Способ пропитки пористых материалов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетския

Социалистических

Республик (н)992496 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19. 11. 80 (2t) 3006612/29-33 с присоединением заявки Йо

51)М Nn з

С 04 Ч 41/28

Государетвеннмй аомитет

"СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

)53) УДК 666. 972. .52(088.8) Опубликовано 3001.83, Бюллетень Йо4

Дата опубликования описания 300183 (72) Авторы изобретения

В.И. Баловнев, A.Б. Ермилов, С.М

Ю.П. Бакатин. A.H. Шаламов и С.П

1,), Московский ордена Трудового КраснЪтаЗнамеНн..автомобильнодорожный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОПИТКИ ЧОРИСТЬИ МЛТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к изготовлению строительных изделий, преимущественно изделий иэ пористых материалов, модифицированных полимерами, и может быть использовано при производстве .строительных материалов а также изделий для электротехнической и легкой промааленности.

В настоящее время при сооружении различных объектов широко применяются материалы, прочностные характерис тики которых улучшены путем пропитки полимерными составами.

Известные способы пропитки материалов не позволяют осуществлять процесс пропитки полимерным составом с достаточно высокой скоростью и качеством, а также сложны в осуществле. нйи.

Известен способ изготовления бетонполимерных, изделий, включающий нагнетание эпоксидной смолы внутрь иэделия под давлением 0,30,5 МПа, с одной стороны, и одновременно вакуумирование изделия при раэ. режении 50-150 мм рт. ст., с другой стороны, с последующей полимериэацией 1 (Недостатками такого способа являются большая продолжительность про.цесса пропитки и сложность осуществления.

Известен также способ пропитки материалов, включающий предварительные вакуумнрование и высушивание материалов в смеси с электропроводя щей жидкостью токами промышленной частоты до влажности 25-304, с последующей сушкой материала после слива жидкости в парогазовой среде до заданной влажности. Затем в емкости создают разрежение 0,5-0,9 атм и подают подогретую пропитывающую жидкость, после чего материал с жидкостью подвергают периодическому воздействию ультразвуковых колебабний 2).

Недостатком указанного способа является низкая эффективность использования ультразвуковых колебаний, а также необходимость предварительного подогрева пропитывающей жидкости, что усложняет технологический процесс.

Наиболее близким к предлагаемому является способ пропитки пористых материалов путем погружения их в полимерный. состав при одновременном воздействии давления и колебаний ультразвуковой частоты. Воздейст992496 вие.на материаЛ колебаний ультразвуковой частоты эа счет ультразвукового капиллярного эффекта позволяет существенно повысить эффективность пропитки материала полимерным саста; вом (3).

Оснойной недостатбк пропитки заключается в. знакопеременном воэдейст " вии колебаний ультразвуковой частоты на полимерный состав в капиллярах.

При этом сложение капиллярных сил и 10 радиационного давления во времени положительного полупериода ультразвуковых колебаний, действующих на полимерный состав, обеспечивает интенсивное поднятие полимерного состава 15 в капиллярах. Во время отрицательного полупериода колебаний радиационные силы действуют на полимерный состав со знаком, обратным действию капиллярных .сил, что может привести к зна-2О копеременному движению полимерного состава. Это существенно снижает скорость перемещений полимерного состава в капиллярах и ухудшает эффективность пропитки материалов. 25.

Цель изобретения — интенсификация процесса пропитки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу пропитки пористых материалов путем погружения их Ж в полимерный состав при одновременном воздействии давления и колебаний ультразвуковой частоты, на пористый материал воздействуют предварительно

;выпрямленными колебаниями ультра- 35 звуковой частоты в пульсирующем режиме.

Способ пропитки материалов полимер. ным составом осуществляют следующим образом. 40

Пористый материал погружают в полимерный состав, создают избыточное давление, выпрямляют колебания ультразвуковой частоты и воздействуют на пористый материал в пульсирующем 45 режиме.

При создании избыточного давления полимерный состав проникает B капиллярные поры материала на определенную глубину, зависящую от размеров капилляров, вязкости и коэффициента поверхностного натяжения полимерного состава. Воздействие на материал выпрямленными колебаниями ультразвуковой частоты в пульсирующем режиме ускоряет перемещение полимер ного состава внутри капилляров в постоянном направлении ндоль оси ко лебаний.

На фиг. 1 показана блок-схема установки для осуществления способа 60 пропитки пористых материалов полимерным составом, на фиг. 2 — график силы тока, получаемого от ультразвукового генератора, на фиг. 3 - график силы выпрямленного тока и ампли 55 туды механических колебаний ультразвуковой частоты, воздействующих на материал.

Установка для пропитки пористых материалов полимерным составом включает рабочую камеру 1, плотно закрытую крышкой 2. В рабочей камере 1 помещен материал 3, погруженный в полимерный состав 4. Снизу на камере 1 смонтирован магнитострикционный преобразователь 5. Сверху к рабочей камере 1 подключен компрессор 6 для создания внутри рабочей камеры избыточного давления. 1Иагнитострикционный преобразонатель соединен электрической цепью с ультразвуковым генератором 7 через выпрямитель 8. Охлаждение магнитострикционного преобразователя 5 и ультразвукового генератора 7 в процессе работы осуществляется при помощи насоса 9, соединенного трубопроводом с баком 10 для охлаждающей яидкости.

ВХод ультразвукового генератора 7 соединен с задающим генератором сигналов 11, к которому подключен электрический частотомер 12.

Работа установки для пропитки материалов полимерным составом осуществляется следующим образом.

После размещения материала 3 в рабочей камере 1 и заливки его полимерным состаном 4 включают компрессор .6, обеспечивая тем самым избыточное давление внутри рабочей камеры. Затем включают насос 9, который обеспечивает циркуляцию жидкости по замкнутому контуру и охлаждение ультразвукового генератора 7. Включением генератора сигналов 11 задают рабочую частоту ультразвуковому генератору 7, на выходе которого график силы тока

I в зависимости от времени t имеет вид, показанный на фиг. 2. От ультразвукового генератора 7 электрический ток поступает на выпрямитель

8 и далее на магнитострикционный преобразователь 5. На ныходе выпрямителя 8 график силы тока I в зависимости от времени t имеет вид, показанный на фиг. 3. По аналогичному пульсирующему закону изменяется амплитуда Л механических колеба-ний ультразвуковой частоты, накладываемых магнитострикционным преобразователем 5 на материал 3. Под действием колебаний ультразвуковой частоты эа счет ультразвукового капиллярного эффекта происходит переме щение полимерного состана в капиллярах материала, обеспечивающее его пропитку по всему объему или на заданную глубину.

На данной установке проводится пропитка материала, в частности бетона (состав на 1 м : цемент 284 кг.; вода 200 л, песок 756 кг; гранит992496 ный щебень 1140 кг} фракции 5-20 мм, 5% веса цемента — двуокись хрома

СМ О ь полимерным составом, Ъ эпоксидная с мола ЭД-20 51-, 1-58; 2, ацетон 20, 4-23,8, полиэтилен-полиамии

3,4-4,5; триэтаноламин 4,4-5,2 диэтиленгликоль 13,6-15,4 при воздействии ультразвуковых колебаний

-частотой 21,6 кГц. Для пропитки используются образцы бетона разме ром 70 <70 70 мм.

Полимерный состав в начале пропит ки имеет температуру 30 С, в процесо се пропитки под воздействием ультразвуковых колебаний происходит его разжижение и разогрев до 100 С за . 10 мин. В цальнейшем данная темпе1ратура поддерживается постоянной.

Скорость пронитки материала полимерным.составом по предлагаемому способу величивается на 20-25% по сравнению традиционным, при равной глубине ,пропитки. Контроль осуществляется по ,замерам времени протекания процесса и измерением глубины пропитки по срезу образца.

Преимущество изобретения в том, что пульсирующий режим колебаний ультразвуковой частоты (фиг. 3) создает. радиационное давление полимерного состава в капиллярах, постоянно совпадающее по знаку с капил лярными силами, что обеспечивает пос тоянное направление перемещения в

:капиллярах полимерного состава с максимальной скоростью, увеличивает глубину пропитки материала и сокращает время процесса пропитки. Особенно значительные преимущества предлагаемый способ создает при пропнтке материалов, имеющих различные. модули упругости при сжатии и растяжении, например бетонов.

Формула изобретения

Способ пропитки пористых матерналов путем погружения их в полимерный состав при одновременном воздействии давления и колебаний ульI5 тразвуковой частоты, о т л и ч а юшийся тем,.что, с целью интенсификации процесса пропитки, иа пористый материал воздействуют предварительно выпрямленными колебаниями

2О ультразвуковой частоты в пульсирую-: .щем режиме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Авторское свидетельство СССР

9 564161, кл. В 28 В 11/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 422593, кл. В 27 K 3/02, 1973..

3. Ляпушкина Л.A. и Ляпушкин Н.Н.

ЗО Использование электрофизических методов при изготовлении бетонополимеров. Сб. "Перспективы применения бетонополиьеров и полимербетонов и строительстве". Тез. докл. М., у Стройиздат, 1976, с. 58-59.

992496

Заказ 361/27 Тираж 620

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППЧ "Патент", r. Ужгород, ул. проектная, 4

Составитель В. Лебедева

Редактор A. Власенко Техред М.Тепер Корректор lO. Макаренко