СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДГЕЗИОННОГО СЛОЯ ЛЕДОВОГО МАССИВА СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ
METHOD FOR ARRANGEMENT OF ADHESION LAYER OF SPORTS FACILITIES ICE MASSIF

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в спорте и строительстве при создании искусственных катков и конькобежных дорожек. Изобретение касается получения адгезионного слоя ледового массива спортивных сооружений и включает нанесение на охлажденную бетонную плиту воды методом втирания при помощи поломоечных машин с последующим наращиванием слоя льда путем нанесения воды водометными аппаратами высокого давления. Использование данного способа позволяет обеспечить целостность, высокие адгезионные свойства ледового массива в зоне соприкосновения с бетонным основанием, не допускает растрескивания и отслоения нижних слоев ледового массива в процессе эксплуатации.
Известные способы получения массивов искусственного льда включают обычно заливку нижнего слоя ледового массива с помощью шлангов при достижении поверхностью бетонной плиты температуры 0°С и дальнейшего ее понижения. При этом возможны локальные отслоения ледового массива от бетонного основания в виде воздушных пятен, «хрупких розочек» за счет недостаточной прочности сцепления ледового массива с бетонным основанием.
Известен способ получения базового слоя искусственного льда, который включает приготовление водного раствора полимера - поливинилового спирта - и его замораживание, причем раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5°С в течение 5-7 сут (авторское свидетельство №1649218, F25C 1/00, 15.05.91).
Недостатком данного способа получения льда является то, что указанные примеси класса спиртов, вводимые в указанных количествах в массив льда, постепенно вытесняются на поверхность, размягчают верхние слои, снижают его скоростные свойства и впоследствии могут вызывать дефекты и потерю гладкости ледовой поверхности.
Задачей настоящего изобретения является разработка и создание способа получения льда для искусственных катков, конькобежных дорожек и других ледовых сооружений с высокими адгезионными свойствами к бетонному основанию катка без вышеперечисленных недостатков.
Технический результат изобретения заключается в повышении степени адгезии первоначального слоя льда с бетонной плитой (подложкой), обеспечении целостности при высоких адгезионных свойствах ледового массива в зоне соприкосновения с бетонным основанием. Полученный ледовый массив не допускает растрескивания и отслоения нижних слоев в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что заявленный способ получения адгезионного слоя ледового массива спортивных сооружений включает подготовку бетонной плиты предварительным ее выдерживанием под слоем воды в течение не менее 56 часов при понижении температуры на ее поверхности от 15,0°С до 0,5°С для полного вытеснения воздуха из пористой части бетона и последующее механическое втирание воды в бетонную поверхность заборными сквиджами поломоечных машин так, что процесс втирания начинают с началом кристаллизации воды в приповерхностном слое предварительно смоченной плиты при достижении на поверхности бетонной плиты температуры около +0,5°С, и продолжают втирание воды в плиту после снижения температуры на ее поверхности ниже 0°С до образования на ее поверхности сплошного зеркального слоя льда при температуре от минус 3°С до минус 4°С, и затем адгезионный слой формируют нанесением воды моющими аппаратами высокого давления до достижения толщины 1,5-2 мм.
Дополнительно в воду для втирания в бетонную плиту добавляют элементоорганические соединения (полимеры) в концентрации от 0,1 до 10 ррm для большей степени сцепления с бетонной плитой нижнего слоя льда.
Кроме того, намораживание последующего твердого льда осуществляют с помощью льдозаливочных машин с колесами без шипов.
Также применяемую для получения льда воду подвергают предварительной очистке.
Для избежания расплавления образованного зеркального нижнего слоя льда при нанесении не менее 5-ти последующих слоев льдозаливочными машинами поддерживают температуру воды от 8,0°С до 12,0°С и поверхности бетонной плиты от минус 3,0°С до минус 4,0°С.
Такой способ получения адгезионного слоя осуществляется методом механического втирания воды в бетонную поверхность заборными сквиджами поломоечных машин. Процесс втирания начинается до момента достижения на поверхности бетонной плиты температуры 0°С, т.е. с началом кристаллизации воды в приповерхностном слое предварительно подготовленной (смоченной) плиты. Подготовка бетонной плиты заключается в предварительном выдерживании бетонной плиты под слоем воды в течение времени не менее 56 часов при понижении температуры на ее поверхности от 15,0 до 0,5°С с целью полного вытеснения воздуха из пористой части бетона. Таким образом, суммарная площадь сцепления массива с плитой увеличивается на площадь поверхности заполненных водой пор верхнего бетонного слоя. Втирание воды в плиту после снижения температуры на ее поверхности ниже 0°С производится до образования на ее поверхности сплошного зеркального слоя льда.
Далее адгезионный слой формируется нанесением воды моющими аппаратами высокого давления до достижения толщины 1,5-2 мм. Адгезионный слой такой толщины позволяет использовать для дальнейшей заливки основного массива льдозаливочные машины на колесах без шипов. При проведении этой операции во избежание расплавления образованного зеркального нижнего слоя льда при нанесении не менее 5-ти последующих слоев льдозаливочными машинами необходимо придерживаться температурного режима воды (8,0-12,0°С) и поверхности бетонной плиты (минус 3,0-4,0°С). Заливка последующих слоев льда с помощью льдозаливочных машин без шипов позволяет совмещать наращивание ледового массива с механической прокаткой уже образованного льда, тем самым увеличивая его твердость и удаляя возможные газовые включения.
Адгезионный слой скрепляет бетонное основание с основным ледовым массивом и предотвращает его отслаивание даже при относительно резких колебаниях температуры бетонной основы. При формировании нижнего слоя льда без предварительного втирания воды периодически образуются локальные зоны воздухонаполненного льда - белесые пятна, которые впоследствии приводят к отслаиванию и появлению «воздушных мешков», ухудшающих теплоотвод ото льда, внешний вид ледового массива и создают зоны неизотермичности ледовой поверхности. Авторами изобретения установлена и подтверждена эксплуатацией ледового массива необходимость создания скрепляющего слоя в базовом ледовом массиве.
Пример 1.
Проводят подготовку бетонной плиты предварительным ее выдерживанием под слоем воды в течение 56 часов. Понижают температуру на ее поверхности от 15,0 до 0,5°С для полного вытеснения воздуха из пористой части бетона и последующее механическое втирание воды в бетонную поверхность заборными сквиджами поломоечных машин.
Втирание начинают с началом кристаллизации воды в приповерхностном слое предварительно смоченной плиты при достижении на поверхности бетонной плиты температуры около +0,5°С и продолжают втирание воды в плиту после снижения температуры на ее поверхности ниже 0°С до образования на ее поверхности сплошного зеркального слоя льда при температуре минус 3°С, адгезионный слой формируют нанесением воды моющими аппаратами высокого давления до достижения толщины 1,5 мм.
Пример 2.
Проводят подготовку бетонной плиты предварительным ее выдерживанием под слоем воды в течение 58 часов. Понижают температуру на ее поверхности от 15,0 до 0,5°С для полного вытеснения воздуха из пористой части бетона и последующее механическое втирание воды в бетонную поверхность заборными сквиджами поломоечных машин.
Втирание начинают с началом кристаллизации воды в приповерхностном слое предварительно смоченной плиты при достижении на поверхности бетонной плиты температуры около+0,5°С и продолжают втирание воды в плиту после снижения температуры на ее поверхности ниже 0°С до образования на ее поверхности сплошного зеркального слоя льда при температуре минус 4°С, адгезионный слой формируют нанесением воды моющими аппаратами высокого давления до достижения толщины 2 мм.
В воду для втирания в бетонную плиту добавляют элементоорганические соединения (полимеры) в концентрации 0,1 ppm для большей степени сцепления с бетонной плитой нижнего слоя льда.
Намораживание последующего твердого льда осуществляют с помощью льдоуборочных машин с колесами без шипов и применяемую для получения льда воду подвергают предварительной очистке.
При этом для избежания расплавления образованного зеркального нижнего слоя льда поддерживают температуру воды 8,0°С и поверхности бетонной плиты минус 3,5°С.
Пример 3.
Проводят подготовку бетонной плиты предварительным ее выдерживанием под слоем воды в течение 58 часов. Понижают температуру на ее поверхности от 15,0 до 0,5°С для полного вытеснения воздуха из пористой части бетона и последующее механическое втирание воды в бетонную поверхность заборными сквиджами поломоечных машин.
Втирание начинают с началом кристаллизации воды в приповерхностном слое предварительно смоченной плиты при достижении на поверхности бетонной плиты температуры около +0,5°С и продолжают втирание воды в плиту после снижения температуры на ее поверхности ниже 0°С до образования на ее поверхности сплошного зеркального слоя льда при температуре минус 3,4°С, адгезионный слой формируют нанесением воды моющими аппаратами высокого давления до достижения толщины 1,9 мм.
В воду для втирания в бетонную плиту добавляют элементоорганические соединения (полимеры) в концентрации 10 ррm для большей степени сцепления с бетонной плитой нижнего слоя льда.
Намораживание последующего твердого льда осуществляют с помощью льдоуборочных машин с колесами без шипов и применяемую для получения льда воду подвергают предварительной очистке.
При этом для избежания расплавления образованного зеркального нижнего слоя льда поддерживают температуру воды 12°С и поверхности бетонной плиты от минус 4°С.
Испытания показали, что технический результат изобретения, который заключается в повышении степени адгезии первоначального слоя льда с бетонной плитой (подложкой), обеспечении целостности при высоких адгезионных свойствах ледового массива в зоне соприкосновения с бетонным основанием, в полной мере обеспечивается, и полученный ледовый массив не допускает растрескивания и отслоения нижних слоев в процессе эксплуатации.