СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ АРМАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2023 года по МПК E04C5/07 

Изобретение относится к области строительства, а конкретно к изготовлению арматурных изделий для бетонных конструкций.

Известен способ изготовления композитной полимерной арматуры по технологии пултрузии (Казаков И.А. Разработка технологии непрерывного формования осесимметричных композитных изделий методом пултрузии, с. 22-24, Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2016). В известном способе жгуты стеклянного или базальтового волокна пропитывают в ванне с полимерным связующим при цеховой температуре, затем объединяют в единый пучок, который протягивают через горячую фильеру, затем через тоннельную термокамеру, где проходит полимеризация связующего при поэтапном росте температуры до 260°С, затем затвердевший прямолинейный прут постепенно охлаждают в ванне с водой и скручивают в бухту или распиливают на мерные отрезки. По известному способу производят стержни с прямолинейным расположением волокон, что приводит к продольному расслоению и разрушению при растяжении. По способу производят прямолинейные пруты, нельзя получить криволинейные и ломаной формы элементы. Способ достаточно энергозатратен.

Известен способ получения серобетона путем смешивания расплава технической серы с инертными заполнителями. При остывании ниже 120°С сера превращается в прочный материал, скрепляет песок и щебень в монолит (Усов Б.А. «Технология и применение серных бетонов», Системные технологии, №4(17), с. 56-69, Махачкала, Институт системных технологий, 2015). Недостаток получаемого известным способом серобетона - хрупкость.

Известен способ пластифицирования серы путем резкого охлаждения расплава в воде (Сангалов Ю.А., Карчевский С.Г., Ионов В.И. Пластификация серы. Физико-химические аспекты. Башкирский химический журнал, №1 (19), с. 11-20, Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2012). В результате, получают особый вид серы, характеризуемый высокой пластичностью. Недостаток способа: недолговечность получаемого эффекта, сера постепенно переходит в обычное состояние и пластичность исчезает через 1-2 суток.

Известен способ изготовления композитной полимерной арматуры по двухстадийной технологии (RU 2482247 C2, МПК - Е04С 5/07, опубл. 20.05.2013, Бюл. №14). На первой стадии изготавливают канат путем плетения или свивки нескольких жгутов, на второй стадии канат пропитывают в ванне, затем протаскивают через фильеру и термообрабатывают по пултрузионной технологии. Недостатки способа, принятого за прототип: низкое качество пропитки вязким полимерным составом, нет гарантии прочности арматуры. По способу производят прямолинейные пруты, нельзя получить криволинейные и ломаной формы элементы. Большой расход электроэнергии на изготовление арматуры.

Недостатки прототипа устраняются в предлагаемом способе. Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение технологии изготовления композитной арматуры с одновременным повышением ее прочностных характеристик и обеспечением возможности изготовления ранее недоступных арматурных изделий различной ломаной формы.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления композитной арматуры и арматурных изделий, включающем формирование волоконных канатов, пропитку канатов холодным связующим, протяжку через формовочную фильеру, термообработку до 120-260°С, охлаждение до цеховой температуры и скручивание готовой арматуры в бухты, согласно техническому решению, в качестве связующего используют серу, которая в расплавленном виде чрезвычайно подвижна и легко пропитывает готовые преформы и полуфабрикаты для изготовления композитной арматуры. Серу предварительно расплавляют до температуры 130-150°С; сформированный канат протягивают через ванну с расплавом серы, отжимают в формующей фильере, затем резко охлаждают в холодильной камере при температуре от 5 до 12°С.При резком охлаждении композиционный арматурный канат, пропитанный серным связующим, на некоторое время приобретает пластические свойства, что позволяет формовать изделия гнутой и/или ломаной формы, типа спиралей, хомутов и проч. После твердения композитное арматурное изделие, пропитанное серным связующим, приобретает высокие прочностные свойства.

При изготовлении арматуры прямолинейной формы, не нуждающейся в пластификации и формовании в изделия ломаной формы, ее охлаждают до цеховой температуры и скручивают в бухты.

Для изготовления арматурных изделий используют минеральные или химические волокна, допускающие нагрев до 160°С.

Пример реализации способа получения арматурного изделия из композитного сероволоконного материала.

Витой канат диаметром 10 мм длиной 300-400 м из базальтового волокна, свитый или сплетенный из пяти жгутов в «косичку», поставляют смотанным на катушки. Канат протягивают через ванну с расплавом серы с температурой 130-150°С. Серный расплав обладает чрезвычайно низкой вязкостью и полностью пропитывает межволоконное пространство каната. Затем в формующей фильере из каната отжимают избыточное количество расплава, и канат пропускают в холодильную камеру с водой температурой 5-12°С. Скорость протяжки (пултрузии) определяют опытным путем в зависимости от длин пропиточной ванны и холодильной камеры, для обеспечения качества пропитки и пластификации серы. После выхода из холодильной камеры канат готов к переработке в гнутые изделия, спирали, хомуты, гибкие связи и прочие арматурные изделия. Арматура сохраняет свойства пластичности в течение двух суток, поэтому процессы переработки в гнутые изделия должны лимитироваться по времени.

Изобретение относится к области строительства, а конкретно к изготовлению арматурных изделий для бетонных конструкций. Для изготовления арматурных изделий формируют волоконный канат, протягивают через ванну со связующим в виде расплава серы с температурой 130-150°С, в формующей фильере отжимают избыточное количество расплава и охлаждают. При изготовлении прямолинейных изделий канат охлаждают до цеховой температуры и скручивают в бухты. При изготовлении изделий ломаной формы канат после формующей фильеры резко охлаждают в холодильной камере с водой при температуре от 5 до 12°С до пластичного состояния и формуют изделия ломаной формы. Технический результат - упрощение технологии изготовления композитных арматурных изделий различной формы с одновременным повышением ее прочностных характеристик. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления композитных арматурных изделий, характеризующийся тем, что формируют волоконный канат, протягивают через ванну со связующим в виде расплава серы с температурой 130-150°С, в формующей фильере отжимают избыточное количество расплава и охлаждают, причем при изготовлении прямолинейных изделий канат охлаждают до цеховой температуры и скручивают в бухты, а при изготовлении изделий ломаной формы канат после формующей фильеры резко охлаждают в холодильной камере с водой при температуре от 5 до 12°С до пластичного состояния и формуют изделия ломаной формы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления арматурных изделий используют минеральные или химические волокна, допускающие нагрев до 160°С.