197283. lajstromszámú szabadalom • Eljárás testek, különösen építőelemek utószilárduló anyagból történő előállítására
2 197283 3 A találmány testek, különösen építőelemek szálerősítésű utószilárduló anyagból történő előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. Ismeretes, hogy beton- és vasbeton testek és szerkezetek erősítésére különféle - például azbeszt-, üveg- és acélszálakat, újabban műanyag szálakat adagolnak a nyersbeton-keverékhez. Különféle okok miatt- pl. mert az üvegszálakat a cement lúgossága rövid idő alatt tönkreteszi - egyre inkább a műanyagszálak kerülnek előtérbe. Ezen belül a polipropilén-szálak gazdaságossági szempontból is igen kedvezőek. E müanyagszálak széleskörű alkalmazásának gátat szab azonban az a körülmény, hogy e szálak- különösen a polipropilén szálak - homogén eloszlatása és beágyazása a betonba "nehezen biztosítható. E probléma megoldására irányul az a megoldás, amely szerint szálerősítéses betontest gyártási eljárása során - amelynél műanyagfóliából hasított és fibrillált polipropilén szálvagdalékot alkalmaznak - az anyag bedolgozhatósága és a tömörítés megkönnyítése érdekében az ún. kritikus szálmennyiséget csökkentik. Ezt azzal érik el, hogy a mátrixba bevitt szálkötegek szálainak legalább az egyik végét egymáshoz rögzítik, és ily módon gátolják a szálnyalábok keverés közbeni teljes szétbomlását, illetve csak a jó bekötéshez optimális szálszétbomlást engednek meg. Ismeretes olyan megoldás is, amely a polipropilén - monofilament - vagdalék betonba keverése, illetve beágyazása során jelentkező, a szálanyag csomósodási hajlaméval, illetve hidrofób jellegével összefüggésben felmerülő nehézségek kiküszöbölésére irányul, és az a lényege, hogy a szálak betontechnológiái vonatkozásban kedvezőtlen elektromos töltését közömbösítik, és a szálak beágyazódását azok felületének a megnövelése útján javítják. A fent ismertetett módszerek segítségével azonban a bevezetőben említett, a műanyagszálak bekeverésével, homogén eloszlatásával és beágyazódásával a problémákat teljeskörüen és tökéletesen nem sikerült kiküszöbölni. Mind az összefogott (csomózott) szálnyalábokkal, mind a felületkezelt szálakkal erősített betonkeverékekkel végzett kísérletek azt mutatják, hogy noha több-kevesebb keverési munkával elérhető a mátrixban egyenletesnek mondható száleloszlás és a szálaknak a struktúrába ágyazódása, a megszilárdult betonból hasított felület mentén a szál körüli anyagréteg bizonytalan minősége észlelhető, vagyis optimális betonstruktúra kialakulása nem biztosítható. Ezért a felületkezelt műanyagszálak, illetve az összefogott szálnyalábok alkalmazása - különösen gőzöléssel , érlelt, magas minőségi követelményt támasztó előregyártott mérnöki és építészeti szerkezetek esetében - nem hozza magával a szilárdság kívánt mértékű emelkedését és a ft 1 ölet tömörségének a kívánt javulását, vagyis messze nincsenek kihasználva azok a lehetőségek, amelyeket a műanyagszálak alkalmazása elméletileg kínál. Köztudott ugyanis, hogy előregyártott vasbeton elemek esetében a gőzölés - különösen ha azt az optimálisnál gyorsabban és magasabb hőmérsékleten hajtják végre - repedések kialakulását okozhatja a vasbeton elemek, illetve szerkezetek relületén. Bizonyos vasbeton termékek - például vasúti (villamosvasúti) aljak - eseteben a dinamikus hatások is repedéseket okozhatnak. A megnyíló repedésekből kiindulván téli időszakban a beton szétfagyhat. Más területeken a beton viszonylag alacsony saját hajlitó-húzó szilárdsága és kis ütőszilérdsága ma már útját állja a szerkezetek karcsúsítására, súlycsökkentésére irányuló korszerű fejlesztési törekvéseknek, aminek következtében az építészek gyakran a jóval drágább műanyagszerkezetek felé kényszerűnek fordulni. A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson testek, különösen előregyártott építőelemek szálerősítésű, utószilárduló anyagból történő előállítására, amelynek segítségével az eljárással készült testek, elsősorban vasbeton szerkezetek repedéséllósága, hajlitó-húzó szilárdsága és ütőszilárdsága nagymértékben megnövelhető. A találmány az alábbi felismeréseken alapszik: a repedésállóság, a hajlitó-húzó szilárdság és az ütőszilárdság fokozásának alapvető feltétele, hogy a műanyag-, elsősorban polipropilén-szálak betonba ágyazódása a lehető legtökéletesebb, a szálak eloszlása pedig maximálisan homogén legyen. E feltételek biztosítása esetén ugyanis a szálak a betonban az elméletileg várható, vagy legalábbis azt nagymértékben megközelítő erősítő hatást f ijtik ki. A szálvagdalék a betonban a kavics-, i 1. homok-szemcsék, cement-szemcsék és víz 1-özé kell hogy optimálisan beágyazódjék. Ezen optimális beágyazódás a következőt jelenti:- a bekerülő vagdalt szálak egyenletesen, tehát minden térfogategységben egyenlő arányban oszlanak el;- valamennyi szálat teljesen körülveszi e mátrix, tehát az a struktúra, amely az adalék-szemcsékből, cemenLból és vízből megszilárduláskor keletkezik;- a szál és a mátrix között az átmenet fokozutos, amennyiben a szál felülete mentén e hozzá leginkább tapadó (belső súrlódással l író) anyagréteg van, s ehhez kívülről a száltól távolodva egyre durvább szemcsét tartalmazó rétegek kapcsclódnak. Tulajdonképpen a szál működési hatélonysága szempontjából a legfontosabb szelepe a szálfelülethez közvetlenül tapadó rétegnek van, hiszen amennyiben a szál felüle5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
