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Patentanspruch:Claim:
Verfahren zum Herstellen von Stahlfasern zur Verwendung in Baustoffgemischen, insbesondere in Beton- und Mörtelgemischen, gekennzeichnet dadurch, daß ein kohlenstoffärmer Baustahl in dem Zustand von Stahlvorbrammen, -platinen oder-knüppeln verwendet und senkrecht zu seiner Walzrichtung durch Fräsen mitteis Walzen- oder Scheibenfräser, deren Steigungswinkel im Bereich von 15-40° liegt, im Gleichlauffräsen zerspant wird und die Abmessungen des Spanes in seiner Länge I = 1,5-2,5 mal dem Größtkorn des mineralischen Zuschlagstoffes ist, eine Faserdicke d = 0,4-0,7 mm ist und die Faserbreite b:Faserdicke d im Verhältnis von 3 bis 7 steht.A method for producing steel fibers for use in building material mixtures, in particular in concrete and mortar mixtures, characterized in that a low-carbon structural steel used in the state of Stahlvorbrammen, -platinen or billets and perpendicular to its rolling direction by milling mitteis roll or side milling cutters whose Slope angle is in the range of 15-40 °, is machined in the asynchronous milling and the dimensions of the chip in its length I = 1.5-2.5 times the largest grain of the mineral aggregate, a fiber thickness d = 0.4-0.7 mm and the fiber width b: fiber thickness d is in the ratio of 3 to 7.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stahlfasern aus Baustahl durch Fräsen aus Vorbrammen, Platinen oder Knüppelmaterial zur Verwendung als Zuschlagstoff beim Herstellen eines Baustoffgemisches für unterschiedliche Anwendungsbereiche.The invention relates to a method for producing steel fibers from structural steel by milling from pre-slabs, sinkers or billet material for use as an aggregate in the manufacture of a building material mixture for different applications.
Charakteristik der bekannten technischen LösungCharacteristic of the known technical solution
Es sind Baustoffe bekannt, die aus bituminösem Mischgut, Zementbeton oder anderen Ausgangsstoffen bestehen und denen zur Erzielung bestimmter Eigenschaften Stahlfasern (DT-AS 2723382, DD-WP 208385) beigemischt sind. Bei der Verwendung von Stahlfaserbeton im Berg-, Ingenieur-, Tief-, Straßen- und Flugplatzbau sowie bei Sonderbauwerken aus Stahlbeton werden meist geschnittene Stahldrahtfasern eingesetzt, die jedoch bei ihrer Zuführung in den Mischprozeß besondere Vereinzelungsanlagen benötigen und damit die Leistungsfähigkeit der Mischanlagen erheblich herabsetzen. Ferner sind bekannt, aus Blech geschnittene oder gestanzte Fasern und solche, die durch Extraktion aus einer Stahlschmelze (DT-OS 2827731) gewonnen werden.There are known building materials that consist of bituminous mix, cement concrete or other starting materials and which are mixed to achieve certain properties of steel fibers (DT-AS 2723382, DD-WP 208385). The use of steel fiber reinforced concrete in mining, engineering, civil engineering, road and aerodrome construction and special structures made of reinforced concrete usually cut steel wire fibers are used, however, when they are fed into the mixing process require special separation and thus significantly reduce the performance of the mixing plants. Furthermore, known are cut from sheet metal or punched fibers and those obtained by extraction from a molten steel (DT-OS 2827731).
Da für die Verwendung als Baustoff des Ingenieurbaues Material mit definier- und prüfbaren Eigenschaften notwendig ist, ist die Extraktionsfaser in den meisten Fällen nicht anwendbar. Die anderen Fasern sind jedoch durch die Verwendung hochveredelter bzw. mehrfach bearbeiteten Ausgangsmaterials oder legierter bzw. niedriggekohlter Stähle relativ teuer.Since material with definable and testable properties is necessary for use as a building material of civil engineering, the extraction fiber is in most cases not applicable. However, the other fibers are relatively expensive due to the use of highly finished or multi-machined stock or alloyed or low carbon steels.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, bei Einsatz eines kostengünstigen Vormaterials, wie es z. B. ein handelsüblicher Baustahl ist, eine Stahlfaser herzustellen, die den Festigkeitsanforderungen der verschiedenen Anwendungsbereiche genügt und das effektive Herstellen von Stahlfaserbaustoffen ermöglicht.The aim of the invention is, when using a low-cost starting material, as z. B. is a commercially available structural steel to produce a steel fiber that meets the strength requirements of the various applications and allows the effective production of steel fiber construction materials.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Herstellen von Stahlfaserbaustoffgemischen, insbesondere für Stahlfaserbeton und -mörtel, gespante Stahlfasern herzustellen, die sowohl die gewünschten Festigkeitswerte bei Verwendung möglichst handelsüblichen Baustahlmaterials sichern und auch für Massenbeton technologisch einfach verarbeitbar sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein nicht mechanischen oder thermischen Umformprozessen ausgesetzter, kohlenstoffarmer Baustahl in Form von Vorbrammen durch Bearbeitung mit schrägverzahnten Walzen- oder Scheibenfräsern mit Gleichlauffräsen zerspant wird. Davon ausgehend, daß die dabei entstehende Stahlfaser bestimmte Parameter erfüllen muß, ist im Gegensatz zu sonstigen Einsatzgebieten der hier verwendeten Werkzeuge ein Spanwinkel von 8°-20° erforderlich, da geringe Spanwinkel eine höhere Stauchung des Spanes bewirken. Dies kann sich in Form von Gefügereißen und einem daraus resultierenden Festigkeitsverlustes negativ auf den Span auswirken. Im Zusammenhang mit diesem Spanwinkel, und damit der Entstehung eines Scherspanes, beträgt der Steigungswinkel λ der Fräserschneiden 15 < λ < 40°, da bei λ > 40° eine zu starke Sichelbildung der Faser bzw. bei λ < 15° eine zu große Maschinenbelastung entsteht.The invention has for its object to produce for the production of steel fiber casts, in particular for steel fiber reinforced concrete and mortar, spun steel fibers, both secure the desired strength values when using commercially available structural steel material and are technologically easy to process for mass concrete. According to the invention the object is achieved in that a non-mechanical or thermal forming processes exposed, low-carbon structural steel in the form of pre-slabs is machined by machining with helical roller or disc cutters with synchronous milling. Assuming that the resulting steel fiber must meet certain parameters, in contrast to other applications of the tools used here, a rake angle of 8 ° -20 ° is required because low rake angle cause a higher compression of the chip. This can have a negative effect on the span in the form of structural cracks and a resulting loss of strength. In connection with this rake angle, and thus the emergence of a shear chip, the pitch angle λ of the cutter cutting edges 15 <λ <40 °, since at λ> 40 ° too much sickling of the fiber or at λ <15 ° too much machine load arises ,
Begründet durch den Einsatz von unterschiedlichsten Werkzeugen sowie Werkstückmaterial, ist zur Festlegung der günstigsten Schneidparameter und des Spanwinkels im angegebenen Bereich ein Probeschnitt durchzuführen, um den Spänefluß entsprechend den Anforderungen an die Fasern zu beeinflussen.Based on the use of a variety of tools and workpiece material, a sample cut is to determine the best cutting parameters and the rake angle in the specified range perform to influence the chip flow according to the requirements of the fibers.
Die Späne müssen aus technologischen und festigkeitstechnischen Gründen die Abmessungen in ihrer Länge L = 1,5 bis 2,5mal dem Größtkorn des mineralischen Zuschlagstoffes, in ihrer maximalen Dicke d = 0,4 bis 0,7 mm und ein Verhältnis ihrer Breite b zur Faserdicke d von 3 bis 7 aufweisen.The chips must, for technological and strength reasons, have the dimensions L = 1.5 to 2.5 times the maximum aggregate of mineral aggregate, in their maximum thickness d = 0.4 to 0.7 mm and a ratio of their width b to the fiber thickness d from 3 to 7.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Vorteile einer gespanten Stahlfaser aus einem handelsüblichen Baustahl entstehen einerseits aus dem geringen Preis des Vormaterials und andererseits durch ihre unkomplizierte, ohne besondere Hilfsmittel mögliche Verwendung in allen technologischen Misch- und Einbauprozessen für Beton und Mörtel durch das günstige Querschnitts- und Oberflächenverhältnis und der damit möglichen geringen Faserlänge gegenüber Stahldrahtfasern.The advantages of a shaved steel fiber from a commercial structural steel arise on the one hand from the low price of the semi-finished material and on the other hand by their uncomplicated, without special aids possible use in all technological mixing and installation processes for concrete and mortar by the favorable cross-sectional and surface ratio and thus possible low fiber length compared to steel wire fibers.