HU199758B - Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening - Google Patents
Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening Download PDFInfo
- Publication number
- HU199758B HU199758B HU189588A HU189588A HU199758B HU 199758 B HU199758 B HU 199758B HU 189588 A HU189588 A HU 189588A HU 189588 A HU189588 A HU 189588A HU 199758 B HU199758 B HU 199758B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- cement
- fiber
- additive
- concrete
- volume
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
A találmány szálerősítésű utószilárduló anyag előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for preparing a fiber reinforced post-curing material.
Az építőiparban teherhordó szerkezetekként széles körben alkalmaznak szálerősítéses cementkötésű beton-, vasbeton és feszítettbeton-szerkezeteket. Ismeretesek polimerbeton, illetve polimerhabarcsszerkezetek is (például epoxigyanta-beton). Más megoldásoknál hidraulikus kötőanyag - alapvetően cement mellett adnak műanyagot a keverékhez (például polivinilacetátos cementhabarcs).Fiber-reinforced cement concrete, reinforced concrete and prestressed concrete structures are widely used as load-bearing structures in the construction industry. Also known are polymer concrete or polymer mortar structures (e.g. epoxy resin concrete). Other solutions include hydraulic binders - basically plastics are added to the mixture in addition to cement (for example, polyvinyl acetate cement mortar).
Az építőipari gyakorlatban maximálisan 50-60 MPa nyomószilárdságú és max. 4 MPa hajlító-szilárdságú betonszerkezeteket építenek, vagyis a húzószilárdság a nyomószilárdságnak mintegy tizenkettede. (Ezeket az értékeket laboratóriumokban természetesen túlhaladták.)In construction practice, it has a maximum compressive strength of 50-60 MPa and max. They build concrete structures with a bending strength of 4 MPa, which means that the tensile strength is about one twelfth of the compressive strength. (These values have been surpassed in laboratories, of course.)
A szakemberek világszerte a tartószerkezetek súlyának a csökkentésére törekszenek, amihez azonban a magas nyomószilárdság mellett magas hajlító-húzószilárdságra is szükség van. A hajlító- húzószilárdság növelésének az egyik lehetséges eszköze a szálerősítésű betonok fejlesztése, a másik terület pedig az ún. nagyszilárdságú, a 60-200 MPa nyomószilárdsági tartományba eső betonok alkalmazása.Professionals around the world are striving to reduce the weight of support structures, but this requires not only high compressive strength but also high flexural tensile strength. One possible tool for increasing the flexural tensile strength is the development of fiber-reinforced concrete, and the other area is the so-called "tensile strength". use of high-strength concrete in the compressive strength range of 60-200 MPa.
A 0 122 995. számú EPA szabadalmi leírás szerint valamely utószilárduló mátrix erősítésére olyan sík elemeket használnak, amelyek felülete viszonylag kicsi a mátrix felületéhez képest, és a mátrixba merevítő háló is be van ágyazva, amelynek több nyílása, szilárdan kötő csomópont-rendszere, nagy rugalmas visszaálló képessége, és a síkjában nagy méretstabilitása van. A szerkezetet elsősorban útpályák létesítésére alkalmazzák.According to EPA Patent 0 122 995, flat elements having a relatively small surface relative to the surface of the matrix and embedded in the matrix having a plurality of openings, a solid-bonding node system, and high elasticity are used to reinforce a post-solidification matrix. it has high resilience and high dimensional stability in its plane. The structure is mainly used for road construction.
A 3 913 295. számú USA szabadalmi leírásból is cement-kötőanyagú mátrix erősítésére szolgáló megoldás ismerhető meg. Eszerint előreformált vázszerű térbeli testecskéket intenzíven és hézagképző módon kevernek a képlékeny anyagba. A testecskék véletlenszerűen egymásba kapcsolódnak, és a betonanyaggal kitöltve megnövelhetik a beton húzószilárdságát.U.S. Pat. No. 3,913,295 also discloses a solution for reinforcing a cementitious matrix. Accordingly, preformed skeletal spherical bodies are intimately and intimately mixed into the plastic material. The bodies are randomly connected to each other and, when filled with concrete material, can increase the tensile strength of the concrete.
A 0 106 986. számú EPA szabadalmi leírás homlokzati habarcshéjalás erősítésére irányuló eljárásra vonatkozik. A szemcsés adalékanyagú utószilárduló vakolat-anyagba szappanosodást gátló nagyszemű szövedéket, vagy kötött hálót ágyaznak.EPA 0 106 986 relates to a process for reinforcing a facade mortar shell. The granular additive retardant plaster material is embedded with a large mesh fabric or knitted web to prevent saponification.
A fent ismertetett megoldások közös jellemzője, hogy csak a szálak mennyiségét, minőségét, szerkezetét és alakját veszik figyelembe az anyag erősítésére irányuló törekvésekben, de a beton összetételével, a betontechnológiával kapcsolatban érdemi instrukciókat nem tartalmaznak. így legfeljebb egy-egy részterületen hozhatnak némi eredményt, komplex megoldásoknak azonban nem tekinthetők.A common feature of the solutions described above is that only the quantity, quality, structure and shape of the fibers are taken into account in the efforts to reinforce the material, but do not contain any meaningful instructions regarding the composition of the concrete or the concrete technology. Thus, they can produce some results in up to one sub-area, but are not considered complex solutions.
Ismeretes, hogy a beton-, vasbeton- és feszítettbeton szerkezetek geometriájának, vasalásának, valamint a beton és betonacél minőségének megadása a tervezők feladata, ugyanakkor az építési szerkezet viselkedésére nagymértékben kiható „betontenjpzés” a gyártóra (kivitelezőre) tartozik. A „betontervezés” a betonnak a tervező által közölt fő jellemzői alapján történik idealizált alapanyag-paraméterekkel, ezekből létrehozott nomogramok, táblázatok vagy képletek alapján.It is known that the geometry and reinforcement of concrete, reinforced concrete and prestressed concrete structures, as well as the quality of concrete and reinforcing steel, are the responsibility of the designers, while the "concrete injection" which has a significant impact on the structure's behavior belongs to the manufacturer. “Concrete design” is based on the concrete characteristics of the concrete as communicated by the designer, with idealized material parameters based on nomograms, tables or formulas created from them.
Mindezek az ismeretek azonban csak a hagyomá2 nyos szilárdsági tartományokra érvényesek, ezekből magas nyomó- és hajlító- húzószilárdságú betonok nem állíthatók elő. Ugyanakkor az is nyilvánvaló, hogy egy-egy betonszilárdsági értéket akár többezerHowever, all this knowledge is valid only for conventional strength ranges, from which concrete with high compressive and flexural tensile strengths cannot be produced. However, it is also obvious that there are thousands of concrete strength values
- az anyagok származási helyét is figyelembe vevő- taking into account the origin of the substances
- betonösszetétellel ki lehet elégíteni a hagyományos szilárdság- tartományában. A magas nyomó- és hajlító-húzószilárdságú betonok sávjában erősen szűkűl az alkalmazható betonösszetételek száma. Az is ismeretes, hogy a betonkészítés vonatkozásában rendkívül sok a változó: például a cement-paraméterek, adalék-paraméterek, segédanyagok minősége és mennyisége, víz-cement tényező, az adagolt szálak geometriai és mechanikai paraméterei stb.- concrete composition can be satisfied in the conventional strength range. In the band of high compressive and flexural tensile strengths, the number of concrete compositions that can be used is very narrow. It is also known that there are a lot of variables in concrete making: for example, cement parameters, aggregate parameters, quality and quantity of excipients, water-cement factor, geometrical and mechanical parameters of the added fibers, etc.
A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson szálerősítésű cementkötésű utószilárduló keverék - elsősorban betonok és habarcsok - előállítására, amely keverékekből készült szerkezetek, építőelemek egyidejűleg rendelkeznek magas nyomó- és húzó-hajlító szilárdsággal, nevezetesen nyomószilárdságuk a 60-200 MPa, hajlító-húzószilárdságuk pedig az 5^10 MPa tartományba esik, miáltal biztosítható, hogy a jelenleginél kedvezőbb szerkezeti teljesítmények kisebb önsúllyal, valamint - adott esetben - kevesebb, de magas folyáshatárú acéllal legyenek biztosíthatók.It is an object of the present invention to provide a process for the manufacture of a fiber reinforced cementitious post-curing compound, in particular concrete and mortar, which structures, building components, have high compressive and tensile-flexural strengths, namely, a compressive strength of In the range of 5 to 10 MPa, it is possible to ensure that better structural performance is achieved with less self-weight and, where appropriate, less steel with high yield strength.
A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy magas nyomó- és húzó-hajlítószilárdságot egyidejűleg biztosító utószilárduló anyagkeverék előállításának az az előfeltétele, hogy mind a makro-, mind a mikrostruktúrában biztosítva legyen az alkotók harmonikus aránya és térbeli rendezettsége. Felismertük továbbá, hogy a szálerősítésű keverékek jelenleg általánosan alkalmazott készítési módszere, miszerint hagyományos habarcshoz vagy betonhoz egyszerűen szálakat adagolnak, nem eredményezheti önmagában egyidejűleg a nyomó- és a hajlító-húzószilárdság jelentős növekedését, mivel az elemi szálak bevonásának többlet- kötőanyag igénye van, amit a betontervezésnél nem vesznek figyelembe, másrészt nincsenek tekintettel a szálak helyigényére sem, és a szálak egyenletes eloszlatását a mátrixban nem tudják biztosítani. Ennek alapján az alábbi következtetésekre jutottunk:The present invention is based on the recognition that the production of a post-curing compound mixture that provides high compression and tensile flexural strength at the same time requires a harmonious proportion and spatial arrangement of the constituents in both the macro and microstructures. It has further been discovered that the current commonly used method of preparing fiber-reinforced mixtures by simply adding fibers to a conventional mortar or concrete cannot, by itself, result in a significant increase in compressive and flexural tensile strength because of the need for additional binder for filament filament coating. on the other hand, they do not take into account the space requirements of the fibers and they cannot ensure uniform distribution of the fibers in the matrix. Based on this, we have come to the following conclusions:
- az elemi szálak egyenletes eloszlatása a mátrixban, vagyis a beton-, illetve habarcs-struktúrában azzal érhető el, ha a távtartásukat biztosítjuk, a szálak rendezése és a szükséges távtartás pedig a normál keverési művelet hatására mintegy automatikusan bekövetkezik a szálanyag mennyiségével harmonizáló mennyiségű szilárd adalékszemcse-komponens megfelelő megválasztásával, nevezetesen egyszemcsés frakció alkalmazásával;the uniform distribution of the filaments in the matrix, i.e. the concrete or mortar structure, is achieved by providing the spacing and the required spacing with the addition of a solid amount of solid admixture that is consistent with the amount of fiber during the normal mixing operation by appropriate selection of a component, namely, a single particle fraction;
- az elemi szálak kötőanyag-péppel való maradéktalan bevonása csakis a tervezett szilárdsághoz szükségest meghaladó többletcement felhasználásával történhet, ami a száladagolás volumenének a függvénye;- the complete filament coating with binder pulp can only be carried out using excess cement beyond the required strength, which depends on the volume of fiber feed;
- az egyébként hajlékony szálak mellett is szükség van a szálak elrendeződéséhez többlet-hézagtérfogatra az egyszemcsés adalék- komponensen belül, és ezt a hézagot cementpéppel, vagy finomhomok-tartalmú cementpéppel kell kitölteni (a finomhomok szemnagysága célszerűen 1,0 mm alatti).- in the case of otherwise flexible fibers, an additional void volume is required within the single-particle additive component to arrange the fibers and this gap must be filled with cement paste or fine sand cement paste (preferably less than 1.0 mm grain size).
