Способ изготовления стержня для армирования бетона

 

Использование: область производства строительных материалов, в том числе арматурных элементов для бетонных конструкций . Сущность изобретения: способ включает подготовку базальтового ровинга путем термообработки в камере обжига при 150-200°С, пропитку ровинга полимерным связующим в закрытой ванне при 30-50°С, Изобретение относится к строительству , в частности к арматурным элементам для бетонных конструкций, и может быть использовано при армировании несущих бетонных конструкций. Цель изобретения - упрощение способа и повышение щелочестойкости стержня. Для изготовления арматурного стержня используют базальтовый ровинг, представляющий собой пучок комплексных нитей, состоящих из элементарных волокон, в данном случае ровинг марки РБ 9-330 (ровинг формование поперечного профиля стержня путем протягивания пропитанного связующим ровингом через отжимное устройство и фильеру, установленных на выходе из пропиточной ванны, и далее - через вторую и третью фильеры, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства. Скорость протягивания стержня для армирования бетона поддерживают в пределах 0,0048-0,0052 м/с, а время нахождения в зоне полимеризации - 1385- 1500 с. Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, °С: I - 75-85; II - 125-130; III - 140-145; IV - 150-160; V - 160-163; VI - 150-158; VII - 120-130; VIII - 40-50. Содержание компонентов стержня составляет, мае.ч.: базальтовый ровинг 40,5-69,2, смола эпоксидно-диановая с вязкостью 5-18 Па -с 9,5-10,5, полиметиленполифенилполиамин 6,5-7,5, 2,4,6-трис- (диметиламино)метилфенол(альфа,альфа, альфа-трис-(диметиламино)-метизол 0 13- 0,16. 2 табл. базальтовый с диаметром элементарного волокна 9 мкм и номинальной плотностью 330 текс); замасливатель - парафиновую эмульсию. Смолу эпоксиднуюЭД-16 получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Ровинг получен из базальта Ровенской области состава, мас.%: SI02 48,2 - 49,55; ТЮ2 0,96 - 1,79; 14,35 - 16,43; РеаОз 5,25-5,96; Fe0560- 6,77; СаО 8,91 - 11,10; МдО 7,33 - 9,07; МпО 0,17 - 0,29; №20 1,84 СП с VI со ел ел CJ ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s Е 04 С 5/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801976/05 (22) 07.12.89 (46) 23.05.92. Бюл. № 19 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М.И. Арсеничева (72) С.Х. Авраменко, В.Л. Андрейченко, В,И. Дроздова, И,Е, Евгеньев, В.Е, Карпанова, И.И. Коканов, А.А. Кондратенко, B.À. Семченко и С.Ф. Ткачук (53) 666.972,16 (088.8) (56) Патент СССР ¹ 778713, кл. Е 04 С 5/03, 1979, Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластобетонные конструкции, — М.: Стройиздат, 1980, с, 17 — 31, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЯ

ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ БЕТОНА (57) Использование: область производства строительных материалов, в том числе арматурных элементов для бетонных конструкций, Сущность изобретения: способ включает подготовку базальтового ровинга путем термообработки в камере обжига при

150 — 200 С, пропитку ровинга полимерным связующим в закрытой ванне при 30 — 50 С, Изобретение относится к строительству, в частности к арматурным элементам для бетонных конструкций, и может быть использовано при армировании несущих. бетонных конструкций.

Цель изобретения — упрощение способа и повышение щелочестойкости стержня, Для изготовления арматурного стержня используют базальтовый power, представляющий собой пучок комплексных нитей, состоящих из элементарных волокон, в данном случае ровинг марки РБ 9-330 (ровинг

„, Ы„„ 1735532 А 1 формование поперечного профиля стержня путем протягивания пропитанного связующим ровингoM через отжимное устройство и фильеру, установленных на выходе из пропиточной ванны, и далее — через вторую и третью фильеры, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства. Скорость протягивания стержня для армирования бетона поддерживают в пределах 0,0048 — 0,0052 м/с, а время нахождения в зоне полимеризации — 1385—

1500 с: Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, С: —. 75 — 85; ll—

125 — 130; III — 140 — 145; IV — 150-160; V—

160 — 163; VI — 150 — 158; VII — 120 — 130; VIII—

40 — 50. Содержание компонентов стержня составляет, мас.ч,: базальтовый ровинг

40,5 — 69,2, смола эпоксидно-диановая с вязкостью 5 — 18 Па . с 9,5 — 10,5, полиметиленполифенилполиамин 6,5 — 7,5, 2,4,6-трис(диметиламино)метилфенол(альфа, альфа, ал ьфа-т рис-(ди метил а мино)-мети зол О. 13—

0,16. 2 табл. базальтовый с диаметром элементарного волокна 9 мкм и номинальной плотностью

330 текс); замасл ивател ь — па рафи новую эмул ьси ю.

Смолу эпоксиднуюЭД-16 получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина.

- Ровинг получен из базальта Ровенской области состава, мас.%: SION 48,2 — 49,55;

TiOz 0,96 — 1,79; А120з 14,35 — 16,43; Ее20з

5,25 — 5,96; FeO 5.60- 6,77; СаО 8,91 — 11,10;

MgO 7,33 — 9,07; МпО 0,17 — 0,29; Na20 1,84—

1735532

00Н СН-СЯ » ,l

В работе использована смола ЭД-16 20 первого сорта.

Для изготовления стержня используют также полиметиленпол;.фенилполиамин (типа ПАПА) — продукт реакции между ани30

MH( (%т ЕМ 4)

2,74; К20 0,45 — 1,26: $0з 0,02 — 0,05, Р20 —

0,25 — 0,35; ППП 1,15 — 2,90.

Диановая эпоксидная смола имеет следующую химическую формулу:

М !

0CHzC ОН О-©-О

1 1 ак с лином и формалином ин, Hf1

n ©-Mi+(n-l)CHzC - ©- Н Указанный продукт получают как один из компонентов в производстве полиизоци а нато в. Твсп. 1 98 2 1 8 С, Твоспл. 240

248 С, ПДК в воздухе рабочей зоны

0,1 мг/м .

Содержание дифенилметандиамина

54 "= 3% вес,% в т.ч. 4,4 — изомера 95 — 97 вес,%, анилина н/б 0,15%, хлора н/б 0,01%, воды н/б 0,01%, вязкость 300 — 400 спз.

Ускоритель УП 606/2 — 2,4,6-трис-(диметиламино)метилфенол(альфа, альфа, альфа)

-трис-(диметиламино) метизол формулы

С1 Нг7СМз имеет следующую структурную формулу;

ОН (CHg)zNHzC О CHzX(CHg)z

Способ осуществляют следующим образом.

Базальтовый ровинг предварительно подвергают термообработке при 15040

200 С в камере обжига с последующим прохождением через восемь термокамер после покрытия связующим в пропиточной ванне.

Пропитку базальтового ровинга полимерным связующим осуществляют в закрытой ванне при 30 — 50 С, Формование поперечного профиля стержня осуществляют путем протягивания пропитанного связующим ровинга через отжимное устройство и фильеру, установленные на выходе из пропиточной ванны, и далее — через вторую и третью фильеры, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства.

Скорость протягивания стержня для армирования бетона поддерживают в пределах 0,0048 — 0,0052 м/с в течение 1353—

1500 с.

Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, С: I — 75 — 85; II — 125 — 130; III — 140—

145; И вЂ” 150 — 160; V — 160 — 163; И вЂ” 150—

158; VI I — 120 — 130; VI I I — 40 — 50.

Пример 1. Бобины с ровингом из базальтовых нитей устанавливают на этажерке. Для получения диаметра стержня 5—

6 мм и степени наполнения не менее

70 — 80% число бобин должно быть 113—

116 шт, в зависимости от толщины отдельных нитей. Ровинг натягивают и пропускают со скоростью 0,0048 и/ч через камеру обжига при 150 С, где происходит частичное удаление парафинового замасливателя, В пропиточную ванну дозируют 2,5 кг связующего, в том числе 1,472 кг эпоксидной смолы

ЭД-16, 1,007 кг полиметиленполифенилполиамина и 0,021 кг ускорителя УП-606/2, тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов при 30 С. Базальтовый ровинг пропускают через обогреваемую ванну, при этом следят за равномерным распределением связующего между ровингом, На выходе из ванны нити пропускают через отжимное устройство, где снимается часть связующего и по лотку возвращается в пропиточную ванну, Далее пропитанные связующим нити направляют через фильеру в первую термокамеру, где поддерживают температуру 75 С.

После первой термокамеры стержень пропускают через фильеру, оплеточное устройство и снова через фильеру. Оплетку осуществляют базальтовой нитью с шагом оплетки 2 мм. Натяжение оплеточной нити регулируют с расчетом исключения пережатия стержня и обеспечения его заданного размера. На второй и третьей фильерах снимают остаточное избыточное связующее, стержень протягивают через вторую — вось1735532

45

55 мую термокамеры, поддерживая в каждой соответствующую температуру, С: !! — 125;

III — 140; IV — 150; V — 150; VI — 150; И! — 120;

Vl l l — 40.

Время нахождения стержня в зоне нагрева — 1500 с.

Физические и химические свойства полученного арматурного стержня из трех замеров следующие: диаметр стержня 6,0 мм; плотность 1,5727 г/см; количество связующего 41,6 ; степень полимеризации

73,25 j; количество наполнителя (базальтового ровинга) 58,5%; водопоглощение при комнатной температуре через 1 сут 0,51 ; через 2 мес, 1,66%; водопоглощение при

100 С через 1 ч 1,08, через 6 ч 1,44 ; предел прочности на растяжение 7019 кгс/см, Влияние отклонений от оптимальных параметров получения базальто-пластиковых стержней предлагаемым способом приведены в табл. 1.

Как видно из данных, приведенных в примере 1 и в табл, 1, выбранный композиционный состав стержня и способ его получения обеспечивает лучшие его характеристики (по сравнению с металлической арматурой) по прочности, плотности и другим характеристикам, приведенным выше.

Изменения отдельных технологических режимов способа получения оказывают определенное влияние на свойства стержня и улучшают его характеристики.

Свойства стержня и соотношение компонентов при их изготовлении приведены в табл. 2.

В примере 2 используют средние значения параметров способа.

В примере 3 используют верхние значения параметров способа.

Как следует из результатов испытаний, реализация способа позволяет при

5 его упрощении (исключение отгонки растворителей по прототипу) повысить щелоче. стойкость стержня.

Формула изобретения

Способ изготовления стержня для ар10 мирования бетона, включающийтермообработку базальтового ровинга при 150 — 200 С, его пропитку в закрытой ванне композицией на основе эпоксидно-диановой смолы при 30 — 50 С, формование профиля через

15 отжимное устройство и фильеру, установленные после пропиточной ванны, а также через две дополнительные фильеры и оплеточное устройство, отверждение стержня путем пропускания его через восемь термо20 камер со скоростью 0,0048 — 0,0052 м/с в течение 1385-1500 с, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения щелочестойкости стержня, 40,5—

69,2 мас.ч. базальтового ровинга пропиты25 вают композицией состава, мас.ч.: эпоксидно-диановая смола с вязкостью 5 — 18 Па с—

9,5 — 10,5; полиметиленполифенилполиа — 6,5 — 7,5; 2,4,6трис-(диметиламино)метилфенол

30 (альфа, альфа, альфа)-трис-(диметиламино) метизол — 0,13 — 0,16, дополнительные фильеры устанавливают после первой термока- . меры до и после оплеточного уСтройства, а температурный режим задают по термока35 мерам последовательно, град: 75-85; 125—

130; 140 — 145; 150 — 160; 160 — 163; 150 — 158;

120 — 130; 40 — 50.

1735532

Табли ца 1

Примечание

Свойства голученных стержней

Степень полимеДиаметр стержня, мм

Количество связующего

s стержне, Плотность стержня, г/смз риза ции связуюЩЕГО, 71,8

Количество от- — 6500

42,8 1,62

5,5 вердитегя в связующем 6,0 вес.ч.

Температура в ка- 6950 мере обжига

145 С

41,8

73,0

1,55

Отслаивание связующего от нити, плохое смачивание нити

70,4

1,68

Температура в про- 5300 питочной ванне

20ос

7,2

50,3

6,5

72, О.

5Ñ,1 1,59

Скорость протяги- 6700 вания стержня

0,0035 м/с

1,45

38,5

72,9

5,0

Температура в 1 5500 термокамерс 650С

72,3

5,9

Температура во II 6800 и III термокамерах

120 С и 1350.С -со" ответственно

41,9 1,5

41,6 1,57

Экономически нецелесообразно

73,2

5,95

7020

4l,6 1,58

5;Э

Не олре- Нарушение физикоделяли механических свойств

6700

1аблнпа 2

Прим р

Соотно .ение комис. е-тов, мас.х

Прэкти пески опрелеленнив Свойства Стерммей

КрлиьеТеоретические соотиоIèåpíÿ ство

0обм и, колике .ТВ >, кг наполни тела

К свяэу: него кгс/см

8 нгполчителя т свнэуевего

Ыелочестойкость в 1 рьстьоре аОН, уве.-ачсние по сравнение с иэвестннм спосоаом степень поллмо ьаэальг товий ровниt

Зй- .6

Уй 606/2 риэаqr», 1 cy- 4 су- 60 суток ток ppx

1 114

40,6 оО7

6 га

1,ОС

4i,6

0,13 о, 0/0т

73 23 701с 0 13 0,73 2,06

38,6 76,3 7312 0,10 0,67 1,03

2 126 63,2 10,6 7,6

0,i6

7,022

61,6

20,8

7Р,2

73.8 716г 0,11 c,/; 1,Я

60,-"

121 S4,r13 i0 07

)8у/ i i 02

0 14

00ь 02

7/,1е

23,8/

Зг

Редактор О,Хрипта

Заказ 1801 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Переменный параметр процесса получения стержней при сохранении остальных в пределах предложенных

Температура a IV и V термокамерах

165 и 168 C соответственно

Температура в VII и VIII камерах

100 и 30 С соответственчо

Прочность нг растяжение, кгс/см-з

Недостаточная степень полимеризации, нарушается профиль стержня

Излишнее количестso связующего на ровинге, плохой отжим связующего

Преждевременная полимеризация> плохой отжим связующего

Замедленная полимеризация, недостаток связующего

Замедленная скорость полимеризации, ухудшение физико-механических свойств

Составитель С.Воронина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид