DD224581A1 - METHOD FOR REINFORCING MINERALLY BONDED STRUCTURES - Google Patents
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Abstract
Die Anwendung der Erfindung erfolgt bei der Bewehrung von Schwerbeton, Leichtbeton und anderen mineralisch gebundenen Baugliedern, z. B. Gips. Ziel der Erfindung ist die Einsparung von Baustahl, hohe Qualitaet der Bewehrung und rationelle Fertigung derselben. Die technische Aufgabe besteht im spezifischen Materialeinsatz sowie einer Behandlung, die gleichzeitig mechanische, silikataffine und Alterungseigenschaften verbessern sollen. Die erfindungsgemaesse Loesung sieht den Einsatz von hochpolymeren Materialien mit CO-, CH- oder NH-Gruppen in Faden-, Strang-, Bandform oder als Fadenkonstruktion vor, die vor Einbringung in mineralische Bindemittel oder Bindemittelzuschlagstoffgemische bestrahlt und gereckt werden. Die Bestrahlung erfolgt in Wellenlaengen von 400 bis 2 800 nm. Nachfolgend wird ein polysilikatbildendes Bad durchlaufen. Zwischen Bewehrung und Baustoff entsteht eine chemische Bindung mit optimalem Verbund. Die Bestrahlung gewaehrleistet darueber hinaus eine hohe Festigkeit und Alterungsbestaendigkeit der Bewehrung.The application of the invention takes place in the reinforcement of heavy concrete, lightweight concrete and other mineral-bonded structural members, z. Gypsum. The aim of the invention is the saving of structural steel, high quality of the reinforcement and efficient production of the same. The technical task consists in the specific use of materials as well as a treatment that should simultaneously improve mechanical, silicate affinity and aging properties. The solution according to the invention provides for the use of high-polymer materials with CO, CH or NH groups in the form of a thread, strand, strip or as a thread construction, which are irradiated and stretched before being introduced into mineral binders or binder admixture mixtures. The irradiation takes place in wavelengths of 400 to 2,800 nm. Subsequently, a polysilicate-forming bath is passed through. Between the reinforcement and the building material, a chemical bond with an optimal bond is created. The irradiation also ensures a high strength and resistance to aging of the reinforcement.
Description
a) Titel der Erfindunga) Title of the invention
Verfahren zur Bewehrung von mineralisch gebundenen Baugliedern·Method for reinforcing mineral-bonded structural members
b) Anwendungsgebiete der Erfindungb) Fields of application of the invention
Die Erfindung kann bei der konstruktiven oder Tragbewehrung von Schwerbeton, Leichtbeton und anderen mineralisch gebundenen Baugliedern, z. B. aus Gips, zur Substitution von Bewehrungsstahl angewendet werden.The invention may in the structural or Tragbewehrung of heavy concrete, lightweight concrete and other mineral-bonded structural members, z. B. of gypsum, be used for the substitution of reinforcing steel.
c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, daß zur Bewehrung textile oder andere hochpolymere Stoffe in Faser-, Strang- und Bandform sowie Fadenkonstruktionen und Faservliese eingesetzt werden, z. B. EP 0016369, DO-PS 64555, DE-GM 7439974. Die Mangel dieser Verfahren und deren Einsatzes bestehen zum einen darin, daß die verwendeten Materialien ungenügend eingebunden werden. Zum anderen bestehen die Nachteile dieser bekannten technischen Lösungen darin, daß die chemische Substanz angegriffen wird oder zu geringe Bruchfestigkeit und zu hohe Dehnungen sowie keine oder nur zu geringe Beständigkeit gegen Wassereinfluß besteht.It is known that for reinforcement textile or other high polymer materials in fiber, strand and strip form and thread constructions and nonwoven fabrics are used, for. B. EP 0016369, DO-PS 64555, DE-GM 7439974. The lack of these methods and their use consist on the one hand that the materials used are insufficiently integrated. On the other hand, there are the disadvantages of these known technical solutions is that the chemical substance is attacked or too low breaking strength and excessive strains and no or only too low resistance to water influence exists.
d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bewehrung von mineralisch gebundenen Baugliedern unter Einsatz hochpolymerer Materialien zu schaffen, wodurch Baustahl eingespart und gute mechanische Eigenschaften sowie eine feste Einbindung der Bewehrung bei hoher Alterungsbeständigkeit und Korrosionsfreiheit unter geringem energetischen und anlagentechnischen Aufwand erreicht werden sollen.The aim of the invention is to provide a method for reinforcement of mineral-bound members using high polymer materials, which saves steel and good mechanical properties and a solid involvement of the reinforcement with high aging resistance and corrosion resistance to be achieved with low energy and equipment expense.
e) Wesen der Erfindunge) essence of the invention
Die technische Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, bei welchem spezifische hochpolymere Materialien vor deren Einbringung in mineralische Bindemittel oder Bindemittelzuschlagstoffgemische einer solchen Behandlung ausgesetzt werden, daß gleichzeitig die mechanischen, silikataffinen und Alterungseigenschaften verbessert werden.The technical object of the invention is the development of a process in which specific high polymer materials are exposed to such a treatment prior to their incorporation into mineral binders or binder admixture mixtures that at the same time the mechanical, silikataffinen and aging properties are improved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die hochpolymeren Materialien CO-, CH- oder NH-Gruppen enthalten und vor Einbringung in mineralische Bindemittel oder Bindemittelzuschlagstoffgemische einem hochenergetischen Strahlenfeld ausgesetzt werden. Während der 3estrah.lungsbehandlunn werden die hochpolymeren Materialien, die in Faden-, Strang-, Bandform oder als Fadenkonstruktion vorliegen, gereckt« Nachfolgend werden sie durch ein polysilikatbildendes Bad geführt. Die Bestrahlung kann in Wellenlängen von 400 - 2800 nm erfolgen.According to the invention, this object is achieved in that the high polymer materials contain CO, CH or NH groups and are exposed to a high-energy radiation field before introduction into mineral binders or binder additive mixtures. During the 3 stra.behandlungbehandlunn the high polymer materials, which are present in thread, strand, tape or as a thread construction, stretched "Subsequently, they are passed through a polysilicate-forming bath. The irradiation can take place in wavelengths of 400-2800 nm.
Die hochpolymeren Materialien in Bandform können auch vor dem Recken an ihrer Oberfläche profiliert werden«The high polymer materials in ribbon form can also be profiled on their surface before stretching «
Durch die Bestrahlung werden die reaktionsfähigen Atomgruppen, die CO-, CH- oder NH-Gruppen, aktiviert. Der gleichzeitig stattfindende Reckprozeß erhöht die Orientierung der Makromoleküle bei durch die Strahlung initiierter Vernetzungsreaktion, d. h. Bildung zusätzlicher Nebenvalenzbindungen. Dadurch wird die Dehnung bei gleichzeitiger Erhöhung der Festigkeit reduziert und die Alterungsbeständigkeit verbessert· In dem nachfolgenden Bad wird die erhöhte Affinität der aktivierten Atomgruppen an der Oberfläche genutzt, um am Material ein polysilikatbildendes Bindemittel anzulagern. Dabei wird durch dieses Bindemittel eine Formfixierung in Stab- oder Flächenform ermöglicht. Durch die aktivierten Atomgruppen wird die Kristallbildung im Bindemittel ausgelöst und die Entstehung nebenvalenzlicher Bindungen gefördert·Irradiation activates the reactive groups of atoms, the CO, CH or NH groups. The simultaneous stretching process increases the orientation of the macromolecules in the radiation-initiated crosslinking reaction, i. H. Formation of additional secondary valence bonds. This reduces elongation while increasing strength and improves resistance to aging. In the subsequent bath, the increased affinity of the activated atomic groups on the surface is utilized in order to attach a polysilicate-forming binder to the material. In this case, a form fixation in rod or surface shape is made possible by this binder. The activated atom groups trigger the formation of crystals in the binder and promote the formation of secondary valency bonds.
Die Bestrahlung in Wellenlängen von 400 bis 2800 nm gewährleistet eine hohe Vernetzung durch zusätzliche Nebenvalenzen im Hochpolymeren und bewirkt an dessen Oberfläche eine hohe Dichte aktivierter Atomgruppen, ohne daß die Hauptvalenzbindungen angegriffen werden.The irradiation in wavelengths of 400 to 2800 nm ensures high crosslinking by additional secondary valences in the high polymer and causes at its surface a high density of activated atomic groups, without the Hauptvalenzbindungen be attacked.
Die Profilierung von Bändern soll eine zusätzliche mechanische Haftung bewirken.The profiling of ribbons should bring about additional mechanical adhesion.
Im Beton bildet sich eine nebenvalenzliche Bindung zur Bewehrung aus, die einen optimalen Verbund gewährleistet. Die Bewehrung ist sowohl alkalibeständig als auch gegenüber Wasser alterungsbeständig. Diese Beständigkeit wird insbesondere durch die erfindungsgemäße Behandlung erreicht .In the concrete, a secondary valence bond forms to the reinforcement, which ensures an optimal bond. The reinforcement is both alkali-resistant and aging-resistant to water. This resistance is achieved in particular by the treatment according to the invention.
Aus einem Extruder mit Oberflächenprofilierungsstrecke wird ein Band aus HDPT (Hochdruckpolyäthylen) extrudiert und auf dessen Oberfläche ein Querprofil geprägt. Die weitere Verarbeitung erfolgt analog Beispiel 1.From an extruder with Oberflächenprofilierungsstrecke a band of HDPT (high density polyethylene) is extruded and embossed on the surface of a cross profile. Further processing is analogous to Example 1.
Statt eines extrudierten Bandes wird ein gewebtes Band vorgelegt und analog Beispiel 1 weiterverarbeitet.Instead of an extruded strip, a woven tape is presented and further processed analogously to Example 1.
Hohe Festigkeit/geringe Dehnung und optimaler Verbund gewährleisten den Einsatz als konstruktive, aber auch als Tragbewehrung.High strength / low elongation and optimum bond ensure the use as a constructive, but also as a load-bearing reinforcement.
Mit dem Einsatz dieses Bewehrungsmaterials muß den Erfordernissen des Korrosionsschutzes (Bewehrungsüberdeckung und Rißweiten), wie sie sich bei Verwendung von Baustahl ergeben, nicht mehr Rechnung getragen werden.With the use of this reinforcing material, the requirements of corrosion protection (reinforcement overlay and crack widths), as they arise when using structural steel, no longer be taken into account.
f) Ausführunqsbeispielef) Exemplary embodiments
Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments.
Eine Fadenschar von 300 Fäden mit einer Feinheit von 200 tex aus PA-S-kt (Polyamidseide Kordtyp) wird von einem Spulengestell mit Einzelfadenbremsung von einer Vorschubeinheit abgezogen. Zwischen beiden Aggregaten ist eine Bestrahlungseinheit, bestehend aus einem stabförmigen Strahler mit elliptischem Reflektor über einer Walze angeordnet. Die Wellenlänge der Strahlung beträgt 400 - 2800 nm mit einem Maximum bei 1200 nm und einer Strahlenflußdichte 40 W cm" · Das Reckverhältnis ist 1 : 5.A yarn sheet of 300 yarns with a fineness of 200 tex of PA-S-kt (polyamide silk cord type) is deducted from a bobbin frame with single thread braking of a feed unit. Between both units, an irradiation unit consisting of a rod-shaped radiator with an elliptical reflector is arranged above a roller. The wavelength of the radiation is 400 - 2800 nm with a maximum at 1200 nm and a Strahlflußdichte 40 W cm "· The draw ratio is 1: 5.
Anschließend wird die Fadenschar durch ein Wasserglas Bad, dann durch eine Trockenstrecke geführt und gelangt zu einer Ab läng- und Stapelvorrichtung. Die abgelängten Fadenstränge besitzen durch das PoIysilikat eine relative Steifigkeit, die das Einlegen in den Beton erleichtert.Subsequently, the group of threads is passed through a water glass bath, then through a drying section and arrives at a starting and stacking device. The trimmed yarn strands have a relative stiffness through the polysilicate, which facilitates insertion into the concrete.
Claims (3)
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