СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЕТОНА Российский патент 2018 года по МПК C04B41/51 B28B11/06 

Изобретение относится к области получения металлизированных изделий из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Из уровня техники известны способы металлизации изделий из бетона.

Недостатками данных способов является недостаточная прочность сцепления металлического слоя с основой изделия из бетона и низкие показатели морозостойкости.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ металлизации изделий из бетона (Патент РФ №2553707), включающий плазменное напыление цветных металлов с одновременным плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона при помощи плазмотрона и контроль качества готовых изделий.

Существенным недостатком прототипа является недостаточная прочность сцепления металлического слоя с основой изделия из бетона и низкие показатели морозостойкости.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении прочности сцепления металлического слоя с основой изделия из бетона и увеличении показателя морозостойкости.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ металлизации изделий из бетона включает плазменное напыление цветных металлов на лицевую поверхность изделий из бетона при помощи плазмотрона и контроль качества готовых изделий, причем на лицевую поверхность бетона перед напылением порошка цветного металла предварительно наносят смеси жидкого стекла и технического глинозема при оптимальном соотношении 1:3-4 соответственно, а плазменное напыление производят при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/сек.

Предложенный способ металлизации изделий из бетона отличается от прототипа тем, что в предлагаемом способе на лицевую поверхность бетона перед напылением порошка цветного металла предварительно наносят смеси жидкого стекла и технического глинозема при оптимальном массовом соотношении 1: 3-4 соответственно, плазменное напыление производят при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/с.

Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов

Известный способ Предлагаемый способ Плазменное напыление цветных металлов с одновременным плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона при помощи плазмотрона
Контроль качества готовых изделий Нанесение смеси жидкого стекла и технического глинозема на лицевую поверхность бетона при оптимальном соотношении 1: 3-4 соответственно
Плазменное напыление цветных металлов на лицевую поверхность изделий из бетона с помощью плазмотрона при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/сек.
Контроль качества готовых изделий

Проведенный анализ известных способов металлизации изделий из бетона позволяет сделать заключение о соответствии заявленного способа критерию «новизна».

Предварительное нанесение на лицевую поверхность бетона смеси жидкого стекла и технического глинозема устраняют процессы дегидратации и разупрочнения поверхностного слоя бетона, что способствует повышению прочности сцепления покрытия с основой и увеличению показателя морозостойкости.

Оптимальные параметры плазменной металлизации изделий из бетона при мощности работы плазмотрона 6 кВт и расходе плазмообразующего газа 2,0 м³/ч представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Технологические параметры при мощности работы плазмотрона

6 кВт и расходе плазмообразующего газа 2,0м³/час

№
п/п Скорость прохождения,
м/с Расход стеклопорошка, г/с Толщина покрытия,
мкм Прочность сцепления металлического покрытия, МПа 1 0,25 2,0 300 1,7 2,5 250 2,1 3,0 200 2,6 3,5 250 2,2 4,0 300 1,8 2 0,30^* 2,0 300 2,4 2,5 250 3,0 3,0 200 3,3 3,5 250 2,9 4,0 300 2,7 3 0,35^** 2,0 300 2,6 2,5 250 3,2 3,0 200 3,5 3,5 250 3,3 4,0 300 2,8 4 0,45 2,0 300 1,6 2,5 250 2,0 3,0 200 2,8 3,5 250 2,0 4,0 300 1,7

^{*, ** – оптимальные параметры плазменной металлизации изделий из бетона}

Таблица 2

Оптимальные составы смеси жидкого стекла и технического глинозема при мощности работы плазмотрона 6 кВт и расходе плазмообразующего газа 2,0м³/час

№
п/п Соотношение компонентов (части) Прочность сцепления, МПа жидкое стекло технический глинозем 1 1 1 2,5 2 1 2 2,9 3 1^* 3⃰ 3,5 4 1^** 4 ⃰ ⃰ 3,4 5 1 5 2,8

^{*, ** – оптимальные составы смеси жидкого стекла и технического глинозема}

Пример получения металлизированных изделий из бетона.

Для приготовления смеси для нанесения на лицевую поверхность изделий из бетона применяют жидкое натриевое стекло (ГОСТ 13078-81), технический глинозем (ГОСТ 30559-98) и алюминиевый порошок марки АДС-4.

Для металлизации использовали балочки из бетона размером 150х30х30 мм, на лицевую поверхность которых валиком наносили смесь жидкого стекла и технического глинозема при массовом соотношении 1:3-4 соответственно, а через 2 часа производили плазменное напыление алюминиевого порошка АДС-4 на лицевую поверхность балочки из бетона с затвердевшей смесью с помощью электродугового плазмотрона УПУ-8М при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/с.

После металлизации бетонные балочки подвергали контролю качества готовых изделий.

Пример осуществления контроля качества

Для определения прочности сцепления металлического покрытия с подложкой к поверхности балочки из бетона с напыленным алюминиевым порошком приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью поперечного сечения 1 см². После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления металлического покрытия с подложкой на разрывной машине R-0,5. Балочку и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины R-0,5. После равномерного нагружения происходил отрыв металлического покрытия. Для испытаний брали не менее 5 образцов. Прочность сцепления металлического покрытия определяли как среднее арифметическое значение:

Морозостойкость покрытия определяли по стандартной методике при

t = - 20 ⁰С. Экспериментально установлено, что предлагаемый способ позволяет повысить качество конечного продукта.

Сопоставительный анализ показателей качества предлагаемого и известного способов представлен в таблице 3.

Таблица 3

Сопоставительный анализ показателей качества

предлагаемого и известного способов

Показатели Ед. измерений Известный способ Предлагаемый способ Прочность сцепления металлического покрытия с основой МПа 2,8 3,5 Морозостойкость циклы 150 170

Изобретение относится к области получения металлизированных изделий из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат - повышение прочности сцепления металлического слоя с основой изделия из бетона и увеличение показателя морозостойкости. Способ металлизации изделий из бетона включает плазменное напыление цветных металлов на лицевую поверхность изделий из бетона при помощи плазмотрона и контроль качества готовых изделий. Причем на лицевую поверхность бетона перед напылением порошка цветного металла предварительно наносят смесь жидкого стекла и технического глинозема при оптимальном массовом соотношении 1:3-4 соответственно. Плазменное напыление производят при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/с. 3 табл., 2 пр.

Способ металлизации изделий из бетона, включающий плазменное напыление цветных металлов на лицевую поверхность изделий из бетона при помощи плазмотрона и контроль качества готовых изделий, отличающийся тем, что на лицевую поверхность бетона перед напылением порошка цветного металла предварительно наносят смесь жидкого стекла и технического глинозема при оптимальном массовом соотношении 1:3-4 соответственно, а плазменное напыление производят при скорости прохождения плазменной горелки 0,30-0,35 м/с и расходе цветного металла 2,5-3,0 г/с.