199758. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szálerősítésű utószilárduló anyag előállítására
1 HU 199758 B 2 tömör térfogatát: ,, Gfrakció Vfrakció— v, , . . 1 frakció és ebből kiszámíthatjuk a hézagtérfogatot: Vhézag=Vadalék+pép - Vfrakció. és ezt a hézagtérfogatot töltjük ki cement-vízfinomhomok keverékéből készített péppel (vagy homok nélküli víz- cement péppel) - e pép komponenseinek az arányát felvehetjük az elvárt habarcsszilárdság alapján is - a víz/cement tényezőt pedig a bedolgozási igény szerint választjuk meg. A fentiekből is kitűnően különféle anyagú szálakat használhatunk, és arra törekszünk, hogy az adalékváz hézagainak a száltelítettsége maximális legyen. Fémüveg-szál esetén például 4-5 térfogat%-nál érhető el a száltelítettség. Az eljárásban alkalmazott szilárd szemcsés adalékanyag, amely az adalékvázat alkotja, egyszemcséjű kavics-frakció, rendszerint 1/2,5; 2,5/4; 4/8; 8/16 mm-es. Az adalékváz hézagainak kitöltéséhez használt pép rendszerint 0/0,5 vagy 0/1 mm-es szemcseméretű finomhomok-frakció felhasználásával készül. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük, amely az eljárással kapott anyagszerkezet modelljét tartalmazza. A rajzon az 1. ábrán a találmány szerinti eljárással készült anyag makrostruktúrája látható; a 2. ábrán az 1. ábrán bejelölt H részletet tüntettük fel nagyobb méretarányban, körkeresztmetszetű szálak alkalmazása esetén; a 3. ábrán a 2. ábra szerintihez hasonló részlet látható, de lapos téglalap keresztmetszetű szálak alkalmazása esetén. Az 1. ábrán feltüntetett, a tervezés alapjául szolgáló ideális makrostruktúrában teljes összhang van a szálak darabszáma és a szálak beton vagy habarcs síkmetszetében látható egyéb alkotók között. Az 1. ábrán az egyszemcséjű adalékfrakció 1 adalékszemcséi jól látható módon egymáshoz illeszkednek, és összefüggő adalékvázat alkotnak, amely 1 adalékszemcsék természetesen 2 cementpép-hártyával vannak bevonva. A szomszédos 1 adalékszemcsék közötti 4 hézagokban helyezkednek el a szálak, illetve ezek a 4 hézagok szál-cement(homok)-pép 3 keverékkel vannak telítve. A 2. ábrán nagyobb méretarányban látható az 1. ábrán bejelölt H részlet, vagyis egy négy 1 adalékszemcse közötti 4 hézag, amely 5 szálakkal, valamint az elemi 5 szálakat közvetlenül körülvevő 6 finomhomok-cement burokkal, továbbá e burkok közeiben levő 7 durvább homok-cement keverékkel van kitöltve; ezt a keveréket jelöltük az 1. ábrán is egészében 3 hivatkozási számmal. Ez utóbbi keverék 0-1 mm-es homokszemcséket tartalmaz, míg az 5 szálakat körülvevő 6 finomhomok-cement burokban levő homokszemcsék minimális, a cementszemcsékével lényegében azonos méretűek. A 3. ábrán látható részlet a 2. ábra szerintitől csak annyiban tér el, hogy a 7a szálak lapos, hosszúkás téglalap keresztmetszetűek, ezért a korábban már használt hivatkozási számokat a 3. ábrán is értelemszerűen alkalmaztuk. Amint a 2. és 3. ábrán látható, a 7 és 7a szálak egységnyi felületre vonatkoztatott darabszámának megfelelő szemnagyságú adalékváz mellett a maxi5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 mális tértelítettség (hézagkitöltés) biztosítására törekszünk. A találmányt a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen. 1. példa 30 mm vastag héj szerkezetet készítünk fémüvegszál (amorf fém- szál) adagolással. A szerkezetnek 70 MPa nyomószilárdságúnak, és 13 MPa hajlítóhúzószilárdságúnak kell lennie. A szilárdságtani számítások szerint a tervezett hajlítószilárdság 0,5 térfogat% fémüveg-szál adagolásával, a nyomószilárdság pedig 550 pc cementtel, képlékeny konzisztenciával és tömör szemcsés adalékvázzal biztosítható. 30 mm lemez-, ill. héjvastagság esetén 8 mm-nél nagyobb szemnagyság nem alaklmazható. Meghatároztuk (1. előbb) az A cement/szál tényezőt (állandót), amelynek értéke a konkrét esetben A=4,5. A számítás a következőképpen történik: GSzál=X . 10 . Yszái=5 .7,2=36 kg Gcement=Gszál • A=36 . 4,5=162 kg Gvíz=Gcement • v/c=162.0,34=55 kg, ami a szálbevonási többlethez szükséges anyagtömeg. Ezután a fenti alkotókat térfogatra számítjuk: Vszái=X . 10=5 liter Gcement 162 v“'&fr521,,er Yvíz=551iter Összesen: 112 liter A fenti számlálás szerint a 0,5 térfogat% fémüvegszál-adagolás és a szálbevonáshoz szükséges többlet-cementpép 112 liter térfogatot tölt ki. A következő lépésben a szál nélküli térfogatot határozzuk meg: Vadalék+pép=Viooo liter-Vszál+pép=1000-112 =888 liter A négyzetrácsos egyenletes száleloszlásra azt kapjuk, hogy 8 mm- es száltávolság esetén alakul ki a 0,5 térfogatinak megfelelő egyenletes száleloszlású struktúra, ezért 4/8 mm-es adalékszemcse-frakciót - egyszemcséjű kavics-frakciót - alkalmazunk. A következő lépésben vízelárasztásos módszerrel megmérjük a 4/8- as adalékszemcse-frakció száraz, laza halmaztérfogat-tömegét 30 mm vastagságú üvegkádban. B = 1,48 kg/1 értéket kapunk. A további számítást a következőképpen végezzük: G4/8 frakció=Vadalék+pép.B=888.1,48=1314 kg, és ennek a tömör térfogata:-, 04/jj frakció V««E»-T^ld.-2Ä-501 l.Kr Ezután meghatározzuk a maradó térfogatot: Vhézag—Vadalék+pép - V4/8 frakdó=888-501 = 387 liter Ezt a 387 liter hézagtérfogatot töltjük ki víz-cement-finomhomok keverékével, például 0,378:0,284:0,336 térfogat arányban, amelyből cementre 340 kg, 0/05 mm-es finom homokra 340 kg, vízre pedig 146 liter jut. Az egyes alkotókat összesítve végeredményként az alábbi összetételt (receptúrát) kapjuk: 550 pc (162 + 340) 502 kg/m3 fémüveg-szál 36 kg/m3 4/8 mm-es kavics 1314 kg/m3 0/05 mm-es homok 340 kg/m3 víz 55 liter/m3 4
