Способ металлизации изделий из бетона
Владельцы патента RU 2553707:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Изобретение относится к области получения металлизированных изделий из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат - повышение качества конечного продукта за счет прочности сцепления металлического слоя с основой, ускорение процесса металлизации с одновременным снижением энергоемкости производства и, как следствие, получение высококачественной конкурентоспособной продукции. Способ металлизации изделий из бетона включает плазменное напыление цветных металлов и контроль качества готовых изделий, причем плазменное напыление порошков цветных металлов производят одновременно с плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона при помощи плазмотрона. 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области получения металлизированных изделий из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ металлизации изделий из бетона, включающий предварительное формование изделий из бетона «лицом вниз» с защитным слоем из молотого керамзита, с последующим плазменным напылением меди или алюминия путем ввода проволоки в плазменную горелку [Крохин В.П., Бессмертный В.С., Бурлаков Н.М., Попов В.И. Химическая технология строительных материалов. - М.: 1980, с. 125-129].
Однако несмотря на неплохое качество конечного продукта, способ имеет ряд недостатков: высокая энергоемкость и трудоемкость процесса, низкая прочность сцепления покрытия с основой, низкая скорость металлизации и, как следствие, высокая стоимость конечного продукта.
Наиболее близким техническим решением является металлизация изделий из бетона, заключающаяся в предварительной пескоструйной обработке лицевой поверхности изделий из бетона с последующим плазменным напылением цветных металлов путем ввода металлической проволоки в плазменную горелку [Федосов С.В., Акулова М.В. Плазменная металлизация бетонов. - М.: Издательство ABC, 2003, с. 92, табл. 5.2].
Недостатком данного способа является длительность технологического процесса и высокая энергоемкость за счет предварительной пескоструйной обработки лицевой поверхности изделий из бетона, относительно невысокое качество и низкая прочность сцепления металлического покрытия с подложкой и, как следствие, высокая стоимость конечного продукта.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта за счет прочности сцепления металлического слоя с основой, ускорение процесса металлизации, а также снижение энергоемкости производства и, как следствие, получение высококачественной конкурентоспособной продукции.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе металлизации изделий из бетона, включающий плазменное напыление цветных металлов, контроль качества готовых изделий, напыление порошков цветных металлов одновременно производят с плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона при помощи плазмотрона.
Отличительным признаком предлагаемого способа является совмещение технологических операций плазменного оплавления лицевой поверхности и напыления порошка цветного металла.
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
В предлагаемом способе расплавленные частицы цветного металла впаиваются в образовавшийся на лицевой поверхности бетона расплав с образованием промежуточного диффузионного слоя. Это обеспечивает высокое качество и прочность сцепления металлического покрытия с подложкой. При этом в зоне контакта металла с расплавом отсутствуют процессы дегидратации цементного камня, а силикатный расплав компенсирует появление напряжений в покрытии и подложке.
За счет устранения обязательной технологической операции пескоструйной обработки лицевой поверхности, обеспечивающей прочность сцепления металла с подложкой, существенно ускоряется процесс металлизации. Таким образом, предлагаемый способ является менее энергоемким вследствие устранения технологической операции пескоструйной обработки.
Изобретательский уровень предлагаемого способа подтверждается тем, что сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа.
Оптимальными условиями плазменной металлизации изделий из бетона является мощность работы плазмотрона 6 кВт при скорости прохождения плазменной горелки по лицевой поверхности изделий бетона 0,25 м/с (табл. 1).
Пример. Плазменная металлизация изделий из бетона
Для металлизации использовали балочки из бетона размером 150×30×30 мм.
Над пластинчатым конвейером стационарно устанавливали плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8М: мощность 6кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м3/ч, расход воды на охлаждение - 0,5 м/с.
Для напыления использовали алюминиевый порошок марки АДС-4. Порошок помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8М.
После зажигания дуги пластинчатый конвейер перемещался со скоростью 0,25 м/с вместе с балочкой из бетона. Плазменная горелка ГН-5р оплавляла лицевую поверхность и одновременно напыляла порошок алюминия на образовавшийся расплав.
После металлизации бетонные балочки подвергали контролю качества готовых изделий.
Пример осуществления контроля качества
Для определения прочности сцепления металлического покрытия с подложкой к поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью поперечного сечения 1 см2. После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления металлического покрытия с подложкой на разрывной машине R-0,5. Изделие и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины. После равномерного нагружения происходил отрыв металлического покрытия. Для испытаний брали не менее 5 образцов. Прочность сцепления металлического покрытия определяли как среднее арифметическое:
Предлагаемый способ позволяет повысить качество конечного продукта, ускорить процесс металлизации, а также снизить энергоемкость.
Способ металлизации изделий из бетона, включающий плазменное напыление цветных металлов и контроль качества готовых изделий, отличающийся тем, что плазменное напыление порошков цветных металлов одновременно производят с плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона при помощи плазмотрона.
