Способ изготовления стержня для армирования бетона

 

Использование: область производства строительных материалов, в том числе арматурных элементов для бетонных конструкций . Сущность изобретения: базальтовый ровинг термообрабатывают в камере обжига при 150-200°С, пропитывают полимерным связующим в закрытой вачне при Изобретение относится к строительству , в частности к арматурным элементам для бетонных конструкций, и может быть использовано при армировании несущих сборных бетонных конструкций. Цель изобретения - упрощение способа и повышение щелочестойкости стержня. Для изготовления арматурного стержня используют базальтовый ровинг марки РБ 9-330 (ровинг базальтовый с диаметром элементарного волокна 9 мкм и номинальной плотностью 400 текс); замасливатель - па30-50°С , формуют поперечный профиль стержня 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, а время нахождения в зоне прлимеризации - 1385-1500 с. Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, °С: I -75-85; И- 110-120; 111 - 123-132; IV - 135-140; V - 145-150; VI - 140-147; VII - 90-105; VIII - 20-30. Соотношение компонентов при изготовлении стержня , мае.ч.: базальтовый ровинг 40,5-69,2; смола эпоксидно-диановая 9,5-10,5; изометилтетрафталевый ангидрид 4,7-5,2; кубовый остаток толуилендиизоцианата 1,8-2,3; 2,4,6-трис-(диметиламино)метилфенол(альфа,альфа,альфа)-трис-(диметиламино) метизол 0,018-0,021. 2 табл. рафиновую эмульсию, смолу эпоксидную диановую с вязкостью 5-18 Па с. Ровинг получен из базальта Ровенской области состава, мас.%: SiOa 48,2 - 49,55; ТЮ2 0,96 - 1,79; А120з 14,35 - 16,43; РезОз 5,25 - 5,96; FeO 5,60 - 6,77; СаО 8,91-11,10; МдО 7,33 - 9,07; МпО 0,17 - 0,29; Na20 1,84 - 2,74; К20 0,45 - 1,26; ЗОз 0,02 - 0,05; P20s 0,25-0,35; ППП 1,15-2,90. Эпоксидные диановые смолы получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Диановая эпоксидная смола имеет следующую химическую формулу СО с VI со ел ел CJ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 04 С 5/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

TlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801977/05 (22) 07,12.89 (46) 23,05.92. Бюл. М 19 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М,И. Арсеничева (72) С,Х. Авраменко, В.И. Дроздова, В.Е. Капранова, И,И, Коканов, А.А. Кондратенко, Л.Г. Недобор, С.Ф. Ткачук, А.Л. Левченко и 3,М. Мучник (53) 666.972.16 (088.8) (56) Патент СССР М 778713, кл. Е 04 С 5/03, 1979.

Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластобетонные конструкции, — M.: 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: базальтовый ровинг термообрабатывают в камере обжига при 150 — 200 С, пропитывают полимерным связующим в закрытой ванне при

Изобретение относится к строительству, в частности к арматурным элементам для бетонных конструкций, и может быть использовано при армировании несущих сборных бетонных конструкций, Цель изобретения — упрощение способа и повышение щелочестойкости стержня, Для изготовления арматурного стержня используют базальтовый ровинг марки РБ

9-330 (ровинг базальтовый с диаметром элементарного волокна 9 мкм и номинальной плотностью 400 текс); замасливатель — па„„5U 1735533 А 1

30 — 50 С, формуют поперечный профиль стержня путем протягивания пропитанного связующим ровинга через отжимное устройство и фипьеру, 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, а время нахождения в зоне прлимеризации—

1385 — 1500 с. Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, С; — 75 — 85; II — 110 — 120; I IIâ

123 — 132; IV — 135 — 140; V — 145 — 150; И—

140 — 147; VI I — 90 — 105; VII I — 20 — 30. Соотношение компонентов при изготовлении стержня, мас,ч,. базальтовый ровинг 40,5 — 69,2; смола эпоксидно-диановая 9,5 — 10,5; изометилтетрафталевый ангидрид 4,7 — 5,2; кубовый остаток толуипендиизоцианата 1,8 — 2,3;

2,4,6-трис-(диметиламино)метилфенол(альфа,альфа,альфа)-трис-(диметиламино) метизол 0,018 — 0,021. 2 табл. рафиновую эмульсию, смолу эпоксидную диановую с вязкостью 5 — 18 Па с.

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

TiOz 0,96 — 1,79; AlzOz 14,35 — 16,43; Ре20з

5,25 — 5,96; FeO 5,60 — 6,77; СаО 8,91 — 11,10;

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

2,74; К20 0,45 — 1,26; ЯОЗ 0,02 — 0,05; Р20

0,25 — 0,35; ППП 1,15 — 2,90.

Эпоксидные диановые смолы получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина.

Диановая эпоксидная смола имеет следующую химическую формулу

1735533

10

25 СН1)гСА С

СО

9,5 — 10,5

50

55 сн)

СНг-СКСНгС-©-С-©-! 3 сн

ССН (НСНго-©-С О СЩ,СН-СНг

f б Í СН,, О

Техническое наименование продукта— смола ЭД-16.

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид имеет следующую химическую формулу:

Кубовый остаток толуоилендиизоцианата представляет собой высокомолекулярный продукт превращения толуилендиизоцианата (ТДИ). Образуется в производстве 2,4,6-толуилендиизоцианата на стадии дистилляции ТДИ в количестве

0,13 т на 1 т ТДИ.

Химическая формула 2,4 — 2,6 ТДИ: :4 Й, W1-)(0 И.- цО У,о

MCO

2,4 изомер 2,6 изомер

65 ч 2 вес.% 35 +.2 вес. .

В момент образования кубовый остаток

ТДИ представляет собой смолистое вещество, после застывания легко дробится в шаровых мельницах до заданной тонины.

Состав кубового остатка мас,%: ТДИ— н/б 5; С вЂ” 65,5, Н вЂ” 4,6; N — 5,4; 02 — 23,5, С I — 0,95.

2,4,6-трис-(диметиламино) метилфен ол(а л ь фа, ал ьфа, ал ь фа)-т рис-(ди метил а мино-)метизол химической формулы

C15H27CN3 имеет следующую структурную формулу:

И (Щг гггС бТCII(N(GH))g

С г%Щ

Техническое наименование вещества— ускоритель УП-606/2.

Базальтовый ровинг предварительно подвергают термообработке при 150—

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, 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 в течение 1385—

1500 с, Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, С: I — 75-85; II — 110 — 120; III — 123—

132; IV — 135 — 140; V — 145 — 150; VI — 140—

147; ИI — 90 — 105; VIII — 20 — 30.

Соотношения компонентов связующего, мас,ч.;

Базальтовый ровинг 40,5-69,2

Смола эпоксидно-диановая ЭД-16

Изометилтетрафталевый ангидрид 4,7-5,2

Кубовый остаток толуилендиизоциана га 1,8-2,3

Ускоритель УП-606/2 0,018 — 0,021

Указанное соотношение выбирают, исходя из расчета 70-80 мас.% наполнителя (базальтового ровин ra), остальное — связующее, Количество наполнителя можно варьировать в зависимости от требований, предъявляемых к полученной арматуре и условий ее эксплуатации.

Соотношение компонентов связующего определяется числом взаимодействующих эпокси-, гидроксильных и аминных групп в смоле, отвердителе и ускорителе, а также температурными условиями и временем процесса отверждения связующего в арматурном стержне, Пример 1. Бобины с ровингом из базальтовых нитей устанавливают на этажерке, Для получения диаметра стержня 56 мм и степени наполнения не менее

40 — 50 число бобин должно быть 113—

116 шт, в зависимости от толщины отдельных нитей. Ровинг натягивают и пропускают со скоростью 0,0048 м/с через камеру обжи1735533

25

35

55 га при 150 С, где происходит частичное удаление парафинового замасливателя. В пропиточную ванну дозируют 2,5 кг связующего, в том числе 1,482 кг эпоксидной смолы

ЭД-16, 0,733 кг изометилтетрагидрофталевого ангидрида, 0,281 кг кубового остатка толуилендиизоцианата и 0,003 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 иэ 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 ниткой 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 и стержень протягивают через вторую-восьмую термокамеры, поддерживая в каждой соответствующую температуру, С: II — 110;

III — 123; IV — 135; V — 145; VI — 140; VII — 90;

VII l — 20.

Время нахождения стержня в зоне нагрева — 1500 с.

Характеристика физических и химических свойств полученного арматурного стержня из трех замеров следующие: диаметр стержня 6,5 мм; плотность 1,457 г/см; количество связующего 53,97ь; степень полимеризации 91,467,; количество наполнителя (базальтового ровинга) 46,1 ; водопоглощение при комнатной температуре через 1 сут 0,59, через 2 мес, 2,23 ; водопоглощение при 100 С через 1 ч 0,677; через 6 ч 1,30/„ преуел прочности на растяжение 4965 кгс/см .

Влияние отклонений режимов получения базальтопластиковых стержней от оптимальных приведено в табл, 1.

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, выбранный композиционный состав стержня и способ его получения обеспечивают лучшие технические характеристики по прочности, плотности и др. Изменения отдельных технологических параметров за пределами способа приводят к ухудшению технических характеристик.

Свойства стержня и соотношение компонентов при их изготовлении приведены в табл. 2, Параметры изготовления приведены для примера 1, описанного выше.

Для примера 2 скорость пропускания составляет 0,0050 м/с в течение 1420 с, температура по камерам составляет 80, 115, 128, 137, 143, 98, 25 С соответственно.

В примере 3 используют верхние значения параметров способов, Щелочестойкость в 1 н. растворе а ОН приведена по сравнению с известным способом.

Как следует из результатов испытаний, реализация предлагаемого способа позволяет при его упрощении (исключение стадии отгонки растворителей) повысить стойкость арматурного стержня к растворам щелочей.

Формула изобретения

Способ изготовления стержня. для армирования бетона, включающий термообработку базальтового ровинга при

150 — 200 С, его пропитку в закрытой ванне композицией на основе эпоксидно-диановой смолы при 30 — 50 С, формование профиля через отжимное устройство и фильеру, установленные после пропиточной ванны, а также через две дополнительные фил ьеры и оплеточное устройство, отверждение стержня путем пропускания его через восемь термокамер со скоростью 0,0048 — 0,0052 м/с втечение 1385 — 1500 с, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения способа и повышения щелочестойкости стержня, 40,5 — 69,2 мас.ч, базальтового ровинга пропитывают композицией состава в мас.ч.: эпоксидно-диановая смола с вязкостью 518 Па с — 9,5 — 10,5; изометилтетрагидрофталевый ангидрид — 4,7 — 5,2; кубовый остаток толуилендиизоцианата — 1,8-2,3;

2,4, 6-тр ис-(ди м етил а мин о) метил фе н ол (ал ьфа,альфа, альфа)-трис-(диметиламино) метизол — 0,018 — 0,021, допол нител ьн ые фильеры устанавливают после первой термокамеры до и после оплеточного устройства, а температурный режим задают по термокамерам последовательно, град: 7585; 110 — 120; 123 — 132; 135 — 140; 145 — 150;

140 — 147; 90 — 105; 20 — 30.

1735533

Таблица 1 г

Примечание

Свойства полу -енных стер;<ней

Плотность !,иаметр Степень

12 стержня, стержня, полинеи, смд мм ризации связую»

1 l щего, В

Количество связующего в стержне, Ф

6,0

49,8

Количество отвер- 4500 дителя в связующем, 6 вес.ч.

1,35

6,2 89,1

Температура в каме- 4700 ре обжига 145 С

47,8

Плохое смачивание нити связующим

50,5

1,51

7,5

Температура в про- 3950 питочной ванне 25О С

4680

1,32

7,0

50,1

Скорость протягивания стержня

0,0035 м/с

46,3

4100

5,5

1,25

Температура в I термокамере 60

4710

6,2

48,7

1,30

6,4

4920

1,40

53,5

6,5 89,8 Нарушение физикомеханических свойств

1,41

4600

52,9

Таблица 2

Соотношение компонентов, мас.ч.

Пример количество кг (ТГФ-ан- Кубовый1 УПгидрид остаток 606/2 тлИ

Базаль- Эд-16 товый ровинг шт

114 40,5

6,32

9,5 1,7

Т 462 0,733

1,8

О, 2оТ

0,018 71,65

0,002о

28,35

10 4,95

lll9 О, 727

23,62

2 121 55

Г07

2,05

0,308 о, 0195 76 „38

0,00206

3 126 69,5

9,83

10,5 5,2

lli5. О, 721

0,021 79,41

0,00291

2,3

0,319

20,59

;Э;Э

Переменный параметр процесса получения стержня при сохранении остальных s пределах предложенных

Температура во II и III термокамерах

125 и 140 С соответственно

Температура в IV и U термокамерах

150 и 160 С соответственно

Температуоа в UII и VIII камерах

110 и 40 С соответственно

Количе-( ство бобиь1, Прочность на растяжение., кгс/см -

88,7 Нарушается профиль стержня

86 3 Плохой отжим связующего

89,0 Преждевременная полимеризация; плохой отжим

88,8 Замедленная полимеризация, недостаток связующего

88,5 Замедленная скорость полимеризации

91,3 Экономически нецепесообразно

Содержание ровинга и вяжущего, в камере

3 напал- 3 свянителя зующего

1735533

Продолжение табл. 2

Результаты испытаний свойств стержней

При 4ел

Степень мер полимеризации, о сут, 20 сут

91,46 4965 +1,42 +2,39 +3,0 +4,09

1 46,1

53,9

2 45,7 54,3 91,46 4984 +1,39 +2,05 +2,87 +3,65

3 47,8 52,2 92,41 5234 +10,97 +1,75 +2,35 +3,25

25

35

45

Составитель С.Воронина

Техред М, Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор О,Хрипта

Заказ 1801 Тираж

BHÈÈÏÈ Гос а тв ж Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3 наполнения

4 связующего

Прочность, кгс/см2 очестоикость ре аОН (прирост

1 су .14 сут,l7

1 .! в 1 н раствопрочности)