Будівельна панель з композитного будівельного матеріалу на основі бетону

Реферат: Заявлена будівельна панель з композитного будівельного матеріалу на основі бетону, армованого неметалевими волокнами, сітками, полотнами, розміщеними в наскрізних отворах її поперечного перерізу. Панель виконана на основі бетону Сореля, армованого попередньо напруженими неметалевими волокнами, переважно, у вигляді ровінгів базальтового і/або скляного волокна, яка в поперечному перерізі має форму гребінки з загальною основою, на якій розміщені гребні, які, як основа, так і гребні виконані з ровінгами, що з'єднані з цементною основою панелі шляхом термодинамічної обробки. UA 115598 U (12) UA 115598 U UA 115598 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівельної індустрії, а саме: до конструкційних та оздоблювальних будівельних виробів з композитного будівельного матеріалу на основі бетону. Будівельні вироби з композитних матеріалів використовують в будівельних конструкціях на заміну традиційних матеріалів зі сталевою арматурою, яка в процесі експлуатації піддається корозії, що викликає погіршення її адгезії з бетоном і, як наслідок, погіршення експлуатаційних характеристик, зокрема таких, що знижують міцність та теплоізоляційність будівельних конструкцій, навіть до порушення їх цілісності. [1] Відомі будівельні вироби з бетонів на основі цементів, як портландцемент, магнезитобішофітний цемент, або цемент Сореля, армованих неметалевою арматурою, в порівнянні з відомими виробами, що використовують металеву арматуру, мають такі ж, або порівняльно недостатні міцнісні і теплоізоляційні характеристики [1, 2, 3]. Так, відомий композитний будівельний виріб, як арматура композитна до бетону, див., 9 наприклад, міжнародну заявку WO № 00083786, (№ 2009104129/22 RU) від 20.06.2009 р. МПК Е04С 5/07 [4]. Композитний виріб за відомою вказаною заявкою виконаний в формі стрижня і обмотки, причому несучий стрижень в перерізі виконаний в вигляді плоскої стрічки із співвідношенням ширини до товщини, що лежить в межах 1:40. Стрижень і обмотка до нього, що збільшує адгезію арматури до бетону, виконані із високоміцного полімеру. Однак вказаний композитний виріб, який передбачає підвищення міцності фіксації арматури в бетоні за рахунок одержання додаткових структурних елементів на поверхні профілю є порівняно недостатнім для цілей одержання композитного будівельного виробу з високими експлуатаційними якостями як міцність та теплоізоляційність через відомий процес "старіння" полімерів, що використовуються в складі арматури. Відомий, також, композитний будівельний виріб, як арматура композитна до бетону, див., наприклад, міжнародну заявку WO № 0000150463, (№ 2014131171/03 RU) від 20.02.2015 р. 9 МПК Е04С 5/07 [5]. Композитний виріб за відомою вказаною заявкою містить несучий стрижень, виконаний в формі плоскої стрічки із скляних, або базальтових волокон, просочених термореактивним компаундом, у якої співвідношення ширини до товщини лежить в межах 1: (2÷5), а стрічка виконана скрученою навколо своєї осі на 360° з кроком в 25÷75 мм. Однак, вказаний композитний виріб, який включає підвищення міцності фіксації арматури в бетоні за рахунок одержання додаткових структурних елементів в формі скрученого профілю його поверхні є порівняно недостатнім для цілей одержання композитного будівельного виробу з високими експлуатаційними якостями як міцність та теплоізоляційність. Найбільш близьким до заявленого по технічній суті та отримуваному результату є відомий композитний будівельний виріб, як універсальний будівельний елемент з бетону, див., наприклад, міжнародну заявку WO № 0000149439, (№ 2014132842/03 RU) від 10.01.2015 р. 9 МПК Е04С 2/00 [6] - ПРОТОТИП. Цей універсальний будівельний елемент за відомою вказаною заявкою виконаний в вигляді бруса з керамзитобетону, що має пустоти, утворені перегородками з виконаними в них отворами, що заповнені армуючим елементом - утеплювачем високої міцності, причому армуючі елементи виконані в вигляді поздовжньої арматури і в вигляді сітки каркасу, а сам брус в поперечному перерізі має форму чотиригранника або восьмигранника. Однак, вказаний універсальний будівельний елемент, який передбачає підвищення міцності фіксації арматури в бетоні за рахунок заповнення пустот керамзитобетона армуючим елементом - утеплювачем високої міцності є порівняно недостатнім для цілей одержання композитного будівельного виробу з високими експлуатаційними якостями як міцність та теплоізоляційність. Вищевказані недоліки усунені заявленою корисною моделлю. Задачею, яку вирішує дана корисна модель, є одержання порівняно більш міцного композитного виробу з магнезито-бішофітного бетону (бетону Сореля), армованого неметалевими волокнами таким, як волокнами базальтового волокна і/або скловолокна, високоміцного полімерного волокна і їх комбінації зі збільшеною адгезією бетону і арматури та підвищеними експлуатаційними характеристиками. Магнезито-бішофітний бетон, який серед інших бетонів природно має найбільшу адгезію з арматурою, є вогнетривким матеріалом і таким, що надає виробу підвищену міцність, а армований попередньо напруженими волокнами (ровінгами) базальтового волокна і/або скловолокна з одночасною термодинамічною обробкою його підвищеною температурою і високим тиском, що створює ефект низькотемпературного зварювання, є новим матеріалом з підвищеними характеристиками такими як міцність, а введення до складу суміші бетону 1 UA 115598 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 натуральних наповнювачів таких, як базальтова фібра, деревна тирса, хвойне нехарчове борошно, костра коноплі, сухі рослинні стебла та/або їх суміші надає новому виробу підвищену теплоізоляційність, морозостійкість. Задача, яку вирішує заявлена корисна модель, є створення нового композитного виробу панелі, яка виконана на основі бетону Сореля, армованого попередньо напруженими неметалевими волокнами, переважно, у вигляді ровінгів базальтового і/або скляного волокна, що пронизують кожний елемент її конструкції та проходять вдовж неї. Панель в поперечному перерізі має форму гребінки з загальною основою, на якій розміщені гребні, які, як основа, так і гребні виконані з ровінгами, що з'єднані з цементною основою панелі шляхом термодинамічної обробки. Задачу вирішують тим, що відповідно до заявленої корисної моделі панель виконана способом, що включає попередній натяг волокон (ровінгів) базальтового волокна і/або скловолокна від шпулярників зі шпулями, що закріплюють волокна в першому замикаючому пристрою, через систему роликів ванн для обробки та просочування ровінгу змочувальним розчином, через відповідні отвори в матриці пресу, яка за своєю формою виконана в формі гребінки - поперечного перерізу панелі, через пультрузійний пристрій, на виході з якого волокна (ровінги) закріплюють в другому замикаючому пристрою, де завдяки гідравлічному натягу вальному пристрою їм надають напруження від 3 000 МПа до 30 000 МПа. Готують розчин бетонної суміші з бетону Сореля, до якого додають наповнювачі відповідно до призначення виробу, як базальтову фібру, деревну тирсу (або хвойне нехарчове борошно, костру коноплі, сухі рослинні стебла), які подають через дозатори сировини до вихрового змішувача, а потім до дозатора суміші. З дозатора суміші розчин суміші дозовано подають в гідравлічний прес, через матрицю якого протягнуті попередньо напружені волокна (ровінги). З пресу пуансоном (гідроциліндром) розчин суміші подать в матрицю пресу і піддають термодинамічній обробці температурою від 60 °C до 170 °C і тиском від 4 000 МПа до 64 000 МПа протягом від 4 до 15 хвилин з одночасним армуванням бетонної суміші до одержання будівельного виробу - панелі. Сформований композитний будівельний виріб - панель піддають пультрузії з використанням спеціального гідравлічного пристрою, який витягує панель з матриці пресу. Далі панель подають на приймальний стіл з висувною кареткою для різки, де розрізають в необхідний розмір. Потім панель видаляють і направляють на одну добу на дозрівання і на докристалізацію. Задачу також вирішують тим, що, відповідно до заявленої корисної моделі, кожний гребінь гребінки панелі виконаний, щонайменше, з одним попередньо напруженим ровінгом, що проходить через нього вздовж панелі. Крім цього, задачу вирішують тим, що, відповідно до заявленої корисної моделі, основа гребінки панелі виконана, щонайменше, з одним попередньо напруженим ровінгом, розміщеним навпроти кожного гребня і/або щонайменше, з одним попередньо напруженим ровінгом, розміщеним між гребнями гребінки. Заявлена панель ілюструється наступним прикладом її одержання. Приклад. Для одержання композитного будівельного виробу - панелі перерізом 320×24 мм довжиною 6 м готують розчин бетону Сореля вагою до 40 кг з наповнювачем - базальтовою фіброю вагою до 0,2 кг і подають його до гідравлічного пресу, де одночасно підігрівають до температури 160 °C і піддають гіперпресуванню тиском 5 000-6 000 МПа. Ведуть армування суміші з попередньо напруженим базальтовим волокном в 3 000 МПа протягом 6-8 хвилин. Панель витягують пултрузією на довжину 6 м і відрізають на приймальному столі з висувною кареткою. Отриманий виріб - панель у порівнянні з прототипом має суттєво підвищені показники міцності (межа міцності при вигині - 3 МПа, межа міцності при стиску - 100÷150 МПа, теплопровідність 0.3 Вт/(м·°С). Таке виконання панелі забезпечує одержання композитного будівельного виробу з підвищеними характеристиками міцності і теплоізоляційності. Джерела інформації: 1. http://tcmbeton.ru 22.04.2016. Композитная арматура. 2. http://adb-logistic.com. Композитная арматура. 3. http://stroybrus.ru/techinfo.shtml. Строительство домов из бруса. 4. Міжнародна заявка "Арматура композитная", WO № 00083786, (№ 2009104129/22 RU) від 9 20.06.2009 р. МПК Е04С 5/07, Шахов Антон Сергеевич (RU). 5. Міжнародна заявка "Арматура композитная", WO №0000150463, 9 (№ 2014131171/03 RU) від 20.02.2015 р. МПК Е04С 5/07, Селяєв Владимир Павлович (RU). 2 UA 115598 U 6. Міжнародна заявка "Универсальный строительный элемент и малоэтажное здание или 9 сооружение", WO № 0000149439, (№ 2014132842/03 RU) від 10.01.2015 р. МПК Е04С 2/00, Хорьков Ніколай Федорович (RU). 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Будівельна панель з композитного будівельного матеріалу на основі бетону, армованого неметалевими волокнами, сітками, полотнами, розміщеними в наскрізних отворах її поперечного перетину, яка відрізняється тим, що виконана на основі бетону Сореля, армованого попередньо напруженими неметалевими волокнами, переважно, у вигляді ровінгів базальтового і/або скляного волокна, яка в поперечному перерізі має форму гребінки з загальною основою, на якій розміщені гребні, які, як основа, так і гребні виконані з ровінгами, що з'єднані з цементною основою панелі шляхом термодинамічної обробки. 2. Будівельна панель за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній використані армуючі волокна з попереднім напруженням від 3 000 МПа до 30 000 Мпа, а термодинамічна обробка виконана при температурі від 60 °C до 170 °C і тиску від 4 000 МПа до 64 000 МПа протягом від 4 до 15 хвилин. 3. Будівельна панель за будь-яким з пп. 1-2, яка відрізняється тим, що кожний гребінь гребінки виконаний щонайменше з одним попередньо напруженим ровінгом. 4. Будівельна панель за будь-яким з пп. 1-2, яка відрізняється тим, що основа гребінки виконана щонайменше, з одним попередньо напруженим ровінгом, розміщеним навпроти кожного гребня і/або щонайменше, з одним попередньо напруженим ровінгом, розміщеним між гребнями гребінки. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3