CZ300302B6 - Povlakovaná tycovina, zejména výztuž do betonu, zpusob její výroby a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Rešení se týká povlakované tycoviny, zejména výztuže do betonu, která sestává z kovového jádrového profilu (1), na kterém je za pusobení tepla z jednoho ohrevu nanesená a dokonale zatavená souvislá vrstva (2) plastu. Zpusob výroby povlakované tycoviny je charakteristický tím, že se kovový jádrový profil (1) ohreje na stanovenou teplotu v jediném kroku pred nanesením práškového plastu, jehož zatavení a pevné prilnutí k jádrovému profilu (1) nastává pusobením tepla kumulovaného v jádrovém profilu (1), nacež se povlecený profil (1) ochlazuje. Zarízení k provádení tohoto postupu má krome obvyklé sekce (A, B, C) predbežné úpravy povrchu jádra, ohrívací sekce (D) a nanášecí sekce (E) práškového plastu ten charakteristický znak, že jediná ohrívací sekce (D) predrazená nanášecí sekci (E) je tvorená induktorem, zatímco nanášecí sekce (E) plastu je s výhodou tvorená injektorovým zarízením, za kterým je usporádaná chladicí sekce (F) tvorená závesným dopravním zarízením povlecené tycoviny s regulovaným pohonem.

Description

Povlakovaná tyčovina, zejména vyztuž do betonu, způsob její výroby a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká povlakování kovových prvků, zejména výztuže do betonu, antikorozní ochrannou vrstvou splňující podmínku pevného a trvalého přilnutí ochranné vrstvy k nosnému materiálu. Zejména se pak vynález týká povlakovaných válcovaných ocelových profilů potažených adhezní vrstvou plastické hmoty, určených zejména pro pozemní stavitelství, způsobu jejich výroby a také zařízení k provádění tohoto způsobu, které má předúpravovou sekci, ohřívací sekci, κι nanášecí sekci práškového plastu a chladicí sekci.

Dosavadní stav techniky

Současný stav povlakování kovových materiálů nezaručuje s ohledem na používané práškové materiály a aplikovaný známý technologický postup potřebné požadované vlastnosti povlakované výztuže. To je způsobeno stávajícím technologickým postupem, kdy dojde po předehřátí nosného materiálu k nanesení polyetylénového prášku a jeho následnému zatavení. K polymeraci povlaku termoplastického prášku přitom dochází působením vnějšího tepla. Vzniklou izolační vrstvu lze však z nosného materiálu poměrně snadno strhnout. Zmíněný technologický postup proto nevyhovuje příslušným normám, které jsou pro tuto povrchovou ochranu pro využití ve stavebnictví io předepsány.

Další známé technologie povlakování kovových drátů nebo vícepramenných ocelových lan jsou popsané například v evropské patentové přihlášce TP 0 110 542 ěi patentu US 6 200 678 stejného přihlašovatele. Podle té se předepínací prvky pro předepnutý beton potahují ochrannou termosctickou vrstvou epoxidové pryskyřice, která se ve formě prášku nanáší na ocelové jádro elektro25 staticky. Kromě toho, že nanášená forma plastu musí být způsobilá k polarizaci, jc třeba používat velmi nákladné zařízení pro elektrostatické nanášení. Nákladně získaná termosetícká ochranná vrstva epoxidové pryskyřice je náchylná na poškození a je prakticky neohybatclná.

Cílem vynálezu je proto odstranit výše uvedené vady popsaného známého stavu techniky a ni navrhnout povlakovanou tyčovinu. jejíž plastový potah bez perforací lpí pevně na povrchu kovového jádra. Dalším cílem vynálezu je navrhnout při využití nových houževnatých termoplastických prášků na bázi kopolymerů PL takový technologický postup, který zabezpečí splnění požadavků zmíněných norem, tedy způsob výroby vyhovující povlakované tyčoví ny a také zařízení, které by hospodárnou realizaci takového postupu dovolilo. Praktickým cílem je především povrchová ochrana armovacího železa, u kterého by přilnavost a neporušenost povlakové vrstvy zůstala zachována i po zohýbání této betonářské oceli.

Podstata vynálezu

Výše zmíněné nedostatky známého stavu techniky do značné míry odstraňuje a vytčené cíle řeší •to povlakovaná tyčovina tvořená kovovým jádrovým, zejména válcovaným ocelovým profilem, na kterém je za působení tepla nanesená a přichycená vrstva plastu, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vrstva termoplastu je na jádrovém drátu resp. profilu dokonale zatavená pro ohyb tyčoviny za studená a/nebo obrábění při zachování přilnutí vrstvy k jádrovému profilu.

