Способ упрочнения и повышения коррозионной стойкости полых металлических конструкций

 

Изобретение относится к областям строительства и машиностроения и может быть использовано для усиления и повышения коррозионной стойкости полых металлических конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что предварительно на стенки полости наносят антикоррозионное покрытие, после чего в полость нагнетают пенобетонную смесь с расширяющей добавкой, в качестве которой могут использовать кристаллогидрит сульфата натрия в количестве 2-5%, при этом в пенобетонную смесь может быть введена стальная фибра длиной 5-10 мм, толщиной 0,2-0,5 мм в количестве 0,5-50 кг на 1 м³ смеси, а для нагнетания смеси в полость конструкции может использоваться пневмоцилиндр с торовым резиновым самоуплотняющимся поршнем 3 з.п. ф-лы, 1 ил. 2 табл.

Изобретение относится к области строительства и машиностроения и может быть использовано при возведении и ремонте опор и перекрытий из полых металлических конструкций, усилении надувных конструкций, а также при изготовлении и ремонте коробов, лонжеронов и т.п. узлов автомобилей и других транспортных средств.

Известна конструкция формы с нижним поясом шпренгельного типа и верхним поясом из стальных оболочек, заполненных бетоном (а.с. N 604939, E 04 C 3/08, 1978).

Известно также усиление поврежденных металлических конструкций путем заполнения полости бетонной смесью. (Михно Е.Е. Восстановление разрушенных сооружений. М. Военное издательство Министерства обороны СССР, 1978, с. 248-249). Недостатками известных способов усиления конструкции являются коррозия внутренней поверхности полости конструкции, а также отслаивание бетонного слоя от металла конструкции вследствие усадки материала, что приводит к снижению несущей способности металлоконструкции в целом.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа упрочнения металлоконструкции и улучшение ее динамических характеристик и, как следствие увеличение несущей способности упрочняемой конструкции.

Для решения поставленной задачи предварительно на стенки полости наносят антикоррозионное покрытие, после чего в полость нагнетают пенобетонную смесь с расширяющей добавкой, в качестве которой используют кристаллогидрат сульфата натрия в количестве 2-5% от массы вяжущего, при этом в пенобетонную смесь может быть добавлена стальная фибра длиной 5-10 мм, толщиной 0,2-0,5 мм в количестве 0,5-50 кг на 1 м³ смеси, причем пенобетонную смесь наиболее эффективно нагнетать насосом, а также использовать пневмоцилиндр с торовым самоуплотняющимся поршнем.

Технический результат при решении вышеуказанной задачи заключается в создании совместно работающих слоев конструкции из разнородных материалов - бетонного и металлического, причем металлоконструкция с полостью, заполненной пенобетоном с расширяющей добавкой работает как целое на изгиб по схеме балки с равномерно распределенной нагрузкой и при этом обладает коррозийной стойкостью. При этом использование расширяющей добавки позволяет получить малоусадочный пенобетон требуемой прочности, а использование стальных фибр в заявленном количестве делает надежным сцепление разнородных материалов конструкции и способствует повышению ее несущей способности.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схематично установка для осуществления заявленного способа.

Способ упрочнения полых металлоконструкций и повышение их коррозийной стойкости осуществляется следующим образом.

В нагнетаемую полость 1 металлоконструкции предварительно при помощи распылителя наносится на ее внутреннюю поверхность антикоррозионная жидкость типа "Тектиль" или "Мовиль", которая представляет собой щелочестойкий материал. Нагнетание осуществляется с помощью воздушного компрессора 2, который создает повышенное давление в баке 3 с жидкостью типа "Тектиль" или "Мовиль" и вытесняет ее через вентиль 4 и подающий шланг в смеситель 5, одновременно в смеситель из воздушной подушки бака 3 поступает сжатый воздух. Образующаяся в смесителе эмульсия с помощью гибкого, подвижного шланга 6 и распылителя 7 наносится на внутреннюю поверхность полой конструкции.

Пенобетонная смесь готовится по традиционной раздельной технологии: приготовление пены и раствора, их совместное перемешивание и подача к объекту заполнения. Для этого в пеногенераторе 8 механическим способом и с помощью барботажа готовят техническую пену, используя в качестве пенообразователя, например, смолу древесную омыленную (СДО), а в смесителе 9 готовят строительный раствор на основе цемента, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, химдобавок и воды. В качестве расширяющей добавки вводится, например, кристаллогидрат сульфата натрия в количестве 2-5% от массы вяжущего. Могут вводиться и другие химические добавки, способствующие расширению пенобетонной массы в процессе ее твердения. При необходимости вводится в смесь и стальная фибра длиной 5-10 мм, толщиной 0,2-0,5 мм в количестве 0,5-50 кг на 1 м³ смеси.

С помощью насоса 10 подготовленная техническая пена перекачивается в смеситель 9 и с помощью мешалки 11 перемешивается с раствором. Затем при помощи насоса 12 готовая пенобетонная смесь с помощью подвижного шланга 13 заполняет полость 1.

В качестве насоса для подачи в полость пенобетонной смеси можно эффективно использовать пневмоцилиндр с торовым резиновым самоуплотняющим поршнем, что обеспечивает надежность и простоту работы установки, улучшает ее эксплуатационные характеристики и предупреждает выход насоса из строя.

Примеры конкретного осуществления способа Пример 1 Упрочнению и повышению коррозионной стойкости подвергли короба-пороги легкового автомобиля ГАЗ-2410, потерявшие вследствие коррозии устойчивость на изгиб и сжатие, что, с одной стороны, подвергает водителя и пассажиров дополнительной опасности при разрушении кузова в дорожно-транспортном происшествии, с другой стороны, делает невозможным применение стандартного прилагаемого к автомобилю домкрата.

На внутреннюю поверхность короба нанесли антикоррозионную жидкую пленку из материала типа "Мовиль", а затем в полость нагнетали пенобетонную смесь следующего состава, при следующем расходе компонентов на 1³ в кг (см. табл. 1).

При этом получили следующие эксплуатационные физико-механические характеристики (см. табл. 2).

После проведения указанных операций автомобиль не позднее чем через 6 часов из мастерской своим ходом был доставлен в гараж и в течение 3-х суток не эксплуатировался до завершения гидратации вяжущих материалов. После чего автомобиль эксплуатировался в течение одного года с многократным использованием домкрата, при этом никаких изменений в усиленной конструкции коробов обнаружено не было.

Пример 2 Способом, приведенным в Примере 1 были обработаны потерявшие устойчивость лонжероны моторного отсека автомобиля ВАЗ-2107. После обработки и 3-х суточной выдержки вибрация и посторонние шумы в моторном отсеке прекратились.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения и повышения коррозионной стойкости полых металлических конструкций путем заполнения полости бетонной смесью, отличающийся тем, что предварительно на стенки полости наносят антикоррозионное покрытие, после чего в полость нагнетают пенобетонную смесь с расширяющей добавкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве расширяющей добавки в пенобетонную смесь вводят кристаллогидрат сульфата натрия в количестве 2 5% 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в пенобетонную смесь добавляют стальную фибру длиной 5 10 мм, толщиной 0,2 0,5 мм в количестве 0,5 50,0 кг на 1 м³ смеси.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что пенобетонную смесь нагнетают в полость пневмоцилиндром с торовым резиновым самоуплотняющимся поршнем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2