NL8102768A

NL8102768A - Inrichting voor het uitvoeren van beschermende behandelingen op betonnen bouwwerken die in gebruik zijn, alsmede op geprefabriceerde betonnen bouwwerken.

Info

Publication number: NL8102768A
Application number: NL8102768A
Authority: NL
Original assignee: Italcementi Spa
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1982-05-03
Also published as: US4397263A; DE3124049A1; FR2491813B1; AT375717B; BE889296A; SE8103601L; IT1145292B; FI811772L; NO153395C; DK157355B; GB2085325A; GB2085325B; ES502929A0; ES8203448A1; NO153395B; ATA293281A; NL190064B; NL190064C; FI73382C; FI73382B

Description

♦ Λ - 1 - ' i I Inrichting voor het uitvoeren van beschermende behandelingen op betonnen bouwwerken die in gebruik zijn, alsmede op ge-! prefabriceerde betonnen bouwwerken.

j j i ! .... i | De onderhavige uitvinding heeft betrekking ! op een inrichting voor de behandeling van beton, met het doel,! het beton te impregneren met een organische monomeer, die ver-; i i | yolgens in situ wordt gepolymeriseerd. j | 5 Het doel van de uitvinding is het oplossen j van het bekende probleem van het beschermen en ondoordring- j baar maken van beton dat in gebruik is,’wanneer het wordt blootgesteld aan omstandigheden die bijzonder zwaar zijn, hetzij j door de geleidelijke vermindering van zijn mechanische weer- 10 stand als gevolg van vorst of als gevolg van beschadigingen, die worden veroorzaakt door het binnendringen van agressieve . ί : stoffen. -j

Een voorbeeld van de vele is het oppervlak j van slijtlagen van wegen van gewapend beton, die zijn gelegen j i 15 in bijzonder koude gebieden, die als gevolg van de buitenge woon lage temperatuur, alsmede als gevolg van het frequente S gebruik van anti-vrieszouten in de winter, een buitengewoon snelle vernieling ondergaan en het verschijnsel van een sterke corrosie door zouten van de ijzeren staven van hun wapening 20 ondergaan.

Ook kan bijvoorbeeld de noodzaak ontstaan, het buitenylak van dammen en leidingen, die al in bedrijf zijn., Ondoordringbaar te maken en te beschermen.

.Het is bekend, dat in de Verenigde Staten van 25 Amerika reeds pogingen zijn gedaan om een techniek te ont-

| wikkelen voor de behandeling van beton dat in gebruik is, maar I

i . ! | de hieruit resulterende technieken, die hierna zijn beschreven^ hebben enige ernstige bezwaren wat betreft de uitvoering, die j ! t hun .toepassing op grote schaal in economisch opzicht verhin- ’ j ; 30 .deren. | ; De fasen van de in de Verenigde Staten van ';··· ' ! 8102768 - 2 - j Amerika ontwikkelde werkwijze zijn de volgende: | 1) het drogen van het te "behandelen be- i tonnen voorwerp door een inrichting, die "bestaat uit een I · · j | warmte-isolerende afdekking, waarin een stroom van hete lucht,!

i S

j 5 die wordt geproduceerd door een uitwendige warmteprodiicerende ! i ... j | inrichting, wordt gestuurd en verdeeld door plaatmetalen lei- j i ' - ! .

I dingen die zijn voorzien van geschikte openingen. j I 2) Demontage en verwijdering van de gehele ! ! bovenbeschreven inrichting.

10 3) Het impregneren van het van te voren gedroogde beton door de verdeling over zijn oppervlak van een dunne droge zandlaag, die op geschikte wijze wordt verzadigd met een gekatalyseerde monomeer.