Takto ochráněná betonářská výztuž dlouhodobě zabraňuje tvorbě korozních produktů 11a povrchu výztuže, zatímco u nepovlakované armatury nelze dlouhodobě zabránit působení negativních vlivů prostředí způsobujících nárůst objemných korozních produktů 11a povrchu výztuže, jejichž důsledkem je destrukce betonu a tím i snížení spolehlivosti a trvanlivosti železobetonových konstrukcí nebo jejich částí.

U způsobu výroby povlakované tyčoviny. jejíž jádrový profil se nejprve běžným způsobem povrchově upraví, tedy zbaví rzi, odkup a odmastí, načež se za aplikace tepla vytvoří na jeho povrchu z naneseného práškového plastu jeho tavná povlaková vrstva a tyčovina se ochladí, spočívá podstata řešení podle vynálezu v tom. že se kontinuálním ohřevem naakumuluje v nosném materiálu tepelná energie odpovídající průřezu profilu a požadované tloušťce povlakové vrstvy, při tepelném vyzařování se nejprve připeěe roztavený PE prášek k nosnému materiálu a dalším působením tepla se pak veškerá nanesená hmota PE prášku zataví a vytvoří na jeho povrchu hladkou, jednolitou vrstvu bez trhlin. Kovový profil se přitom kontinuálně indukčně ohřívá na stanovenou teplotu, načež se prakticky paralelně obaluje nebo oplachuje rovnoměrně po celém povrchu ve ni vymezené axiální zóně práškem unášeným pracovním plynem, ten ulpívá na povrchu, působením tepla naakumulovancho v nosném materiálu se taví, slévá a připéká v souvislé vrstvě požadované tloušťky, tedy alespoň 0,3 mm, k nosnému materiálu, načež se povlečený profil po dokonalém zataveni ochlazuje.

Podle vynálezu je výhodné, je-li povrch ohřátého nosného materiálu oplachován alespoň dvěma doplňujícími sc proudy práškového plastu zasahujícími celý obvod jádrového profilu.

Podle jednoho vhodného řešení způsobu podle vynálezu se před indukčním ohřevem nosného materiálu provede jeho fosfátování.

2d

Další vhodné řešeni způsobu podle vynálezu spočívá v tom. že povlečená tyčovina se ochlazuje za předem stanovené rychlosti pohybu povlečené tyče v přirozeném okolním prostředí.

Je samozřejmě nezbytné pro každý výrobek přesně stanovit nejen teplotu ohřevu, ale i dobu ohřevu, po kterou tuto teplotu nosný materiál akumuluje. Při nižších hodnotách totiž nedojde k řádnému napečení prášku na nosný materiál, nebo nebude ochranná vrstva zcela homogenní. Naopak při vyšších hodnotách teploty nebo doby ohřevu dojde ke stékání roztaveného prášku z nosného materiálu a tím ke znehodnocení vytvořené ochranné vrstvy.

io Zařízení k výrobě povlakované betonářské výztuže respektive k provádění způsobu podle vynálezu sestává ze sekce povrchové úpravy, ohřívači sekce kovového jádrového profilu, nanášecí sekce práškového plastu a chladicí sekce. Podstata zařízení podle vynálezu pak spočívá v tom, že jediná ohřívací sekce jádrového profilu tvořena induktorem je předřazená nanášecí sekci práškového plastu, za kterou je uspořádané závěsné dopravní zařízení chladicí sekce povlečené tyčoviny s regulovatelným pohonem.

Podle vynálezu je výhodné, je-li injektor nanášecí sekce tvořený tvarovou smyčkou dutého profilu opatřeného na svém vnitřním povrchu přivráceném povlékanému jádrovému profilu alespoň dvěma tryskami a také přívodem práškového plastu a hnacího plynného média.

4(1

Pro rovnoměrné nanášení práškového plastu na členitý, i nesymetrický povrch jádrového drátu resp. profilu je výhodné,jsou-li trysky prostorově, zejména kloubově stavitelné a fíxovatelné v nastavené poloze. Nastavitelný je s výhodou také světlý průřez trysek v závislosti na průřezu a tvaru povlékaného jádrového drátu.

Závěsné dopravní zařízení povlečené tyčoviny je s výhodou podvěsný dopravník.

