Способ изготовления базальтовой арматуры с периодическим профилем

Изобретение относится к способу изготовления базальтовой арматуры с периодическим профилем для базальтобетонных конструкций. Способ включает формирование ровинга из волокон, вытягиваемых из фильер питателя, получение пучка из нескольких ровингов (количество ровингов определяет требуемый диаметр арматуры), который проходит через диск (фильеру) с калиброванным отверстием, придающим пучку цилиндрическую форму), на пучок (предварительно смоченный в смоле с последующей ее полимеризацией) по спирали наматывается базальтовый ровинг с нанесенным на него золь-гелем из оксидов металлов толщиной 20-100 нм (окись алюминия, циркония, титана). Для обеспечения на ровинге золь-геля толщиной 20-100 нм ровинг протягивается через ванну с золь-гелем из оксидов металлов, которая имеет длину 0.5-1.0 м. Скорость протяжки ровинга через ванну с золь-гелем из оксидов металлов составляет 20-40 м/с.

 

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления арматуры с периодическим профилем из базальтовых ровингов для базальтобетонных конструкций.

В настоящее время широко применяется металлическая арматура в железобетонных конструкциях (см., например, патент РФ №2363819 от 2009.08.10; патент РФ №2360978 от 2009.07.10; патент РФ №2355937 от 2009.05.02; патент РФ №2348048 от 2009.02.27). Основным недостатком металлической арматуры является неприемлемый уровень прочностных характеристик, практическая влагоуязвимость и химическая неустойчивость, малая морозостойкость и невысокая жаропрочность, что недопустимо для современной строительной индустрии XXI века.

Известна также стеклопластиковая арматура, которая превосходит по эксплуатационным свойствам металлическую арматуру (см., например, патент РФ №2220049 от 2003.12.27; патент РФ №2194135 от 2002.12.10; патент РФ №79121 от 2008.12.20; патент РФ №2032044 от 1995.03.27). Однако она обладает двумя существенными недостатками. Это ее подверженность разрушению под воздействием влаги, малая ударная и усталостная прочность, а также невысокая щелочестойкость (см., например, книгу Н.П.Фролова «Стеклопластиковая арматура и стеклопластиковые конструкции». - М.: Стройиздат, 1980).

Более перспективна арматура из пучка базальтовых волокон, которая при соответствующем способе изготовления гарантирует высокие прочностные свойства, высокую химическую и влагоустойчивость, повышенную морозостойкость и жаропрочность по сравнению с металлической и стеклопластиковой арматурой.

Однако необходимо отметить, что базальтовая и стеклопластиковая арматуры имеют один существенный недостаток - это плохая адгезия (сцепляемость) базальтовой и стеклянной арматур с бетоном.

По имеющемуся фонду патентно-информационной литературы авторам предлагаемого изобретения не известны примеры изготовления арматуры из базальтовых ровингов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа изготовления арматуры из базальтовых ровингов, которая по своим эксплуатационным параметрам должна качественно отличаться от металлической и стеклопластиковой арматур. При этом заявляемый способ изготовления арматуры из базальтовых ровингов должен обеспечить надежную адгезию (сцепление) с бетоном при воздействии на базальтобетонные конструкции статических и динамических нагрузок.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в том, что арматура изготавливается из пучка из нескольких базальтовых ровингов, на который после пропитки смолой и полимеризации смолы (сушки) по спирали наматывается ровинг с нанесением на него золь-геля из оксидов металлов (например, алюминия, циркония, титана и т.д.) с последующей сушкой арматуры при температуре 120-130°С с образованием на намотанном на пучок ровинге сплошного слоя оксидного покрытия толщиной 20-100 нм. При этом длина ванны, заполненной золь-гелем из оксидов металлов, составляет 0.5-1.0 м, а скорость протяжки ровинга через ванну с золь-гелем из оксидов металлов составляет 20-40м/с.

По результатам многочисленных экспериментов была установлена оптимальная длина ванны 0.75 м, заполненной золь-гелем из оксидов металлов, в сочетании со скоростью протяжки ровинга через ванну, которая составила 30 м/с.

При длине ванны менее 0.5 м и скорости протяжки ровинга свыше 40 м/с на ровинге образуется оксидное покрытие менее 20 нм, а при длине ванны более 1.0 м и скорости протяжки ровинга менее 20 м/с на ровинге образуется оксидное покрытие свыше 100 нм.

Также экспериментом было установлено, что при толщине оксидного покрытия ровинга менее 20 нм ровинг существенно теряет прочностные свойства, и при воздействии на базальтобетонную конструкцию больших статических нагрузок периодический профиль арматуры (базальтовый ровинг, спирально намотанный на пучок) разрушается и адгезия арматуры с бетоном существенно нарушается.

При толщине покрытия более 100 нм ровинг существенно теряет прочностные свойства при воздействии на базальтобетонную конструкцию динамических (ударных) нагрузок. Периодический профиль арматуры (базальтовый ровинг, спирально намотанный на пучок) разрушается и адгезия арматуры с бетоном также существенно нарушается.

Пример изготовления базальтовой арматуры с периодическим профилем.

Из нескольких ровингов собирается пучок (количество ровингов определяет требуемый диаметр арматуры), который проходит через диск (фильеру) с калиброванным отверстием, придающим пучку цилиндрическую форму требуемого диаметра. Далее круглый пучок проходит через ванну, заполненную эпоксидной смолой, и через камеру полимеризации с вытяжным устройством для базальтового прутка. На пучок с заполимеризовавшейся смолой по спирали наматывается базальтовый ровинг с нанесенным на него золь-гелем толщиной 20-100 нм из оксидов металлов (например, окись алюминия, циркония, титана и т.д.). Для обеспечения на ровинге золь-геля толщиной 20-100 нм ровинг протягивается через ванну с золь-гелем из оксидов металлов, которая имеет длину 0.75 м. Скорость протяжки ровинга через ванну с золь-гелем из оксидов металлов составляет 30 м/с. Далее арматура с периодическим профилем (намотанным по спирали на пучок ровингом) сушится при температуре 120-130°С с образованием на намотанном на пучок базальтовом ровинге сплошного слоя оксидного покрытия толщиной 20-100 нанометров. Последняя операция - нарезка полученной базальтовой арматуры с периодическим профилем на требуемую длину.

Способ изготовления базальтопластиковой арматуры с периодическим профилем, включающий вытяжку из фильер питателя базальтовых волокон, формирование ровинга из волокон, формирование пучка из нескольких ровингов, пропитку пучка эпоксидной смолой с последующей ее полимеризацией, отличающийся тем, что на пучок-основу арматуры с заполимеризовавшейся смолой по спирали наматывают ровинг, на который предварительно наносят золь-гель из оксидов металлов алюминия, циркония, титана путем протяжки ровинга через ванну длиной 0,5-1,0 м, полностью заполненную золь-гелем, со скоростью протяжки ровинга 20-40 м/с для обеспечения сплошного слоя покрытия 20-100 нм, и последующую сушку арматуры со сформировавшимся периодическим профилем при температуре 120-130°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре. .

Изобретение относится к строительству, а именно к элементам дисперсного армирования бетонов и асфальтобетонов. .

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллическим арматурным материалам, которые используются для армирования каменной и кирпичной кладки, бетонных изделий, для укрепления грунта оснований зданий и сооружений, а также для увеличения срока службы автомобильных дорог.

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования связующих сред. .

Изобретение относится к технологии получения синтетических волокон, которые могут быть применены при производстве бетона. .

Изобретение относится к технологическим линиям для изготовления композитной арматуры, используемой при армировании обычных и предварительно напряженных строительных конструкций.
Изобретение относится к области изготовления стержней из армирующих волокон, пропитанных связующим. .

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии производства неметаллических композитных арматур. .

Изобретение относится к производству композитных арматур, которые применяются в строительных конструкциях для армирования термоизоляционных стеновых панелей, монолитных бетонных и сборных зданий, в виде самостоятельных стержней и сеток в конструктивных элементах зданий.
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии изготовления арматурных элементов, используемых для дисперсного армирования фибробетонных конструкций
Изобретение относится к композитным армирующим изделиям для строительных конструкций и может быть использовано для армирования бетонных конструкций, крепления различных грунтов и др

Изобретение относится к изготовлению неметаллических арматурных изделий

Изобретение относится к набору волокон для бетона с метками РЧ идентификации или любым другим типом меток, которые могут обеспечивать информацию «Я здесь», и к бетону или бетонной структуре, содержащим волокна с метками РЧ идентификации, для армирования или для любых других целей

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования монолитных и сборных бетонных конструкций, в качестве связей между слоями в многослойных стеновых конструкциях, для армирования кладок из кирпича и блоков, для армирования бетонных полов, для армирования и укрепления грунтовых оснований под дороги и автомагистрали
Изобретение может быть использовано в строительстве для армирования бетонных, кирпичных и каменных конструкций. Композиция содержит стеклянный или базальтовый ровинг в количестве 90÷100 вес.ч., пропитанный полимерным связующим на основе эпоксидно-диановой смолы в количестве 18÷20 в.ч. В полимерное связующее дополнительно введена магнитовосприимчивая металлсодержащая углеродная наноструктура в количестве 0,001÷1,5 в.ч. Изобретение обеспечивает повышенную стойкость к эксплуатационным нагрузкам. 2 табл.
Изобретение относится к эпоксидным связующим для композитных пластиков и может использоваться в производстве арматуры композитной переодического профиля. Связующее содержит (мас.ч.): эпоксиднодиановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 20,0-24,0 - 100, ароматически сопряженный гидроксифенилен, совмещенный с изометилтетрагидрофталиевым ангидридом в соотношении 9:1 - 85-90, диглицедиловый эфир олигооксипропиленгликоля с массовой долей эпоксидных групп 16-18% - 10-12, ускоритель полимеризации аминного типа тридиметиламинометилфенол0 или 2-метилимидазол, или этил,2-метилимидазол - 0,3-3,0. Изобретение позволяет получить изделие с повышенными прочностью, эластичностью и химической стойкостью. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к армирующим изделиям, в частности к армирующим изделиям периодического профиля, для изготовления изделий из бетона, газобетона методом горячего формования при одновременном воздействии агрессивных сред. Арматура композитная содержит стержень с обмоткой, выполненные из волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим на основе эпоксидной смолы и отвердителя. Арматура содержит, мас.%: волокнистый наполнитель - 60-80% и связующее - 20-40%, где связующее включает, мас.%: эпоксидноноволачную смолу - 50-60, аминный отвердитель - 40-50. Эпоксидноноволачная смола содержит, мас.%: диановую эпоксидную смолу - 47-80%, модификатор на основе простых полиэфиров, содержащих глицидиловые группы - 10-25%, продукт, полученный эпоксидированием олигомера гидроксифенилена из алкилрезорцина - 10-28%. Технический результат - повышение устойчивости композитной арматуры к длительному воздействию высоких температур, высокие показатели прочности, эластичности, устойчивость к агрессивным средам, высокая скорость отверждения связующего. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу изготовления базальтовой арматуры с периодическим профилем для базальтобетонных конструкций

Наверх