PL116240B1 - Prestressed laminar material - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest isprezony material warstwowy, przeznaczony zwlaszcza na elementy konstrukcyjne.Elementy konstrukcyjne sa zazwyczaj wytwa¬ rzane poprzez strukturalne polaczenia materialów lub tworzyw o odpowiednio dobranych cechach wytrzymalosci i sprezystosci, a takze odpornosci na czynniki zewnetrzne.Najczesciej spotykanym materialem jest mie¬ szanka cementowonkruiszywowa, wzmocniona stala w postaci pretów, stiruin, kabli i siatek rozmiesz¬ czonych zazwyczaj w ukladach przestrzennych.Coraz czesciej stosowaine sa równiez materialy waonstwowe, zwlaszcza z udzialem zywic synte¬ tycznych oraz wlókien szklanych, stanowiacych zbrojenie, które najczesciej jest umiejscowione wewnatrz tych materialów np. w postaci naprezo¬ nych wlókien szklanych. Technologia ta moze byc stosowana jedynie do duzych i ciezkich konstrukcji budowlanych, zwlaszcza zas na placu budowy lub w zakladach wytwarzajacych tego typu elementy.Wzmacnia sie równiez elementy budowlane przez naklejenie na nie warstwy wlókien szklanych nie- naprezonych. Jednak tak w pierwszym jak i w drugim wypadku nie moze byc wykorzystana mechaniczna wytrzymalosc tych wlókien, poniewaz albo znajduja sie one jako naprezone wewnatrz zbrojonego elementu, albo jako nienaprezone — przejmuja rozciagajace naprezania dopiero po zewnetrzym obciazeniu zbrojonego elementu.Znane jest równiez wig angielskiego patentu nr 132(5 943 wzmacnianie elementów, np. betono¬ wych wlóknami syntetycznymi, np. nylonowymi, poliestrowymi, pctemiidowytmi itp. Jednak ze 8 wzgledu na duza wartosc wydluzenia sprezystego uzytych do tego celu wlókien, wytrzymalosc mody¬ fikowanego elementu ulega zwiefesKeniu jedynie najwyzej trzykrotnie.Znane z praktyki przyklady prowadza zazwyczaj io do podwyzszenia cech wytrzymalosciowych, dzieki przejeciu przez kruche materialy naprezen sciska¬ jacych, zas przez plastyczne materialy — naprezen rozciagajacych.Znane wielokrotne podiwyzszanie wytrzymalosci 15 kruchego tworzywa uzyskiuje sie przez rozproszenie w nim zbrojenia, np. w siatfcabetonach zbrojo¬ nych stala wzglednie szklanym wlóknem. Jednaik to rozproszone zbrojenie podnosi wytrzymalosc kruchego materialu jedynie na rozciaganie i nie 20 ma wplywu w podniesieniu wytrzymalosci na sciskanie.Wad tych nie wykazuje sprezony material war¬ stwowy wedlug wynalazku skladajacy sie z two¬ rzywa spoiwowo-kruszywowego oraz z wlókna szklanego spojonego zywica syntetyczna. Ttworzywo spoiwowo-ifaruisizywowe, najfconzyisitaiiej azbestowo- cementowe, tworzy wamstwe sprejzona, na której przynajmniej jednostronnie w strefie rozciagania jest nalozona i monolitycznie z nia polaczona warstwa sprezajaca utworzona ze szklanego wlók- 25 30 116 240116 240 na posiadajacego najkorzystniej postac tkaniny, spojonego syntetyczna zywica, przy czym zawarte w tej warstwie wlókno jest wstepnie naprezone.Poprzez naprezenie szklanego wlókna przed ze¬ spoleniem go np, z plytami azbestowo-icemeinto- 5 wymi, zastaja wykorzystane charakterystyczne cechy laczonych materialów, a mianowicie wysoka wytrzymalosc szklanego wlókna na rozciaganie!, przy jednoczesnym niskim module sprezystosci podluznej oraz wysoka wytrzymalosc plyt azbe- w stówo-icementowych na sciskanie. Badania tego monolitycznie zespolonego materialu wykazaly, ze posiada on calkowicie nowe cechy, jak duza spre¬ zystosc, wielokrotne podwyzszenie wytrzymalosci w strefie rozciaganej, jak równdez wielokrotne 15 podwyzszenie wytrzymalosci w strefie sciskanej.-Takie wlasciwosci sprezonego materialu wg wy¬ nalazku pozwalaja na latwe i róznorodne jego ksztaltowanie przestrzenne, bez obnizenia ich no¬ wych cech wytrzymalosciowych. Material ten jest 20 trudnopalny w przypadku zastosowania jako spoiwa zywic samogasnacych i odporny na korozje, a moze byc stosowany do konstrukcji lekkich, intensywnie obciazonych, do niskokorodujacych ustrojów w bu¬ downictwie mieszkaniowym, przemyslowymi, rol¬ nym, drogowym, kolejowym, stoczniowym, górni¬ czym jak i wielu innych galeziach gospodarki na¬ rodowej, pozwalajac na znaczne zmniejszenie zu¬ zycia lub nawet w niektórych wypadkach calko¬ wite wyeliminowanie metali, cementu i drewna.Przykladowo, konstrukcje dachowe w budow¬ nictwie przemyslowym wykonane z materialu wg wynalazku sa ponad dziesieciokrotnie lzejsze od dotychczas stosowanych konstrukcji zelbetowych i sprezonych, a konstrukcje wsporcze i stropowe — ponad pieciokrotnie.Tabela ilustruje w kolumnach 2 i 3 porównaw¬ cze wlasciwosci tworzywa azbestowo-cementowego oraz wlasciwosci tego samego tworzywa obustron¬ nie sprezonego na powierzchniach za pomoca tkaniny z wlókna szklanego o przekroju osnowy i watku 0,5 cm2/m: ^ Dzialanie Rozciaganie ¦Zginanie Sciskanie bez wyboozettiia Sciskanie Promien krzywizny zgiecia przy grubosci sprezonej warstwy 5 mm Udarnosc okreslana na arkuszach 0 wymiarach 1.200X3.000 mm podpartych swobodiniie na obwodzie, przez zrzucenie stalowej kuli 0 masie 0,5 ¦ kg przy grubosci: 5 mm 6 mim Modul sprezystosci pod¬ luznej Odponnosc reologiczna Gestosc pozorna 1 1 III! 1 Tabela Skutek niszczacy ¦azbestocement 1/1,0 MPa 212,5 MPa 52,0 MPa 34,0 MPa X ^ — 1 fcg (1,7:4,7) 104 MPa — 1,800 kg/m3 sprezony material warstwowy 40,0^120,0 MPa 90,0 MPa przy E=a-7Xil05 250;0 MPa przy E=2-7X105 340,0 MPa przy E=i3-7X105 415,0 MPa przy E=4-7X[105 52,0 MPa .34,0 MPa 2100 mm 1 kg — !(;1,7:4,7) 104 MPa 2y5-Jkrotnie korzystiniejsiza od azbestocementu 1.800 kg/m3 U w a g d W obu kierunkach za¬ leznie od ilosci napreze¬ nia wlókna sprezajacego W obu kierunkach w za¬ leznosci od modulu spre¬ zystosci podluznej E azbest 0-cementu bezpieczny: 300 mm116 240 Przyklad: Na azbestowo-cemantowa plyte nanosi sie pedzlem lub natryskowo syntetyczna zywice poliestrowa z uprzednio domieszanym przyspieszaczem i utwardzaczem. Nastepnie po¬ wierzchnie te laczy sie z naprezona do granic wytrzymalosci tkanina z wlókna szMa.ne.go o prze¬ kroju osnowy i watku 0,5 cm2/m, po czym utrzy¬ muje sie calosc oraz sile naciagajaca wlókno przez okres 2 godzin. W wyniku tego procesu otrzymuje sie plyte jednostronnie sprezona o wlasciwosciach podanych w tabeli. Dla otrzymania plyty dwu¬ stronnie sprezonej, powtarza sie podany w kladzie proces na odwrotnej stronie jednostron!! sprezonej plyty. rorffle 6 Zastrzezen i e patentowe Sprezony material warstwowy, przeznaczony zwlaszcza na elementy konstrukcyjne, skladajacy 5 sie z tworzywa spoiw o,woskruszywowago oraz wlókna, najkorzystniej naprezonego wlókna szkla¬ nego spojonego zywica .syntetyczna, znamienny tym, ze tworzywo spoiwowo-lkruszywowe, korzyst¬ nie azbestowo-cementowe tworzace sprezona war- 10 stwe, jest przynajmniej jednostronnie w strefie rozciagania spojone i monolitycznie zespolone za pomoca syntetycznej zywicy ze sprezajaca war¬ stwa, która stanowi wlókno szklane posiadajace najkorzystniej postac tkaniny. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezen i e patentowe Sprezony material warstwowy, przeznaczony zwlaszcza na elementy konstrukcyjne, skladajacy 5 sie z tworzywa spoiw o,woskruszywowago oraz wlókna, najkorzystniej naprezonego wlókna szkla¬ nego spojonego zywica .syntetyczna, znamienny tym, ze tworzywo spoiwowo-lkruszywowe, korzyst¬ nie azbestowo-cementowe tworzace sprezona war- 10 stwe, jest przynajmniej jednostronnie w strefie rozciagania spojone i monolitycznie zespolone za pomoca syntetycznej zywicy ze sprezajaca war¬ stwa, która stanowi wlókno szklane posiadajace najkorzystniej postac tkaniny. PL PL