Na rozdíl od povlakované tyčoviny vyráběně podle stavu techniky, kterou prakticky nelze bez poškození plastového potahu respektive jeho prasknutí tvarovat, tedy zejména ohýbat, což je

5(i často nanejvýš žádoucí nebo dokonce nutné, lze povlakovanou tyčovími podle vynálezu libovolně ohýbat, aniž by došlo k poškození potahu, loje zajištěno bezpečným a trvanlivým přilnutím povlaku k povrchu jádrového drátu rosného materiálu, kterého je docíleno působením tepla akumulovaného v jádrovém profilu a vystupujícího zevnitř skrze vrstvu naneseného práškového plastu. Úspěšně lze také povlakovat nesymetrické. Členité nebo duté profily.

SS

-y

Je-li teplo aplikováno zevně vrstvy naneseného práškového plastu, jak je tomu u postupu podle známého stavu techniky, nelze trvalého a kvalitního přilnuti plastu ke kovovému jádru dosáhnout.

Způsobem povlakování podle vynálezu se dosahuje bez dalších technologických opatření daleko ' nižší četnosti dovolených poruch, tedy mikrotrhlin povlaku na jeden metr délky jádra.

Přehled obrázků na výkresech

Pro lepší pochopení podstaty bude nyní vynález objasněn za pomoci popisu několika příkladů konkrétních provedení, z nichž dvč řešení jsou schematicky znázorněna na připojených výkreii) šech, na kterých představuje:

obr. 1 - blokové schéma jedné technologické linky na realizaci způsobu podle vynálezu.

obr. 2 - blokové schéma alternativní technologické linky na realizaci způsobu podle vynálezu a obr. 3 jeden přiklad ohýbaného ocelového povlečeného armovacího prvku vytvořeného způsobem podle vynálezu.

Pop i s příkladů konkrétních proved e η í

Jak je dobře patrné /obrázku 1. sestává způsob povlakování nosného materiál respektive jádrového profilu E a to vždy v závislosti na druhu materiálu, jeho povrchovém stavu a konkrétním technologickém požadavku stanoveném předpisem, z jeho otryskání nebo pískování v otrys2o kávaeí sekci B, po kterém následuje odmaštění jádrového profilu 1 v odmašťovací sekci A a popřípadě také fosfátování ve fosfátovací sekci C. Poté se provede ohřev v ohřívací sekci D. například v indukční peci, infračervené peci. tunelové peci s nepřímým plynovým ohřevem, a následuje práškování v nanášeeí sekci E. které se provádí ve fluidní vaně, mechanickým, ručním nanášením prášku nebo nástřikem prášku pomocí injektoru. Povlečený jádrový profil [ se pak pro ochlazováni uloží na dopravník s chladicím systémem, ktetý tvoří chladicí sekci F a má regulovaný posuv a aplikuje se přirozené chladnutí, umělé ochlazování vzduchem popřípadě vodou, eož je dáno technologickým předpisem pro daný konkrétní výrobek.

Je-li požadováno ohnutí profilu E například podle obr. 3, provádí se ohýbáni v ohýbací sekci G to na ohýbačkách s upravenými čelistmi, aby při ohýbaní nedošlo k mechanickému poškození plastové vrstvy 2 povlaku.

Použitiin technologie povrchové ochrany podle vynálezu se dosáhne při použití běžných stavebních ocelí značného snížení stavebních nákladů při zachování dlouhodobé užitnosti železobetono55 výeh konstrukcí, jako při použití podstatně nákladnějších ziišlechtěnýeli ocelí.

Obrázek 2 znázorňuje jinou modifikaci způsobu povlakování podle vynálezu, při které se provádí pasivaec povlékaného povrchu, která spočívá v odmašťování, cementování nebo fosfátování povrchu nosného ocelového profilu E mezi pískováním a ohřevem.

Způsob popsaný výše v souvislosti s obrázkem 1 se aplikuje na armovací železo, které se v celé délce opískuje a následně se odmastí. Při náročnějších požadavcích na užitnost se navíc následně ošetří fosfátováním. Armovací železo prochází plynule trvalým indukčním ohřevem a následně se na něj pomocí injektoru nanáší prášek. Rychlost pohybu je přitom při daném příkonu indukční pece přímo úměrná průměru povlakovaného armovacího železa tak. aby jeho teplota na povrchu byla zhruba 200 °C. zatímco v jádře materiálu je vyšší. Injektory zajišťuji rovnoměrné nanesení prášku po celém obvodu armovacího železa. Požadovanou tloušťku ochranné vrstvy plastového povlaku zajišťuje nastavení intenzity dávkování, vyšší nahřáli a zpomaleny posuv povlakovaného profilu. Po průchodu armovacího železa ohřevem a následném nanesení prášku je materiál

5!) zachycen transportními háčky a na závěsném transportním zařízení vtažen do chladicího boxu. Zde se materiál postupně ochlazuje na teplotu okolí a odkládá se do zásobníku. V případě potřeby * J CZ 300302 B6 se povlečené armovací železo ohýbá podle armovacího plánu. To lze provést při výrobě, nebo na místě u odběratele, přičemž pracovní plochy strojní ohýbačky musí byt opatřeny teflonovou nebo obdobnou ochrannou vrstvou, aby nedošlo k mechanickému poškození plastového povlaku. Za takových okolností nedojde při ohýbání armovacího železa povlečeného způsobem podle vynálezu k odtržení povlakové vrstvy 2 od ocelového jádra.

Při výrobě kluzných kolíků a kotev pro plovoucí betonové díly dálničního tělesa sc surové železo dodávané v délkách 6 a 12 metrů dělí na požadovaný rozměr. Dělený materiál pak prochází odřezováním a odmašťovací lázní. Pak následuje ohřev na požadovanou teplotu, což je 240 °C, io přičemž doba ohřevu se liší podle druhu ohřevu, kdy například v elektrických pecích o příkonu

6.5 kW trvá ohřev při dávkách 600 kusů přibližně 8 hodin, než dojde k úplnému prohřátí materiálu v celé hmotě a teplota je stabilizovaná nejen na povrchu, ale i v jádru materiálu. Naproti tomu při indukčním ohřevu po jednom kusu je při jmenovitém příkonu cca 35 kW doba ohřevu přibližně 12 sekund. Na jednotlivé kusy se po stabilizaci teploty celé hmoty nanese valením i? v práškové směsi, čímž je zaručena rovnoměrnost nánosu po celé délce, potřebná vrstva a povlečené kusy se následné v technologických držácích zavěsí do stojanů, kde dojde v průběhu asi 5 minut k zatavení prášku do nosného materiálu a následně k roztavení až k povrchu do jednolitého hladkého povlaku o požadované tloušťce ochranné vrstvy 2 větší než 0,3 mm. Po vychladnutí a odstraněni technologických držáků se u jednotlivých kusů proměří tloušťka ochran2» né vrstvy 2 a nakonec se zabalí pro expedici. Takto vyrobené kluzné kolíky u kotvy mají vysokou odolnost proti kyselým dešťům a roztokům soli.

Technologický postup pro plastové povfakovani dutých profilů ý je lakový, že se jednotlivé prvky po opískování provedou odmašťovací lázní a v případě zvláštních požadavků na extrémní

2š použiti se na povrchu fosfátují. Poté se ohřívají bud' v plynových tunelových pecích, trubky do délky 3 metry a průměru 8 centimetrů, nebo v průběžné elektricko infračervené peci na teplotu 280 až 340 °C, podle délky prvku a tloušťky stěny prvku. Doba ohřevu je přibližně 5 minut na 1 m délky. Pak se prvek uchytí a zavěsí na rychlonaviják a následně spustí do fluidní vany. přičemž doba ponoření, je přímo úměrná požadavku na tloušťku povlakové vrstvy 2. Po stano?o vetié době, asi 2 až 5 sekund, se prvek vytáhne z fluidní vany a zavěsí se k vychladnutí. Proces zatavení prášku je obdobný jako výše popsané výroby prvků pro dálniční tělesa.

Měření tloušťky povlakové vrstvy 2 se provádí ve vrchní časti prvku, kde je tloušťka vždy menší, zatímco ve spodní části je vždy větší, což je u prvků vkládaných do země, jako jsou například

2.5 sloupy veřejného osvětlení, výhoda. Prvek je přitom opatřený povlakovou vrstvou 2 stejnoměrně na vnějším i vnitřním povrchu. Použitý plast má navíc velký ohmický odpor, takže se značně zvyšuje odolnost proti korozi způsobené bludnými proudy. Je samozřejmé, že ocelové prvky opatřené povlakem plastu odolávají velmi dobře korozi ze vzdušné vlhkosti nebo korozi vyvolané přímým stykem s kapalinami, či agresivnímu kyselému okolnímu prostředí, včetně psích exkre40 mentu. K tomu přispívá i vysoká odolnost ochranného povlaku proti mechanickému poškození, který navíc splňuje i náročné hygienické normy. Je vysoce odolný proti UV záření a nepodléhá vlivům slunečního záření, zachovává pružnost, barevnou stálost atd.

Výše popsané příklady konkrétních provedení nejsou omezující pro nárokovaný vynález a slouží

4' jen jako možné ilustrativní aplikace vynálezu.

Claims (8)

1. 50 PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Povlakovaná lyčovina sestávající z kovového jádrového profilu, zejména válcovaného ocelového drátu, na kterém je za působení tepla nanesená a přichycená vrstva plastu, vyzna55 čii jící se tím. že vrstva (2) termoplastu jc na jádrovém profilu (I) dokonale zatavená pro

   -4CZ 300302 B6 ohyb lyčoviny za studená a/nebo obrábění při zachováni přilnutí vrstvy (2) k jádrovému profilu (lí2. Povlakovaná tyčovina podle nároku E vyznačující se tím. že jádrový profil (1)

   5 je dutý a/nebo nepravidelného průřezu a povlak termoplastu je kopolymer polyetylénu.

   3. Způsob výroby povlakované lyčoviny. při kterém se nejprve povrchově upraví jádrový profil (1), zejména se zbaví rzi, od kuj í se na kovově čistý povrch a odmastí se. poté se za aplikace tepla z ohřátého jádrového profilu (1) vytvoří na jeho povrchu z. nanášeného práškového plastu jeho iu tavná povlaková vrstva (2) plaslu. načež se tyčovina ochladí, vyznačující se tím. že se kovový jádrový profil (1) ohřívá kontinuálně podle průřezu profilu (1) a požadované tloušťky povlakové vrstvy (2) na stanovenou teplotu, načež se ve vymezené axiální zóně profil (1) pokrývá na určeném povrchu práškovým termoplastem, zejména obalováním a/nebo oplachováním práškovým plastem unášeným pracovním plynem, který ulpívá na povrchu jádrového profilu (1). i? působením tepla akumulovaného v jádrovém profilu (1) se taví. slévá a připéká k povrchu jádrového profilu (1). načež se profil (I) povlečený termoplastickým kopolymerem polyetylénu ochlazuje .

   4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím. že se povrch ohřátého jádrového
2. 2i) profilu (1) oplachuje alespoň dvěma doplňujícími se proudy práškového plastu zasahujícími celý obvod jádrového profilu (I).
3. 5. Způsob podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že se před indukčním ohřevem jádrového profilu (I) provede jeho fosfátování.
4. 6. Způsob podle nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že se povlečená tyčovina ochlazuje za pohybu předem stanovenou rychlostí v okolním prostředí.
5. 7. Zařízení k výrobě povlakované tyčoviny a provádění způsobu podle předcházejících nároků,

   5o které má sekci povrchové úpravy (Λ. 13. C), ohřívací sekci (D) kovového jádrového profilu, nanášeeí sekci (E) práškového plastu a chladicí sekci (E). vyznačující se tím. že jediná ohřívací sekce (D) jádrového drátu respektive profilu (I ) je předřazená nanášeeí sekci (E) tvořené vanou práškového plastu a/nebo injektorovým zařízením práškového plastu, za kterým jc uspořádané závěsné dopravní zařízení povlečené tyčoviny s regulovatelným pohonem, které tvoří

   55 chladicí sekci (F).
6. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačuj í c í se tím, že injektorové zařízení je tvořené tvarovou smyčkou dutého profilu opatřeného na svém vnitřním povrchu přivráceném povlékanétnu jádrovému profilu (I) alespoň dvěma tryskami a také přívodem práškového plastu a iu hnacího plynného média.
7. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že pn, rovnoměrné nanášení práškového plastu na členitý i nesymetrický povrch jádrového profilu (1)jsou trysky s měnitelným světlým průřezem prostorově, s výhodou kloubově stavitelné a fixovatelné v nastavené

   45 poloze.
8. 10. Zařízeni podle nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že závěsné dopravní zařízení chladicí sekce (E) povlečené tyčoviny je s výhodou podvěsný dopravník.

   5ii 11, Zařízení podle nároků 7 až 10, vyznačující sc tím. že ohřívací sekce (D) je tvořená induktorem, plynovou peci s nepřímým ohřevem nebo inlrapccí.