RU2775847C1

RU2775847C1 - Microfiber reinforced step

Info

Publication number: RU2775847C1
Application number: RU2021122975A
Authority: RU
Inventors: Марк Анатольевич Брызгалов
Original assignee: Марк Анатольевич Брызгалов
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-07-11

Abstract

FIELD: construction industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction and building materials and can be used in the construction of industrial, civil buildings and structures, including the construction of porches and entrance groups, and elements of building structures. The expected result is achieved by the fact that the reinforced step is a load-bearing structure in the form of a rectangular parallelepiped with one protruding L-shaped rounded side, made of high-strength concrete reinforced with microfiber from secondary nylon with the application of astralene nanoparticles, with a fiber length of less than 0.5 mm.

EFFECT: reducing the cost of construction work, improving the quality of the stage, solving the problem of cracking of the concrete stone of the stage, increase in the resistance of the stone of the stage to bending loads, three-dimensional hardening of concrete is provided.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и строительных материалов и может быть использована при строительстве промышленных, гражданских зданий и сооружений, в том числе при устройстве крылец и входных групп, и к элементам строительных конструкций.The invention relates to the field of construction and building materials and can be used in the construction of industrial, civil buildings and structures, including the arrangement of porches and entrance groups, and to elements of building structures.

Микрофибра обеспечивает повышенную надежность бетонного камня за счет применения вторичного нейлона в качестве сырья, и лучшие качественные характеристики, чем микрофибры из полиэтилена, полипропилена или ПВХ. Модуль упругости нейлона, 1700 МПа, (полиэтилена 900 МПа, полипропилена РРВ 1000 МПа), Ударная вязкость при 23°С, составляет 12 кДж/м² (у ПВХ 4 кДж/м², полипропилена РРВ -9 кДж/м²).Microfiber provides increased durability of concrete stone through the use of recycled nylon as a raw material, and better quality characteristics than microfibers made from polyethylene, polypropylene or PVC. Modulus of elasticity of nylon, 1700 MPa, (polyethylene 900 MPa, polypropylene РРВ 1000 MPa), impact strength at 23°С, is 12 kJ/m ² (for PVC 4 kJ/m ² , polypropylene РРВ -9 kJ/m ² ).

Наномодификация заключается в том, что на нейловолокно наносятся наночастицы (астралены), что приводит к агдезии микрофибры со строительным материалом, крепко соединяя материал в единое целое. Готовый материал получается более устойчивым к истирающим воздействиям и более жестким, чем не упрочненный вариант.Nanomodification consists in the fact that nanoparticles (astralens) are applied to the nylon fiber, which leads to adhesion of microfiber with the building material, firmly connecting the material into a single whole. The finished material is more resistant to abrasion and more rigid than the unhardened version.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Из уровня техники известны ступени самых различных видов. Из патентного документа RU 43283, МПК E04F 11/104, оп. 10.01.2005 г. известна ступень лестничная, выполненная в виде бетонного блока, в котором подступенник и проступь выполнены за одно целое, форма поперечного сечения сквозного отверстия частично повторяет форму поперечного сечения блока.Stages of various types are known from the prior art. From patent document RU 43283, IPC E04F 11/104, op. 01/10/2005, a stair step is known, made in the form of a concrete block, in which the riser and tread are made in one piece, the cross-sectional shape of the through hole partially repeats the cross-sectional shape of the block.

Недостатком известной ступени лестничной является недостаточная вязкость бетонного камня и слабого сопротивления цементного камня изгибающим нагрузкам.The disadvantage of the known steps of the stairs is the lack of viscosity of the concrete stone and the weak resistance of the cement stone to bending loads.

Из патентного документа RU 82249, МПК E04F 11/00, E04F 11/104, опубл. 20.04.2009 известна ступень, с фиксацией проступи к монолитному основанию лестницы.From patent document RU 82249, IPC E04F 11/00, E04F 11/104, publ. 04/20/2009 a step is known, with fixation of the tread to the monolithic base of the stairs.

Недостатком данной ступени является недостаточная вязкость, хрупкость бетонного камня, характеризуемая модулем упругости бетона.The disadvantage of this step is the lack of viscosity, the fragility of the concrete stone, characterized by the modulus of elasticity of concrete.

Из патентного документа RU 133166, МПК E04F 11/00, опубл. 10.10.2013 известна ступень, выполненная в виде бетонного блока с лицевой поверхностью проступи, передней опорной стенкой, задней опорной стенкой и двумя боковыми опорными стенками, причем задняя опорная стенка выполнена по высоте короче передней опорной стенки и соединена с ней боковыми опорными стенками.From patent document RU 133166, IPC E04F 11/00, publ. 10/10/2013, a step is known, made in the form of a concrete block with a front surface of the tread, a front support wall, a rear support wall and two side support walls, the rear support wall being shorter in height than the front support wall and connected to it by side support walls.

Данная ступень в первую очередь пригодна к использованию при ландшафтном проектировании, так как предусматривает возможность фиксации ступени без песчаной подготовки непосредственно на земле и подобной поверхности.This step is primarily suitable for use in landscape design, as it provides for the possibility of fixing the step without sand preparation directly on the ground and similar surfaces.

Недостатком известной ступени лестничной является недостаточная вязкость бетонного камня являются основным отличием и недостатком данной ступени от заявляемого изобретения.The disadvantage of the well-known stair stage is the insufficient viscosity of the concrete stone, which is the main difference and disadvantage of this stage from the claimed invention.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение является снижение стоимости при одновременном улучшение прочностных характеристик конструкции за счет перераспределения напряжений в материале, бетонов, повышение - трещиностойкости, ударо- и износостойкости, статической прочности при различных силовых воздействиях; повышение эксплуатационной надежности конструкций при-воздействии агрессивной среды за счет улучшения структуры бетонного камня.The task to be solved by the claimed invention is to reduce the cost while improving the strength characteristics of the structure due to the redistribution of stresses in the material, concrete, increasing crack resistance, impact and wear resistance, static strength under various force effects; increasing the operational reliability of structures under the influence of an aggressive environment by improving the structure of concrete stone.

Главным недостатком нейлобетона до настоящего времени была его высокая стоимость. Внедрение технологии производства микрофибры из вторичного нейлона решает эту проблему, в качестве наполнителя используем микрофибру, состоящую из (в % по массе):The main disadvantage of nylon concrete so far has been its high cost. The introduction of technology for the production of microfiber from recycled nylon solves this problem, as a filler we use microfiber, consisting of (in% by weight):

- ваты нейлоновой изготовленной из вторичного нейлона получаемого при переработке крупногабаритных шин карьерной техники - 99,4-99,8;- nylon cotton wool made from recycled nylon obtained during the processing of large-sized tires for quarry equipment - 99.4-99.8;

- наномодификатора - 0,0001-0,01;- nanomodifier - 0.0001-0.01;

- воды - 0,2-0,5.- water - 0.2-0.5.

Техническим результатом заявляемого изобретения является удешевление строительных работ, улучшение качества ступени, решение проблемы растрескивания бетонного камня ступени, увеличение сопротивление камня ступени изгибающим нагрузкам, обеспечивается трехмерное упрочнение бетона.The technical result of the claimed invention is to reduce the cost of construction work, improve the quality of the step, solve the problem of cracking the concrete step stone, increase the resistance of the step stone to bending loads, provide three-dimensional strengthening of concrete.

Технический результат реализуется благодаря армированию ступени микрофиброй изготовленной из вторичного нейлона, в соответствии с заявляемым изобретением. Предложен принцип оптимизации структуры материала ступени, заключающийся в применении нейлоновых волокон; дисперсное армирование позволяет получить однородную структуру - бетонного камня, армированную по всем направлениям, что приводит к увеличению его расчетных показателей (призменная прочность, модуль упругости) и, как следствие, к повышению несущей способности бетонных конструкций. Конструкционный наполнитель позволяет устранить главный недостаток клинкерной ступени - колкость материала как результат слабой вязкости не армированного клинкера.The technical result is achieved by reinforcing the step with microfiber made from recycled nylon, in accordance with the claimed invention. The principle of optimizing the structure of the step material is proposed, which consists in the use of nylon fibers; dispersed reinforcement makes it possible to obtain a homogeneous structure - a concrete stone, reinforced in all directions, which leads to an increase in its design indicators (prism strength, modulus of elasticity) and, as a result, to an increase in the bearing capacity of concrete structures. Structural filler eliminates the main drawback of the clinker step - the causticity of the material as a result of the low viscosity of unreinforced clinker.

Использование волокон вторичного нейлона в качестве арматуры с целью преодоления недостаточной прочности при растяжении бетонных материалов может создать предпосылки для получения бетонов нового типа, с более широкими возможностями их применения в строительстве. Как и в традиционно армированных структурах, упрочнение волокнами основывается на предположении, что материал бетонной матрицы передает волокнам приложенную нагрузку посредством касательных сил, действующих по поверхности раздела, и таким образом, основную долю напряжений воспринимают волокна.The use of recycled nylon fibers as reinforcement in order to overcome the insufficient tensile strength of concrete materials can create prerequisites for obtaining new types of concrete, with wider possibilities for their use in construction. As in traditionally reinforced structures, fiber reinforcement is based on the assumption that the concrete matrix material transfers the applied load to the fibers through shear forces acting at the interface, and thus the fibers take up most of the stress.

Мировой опыт исследования и применения дисперсно-армированных бетонов показывает, что введение волокон обеспечивает: улучшение прочностных характеристик бетонов, повышение - трещиностойкости, ударо- и износостойкости, статической прочности при различных силовых воздействиях; повышение эксплуатационной надежности конструкций при-воздействии агрессивной среды за счет улучшения структуры бетона; возможность сокращения рабочих сечений конструкций, в ряде - случаев уменьшение расхода или полный отказ от использования стержневой арматуры.World experience in the study and application of dispersed-reinforced concrete shows that the introduction of fibers provides: improvement in the strength characteristics of concrete, an increase in crack resistance, impact and wear resistance, static strength under various force effects; increasing the operational reliability of structures under the influence of an aggressive environment by improving the structure of concrete; the possibility of reducing the working sections of structures, in some cases, reducing the flow rate or completely abandoning the use of bar reinforcement.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖАBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

На фиг. 1 представлена заявляемая ступень армированная нанонейломикрофиброй.In FIG. 1 shows the claimed step reinforced with nanonylomicrofiber.

Ступень армированная нанонейломикрофиброй представляет собой несущую конструкцию в виде прямоугольного параллелепипеда с одной выступающей г-образно закругленной стороной, выполненного из высокопрочного бетона, армированного нанонейломикрофиброй изготовленной из вторичного нейлона.A step reinforced with nanonylomicrofiber is a supporting structure in the form of a rectangular parallelepiped with one protruding l-shaped rounded side, made of high-strength concrete reinforced with nanonylomicrofiber made from recycled nylon.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Заявляемое изобретение - ступень армированная нанонейломикрофиброй представляет собой несущую конструкцию в виде прямоугольного параллелепипеда с одной выступающей г-образно закругленной стороной, выполненного из высокопрочного бетона, армированного нанонейломикрофиброй изготовленной из вторичного нейлона.The claimed invention - a stage reinforced with nanonylomicrofiber is a supporting structure in the form of a rectangular parallelepiped with one protruding L-shaped rounded side, made of high-strength concrete reinforced with nanonylomicrofiber made from recycled nylon.

Основным акцентом при определении степени новизны данного изделия, помимо очевидных преимуществ облицовки керамическим материалом, таких как твердость, износостойкость, морозостойкость, является снижение стоимости готового изделия, за счет использования вторичного сырья при производстве нанонейломикрофибры.The main emphasis in determining the degree of novelty of this product, in addition to the obvious advantages of facing with ceramic material, such as hardness, wear resistance, frost resistance, is to reduce the cost of the finished product, due to the use of recycled raw materials in the production of nanonylomicrofiber.

Любой натуральный камень, как и любой керамический материал, хрупок, при всей своей твердости. Микротрещины даже при незначительной нагрузке могут мгновенно разрушить конструкцию, расколов ступень пополам. Фиксируемая по краям или в моноточке посредине ступень такого типа чрезвычайно опасна. Наличие нанонейломикрофибры внутри ступени не позволяет сколу керамической «скорлупы» разрушить всю конструкцию, которая продолжает держать форму.Any natural stone, like any ceramic material, is fragile, for all its hardness. Microcracks, even with a slight load, can instantly destroy the structure, splitting the step in half. A step of this type fixed at the edges or in a single point in the middle is extremely dangerous. The presence of nanonylomicrofiber inside the step does not allow the chipping of the ceramic "shell" to destroy the entire structure, which continues to keep its shape.

ПОХОЖИЕ ДОКУМЕНТЫRELATED DOCUMENTS

SU 867330 A3 1981.09.23 ПЬЕР ДЕСКЛЕВ Изделие.SU 867330 A3 1981.09.23 PIERRE DESCLEV Product.

RU 133166 U1 2013.10.10 Турашвили Ироди Леванович (UA) СТУПЕНЬ ЛЕСТНИЧНАЯ.RU 133166 U1 2013.10.10 Turashvili Irodi Levanovich (UA) LADDER STEP.

RU 43283 U1 2005.01.10 Балагуров В.В. (RU) СТУПЕНЬ ЛЕСТНИЧНАЯ.RU 43283 U1 2005.01.10 Balagurov V.V. (EN) STEP STAIRS.

Claims

Reinforced step, which is a supporting structure in the form of a rectangular parallelepiped with one protruding l-shaped rounded side, made of high-strength concrete, reinforced with microfiber from recycled nylon with the application of nanoparticles - astralenes, with a fiber length of less than 0.5 mm.