СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯХ ИЗ БЕТОНА
METHOD OF PRODUCING COMPOSITE PROTECTIVE-DECORATIVE COATINGS ON CONCRETE ARTICLES

Изобретение относится к области получения композиционных защитно-декоративных покрытий на изделиях из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ получения изделий из бетона с защитно-декоративными металлическими покрытиями, включающий предварительное формование изделий из бетона «лицом вниз» с защитным слоем из молотого керамзита, с последующим плазменным напылением меди или алюминия путем ввода проволоки в плазменную горелку [Крохин В.П., Бессмертный B.C., Бурлаков Н.М., Попов В.И.: Химическая технология строительных материалов, М.: 1980, С 125-129].
Однако, несмотря на неплохое качество конечного продукта, способ имеет ряд недостатков: высокая энергоемкость и трудоемкость процесса, низкая прочность сцепления покрытия с основой, низкая скорость получения защитно-декоративного покрытия и, как следствие, высокая стоимость конечного продукта.
Наиболее близким техническим решением является способ получения изделий из бетона с защитно-декоративными покрытиями, заключающийся в предварительной пескоструйной обработке лицевой поверхности изделий из бетона с последующим плазменным напылением цветных металлов путем ввода металлической проволоки в плазменную горелку [Федосов С.В., Акулова М.В. Плазменная металлизация бетонов - М.: Издательство ABC, 2003, С. 92, табл. 5.2].
Недостатком данного способа является длительность технологического процесса за счет предварительной пескоструйной обработки лицевой поверхности изделий из бетона, относительно невысокое качество и низкая прочность сцепления защитно-декоративного покрытия с подложкой и, как следствие, высокая стоимость конечного продукта.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта за счет прочности сцепления композиционного защитно-декоративного покрытия с основой, а также снижение энергоемкости производства и, как следствие, получение высококачественной конкурентоспособной продукции.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения композиционных защитно-декоративных покрытий на изделиях из бетона, включающем плазменное напыление защитно-декоративных материалов на лицевую поверхность изделия, в качестве защитно-декоративного покрытия напыляют гранулы стекла, предварительно увлажненные до 6-8% и покрытые слоем тонкодисперсного порошка алюминия в соотношении 9:1 (гранулы стекла:порошок алюминия) при мощности плазмотрона 6 кВт и скорости прохождения факела по лицевой поверхности 0,3 м/с.
В предлагаемом способе предусмотрена обязательная технологическая операция увлажнения стеклянных гранул с одновременным смешением с тонкодисперсным порошком алюминия. В результате этого каждая частица стекла покрывается слоем тонкодисперсного порошка алюминия. При последующей подаче в плазменную горелку частицы стекла, покрытые слоем тонкодисперсного порошка алюминия, плавятся, образуя капли расплава стекла с вкраплениями в них блестящих частичек металла. Под действием динамического напора плазмообразующих газов капли расплава напыляются на лицевую поверхность изделий из бетона. Сплошное композиционное стеклометаллическое покрытие обладает не только высокими эксплуатационными показателями, но и высокими по сравнению с аналогом эстетико-потребительскими свойствами за счет высокого коэффициента диффузионного отражения. Благодаря вкраплениям частиц алюминия, напыленных на лицевую поверхность изделий из бетона композиционного стеклометаллического защитно-декоративного покрытия, данное покрытие обладает ярко выраженным светоотражающим эффектом. Коэффициент диффузного отражения такого покрытия достигает 78%.
В предлагаемом способе оптимальная влажность стеклогранул составляет 6-8%. При плазменном напылении влага за счет испарения снижает высокотемпературное воздействие плазменного факела, что снижает жесткость термоудара и количество микротрещин в поверхностном слое изделий из бетона. Это способствует существенному повышению прочности сцепления композиционного стеклометаллического защитно-декоративного покрытия с основой.
При влажности стеклогранул более 8%, за счет значительного количества образовавшихся при плазменном напылении паров воды, происходит вспенивание и разрывы защитно-декоративного покрытия. При влажности стеклогранул менее 6% - снижается прочность сцепления композиционного защитно-декоративного покрытия.
Предлагаемый способ получения изделий из бетона с композиционными стеклометаллическими защитно-декоративными покрытиями путем плазменного напыления гранул стекла, покрытых тонкодисперсным порошком цветного металла, позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».
Оптимальными условиями получения изделий из бетона с композиционными стеклометаллическими защитно-декоративными покрытиями является мощность работы плазмотрона 6 кВт при скорости прохождения плазменной горелки по лицевой поверхности изделий бетона 0,3 м/с (табл. 1).
Пример получения композиционных защитно-декоративных покрытий на изделиях из бетона.
Для получения композиционных защитно-декоративных покрытий на изделиях из бетона использовали балочки из бетона размером 150×30×30 мм.
Над пластинчатым конвейером стационарно устанавливали плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8М.
3
Параметры работы плазмотрона были следующие: мощность 6 кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м/ч, расход воды на охлаждение - 0,5 м/с.
В качестве исходного материала для напыления использовали бой бесцветного флоат-стекла, который мололи в шаровых мельницах и рассевали на ситах. Для плазменного напыления использовали фракции гранул стекла 250-600 мкм.
Гранулы стекла увлажняли до 8% и смешивали тонкодисперсным порошком алюминия марки АСД-4 в соотношении 9:1 в лабораторном лопастном смесителе. В процессе смешения тонкодисперсные частицы алюминия размером 20 мкм равномерно покрывали увлажненную поверхность стеклянных гранул. При меньшем соотношении порошок алюминия не полностью покрывал стеклогранулы. При большем соотношении чем 9:1 в композите находился лишний порошок алюминия.
Гранулы стекла, покрытые слоем порошка алюминия, помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8М.
После зажигания дуги пластинчатый конвейер перемещался вместе с балочкой из бетона со скоростью 0,3 м/с. Плазменная горелка ГН-5р производила плазменное напыление на лицевую поверхность изделий из бетона гранул стекла, покрытых слоем тонкодисперсного порошка алюминия.
После плазменного напыления бетонные балочки подвергали контролю качества готовых изделий.