A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségévelBased on the above findings, the object of the present invention is to provide a method
HU 199758 Β oldottuk meg, amelynek során cementet, vizet, szilárd szemcsés adalékanyagot és szálanyagot keverünk össze, és amely eljárásra az jellemző, hogyEN 199758 Β by mixing cement, water, solid particulate additive and fiber, which process is characterized by
- a keverék készítéséhez egyszemcséjű szilárd szemcsés adalékanyagot adagolunk összefüggő, vagy lényegesen összefüggő adalékvázat alkotó mennyiségben;- adding a single particle solid particulate additive to form the mixture in a continuous or substantially continuous additive backbone;
- a keverékből készített szerkezet tervezett szilárdságának eléréséhez szükséges mennyiségű cementen kívül az elemi szálak bevonását is biztosító többlet-cement adagolásával készítjük el a keveréket;- adding, in addition to the amount of cement necessary to achieve the intended strength of the structure of the mixture, the addition of additional cement to cover the filaments;
- a keverék készítéséhez az adalékváznak a szálakat is befogadó hézagait kitöltő, az egyszemcséjű adalékanyag-frakció szemcséinél kisebb szemcséjű szilárd szemcsés adalékanyagot és cementet is tartalmazó pép, vagy tiszta cementpép előállításához szükséges mennyiségű többlet-cementet és vizet, valamint - adott esetben - szilárd szemcsés adalékanyagot, előnyösen 0/0,5 mm, vagy 0/1 mm- es szemcseméretű finom homokot használunk. Az egyszemcséjű frakció szemcséi tehát olyan mennyiségben és tömörséggel helyezkednek el a mátrixban, hogy a szemcsék egymásnak támaszkodnak, és így összefüggő adalékvázat alkotnak.- the amount of excess cement and water required to make the mixture, the filler gaps of the additive backbone containing the fibers, which contain less than the particulate solid particles and the cement, or the pure cement paste, and, where appropriate, the solid particles fine sand having a particle size of 0 / 0.5 mm or 0/1 mm is preferably used. Thus, the particles of the single-particle fraction are contained in the matrix in such quantity and compactness that the particles support each other and thus form a coherent additive backbone.
Amint ismeretes, a beton- és habarcsanyagok adalékváza szabálytalan alakzat, és ténylegesen egyetlen geometriai formulával sem írható le, bár számos esetben az adalékvázat gömbökkel közelítik, és a képleteket, táblázatokat e feltételezésből kiindulva határozzák meg.As is known, the additive skeleton of concrete and mortar materials is an irregular shape and can not really be described by any geometric formula, although in many cases the additive skeleton is approximated by spheres and the formulas and tables are determined from this assumption.
Az általunk alkalmazott eljárásban az adalékszemcséket nem idealizáljuk, hanem a konrét megjelenési formájukat tekintjük kiindulási alapnak. Az alkalmazandó szálféleséget és szálmennyiséget a szerkezeti vastagság figyelembe vételével és a statikai követelmények számbavételével választjuk meg. Fém, vagy fémszerű szálak alkalmazása esetén a vasbeton-szilárdságtani méretezés kisebb módosítással alkalmazható, és ennek alapján a szükséges hajlító-húzószilárdsághoz tartozó szálmennyiség megkapható. Nemesfém szálak alkalmazása esetén - amennyiben a szál rugalmassági modulusa azonos a beton vagy habarcs rugalmassági modulusával, vagy annál alacsonyabb - jelentős hajlító-húzószilárdság növekedés repedésmentes állapotban nem várható, itt a szálak mennyiségét az energia-adszorpciós igény figyelembe vételével célszerű megválasztani.In our process, we do not idealize the additive particles, but rather take their specific appearance as a starting point. The fiber thickness and the amount of fiber to be used are selected taking into account the structural thickness and the static requirements. When metal or metal-like fibers are used, the reinforced concrete strength scaling can be applied with minor modifications to obtain the required amount of fiber for bending-tensile strength. When using precious metal fibers, where the modulus of elasticity of the fiber is equal to or lower than that of concrete or mortar, no significant increase in flexural tensile strength is expected, and the amount of fibers is preferably selected taking into account the energy adsorption requirement.
A szerkezeti vastagság önmagában meghatározza az alkalmazható maximális szemnagyságot, amely legfeljebb 1/3 - 1/4 része lehet a szerkezeti vastagságnak. A szerkezettel szemben támasztott mechanikai követelmény pedig - amint erre korábban már utaltunkThe structural thickness alone determines the maximum mesh size that can be used, which can be up to 1/3 to 1/4 of the structural thickness. And the mechanical requirement for the structure - as we mentioned earlier
- meghatározza, hogy milyen fajta szálat és milyen mennyiségben kell adagolni. A találmányunk szerint- determine the type of fiber and the quantities to be fed. According to the invention
- konkrét szerkezet esetében - ahogyan a szál mennyiségét növeljük, úgy növekszik a cementmennyiség, és csökken az adalék szemnagysága és mennyisége.- for a particular structure - as the amount of fiber increases, the amount of cement increases and the size and amount of additive decrease.
A fent definiált találmány szerinti eljárás foganatosításához az alábbiakban ismertetésre kerülő számítási módszer használható.The calculation method described below may be used to carry out the process of the invention as defined above.
Abból indulunk ki, hogy a szerkezeti igényeknek megfelelően előzetesen szilárdságtani alapon meghatároztuk az adagolandó szál fajtáját és mennyiségét; ez utóbbi tényezőt a továbbiakban X-el jelöljük, a dimenziója térfogat%.The starting point is that the type and amount of fiber to be added have been determined in advance on a strength basis according to structural requirements; this latter factor is hereinafter referred to as X, its dimension is by volume.
Kísérleti úton meghatározzuk a szál teljes bevonásához szükséges cementmennyiséget (figyelembe véve a tervezett cementfajtát és víz/cement tényezőt). Ezt a kísérleti állandót a továbbiakban A- val jelöljük. Az A kísérleti állandó a cement/szál tényező, amely kifejezi, hogy az adott száltömeg bevonásához — száraz állapotra vonatkoztatva - mennyi cementre van szükség. Az A kísérleti állandó (cement/szál tényező) a legegyszerűbben úgy határozható meg, hogy megmérjük: mennyi szálat lehet maximálisan bekeverni a megkívánt konzisztenciájú, 1000 g cementpépbe.The amount of cement needed to fully coat the fiber is experimentally determined (taking into account the type of cement planned and the water / cement factor). This experimental constant is hereinafter designated A. Experimental constant A is the cement / fiber factor, which expresses the amount of cement needed to coat a given mass of fiber, based on the dry state. The experimental constant A (cement / fiber factor) is most easily determined by measuring how much fiber can be blended to the desired consistency of 1000 g cement paste.
A következő lépésben meghatározzuk a szálbevonáshoz szükséges többlet-cement és -víz tömegét kg-ban, az alábbi képletek felhasználásával:The next step is to determine the mass in kg of excess cement and water required for fiber coating using the following formulas:
Gszál=X· lO.yszálThread = X · 10th thread
Gcement=Gszál.AGcement = Gszál.A
Gvíz=Gcement.v/c, majd térfogatra számoljuk az alkotókat az alábbiak szerint:Gw = Gcement.v / c and then calculate the volume by volume as follows:
VSzái=X.10 „, GcementV S = X.10 ", Gcement
Vcement-v , , es tcementVcement-v,, es tcement
Vvíz=(literben adódik).V = v taste (due liters).
A továbbiakban a számítás a következők szerint alakul 1 m3 szálas betonra vagy habarcsra:Hereinafter, the calculation is based on 1 m 3 of fibrous concrete or mortar as follows:
a szálas beton vagy habarcs tömör térfogata: V=1000 liter.solid volume of fibrous concrete or mortar: V = 1000 liters.
Ebből le kell vonniIt has to be subtracted
- a szál térfogatát: Vszái = X- the fiber volume V c ai = X
- az A cement/szál tényező alapján a cement tömör térfogatát (ez a szálhoz rendelt többletcement), valamint- the solid volume of cement (this is the excess cement assigned to the fiber) based on the cement / fiber factor A, and
- a víz/cement tényező alapján kiszámolt víz mennyiségét.- amount of water calculated on the basis of the water / cement factor.
így marad a szál-cementpép nélküli beton vagy habarcs tömör térfogat-képletben:This is how the concrete or mortar without fiber cement paste remains in a solid volume formula:
-A . v/c-THE . w / c
Vadalékpép—V1000 liter -X.lO-r (cementResidual paste — V1000 liters -X.lO-r (cement
A számítás következő fázisában meghatározzuk, hogy az adott szálfajta adagolásához milyen száltávolság tartozik.In the next step of the calculation, we determine the fiber distance for the addition of a given fiber type.
Körkeresztmetszetű szálat feltételezve négyzetrács metszéspontjaiban helyezzük el a szálakat úgy, hogy meghatározzuk egységnyi felületen az adott minőségű szálból elhelyezendő darabszámot·, a négyzetrács metszéspontjai - a szálátmérőt is figyelembe véve megadják a pontok közé rajzolható kör átmérőjét. Ez az átmérő ae 20% eltéréssel felvehető maximális szemnagyságnak.Assuming a circular filament, place the filaments at the intersection of the square grid by specifying the number of pieces of the given quality fiber per unit area ·, the intersections of the square grid - taking into account the diameter of the filament - give the diameter of the circle. This diameter can be taken as a maximum mesh size of 20%.
Az így megállapított maximális szemnagyságú, egyszemcséjű frakcióval folytatjuk tovább a számítást. Az adott szerkezet, például lemez vastagságának megfelelően meghatározzuk a fentiek szerint kapott egyszemcsés maximális frakció laza halmaztérfogat- tömegét, vagyis azt az egységnyi térfogatra jutó tömeget, amelyet az adott frakciónak a szerkezetbe betöltésével kapnánk. Ezt a halmaztérfogat-tömeget a továbbiakban B-vel jelöljük. A szál-pép nélküli térfogatot B-vel szorozva megkapjuk a frakció tömegét:The calculation is continued with the maximum particle size fraction thus determined. Depending on the thickness of a given structure, such as a sheet, the loose bulk volume of the single-particle maximum fraction obtained above, i.e. the mass per unit volume that would be obtained by loading that fraction into the structure, is determined. This bulk volume mass is hereinafter referred to as "B". Multiplying the volume without pulp by B gives the weight of the fraction:
Gfrakció=Vadalék+pép · BGfraction = Grain + Pulp · B
A következő lépésben meghatározzuk a GfrakcióIn the next step, the fraction G is determined
HU 199758 Β tömör térfogatát:HU 199758 Β solid volume:
,, Gfrakció,, G fraction
Vfrakció— v- , . .V fraction - v-,. .
frakció és ebből kiszámíthatjuk a hézagtérfogatot:fraction and from this we can calculate the void volume:
Vhézag=Vadalék+pép - Vfrakció, és ezt a hézagtérfogatot töltjük ki cement-vízfinomhomok keverékéből készített péppel (vagy homok nélküli víz- cement péppel) - e pép komponenseinek az arányát felvehetjük az elvárt habarcsszilárdság alapján is - a víz/cement tényezőt pedig a bedolgozási igény szerint választjuk meg.V-gap = Sludge + pulp - V fraction and this void volume is filled with a pulp made from a mixture of cement-water fine sand (or water-cement pulp without sand) we choose it on demand.
A fentiekből is kitűnően különféle anyagú szálakat használhatunk, és arra törekszünk, hogy az adalékváz hézagainak a száltelítettsége maximális legyen. Fémüveg-szál esetén például 4-5 térfogat%-nál érhető el a száltelítettség.From the foregoing, fibers of a variety of materials can be used, and we strive to maximize fiber saturation in the gaps in the additive backbone. For example, in the case of metal glass fiber, fiber saturation is achieved at 4-5% by volume.
Az eljárásban alkalmazott szilárd szemcsés adalékanyag, amely az adalékvázat alkotja, egyszemcséjű kavics-frakció, rendszerint 1/2,5; 2,5/4; 4/8; 8/16 mm-es. Az adalékváz hézagainak kitöltéséhez használt pép rendszerint 0/0,5 vagy 0/1 mm-es szemcseméretű finomhomok-frakció felhasználásával készül.The solid particulate additive used in the process, comprising the additive backbone, is a single-particle gravel fraction, usually 1 / 2.5; 2.5 / 4; 4/8; 8/16 mm. The pulp used to fill the gaps in the additive backbone is usually prepared using a fine sand fraction of 0 / 0.5 or 0/1 mm.
A találmányt a továbbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük, amely az eljárással kapott anyagszerkezet modelljét tartalmazza.The invention will now be described with reference to the accompanying drawing, which shows a model of the material structure obtained by the process.
A rajzon az 1. ábrán a találmány szerinti eljárással készült anyag makrostruktúrája látható;Figure 1 shows a macrostructure of the material produced by the process of the invention;
a 2. ábrán az 1. ábrán bejelölt H részletet tüntettük fel nagyobb méretarányban, körkeresztmetszetű szálak alkalmazása esetén;Fig. 2 is a larger scale detail of H in Fig. 1 when using circular filaments;
a 3. ábrán a 2. ábra szerintihez hasonló részlet látható, de lapos téglalap keresztmetszetű szálak alkalmazása esetén.Figure 3 shows a detail similar to that of Figure 2, but with flat rectangular filaments.
Az 1. ábrán feltüntetett, a tervezés alapjául szolgáló ideális makrostruktúrában teljes összhang van a szálak darabszáma és a szálak beton vagy habarcs síkmetszetében látható egyéb alkotók között. Az 1. ábrán az egyszemcséjű adalékfrakció 1 adalékszemcséi jól látható módon egymáshoz illeszkednek, és összefüggő adalékvázat alkotnak, amely 1 adalékszemcsék természetesen 2 cementpép-hártyával vannak bevonva. A szomszédos 1 adalékszemcsék közötti 4 hézagokban helyezkednek el a szálak, illetve ezek a 4 hézagok szál-cement(homok)-pép 3 keverékkel vannak telítve.In the ideal macrostructure underlying the design shown in Figure 1, there is complete consistency between the number of fibers and the other components shown in the planar section of the fibers in concrete or mortar. In Fig. 1, the additive particles 1 of the single-part additive fraction are clearly visible and form a coherent additive framework, which particles are naturally coated with cement paste film 2. The fibers are located in the gaps 4 between adjacent admixture particles 1, and these gaps 4 are saturated with a mixture of fiber cement (sand) pulp 3.
A 2. ábrán nagyobb méretarányban látható az 1. ábrán bejelölt H részlet, vagyis egy négy 1 adalékszemcse közötti 4 hézag, amely 5 szálakkal, valamint az elemi 5 szálakat közvetlenül körülvevő 6 finomhomok-cement burokkal, továbbá e burkok közeiben levő 7 durvább homok-cement keverékkel van kitöltve; ezt a keveréket jelöltük az 1. ábrán is egészében hivatkozási számmal. Ez utóbbi keverék 0-1 mm-es homokszemcséket tartalmaz, míg az 5 szálakat körülvevő 6 finomhomok-cement burokban levő homokszemcsék minimális, a cementszemcsékével lényegében azonos méretűek.Fig. 2 shows in greater detail the portion H marked in Fig. 1, that is, the gap 4 between the four additive particles 1, which with the fibers 5 and the fine sand-cement shells 6 directly surrounding the filaments 5 and the coarser sand 7 between these shells. filled with cement mixture; this mixture is also referred to as Figure 1 in its entirety. The latter mixture contains sand particles of 0-1 mm, while the sand particles contained in the fine sand-cement casing 6 surrounding the fibers 5 are minimal, essentially the same size as the cement particles.
A 3. ábrán látható részlet a 2. ábra szerintitől csak annyiban tér el, hogy a 7a szálak lapos, hosszúkás téglalap keresztmetszetűek, ezért a korábban már használt hivatkozási számokat a 3. ábrán is értelemszerűen alkalmaztuk.The detail shown in FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that the filaments 7a have a flat, elongated rectangular cross-section, so that the previously used reference numerals are used mutatis mutandis in FIG.
Amint a 2. és 3. ábrán látható, a 7 és 7a szálak egységnyi felületre vonatkoztatott darabszámának megfelelő szemnagyságú adalékváz mellett a maxi4 mális tértelítettség (hézagkitöltés) biztosítására törekszünk.As shown in Figures 2 and 3, we aim to provide maximal spatial saturation (gap filling) with an additive backbone size corresponding to the number of fibers 7 and 7a per unit surface area.
A találmányt a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen.The invention will now be described in more detail by way of examples.
1. példa mm vastag héjszerkezetet készítünk fémüvegszál (amorf fém- szál) adagolással. A szerkezetnek 70 MPa nyomószilárdságúnak, és 13 MPa hajlítóhúzószilárdságúnak kell lennie.EXAMPLE 1 A mm thick shell structure is prepared by the addition of a metal glass fiber (amorphous metal fiber). The structure shall have a compressive strength of 70 MPa and a flexural tensile strength of 13 MPa.
A szilárdságtani számítások szerint a tervezett hajlítószilárdság 0,5 térfogat% fémüveg-szál adagolásával, a nyomószilárdság pedig 550 pc cementtel, képlékeny konzisztenciával és tömör szemcsés adalékvázzal biztosítható. 30 mm lemez-, ill. héjvastagság esetén 8 mm-nél nagyobb szemnagyság nem alaklmazható.According to the strength calculations, the design bending strength can be achieved by adding 0.5% by volume of metal glass fiber and the compressive strength by 550pc cement, plastic consistency and solid granular aggregate. 30 mm sheet or plate. in the case of shell thickness, no mesh size greater than 8 mm shall be deformed.
Meghatároztuk (1. előbb) az A cement/szál tényezőt (állandót), amelynek értéke a konkrét esetben A=4,5.We determined (first) the cement / fiber factor A (constant), which in this particular case was A = 4.5.
A számítás a következőképpen történik:The calculation is as follows:
Gszál=X · 10 . Yszál=5 .7,2=36 kgThread = X · 10. Yarn = 5 .7.2 = 36 kg
Gcement=Gszál · A=36 . 4,5=162 kgGcement = Thread · A = 36. 4.5 = 162 kg
Gvíz=Gcement · v/c=162.0,34=55 kg, ami a szálbevonási többlethez szükséges anyagtö25 meg.Water = Gcement · v / c = 162.0.34 = 55 kg, which is the weight required for the fiber coating excess.
Ezután a fenti alkotókat térfogatra számítjuk: VSzái=X . 10=5 liter ,, Gcement 162 ,, ,.The above components are then calculated by volume: V S = Z = X. 10 = 5 liters ,, Gcement 162 ,, ,.
521,Kr521 Cr
Vvíz=551iterVvíz = 551iter
Összesen: 112 literTotal: 112 liters
A fenti számlálás szerint a 0,5 térfogat% fémüvegszál-adagolás és a szálbevonáshoz szükséges többlet-cementpép 112 liter térfogatot tölt ki.According to the above calculation, the addition of 0.5% by volume of metal glass fiber and the excess cement pulp required for fiber coating fill up to 112 liters.
A következő lépésben a szál nélküli térfogatot határozzuk meg:The next step is to determine the fiber-free volume:
Vadalék+pép=Vl000 liter-Vszál+pép=1000-112 =888 literWaste + pulp = V1000 liters-Fiber + pulp = 1000-112 = 888 liters
A négyzetrácsos egyenletes száleloszlásra azt kapjuk, hogy 8 mm- es száltávolság esetén alakul ki a 0,5 térfogat%-nak megfelelő egyenletes száleloszlású struktúra, ezért 4/8 mm-es adalékszemcse-frakciót egyszemcséjű kavics-frakciót - alkalmazunk.The square grid uniform fiber distribution results in a uniform fiber distribution of 0.5% by volume at a fiber spacing of 8 mm, and therefore a 4/8 mm additive particle fraction is used.
A következő lépésben vízelárasztásos módszerrel megmérjük a 4/8- as adalékszemcse-frakció száraz, laza halmaztérfogat-tömegét 30 mm vastagságú üvegkádban. B = 1,48 kg/1 értéket kapunk. A további számítást a következőképpen végezzük:The next step is to measure the dry, loose bulk density of the 4/8 additive fraction in a 30 mm glass vial by the water spray method. B = 1.48 kg / l. Further calculation is performed as follows:
G4/8 frakció=Vadalék+pép-B=888.1,48=1314 kg, és ennek a tömör térfogata:Fraction G4 / 8 = Sludge + Pulp B = 888.1.48 = 1314 kg and its compact volume:
.. G^Sfrakció 1314 cn, ,· V4“őw^mT501Il,er G ^ .. 1314 Sfrakció cn, · V4 "he w ^ mT 501Il, er
Ezután meghatározzuk a maradó térfogatot:The residual volume is then determined:
Vhézag=Vadalék+pép - V4/8 frakcio=888-501= 387 literV-gap = Sediment + pulp - V4 / 8 fraction = 888-501 = 387 liters
Ezt a 387 liter hézagtérfogatot töltjük ki víz-cement-finomhomok keverékével, példáulThis 387 liter void volume is filled with a mixture of water-cement and fine sand, for example
0,378:0,284:0,336 térfogat arányban, amelyből cementre 340 kg, 0/05 mm-es finom homokra 340 kg, vízre pedig 146 liter jut.0.378: 0.284: 0.336 in volume, yielding 340 kg cement, 340 kg 0/05 mm sand and 146 liters water.
Az egyes alkotókat összesítve végeredményként az alábbi összetételt (receptúrát) kapjuk:Summing up the individual ingredients, we get the following formula (recipe):
550 pc (162 + 340) 502 kg/m3 fémüveg-szál 36 kg/m3 4/8 mm-es kavics 1314 kg/m3 0/05 mm-es homok 340 kg/m3 víz 55 liter/m3 550 pc (162 + 340) 502 kg / m 3 metal glass fiber 36 kg / m 3 4/8 mm gravel 1314 kg / m 3 0/05 mm sand 340 kg / m 3 water 55 liters / m 3
-4HU 199758 Β „Migthy 100” folyósítószer 5,2 kg/m3 A fent felsorolt komponensek összekeverése során az egyszemcséjű adalékanyag szemcséi mintegy maguk „rendezik” a szálakat, azok távtartóiként funkcionálnak, és kialakul az 1-3. ábrákon látható anyag- 5 szerkezet. Az elkészült szálerősítéses beton 28 napos nyomószilárdsága 76,1 MPa, húzó-hajlítószilárdsága pedig 14,2 MPa értékű.-4ENG 199758 Mig Migthy 100 Fluid 5.2 kg / m 3 When the components listed above are mixed, the particles of the single-particle additive will themselves "sort" the fibers and act as spacers to form the fibers 1-3. Figures 5 to 5 illustrate the material structure. The finished fiber reinforced concrete has a 28-day compressive strength of 76.1 MPa and a tensile-flexural strength of 14.2 MPa.
2. példa mm vastagságú betonlemezt készítünk polipropilén-szál adagolásával. Az acélbetét nélküli lemeznek repedésmentesnek, képlékeny teherbírásának egy vasalt lemezével azonosnak kell lennie. Nyomószilárdságának meg kell haladnia a 60 MPa értéket. A szilárdságtani számítások szerint a felsorolt feltételeket 550 portlandcement alkalmazásával, képlékeny konzisztenciával és 2 térfogat% 0,21 mm átmérőjű, 40 mm hosszúságú, 300-400 MPa szilárdságú polipropilén-szál adagolásával lehet elérni.Example 2 A concrete slab of mm thickness was prepared by adding polypropylene fiber. The sheet without steel insert must have the same ductile capacity as an iron plate. Its compressive strength must exceed 60 MPa. According to the strength calculations, these conditions can be achieved by using 550 Portland cement with a plastic consistency and addition of 2% by volume of 0.21 mm diameter, 40 mm long polypropylene fiber having a strength of 300-400 MPa.
Első lépésben meghatározzuk az A cement/szál tényezőt (állandót), amelynek értéke 30. A továbbiakban a számítás az 1. példában ismertetettnek felel meg:First, we determine the cement / fiber factor A (constant), which is 30. Hereinafter, the calculation is as described in Example 1:
Gszái=X - 10 . ySzái=20.0,8=16 kgG No. ai = X - 10th y and the rate S = 16 kg = 20.0,8
Gcemeni=Gszál . A= 16.30=400 kgGcemeni = Gszem. A = 16.30 = 400 kg
Gvíz=Gcement . v/c=48.0,34=163 kgGw = Gcement. v / c = 48.0.34 = 163 kg
A második lépésben térfogatra számítjuk az alkotókat:In the second step, we calculate the volume by volume:
VSzál=X · 10=20 liter Gcement 480 cemenlyCement “3,1V suffered as S = X * 10 = 20 liters Gcement cemenl y C ement 480 "3.1
VV(z=163 liter Összesen: 338 liter =155 literV V (z = 163 liters Total: 338 liters = 155 liters
Tehát 2 térfogat% polipropilén-szál adagolás és az ennek bevonásához szükséges többlet cementpép 338 liter térfogatot jelent.Thus, the addition of 2% by volume of polypropylene fiber and the additional cement pulp required to cover it represent a volume of 338 liters.
A következő lépésben a szál nélküli térfogatot határozzuk meg:The next step is to determine the fiber-free volume:
Vadalék+pép=Vi000 liter- Vszál+pép= 1000-3 38 =662 literLitter + pulp = Vi000 liters- Fiber + pulp = 1000-3 38 = 662 liters
Ezután meghatározzuk az adalék maximális szemnagyságát, négyzetrács metszéspontjaiban feltételezve a szálakat. Egy elemi szál 0,0346 mm2 keresztmetszetű. 100 mm- betonkeresztmetszetbe 2 térfogat%-al számolva 2 mm2 ossz- keresztmetszeti területű szálra van szükség, ami 58 db szálat jelent, ami négyzethálós elrendezésben 7,6 sor és oszlop. Ebből az egyenletes leosztás 1,31 mm átlagtávolságot eredményez, amit 1/2,5 mm-es szemnagyságú frakcióval lehet megközelíteni.The maximum particle size of the additive is then determined by assuming the fibers at the intersections of the square grid. One filament has a cross-section of 0.0346 mm 2 . A 100 mm concrete cross-section requires 2% by volume of fiber having a cross-sectional area of 2 mm 2 , which means 58 fibers, which is 7.6 rows and columns in a square mesh arrangement. From this, the even hand results in an average distance of 1.31 mm, which can be approached with a fraction of 1 / 2.5 mm.
Az 1/2,5 mm-es adalékfrakció (durva homokfrakció) halmaztérfogat- tömege 2 cm vastagságban 1,53 kg/liter szárazon, lazán. A további számítás az 1. példában közölteknek megfelelően folytatható:The aggregate volume of the 1 / 2.5 mm additive fraction (coarse sand fraction) at a thickness of 2 cm is 1.53 kg / liter dry, loose. Further calculation may be carried out as described in Example 1:
G|/2,5 frakció=Vadalék+pép.B=662.1,53=1012 kg és ennek a tömör térfogata:G | / 2.5 fraction = Sludge + pulp.B = 662.1.53 = 1012 kg and its compact volume:
,, G Vlőfrakció 1012,, G Vl fraction 1012
Vl/2,5 frakció1^?—Vl / 2.5 fractions 1 -?
JlA.5frakció 2,62J l A.5frakció 2.62
-386 lite-386 lite
A maradó térfogat meghatározása a következőképpen történik:The residual volume is determined as follows:
Vhézag=Vadalék+pép - Vl/2,5 frakció=662-382 =276 literV-gap = Sludge + Pulp - Vl / 2.5 fraction = 662-382 = 276 liters
Ezt a hézagtérfogatot töltjök ki víz, cement és finomhomok keverékével:I fill this gap volume with a mixture of water, cement and fine sand:
cement 276.0,284=78,4 liter 243 kg víz 276.0,378= 104 kgcement 276.0.284 = 78.4 liters 243 kg water 276.0.378 = 104 kg
0/0,5 homok 276.0,336=92,7 liter 243 kg0 / 0.5 sand 276.0.336 = 92.7 liters 243 kg
Az egyes alkotókat összesítve végeredményként az alábbi összetételt (receptúrát) kapjuk:Summing up the individual ingredients, we get the following formula (recipe):
550 pc 723 kg/m3 polipropilén szál 16 kg/m3550 pc 723 kg / m3 polypropylene fiber 16 kg / m3
1/2,5 mm-es (durva) homok 1012 kg/m31 / 2.5 mm (coarse) sand 1012 kg / m3
0/0,5 mm-es (finom) homok 243 kg/m3 víz 267 liter/m3 „Mighty 100” folyósítószer 7,23 kg/m30 / 0.5 mm (fine) sand 243 kg / m3 water 267 liters / m3 Mighty 100 fluid 7.23 kg / m3
A fenti receptúra alapján készített szálerősítésű beton 28 napos nyomószilárdsága 81,2 MPa, hajlító-húzószilárdsága 10,2 MPa.The 28-day compression strength of the fiber-reinforced concrete prepared according to the above formula is 81.2 MPa and its flexural tensile strength is 10.2 MPa.
A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a segítségével készített utószilárduló keverékben a megszilárdult végtermék szilárdsági tulajdonságait kedvezően befolyásoló optimális alkotóelem (komponens)-elrendeződés a keverési művelettel automatikusan, ugyanakkor szabályozott módon van biztosítva. A keverés során a szemcsék maguk rendezik a szálakat, __ és mintegy azok távtartó elemeiként funkcionálnak. így nem következhet be az a jelenleg ismert hasonló célú eljárásoknál gyakran tapasztalható jelenség, hogy a szálak összecsomósodnak, a mátrixban koncentráltan helyezkednek el, és a mátrixban egyes helyekre nem is kerül szál. A végtermék magas nyomó- és igen magas hajlító- húzószilárdsága tehát megbízható módon egyidejűleg van biztosítva, így adott szerkezetek a korábbiaknál kisebb önsúllyal és kevesebb, de magas folyáshatárú acéllal építhetők meg, tehát lényeges gazdaságossági eredményt hoz a találmány szerinti eljárás, amely egyébként természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletezett példákra, hanem az igénypont által definiált oltalmi körön belül sokféle módon megvalósítható.An advantage of the process according to the invention is that the optimum arrangement of the component (component) which positively influences the strength properties of the solidified final product in the post-curing mixture prepared by it is provided automatically, but in a controlled manner. During mixing, the particles themselves arrange the fibers, __ and function as spacers. Thus, it is not possible for the fibers known to coalesce, to be concentrated in the matrix, and for the individual sites in the matrix not to be stranded, which often occur in similar processes known at present. The high compressive and very high tensile strengths of the final product are thus reliably provided at the same time, so that particular structures can be built with lower self-weight and less but high yield strength steels, thus providing significant economic benefits, which of course are not limited the examples detailed above, but may be implemented in many ways within the scope defined by the claim.
Amint erre utaltunk, az utószilárduló keverékből vasbeton, illetve feszítettbeton-szerkezetek is készíthetők, vagyis a szálak mellett az építendő szerkezet feszített vagy feszítetten betonacél-betéteket is tartalmazhat. A folyósítószeren kívül más betonadalékok is adhatók a keverékhez, sőt, kötőanyagként műgyanta is adagolható. Számos más módosítás is eszközöhető a példákhoz képest anélkül, hogy az oltalmi kört túllépnénk.As indicated, the reinforcing mixture can be made into reinforced concrete or prestressed concrete structures, i.e., in addition to the fibers, the structure to be built may also include prestressed or prestressed reinforcing steel inserts. In addition to the fluxing agent, other concrete additives may be added to the mixture and, in addition, a resin may be added as a binder. A number of other modifications can be made to the examples without exceeding the scope of protection.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU189588A HU199758B (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU189588A HU199758B (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT49555A HUT49555A (en) | 1989-10-30 |
| HU199758B true HU199758B (en) | 1990-03-28 |
Family
ID=10956735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU189588A HU199758B (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU199758B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2778654B1 (en) * | 1998-05-14 | 2000-11-17 | Bouygues Sa | CONCRETE COMPRISING ORGANIC FIBERS DISPERSED IN A CEMENTITIOUS MATRIX, CONCRETE CEMENTITIOUS MATRIX AND PREMIXES |
-
1988
- 1988-04-13 HU HU189588A patent/HU199758B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT49555A (en) | 1989-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111704408B (en) | Concrete prepared by intelligently designing three-dimensional reticular framework through 3D printing and preparation method thereof | |
| EP1236699A1 (en) | Composite material and shaped article with thermal conductivity and specific gravity on demand | |
| CN101139192A (en) | Self-compacting fiber reinforcement active powder concrete and method for making same | |
| CN102690089A (en) | Self-compaction fair-faced concrete with strength grade of C50 | |
| WO2021003859A1 (en) | All-coral aggregate seawater concrete column with buckle-type frp spiral hooping reinforced square frp pipe | |
| CN103964795A (en) | Reinforced cement based composite material with fiber woven mesh and preparation method of reinforced cement based composite material | |
| CN111962724A (en) | Wall crack control method | |
| CN107447646A (en) | A kind of steel continuous fiber composite reinforcing ECC concrete combined column/bridge pier and preparation method thereof | |
| CN102643057A (en) | EPS (expanded polystyrene) light aggregate concrete thermal insulation building mould and construction method thereof | |
| US4465719A (en) | Lightweight concrete and structural element incorporating same | |
| HU199758B (en) | Process for producing afterhardening materisl of fibrous strengthening | |
| CN100348527C (en) | Miscellaneous fiber reinforced cement-base composite moterial without plastic cracking | |
| CN1324426A (en) | Thin walled component made from hydraulically hardened cement past material and method for producing same | |
| DE19780838B4 (en) | Process for producing a structural concrete aggregate | |
| KR20170035102A (en) | AND A METHOD OF MANUFACTURING CONCRETE IS PREPARED BY REPLACING THE 5 ~ 13 mm COARSE AGGREGATE | |
| US4333765A (en) | Sandless concrete | |
| Majumdar | Fibre cement and concrete—A review | |
| Apeh | Properties of steel fiber self-compacting concrete incorporating quarry dust fine powder | |
| DD244546A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A SPECIAL CONCRETE MASS | |
| US4282036A (en) | Flowable concrete mixture | |
| EP1805114A2 (en) | Lightweight concrete | |
| KR100514351B1 (en) | Concrete artificial fishing reef using recycled aggregate | |
| EP0360858A1 (en) | Lightweight aggregate for concrete | |
| Suryanto et al. | Developments in Portland cement/GGBS binders for 3D printing applications: Material calibration and structural testing | |
| JP2002029863A (en) | Production process for cement slurry and cement slurry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |