CZ9802001A3 - Betonové kompozice, vyztužené kovovými páskami a způsob jejich výroby - Google Patents
Betonové kompozice, vyztužené kovovými páskami a způsob jejich výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ9802001A3 CZ9802001A3 CZ982001A CZ200198A CZ9802001A3 CZ 9802001 A3 CZ9802001 A3 CZ 9802001A3 CZ 982001 A CZ982001 A CZ 982001A CZ 200198 A CZ200198 A CZ 200198A CZ 9802001 A3 CZ9802001 A3 CZ 9802001A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- concrete composition
- metal strips
- composition according
- strips
- particles
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920000580 poly(melamine) Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 3
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims 2
- -1 metakaolins Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 abstract 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 28
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 21
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N Ibuprofen Chemical compound CC(C)CC1=CC=C(C(C)C(O)=O)C=C1 HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100078144 Mus musculus Msrb1 gene Proteins 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000012905 Brassica oleracea var viridis Nutrition 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- KQAOIKIZSJJTII-UHFFFAOYSA-N p-mercuribenzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=C([Hg])C=C1 KQAOIKIZSJJTII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
- E04C5/012—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Vynález se týká betonových kompozic, vyztužených kovovými vlákny ve formě proužků či pásků; vyznačují se zlepšenými vlastnostmi z hlediska trvanlivosti a mechanického chování, zvláště pak z hlediska odporu proti stlačování a ohybu, jakož i tváření; rovněž se vynález týká předmětů, vyrobených z takových betonů.
Dosavadní stav techniky
Tradiční betony se připravují obvyklým způsobem za použití těchto výchozích složek: cement, granulované částice či granuláty, obsahující písek (velikost částeček pod 5 mm)a možno i případně štěrk s velikostí částeček mezi 5 až 30 mm, dále nak je nutná voda. Již řadu let je zde snaha nalézt nové betonové kompozice ve snaze zlepšit jejich vlastnosti, zvláště se zřetelem na mechanický odpor a ohyb.
Nejvýznamnějšího zlepšení se dosáhlo zvláště zmenšením poměru vody k cementu s přidáním jemných částeček s pucolánovou reakcí, jakož i částeček kovových.
Takového radikálního snížení přidávané vody lze v podstatě dosáhnout přidáváním činidla, označovaného jako superplastifikátor do betonové kompozice. Takový superplastifikátor je ve skutečnosti účinným činidlem při dispergování jemných částeček do betonu, což umožňuje připravit betony s předepsanou konzistenci, ale za použití minimálního množství vody, nutné k rozmíchání, které se současně vyznačují odporem proti stlačování řádově 150 MPa.
Pokud se obecně týká kovové náplně, pak použití takové složky dovoluje modifikovat vlastnosti betonů a zvláště pak zvýšit - podle povahy a v důsledku částeček, představujících náplň - jejich odolnost při stlačování, v ohybu a/nebo jejich odporové vlastnosti po popraskání. Tyto kovové doplňky se mohou skládat zvláště z kovových vláken různých rozměrů a přímí• · • · · · • · · ·
-2chávaných v proměnlivých podílech.
Každopádně však , i když tyto kompozice z hlediska mechanického odporu, zvláště pak rezistence proti stlačování, což dosahuje hodnoty asi 2Ό0 MPa, vyhovují, nejsou tyto kompozice zcela uspokojující.; z hlediska trvanlivosti za veliké škály podmínek, jimž jsou vystaveny. Odtud dlouhé trvání všech snah a publikací při hledání zajištění dostatečné stálosti a/nebo nekorozivění během času. Složky, určené pro skladování radioaktivních odpadů a odpovídající zásobníky jsou názorným příkladem. V tomto specifickém případě je nevyhnutelně nutné zajistit trvanlivost a stálost betonu pro dobu nejméně 300 let.
V důsledku toho se jeví dnes potřeba nových betonových kompozic a jejich složek, které by kromě důležité mechanické stálosti se vyznačovaly dostatečnou odolností proti korozi, v
což by zajištovalo uchování jejich vlastností a výhledů.
Pro vyhovění společně těmto dvěma nárokům je prvým přístupem k řešení problému přidání dostatečného množství kovové náplně, neoxidovatelné, do takových betonů. Neoxidovatelnost je právě vlastností, jež má zaručit trvanlivost produktu z hlediska času a tato zvýšená koncentrcjae současně zajištuje dostatečnou mechanickou odolnost.
Každopádně je známo, že přidáním kovových vláken, jak jsou k mání běžně na trhu v koncentraci hmotově kolem 3% je spojeno s obtížemi. Tyto nejsnáze začínají při postupu míchání a trvají při pokládání kompozic do forem, což nelze provádět za uspokojujících podmínek nebo to vede k nedostatkům vyrobených částí.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je návrh na novou kompozici betonu, jež by vyhovovala právě uvedeným podmínkám, přičemž by jsjí příprava nebyla spojena s obtížemi.
Přesněji řečeno je předmětem tohoto vynalezli betonová kompozice, vyztužená kovovými vlákny amorfní struktury, obsahující nejméně jeden cement, granulované částice, ultrajemné • ·
» · · · • · · · 4 • · « • · · ·
-3částečky, vodu a dispergující Činidlo, vyznačující se tím, že obsahuje z hlediska kovových vláken nejméně 4 až 40%(hmotn) kovových proužků, složených z kovové slitiny na podkladu železa, fosforu, uhlíku, křemíku a chrómu.
Zcela neočekávaně jsme nyní nalezli, že je možné připravit betonovou kompozici s velkou koncentrací kovových vláken, pokud se zvolí přesně specifikovaná kovová vlákna.
Podle tohoto vynálezu jsou kovovými vlákny ve skutečnosti proužky kovu amorfní struktury, jejichž délka se pohybuje v rozmezí od 1 do 45 mm, šíře odpovídá asi 0,1 až 2 mm a tlouštka je mezi 15 až 30 pm.
Tyto kovové proužky, uvažované ve smyslu tohoto vynálezu, mají svou prvou výhodu v tom, že se připravují z amorfní kovové slitiny. Jsou tedy založeny na slitině železa, fosforu, uhlíku, křemíku a chrómu. Získávají se kalením kapalného kovu na rotačce o vysoké rychlosti, pak se tyto proužky prudce ochladí, řádově milion stupňů za sekundu, což vyústí v získání kovu v amorfním stavu, tedy nikoli krystalickém. Tyto kovové proužky jsou zvláště připravovány postupem, který je podrobněji popsán v patentové přihlášce FR 2 500 851 z 27.02.1981. z hlediska podrobností lze odkázat na popisnou část toholo spisu.
Podstatou kompozic kovových proužků ze směsi železa a chrómu a jejich amorfní strukturou je zajištěna s výhodou jejich neoxidovatelnogit v závislosti na čase, navzdory velmi agresivnímu okolí, jako je tomu například prostředí solí (chloridů a síranů) a kyselin. Tato neoxidovatelnost je zárukou dokonalé stálosti těfchto kompozic betonu, které kovové částečky obsahují, po dobu velmi dlouhých časů.
Přesněji řečeno jsou kovové proužky, zahrnuté do podkladů tohoto vynálezu, amorfní směsí, kterou lze vyjádřit vzorcem (Fe, Cr)80 (P’ Si)20.
Jako příklad kovových proužků, s výhodou použitelných ve smyslu tohoto vynálezu, fcze uvést zvláště kovové proužky, vyráběná společností Seva pod označením Fibraflex.
•· ···· ·· · • · · · · · • · · · · I • · · · · · « ···· ·· ·· · ·
-4—
Druhá výhoda těchto kovových proužků je spojena přímo s jejich tvarem. V důsledku zcela zvláštního tvaru jsou tyto proužky velmi ohebné, což je velmi vhodné pro jejich přidávání v koncentracích zřetelně vyšších, než jak je to' obvyklé.
Navíc je možno použít při postupu dle tohoto vynálezu směsi kovových proužků lišících se délkou, šířkou a/nebo tlouštkou z hlediska jejich rozměrů, nebo jinak řečeno odpovídajících nárokovaným charakteristikám.
Přesněji řečeno je nejvyšší koncentrace proužků, které lze vnést do betonu, svázána s jejich rozmary, nebo v případě směsi proužků různých s distribucí jejich rozměrů.
Jako příklad lze uvést možnost přípravy kompozice dle tohoto vynálezu s koncentrací asi 18% (hmotn) proužků rozměrů 5 mm na 1 mm na 24 jim, což není možné mícháním s proužky délky 30 mm.
Podle jednoho provedení postupu dle tohoto vynálezu mají kovové proužky, přidávané do betonu, délku 10 až 30 mm, šířku 1 až 1,6 mm a tlouštku 25 až 30 um, výhodněji pak délku řádově 15 až 20 mm, šířku řádově kolem milimetru a tlouštku řádově 26 jum. V takovém případě je možná příprava kompozice s hmotnostním obsahem ax do 8,5% takových proužků.
Jinsk posuzuje-li se jako výhodné provedení přidávání vláken ve velké koncentraci, pak jsou výhodnými proužky velmi krátké a málo silné, zvláště pak výhodnou je směs proužků, jejichž délka se pohybuje mezi asi 1 až 20 mm, šířka mezi 0,1 až 0,5 mm a tlouštka mezi 15 až 30 um. Jako příklad lze uvést možnost přípravy kompozice dle tohoto vynálezu, obsahující koncentraci kolem 35% (hmotn) takových proužků.
Zcela neočekávaně v případě proužků téže délky, tedy asi 20 mm, ale s různými šířkami, lze pozorovat mechanické kvality odpovídajícího betonu těm, které jsou možné při použití proužlů mnohem kratších. V důsledku toho pro stanovenou koncentraci lze pokládat za výhodné použití kovových proužků úzkých.
• ·
-5• · · · • · · · · · • · · · · · · • · · · · · · .·· ···· ··
♦..........
Kovové proužky dle tohoto vynálezu mají kromě toho specifický povrch mezi asi 9 až 19 m /kg, s výhodou mezi 9 až 11 m2/kg.
Je třeba z toho odvodit, že tento specifický povrch je funkcí rozměrů zvolených kovových proužků (délka, šířka a tlouštka).
Formou proužků se zde míní forms v podstatě rovnoběžného uspořádání s tlouštkou mírně převyšující šířku, kterážto je mírně vyšší než tlouštka (vzájemné vztahy délka/šířka a šířka/tlouštka jsou obecně vzato vyšší než 3). Podle výhodného provedení dle tohoto vynálezu $e pohybuje poměr šířky k tlouštce kovových proužků mezi 30 ag 70.
Kromě kovové náplně, jak je to zde výše popisováno, obsahují kompozice dle tohoto vynálezu v podstatě cement, granulované částice, ultrajemné částečky, disperzační činidlo, případně další adjuventia a vodu.
Jako cement se používá portlsndský cement typu CPA PMBS, HP, HPR nebo HTS (s výsokým obsahem oxidů křemičitých),nebo případně typu GLC (cement se struskou a popílkem).
Cement je s výhodou obsažen v kompozici v množství 30 až 60% (hmotn). Granulovanými částicemi jsou písky přirozené nebo umělé s granulometrií pod 3 mm.; aby se omezilo množství potřebné vody a/nebo nutné hnětení kompozice, používají se s výhodou písky drcené a seté.
Obzvláště se s výhodou používá přírodní křemičitý písek s obsahem s výhodou kolem 95% oxidu křemičitého, s granulometrií s výhodou v rozsahu 100 až 400 pm. Písek je obvykle obsažený v nárokovaných kompozicích s úmyslem doplnit je, a představuje zvláště hmotnostně 15 až 50%.
Ultrajemnými částicemi jsou částečky o průměru pod 1 (um, které splňují nejméně jeden z dále uvedených úkolů:
doplnění prázdných intergranulárních prostorů, které vznikly po přidání částeček větších meko granulovaných částeček většího průměru. Takto je možno zvýšit kompaktnost • · • · · · · · ···· • · · ···· · ··· • ··· ·· · · · · · · · ··· · · · · · · · ···· ·· ·· ·· · · · · _6pevné vrstvy, existenci hydraulických nebo puzolánových reakcí, ovlivnit začátek a homogenizování reakce, lze se tak vyvarovat například vzniku velkých krystalů křídy, které by představovaly nesnáze při požadovaných provedeních,
Ultra jemnými částicemi mohou být a ίο zvláště bud částice s puzolanovými reakcemi, jako je amorfní oxid křemičitý z páleného oxidu, ultrajemné částečky křemene, metakaoliny, létavé popílky, jako jsou jim^ produkty hydraulických reakcí, jako jsou hyperdrcené strusky.
Tyto ultrajemné částečky jsou obvykle použity a přítomné v kompozici v podílu 5 až 15% (hmotn).
Pokud se použije pálený oxid křemičitý při provádění postupu dle tohoto vynálezu, pak je to obvykle produkt z obvyklého průmyslového zpracování křemíku nebo zirkonu.
Podíl v kompozici se pohybuje obvykle v rozmezí 5 a ž 15% (hmotn). Podíl vody představuje hmotnostně 6 až 12%.
rokud se disperzačního činidla týká, je to obvykle superplastifikátor ze skupiny, kterou tvoří naftalen, melamin, polyakryláty nebo jiné superplastifikátory betonu. Podle výhodného provedení ze zřetele tohoto vynálezu bývává to polymer ze skupiny polymelaminů a zvláště pak Chrysosuperplast thp, výrobek společnosti Chryso. s výhodou se použije v množství nejméně 0,5 až 3% (hmotn), přepočteno na nárokovanou kompozici. Podle výhodného provedení činí poměr vody k cementu mezi 0,18 až 0,25.
Výše popsané složky typu vláken se volí obecně, jak je to výše popsáno, čítaje v to i jejich použitý poměr, aby se tak dosáhlo tvorby betonu s kompaktností a odporem pokud možno maximálními, případně po dozrání, sušení a/nebo jiných odpovídajících tepelných úpravách.
Je známo, že dosud je možno připravit materiály bez vláken s odporem proti stlačení kolem 200 MPa, obecněji řečeno mezi 150 až 350 MPa.
• · · · • ·
-7Pokud se vyjďe z kompozice, vedoucí k takovému matev riálu, získá se za současného použití kovových proužků v podílech podle tohoto vynálezu odpovídající kompozice,, jež vede po zpracování použitím postupu v podstatě identického s přípravou betonu bez vláken k betonu v podstatě totožnému jako tomu bylo v betonu bez vláken, s odporem proti stlačení v podstatě totožným s vlastnostmi betonu bez vláken, ale s přínosem zlepšeného ohybu a tím i k větší závislosti z hlediska trvanlivosti s přihlédnutím k času.
Zlepšení chování se při ohybu spočívá ve zvýšení odolnosti proti praskání. Kapacita odporu . proti praskání je spojena právě s kovovými proužky v kompozici s tím, že beton bez vláken představuje zranitelné uspořádání.
Z hlediska kompozice pro výhodný beton dle tohoto vynálezu lze zvláště hodnotit složení, obsahující v hmqdjnostních %:
granulované částice doplněk na 100% ultrajemné částice 5-15% cement 30-60% disperzní činidlo (za sucha) 0,5-3% kovové proužky 4-40% voda 6-12%
Za zvláště výhodné kompozice pro beton lze pokládat ty, jež obsahují v hmotnostních %:
křeménný písek 28,6% poletavý oxid křemičitý 12,7% portlandský cement 41,2% disperzní činidlo na podkladu polymelaninu 1,0% kovové proužky (délka 5 až 15 mm, šířka řááově 1 mm a tlouštks mezi 15 až 26 jim) 8,5% voda 8,0%
Předmětem tohoto vynálezu je také způsob přípravy nárokovaných kompozic.
Přesněji řečeno, jde o postup, vyznačující se tím, že • · v prvém stupni postupu se smíchají v hnětacím zařízení v
granulované částice, cement, ultrajemné částečky, bud veškerý podíl, nebo potřebná část disperzačního činidla a buSd veškerý podíl vody, nebo část, právě aby se získala homogenní směs, ve druhém případném stupni se přidá veškerý podíl zbývajícího disperzačního činidla a vody a vše se míchá až do získání homogenní směsi, těstovité či kapalné, ve třetím stupni se postupně přidává do předchozí směv si, s výhodou za stálého míchání, uvažovaná kovová nápln a případně ještě zbytky disperzního činidla či vody a pokračuje se v míchání, s výhodou za velké rychlosti, až se získá homogenní směs a přípravek, resp.kompozice se vyjme.
Jako příklad lze realizovat přípravu kompozice dle tohoto vynálezu použitím tohoto postupu:
v prvém stupni se smíchají za míchání s malou rychlostí granulované částice, cement, ultrajemné částečky, asi třetina potřebného množství disperzačního činidla, veškerý podíl vody, a v míchání se pokračuje až do vzniku homogenní směsi, ve druhém stupni se přidá veškerý zbylý podíl disperzačního činidla a směs se míchá, až se získá hmogenní hmota kohzistence pasty či kapalná, v posledním stupni se do náplně přidává kovová složka a případně zbytek disperzního činidla a v míchání se pokračuje za vysoké rychlosti až do vzniku homogenní směsi.
Každý z postupů se provádí za míchání za malá či velké rychlosti, přičemž amplitudou velké rychlosti se míní asi dvojnásobek téže vlastností pomalé rychlosti.
Podle zvláště výhodného provedení se postup uskutečňuje použitím míchacího zařízení typu Rayneri s rovnoměrým pohybem, který je vybaven elektronickým regulátorem použité rychlosti. Má výhodu v tom smyslu, že lze měnit rychlost až do získání v podstatě konstantní hodnoty. Malá rychlost či velká rychlost, jak jsou zde již dříve uvedeny, odpovídají v tomto smyslu rychlosti konstantní.
• ·
-9Přesněji řečeno odpovídá nízká rychlost orbitální rotaci kolem 30 otáček za minutu a vhodná rotace směsi se rovná asi 100 otáček za minutu; jak to bylo zde již uvedeno dříve, vysoká rychlost je asi dvojnásobkem rychlosti pomalé.
Každý z postupů míchání se provádí tak, že se získá homogenní hmota a v poslední fázi pak betonové uspořádání, vyhovující použitým kovovým proužkům.
Podle jedné varianty postupu se homogenizování pro^á^ s výhodou přidáním granulovaných částic ještě před cementem a poté, co bylo dosaženo předmísení ultrajemných částeček;, přidá se voda a případně část, či veškerý podíl disperzního činidla. Tento postup se vyvarovává nebo omezuje případnou tvorbu vrstev, zůstávajících na lopatkách míchadla nebo na jeho stěnách.
Na konci postupu se kompozice umísti do případných forem, kde dojde ke tvorbě betonu. Vytvrzení betonu proběhne za teploty obvyklé, nebo klasickým způsobem sušením. Po tomto prvém postupu sušení se vytvrzené kusy vyjmou z forem a zpracují se ještě jednou, či nikoli po druhé způsobem, který záleží v uchovávání kousků v pícce , za teploty mezi 90° C až 250° C, a to po dobu, jež kolísu, mezi 24 až 72 hodinami.
Kompozice z betonu dle tohoto by nálezu se jeví být zvláště výhodnými z hlediska jejich velkého mechanického odporu a jejich neoxidovatelnosti. Z hlediska jejich velké trvanlivosti se mohou použít při konstrukcích kontejnerů, určených zvláště, nebo podmíněi^ě ke skladování radioaktivních či chemických odpadů. Jejich neoxidovatelnost v důsledku obsahu kovových částic vylučuje příčinu degradování po dobu použití v materiálech, jež tyto látky obalují. Tento neoxidovatelný charakter kovových náplní a přídavků vyhovuje současně i estetickým požadavkům. Na povrchu koncového výrobku se nemůže objevit žádné vyboulení.
-10• · ···· ·· ·· · » ·· · ··· · · · · • · · · ··· · ··· • · · · ·· ·· ··· · · • · · ···· ··· ···· ·· ·· ·» ·· .··
Dále pak s přihlédnutím ke kovové náplni, vyhovuje nárokovaná kompozice mechanickým nárokům, jež lze označit z hlediska zčinnosti za maximální. Materiál s tímto složením se vyznačuje houževnatosti nebo tažností, jež je dána jejich schopností vyhovovat úkolům, pro který je určen, přičemž kovové proužky zajištují přenos zatížení vlastním předmětem.
Složený materiál tedy představuje nejen rezistenci v ohybu podstatně zvýšenou ve srovnání s odpovídajícím materiálem bez proužků či vláken, ale tato rezistence je řádově vyšší, než by to odpovídalo limitě proporcionality, nebo kdy je cementová matrice poškozena nebo nalomena či praskláo
Navíc deformace maxima zatížení při ohybu je zřetelně vyšší ve srovnání s deformací na hranici proporcionality, což rovněž svědčí pro charakter zesílení chování se při ohybu.
Toto chování se je spojeno s možností násobného prasknutí pod namáháním, což překračuje limitní hodnotu proporcionality, což znamená, že poškození spojené s deformací se rozdělí na celou řadu prasklin málo rozptýlených a málo rozevřených místo toho, aby vše bylo soustředěno do jedné, velmi otevřené praskliny. Takže ačkoliv prasklinky mohou být otevřené, je možnost vniknutí agresivních činidel těmito prasklinami omezená, poškození betonu jakoukoli příčinou, například úderem nebo variací změněných rozměrů, vystaví právě uvedené kovové proužky účinkům těchto činidel. Iíekorodovatelný charakter těchto proužků je tedy spojen s výhodou se zřetelem na trvanlivost celkového kusu.
Navzdory snadnosti přípravy a odlévání tějchto kompozic za použití vláken spojených do proužků ukazují výsledky, jak jsou prezentovány v příkladu 2 zvláště, že nebyla pozorována ztráta pevnosti při stlačení při srovnávání kompozice dle tohoto vynálezu s kompozicí nezesílenou proužky. Ve skutečnosti je známo, že zcela obecně zpracovatelnost cementové kompozice s vlákny klesá, jakmile se dávkování zvětšuje více než dosud, jakmile se délka vláken zvětšuje nebo dokonce se zvětšuje geometrické uspořádání. Toto snížení opracovatel-
-11• * • · * • · · · · • · · · • * * ·· ·♦ /
nosti je doprovázeno snažením kompaktnosti směsi, což se projeví ztrátou odporu při stlačování tvrzené kompozice,
V případě nárokovaných kompozic zůstává směs ve stavu snadném pro umístění do forem, použijí-li se proužky délky nejvýše do 15 mm.
Tento vynález se rovněž týká předmětů, získaných z betonu tvrzením kompozice, jak byla definována dle tohoto vynálezu.
Betonové kompozice, jak byly nárokovány, jsou zvláště vhodné pro konstrukční prvky, jako jsou panely obkladu,, zákla dy staveb, různé konstrukční předměty, u nichž se předpokládá odolnost při nárazu, různé desky nebo stropní desky, trámce nosníky, součásti různých pažení, předpracovaných kanálků, zásobníků, kontejnerů, kanalizací a desek či tenčích obalů, tedy totiž předmětů plochých nebo se zakřivením, jejichž tlouštka jest- slabší ve srovnání s tlouštkou předmětů, které by bylo možno vyrobit z cementových materiálů klasických (jako je armovaný beton). Lze rovněž připravit tak předměty, jejichž tlouštka se vyjádří v blízkosti centimetru.
Soubor těchto konstrukčních prváků projevuje s výhodou mechanickou odolnost a tvárlivost mnohonásobně optimalizovatelnou, zlepšený odpor při úderu a vynikající stálost během dlouhé doby. Dále pak lze sem zahrnout možnou náhradu prvků, obsahujících kovové armatury, které mq^ly být chráněny před korosí nanesenou vrstvou betonu. Amorfní proužky Či vlákna takovou ochranu nepotřebují.
Vynález je dále doložen na vyobr.l a dalšími příklady, které jeho rozsah nijak neomezují.
Na vyobr.l jsou průměrné křivky chování se kompozic dle tohoto vynálezu ve funkci vynaložené střední síly, vynaložené přímo nebo přenosem.
-12dl ·
Materiály a postupy
1. Materiály
Použitým cementem je portlandský cement CPA HTS (produkce LAFARGB).
Lehký oxid křemičitý je produktem výrobce Anglefort (prodejce CONDENSIL), nebo produkt výrobce SEPR.
Disperzní činidlo je Chrysosuperplast THP; výrobek firmy Chryso. Je to polymer ze skupiny polymelaminů.
Kovové proužky jsou proužky FIBRAFLEX, výrobce Seva, Jejich složení odpovídá vzorce (Fe, Cr)qq(P,C,Sí)2q.
2, Postupy
Testy ohybu a stlgčení za použití prismatických vzorců 4 na 4 na 16 cm.
Tyto testy byly provedeny podle předepsané normy evropské HF EN 196-1 Méthodes d 'essais des ciments, Partie 1: détermination des résistances mécaniques”.
Test ohybu za použití ohybové síly
Testy bjly provedeny za pouiití vzorků rozměrů 350 mm na 80 mm na 10 mm za pomoci montáže ohybu ve 4 místech, pásmo dotyku 300 mm s možností vyvolat maximální konstantní moment v centrálním pásmu délky 100 mm. Testy byly provedeny na vřetenovém lisu s konstantní rychlostí traversního prohnutí 2 mm/min.
Chování se vzorku při násilném prohnutí bylo zjištěno po numerickém vyhodnocení vynaložené síly během testu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Přípravy kompozice z betonu, zesílené či nikoli kovovými proužky a stanovení odpovídajících mechanických odolností.
Připraví se 4 koiňozice z betonu, jedna z nich jako srovnávací bez kovových vláken, 3 další kompozice, zesílené dle tohoto vynálezu.
Kovové proužky, jak byly přidány do těchto kompozic, jsou proužky FUBRAFLEX, charakteristické údaje jsou v' následující tabulce 1.
• · · ·
-li• · · · · · • · · · • · · . ··· ·· ·· ···♦ • » · ···· ··
| Tabulka | I | |||
| délka v mm, | L | Proužky 1 5 | Proužky 2 5 | Proužky 3 15 |
| šířka v mm | d | 1 | 0,9 | 1 |
| tlouštka v | um e | 24 | 15 | 26 |
| Poměr L/d | 28,6 | 38,1 | 82,4 | |
| Poměr L/e | 208,3 | 333,3 | 577 | |
| Specifický m/kg | povrch | 11,7 | 18,6 | 10,8 |
| počet na 1 | kg | 1 150 000 | 2 000 000 | 355 000 |
| Vysvětlivky | : L | znamená délku | proužku |
či Z77amená ekvivalentní průměr, tedy průměr odpovídající válcovité nitě s týmž průřezem e znamená tlouštku
V následující tabulce II jsou uváděna složení kompozic
Tabulka Kompozice 1 srovnávací % (hmotn )
Písek 32,8 proužky 0 cement 50 oxid křemičitý Anglefort 6,2 voda 10 disperzní činidlo 1 (přepočt.na sušinu)
II
Kompozice 2, 3 a 4 zesílené % (hmotn)
28,3
8,5
5,8
9,4
Směsi růzmých složek byly míchány za použití míchačky RAYNERI s lopatkami, vybavené regulováním rychlosti, a to elektronickým zařízením. Rychlost se mění sledováním její hodnoty, až se dosáhne v podstatě hodnoty konstantní. Malá rychlost a velká rychlost, jak jsou zde uvedeny, odppvídají hodnotě rychlosti konstantní. Malá rychlost odpovídá orbitální rotaci
ΒΒΒΒ
Β Β
Β · • Β • ·
Β
-14zhruba 30 otáček za minutu, vhodnou rychlostí je asi 100 otáček za minutu0 Velká rychlost je přibližně dvojnásobkem rychlosti malé.
Přesněji řečeno, smíchají se veškeré podíly suché s výjimkou kovových proužků a vše se promíchává 3 minuty za malé rychlosti. Přidá se asi třetina disperzního činidla a veškerý podíl nutné vody a v míchání za pomalé rychlosti se pokračuje další 3 minuty. Po přidání zbývajících dvou třetin disperzního činidla se pokračuje v míchání a to 3 minuty za pomalé rychlosti a 3 minuty za velké rychlosti.
Dále se přidá rozhodující složka, totiž kovová vlákna a to postupuje za míchání velkou rychlostí, aniž se míchání zastaví až do doby^, kdy se získá homogenní těstovitá hmota.
Výroba vzorků
Získaná směs se vlije do normalizovaných forem pro tvarování hranolů rozměrů 4 na 4 na 16 cm. Pormičky se potřásají na vibrující desce po minutu a 30 sekund, potom se přenesou da další desku za vyvarování se vysušení. To až do vyjmutí z formičky dalšího dne. Hranoly velikosti 4 na 4 na 16 cm jsou potom zabaleny do plastického obalu a ponechány v pracovně až do zjištění jejich vlastností.
Rezistence mechanická vytvrzených kompozic.
v
Každý ze vzorků, odpovídajících bud kompozici srovnávací nebo kompozici s kovovými proužky (viz tabulka I) je testován na odpovídající rezistence při stlačení a v ohybu, a to 28 dní po jejich přípravě.
Získané výsledky jsou shrnuty v tabulce III.
Tabulka III
Srovnávací kompozice (bez zesílení)
Proužky 1 Proužky 2 pří kl. 1.2 1.3
Proužky 3
Komprese (MPa) 127 Ohyb (MPa) 15,2
132 138
19,4 28,2
1.4 & 36,7
Z tohoto příkladu lze odvodit, že amorfní proužky délky • · • · • · · · • · · ·
-155 φΐη (příklady 1.2 a 1.3) přinášejí ssebou pozoruhodné Xesílení v ohybu ve srovnání se vzorkem bez vláken^Toto zesílené odolnosti v ohybu je ještě více patrné z příkladu 1.3 (rezistence větší o 45%), kde povrchová plocha proužků je zvýšena , jakož i počet vláken či proužků na jednotku hmoty.
Pokud se dále porovnávají příklady 1.2 a 1.4 lze konstatovat, že v případě proužků 5 mm a 15 mm, které představují mezi sebou blízké specifiké povrchy, delší kovové proužky vedou ke zvýšené rezistenci v ohybu.
Rezistence v ohybu, dosažená v důsledku přidání 8,5% (hmotn) kovových vláken 15 mm je vyšší než dvojnásobek rezistence v ohybu hranolků srovnávacích, tedy bez kovových proužků (koeficient 2.4).
Ze srovnávání rezistence v stlačení lze konstatovat, že rozdíly 2 na 2 jsou nižší než 10%. Zvláště pak rezistence při stlačení kompozice s proužky delšími (příklad 1.4) se v podstatě neliší od komprese materiálu bez kovových proužků. To znamená, že přidání proužkůaa zvláště pak dlouhých (15 mm) nevyvolá degradaci materiálu, založeného na cementu, jak se toho bylo možno a priori obávat. Ve skutečnosti je známo, že zcela obecně manipulovatelnost cementové kompozice s vlákny se snižuje, jakmile se dávkování vláken zvýší, nebo protože za stejného dávkování se délka vláken zvětšuje nebo dokonce zvětšuje geometrické protažení. Toto snížení manipulovatelnosti je doprovázeno snížením kompaktnosti směsi, což se projeví ztrátou rezistence při stlačení vytvrzené kompozice. V případě nárokovaných kompozic s kovovými proužky zůstává čerstvá směs ve stavu vhodném k umístění ve tvarovacích formách i za použití vláken délky 15 mm. Jednou z nesnází při umístování na vhodné místo za použití běžného dusání (zde se to rovná vibraci na vibrující desge) bylo vždy uvádění defektů, dutin, poréznosti (ve vztahu ke kompozici referenční, tedy srovnávací, bez vláken), což pak
-l6vede ke snížení rezistence při stlačení, a to v našem případě pozorováno nebylo.
Příklad 2 příprava zesíleného a vyztuženého betonu použitím 8,5% (hmotn) vláken 2 s jejich tepelnou úpravou
Testovaná kompozice obsahuje v % (hmotn)
| Písek | 28,6 |
| cement | 41,2 |
| oxid křemičitý bílý SBPR | 12,7 |
| voda (celkem) | 8 |
| superplastifikátor (sušina) | 1 |
| kovová vlákna či proužky | 8,5 |
| poměr voda/cement = 0,195 |
Kompozice se připraví takto:
Smíchá se nejdříve oxid křemičitý s vodou a asi třetinou superplastifikátoru, potom se přidá jbíseg, dále cement a část zbylého superplastifikátoru za míchání pomalou rychlosti 1 až 2 minuty. Potom se přidají proužky a zbytek superplastifikátoru a vše se míchá vysokou rychlosti až do homogenizace.
Vytvarují se 3 vzorky 4 na 4 na 16 cm a uchovají se až do vyjmutí vzorků za 24 hodin, jako v příkladu 1.
Po vyjmutí z formiček se vzorky umístí do sušárny za teploty kolem 100° C na 60 hodin a po vyjmutí ze sušárny se ponechají za teploty místnosti. Mechanické testy se provedou jako v příkladu 1 po vychlazení vzorků.
Výsledky jsou uvedeny v další tabulce IV. Tabulka IV
Po úpravě
Rezistence v stlačení (MPa) 205 rezistence v ohybu (MPa) 35,5 • · • ·
-17Lze odvodit z tohoto příkladu, že použijí-li se tytéž proužky 2, jako v příkladu 1.3, pak se výsledky z hlediska stlačení a ohybu mírně zvýší ve srovnání s příkladem l03.
To dokazuje, že použití kovových proužků umožňuje dosažení rezistencí v ohybu velmi zvýšených, i když se použije matrice s rezistencí při stlačení velmi zvýšenou.
V takovémto případě rezistence při stlačení bylo dosaženo i po určité tepelné úpravě.
Způsob získávání cementového podkladu s velmi zvýšenou rezistencí při stlačování se může lišit od tohoto postupu. Z předchozích příkladů lze odvodit myšlénku, že použití amorfních pásků vede tedy ke kompozicím s rezistencí při stlačování obdobnou, ale s rezistencí v ohybu, nebo obecněji řečeno v uspořádání vyhovujícím ohybu.
Příklad 3
Příprava betonu, zesíleného asi z 35% (hmotn) (15% obj) částečkami ve formě proužků s tepelnou úpravou
Testovaná formulace má toto složení % hmotn.
Písek 13,4 cement 33,9 oxid křemičitý SBPR 10,5 voda celkem 6,6 superplastifikátor (sušina) 0,8 ikovové proužky 34,8 poměr vods/cement » 0,195
Uvažované proužky v tomto případě prodlouženými částečkami, jejichž rozměry vsázce. Jde o proužky', jejichž šířka může bilní, dokonce u jedné totožné částečky. Délka částeček je mezi 1 až 20 mm, šířka mezi 0,1 a 0,3 mm, tlouštka mezi 15 a 30 um.
jsou amorfními kolísají i v jedné být rovněž varia-18Připraví se směs obsahující 35% (hmotn) takových proužků, a to dle postupu z příkladu 2 se zachováváním poměru voda/cement 0,195 u testované hmoty.
Vylijí se 3 hranolky 4 na 4 na 16 cm, po vytvrzování 24 hodin jsou válečky vloženy do pícky o teplotě 180° C na 48 hodin. Po této době a po ochlazení jsou hranolky testovány na ohyb a stlačení.
Výsledky jsou v další tabulce V Tabulka V
Po úpravě
Rezistence při stlačení (MPa) 285
Rezistence v ohybu (MPaJfc 31,7
Vytvrzená kompozice s důležitou koncentrací této afeé kategorie proužků se rovněž projevuje vyššími hodnotami z hlediska stlačení i ohybu ve srovnání s oněmi, jichž bylo dosaženo s betonem dle příkladu 2 a at již je tomu jakkoli, jasně lepšími vlastnostmi se srovnávacím betonem dle příkladu 1.
Příklad 4
Slabé kousky, zesílené přidáním asi 8,5% (hmotn) (3% obj) kovových proužků.
Použije se kompozice z příkladu 2
| Písek | % (hmotn) 28,6 |
| cement | 41,2 |
| oxid křemičitý SEPR | 12,7 |
| voda celkem | 8 |
| superplastifikátor (sušina) | 1 |
| kovové proužky | 8,5 |
Připraví se různé kompozice, jako příklad jsou uvedeny A, B, C, D, E (tedy pět), jejichž složky jsou přítomny dle obsahu kompozice z příkladu 2 a neliší se nijak jinak, než rozměry přidaných kovových destiček či proužků.
• ·
-19Kompozice A: proužky 2, totožné s oněmi z příkladů 1,3 a 2 Kompozice B: proužky 4- s délkou 10 mm, síří 1 mm, tlouštkou 26 jum Kompozice Ci proužky 3, totožné s oněmi z příkladu 1.4
Kompozice D, proužky 5, délka 20 mm, šířka 1 mm, tlouštka 26 um Kompozice E, proužky 6, délka 20 mm, šířka zhruba 2 mm, tlouštka 293um.
V případě všech kompozic se provede míchání objemu zhruba 7 litrů dle postupu míchání z příkladu 2.
Příprava kousků či destiček
Za použití každé z kompozic A až E, jak byly výše uvedeny, se vyrobí pravoúhlé destičky rozměrů 90 na 60 na 1 cm.
Pro tento účel se materiál uraístú. do vodorovně uspořádaných formiček s odpovídajícími vnitřními rozměry. Provede se to na vibrujícím stolku.
Postup přípravy je těnto:
Připraví se pohyblivá hmota z každé z kompozic, asi o objemu 7 litrů. Potřebné množství se potom odlije jako homogenní masa, do středu lisovací formy. Zahájí se vibrace a miska se umístí pomocí vhodného nástroje s velkou povrchovou plochou, jako je hladítko. Naplnění Thisky se podporuje použitím části hladídka, přičemž svislý tlak je umístěn nad rovinou vibrujícího stolu.
Další se provede použitím zednické lžíce, poslední úpravu lze provést použitím pevného válce s vroubky přičemž se destička stále udržuje pod vibracemi. Destičky se potom oddělí za použití obalu nebo membrány, jež umožňuje minimalizování odpařování. Zbaví se obalu den po vylisování, načež se destičky uchovávají na plastické folii., pokud je to třeba, následuje tepelná úprava.
Lze konstatovat při výrobě takových destiček, že se kovové proužky orientují výrazně rovnoběžně ke dnu lisovací formičky, to znamená také rovnoběžně z průřezem destičky.
Toto pozorování na materiálu čerstvém je potvrzeno vizuálním testováním pomocí příčných řezů získaného materiálu.
• ·
-2 Ον použitém příkladu se destička uchovává pod plastickým obalem 72 hodin, potom se odřízne pilkou prizmatický vzorek rozměrů v rovině 350 mm na 80 mm, tlouštka vzorku je stejná, jako tlouštka destičky, kolem 10 mm.
Vzorky se potom ponechají na 48 hodin v sušárně za teploty 100°Go Mechanické testy
Testované vzorky rozměrů 350 na 80 na 10 mm se testují na ohyb ve čtyřech bodech, přičemž se sleduje dříve zde již popsaný postup, viz str.12 Materiál a postupy?.
Zaregistrované hodnoty dovolují po provedení propočítat charakteristické hodnoty testovaného předmětu z hlediska ohybu. Tyto hodnoty jsou zachyceny v tabulce VI, vždy jako střed propočtu ze 4 pokusů.
| Tabulka | VI | ||||
| Kompozice | A | B | C | D | E |
| Mez úměrnosti | (MPa) 17,5 | 15,3 | 15,2 | 15,5 | 14,1 |
| Rezistence v | ohybu (MPa) 22 | 21,8 | 28,1 | 31,5 | 22,6 |
| Prohnutí v maximu vyna- | |||||
| ložené síly | (mm) 2,3 | ,3,1 | 6 | 6,9 | 3,9 |
Třeba poznamenat, že prohnutí <posun v třetinách závěsů. Jinou možností zjistit chování se je propočet za použití zachycených numerických hodnot pro ten či onen materiál, přičemž střední křivka uspořádání představuje střed vynaložené síly v případě 4 vzorků ve funkci prohnutí. Místo středu vynaložené síly se dává přednost uvádět indikaci, jež je běžné napětí při ohybuo
Takové křivky jsou uvedeny pro testované kompozice, viz vyobr. l0
Z těchto křivek lze odvodit, že kompozice C a D spolu s použitím proužků 3 a 5 se vyznačují rezistencí v ohybu blízko 30 MPa, tedy mírně nad údaji dalších kompozic. Třídění dle příkladu 1 za použití jiné geometrie vzorku bylo potvrzeno, tedy je vždy výhodnější použití proužků dlouhých a úzkých.
Navíc dvě kompozice C a D se vyznačují stejným způsobem prohnutím či deformací za maxima vynaložené síly mírně • ·
-21vyššího ve srovnání s druhými kompozicemi, což znamená zvýšenou tažnost materiálu. Soubor všech citovaných materiálů představuje při testování ohybu kapacitu schopnosti převzít vyšší zatížení ve srovnání s limitní hodnotou proporcionality, což platí pro deformaci destiček v případě kompozic C a D,
JUDr. Petr KALE!; advoká.
SPOLSČNÁ ADVOKÁTNÍ KANCELÁŘ VŠETEČKA ZĚLhNÝ SVO^iK KALENSKÝ A PARTNEŘI
120 00 Praha 2, Hálkova 2 Česká republika
Claims (16)
1. Betonová kompozice zesílená kovovými proužky amorfní struktury, obsahující kromě jiných složek nejméně cement, granulované částice, ultrajerané částečky, vodu a dispergující činidlo, vyznačující se tím, že obsahuje jako kovové proužky nejméně 4 až 40% (hmotn) kovových proužků ze slitiny na podkladu železa, fosforu, uhlíku, křemíku a chrómu.
2. Betonová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje kovové proužky, jejichž délka se pohyhuje mezi asi 1 až 45 mm, šířka mezi asi 0,1 až 2 mm a tlouštka mezi asi 15 až 30 jim.
3. Betonová kompozice podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje kovové proužky s výhodou o délce 10 až 30 mm, šířkou od 1 do 1,6 mm a tlouštkou 25 až 30 um.
4· Betonová kompozice podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že obsahuje kovové proužky s výhodou o délce 15 až 20 mm, 3C šířkou kolem 1 mm a tlouštkou kolem 26 jim.
5. Betonová kompozice podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje směs kovových vláken s délkou mezi asi 1 až 20 mm, se šířkou mezi asi 0,í až 0,5 mm a tlouštkou mezi asi 15 až 30 um.
6o Betonová kompozice podle nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že obsahuje až do 8,5% (hmotn) uvedených kovových proužků.
7. Betonová kompozice podle nároku 5, vyznačující se tím, že obsahuje až do 35% (hmotn) uvedených kovových proužků.
(
Betonová kompozice podle kteréhokoli z náro• · · · • ·
-24ků 1 až 7, vyznačující se tím, že kovové proužky mají specifický povrch mezi 9 až 19 m /kg, s výhodou mezi 9 až 11 m /kg.
9, Betonová kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že kovové proužky jsou ze slitiny amorfní, sum^zorce (Pe, Cr)80(P, SJ, C)20.
10. Betonová kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žw hmotnostní poměr vody k cementu činí mezi 0,18 až 0,25, llo Betonová kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že^použitým disperzním činidlem je ze skupiny polymelaminů.
látka
12. Betonová kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že použitými granulovanými částicemi jsou křemičité písky s granulometrií pod asi 3 mm, s výhodou mezi 100 až 400 ym.
13. Betonová kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že ultrajemnými částicemi jsou částice s puzolanovými reakcemi, jako je amorfní oxid křemičitý, ultrarozdrcené křemeny, metakaoliny, poletavé popílky nebo částice s hydraulickými reakcemi, jako jsou rozdrcené gtrusky.
14. Betonoval kompozice podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že obsahuje v hmotn.%:
granulované částice v množství doplňujícím vše na 100%, uBtrajemné částice 5 až 15%, cement 30 až 60%, disperzní činidlo (jako sušinu) 0,5 až 3%, kovové proužky 4 až ,40%, vodu 6 až 12%.
15. Betonovém kompozice podle jednoho z nároků 1 až 4 • ·
25···· a 6 až 14, vyznačující se tím, že obsahuje v hmotn.% křemičitý písek 28,6%, oxid křemičitý 12,7%, portlandský cement 41,2%, disperzní činidlo na podkladu polymelaninu 1,0%, kovové proužky (délka 5 až 15 mm, šířka řádově 1 mm a tlouštka řádově mezi 15 až 26 pm)8,5% a vodu 8,0%,
16. Způsob přípravy betonové kompozice podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se v prvém stupni míchá v míchačce směs granulovaných částic cementu, ultrajemných částic, veškerý podíl nebo část potřeb ného množství disperzního činidla a veškerý podíl nebo část vody, a to až do vzniku homogenní směsi, potom se ve druhém stupni případně přidá veškerý podíl nebjf část zbylého množství disperzního činidla a vody a směs se míchá až do vzniku homogenní směsi konzistence těstovité nebo kapalné, a ve třetím stupni se postupně přidává do právě připravené směsi, s výhodou za stálého míchání, uvažovaná kovová nápln a případně zbývající podíly disperzního činidla a vody, načež se pokračuje v míchání, s výhodou za vysoké rychlosti, až se tak získá homogenní směs, která se vyjme z míchačky.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že se přidávají s výhodou granulované částečky před přidáváním cementu a poté, co bylo provedeno předmíchání ultrajemných částeček s vodou a případně s veškerým podílem, nebo čásíí disperzního činidla.
18. Předmět z betonu, získaný vytvrzením kompozice podle jednoho z nároků 1 až 15.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9708160A FR2765212B1 (fr) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Composition de beton renforcee par des rubans metalliques, son procede de preparation et pieces obtenues a partir de cette composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ9802001A3 true CZ9802001A3 (cs) | 1999-01-13 |
Family
ID=9508591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ982001A CZ9802001A3 (cs) | 1997-06-27 | 1998-06-23 | Betonové kompozice, vyztužené kovovými páskami a způsob jejich výroby |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0887486A1 (cs) |
| JP (1) | JPH1171158A (cs) |
| KR (1) | KR19990007369A (cs) |
| CA (1) | CA2242018A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ9802001A3 (cs) |
| FR (1) | FR2765212B1 (cs) |
| HU (1) | HUP9801450A1 (cs) |
| PL (1) | PL327023A1 (cs) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2771406B1 (fr) * | 1997-11-27 | 2000-02-11 | Bouygues Sa | Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton |
| JP4526627B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2010-08-18 | 太平洋セメント株式会社 | 鋼管充填用コンクリート |
| JP4514875B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2010-07-28 | 太平洋セメント株式会社 | 輸送管用材料、輸送管およびそのライニング材料 |
| FR2805556B1 (fr) * | 2000-02-29 | 2004-05-21 | Edouard Francois | Procede de fabrication d'un materiau de parement mineral et materiau ainsi realise |
| KR100439165B1 (ko) * | 2001-09-13 | 2004-07-07 | 임채영 | 강섬유를 혼입한 고강도 콘크리트 근가의 제조방법 |
| RU2006121499A (ru) * | 2003-11-19 | 2007-12-27 | Рокла Пти Лтд (Au) | Цементированные трубы |
| CN1296307C (zh) * | 2005-05-12 | 2007-01-24 | 武汉理工大学 | 一种快硬早强耐磨混凝土道路修补材料及其制备方法 |
| FR2902424B1 (fr) * | 2006-06-19 | 2008-10-17 | Saint Gobain Ct Recherches | Ciment de jointoiement a spheres creuses pour filtre a particules. |
| FR2987880B1 (fr) | 2012-03-09 | 2014-05-02 | Saint Gobain Pont A Mousson | Element tubulaire et procede correspondant |
| KR101310662B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2013-09-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 비정질강섬유로 보강된 콘크리트 조성물 |
| KR101341179B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2013-12-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고속충격에 대하여 내충격 성능을 가지는 콘크리트 조성물 |
| ITUB20152815A1 (it) * | 2015-08-03 | 2017-02-03 | Italcementi Spa | Composizione cementizia ad elevata fluidita' atta ad essere stampata in particolare per iniezione per produrre un manufatto di alta qualita' estetica |
| CN115321881A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-11 | 广东佳之朋科技有限公司 | 一种防裂石英石板材的制造工艺 |
| CN117164304A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-05 | 河南朴之原建筑肌理研究院有限公司 | 一种薄柔性混凝土装饰板材的制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB303406A (en) * | 1927-10-01 | 1929-01-01 | George Watson | Improvements in the reinforcement of concrete and other mouldable materials for use in buildings and structures |
| US3650785A (en) * | 1970-04-16 | 1972-03-21 | United States Steel Corp | Portland cement compositions reinforced with non-round filaments |
| FR2500851B1 (fr) * | 1981-02-27 | 1985-09-13 | Pont A Mousson | Procede d'elaboration d'alliages metalliques amorphes a base de fer, de phosphore, de carbone et de chrome, et alliage obtenu |
| FR2581349B1 (fr) * | 1985-05-06 | 1987-10-30 | Everitube | Materiau composite a base de liant hydraulique renforce notamment par des troncons de ruban |
| WO1992001126A1 (fr) * | 1990-07-06 | 1992-01-23 | Proizvodstvenno-Promyshlennoe Obiedinenie 'zhelezobeton' | Element d'armature utilise dans l'armature dispersif du beton |
| FR2708263B1 (fr) * | 1993-07-01 | 1995-10-20 | Bouygues Sa | Composition de béton de fibres métalliques pour mouler un élément en béton, éléments obtenus et procédé de cure thermique. |
-
1997
- 1997-06-27 FR FR9708160A patent/FR2765212B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-19 EP EP98401511A patent/EP0887486A1/fr not_active Withdrawn
- 1998-06-23 CZ CZ982001A patent/CZ9802001A3/cs unknown
- 1998-06-25 PL PL98327023A patent/PL327023A1/xx unknown
- 1998-06-25 CA CA002242018A patent/CA2242018A1/fr not_active Abandoned
- 1998-06-25 HU HU9801450A patent/HUP9801450A1/hu unknown
- 1998-06-26 KR KR1019980024313A patent/KR19990007369A/ko not_active Withdrawn
- 1998-06-29 JP JP10182978A patent/JPH1171158A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL327023A1 (en) | 1999-01-04 |
| JPH1171158A (ja) | 1999-03-16 |
| CA2242018A1 (fr) | 1998-12-27 |
| EP0887486A1 (fr) | 1998-12-30 |
| HU9801450D0 (en) | 1998-08-28 |
| FR2765212A1 (fr) | 1998-12-31 |
| KR19990007369A (ko) | 1999-01-25 |
| HUP9801450A1 (hu) | 1999-09-28 |
| FR2765212B1 (fr) | 1999-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murthi et al. | Enhancing the strength properties of high-performance concrete using ternary blended cement: OPC, nano-silica, bagasse ash | |
| Khan et al. | Mechanical properties of ambient cured high strength hybrid steel and synthetic fibers reinforced geopolymer composites | |
| Nematollahi et al. | High ductile behavior of a polyethylene fiber-reinforced one-part geopolymer composite: A micromechanics-based investigation | |
| Hou et al. | Material processing, microstructure, and composite properties of low carbon Engineered Cementitious Composites (ECC) | |
| CZ9802001A3 (cs) | Betonové kompozice, vyztužené kovovými páskami a způsob jejich výroby | |
| Corinaldesi et al. | Durable fiber reinforced self-compacting concrete | |
| KR101204872B1 (ko) | 초고성능 자기 충전 콘크리트, 이의 제조 방법 및 용도 | |
| US6808560B2 (en) | Pumpably verifiable fluid fiber compositions | |
| IE45045B1 (en) | Cementitious compositions | |
| PL202841B1 (pl) | Zastosowanie włókien organicznych w betonie ultrawysokowartościowym, ognioodporny beton ultrawysokowartościowy oraz sposób wytwarzania takiego betonu | |
| US4902347A (en) | Polyamide fibers, microsilica and Portland cement composites and method for production | |
| Abbas | Materials development of steel-and basalt fiber-reinforced concretes | |
| Dhahir et al. | Development of expansive concrete for chemical prestressing applications | |
| Al-Chalabi et al. | Evaluating the individual, dual usage of (TGP) and (SF) additives on improving gypsum characteristics | |
| Kumar et al. | Strain-hardening magnesium-silicate-hydrate composites (SHMSHC) utilizing reactive magnesia cement (MgO) and calcined clay (metakaolin) | |
| Katz et al. | Effect of matrix composition on the aging of CFRC | |
| CZ20011415A3 (cs) | Tenkostěnný stavební prvek | |
| AU2006275688B2 (en) | Cement-containing composition for use with alkali-resistant fiberglass and poles made therefrom | |
| Kristiawan et al. | Degradation of self-compacting concrete (SCC) due to sulfuric acid attack: Experiment investigation on the effect of high volume fly ash content | |
| Karaca et al. | Effects of particle size optimization of quartz sand on rheology and ductility of engineered cementitious composites | |
| Akmal et al. | Optimization of matrix compositions of Al2O3, SiO2, Caolin, and CaO on the mechanical properties of a geopolymer composite with short carbon fiber | |
| Asim et al. | Influence of Crack Width on Healing Performance and Mechanical Properties of Micro-Organisms Based Self Healing Concrete. | |
| Singh et al. | Appraisal on low cost and sustainable ECC using micro fibers in hybridization at later age | |
| Rocha et al. | Mechanical Properties Evaluation of Render Mortars with Different Waterproof Additive Compositions | |
| Moskalova et al. | Enhancing dry mix mortar strength with natural fillers and polymers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |