PL179013B1

PL179013B1 - Sposób wytwarzania materiału konstrukcyjnego z polietylenu

Info

Publication number: PL179013B1
Application number: PL31210495A
Authority: PL
Inventors: Karol Jozef Mraczny
Original assignee: Karol Jozef Mraczny
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2000-07-31
Also published as: PL312104A1

Abstract

Sposób wytwarzania materiału konstrukcyjnego z polietylenu, znamienny tym, że do formy o dowolnym kształcie wkłada się siatkę metalową, w odległości od 0,05 do 20 mm do powierzchni wewnętrznej formy, a następnie dodaje się do formy polietylen, a zwłaszcza polietylen odpadowy, w takiej ilości aby udział procentowy przekroju poprzecznego siatki metalowej do całej f= powierzchni przekroju poprzecznego materiału 69 konstrukcyjnego nie był większy od 6%, formę zamyka się i wkłada do prasy nagrzanej do temIpS peratury 150 do 160°C i poddaje działaniu ciśnie- Q niu 1x 106 do 2 x 106 Pascali w czasie od 10 do 60 minut, następnie formę chłodzi się do temperatu- h=. ry otoczenia i wyjmuje otrzymany materiał konstrukcyjny.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału konstrukcyjnego z polietylenu, wzmocnionego siatką stalową. Materiał konstrukcyjny z polietylenu, wzmocniony siatką stalowąbędzie miał szerokie zastosowanie w budownictwie, zastępując w niektórych przypadkach drewno i beton, oraz w drogownictwie do wykonywania różnego rodzaju barier.

Jako materiał o dużej wytrzymałości mechanicznej w budownictwie używa się stali, drewna i betonu. Materiały te trudno jest zastąpić innymi, gdyż zamienniki muszą mieć podobną wytrzymałość mechaniczną.

Polietylen o dużej gęstości najczęściej używany jest do pokrywania różnych materiałów poprzez natryskiwanie. Powłoki polietylenowe mają dużą twardość, odporność cieplną do temperatury 60 - 70°C, małą palność, dobre własności izolacyjne, dobrą przyczepność do podłoża oraz nie przepuszczają wody i gazów¹. Powłoki polietylenowe znajdują zastosowanie głównie jako pokrycia ochronne konstrukcji stalowych mostów, środków transportowych, aparatury chemicznej, części z drewna i murów.

W trakcie prac nad zastosowaniem tworzyw sztucznych do wyrobu elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza w budownictwie i drogownictwie, nieoczekiwanie stwierdzono, że doskonałym materiałem jest polietylen wzmocniony siatką stalową. Do tego celu można używać polietylenu, głównie polietylenu odpadowego. Wykonane z tego materiału elementy konstrukcyjne mają doskonałe własności użytkowe, nie korodują, są lekkie, trwałe i łatwe w formowaniu.

Istotą wynalazku jest sposób wykonania materiału konstrukcyjnego z polietylenu, zwłaszcza polietylenu odpadowego, który posiada wtopioną siatkę stalową. Sposób według wynalazku polega na tym, że do formy o dowolnym kształcie wkłada się na dno siatkę, w odległości od 0,05 do 20 mm od powierzchni wewnętrznej formy, a następnie doprowadza się granulowany polietylen, korzystnie, drugą siatkę wkłada się na wierzch wsypanego polietylenu. Ilość polietylenu w stosunku do wymiarów siatki stalowej jest taka, aby udział procentowy przekroju poprzecznego siatki metalowej do przekroju poprzecznego materiału konstrukcyjnego nie był większy od 6%. Formę zamyka się i wkłada do prasy nagrzanej do temperatury 150 do 160°C, i działa na nią ciśnieniem od 1x 106 do 2 x 106 Pascala w czasie od 10 do 60 minut. Następuje wtapianie siatki w ciekły polietylen. Po wtopieniu się siatki w uplastyczniony polietylen, formę schładza się pod tym samym ciśnieniem do temperatury otoczenia i wyjmuje z formy gotowy do użycia wyrób. Według wynalazku, przewiduje się używanie do produkcji materiału konstrukcyjnego przede

179 013 wszystkim polietylenu odpadowego. Siatka stalowa może mieć dowolny kształt oczek i dowolną grubość. Należyjednak zachować wymagany udział procentowy polietylenu do siatki stalowej.

Otrzymany według wynalazku materiał konstrukcyjny zwiększa swoją wytrzymałość mechaniczną w stosunku do czystego polietylenu o około 3 do 5 razy. Z takiego materiału można wytwarzać płyty, różnego rodzaju pręty o przekroju kołowym, owalnym, prostokątnym i innym, które będą głównie wykorzystywane w budownictwie względnie drogownictwie. Konstrukcja budowlana wykonana z wzmocnionego polietylenu jest trwała, niewielki jest jej koszt eksploatacyjny, gdyż nie wymaga praktycznie żadnej konserwacji. Otrzymane elementy konstrukcyjne z materiału według wynalazku będą posiadały zwiększoną wytrzymałość mechaniczną i oprócz tego, dzięki własnościom fizycznym i chemicznymjakie posiada polietylen, będąposiadały małą palność, dobre własności izolacyjne dużą odporność na ścieranie, nieprzepuszczalność wody i gazów oraz dużąodpomość na działanie kwasów i zasad. Ponadto dodatkowąkorzyścią stosowania wynalazku jest wykorzystanie polietylenu odpadowego po różnego rodzaju opakowaniach artykułów przemysłowych i spożywczych. Takie wykorzystanie polietylenu wpłynie na zmniejszenie bezużytecznych odpadów przemysłowych i wpłynie na poprawę stanu środowiska.

Sposób wytwarzania materiału konstrukcyjnego według wynalazku bardziej szczegółowo opisują poniższe przykłady.

Przykładl. Wprowadzenie siatki do polietylenu w warunkach laboratoryjnych dokonano tak, że do formy na dno włożono siatkę stalową zgrzewaną, o średnicy drutu 1,8 mm i rozstawie oczek siatki 10 mm, a następnie wsypano odmierzoną ilość granulowanego odpadowego polietylenu i włożono drugą warstwę siatki na wierzch polietylenu. Formę zamknięto i włożono do prasy nagrzanej do temperatury 150- 160°C i dociśnięto ciśhieniem 1x 10⁶ do 2 x 10⁶ Pascal. Czas prasowania wyniósł 12 min., w temperaturze od 150 do 160°C. W tym czasie polietylen stopił się a siatka wtopiła się w polietylen. Czas chłodzenia wyniósł 10 do 15 min. Otrzymano próbkę materiału o grubości 10 mm, szerokości 50 mm i długości 250 mm. Udział procentowy powierzchni przekroju poprzecznego drutu siatki do całej powierzchni przekroju polietylenu wyniósł 4,4%. Zewnętrzna warstwa polietylenu, która otacza siatkę ma 0,3 mm. Otrzymany materiał polietylenowy poddano badaniom wytrzymałościowym według normy EN 63 z marca 1977 roku „Wzmocnione tworzywa sztuczne”, badania na zginanie, zasada 3 - punktowego podparcia. Rozstaw podpór podparcia przy badaniu próbki wyniósł 25 mm. Na próbkę działano monofonicznie rosnącą siłą F w [N] i mierzono wielkość strzałki ugięcia f [mm] w środku próbki. Wykres przedstawiający badanie próbki pokazano na rysunku fig. 1. Wyniki badań próbki z polietylenu wzmocnionego siatką pokazane są u góry wykresu natomiast na dole pokazane są wyniki próbki z tego samego polietylenu bez wzmocnienia siatką. Maksymalna siła działająca na badany materiał wzmocniony siatką wynosi 520 [N]. Strzałka ugięcia dlajednej i drugiej próbki wynosi w tym przypadku 30 [mm].

Przykład II. Drugą próbkę do badań wytrzymałościowych przygotowano w ten sam sposób, ale o wymiarach: grubość 15 mm, szerokość 50 mm i długość 250 mm. Procentowy udział powierzchni przekroju poprzecznego drutu siatki do całej powierzchni przekroju poprzecznego polietylenu wynosił 2,7%. Próbkę poddano badaniom wytrzymałościowym. Maksymalna siła F działająca na wzmocniony polietylen wyniosła 1130 [N], a strzałka ugięcia f wyniosła 30 [mm]. Próbka o takich samych wymiarach z polietylenu, bez wzmocnienia siatką została przy tej samej strzałce ugięcia poddana działaniu siły F równej 357 [N], Wynik badań pokazuje wykres fig. 2. Linie górne dla polietylenu wzmocnionego siatką stalową linie dolne dla polietylenu bez wzmocnienia siatką.

179 013

Fig.2

179 013

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania materiału konstrukcyjnego z polietylenu, znamienny tym, że do formy o dowolnym kształcie wkłada się siatkę metalową, w odległości od 0,05 do 20 mm do powierzchni wewnętrznej formy, a następnie dodaje się do formy polietylen, a zwłaszcza polietylen odpadowy, w takiej ilości aby udział procentowy przekroju poprzecznego siatki metalowej do całej powierzchni przekroju poprzecznego materiału konstrukcyjnego nie był większy od 6%, formę zamyka się i wkłada do prasy nagrzanej do temperatury 150 do 160°C i poddaje działaniu ciśnieniu 1x 10⁶do 2 x 10⁶ Pascali w czasie od 10 do 60 minut, następnie formę chłodzi się do temperatury otoczenia i wyjmuje otrzymany materiał konstrukcyjny.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do formy wkłada się dwie siatki metalowe, przy czym jedną przed dodaniem polietylenu odpadowego, a drugąpo dodaniu polietylenu odpadowego.