Базальтопластиковая арматура

 

Базальтопластиковая арматура используется для композиционных материалов. Решается проблема повышения в 1,5 раза прочностных характеристик, химической и влагостойкости, морозостойкости и жаропрочности композиционных материалов, применяемых в настоящее время, за счет использования базальтопластиковой арматуры. Достигается поставленная задача за счет того, что базальтопластиковая арматура выполнена из нескольких ровингов, каждый из которых представляет жгут из нескольких нитей первичного базальтового волокна, плетенных в виде косички в пучок с гофрированной поверхностью, прокаленный при температуре 500-900°С и покрытый кремнийорганическим гелием, при сушке которого при температуре 100-600°С пучок покрыт сплошной кремнийорганической пленкой толщиной 20-100 нанометров.

Полезная модель относится к области производства базальтопластиковой арматуры.

Технический прогресс вызывает необходимость создания арматуры для бетонных и асфальтобетонных конструкций, обладающей на несколько порядков более высокой прочностью на растяжение и изгиб, химической и влагостойкостью, ударной и усталостной прочностью, морозостойкостью и жаропрочностью, по сравнению с металлической арматурой, широко используемой вплоть до настоящего времени в бетонных и асфальтобетонных конструкциях, например, в перекрытиях, силовых стенах, балках, опорах различных конструкций.

В настоящее время широко применяются металлическая арматура и железобетонные конструкции (см., например, патент РФ 2363819 от 10.08.2009 г.; патент РФ 2360978 от 10.07.2009 г.; патент РФ 2360075 от 27.06.2009 г.; 2355937 от 20.05.2009 г.; патент РФ 2348048 от 27.02.2009 г.; патент РФ 2348047 от 27.02.2009 г.; патент РФ 2347870 от 27.02.2009 г.; патент РФ 2336395 от 20.10.2008 г.).

Основным недостатком металлической арматуры и композиционных изделий с ее использованием (например, в железобетонных конструкциях) является невысокий уровень прочностных характеристик, а также практическая влагоуязвимость и химической неустойчивость, малая морозостойкость и жаропрочность, что неприемлемо для современной строительной индустрии XXI века.

Известны также стеклопластиковые арматуры и стеклопластиковые конструкции (см., например, книгу Фролова Н.П. «Стеклопластиковая арматура и стеклопластиковые конструкции», М.: Стройиздат, 1280; патент РФ 2220049 от 27.12.2003 г.; полезная модель РФ 79121 от 20.12.2008 г.; полезная модель РФ 79586 от 10.01.2009 г.).

Известна также арматура стеклопластиковая (см., например, патент РФ 2194135 от 10.12.2002 г.), принятая авторами за прототип.

Стеклопластиковая арматура превосходит по эксплуатационным свойствам металлическую арматуру.

Однако стеклопластиковая арматура обладает двумя существенными недостатками:

- разрушается под воздействием влаги;

- не выдерживает ударные нагрузки и обладает малой усталостной прочностью.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков и создание базальтопластиковой арматуры для композиционных материалов, обладающих высокими прочностными характеристиками, химической и влагостойкостью, морозостойкостью и жаропрочностью, превышающими в полтора раза эксплуатационные свойства стеклопластиковой арматуры.

Технический результат состоит в том, что базальтопластиковая арматура выполнена из нескольких ровингов, каждый из которых представляет жгут из нескольких нитей первичного базальтового волокна, сплетенных в виде косички в пучок с гофрированной поверхностью, прокаленный при температуре 500-900°С и покрытый кремнеорганическим гелем, при сушке которого при температуре 100-600°С пучок покрыт сплошной кремнийорганической пленкой толщиной 20-100 нанометров.

Прокалка пучка при температуре 500-900°С необходима для удаления аппретов (замасливателей).

На основе многочисленных экспериментальных исследований авторами полезной модели было установлено, что при толщине кремнеорганической пленки на базальтовом волокне, равном 20-100 нанометров, базальтопластиковая арматура, изготовленная из пучка таких волокон, обладает высокими эксплуатационными свойствами, превышающими в 1,5 раза эксплуатационные свойства стеклопластиковой арматуры.

При толщине кремнеорганической пленки на базальтовом волокне менее 20 нанометров образуется слабая пленка, с трещинами на волокне. В результате этого волокно существенно (более чем в 2 раза) ухудшает прочностные свойства и, следовательно, теряет прочность и базальтопластиковая арматура, состоящая из пучка базальтовых волокон.

При толщине кремнеорганической пленки на базальтовом волокне более 100 нанометров волокно становится жестким, и базальтопластиковая арматура теряет ударную и усталостную прочность в два раза.

Пример изготовления базальтопластиковой арматуры:

1. Плавление базальтовой руды в плавильной печи.

2. Формирование первичных непрерывных волокон через фильеры фильерного питателя.

3. Вытягивание сформированных нитей наматывающей машиной и нанесение на нити аппретов (замасливателей)

4. Получение ровинга (жгута) из нескольких нитей базальтового волокна. Плотность равинга определяется количеством нитей в жгуте. Для получения ровинга используется тростильно-жгутовальная машина.

5. Сплетение нескольких ровингов в виде косички в пучок с гофрированной поверхностью. Для сплетения ровингов в пучок косичкой используется пультрузионная машина.

6. Прокаливание пучка при температуре 500-900°С для удаления аппретов (замасливателей) с последующим покрытием пучка кремнийорганическим гелем путем пропускания пучка через ванну с гелем.

7. Сушка пучка, покрытого кремнийорганическим гелем при температуре 100-600°С для образования на пучке сплошной кремнийорганической пленки толщиной 20-100 нм.

8. Нарезка базальтовой арматуры на требуемую длину.

Кремнийорганические, соединения - соединения, в молекулах которых имеется связь между атомами кремния и углерода. Кремнийорганические соединения иногда называют силиконами, от латинского названия кремния «силициум». Кремнийорганические соединения используются для производства смазок, полимеров, резин, каучуков, кремнийорганических жидкостей и эмульсий. Кремнийорганические соединения применяются в косметике, бытовой химии, лакокрасочных материалах, моющих средствах, в строительной индустрии. Отличительной особенностью продукции на основе кремнийорганических соединений от продукции на основе обычных органических соединений являются, как правило, более высокие эксплуатационные качества и характеристики, а также безопасность применения человеком. Классификация:

- Производные силанов: (СН3)4Si, CH3SiH 2SiH2CH3,(CH3)3 SiCl.

- Силазаны (СН3)3SiNHSi(СН 3)3

- Силоксаны (СН3 )3SiOSi(СН3)3

- Силтианы(СН3)3SiSSi(СН3) 3

- Гетероциклические соединения, например диметилсилациклобутан.

- Кремнийорганические полимеры, обычно имеют строение (SiR2O)n

В настоящей полезной модели используются производственные силанов (СН3)4Si

Смола - собирательное название аморфных веществ, относительно твердых при нормальных условиях и размягчающихся или теряющих форму при нагревании.

Среди них как сложные по химическому составу органические вещества, например, природные смолы - вещества, выделяемые растениями при нормальном физиологическом обмене, так и относительно химически простые соединения (смола ПВХ).

Природные смолы применяют в мыловарении, для проклейки бумаги, в медицине, в парфюмерии.

Синтетические смолы - многочисленная группа полимеров, среди которых наиболее известны производные фенола (фенолформальдегидные смолы) и карбамида. Их конечные свойства зависят от технологии производства и вводимых в их состав различных модифицирующих компонентов.

Наиболее широкими областями применения является строительная и мебельная промышленность (плиты ДСП) и производство композиционных материалов.

В настоящей полезной модели используются фенолформальдегидные смолы.

Базальтопластиковая арматура для композиционных материалов, состоящая из базальтовых волокон, покрытых аппретом (замасливателем), отличающаяся тем, что она выполнена из нескольких ровингов, каждый из которых представляет жгут из нескольких нитей первичного базальтового волокна, сплетенных в виде косички в пучок с гофрированной поверхностью, прокаленный при температуре 500-900°С и покрытый кремнийорганическим гелем, при сушке которого при температуре 100-600°С пучок покрыт сплошной кремнийорганической пленкой толщиной 20-100 нанометров.



 

Похожие патенты:

Гнутые пластиковые окна из профиля пвх относятся к строительной индустрии, а именно - к мелкосерийному производству гнутых окон из стандартных прямых пластиковых профилей.

Техническим результатом является повышение несущей способности поврежденных ребристых плит перекрытий

Полезная модель линии производства композитной арматуры, относится к оборудованию для производства арматуры и предназначена для построения производственных процессов.

Полезная модель относится к строительству, а именно к композитной стеклопластиковой арматуре, которая применяется в строительных конструкциях: для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций

Линия по производству композитной арматуры относится к области строительства и предназначена для производства композитной стеклопластиковой арматуры, используемой в качестве альтернативы металлической арматуре в конструкциях из бетона с преднапряженным или ненапряженным армированием.
Наверх