для обеспечения соответствующей структурной целостности раствора поверхностной отделки.

Идеально, наружная поверхность 5 раствора поверхностной отделки образована стеклянными шариками, расположенными вблизи поверхности, которые выступают из связующего материала. При этом их поверхностная площадь, представляющая и образующая наружную сторону поверхностной отделки, будет составлять 30-60% поверхностной площади каждого шарика, но предпочтительно ближе к 60%. Следовательно, 30% шариков на поверхности 5 будет видно над поверхностью после выполнения отделки. Доля открытых стеклянных шариков зависит в основном от степени промывки поверхности перед окончательным затвердеванием поверхностной отделки. При этом вымывается самый наружный слой раствора, открывая стеклянные шарики, близкие к поверхности раствора. Стеклянные шарики взаимно соединяются в растворе, обеспечивая сопротивление разным силам, прикладываемым к поверхностной отделке, таким как растяжение, сжатие или изгиб, и улучшают структурную целостность отделки. Взаимное соединение также предотвращает тенденцию стеклянных шариков к откалыванию от раствора, сохраняя целостность поверхностной отделки. Согласно предпочтительному варианту шарики в растворе имеют разный размер. Например, в конкретной поверхностной отделке можно выбрать шарики размером 1, 3, 5, 8, 12 и 15 мм, за счет чего шарики меньшего диаметра будут заполнять пространства между шариками большего диаметра, усиливая взаимное соединение между ними. Согласно одному варианту поверхностная отделка имеет соотношение связующего материала и стеклянных шариков 1:1. Альтернативно, это отношение может быть 5:4. Цвет используемого цементного раствора определяет цвет, передаваемый стеклянными шариками. Поскольку шарики прозрачные, они обладают внутренним отражением. При использовании белого цемента стеклянные шарики имеют тенденцию отражать белый цвет, тогда как при использовании более темного цемента, например, серого, отражение шариков будет серым. Следовательно, шарики отражают цвет используемого цемента. В другом варианте можно использовать смесь цветных шариков, чтобы получить смешанный цветовой эффект.

В альтернативном варианте раствор готовят, выбирая в дополнение к стеклянным шарикам заполнители из минералов, таких как полудрагоценные камни, драгоценные камни, песок или кварц, мрамор и гальку.

Предпочтительно, шарики, смешанные с другими заполнителями, следует смешивать с заполнителем по существу такого же размера, чтобы обеспечить соответствующее выравнивание и достаточную прочность раствора. Например, если в качестве доминирующего размера выбран размер шариков 3 мм, тогда дополнительный заполнитель, если он используется, должен иметь размер 3 мм. В альтернативном варианте доля связующего материала может быть больше доли стеклянных шариков по весу, причем выбор пропорции определяется конкретным применением поверхностной отделки. Для усиления склеивания между стеклянными шариками и цементом вводят клей. В дополнение к клею применяют и другие примеси в зависимости от требуемых качеств поверхностной отделки. Соотношение примеси и цемента может составлять предпочтительно в районе 250 мл на 40 кг цемента.

Пропорции перемешанных компонентов, которые образуют раствор, определяют в зависимости от конкретного применения и требуемого внешнего вида поверхностной отделки. Например, смесь может содержать 50% стеклянных шариков и 50% выбранных заполнителей, таких как галька; 75% стеклянных шариков и 25% драгоценных камней; 70% стеклянных шариков и 30% драгоценных камней. Выбор соотношения между шариками и заполнителем зависит от требуемой поверхностной отделки. При этом данное соотношение по существу определяется выбором, какая конкретная доля шариков должна заметно выступать на поверхности смеси.

Если данная поверхностная отделка используется в конструкциях, контактирующих с водой, желательно использовать придающую водонепроницаемость добавку. Вещество для придания водонепроницаемости должно быть связующим кристаллического типа, которое химическим путем регулирует и фиксирует рост нерастворимых кристаллов в капиллярных пустотах цемента. Эта примесь должна использоваться для обеспечения водонепроницаемости конструкций над или под землей, где можно предвидеть вход воды. Клей может также действовать как вещество, придающее водонепроницаемость. Вес примеси на кубический метр поверхностной отделки определяют в зависимости от уровня давления воды, которому может подвергаться данная конструкция. Кроме того, если используется примесь для придания водонепроницаемости, количество воды, необходимой для получения жидкого раствора, уменьшают на 5-20 л на кубический метр, в зависимости от нормы дозировки и проектной смеси. Примесь, придающая водонепроницаемость, может также действовать как замедлитель схватывания. Следовательно, если используют примесь, придающую водонепроницаемость, необходимо предпринять меры для того, чтобы смесь соответствовала эффектам, которые данная придающая водонепроницаемость примесь оказывает на раствор. Придающая водонепроницаемость примесь, в качестве которой можно использовать ксикриловое полимеризирующее вещество, также обладает преимуществом, состоящим в увеличении прочности склеивания и связи, хотя при этом слегка замедляется затвердевание, но как уже указывалось, это компенсируется использованием силиконизирующего вещества, которое ускоряет схватывание цемента.

