Стержень для армирования бетона и способ его изготовления Советский патент 1992 года по МПК E04C5/07 

Изобретение относится к арматурным элементам для армирования строительных бетонных конструкций и. может быть использовано в несущих сборных армирован- ных бетонных конструкциях, как конструкционный материал для замены металлических и деревянных изделий.

Цель изобретения - повышение щелоче- стойкости.

В стержне для армирования бетона, изготовленного из волокнистого наполнителя, скрепленного полимерным связующим, волокнистый наполнитель выполнен из пучка базальтовых нитей, а полимерное связующее образовано из эпоксидной смолы с отвердителем и ускорителем твердения при соотношении компонентов, мае.ч.:

Базальтовые нити40,5-69,2

Эпоксидная смола ЭД-208,5-9,7

Отвердитель:полиметилен- полифенилполиамйн7,3-8,1

Ускоритель УП-606/20,11-0,13

В способе изготовления стержня для армирования бетона, включающем пропитку пучка базальтовых нитей эпоксидным связующим, формование поперечного профиля стержня и полимеризацию связующего в термокамерах, базальтовые нити предварительно подвергают термообработке в камере обжига при 150-200°С, пропитку нитей связующим осуществляют в закрытой ванне при 30-50°С, а отверждение стержня производят при прохождении его через восемь термокамер в режиме ступенчатого наXI

ю

CJ

ю со ел

гревания и охлаждения соответственно при температурах,°С: 75-85, 125-130, 130-135, 135-145, 150-160, 155-165, 122-138,30-50.

При этом формование поперечного профиля стержня осуществляют путем протягивания пропитанного связующим пучка нитей через отжимное устройство, через фильеру, установленную на выходе из пропиточной ванны, через вторую и третью фильеры, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства. Скорость протягивания стержня составляет 0,0048-0,0052 м/с, а время полимеризации 1385-1500с.

Характеристика получаемых стержней по данному техническому решению и способ их получения приведены в примерах.

П р и м е р 1. Бобины с базальтовым ровингом устанавливают на этажерке. Для получения диаметра стержня 5-6 мм и степени наполнения не менее 70-80% число бобин должно быть 113-116 шт. в зависимости, от толщины отдельных нитей. Ровинг натягивают и пропускают со скоростью 0,0048 м/с через камеру обжига при 150°С, где происходит частичное удаление парафинового замасливателя. В пропиточную ванну дозируют 2,5 кг связующего, в т.ч. 1,336 кг ЭД-20, 1,147 кг полиметиленполифенил- полиамина(ПАПА)иО,017 кг ускорителя УП- 606/2, тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов при 30°С. Базальтовый ровинг пропускают через обогреваемую ванну со связующим, при этом следят за его равномерным распределением между нитями. На выходе из ванны ровинг пропускают через отжимное устройство, где снимается часть связующего и по лотку возвращается в пропиточную ванну. Далее пропитанные связующим нити направляют через фильеру в первую термокамеру, где поддерживают температуру 85°С. затем стержень пропускают через вторую фильеру, оплеточное устройство и снова через третью фильеру. Оплетку осуществляют базальтовой ниткой с шагом оплетки 2-3 мм. Натяжение оплеточной нити регулируют с расчетом исключения пережатия стержня и обеспечения его заданного размера.

На второй и третьей фильерах снимают остаточное избыточное связующее и стержень протягивают через вторую - восьмую термокамеры, поддерживая в каждой соответствующую температуру, °С: 11-125. III- 130, IV-135, V-150, Vl-155, VII-122, VIII-30.

Время нахождения стержня в зоне нагрева 1500 с.

Характеристики физических и химических свойств полученных арматурных стержней из трех замеров приведены ниже:

Диаметр стержня5,2 мм

Плотность1,8550 г/см3

Количество связующего 24,9% Количество наполнителя 75,1% Степень полимеризации 75,85%

Водопоглощение при комнатной температуре через 1 сут0,37%

2мес1,21%

0Водопоглощение при

100°Счерез 1ч0,50%

6ч0,84%

Предел прочности на

5растяжение10605 кгс/см2

Щелочепоглощение при 25°С через 1 сут0,13%

4 сут0,56%

60 сут1,88%

0210 сут2,09%.

П р и м е р 2. Изменяют массовое соотношение базальтового ровинга и компонентов связующего в пределах и за пределами выбранных в заявке величин. Условия тер- 5 мостатирования ровинга, приготовления и нанесения связующего и формирования стержня те же, что и в примере 1. Полученные расчеты и экспериментальные данные сведены в таблицу.

0 Анализ свойств полученных образцов показывают, что при уменьшений количества эпоксидной смолы при увеличении количества отвёрдителя ПАПА наблюдается увеличение остаточного незаполимеризо- 5 ванного связующего в стержне, в результате последний на выходе из протяжного механизма липнет к рукам, ухудшаются его прочностные характеристики и стойкость в агрессивных средах (пример 4). При увели- 0 чении количества эпоксидной смолы в связующем наблюдается также снижение степени полимеризации: стержень липнет, прочность уменьшается (пример 5).

Увеличение или уменьшение количест- 5 ва ускорителя УП-606/2 вызывает нарушение скорости полимеризации, что сказывается на снижении степени полимеризации и прочностных характеристик стержня (пример 6,7),

Увеличение содержания базальтового 0 ровинга приводит к снижению содержания связующего в стержне, что неминуемо снижает прочность арматуры (пример 8). Уменьшение наполнения волокном ведет к увеличению содержания связующего и соот- 5 ветственно к снижению прочности стержня (пример 9). Следует отметить, что в формировании базальтопластикового стержня и его свойств участвует несколько факторов, в т.ч. соотношение компонентов, температуpa подготовки связующего, его нанесения, скорости протяжки ровинга, температур в термокамерах и т.д. Изменение любого из них сказывается на свойствах арматуры. Более сложная зависимость наблюдается при изменении двух-трех параметров одновременно. Варьируя эти параметры, можно значительно расширить те или иные свойства стержней.

Приведенные данные получены экспе- риментальным путем.

Фор мул а.изобретен ия

1.Стержень для армирования бетона, выполненный из волокнистого наполнителя, скрепленного отвержденным полимер- ным связующим, отличающийся тем, что, с целью повышения его щелочестойко- сти, волокнистый наполнитель выполнен из пучка базальтовых нитей, а полимерное связующее образовано из эпоксидной смолы с отвердителем и ускорителем твердения при соотношении компонентов, мас.ч.:

Базальтовые нити .40,5-69.2

Эпоксидная смола ЭД-208,5-9,7

Отвердитель-полимети-

ленполифенилполиамин7,3-8,1

Ускоритель УП-606/20,11-0,13

2.Способ изготовления стержня для армирования бетона, включающий пропитку

пучка базальтовых нитей эпоксидным связующим, формование поперечного профиля стержня и полимеризацию связующего в термокамерах, отличающийся тем, что, с целью повышения щелочестойкости стержня, базальтовые нити предварительно подвергают термообработке в камере обжига при 150-200°С, пропитку нитей связующим осуществляют в закрытой ванне, при 30-50°С, а отверждение стержня производят при прохождении его через восемь термокамер в режиме ступенчатого нагревания и охлаждения соответственно при температурах. °С: 75-85; 125-130: 130-135; 135-145; 150-160; 155-165;.122-138; 30-50.

3.Способ по п. 1.отличающийся тем, что формование поперечного профиля стержня осуществляют путем протягивания пропитанного связующим пучка нитей че: рез отжимное устройство, через фильеру, установленную на выходе из пропиточной ванны, через вторую и третью фильеру, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства.

4.Способ по п.З, отличающийся тем, что скорость протягивания стержня составляет 0,0048-0.0052 м/с, а время полимеризации 1385-1500 с.

Изобретение относится к арматурным элементам для армирования бетонных строительных конструкций и позволяет повысить их щелочестойкость. Стержень изготовлен из волокнистого наполнителя в виде пучка базальтовых нитей, скрепленных полимерным связующим из эпоксидной смолы с отвердителем и ускорителем твердения при соотношении компонентов, мае.ч.: базальтовые нити 40,5-59,2; эпоксидная смола ЭД-20 8,5-9,7; отвердитель полиметилен полифен ил полиамин 7,3-8,1; ускорительУП-606/20,11 0,13. При изготовлении стержня базальтовые нити предварительно подвергают термообработке при 150-200°С, пропитку нитей связующим осуществляют при 30-50°С, а отверждение стержня производят при прохождении его через восемь термокамер в режиме ступенчатого нагревания и охлаждения. Формование поперечного профиля стержня осуществляют путем протягивания пропитанного связующим пучка нитей через отжимное устройство и через три фильеры. Скорость протягивания стержня составляет 0,0048-0,0052 м/с, а время полимеризации 1385-1500 с. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 табл. СО С