Om het verdampen van de monomeer te verhin-15 deren, wordt op het oppervlak van het zand een vel van poly- etheen uitgespreid, dat op de punten, waar het zand is gedroogd als gevolg yan de absorptie van de monomeer door het beton, I meerdere keren wordt opgetild om de noodzakelijke toevoeging i van de monomeer toe te laten. j 20 Het polymeriseren van de door het beton ge absorbeerde monomeer door het opnieuw opstellen van de reeds gebruikte inrichting.voor het drogen van het beton op het oppervlak, dat met de zandlaag is bedekt. De stroom hete lucht, die aldus met het zand in aanraking wordt gebracht, dat nog 25 een restant van de monomeer bevat, veroorzaakt de verdamping en.

de polymerisatie in het zand van de monomeer en kan slechts daarna dienen voor het polymeriseren van de monomeer, die in het inwendige van het beton is gedrongen.

Deze techniek heeft::eehter enige bezwaren, j • 30 die hierna zijn, opgesomd. ' | 1) De noodzaak om slechts te werken op dagen, ! , .

I wanneer het weer werkbaar is, als men niet het gehele te be- ! i .werken opperylak ,met een afneembaar afdak bedekt. j | .2) Het gebrek aan bescherming tegen druppelen i 35 ran water op het oppervlak van het te behandelen bouwwerk, j

: _................................. ......._J

3 I 81 0 2 76 8 :3- ook wanneer het gehele te bewerken oppervlak is bedekt, in ; het bijzonder als het oppervlak, zoals meestal het geval is, zelf helt. j 3) De moeilijkheden bij het dun verspreiden I 5 en uiteindelijk terugwinnen van het bij de werkwijze toegepas-.· j

| te zand. I

j k) De noodzaak tot verwijdering van de ge- j ! φ ï i impregneerde zandkost, wanneer deze zich aan het behandelde j | betonnen oppervlak heeft vastgehecht als gevolg van de poly- j | 10 merisatie van de zich daarin bevindende overmaat monomeer. | i 5) Een grote verspilling van de monomeer | (ongeveer 50 %) als gevolg van de onmogelijkheid, precies de ‘ hoeveelheid monomeer te bepalen die noodzakelijk is om het i | beton geheel te impregneren en waarbij het zand aan het einde i I , * j I 15 van de behandeling nagenoeg geen monomeer bevat. j ; 6) Grote bezwaren voor de ter plaatse aan- ! wezige werklieden als gevolg van de dampen van de monomeer, j die worden ontwikkeld door het grote, oppervlak van de zandlaag\ die in de impregneerfase wordt gebruikt, aan de lucht is bloot-- ! 20 gesteld, omdat deze laag meerdere keren moet worden besprenkeld ! ; met verse monomeer, om het zand verzadigd te houden. |

Analoge technieken hebben niet minder bezwaren. Om deze problemen op te lossen, wordt verwezen naar een toepassing van de techniek van het impregneren 25 van geprefabriceerde betonnen voorwerpen met polymeriseerbare harsen, zoals beschreven in het Italiaanse octrooischrift 932.873, ingediend 21 januari 1971 en verleend 15 december I972, van aanvrager.

De onderhavige uitvinding maakt het in feite 30 mogelijk, de toepassing van deze techniek ook uit te breiden I tot betonnen bouwwerken, die in gebruik zijn. j I \ i Zoals reeds bekend is, bestaat de techniek ; I van het impregneren van betonnen voorwerpen met polymeriseer- ί bare harsen uit de volgende behandelingsfasen: ;......35 i) warmtebehandeling in een oven van het ver- j o ;.............................................'...............—...................“............! I, 81 02 7 6 8 ψ - h - Ρ...................... ............................................................................................................................................................................"'ί

! J

I vaardigde voorwerp, dat wordt voorbereid voor het impregneren,! i l waarbij als functie van de dikte de graad van de gewenste ont-l ; j watering wordt bereikt. j II) Impregneren door onderdompelen van het met: 5 warmte behandelde voorwerp in een polymeriseerbare monomeer, j

! i I

waaraan een geschikte katalysator wordt toegevoegd (het im- j pregneren kan uiteindelijk worden versneld door het gebruik vah stikstof onder druk). !

Ill) Onderdompelen van het geïmpregneerde voor-ί 10 werp met de polymeriseerbare monomeer in een waterbad, dat ! wordt gehouden op een temperatuur die geschikt is voor het met: !

warmte katalyseren van de polymerisatie van de monomeer zelf !. (ongeveer 80°C). .I

Het water heeft op deze wijze de dubbele ' 15 functie van warmtebron voor de polymerisatie van de hars en als middel om het ontsnappen van de monomeer uit de poriën ί van het geïmpregneerde voorwerp te verhinderen. |

Volgens de uitvinding wordt een inrichting j voorgesteld die bestaat uit de combinatie in een enkele inrich-20 ting van een paneel voor het verwarmen van het te behandelen oppervlak door toepassing van een geschikte circulatie van dia-thermische vloeistof op een hoge temperatuur, met de mogelijkheid het toegevoerde vermogen te regelen en van een installatie, waarmee het oppervlak van het reeds thermisch behandelde 25 beton kan worden geïmpregneerd met een monomeer en vervolgens | de monomeer thermokatalytisch kan worden gepolymeriseerd met j heet water, wanneer de monomeer door het voorwerp is geabsor- I beerd en waarmee de voortgang van de polymerisatie kan worden \ voltooid met een verlengde behandeling, eventueel op een hoge-j ; 30 re temperatuur.

De uitvinding zal nu worden beschreven aan ; ! de hand yan de bijgaande tekening met een voorkeursuitvoerings-l ; vorm van de inrichting volgens de uitvinding.

| Figuur 1 is een schematisch bovenaanzicht j [ 35 yan de inrichting; j 8102768 - 5 - figuur 2 is een doorsnede volgens de lijn II - II in figuur 1; en figuur 3 is een perspectivisch aanzicht ; i van de inrichting, gezien in de richting van de pijl III in ; 5 figuur 1. i

De inrichting volgens de uitvinding is voor- i zien van een warmtegenerator 1, voorzien van een brander 2, die wordt gevoed met vloeibare brandstof uit een tank 3, welke! ! brander door middel van de windingen b, waardoor diathermische! i ! | 10 olie circuleert, de stralingsplaat 5 verhit. De diathermi- | sche olie wordt in circulatie gehouden door middel van de pomp: I | | 6. In de holle ruimte J tussen het betonnen bouwwerk M en de i ! plaat 5 wordt een stroom hete lucht in stand gehouden door . 1 middel van de ventilator 8, die de lucht aanzuigt uit de mantel 15 9 die de thermische generator 1 omgeeft en deze in de richting; van de pijlen, die in figuur 2 zijn getekend, in de holle ruimtle ! stuurt. Voor het aanzuigen van verse lucht van buitenaf is een ! klep 10 aangebracht. De verbrandingsprodukten van de brander 2 worden via. de schoorsteen 11 naar buiten gestuurd. Op een I 20 plaats nabij de warmtegenerator 1 is een watertank 12 geplaatst, die door de generator zelf wordt verhit en die dient voor de polymerisatie. Vanaf de tank 12 loopt een buis 13 waaruit het hete water regelbaar in de holle ruimte J kan worden toegelaten.

|

De monomeer bevindt zich in de tank 1¾ en kan 25 in.de holle ruimte J worden getransporteerd door de buigzame j slang J5j die in één van de gaten 16 wordt gestoken. Om de mono- I meer terug te winnen, is een pomp 17 aangebracht, die met de I slang 15 en de tank 1U is verbonden.

! De gehele nu beschreven inrichting is-omgeven j | 30 door het f.reem 18, dat de onder/behandeling zijnde zone op het j | betonnen bouwwerk ;M.telkens begrenst en beschermt. Γ i . i | De bewerkmgsfasen die door de bovenbeschreven! .

1 t t \ j inrichting worden uitgevoerd, zijn de volgende: j A. Droogfase van, het beton. j ; -35 De inrichting wordt geplaatst op het bouwwerk ! 8102768

V

- 6 - j M en wordt door een geschikte afdichtingsrand 18 langs de om- i trek van het freem geïsoleerd van de uitwendige omgeving.

Vervolgens wordt door het ontsteken van de "brander 2 en de warmte-uitwisseling in de warmtegenerator 1 5 de diathermische olie, die in circulatie wordt gehouden door de j pomp 6, de ontwikkelde warmte overgebracht op de verwarmings- i i plaat 5j die, door de constructie van de inrichting zelf op eeh i ί j geschikte afstand van het oppervlak van het bouwwerk gehouden, I zorgt voor de ontwatering van het te behandelen beton. Dit | | 10 ontwateringsproces wordt verder begunstigd door de circulatie j j van hetelucht, die door de ventilator 8 in beweging wordt ge- ! \ houden. . i | De ontwateringstemperatuur kan worden inge- ! steld door verandering van de temperatuur van de diathermische'; 15 olie. |

Wanneer de ontwateringsbehandeling is uit- i gevoerd, wordt de brander 2 gedoofd en de pomp 6 stopt, zodat ! ί na verloop van een aantal uren, afhankelijk van de bereikte j i .

maximale temperatuur het bouwwerk is afgekoeld totdat een opper- i 20 vlaktetemperatuur van ongeveer 30° C is bereikt, waarbij de’ ! | tweede fase van de behandeling kan beginnen. |

Deze koelfase kan worden versneld door het ventilatiesysteem, waarin door middel van de klep 10 de noodzakelijke hoeveelheid koude lucht van buitenaf kan worden toe-25 gevoerd.

B. Impregneerfase.

De monomeer, die de katalysator bevat en die uit de tank li+ afkomstig is, wordt in de holle ruimte 7 gebracht door middel van de buigzame slang 15, die in êén van ; 30 de gaten 16 wordt gestoken. Wanneer het betonnen bouwwerk sterk I helt, wordt.de stralingsplaat 5 voorzien van een verhoogde | ! ! j rand, die het overstromen van de monomeer in de luchtcirculatied | leidingen verhindert. Hierdoor kan het volume van de toegepaste1 monomeer worden gereduceerd tot het zuivere volume van de holle1

' 35 ruimte 7· Het gewicht van de inrichting is zodanig, dat dit de I

| 81 0 2 7 6 8 tr - 7 - opwaartse kracht van de vloeistof in de holle ruimte 7 kan | | overwinnen. Aan het einde van de noodzakelijke periode voor het impregneren, wordt de monomeer teruggewonnen door/de pomp 17.

5 C. De fase van het polymeriseren met water, j

Het voor de polymerisatie noodzakelijke water· dat kan worden voorverwarmd, wordt.gehaald uit de tank 12 en j wordt gedwongen door de buis 13. in de holle ruimte 7 te stromeh. In de holle ruimte J wordt het water gebracht en gehandhaafd 10 op een temperatuur van 80 tot 90°C door middel van de warmte, I

die door de stralingsplaat 5 wordt toegevoerd. ! - ! ! Wanneer de vastgestelde tijd voor een vol- !

| , doende polymerisatie van de door het beton geabsorbeerde mono-J

meer is verstreken, kan de temperatuur van de diathermische I 15 olie verder worden verhoogd door regeling van de brander, j zodat het water, dat in aanraking komt met het oppervlak van j i het beton zelf, geheel verdampt.

De verwarming op een hoge temperatuur kan verder worden voortgezet voor een meer volledige polymerisatie; 20 wanneer monomeren worden toegepast, die een hogere behandelings- temperatuur vereisen. j i

Proeven voor de toepassing van deze gecombineerde inrichtingen op bouwwerken, die reeds in gebruik zijn, en de analyses, die vervolgens werden uitgevoerd op talrijke daar-· 25 van genomen monsters, tonen aan, dat het met deze techniek mo-j

... .. I

gelijk is, de bouwwerken zelf gemakkelijk geheel ondoordringbaar ; te maken en een nagenoeg absolute bescherming te geven tegen I aantasting door water, vorst en ..agressieve zoutoplossingen.

; In feite kan men door het toepassen van een i 30 verwarmingscyclus die geschikt is voor het type en de kwaliteit i van het te'behandelen bouwwerk en door toepassing van een

monomeer of een mengsel van monomeren die hetzij om him lage i viskositeit hetzij om het bijzondere type polymeer of copoiymeër dat daarvan kan worden verkregen, zijn gekozen, aan het einde j ^p\ 35 van de behandeling een geheel ondoordringbare oppervlaktelaag I

ί Γ 8102768 - 8 - i !

I I

I en complete "bescherming van het beton bereiken door de innige I

i . . . ! j ïmpregnermg over de gewenste dikte van zijn oppervlaktelaag j j met een polymeer, waardoor zijn poreusheid sterk wordt vermin-j | derd en zijn weerstand tegen agressieve stoffen sterk wordt | 5 vergroot.

| · j Bij voorkeur worden als monomeren methylmetha- j crylaat, styreen en een mengsel van deze monomeren met poly- j est erhars en.gebruikt. ; i

De inrichting volgens de uitvinding kan ook | 10 voordelig worden toegepast voor de behandeling van geprefabri ceerde bouwwerken en voorwerpen, in het bijzonder van zware geprefabriceerde bouwwerken.

! è I

| De onderhavige uitvinding is beschreven aan j ; de hand van zijn voorkeursuitvoeringsvorm'maar het.is duide- j

15 lijk, dat in.de praktijk door·een deskundige constructieve I

veranderingen kunnen worden aangebracht, zonder buiten de bescher-mingsomvang van de onderhavige uitvinding te gaan. ; . : i • - · 1 : j

i. I

| i : i \l 0 2 7 6 8

Claims

1. Inrichting voor het beschermen en ondoor- ! dringbaar maken van betonnen bouwwerken die in gebruik zijn, 1 met het kenmerk, dat de inrichting in een enkel apparaat is j > 5 voorzien van middelen voor het ontwateren van het bouwwerk en i van middelen die geschikt zijn om een monomeer die bestemd j is . om het bouwwerk te impregneren en naar keuze een hoeveelheid water voor het polymeriseren van die monomeer, met het bouwwerk zelf in contact te houden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ontwateringsmiddelen zijn voorzien van een warmteradiator die geschikt is voor de circulatie in zijn inwendige van een diathermische vloeistof, die op een hoge, ! naar keuze instelbare temperatuur wordt gehouden. J 15 '3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, i i met het kenmerk, dat de impregneermiddelen zijn voorzien van een beweegbaar freem, dat aan de basis een omtreksschot j draagt dat. is voorzien van afdichtpakkingen, bestemd voor het i i I | begrenzen ydn een holle ruimte voor de behandelingsvloeistof, j i 20 die wordt gebracht tussen het vlak van het te behandelen be- ’j ton en een daaraan evenwijdig vlak aan het freem, tezamen j met.de thermostatische en de de diathermische vloeistof circu-I i : | lerende inrichting. I h. Inrichting volgens êên van de conclusies . | 25 1 tot en met 3» met het kenmerk, dat de stralingsplaat, die j j door het diathermische fluïdum wordt verwarmd, samenwerkt met 'j een stroom hete lucht, die döor een ventilator in beweging i | wordt gehouden. j

5. Inrichting volgens êên. van de voorgaande l· : 30 conclusies, mét hét kenmerk, dat de kringloop van het dia- j thermische fluidum is voorzien van een winding, die een vérbrari-dingskamer omgeeft, waarin een brander voor vloeibare brand-, stof werkt. j

6. Inrichting volgens êên van de voorgaande ;· 35 conclusies, mét hét kenmerk, dat het water voor het polymeri- ! O :..................................'.......................-................................................-.......'' \\ 'vX \ 8102768 <r ï < -ιο ί seren afkomstig is uit een tank die zich nabij de verbrandings1-kamer bevindt, zodat het water zelf wordt voorverwarmd, voor- | dat het in de holle ruimte wordt toegelaten.

7· Inrichting volgens éên van de voorgaande 5 conclusies, met het'kenmerk, dat de monomeer zich bevindt in een tank die is verbonden met een pomp die is ingericht voor I i ' het terugwinnen van de resterende monomeer aan het einde van j | ' de impregneerfase. ;

8. Inrichting voor het uitvoeren van bescher-* 10 mende behandelingen op betonnen bouwwerken die in gebruik zijn' of op geprefabriceerde betonnen bouwwerken, in hoofdzaak zoals! beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekeningl i -| j j ! | i | : i cj j _............................. .......................................................................I iil .... \\ 8102768