состав фибробетона

Формула изобретения

Состав фибробетона, содержащий цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, отличающийся тем, что он содержит армирующий неметаллический волокнистый компонент, предварительно обработанный в низкотемпературной плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см² в течение 20-60 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении составов фибробетонов, армированных неметаллическим волокном.

Уровень техники

Известен состав фибробетона [Рабинович Ф.Н. Дисперсно-армированные бетоны. - М.: Стройиздат, 1989, стр. 130-131], который содержит воду, наполнитель, в качестве вяжущего вещества - цемент, в качестве армирующего материала - стекловолокно.

Недостатками такого материала являются:

- низкая прочность на изгиб;

- низкая прочность при сжатии;

- низкие показатели сопротивления удару.

Наиболее близким по составу к изобретению является состав фибробетона [Технология и долговечность дисперсно-армированных бетонов. Сборник научных трудов. - Л., 1984, стр. 67-68], который содержит воду, в качестве вяжущего вещества - цемент, в качестве материала наполнителя - песок с Мкр=2 и максимальной крупностью зерен не более 5 мм, в качестве армирующего материала - стекловолокно, вводимое в строительное тесто в количестве 1-2% по массе материала, при соотношении цемента и наполнителя (Ц:П) 1:1 и соотношении воды и цемента (В/Ц) 0,4.

Однако такой материал имеет недостатки:

- невысокая прочность при изгибе - 9 МПа;

- невысокая прочность при сжатии - 60 МПа;

- невысокие показатели сопротивления удару - 2,6 кгм/см².

Сущность изобретения

Задача изобретения состояла в поиске состава фибробетона, содержащего цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, который позволил бы увеличить прочность материала на изгиб, прочность материала на сжатие и повысить показатели сопротивления удару.

Поставленная задача достигается тем, что состав фибробетона, содержащий цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, содержит армирующий неметаллический волокнистый компонент, предварительно обработанный в низкотемпературной плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см² в течение 20-60 сек.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- повысить прочность материала при изгибе на величину от 25 до 60%;

- повысить прочность материала при сжатии на величину от 40 до 90%;

- сопротивление материала удару на величину от 10 до 30%.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Для приготовления предлагаемого состава фибробетона используют:

- в качестве вяжущего - цемент, например М500;

- в качестве материала наполнителя - традиционно применяемые для изготовления бетонных смесей, например: керамзитовый песок, кварцевый песок и др.;

- в качестве неметаллического волокнистого армирующего материала могут быть использованы различные волокна органического и неорганического происхождения, например, стекловолокно, полиамид, хлопок (отходы производства), лен (отходы производства), полиэтилентерефталат, асбест. Необходимым условием является предварительная обработка этих волокон в плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см² в течение 20-60 сек. Армирующий волокнистый компонент используют в количестве 1-4% по массе.

Состав готовят традиционным образом. Готовят цементное тесто из взятых в необходимом соотношении цемента и воды (В/Ц=0,34-0,4), которые тщательно перемешивают до получения однородной массы. В полученную массу вносят необходимое количество наполнителя (Ц:П= 1:1-1:0,7) и опять перемешивают до однородной массы. В полученную массу вводят необходимое количество волокнистого армирующего компонента, прошедшего предварительную обработку в плазме тлеющего разряда, и перемешивают до получения однородной массы. Из полученного состава фибробетона формуют образец стандартной формы 40×40×160 мм. После твердения и выдержки образцов в течение 28 суток проводят испытание образцов. Прочность материала на сжатие определяют по ГОСТ 310-4-76, прочность на изгиб - по методике ГОСТ 10180-78. Сопротивление материала удару определялось и для прототипа, и для изобретения одинаково, а именно по известной методике на вертикальном копре [Технология и долговечность дисперсно-армированных бетонов, Сборник научных трудов, Л., 1984, стр. 94].

Качественные показатели состава с использованием в качестве армирующего материала неметаллических волокон различной химической природы и физической структуры, обработанных в низкотемпературной плазме тлеющего разряда при различных параметрах, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Качественные показатели состава фибробетона с использованием в качестве армирующего материала неметаллических волокон обработанных в низкотемпературной плазме тлеющего разряда
№ п.п	Вяж.	Наполнитель	Ц:П	В/Ц	Арм. Мат./%	Параметры обработки	Технические результаты
Время, t,сек.	Сила тока,I мА/см2	Давление Р,Па	Проч. на изгиб, МПа	Проч. на сжатие, МПа	Сопротивление удару (работа разрушения, кг·м/см2)
1	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,37	Полиэфир/3	20	1.5	100	11,5	85	3,22
2	Цемент М500	Кварц, песок	1:0,7	0,4	Полиэфир/2	20	1,5	200	13	95	2,97
4	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,34	Стекловолокно/2	30	1	150	14	75	2,93
5	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,37	Стекловолокно/1	40	2	100	14,5	100	3,15
6	Цемент М500	Керамзит, песок	1:0,7	0,4	Стекловолокно/2	50	1,5	100	14	110	3,31
7	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,37	Стекловолокно/2	60	1,5	50	13	105	3,27
10	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,34	Лен/3	20	1,5	100	14	95	2,99
11	Цемент М500	Кварц, песок	1:0,7	0,4	Лен/2	30	2	100	14,5	115	3,13
13	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,4	Асбест/3	40	1	150	14	100	3,37
14	Цемент М500	Керамзит, песок	1:0,8	0,37	Асбест/4	60	2,2	250	14,5	105	3,39
Прототип	Цемент М500	Кварц, песок	1:1	0,4	Стекловолокно/2	-	-	-	9	60	2,6