PL215947B1

PL215947B1 - Mieszanina betonowa, zwłaszcza do wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych i sposób wytwarzania tych słupów

Info

Publication number: PL215947B1
Application number: PL392854A
Authority: PL
Inventors: Józef T. Haponiuk; Łukasz Piszczyk; Janusz Datta; Michał Strankowski; Magdalena Danowska; Joanna Gortych; Jacek Cukrowski; Przemysław Kotewicz
Original assignee: Politechnika Gdanska; Przed Przemyslu Betonow Prefabet Kurzetnik Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2014-02-28
Also published as: PL392854A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina betonowa zwłaszcza do wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych i sposób wytwarzania tych słupów, mający zastosowanie w szczególności w średnio- i wielkogabarytowych konstrukcjach budowlanych, w tym w konstrukcjach energetycznych. 33

Znane mieszaniny betonowe charakteryzują się gęstością od 1,9 g/cm³ do 2,6 g/cm³. Betony o tej gęstości wytwarza się z typowych mieszanin spoiwa cementowego, wody, kruszywa o różnych frakcjach z ewentualnym dodatkiem domieszek substancji chemicznych, służących jako plastyfikator i/lub modyfikator. Dla wielu zastosowań elementów betonowych, otrzymywanych przy zastosowaniu różnych technologii, niezwykle istotne jest dobranie odpowiedniego składu mieszanin betonowych.

Mieszanina, z której wykonane są elementy, np. z betonu ciężkiego, zawiera kruszywa i dodatki, któ₃ rych gęstość przekracza 4 g/cm³, takie jak baryt, czy magnetyt. Poprawę stosunku wody do cementu (w/c) uzyskuje się poprzez dozowanie domieszek chemicznych lub poprzez mechaniczne wymuszenie zbliżenia cząstek mieszanki w procesie formowania i wyprowadzenia poza układ części fazy płynnej - wody i powietrza.

Z opisu patentowego JP6125238 znana jest mieszanina do produkcji ciężkiego betonu, w której dodatkiem zwiększającym masę i gęstość pozorną gotowego betonu są frakcje cząstek rudy żelaza, następnie na etapie formowania dodawany jest rozdrobniony pył żelaza.

Z opisu patentowego PL200713 znana jest mieszania do produkcji elementów mało- i średniogabarytowych z betonu ciężkiego. Mieszanina według wynalazku zawiera od 16 do 18% wagowych zaczynu cementowego o stosunku wody do cementu w/c wynoszącym od 0,25 do 0,35, od 5 do 87% wagowych koncentratu rudy żelaza o frakcji od 0 do 8 mm o zawartości Fe od 60 do 75%, od 0 do 80% wagowych piasku i/lub kruszywa bazaltowego oraz od 0,05 do 0,40% wagowych plastyfikatora.

Z betonów wykonanych według znanych technologii, wytwarza się różnego typu elementy prefabrykowane, takie jak na przykład słupy strunobetonowe. Przed betonowaniem elementu w odpowiednich formach, W oparciu o zewnętrzne elementy oporowe, wyposażone w zakotwienia technologiczne, naciąga się cięgna w postaci splotów wielodrutowych, wykonanych z drutów zimnociągnionych ze stali wysokowęgIowej. Przygotowaną mieszaninę betonową wprowadza się do odpowiednio zaprojektowanej formy, a następnie formę z mieszaniną poddaje się wirowaniu w celu zagęszczenia mieszaniny. Podczas betonowania i twardnienia betonu cięgna sprężające pozostają zakotwione. Właściwe sprężenie betonu następuje dopiero w chwili zwolnienia zakotwień technologicznych i przekazania sił sprężających na beton, gdy umożliwia to przyczepność twardniejącego betonu.

Z opisu patentowego nr 177176 znany jest słup stalowo-betonowy, W którym czynnikiem sprężającym betonowy trzon w stalowej rurze jest beton ekspansywny. Niedogodnością tego rozwiązania jest mała dostępność betonu ekspansywnego, gdyż jest produkowany w małych ilościach w niewielu krajach.

Mieszanina betonowa zwłaszcza do wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych zawierająca wodę, cement, piasek, żwir, bazalt, plastyfikatory oraz domieszkę charakteryzuje się według wynalazku tym, że domieszka zawiera surowiec żywiczny zawierający żywice termo- i/lub chemoutwardzalne, korzystnie sproszkowane, i/lub tworzywo zawierające co najmniej 85% żywic termo- i/lub chemoutwardzalnych, korzystnie sproszkowane, w ilości od 0,01 do 2,5 części wagowych. Domieszka zawiera również surowiec nieżywiczny zawierający silany w ilości od 0,1 do 5 części wagowych i/lub bentonit, korzystnie o grubości ziaren od 10 do 30 nm, w ilości 0,01 do 1 części wagowych.

W odmianie mieszaniny według wynalazku surowiec żywiczny zawiera żywice epoksydowe i/lub poliestrowe.

Sposób wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych polegający na zazbrojeniu formy cięgnami sprężającymi, mieszaniu w mieszarce mechanicznej surowców takich jak woda, cement piasek, żwir, bazalt, plastyfikatory, wprowadzaniu otrzymanej mieszaniny betonowej do formy, zagęszczeniu mieszaniny betonowej przez wirowanie, zwolnieniu cięgien sprężających charakteryzuje się według wynalazku tym, że przed wprowadzeniem mieszaniny betonowej do formy, do tej mieszaniny wprowadza się surowiec żywiczny zawierający żywice termo- i/lub chemoutwardzalne, korzystnie sproszkowane, i/lub tworzywo zawierające co najmniej 85% żywic termo- i/lub chemoutwardzalnych, korzystnie sproszkowane, w ilości od 0,01 do 2,5 części wagowych. Wprowadza się również surowiec nieżywiczny zawierający silany w ilości od 0,1 do 5 części wagowych i/lub bentonit, korzystnie o grubości ziaren od 10 do 30 nm, w ilości 0,01 do 1 części wagowych.

PL 215 947 B1

Odmiana sposobu według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się surowiec żywiczny zawierający żywice epoksydowe i/lub poliestrowe.

Zastosowanie rozdrobnionych żywic chemo- i termoutwardzalnych w mieszankach betonowych wpływa na zwiększenie odporności na agresywne czynniki atmosferyczne, wygładzenie powierzchni oraz na poprawę przetwarzalności. Ważnym aspektem wynalazku jest możliwość wykorzystania surowców wtórnych - rozdrobnionych żywic termo- i chemoutwardzalnych powstających np. przy produkcji elementów poszycia jachtów, profili samochodowych, czy płytek drukowanych do podzespołów elektronicznych. Zastosowanie bentonitu w mieszance betonowej przyczynia się do podwyższania wodoodporności betonu, gdyż pakiety bentonitu znajdujące się w otwartych kanalikach pęcznieją pod wpływem dopływającej wody. Silany wprowadzone do mieszanki betonowej zwiększają jej przyczepność do stalowych żerdzi, poprawiają przetwórstwo oraz powodują, że otrzymane elementy charakteryzują się lepszą nośnością, odpornością na skręcanie i trwałością.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w poniższych przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Sporządzono kompozycję o składzie wagowym, przez zmieszanie:

części wagowych cementu, części wagowych piasku, części wagowych żwiru, części wagowych bazaltu,

2,5 części wagowych żywicy epoksydowej,

0,8 części wagowych bentonitu,

0,6 części wagowych i-butyloetoksysilanu.

Kompozycję dopełnia się wodą, przy stosunku wody do cementu w/c = 0,29. Tak sporządzoną mieszaninę miesza się w mieszarce mechanicznej. Następnie mieszaninę wlewa się do formy i zagęszcza przez wirowanie. Gotowy produkt stanowi blok betonowy.

P r z y k ł a d II

Sporządzono kompozycję o składzie wagowym, przez zmieszanie;

0,9 części wagowych żywicy metylofenylosilikonowej,

0,6 części wagowych bentonitu.

0,8 części wagowych i-butylotrietoksysilanu.

Kompozycję dopełnia się wodą, przy stosunku wody do cementu w/c = 0,30. Dalej postępuje się jak w przykładzie I. Gotowy produkt stanowi blok betonowy.

P r z y k ł a d III

Sporządzono kompozycję o składzie wagowym, przez zmieszanie:

1,3 części wagowych żywicy poliestrowej,

0,5 części wagowych bentonitu,

2,5 części wagowych n-octytrimetoksysilanu.

Kompozycję dopełnia się wodą, przy stosunku wody do cementu w/c = 0,28. Dalej postępuje się jak w przykładzie I. Gotowy produkt stanowi betonowy podkład szynowy.

P r z y k ł a d IV

Sporządzono kompozycję o składzie wagowym, przez zmieszanie;

0,8 części wagowych żywicy fenylowo-formaldehydowej,

0,08 części wagowych bentonitu, części wagowe i-octytrimetoksysilanu,

PL 215 947 B1

Kompozycję dopełnia się wodą, przy stosunku wody do cementu w/c = 0,25. Dalej postępuje się jak w przykładzie I. Gotowy produkt stanowi stropowa belka betonowa.

P r z y k ł a d V

Sporządzono kompozycję o składzie wagowym, przez zmieszanie:

1,3 części wagowych rozdrobnionego w młynie kulowym, a następnie przesianego przez sito o oczkach 0,2 mm laminatu z poszycia jachtowego zawierającego 90% żywic epoksydowych i żywic poliestrowych, część wagową bentonitu.

2,5 części wagowych i-butylotrietoksysilanu.

Kompozycję dopełnia się wodą, przy stosunku wody do cementu w/c = 0,30. Dalej postępuje się jak w przykładzie I. Gotowy produkt stanowi słup betonowy.

P r z y k ł a d VI

Sporządza się mieszaninę betonową jak w przykładzie V. Następnie tak przygotowaną mieszaniną betonową napełnia się specjalnie zaprojektowaną formę zaopatrzoną w cięgna sprężające, po czym zgodnie z technologią otrzymywania strunobetonów wirowanych otrzymuje się tak zwany słup żerdziowy.

Claims

1. Mieszanina betonowa zwłaszcza do wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych zawierająca wodę, cement, piasek, żwir, bazalt, plastyfikatory, domieszkę, znamienna tym, że domieszka zawiera surowiec żywiczny zawierający żywice termo- i/lub chemoutwardzalne, korzystnie sproszkowane, i/lub tworzywo zawierające co najmniej 85% żywic termo- i/lub chemoutwardzalnych, korzystnie sproszkowane, w ilości od 0,01 do 2,5 części wagowych oraz surowiec nieżywiczny zawierający silany w ilości od 0,1 do 5 części wagowych i/lub bentonit, korzystnie o grubości ziaren od 10 do 30 nm, w ilości 0,01 do 1 części wagowych.

2. Mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że surowiec żywiczny zawiera żywice epoksydowe i/lub poliestrowe.

3. Sposób wytwarzania strunobetonowych słupów wirowanych polegający na zazbrojeniu formy cięgnami sprężającymi, mieszaniu w mieszarce mechanicznej surowców takich jak woda, cement piasek, żwir, bazalt, plastyfikatory, wprowadzaniu otrzymanej mieszaniny betonowej do formy, zagęszczeniu mieszaniny betonowej przez wirowanie, zwolnieniu cięgien sprężających, znamienny tym, że przed wprowadzeniem mieszaniny betonowej do formy, do tej mieszaniny wprowadza się surowiec żywiczny zawierający żywice termo- i/lub chemoutwardzalne, korzystnie sproszkowane, i/lub tworzywo zawierające co najmniej 85% żywic termo- i/lub chemoutwardzalnych, korzystnie sproszkowane, w ilości od 0,01 do 2,5 części wagowych oraz surowiec nieżywiczny zawierający silany w ilości od 0,1 do 5 części wagowych i/lub bentonit, korzystnie o grubości ziaren od 10 do 30 nm, w ilości 0,01 do 1 części wagowych.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się surowiec żywiczny zawierający żywice epoksydowe i/lub poliestrowe.