183764. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott hajlítószilárdságú műanyagbeton-termékek előállítására
1 183 764 2 A találmány tárgya eljárás fokozott hajlítószilárdságú műanyagbetonból készült termékek előállítására, amelyek célszerűen a terhelésre merőleges irányban elhelyezett, előregyártott erősítő szerkezetet tartalmaznak. A műanyagbetonból készült műtárgyakat, különféle magas- és mélyépítőiparban használatos termékeket, egyre elterjedtebben alkalmazzák kedvező mechanikai tulajdonságaik és gazdaságosságuk miatt. A műanyagbeton termékekben az össztérfogat 8—16 % -át teszi ki a térhálósított polimer, a töltőanyag pedig különlegesen osztályozott kavics vagy homok. A megfelelő szemcseméretű töltőanyag és a műanyag különböző keverési arányainak kombinációjával, továbbá a megfelelő gyártási technológia alkalmazásával — a hagyományos betonból készült termékekhez képest — a nyomószilárdság megháromszorozható, a húzóhajlítószilárdság is körülbelül egy nagyságrenddel megnövelhető. A műanyagbeton gyártási technológiája alig különbözik a hagyományos betontechnológiától, ugyanis a különböző alakú és méretű termékeket a töltőanyag és a térhálósító polimer elkeverése után sablonba helyezve, rendszerint vibrálással tömörítik, a késztermékek pedig a sablonból gyártás után 1—2 óra múlva megszilárdulva kiemelhetők, 8 óra eltelte után pedig már mechanikailag is terhelhetővé válnak. A műanyagbetonból készült termékek és műtárgyak mechanikai tulajdonságait megkísérelték — hasonlóan a tiszta műanyag tárgyakhoz képest — üvegszál erősítéssel javítani. Az 5—10 mm hosszúságú vágott üvegszál műanyagbetonba való bedolgozása azonban — már 1—2 súly % vágott üvegszál bekeverése esetén is — technológiai nehézségeket okoz a viszkozitás megnövekedése miatt, ezenkívül nem is oszlatható el egyenletesen a műanyagbeton teljes térfogatában. A tapasztalat szerint még az üvegszál bedolgozási technológia szigorú betartása esetén is a kész műtárgyak szilárdsági tulajdonságai nagymértékben ingadoznak. Emiatt ilyen erősített műanyagbeton-termékek szilárdsági tervezése és méretezése nem megbízható, vagy csak jóval kisebb szilárdságra vehetők biztonságosan igénybe. A túlméretezés miatt ezek feleslegesen sok szerkezeti anyagot taralmaznak, ami miatt az üvegszállal erősített műanyagbeton-termékek gyártása nem terjedt el. Síklapok vagy egyéb nagy felületű műanyag-termékek gyártásánál szokásos az üvegszövet erősítés bedolgozása, ezzel azonban a késztermék szilárdsági tulajdonságai nem javíthatók a kívánt mértékben. A találmány célkitűzése fokozott hajlóítószilárdságú, a töréshatárig terjedő igénybevételre tervezhető műanyagbeton-termékek előállítási technológiájának kidolgozása. A technológia kidolgozásánál sikerült — az ismert eljárásokhoz képest—számottevő műszaki-gazdasági előnyöket elérni anélkül, hogy a hagyományos betongyártási technológia gépészeti berendezéseit változtatni vagy módosítani szükséges le..ne. A fokozott hajlítószilárdságú, műanyagbetonból készült termékek előállítására a találmány szerint úgy járunk el, hogy a térhálósítható polimer és az osztályozott kavics valamint kvarchomok 1:8—1:16 tömegarányú keverékét az előállítandó tárgy alakjának és méretének megfelelő sablonba rétegesen betöltjük és célszerűen vibráltatással tömörítjük, az egyes rétegek közé pedig előre elkészített, a műanyagbe-2 tonnai azonos műanyagból álló szálerősített hú7 ,,t műanyagprofilt vagy profilokat vagy a profilokba összekapcsolt rácsszerkezetet helyezünk célszerűen a terhelés hatóirányára merőleges síkban, majd a műanyaggal lezárt terméket a sablonból kivesszük. Az alkalmazott térhálósítható polimer nagy reakcióképességű telítetlen poliésztergyanta, vagy epoxigyanta, esetleg fenol-formaldehidgyarita (furánbeton) lehet, amelyet a kívánt arányban osztályozott kaviccsal és homokkal előre elkeverünk. A kavics és homok szemcseméretének a frakcióeloszlása a műanyagbeton gyártásánál szokásosan használtnak felel meg. A profilt az alkalmazott műgyantákhoz és tapadóképességgel rendelkező erősítő szálakból, összefogott nyalábokból húzással készítjük (roving-pászma), amelyet a térhálósító polimerre] folyamatosan átitunk és keményedni hagyunk. A húzott profilt kézi vagy gépi úton készítjük. A húzott profilokból készült erősítő rácsszerkezetet például az erősítendő műtárgy alakjának megfelelő sablonba készítjük el és ezt követően adjuk hozzá a térhálósítható polimerrel összekevert, osztályozott kavicsot és homokot, majd az egészet vibrálással tömörítjük. A húzott profil alakja kör, négyszög, téglalap, háromszög, T vagy L keresztmetszetű lehet. Hosszúkás, síkban egyirányban kiterjedt, tárgyak esetén az erősítő profilt merőlegesen helyezzük el a várható terhelés hatóirányában. A szálerősített, húzott prifolt a műanyagbeton-termék kívánt falvastagságának feléig terjedő mértékben alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárás egyik példa szerinti foganatosítási módját az 1. és 2. ábra kapcsán mutatjuk be. Az 1. ábrán a műanyagbetongyártó berendezést sematikusan, a 2.a), 2.b) és 2.c) ábrán pedig a tennék keresztmetszetét mutatjuk be a gyártási folyamat különböző fázisaiban. Az 1. ábra szerint az 1 vibrálóasztalra felerősítjük a 2 műanyagbeton-termék alakjának és méretének megfelelő gyártó sablont, amely fából, fémből vagy műanyagból készülhet, egy vagy több részes lehet. A sablon felső részében nyitott, ezen keresztül betöltjük a 2.a) ábra szerint a műanyagbetont, amelyet A-val jelzünk, körülbelül a térfogat 1/4 részének kitöltéséig, majd vibráltatás után egymástól egyenlő távolságra behelyezzük a B jelzésű előrefeszített profilokat, egy más mellé. A 2. b) ábra szerint ismét az előre elkevert műanyagbetont töljtük a sablonba körülbelül a fele térfogat kitöltéséig, ismét behelyezzük a B profilokat és a gyártást a 2.c) és 2.d) ábra szerint folytatjuk, illetve fejezzük be. Ha a feszített profilt térhálós rácsszerkezetté kapcsoljuk össze, akkor az összekapcsolás a síkfelületű terméknek megfelelő alakban készülhet. Felismertük azt, hogy ha a műanyagbeton műanyagkomponenséből üvegszál erősítéssel készült előrefeszített húzott profilt beépítjük különféle alakú és méretű műanyagtermékekbe, akkor a mechanikai terhelés során a beépített erősítő szerkezet és a műanyagbeton között előre nem várható kölcsönhatás jön létre. Ennek eredményeként a kész termék húzó-hajlítószilárdsági igénybevétele megsokszorozható, a termék terhelését tulajdonképpen a profil veszi fel és a profil bedolgozásának megfelelően az erősítő szálra párhuzamosan hat az erő. A szilárdsági növekedés előre nem látható mértékű, különösen akkor, ha az igénybevétel hatóirányára merőlegesen egyenletesen elosztva helyezzük el az erősítő szerkezetet a teljes keresztmetszet mentén. To5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