На фиг. 2 показан альтернативный вариант, в котором поверхностная отделка содержит шарики разного размера. При этом шарики 6 попадают в верхний предел диапазона размеров, шарики 7 имеют средний размер, а шарики 8 соответствуют нижнему пределу. Эти шарики могут быть сферическими как правильной, так и неправильной формы.

На фиг. 3 показана отделка, полученная из шариков разного размера, как на фиг. 2, но в этом варианте она также содержит нестеклянный заполнитель 9, смешанный с заполнителями 6, 7 и 8.

Предложенный способ можно реализовать путем выполнения разных этапов в зависимости от выбранной смеси и планируемого применения поверхностной отделки.

В наиболее простом виде смесь можно получить посредством ручного перемешивания, например, в каком-либо резервуаре, или ручного перемешивания на плоской поверхности. Это подходит для небольших применений, но при больших применениях требуется устройство для механического перемешивания. Предпочтительно использовать лопастную мешалку, края лопастей которой снабжены пластиковыми лопатками, касающимися чана. Это предотвращает дробление стекла и раздавливание шариков лопастями о чан. Если поверхностная отделка должна наноситься на вертикальную поверхность, необходимы некоторые дополнительные подготовительные операции. Во-первых, на поверхность основы накладывают грунтовку, которая изолирует материал основы от нежелательных выделений. Грунтовка состоит из жидкого раствора, содержащего силиконизирующее вещество, полимеризирующее вещество, цемент и воду, но не содержит заполнителя. Эту смесь необходимо перемешивать до необходимой консистенции массы, чтобы гарантировать связь с основой. После этого наносят полную смесь, содержащую цемент, воду, клей и выбранные стеклянные шарики и, в случае необходимости, другие заполнители. Согласно предпочтительному варианту способ включает следующие этапы:
a) выбирают подходящий связующий материал заданной окраски;
b) выбирают стеклянные шарики в интервале размеров от 0,1 до 200 мм, домешивают клей в воду для перемешивания со стеклянными шариками и связующим материалом, при этом постепенно добавляют воду в смесь во время перемешивания, пока не будет получен жидкий раствор заданной консистенции, подходящей для выбранного применения;
c) наносят полученную раствор на поверхность конструкции;
d) дают раствору загустеть в течение установленного времени;
e) смывают часть связующего материала, чтобы открыть 30-60% поверхностной площади значительного числа стеклянных шариков на поверхности отделки;
f) дают поверхностной отделке затвердеть.

В альтернативном варианте на этапе перемешивания в смесь вводят добавки, причем добавки выбирают из замедлителей схватывания, веществ, придающих водонепроницаемость, и клеев. Характер выбранной добавки зависит от применения данной поверхностной отделки.

Согласно одному варианту предложенного способа смесь также может содержать добавку из заполнителей, выбранных из драгоценных или полудрагоценных камней, песка, измельченного кварца, мрамора или гальки. Эти заполнители можно ввести на начальной стадии перемешивания, когда формируют жидкий раствор, или, альтернативно, выбранный заполнитель можно ввести в поверхностную отделку сразу после нанесения, или же перед или после смывания поверхности для обнажения стеклянных шариков. Однако, рекомендуется перемешивать выбранный заполнитель с раствором, чтобы обеспечить требуемую консистенцию отделки.

Существует большое число применений данной поверхностной отделки. После перемешивания раствора до желаемой консистенции его можно вручную нанести на горизонтальную, вертикальную или любую другую поверхность. Одним из применений этой отделки является покрытие поверхности плавательных бассейнов, при котором следует включать в раствор придающие водонепроницаемость добавки.

Вместо строительного раствора в качестве альтернативы можно использовать смолы на виниловой основе, которые можно либо накатывать на поверхность вручную (так называемая ручная ламинация), либо набрызгивать подходящим пневматическим распылителем. В этом случае распылитель разбрызгивает шарики, катализатор и смолу одновременно, давая шарикам затвердевать в чистой отделке, образованной на поверхности.

В качестве альтернативы по описанному выше способу можно делать плитки после того, как раствор перемешан и затвердел. При этом вместо того, чтобы наносить поверхностную отделку после того, как была получена нужная консистенция в результате перемешивания, смесь можно поместить в форму и дать ей затвердеть, чтобы получилась плитка, которую впоследствии можно использовать как материал для отделки поверхности на структурной или неструктурной основе, например, заранее изготовленных панелей для использования в строительной промышленности, включая подъем на большую высоту.

Если поверхностную отделку наносят с помощью распылителя, поверхность, на которую будет наноситься отделка, должна иметь клейкую пленку на поверхности, чтобы обеспечить поддержку стеклянным шарикам и смеси смолы при пневматическом напылении.

Шарики, используемые в разных применениях изобретения, выполнены из стекла. Основные компоненты - кремнезем, песок, кальцинированная сода и известняк. Их отвешивают во время приготовления и перемешивают с добавками, такими как окислы металлов. Чаще всего используются шарики, выполненные из переработанного стекла, сферической или неправильной формы.

