PL208830B1

PL208830B1 - Sposób ochrony konstrukcji betonowych, żelbetowych i ceramicznych

Info

Publication number: PL208830B1
Application number: PL376268A
Authority: PL
Inventors: Aleksander Prociak; Jan Pielichowski
Original assignee: Politechnika Krakowska
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2011-06-30
Also published as: PL376268A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób ochrony konstrukcji betonowych, żelbetowych i ceramicznych, zwłaszcza kanałów odprowadzających spaliny przed korozyjnym oddziaływaniem agresywnych czynników w podwyższonej temperaturze.

Znane są sposoby ochrony konstrukcji wykonanych z betonu lub żelbetu przy pomocy materiałów z tworzyw sztucznych. I tak znane jest rozwiązanie z podręcznika autorstwa Wacława Żeńczykowskiego Budownictwo ogólne tom IV, strony 241-242 (wyd. Arkady, 1970 r), w którym opisany jest kanał odprowadzający spaliny z kotła. Ściany kanału chronione są przed agresywnym oddziaływaniem składników spalin przez zabezpieczenie ich warstwą wykonaną z żywicy poliestrowej. Wadą takiego rozwiązania jest tendencja do powstawania pęknięć, zwłaszcza gdy temperatura spalin przekracza 80°C. W przypadku kotłów przemysłowych temperatura odprowadzanych spalin przekracza 80°C, a nawet może osiągnąć poziom 160-180°C. Ponadto wykraplająca się w kanałach spalin woda rozpuszcza składniki spalin takie jak: tlenki azotu, tlenki siarki i inne, a powstały w ten sposób roztwór może oddziaływać na konstrukcję komina poprzez powstałe pęknięcia.

Inne znane rozwiązanie przedstawione jest w polskim opisie patentowym PL 180080. W rozwiązaniu tym wewnętrzna powierzchnia kanału jest pokryta hydroizolacyjną warstwą elastomeru, która to warstwa elastomeru jest pokryta warstwą pianki z modyfikowanego poliuretanu. Ostatnią zewnętrzną warstwę stanowi powłoka z farby epoksydowej z dodatkiem płatkowanego szkła lub warstwa nie-spienionego poliuretanu lub lakieru epoksydowego. Wadą takiego rozwiązania jest stosunkowo duży ciężar właściwy i problemy z odpowiednią przyczepnością wielowarstwowego pokrycia ochronnego do konstrukcji ceramiczno - betonowo - stalowej.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu ochrony konstrukcji betonowych, żelbetowych i ceramicznych, szczególnie ścian kanałów odprowadzających spaliny, w których to kanałach następuje przepływ gazów spalinowych o temperaturze powyżej 100°C, zawierających składniki mogące tworzyć agresywne roztwory wodne.

Cel ten osiągnięto według wynalazku poprzez nakładanie na powierzchnie konstrukcji wielowarstwowej zabezpieczającej powłoki, zawierającej warstwę hydroizolacyjną warstwę elastomerową i termoizolacyjną warstwę piankową przy czym bezpośrednio na podłoże nakłada się warstwę lakierniczą na bazie prepolimeru poliuretanowego, tworzącą na powierzchni warstwę o grubości od 0,01 do 0,5 mm, którą pokrywa się warstwą mikroporowatego elastomeru poliuretanowego o grubości od 1 do 20 mm, a następnie warstwą pianki poliizocyjanurowej i/lub polimocznikowej o grubości od 5 do 100 mm. Gęstość mikroporowatego elastomeru poliuretanowego użytego dla realizacji sposobu według wynalazku wynosi od 200 do 1000 kg/m³, natomiast gęstość pozorna warstwy pianki wynosi od 35 do 150 kg/m³

Pierwsza warstwa lakiernicza na bazie prepolimeru poliuretanowego zapewnia wniknięcie poliuretanu w strukturę betonu lub materiału ceramicznego, odpowiada za właściwą adhezję materiału polimerowego do podłoża konstrukcyjnego i jednocześnie spełnia rolę przegrody hydroizolacyjnej. Na materiale betonowym lub ceramicznym, poza obszarem w którym nastąpiło wniknięcie lakieru, tworzy się powłoka o grubości od 0,01 do 0,5 mm.

Druga warstwa - mikroporowatego elastomeru poliuretanowego o obniżonej gęstości pozornej spełnia potrzebę aplikacji materiału lekkiego i jednocześnie o dużej elastyczności zapewniającej bezspoinową przegrodę zdolną do przenoszenia naprężeń wynikających ze zmian wymiarów liniowych konstrukcji pod wpływem zmian i/lub gradientów temperatury.

Trzecia warstwa ze sztywnej lub półsztywnej pianki - jest elementem izolacji termicznej. Wytworzony w trakcie procesu spieniania naskórek na materiale piankowym jest odporny na działanie kwaśnych roztworów powstających w wyniku rozpuszczania się substancji znajdujących się w spalinach przepływających przez zabezpieczony kanał.

W porównaniu z rozwiązaniem ujawnionym w opisie patentowym PL 180080 ró ż nice niniejszego rozwiązania polegają na innym i dotychczas nieznanym w tym zakresie układaniu warstw, rodzaju użytych materiałów oraz zakresach grubości poszczególnych warstw tych materiałów.

W szczególności zasadnicza różnica polega na tym, że jako warstwę pierwszą na podłoże nakłada się w niniejszym rozwiązaniu powłokę lakierniczą na bazie prepolimeru poliuretanowego, co zapewnia wniknięcie poliuretanu w strukturę betonu lub materiału ceramicznego i odpowiada za właściwą adhezję materiału polimerowego do podłoża konstrukcyjnego, a jednocześnie tworzy przegrodę hydroizolacyjną.

PL 208 830 B1

Druga warstwa, mikroporowatego elastomeru poliuretanowego, którą pokrywa się wspomnianą pierwszą warstwę prepolimerową także charakteryzuje się zdecydowanie inną budową i właściwościami od elastomeru litego, użytego w wynalazku według patentu PL 180080 bezpośrednio na podłoże.

Ponadto, dzięki zastosowaniu w niniejszym wynalazku elastomeru mikroporowatego, o gęstości pozornej od 200 do 1000 kg/m³ (podczas gdy elastomer lity ma gęstość pozorną ok. 1200-1300 kg/m³), możliwy jest do aplikacji szeroki zakres grubości tej warstwy od 1 do 20 mm.

Tak więc w przypadku nakładania warstwy elastomeru, zasadnicze różnice w stosunku do rozwiązania według patentu PL 180080 są takie, że tworzy się z niego warstwę drugą a nie pierwszą przy czym elastomer jest mikroporowaty, a nie lity, przez co ma mniejszą gęstość pozorną w porównaniu z elastomerem litym, pozwalającą formować grubość drugiej warstwy w zakresie od 1 mm do 20 mm, a nie tylko od 2 mm do 15 mm.

W przypadku trzeciej warstwy ze sztywnej pianki poliizocyjanurowej i/lub polimocznikowej, która jest elementem izolacji termicznej, wyeliminowano w stosunku do wynalazku według patentu PL 180080 pokrywanie jej warstwą ochronną z epoksydowej farby z dodatkiem płatkowanego szkła, warstwą niespienionego poliuretanu o grubości 0,5-10 mm, czy warstwą lakieru epoksydowego, gdyż wytworzony w trakcie procesu spieniania naskórek na tym materiale piankowym jest wystarczająco odporny na działanie kwaśnych roztworów powstających w wyniku rozpuszczania się substancji znajdujących się w spalinach przepływających przez zabezpieczony kanał.

Dodatkowo, należy nadmienić, że warstwa sztywnej pianki poliizocyjanurowej i/lub polimocznikowej o gęstości pozornej od 35 do 150 kg/m³ ma grubość w zakresie 5-100 mm, natomiast ujawniona w opisie patentowym PL 180080 warstwa o gruboś ci 0,5 do 10 mm odnosi si ę do zupeł nie innego elementu technicznego izolacji i na dodatek o innej naturze, to jest do ochronnej warstwy niespienionego poliuretanu nałożonej na piankową warstwę z modyfikowanego poliuretanu.

Przedmiot wynalazku objaśniono szczegółowo poniżej w dwóch przykładach jego realizacji.

P r z y k ł a d 1

Na podłoże betonowe nałożono dwie warstwy lakieru poliuretanowego jednokomponentowego, które utworzyły powłokę o grubości około 0,15 mm. Powłoka ta została pokryta 3 mm warstwą mikroporowatego elastomeru poliuretanowego o gęstości 550 kg/m³, a następnie sztywną pianką poliuretanowo-poliizocyjanurową o gęstości 60 kg/m³.Grubość warstwy pianki wynosiła 3 cm. Taki układ warstw zapewnia ochronę konstrukcji betonowej przed agresywnym oddziaływaniem składników przepływających spalin o temperaturze do 120^oC.

P r z y k ł a d 2

Na podłoże ceramiczne nałożono trzy warstwy lakieru poliuretanowego jednokomponentowego, które utworzyły powłokę o grubości 0,2 mm. Powłoka ta została pokryta 5 mm warstwą mikroporowatego elastomeru poliuretanowego o gęstości 400 kg/m², a następnie sztywną pianką poliuretanowo-mocznikową o gęstości 70 kg/m². Grubość warstwy pianki wynosiła 5 cm. Taki układ warstw zapewnia ochronę konstrukcji betonowej przed agresywnym oddziaływaniem składników przepływających spalin o temperaturze do 160^oC.

Sposób według wynalazku może być stosowany zarówno dla utworzenia wewnętrznej powłoki chroniącej przed agresywnym działaniem czynników znajdujących się w gorących gazach spalinowych jak i powłoki zewnętrznej chroniącej przed oddziaływaniem czynników atmosferycznych. Powłoki takie mogą być stosowane oprócz wymienionych konstrukcji także do zabezpieczania powierzchni konstrukcji stalowych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ochrony konstrukcji betonowych, żelbetowych i ceramicznych, zwłaszcza kanałów odprowadzających spaliny przed korozyjnym oddziaływaniem agresywnych czynników, poprzez nakładanie na powierzchnie konstrukcji wielowarstwowej powłoki zabezpieczającej, zawierającej warstwę hydroizolacyjną, warstwę elastomerową i termoizolacyjną warstwę piankową, znamienny tym, że bezpośrednio na podłoże nakłada się warstwę lakierniczą na bazie prepolimeru poliuretanowego, tworzącą na powierzchni warstwę o grubości od 0,01 do 0,5 mm, którą pokrywa się warstwą mikroporowatego elastomeru poliuretanowego o grubości od 1 do 20 mm, a następnie warstwą pianki poliizocyjanurowej i/lub polimocznikowej o grubości od 5 do 100 mm.

PL 208 830 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gęstość mikroporowatego elastomeru poliuretanowego wynosi od 200 do 1000 kg/m³.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gęstość pozorna warstwy pianki wynosi od 35 do 150 kg/m³.