199758. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szálerősítésű utószilárduló anyag előállítására
HU 199758 B 2 „Migthy 100” folyósítószer 5,2 kg/m3 A fent felsorolt komponensek összekeverése során az egyszemcséjű adalékanyag szemcséi mintegy maguk „rendezik” a szálakat, azok távtartóiként funkcionálnak, és kialakul az 1-3. ábrákon látható anyagszerkezet. Az elkészült szálerősítéses beton 28 napos nyomószilárdsága 76,1 MPa, húzó-hajlítószilárdsága pedig 14,2 MPa értékű. 2. példa 20 mm vastagságú betonlemezt készítünk polipropilén-szál adagolásával. Az acélbetét nélküli lemeznek repedésmentesnek, képlékeny teherbírásának egy vasalt lemezével azonosnak kell lennie. Nyomószilárdságának meg kell haladnia a 60 MPa értéket. A szilárdságtani számítások szerint a felsorolt feltételeket 550 portlandcement alkalmazásával, képlékeny konzisztenciával és 2 térfogat% 0,21 mm átmérőjű, 40 mm hosszúságú, 300-400 MPa szilárdságú polipropilén-szál adagolásával lehet elérni. Első lépésben meghatározzuk az A cement/szál tényezőt (állandót), amelynek értéke 30. A továbbiakban a számítás az 1. példában ismertetettnek felel meg: GSzál=X - 10 . Yszái=20.0,8=16 kg Gcement=GSzál . A= 16.30=400 kg Gvíz=Gcement - v/c=48.0,34=163 kg A második lépésben térfogatra számítjuk az alkotókat: VSzál=X . 10=20 liter ,, Gcement 480 ' cement-*, 155 liter 'fcement 3,1 Yvíz=163 liter Összesen: 338 liter Tehát 2 térfogat% polipropilén-szál adagolás és az ennek bevonásához szükséges többlet cementpép 338 liter térfogatot jelent. A következő lépésben a szál nélküli térfogatot határozzuk meg: Vadalék+pe'p—V(000 liter-Vszál+pép— 1000-338 =662 liter Ezután meghatározzuk az adalék maximális szemnagyságát, négyzetrács metszéspontjaiban feltételezve a szálakat. Egy elemi szál 0,0346 mm2 keresztmetszetű. 100 mm- betonkeresztmetszetbe 2 térfogat%-al számolva 2 mm2 ossz- keresztmetszeti területű szálra van szükség, ami 58 db szálat jelent, ami négyzethálós elrendezésben 7,6 sor és oszlop. Ebből az egyenletes leosztás 1,31 mm átlagtávolságot eredményez, amit 1/2,5 mm-es szemnagyságú frakcióval lehet megközelíteni. Az 1/2,5 mm-es adalékfrakció (durva homokfrakció) halmaztérfogat- tömege 2 cm vastagságban 1,53 kg/liter szárazon, lazán. A további számítás az 1. példában közölteknek megfelelően folytatható: Gl/2,5 frakció=Vadalék+pép-B=662.1,53= 1012 kg és ennek a tömör térfogata: V 1/2,5 frakció—' *7 V.2,5frakció 1012 lf^/l,5frakció 2,62 =386 liter A maradó térfogat meghatározása a következőképpen történik: Vhézag=Vadalék+pép - Vl/2,5 frakció=662-382 =276 liter 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ezt a hézagtérfogatot töltjök ki víz, cement és finomhomok keverékével: cement 276.0,284=78,4 liter 243 kg víz 276.0,378= 104 kg 0/0,5 homok 276.0,336=92,7 liter 243 kg Az egyes alkotókat összesítve végeredményként az alábbi összetételt (receptúrát) kapjuk: 550 pc 723 kg/m3 polipropilén szál 16 kg/m3 1/2,5 mm-es (durva) homok 1012 kg/m3 0/0,5 mm-es (finom) homok 243 kg/m3 víz 267 liter/m3 „Mighty 100” folyósítószer 7,23 kg/m3 A fenti receptúna alapján készített szálerősítésű beton 28 napos nyomószilárdsága 81,2 MPa, hajlító-húzószilárdsága 10,2 MPa. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a segítségével készített utószilárduló keverékben a megszilárdult végtermék szilárdsági tulajdonságait kedvezően befolyásoló optimális alkotóelem (komponens)-elrendeződés a keverési művelettel automatikusan, ugyanakkor szabályozott módon van biztosítva. A keverés során a szemcsék maguk rendezik a szálakat, és mintegy azok távtartó elemeiként funkcionálnak. így nem következhet be az a jelenleg ismert hasonló célú eljárásoknál gyakran tapasztalható jelenség, hogy a szálak összecsomósodnak, a mátrixban koncentráltan helyezkednek el, és a mátrixban egyes helyekre nem is kerül szál. A végtermék magas nyomó- és igen magas hajlító- húzószilárdsága tehát megbízható módon egyidejűleg van biztosítva, így adott szerkezetek a korábbiaknál kisebb önsúllyal és kevesebb, de magas folyáshatárú acéllal építhetők meg, tehát lényeges gazdaságossági eredményt hoz a találmány szerinti eljárás, amely egyébként természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletezett példákra, hanem az igénypont által definiált oltalmi körön belül sokféle módon megvalósítható. Amint erre utaltunk, az utószilárduló keverékből vasbeton, illetve feszítettbeton-szerkezetek is készíthetők, vagyis a szálak mellett az építendő szerkezet feszített vagy feszítetlen betonacél-betéteket is tartalmazhat. A folyósítószeren kívül más betonadalékok is adhatók a keverékhez, sőt, kötőanyagként műgyanta is adagolható. Számos más módosítás is eszközöhető a példákhoz képest anélkül, hogy az oltalmi kört túllépnénk. SZABADALMI IGÉNYPONT 1. Eljárás utószilárduló anyag előállítására, amely eljárás során cementet, vizet, szilárd szemcsés adalékanyagot és szálanyagot keverünk össze, azzal jellemezve, hogy- a keverék készítéséhez egyszemcséjű szilárd szemcsés adalékanyagot adagolunk összefüggő, vagy lényegében összefüggő adalékvázat alkotó mennyiségben;- a keverékből készített szerkezet tervezett szilárdságának eléréséhez szükséges mennyiségű cementen kívül az elemi szálak bevonását is biztosító többlet-cement adagolásával készítjük el a keveréket;- a keverék készítéséhez az adalékváznak a szálakat is befogadó hézagait kitöltő, az egyszemcséjű adalékanyag-frakció szemcséinél kisebb szemcséjű 5