Стеклянные шарики окрашивают посредством примешивания красителя или введения мелких частиц металла, например, золота или марганца, в шарики. Золото или марганец дают красные шарики. Кобальт дает голубые шарики.

Хотя предпочтительная форма стеклянных шариков сферическая, подразумевается, что можно использовать и другие формы в предложенной поверхностной отделке, например, шарики могут быть эллиптической, овальной, грушевидной, прямоугольной, треугольной, цилиндрической, призматической, многогранной, восьмигранной и другой призматической формы.

Предложенная технология особенно подходит для предварительного изготовления таких строительных элементов, как бетонные панели, которые отливают на месте на фабриках и на них наносят предложенную поверхностную отделку и ее разные варианты. Следовательно, поверхностную отделку можно наносить на строительные панели, которые могут быть конструкционными или декоративными, отлитыми фабричным способом и снабженными поверхностной отделкой перед их поставкой. Кроме строительных панелей можно изготовлять элементы с поверхностной отделкой для тротуаров, плит, лестничного камня, кирпичных и плиточных мостовых, полов, настенных украшений.

Согласно одному способу предварительного изготовления поверхностную отделку наносят, когда бетон, из которого формируют панель, еще влажный. Отделку с шариками наносят на еще влажную панель, давая панели и поверхностной отделке объединиться в едином процессе затвердевания. При этом поверхностная отделка образует единое целое при схватывании и упрочняется общая структурная целостность основы.

Другое применение изобретения состоит в изготовлении листового покрытия с шариками, которое наносят согласно изобретению и его вариантам на сетчатую, бумажную, синтетическую, металлическую, деревянную или другую поверхность. После затвердевания поверхностной отделки листовое покрытие, которое служит поверхностной отделкой части конструкции, можно прикрепить к конструкции с помощью клея, подходящего для поверхности, на которую наносят данное покрытие. При этом используют синтетический клей или клей на основе цемента в зависимости от материала или поверхности, на которую наносят листовое покрытие. Таким образом, предложенная поверхностная отделка и ее варианты имеют множество применений в строительстве и промышленности. Среди этих применений - использование поверхностной отделки с целью отражения, что особенно полезно для применений в целях безопасности, например, в шахтах, на дорогах и в обрамлениях дорог, на аэродромах для маркировки взлетно-посадочных полос, на входах в туннели, для обозначения края платформ и для обозначения краев сооружений для привлечения внимания в темноте. Поэтому основы, на которые можно наносить предложенную поверхностную отделку, ограничиваются только совместимой с данной отделкой поверхностью, включая множество материалов, поверхностей и объектов. В зависимости от выбранного материала основы выбирают подходящий клей или, альтернативно, поверхность основы готовят для приема и закрепления поверхностной отделки со стеклянными шариками. Отделку также можно использовать в морских сооружениях, например, для освещения опасных выступов скал, обозначения туннелей, опор, причалов и входов, где требуются отражающие материалы. Отделку можно применять на яхтах, лодках, кораблях и т.п., которым требуется постоянная отражающая защитная маркировка. К другим морским применениям можно отнести цветную разметку причалов, ночное освещение пристаней, частных причалов, понтонов и препятствий на морских путях. Также можно наносить защитные метки для мокрой одежды и досок для серфинга. Покрытие со стеклянными шариками можно также использовать для мебели, включая столешницы, кресла и другие предметы мебели.

К другим применениям в строительстве относится использование поверхностной отделки для въездов, дорожек, дворов, внутренних и наружных полов, обрамления садов, на ограничительных стенах, для лестничного камня и в других местах, где требуются меры предосторожности.

Стеклянные шарики поставляют по весу в количествах согласно установленным пропорциям размеров шариков. Например, можно получить мешок шариков, содержащий 10% стеклянных шариков размером 1,4 мм, 20% шариков размером 1,7 мм и 70% шариков размером 2 мм. Или мешок готовой смеси может содержать 10% стеклянных шариков размером 2,8 мм, 20% шариков размером 3,0; 3,5 мм и 70% шариков размером 4 мм. В следующем примере мешок смеси шариков содержит 10% стеклянных шариков размером 2,3; 6,0 мм, 20% шариков размером 2,8 мм и 70% шариков размером 3,0; 3,5 мм.

Специалистам будет понятно, что можно выполнить разные изменения и модификации изобретения, не выходя за рамки идеи и объема изобретения.

Реферат

Изобретение относится к отделке для нанесения на основание поверхности конструкции или объекта, таких как пешеходные дорожки, плавательные бассейны, где основание поверхности расположено вертикально, горизонтально или под наклоном. Поверхностная отделка содержит раствор связующего материала, воду, стеклянные шарики диаметром 0,1-200 мм и клей. Над поверхностью находится 30-60% площади каждого шарика. Клей содержит смесь полимеризующего вещества и силиконизующего вещества. Отличительной особенностью способа, в котором смешивают связующий материал с шариками, водой и клеем, является открытие 30-60% поверхностной площади стеклянных шариков путем нанесения соляной кислоты. Изобретение направлено на повышение эффективности использования заполнителей. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула