Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2454325

(19)

RU

(11)

2454325

(13)

C1

(51) МПК B28B23/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010147879/03, 24.11.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.11.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 24.11.2010

(45) Опубликовано: 27.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: Колодзий И.И. Машинист бетоноукладчика и формовочного оборудования. - М.: Высшая школа, 1987, с.45. SU 471207 А, 18.01.1980. Сарапин И.Г. Изготовление крупноразмерных железобетонных конструкций и деталей стендовым способом. - М.: Госстройиздат, с.131. ЕР 0206591 А2, 05.06.1986. ЕР 0417612 А2, 20.03.1991. Рабинович Ф.Н. Бетоны,дисперсно-армированные волокнами. - М.: ВНИИСМ, 1976, с.9. Строительные машины // Справочник под редакцией Баумана В.А. - М.: Машиностроение, 1965, с.621-622. Смеси бетонные дисперсно-армированные стальной фиброй, фрезерованной из сляба. ТУ 5745-001-01386160-001. Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС), Научно-исследовательский центр "Мосты" (НИЦ "Мосты" ЦОсты" ЦНИИС), Москва 2001, Приложение Г, пп.3, 4.

Адрес для переписки:

117279, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 55А, офис 310, ЗАО "ФИРМА "ЦПУ", Е.А. Харченко, рег. 157

(72) Автор(ы):

Аполон Константин Николаевич (RU),

Колмакова Любовь Алексеевна (RU),

Кузнецов Сергей Петрович (RU),

Лычагин Анатолий Иванович (RU),

Михалёв Анатолий Тимофеевич (RU),

Мусин Руслан Рустемович (RU),

Садунов Игорь Вячеславович (RU),

Свиридов Олег Степанович (RU),

Степанов Олег Викторович (RU),

Щербаков Александр Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ" (RU)

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОГО ИЗДЕЛИЯ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления бетонных изделий. Изобретение позволит повысить качество получаемых бетонных изделий. Способ изготовления бетонного изделия, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, последующее дозированное добавление воды, перемешивание смеси, размещение в форме армирующего материала, заливку подготовленной бетонной смеси в форму. В качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные шнуры без пропитки или с пропиткой связующим. Каждый из шнуров содержит оплетку и сердечник, в котором сердечник выполнен из одиночных арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 3600 текс и одиночных или трощеных в два и более сложений углеродных нитей линейной плотности от 100 до 3700 текс. Оплетка выполнена из одиночных или трощеных в 2-10 сложений арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 600 текс, с числом плетений оплетки от 1,0 до 12 плет./см. Шнуры в форме размещают параллельно друг другу и натягивают. После натягивания шнуров заливают форму со шнурами подготовленной бетонной смесью, подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре 22±2°С и влажности 95±3% в течение 28 суток. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 табл., 5 пр.

Изобретения предназначено для изготовления бетонных изделий, конструкций и сооружений (блоков, шпал и т.п.) и может быть использовано в области строительства.

Известен способ изготовления бетонных изделий, включающий использование совместно с бетонной смесью жгутов волокон термопластичных (волокна, размягчающиеся при повышении температуры) - RU 2009104469 А, 20.08.2010.

Известен также способ изготовления бетонных изделий, в котором используют совместно с бетонной смесью извитые термопластичные волокна, сформированные в цилиндрический пучок - US 5985449 А, 16.11.1999.

Наиболее близким аналогом каждого из заявленных вариантов изобретения является раскрытый в патенте JP 5331965 А, 14.12.1991 способ изготовления бетонных изделий, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, последующее дозированное добавление воды, перемешивание смеси, размещение в форме армирующего материала, заливку подготовленной бетонной смеси в форму, в качестве армирующего материала используются углеродные и арамидные волокна, расположенные параллельно металлической арматуре.

В известных способах частично устраняются недостатки, присущие бетонным изделиям со стальной арматурой - низкая прочность, трещинообразование, нестойкость к высоким и низким температурам, особенно при резких перепадах температур. Однако указанный способ также не обеспечивает получение бетонных изделий с высокими прочностными характеристиками и высокой термостойкостью.

Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа, обеспечивающего получение бетонных изделий высокого качества.

Технический результат - повышение качества получаемых бетонных изделий путем повышения их прочностных характеристик, морозостойкости, трещиностостойкости, размеростабильностью.

Это достигается тем, что в известном способе изготовления бетонного изделия по первому варианту, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, последующее дозированное добавление воды, перемешивание смеси, размещение в форме армирующего материала, заливку подготовленной бетонной смеси в форму, согласно изобретению в качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные шнуры без пропитки или с пропиткой связующим, выполненные в виде сердечника из углеродных или арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей, при этом шнуры в форме размещают параллельно друг другу и натягивают, после чего заливают форму со шнурами подготовленной бетонной смесью, подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре 22±2°C и влажности 95±3% в течение 28 суток.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления бетонного изделия, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, добавление армирующего материала, перемешивание смеси с армирующим материалом, последующее дозированное добавление воды, заливку подготовленной смеси в форму, согласно изобретению в качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные и разрезанные на отрезки длиной 10-60 мм шнуры без пропитки или с пропиткой связующим, выполненные в виде сердечника из углеродистых или арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей, при этом перед добавлением воды отрезки шнуров смешивают с сухой смесью путем их дозированной подачи, после чего заливают форму подготовленной бетонной смесью с отрезками шнуров, подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре 22±2°C и влажности 95±3% в течение 28 суток.

Кроме того, по любому из вариантов вибрацию формы с арматурой и бетонной смесью осуществляют путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой 3000 колебаний/мин. В качестве связующего для пропитки шнуров используют эпоксидные, фенольные или амидные связующие.

Способ по первому варианту включает подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка. Количественное соотношение компонентов приведено в таблицах 4,6 соответственно с использованием шнуров без пропитки и шнуров с пропиткой. Далее осуществляют дозированное добавление воды и перемешивание смеси. В форме размещают армирующий материал. В качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные шнуры без пропитки или с пропиткой связующим. В качестве связующего используют эпоксидные, фенольные или амидные и другие связующие. Количество связующего берут из расчета 30-45 вес. % к шнуру.

Шнуры выполнены в виде сердечника из углеродных или арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Шнур выполнен диаметром не менее 1,0 мм и состоит из сердечника и оплетки. Оплетка шнура выполнена из одиночных или трощеных в 2÷10 сложений арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 600 текс. Сердечник выполнен из одиночных арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 3600 текс и одиночных или трощеных в два и более сложений углеродных нитей линейной плотности от 100 до 3700 текс. Число плетений оплетки составляет от 1,0 до 12,0 плет./см. Количество нитей для оплетки берут от 3 до 64. Такие шнуры обладают высокой прочностью, высоким модулем упругости, морозостойкостью и термостойкостью, низким коэффициентом линейного расширения и, как следствие, размеростабильностью при перепаде температур.

Шнуры в форме размещают параллельно друг другу и натягивают, После чего заливают подготовленную бетонную смесь в форму. Подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре 22±2°C и влажности 95±3% в течение 28 суток. По второму варианту способ включает подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания бетона, щебня и песка с добавлением армирующего материала. В качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные и разрезанные на отрезки длиной 10-60 мм шнуры без пропитки или с пропиткой связующим.

Шнуры выполнены в виде сердечника из углеродных или арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Далее дозированно подают отрезки шнуров в сухую бетонную смесь и перемешивают. Производят дозированное добавление воды. После чего заливают форму подготовленной бетонной смесью с отрезками шнуров. Подвергают форму со смесью вибрации, выдерживают при температуре 22±2°C и влажности 95±3% в течение 28 суток.

По второму варианту способ включает подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка с добавлением армирующего материала. Количественное соотношение компонентов приведено в таблицах 8,9, соответственно, для шнуров без пропитки и с пропиткой.

В качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные и разрезанные на отрезки длиной 10-60 мм шнуры без пропитки или с пропиткой связующим. Количество связующего берут в соответствии с первым вариантом.

Шнуры выполнены в виде сердечника из углеродных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Шнуры изготавливают так же, как в первом варианте.

Далее дозированно подают отрезки шнуров в сухую бетонную смесь и перемешивают. Производят дозированное добавление воды. После чего заливают форму подготовленной бетонной смесью с отрезками шнуров. Подвергают форму со смесью вибрации, выдерживают при температуре 22±2°C и влажности 95±3% в течение 28 суток.

Способ осуществляют в соответствии с приведенными ниже примерами.

Пример 1а. Предварительно готовили шнуры из сердечника из арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Сухую бетонную смесь готовили в бетоносмесительном реакторе V=250 литров путем смешивания цемента в количестве 44 кг, щебня - 120 кг, песка - 73 кг в течение 2,5 мин. Затем дозированно подавали воду в общем количестве 11 кг и перемешивали в течение 1 мин. В формы в виде кубов размером 15 см×15 см×15 см для бетонного изделия, с предварительно натянутыми параллельно друг другу шнурами (0,644 кг) заливали бетонную смесь. Залитые формы ставили на вибростол для уплотнения смеси. Вибрацию осуществляли путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой колебания 3000 колебаний/мин в течение 10 мин.

В течение 28 суток выдерживали бетонное изделие при температуре 22±2°C и влажности 95±3%.

Пример 16. Предварительно готовили шнуры из сердечника из углеродных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Сухую бетонную смесь готовили в бетоносмесительном реакторе V=250 литров путем смешивания цемента в количестве 44 кг, щебня - 120 кг, песка - 73 кг в течение 2,5 мин. Затем дозированно подавали воду в общем количестве 11 кг и перемешивали в течение 1 мин. В формы в виде кубов размером 15 см×15 см×15 см для бетонного изделия, с предварительно натянутыми параллельно друг другу шнурами (0,645 кг) заливали бетонную смесь. Залитые формы ставили на вибростол для уплотнения смеси. Вибрацию осуществляли путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой колебания 3000 колебаний/мин в течение 10 мин.

В течение 28 суток выдерживали бетонное изделие при температуре 22±2°C и влажности 95±3%.

Пример 2а.

Предварительно готовили шнуры из сердечника из арамидных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Резали шнуры на отрезки 10 мм. Сухую бетонную смесь готовили в бетоносмесительном реакторе V=250 литров путем смешивания в течение 2,5 мин цемента в количестве 44 кг, щебня -120 кг, песка - 73 кг. Затем дозированно добавляли воду в общем количестве 11 кг и перемешивали в течение 1 мин. В формы в виде кубов размером 15 см×15 см×15 см для бетонного изделия, с предварительно натянутыми параллельно друг другу пропитанными связующим шнурами в количестве 0,9 кг заливали бетонную смесь. Залитые формы ставили на вибростол для уплотнения смеси. Вибрацию осуществляли путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой колебания 3000 колебаний/мин в течение 10 мин.

В течение 28 суток выдерживали бетонное изделие при температуре 22±2°C и влажности 95±3%.

Пример 2б.

Предварительно готовили шнуры из сердечника из углеродных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Резали шнуры на отрезки 10 мм. Сухую бетонную смесь готовили в бетоносмесительном реакторе V=250 литров путем смешивания в течение 2,5 мин цемента в количестве 44 кг, щебня - 120 кг, песка - 73 кг. Затем дозированно добавляли воду в общем количестве 11 кг и перемешивали в течение 1 мин. В формы в виде кубов размером 15 см×15 см×15 см для бетонного изделия, с предварительно натянутыми параллельно друг другу пропитанными связующим шнурами в количестве 0,9 кг заливали бетонную смесь. Залитые формы ставили на вибростол для уплотнения смеси. Вибрацию осуществляли путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой колебания 3000 колебаний/мин в течение 10 мин.

В течение 28 суток выдерживали бетонное изделие при температуре 22±2°C и влажности 95±3%.

Пример 3.

Предварительно готовили шнуры из сердечника из углеродных нитей с оплеткой из арамидных нитей. Резали шнуры на отрезки 40 мм. Отрезки шнуров пропитывали связующим в количестве 0,32 кг. Сухую бетонную смесь готовили в бетоносмесительном реакторе V=250 литров путем смешивания в течение 2,5 мин цемента в количестве 44 кг, щебня - 120 кг, песка - 73 кг с дозированной подачей отрезки шнуров в количестве 0,9 кг. Затем добавляли воду в общем количестве 11 кг и перемешивали в течение 1 мин. В формы в виде кубов размером 15 см×15 см×15 см для бетонного изделия заливали бетонную смесь. Залитые формы ставили на вибростол для уплотнения смеси. Вибрацию осуществляли путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой колебания 3000 колебаний/мин в течение 10 мин.

В течение 28 суток выдерживали бетонное изделие при температуре 22±2°C и влажности 95±3%.

При армировании бетона шнурами, состоящими из продольного сердечника и внешней поперечной оплетки, они выступают в качестве воздухововлекающей добавки, способствующей улучшению качественных характеристик бетонных изделий: морозостойкость, трещиностойкость, прочность. Кроме того, применение в виде армирующего материала шнуров, выполненных в виде сердечника из углеродных нитей с оплеткой из арамидных нитей, обладающих коррозионной стойкостью, высокой прочностью, высоким модулем упругости, морозостойкостью и термостойкостью, низким коэффициентом линейного расширения и, как следствие, размеростабильностью при перепаде температур от -180°C до +250°C, способствует увеличению прочности бетонных изделий и улучшает их другие качественные характеристики.

Результаты испытаний предлагаемых бетонных изделий (блоков) по сравнению с различными бетонными изделиями приведены в таблице 10.

Таблица 1

Базовый вариант (Б)

Бетонные изделия

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Цемент

44,0

17,74

2

Щебень

120,0

48,39

3

Песок

73,0

29,44

4

Вода

11,0

4,43

Итого

248,0

100,0

Таблица 2

Прототип (В1)

Бетонные изделия, армированные стальной арматурой, и с параллельно расположенными арамидными и углеродными волокнами

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Стальная арматура

3,5

1,4

2

Арамидные и углеродные волокна

0,185

0,08

3

Цемент

44,0

17,0

4

Щебень

120,0

48,0

5

Песок

73,0

29,12

6

Вода

11,0

4,4

Итого

251,685

100,0

Таблица 3

(В2)

Бетонные изделия, армированные в осевом направлении при холодно-тянутом напряжении с усилием более 150 кг/мм 2 наполненными шнурами из арамидных нитей с сердечником из арамидных нитей

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры

0,644

0,26

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,28

4

Песок

73,0

29,36

5

Вода

11,0

4,4

Итого

248,644

100,0

Таблица 4

(В3)

Бетонные изделия, армированные в осевом направлении при холодно-тянутом напряжении с усилием более 150 кг/мм 2 наполненными шнурами из арамидных нитей с сердечником из и углеродных нитей

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры

0,645

0,26

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,26

4

Песок

73,0

29,36

5

Вода

11,0

4,42

Итого

248,645

100,0

Таблица 5

(В4)

Бетонные изделия, армированные в осевом направлении при холодно-тянутом напряжении с усилием более 150 кг/мм 2 наполненными пропитанными шнурами из арамидных нитей с сердечником из арамидных нитей

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры с пропиткой

0,9

0,36

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,2

4

Песок

73,0

29,33

5

Вода

11,0

4,41

Итого

248,9

100,0

Таблица 6

(В5)

Бетонные изделия, армированные в осевом направлении при холодно-тянутом напряжении с усилием более 150 кг/мм 2 наполненными пропитанными шнурами из арамидных нитей с сердечником и углеродных

нитей

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры с пропиткой

0,9

0,36

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,2

4

Песок

73,0

29,33

5

Вода

11,0

4,41

Итого

248,9

100,0

Таблица 7

(В6)

Бетонные изделия, хаотично-армированные резаными шнурами из арамидных нитей с сердечником из арамидных нитей с длиной резки 10-60 мм.

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры резаные

0,644

0,26

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,28

4

Песок

73,0

29,36

5

Вода

11,0

4,4

Итого

248,644

100,0

Таблица 8

(В7)

Бетонные изделия, хаотично-армированные резаными шнурами из арамидных нитей с сердечником из углеродных нитей с длиной резки 10-60 мм

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры резаные

0,644

0,26

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,28

4

Песок

73,0

29,36

5

Вода

11,0

4,4

Итого

248,644

100,0

Таблица 9

(В8)

Бетонные изделия, хаотично-армированные пропитанными резаными шнурами из арамидных нитей с сердечником из углеродных нитей с длиной резки 10-60 мм

п/п

Состав бетонной смеси

Количество, кг

Массовый процент, %

1

Шнуры резаные пропитанные

0,9

0,36

2

Цемент

44,0

17,7

3

Щебень

120,0

48,2

4

Песок

73,0

29,33

5

Вода

11,0

4,41

Итого

248,9

100,0

Таблица 10

п/п

Показатель

ГОСТ

Ед. изм.

Характеристика

В

B1

В2

В3

В4

В5

В6

В7

В8

1

Прочность на сжатие

28570-90

МПа

45

50

50

65

70

50

50

70

71

2

Прочность на растяжение при изгибе

28570-90

МПа

13

13,5

14

14

15,5

14

14

15,5

15,5

3

Морозостойкость

26134-84

циклы

400

400

450

500

500

450

450

500

500

4

Коэффициент линейного расширения в интервале температур 20-100°C

15173-70

Град -1

80·10 -7

70·10 -7

75·10 -8

75·10 -8

79·10 -8

75·10 -8

75·10 -8

80·10 -8

80·10 -8

Формула изобретения

1. Способ изготовления бетонного изделия, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, последующее дозированное добавление воды, перемешивание смеси, размещение в форме армирующего материала, заливку подготовленной бетонной смеси в форму, отличающийся тем, что в качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные шнуры без пропитки или с пропиткой связующим, при этом каждый из шнуров содержит оплетку и сердечник, в котором сердечник выполнен из одиночных арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 3600 текс и одиночных или трощеных в два и более сложений углеродных нитей линейной плотности от 100 до 3700 текс, а оплетка выполнена из одиночных или трощеных в 2-10 сложений арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 600 текс, с числом плетений оплетки от 1,0 до 12 плет./см, при этом шнуры в форме размещают параллельно друг другу и натягивают, после чего заливают форму со шнурами подготовленной бетонной смесью, подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре (22±2°С) и влажности (95±3%) в течение 28 суток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрацию формы с арматурой и бетонной смесью осуществляют путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой 3000 колебаний/мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего для пропитки шнуров используют эпоксидные, фенольные или амидные связующие.

4. Способ изготовления бетонного изделия, включающий подготовку сухой бетонной смеси путем смешивания цемента, щебня и песка, добавление армирующего материала, перемешивание смеси с армирующим материалом, последующее дозированное добавление воды, заливку подготовленной смеси в форму, отличающийся тем, что в качестве армирующего материала используют предварительно подготовленные и разрезанные на отрезки длиной 10-40 мм шнуры без пропитки или с пропиткой связующим, при этом каждый из шнуров содержит оплетку и сердечник, в котором сердечник выполнен из одиночных арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 3600 текс и одиночных или трощеных в два и более сложений углеродных нитей линейной плотности от 100 до 3700 текс, а оплетка выполнена из одиночных или трощеных в 2-10 сложений арамидных нитей линейной плотности от 9,0 до 600 текс, с числом плетений оплетки от 1,0 до 12 плет./см, при этом перед добавлением воды отрезки шнуров смешивают с сухой смесью путем их дозированной подачи, после чего заливают форму подготовленной бетонной смесью с отрезками шнуров, подвергают форму вибрации, выдерживают при температуре (22±2°С) и влажности (95±3%) в течение 28 суток.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вибрацию формы с арматурой и бетонной смесью осуществляют путем виброколебаний с амплитудой колебания 0,5 мм и частотой 3000 колебаний в мин.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве связующего для пропитки шнуров используют эпоксидные, фенольные или амидные связующие.