Способ изготовления стержня для армирования бетона

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Е 04 С 5/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ альныи дова, ондра- Л. Левя армарукции,54) СПО ДЛЯ АР 57) Испо строител турных э ций. Су ровинг т га при 1 ным сле(21) 4801977/05(56) Патент СССР М 778713,кл. Е 04 С 5/03, 1979.Фролов Н.П. Стеклопластиковатура и стеклопластобетонные конст- М.: Стройиздат, 1980, с. 17-31,СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЯ МИРОВАНИЯ БЕТОНАльзование: область производства ьных материалов, в том числе армалементов для бетонных конструкщность изобретения: базальтовый ермообрабатывают в камере обжи - 200 С, пропитывают полимерзующим в закрытой ванне при Изобретение относится к строительству, в частности к арматурным элементам для бетонных конструкций, и может быть использовано при армировании несущих сборных бетонных конструкций,Цель изобретения - упрощение способа и повышение щелочестойкости стержня,Для изготовления арматурного стержня используют базальтовый ровинг марки РБ 9-330 (ровинг базальтовый с диаметром элементарного волокна 9 мкм и номинальной плотностью 400 текс); замасливатель - паЫ, 1735533 А 1 30 - 50 С, формуют поперечный профиль стержня путем протягивания пропитанного связующим ровинга через отжимное устройство и фипьеру, установленные на выходе из пропиточной ванны, и далее - через вторую и третью фильеры, установленные после первой термокамеры до и после оплеточного устройства. Скорость протягивания стержня для армирования бетона поддерживают в пределах 0,0048-0,0052 м/с, а время нахождения в зоне прлимеризации - 1385 - 1500 с, Отверждение стержня для армирования осуществляют в термокамерах в режиме ступенчатого подъема температур и охлаждения, С; 1 - 75 - 85; 11 - 110 - 120; 111 - 123 - 132; И - 135 - 140; Ч - 145 - 150; И - 140 - 147; Ч 11 - 90 - 105; И 1 - 20 - 30. Соотношение компонентов при изготовлении стержня, мас,ч,. базальтовый ровинг 40,5 - 69,2;смола эпоксидно-диановая 9,5 - 10,5; изоме- С- тилтетрафталевый ангидрид 4,7 - 5,2; кубовый остаток толуипендиизоцианата 1,8 - 2,3;2,4,6-трис-(диметил ам и но)метилфенол(ал ьфа,альфа,альфа)-трис-(диметиламино) метизол 0,018 - 0,021. 2 табл.4 рафиновую эмульсию, смолу эпоксидную диановую с вязкостью 5 - 18 Па с.Ровинг получен из базальта Ровенской области состава, мас,%: Я 10 г 48,2 - 49,55: Т 10 г 0,96 - 1,79: А 1 гОз 14,35 - 16,43; РегОз 5,25 - 5,96; РеО 5,60 - 6,77; СаО 8,91 - 11,10; М 90 7,33 - . 9,07; МпО 0,17 - 0,29; КагО 1,84 - 2,74; КгО 0,45 - 1,26; ЯОз 0,02 - 0,05, Рг 05 0,25 - 0,35; ППП 1,15 - 2,90.Эпоксидные диановые смолы получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина.Диановая эпоксидная смола имеет дующую химическую формулуТехническое наименованиесмола ЭД. Изометилтетрагидрофталевый ангидрид имеет следующую химическую форму продукта -ННН С -ОНВЦСН,)СНН(СН,1,Кубовый остаток толуоилендиизоцианата представляет собой высокомолекулярный продукт превращениятолуилендиизоцианата (ТДИ). Образуется впроизводстве 2,4,6-толуилендиизоцианатана стадии дистилляции ТДИ в количестве0,13 тна 1 тТДИ,Химическая формула 2,4 - 2,6 ТДИ:йЩд оИСО2,4 изомер 2,6 изомер65 . 2 вес. 35 + 2 вес,.В момент образования кубовый остатокТДИ представляет собой смолистое вещество, после застывания легко дробится в шаровых мельницах до заданной тонины.Состав кубового остатка мас,%: ТДИ -н/б 5; С - 65,5, Н - 4,6; К - 5,4; 02 - 23,5,С - 0,95,2,4,6-трис-(диметилам и но) метилфен ол(а л ь фа, ал ьфа, ал ь фа)-т рис-(ди метил амино-)метизол химической формулыС 1 Н 27 Сйз имеет следующую структурнуюформулу:9,5 - 10, 4,7-5,2 35 Техническое наименование вещества -ускоритель УП/2.Базальтовый ровинг предварительноподвергают термообработке при 150 -5 200 С в камере обжига с последующим прохождением через восемь термокамер послепокрытия связующим в пропиточной ванне,Пропитку базальтового ровинга полимерным связующим осуществляют в за 10 крытой ванне при 30 - 50 С.Формование поперечного профилястержня осуществляют путем протягиванияпропитанного связующим ровинга через отжимное устройство и фильеру, установлен 15 ных на выходе из пропиточной ванны, идалее - через вторую и третью фильеры,установленные после первой термокамерыдо и после оплеточного устройства,Скорость протягивания стержня для ар 20 мирования бетона поддерживают в пределах 0,0048 - 0,0052 м/с в течение 1385 -1500 с,Отверждение стержня для армированияосуществляют в термокамерах в режиме25 ступенчатого подъема температур и охлаждения, С:- 75-85;- 110 - 120;- 123 -132; Ч - 135 - 140; Ч - 145 - 150; Ч - 140 -147; Ч - 90 - 105; Ч - 20 - 30.Соотношения компонентов связующе 30 го, мас,ч,;Базальтовый ровинг 40,5 - 69,2Смола эпоксидно-диановая ЭД5Изометилтетрафталевый ангидридКубовый остаток толуилендиизоциана га 1,8-2,3Ускоритель УП/2 0,018 - 0,021Указанное соотношение выбирают, ис 40 ходя из расчета 70-80 мас., наполнителя(базальтового ровин га), остальное - связующее, Количество наполнителя можно варьировать в зависимости от требований,предъявляемых к полученной арматуре и ус 45 ловий ее эксплуатации.Соотношение компонентов связующегоопределяется числом взаимодействующихэпокси-, гидроксильных и аминных групп всмоле, отвердителе и ускорителе, а также50 температурными условиями и временемпроцесса отверждения связующего в арматурном стержне,П р и м е р 1. Бобины с ровингом избазальтовых нитей устанавливают на эта 55 жерке, Для получения диаметра стержня 56 мм и степени наполнения не менее40 - 507 число бобин должно быть 113 -116 шт, в зависимости от толщины отдельных нитей. Ровинг натягивают и пропускаютсо скоростью 0,0048 м/с через камеру обжи5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 га при 150 С, где происходит частичное удаление парафинового замасливателя. В пропиточную ванну дозируют 2,5 кг связующего, в том числе 1,482 кг эпоксидной смолы ЭД, 0,733 кг изометилтетрагидрофталевого ангидрида, 0,281 кг кубового остатка толуилендиизоцианата и 0,003 кг ускорителя УП/2, тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов при 30 С, базальтовый ровинг пропускают через обогреваемую ванну, при этом следят за равномерным распределением связующего между ровингом, На выходе иэ ванны нити 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 75 С. После первой термокамеры стержень пропускаютчерез фильеру, оплеточное устройство и снова через фильеру. Оплетку осуществляют базальтовой ниткой с шагом оплетки 2 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:- 110;- 123; Ч - 135; Ч - 145; Ч - 140; Ч - 90; И - 20,Время нахождения стержня в зоне нагрева - 1500 с,Характеристика физических и химических свойств полученного арматурного стержня из трех замеров следующие: диаметр стержня 6,5 мм; плотность 1,457 г/см; количество связующего 53,95; степень полимеризации 91,46 ; количество наполнителя (базальтового ровинга) 46,1 ; водопоглощение при комнатной температуре через 1 сут 0,59, через 2 мес, 2,23 ; водопоглощение при 100 С через 1 ч 0,67 ; через 6 ч 1,30 преуел прочности на растяжение 4965 кгс/см,Влияние отклонений режимов получения базальтопластиковых стержней от оптимальных приведено в табл, 1.Как видно из данных, приведенных в табл. 1, выбранный композиционный состав стержня и способ его получения обеспечивают лучшие технические характеристики по прочности, плотности и др. Изменения отдельных технологических параметров за пределами способа приводят к ухудшению технических характеристик.Свойства стержня и соотношение компонентов при их изготовлении приведены в табл. 2, Параметры изготовления приведены для примера 1, описанного выше,Для примера 2 скорость пропускания составляет 0,0050 м/с в течение 1420 с, температура по камерам составляет 80, 115, 128, 137, 143, 98, 25 С соответственно.В примере 3 используют верхние значения параметров способов,Щелочестойкость в 1 н. растворе а ОН приведена по сравнению с известным способом.Как следует из результатов испытаний, реализация предлагаемого способа позволяет при его упрощении(исключение стадии отгонки растворителей) повысить стойкость арматурного стержня к растворам щелочей. Формула изобретенияСпособ изготовления стержня для армирования бетона, включающий термообработку базальтового ровинга при 150 - 200 С, его пропитку в закрытой ванне композицией на основе эпоксидно-диановой смолы при 30 - 50 С, формование профиля через отжимное устройство и фильеру, установленные после пропиточной ванны, а также через две дополнительные фил ьеры и оплеточное устройство, отверждение стержня путем пропускания его через восемь термокамер со скоростью 0,0048 - 0,0052 м/с втечение 1385 - 1500 с, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения способа и повышения щелочестойкости стержня, 40,5 - 69,2 мас.ч, базальтового ровинга пропитывают композицией состава в мас.ч.: эпоксидно-диановая смола с вязкостью 5- 18 Па с - 9,5 - 10,5; изометилтетрагидрофталевый ангидрид - 4,7 - 5,2; кубовый остаток толуилендиизоцианата - 1,8-2,3;2,4,6-трис-(диметиламино)метилфе нол (ал ьфа,альфа, альфа)-трис-(диметиламино) метизол - 0,018 - 0,021, допол нител ьн ые фильеры устанавливают после первой термокамеры до и после оплеточного устройства, а температурный режим задают по термокамерам последовательно, град: 75- 85; 110 - 120; 123 - 132; 135 - 140; 145 - 150;140-147; 90-105; 20-30,1735533 Таблица 1 г ПримечаниеПеременный параметр процесса получения стержня при сохранении остальных в пределах предложенных Свойства полуиенных стержней Плотность,иаметр1,стержня,стержня,г,см нм1 Количество связующего встержне, Ф 6,0 49,8 Количество отвердителя в связующем,6 вес.ч,1,35 6,2 89,1 Температура в камере обжига 145 ОС 47,8 1 т, 30 Плохое смациваниенити ссязующим 50,5 1,51 Температура в пропитоцной ванне 25 О С 4680 1,32 7,0 50,1 46,3 4100 Температура в 1 термокамере 60 С 4710 6,2 48,7 1,30 4920 1,40 6,5 89,8 Нарушение физикомеханическихсвойств 1,41 4600 52,9 Температуоа в 711и 7111 камерах110 и 40 С соответственно 35 Таблица 2 Соотношение компонентов, мас,ц. При- мер количество кг ТГФ-ан- Кубовый 1 УПгидрид остаток)666 Лт,лИ Базаль- ЭД", товыйровинг т шт 3 напол 3 свянителя зующего 114 40,56,32 9,5 1,71, 482 О, 733 1,8О, 2 оТ 0,018 71,650 0028 28,35 10 4,95 Т, 49 О, 727 23,62 2 121 5510,5 5,21,7156 0,721 0,021 79,410,00291 2,30,319 20,59 Скорость протягивания стержня0,0035 м/с Температура во 11и 111 термокамерах125 и 140 С соответственно Температура в 1 уи 7 термокамерах150 и 160 С соответственно Количе-ствобобиН,Прочностьна растяжение.,кгс/смз Степень полинеризации связую щего, В 88,7 Нарушается профиль стержня86,3 Плохой отжимсвязующего 89,0 Преждевременнаяполимеризация;плохой отжим 88,8 Замедленная полимеризация, недостаток связующего 88,5 Замедленная скорость полинериза- ции 91,3 Экономически неце- песообразно Содержание ровинга и вяжущего,в камере1735533 Продолжение табл. 2 Результаты испытаний свойств стержней ПриЦел Степень мер полимеризации,о 1 су.1 сут,7 сут, 20 сут 91,й 6 ь 965 +1,ь 2 +2,39 +3,0 +Й,09 1 ч 6,1 53,9 2 Й 5,7 5,3 91,й 6 198 +1,39 +2,05 +2,87 +3,65 3 17,8 52,2 92,11 523 Й +1097 +1,75 +2,35 +3,25 20 25 30 35 40 45 50 Составитель С.ВоронинаТехред М, Моргентал Корректор Л.Бескид Редактор О,Хрипта Заказ 1801 Тираж ВНИИПИ Гос а тв ж Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5