Способ ориентации металлических дисперсно-армирующих элементов в бетоне
Владельцы патента RU 2451647:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Способ относится к бетонам на основе портландцемента, с металлической арматурой, а именно в виде дисперсно-армирующих элементов. Способ ориентации металлических дисперсно-армирующих элементов в бетоне включает приготовление бетона, добавление в него металлических дисперсно-армирующих элементов, загрузку бетонной смеси в виброопалубку. В бетон добавляют заполнитель с модулем крупности 1, 1.5, 2, при непрерывном перемешивании равномерно подают в него дисперсно-армирующие элементы с диаметром 1-2 мм, длиной 30-60 мм, затем полученную смесь загружают в виброопалубку и одновременно воздействуют на нее вибрацией и электромагнитным полем с индукцией 0.12-0.36 Тл. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных свойств, снижении материалоемкости, обеспечении автоматизации производственных линий по производству железобетонных изделий, обеспечении дисперсно-армирующим элементам, содержащимся в бетонной смеси, необходимой пространственной ориентации, соответствующей условиям работы конструкции. 1 ил.
Способ относится к бетонам на основе портландцемента, с металлической арматурой, а именно в виде дисперсно-армирующих элементов.
Известен способ предварительного перемешивания сталефибробетонной смеси с последующим уплотнением приемами вибрирования, роликового формования, центрифугирования (ВСН 56-97 «Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций», 1997 г., разработан НИИЖБом, МНИИТЭПом и фирмой "Фибробетон"), включающий приготовление бетонной смеси, подготовку фибровой арматуры, последующее перемешивание фибровой арматуры со смесью, формование смеси, уплотнение смеси, тепло-влажностную обработку, распалубку готового изделия, складирование.
Недостатком этого способа является то, что фибры располагаются в бетоне хаотично, что не позволяет использовать их свойства в полной мере.
Задача предлагаемого способа - придать дисперсно-армирующим элементам, содержащимся в бетонной смеси, необходимую пространственную ориентацию, соответствующую условиям работы конструкции, использовать ее свойства более эффективно.
Задача решается путем применения электромагнитного поля при одновременном вибрировании бетонной смеси.
Сущность изобретения заключается в том, что в бетон добавляют заполнитель с модулем крупности 1, 1.5, 2, при непрерывном перемешивании равномерно подают в него дисперсно-армирующие элементы с диаметром 1-2 мм, длиной 30-60 мм, затем полученную смесь загружают в виброопалубку и одновременно воздействуют на нее вибрацией и электромагнитным полем с индукцией 0.12-0.36 Тл.
На фиг.1 представлена схема последовательности операций предлагаемого способа ориентации металлических дисперсно-армирующих элементов в бетоне, включающая приготовление бетонной смеси в бетоносмесителе 1, добавку дисперсно-армирующих элементов в бетонную смесь 2, загрузку готовой бетонной смеси в виброопалубку 3, одновременное воздействие на бетонную смесь электромагнитным полем 4 и вибрацией 5.
Предлагаемый способ ориентации металлических дисперсно-армирующих элементов в бетоне осуществляется следующим образом.
Выбирают мелкозернистый бетон, содержащий песок с модулем крупности 1; 1,5; 2 для того, чтобы не препятствовать ориентации (повороту) дисперсно-армирующих элементов в бетоне. Перемешивание подготовленного бетона с дисперсно-армирующими элементами происходит в бетоносмесителе при равномерной подаче в него дисперсно-армирующих элементов во избежание их комкования, а также для их равномерного распределения во всем объеме бетонной смеси. Используются дисперсно-армирующие элементы заводского изготовления из стальной проволоки, диаметром 1-2 мм, длиной 30-60 мм для лучшей ориентации в бетонной смеси.
Подготовленную таким образом смесь загружают в виброопалубку, которую помещают в устройство, создающее электромагнитное поле, одновременно включают вибро- и электромагнитные устройства. Выбор индукции электромагнитного поля зависит от вязкости бетонной смеси, размеров дисперстно-армирующих элементов, густоты армирования, а так же оптимального расхода электроэнергии. Известно (Матус Е.П. Ориентация магнитным полем отрезков стальной проволоки в бетонных смесях / Е.П.Матус, В.Г.Безбородов // Труды НГАСУ - Новосибирск: НГАСУ. 1999 - Вып.3(4) - С.29-34.), что величину электромагнитной индукции можно вычислить по следующей формуле:
B=2,5·k·l/(m·d),
где:
k - предельное напряжение сдвига, при повороте дисперсно-армирующего элемента;
l - длина дисперсно-армирующего элемента;
m - насыщенная намагниченность стали;
d - диаметр дисперсно-армирующего элемента.
Исходя их формулы электромагнитное поле для ориентации дисперсно-армирующих элементов должно иметь индукцию 0,12-0,36 Тл и данная величина электромагнитной индукции должна распространяться на весь объем бетонной смеси, в которой осуществляется ориентация дисперсно-армирующих элементов, данная величина электромагнитной индукции обусловлена вязкостью бетонной смеси, размерами дисперсно-армирующих элементов, густотой армирования, а так же оптимальным расходом электроэнергии.
Таким образом, данный способ ориентации дисперсно-армирующих элементов в бетоне электромагнитным полем при одновременном воздействии вибрации позволяет ориентировать дисперсно-армирующие элементы во всем объеме бетона, полнее использовать их свойства при работе данного элемента конструкции, что повысит его эксплуатационные свойства, позволит экономично расходовать материалы, за счет меньшего расхода дисперсно-армирующих элементов и бетона, а также в процессе изготовления железобетонных изделий можно не использовать стержневую арматуру, что позволит автоматизировать производственные линии для изготовления железобетонных изделий.
Способ ориентации металлических дисперсно-армирующих элементов в бетоне, включающий приготовление бетона, добавление в него металлических дисперсно-армирующих элементов, загрузку бетонной смеси в виброопалубку, отличающийся тем, что в бетон добавляют заполнитель с модулем крупности 1, 1,5, 2, при непрерывном перемешивании равномерно подают в него дисперсно-армирующие элементы с диаметром 1-2 мм, длиной 30-60 мм, затем полученную смесь загружают в виброопалубку и одновременно воздействуют на нее вибрацией и электромагнитным полем с индукцией 0,12-0,36 Тл.
