Способ изготовления армированных строительных изделий

 

Изобретение относится к области строительства и производства строительных материалов и может быть использовано при строительстве сооружений в прибрежной морской зоне. Способ изготовления армированных строительных изделий включает осаждение с помощью постоянного электрического тока тонкодисперсных частиц строительного материала на поверхность арматуры, при этом электрический ток пропускают через металлические электроды, образующие арматуру изделия, помещенные в мoрскую воду, при этом процесс ведут при плотности тока 0,3-100 А/см² с пропусканием углекислого газа на границе раздела: электроды - жидкая среда. 1 табл.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и к отрасли строительства, преимущественно к строительству сооружений в прибрежной морской зоне.

Известны способы получения железобетонных изделий на заводе путем уплотнения и последующего твердения смесей, состоящих из вяжущего вещества, воды и заполнителя (Горчаков Г.И. Строительные материалы. М. Высшая школа, 1981, с. 162). Для этого требуется большой расход цемента и заполнителей.

Известны способы получения монолитного бетона непосредственно на стройке (Хитров В. Г. Технология железобетонных изделий. М. Высшая школа, 1978, с. 6). В этом случае также используются вяжущие вещества и природные заполнители, которые являются практически невозобновляемыми материалами.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому результату является способ осаждения с помощью постоянного электрического тока тонкодисперсных частиц цемента на поверхности арматуры (Строительные материалы. Строительное производство. Краткое содержание докладов к ХХVI научной конференции ЛИСИ, Л. 1968, с. 59). Недостатком известного способа является использование вяжущих веществ и других природных материалов, которые являются практически невозобновляемыми.

Задача изобретения использовать для строительства материал, находящийся в морской воде и практически возобновляемый; по мере удаления солей из морской воды новые порции соединений будут переходить в раствор для восстановления подвижного равновесия.

Способ осуществляется следующим образом. Стальная арматура в виде каркаса из легких металлических прутков, подключенная к отрицательному полюсу источника тока, помещается в морскую воду, а к положительному другой металл, например алюминиевий. В результате процессов электролиза происходит осаждение солей, находящихся в морской воде, на арматуре, и при оптимальном протекании процесса осадок имеет плотное строение. Этот процесс протекает по той причине, что кальций и магний образуют в воде положительно заряженные частицы, которые перемещаются к отрицательно заряженному электроду. В результате на каркасе наращивается строительный элемент.

Для того, чтобы процесс не прекращался при образовании плотного осадка, через некоторое время необходимо делать отверстия в этом осадке. Металлический каркас можно делать на суше, а затем возле берега в воду или на глубине, и подключить электрический ток.

Пример. Стальная проволока диаметром 3 мм и длиной 40 мм помещается в воду, взятую из Черного моря, и подключается к источнику постоянного тока при напряжении 2,2 В и силе тока 1 А. Другим электродом является алюминиевый провод. При прерывном прохождении электрического тока происходит осаждение солей на стальном электроде. Скорость этого процесса обусловлена плотностью тока. При маленьких плотностях процесс наращивания осадка замедляется, а при определенном значении плотности (менее 0,3 А/см²) может прекратиться.

При больших плотностях тока образование осадка затрудняется из-за обильного выделения газов (см. таблицу).

Для того, чтобы осадок лучше закреплялся на электроде, целесообразно пропускать углекислый газ в приэлектродную зону. В этом случае образуются труднорастворимые карбонаты солей щелочно-земельных металлов, а пропускание газа способствует созданию пористой структуры для того, чтобы не прекратился ток в цепи и процесс продолжался. Для этой цепи можно использовать импульсное пропускание тока.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что при оптимальных режимах происходит интенсивное наращивание осадка на электроде, подключенном к отрицательному источнику тока.

Использование предлагаемого способа получения армированных изделий по сравнению с существующими имеет несомненные преимущества: незначительные затраты энергии на изготовление изделий; отсутствие коррозии арматуры при строительстве частей зданий на морском побережье; самозалечивание конструкций если по какой-либо причине произойдет нарушение целостности изделия, тут же начнется самопроизвольный процесс его восстановления.

В качестве источника тока могут быть использованы солнечные батареи и ветрогенераторы, устанавливаемые на поплавках в открытом море или на берегу, что позволит осуществить применение не только возобновляемых природных сырьевых материалов, но и возобновляемые энергетические источники.

Способ может быть использован при строительстве крупных трубопроводных сооружений, туннелей.

Эксперименты по получению армированных изделий, проведенные в лаборатории кафедры производства строительные изделий и конструкций, дали положительные результаты.

Формула изобретения

Способ изготовления армированных строительных изделий путем осаждения с помощью постоянного электрического тока тонкодисперсных частиц строительного материала на поверхность арматуры, отличающийся тем, что электрический ток пропускают через металлические электроды, образующие арматуру изделия, помещенные в морскую воду, при этом процесс ведут при плотности тока 0,3 100 А/см² с пропусканием углекислого газа на границе раздела электроды - жидкая фаза.

РИСУНКИ

Рисунок 1