Способ изготовления металлобетонных изделий

 

Изобретение относится к способам изготовления металлобетонных изделий, применяемых в строительстве. Изобретение направлено на повышение качества и упрощение технологии изготовления изделий. Способ изготовления металлобетонных изделий, заключающийся в укладке минеральных наполнителей в форму и скреплении их металлическим связующим, отличается тем, что минеральный наполнитель, предварительно обработанный поверхностно-активными веществами, смешивают с металлическим порошком, помещают в форму, уплотняют, а затем расплавляют металлический порошок пропусканием через смесь токов высокой частоты. 1 табл.

Изобретение относится к способам изготовления металлобетонных изделий, применяемых в строительстве.

Известен способ изготовления металлобетонных изделий, заключающийся во введении минеральных наполнителей в расплавленный металл в процессе его плавления [I] Изделия, полученные этим способом имеют недостаточно высокие физико-механические показатели, на сжатие, изгиб и растяжение.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления металлобетонных изделий, заключающийся в предварительной обработке минерального наполнителя поверхностно-активными веществами, укладке его в форму, уплотнении, нагреве до 200-ЗОО^oС и заливке расплавленным металлом [2] Изделия, полученные этим способом имеют недостаточно плотную структуру из-за образования пустот, не заполненных металлическим связующим, так как при заливке происходит снижение жидкотекучести заливаемого металла по мере заполнения формы и, как следствие, понижение характеристик прочности.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочностных характеристик и упрощение технологии изготовления изделий. Технический результат достигается за счет увеличения жидкотекучести металла, получения однородной смеси компонентов и более плотной структуры металлобетонов.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Наполнитель обрабатывают поверхностно-активным веществом, смешивают с металлическим порошком, укладывают в керамические формы, уплотняют, после чего расплавляют металлический порошок токами высокой частоты с применением индуктора. После остывания готовые образцы извлекают из формы.

Предварительное перемешивание наполнителя и порошкообразного связующего позволяет получить однородную смесь компонентов. Воздействием электромагнитного поля на металл можно достичь перегрева выше температуры плавления металла до 200-300^oС, что увеличивает жидкотекучесть, кроме того под действием электромагнитного поля индуктора происходит интенсивная циркуляция жидкого металла в тигле, что способствует перемешиванию и получению однородного химического состава. При заливке металла в форму происходит захват воздуха, что приводит к образованию газовой пористости в отливке, использование индукционной печи исключает операцию заливки и, следовательно, не приводит к образованию пор.

Пример Для изготовления металлобетона используют композицию следующего состава, мас.

алюминиевый порошок 25 щебень гранитный фракции 2-3 мм 73 поверхностноактивное вещество (мыло) 2 Для изготовления металлобетонных изделий использовался гранитный щебень Павловского карьера фракции 2-3 мм, который обрабатывали водным раствором хозяйственного мыла и металлический порошок технического алюминия фракции 0,1 мм (ГОСТ 4784-74 ( СТ СЭВ 730-77, СТ СЭВ 995-87)), полученный механическим измельчением алюминиевой стружки в лабораторной мельнице. Гранитный щебень и металлический порошок перемешивали в смесителе, укладывай в керамические формы и уплотняли на лабораторном вибростенде в течение 10 минут с частотой 20 Гц. Масса смеси в одной форме 6 кг После уплотнения форму с полученной смесью обрабатывали токами высокой частоты в индукционной печи ИСТ-0,06 с установленной мощностью 80 кВт. Печь работает на токе повышенной частоты 2400 Гц, производительность 0,05 т/ч, удельный расход энергии 1000 кВт/ч/т. Формы со смесью нагревали до 850^oС и выдерживали в течение 15 минут, под действием электромагнитного поля индуктора происходит перегрев металла выше температуры плавления на 200-3OO^oC и вследствие этого увеличение жидкотекчести и интенсивная циркуляция металла, что способствует выравниванию химического состава. После остывания готовые образцы извлекались из формы.

Для исследований были изготовлены металлобетонные образцы размером 4х4х4 см и 4х4х16 см, вырезанные из разных частей отливки, и проведено изучение механических свойств полученных образцов. Испытания на одноосное растяжение сжатие и выносливость проводились на гидравлическом прессе ПСУ-125.

Образцы, изготовленные предложенным способом имеют следующие показатели (см. табл.): Таким образом, металлобетон, полученный предложенным способом, имеет улучшенные прочностные характеристики из-за увеличения жидкостекучести металла и предварительного перемешивания металлического порошка и наполнителя, что способствует получению более плотной структуры и отсутствию газовой пористости кроме того, значительно упрощает процесс изготовления металлобетонных изделий, так как исключаются операции предварительного нагрева формы с металлобетонной смесью и заливки жидкого металла в форму.

Формула изобретения

Способ изготовления металлобетонных изделий, включающий обработку минерального наполнителя поверхностно-активным веществом, укладку в форму, уплотнение, скрепление наполнителя металлическим связующим при температуре расплава и остывание, отличающийся тем, что перед укладкой в форму минеральный наполнитель смешивают с порошком металлического связующего, а скрепление производят при обработке токами высокой частоты в индукторе.

РИСУНКИ

Рисунок 1