Способ металлизации изделий из бетона
Владельцы патента RU 2648404:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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 увеличения морозостойкости и прочности сцепления покрытия с изделием из бетона с одновременным снижением себестоимости. Способ металлизации изделий из бетона включает плазменное напыление, которое осуществляют покрытыми порошком цветного металла гранулами высокоглиноземистого цемента размером 250-630 мкм, предварительно увлажненными 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла. 1 табл.
Изобретение относится к области получения металлизированных изделий из бетона и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ металлизации изделий из бетона, включающий предварительную пескоструйную обработку 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 АСВ, 2003, с. 92, табл. 5.2].
Недостатком аналога является длительность технологического процесса, низкое качество и низкая прочность сцепления покрытия с изделием из бетона.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению техническим решением, принятым за прототип, является способ металлизации изделий из бетона [патент RU 2553707 С 1, 04.06.2014 Бюл. №17 от 20.06.2015], включающий плазменное напыление порошков цветных металлов с одновременным плазменным оплавлением лицевой поверхности изделий из бетона.
Недостатком данного способа является низкое качество конечного продукта за счет низкой морозостойкости и прочности сцепления покрытия с изделием из бетона.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение себестоимости и повышение качества конечного продукта за счет увеличения морозостойкости и прочности сцепления покрытия с изделием из бетона.
Это достигается тем, что способ металлизации изделий из бетона, включает плазменное напыление порошка цветного металла на лицевую поверхность бетона. В предложенном решении плазменное напыление осуществляют покрытыми порошком цветного металла гранулами высокоглиноземистого цемента размером 250-630 мкм, предварительно увлажненными 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что плазменное напыление осуществляют покрытыми порошком цветного металла гранулами высокоглиноземистого цемента размером 250-630 мкм, предварительно увлажненными 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла.
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Характеристика компонентов:
- жидкое стекло ГОСТ-13079-81;
- вода ГОСТ-23732;
- в качестве порошка цветного металла - алюминиевый порошок
ТУ 1791-99-019-98 марки АСД-Т;
- гранулы высокоглиноземистого цемента по ГОСТ 969-91 марки ВГЦ.
Экспериментально полученные параметры влияния водных растворов жидкого стекла и гранулометрического состава высокоглиноземистого цемента на качество конечного продукта представлены в таблице 1.
* - оптимальный вариант
Пример. Способ металлизации изделий из бетона осуществляют на балках, выполненных из бетона размером 150×30×30 мм.
Над пластинчатым конвейером с балками из бетона устанавливают плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8м: мощность 6 кВт, расход плазмообразующего газа аргона 2,0 м3/ч, расход воды на охлаждение - 0,5 м/с.
Готовят 40-60%-ный водный раствор жидкого стекла. Гранулы высокоглиноземистого цемента получают методом измельчения и последующего рассева на ситах, размером 250-630 мкм. Далее их увлажняют приготовленным водным раствором жидкого стекла. Затем в трубопровод плазменной горелки с плазмообразующим газом аргоном из двух порошковых питателей одновременно подают увлажненные гранулы высокоглиноземистого цемента и алюминиевого порошка. В потоке плазмообразующего газа аргона происходит обволакивание увлажненных гранул высокоглиноземистого цемента порошком цветного металла, а затем в плазменной горелке ГН-5р происходит их расплавление. Таким образом, плазменное напыление осуществляют покрытыми порошком цветного металла гранулами высокоглиноземистого цемента размером 250-630 мкм, предварительно увлажненными 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла.
Под динамическим напором плазмообразующего газа происходит напыление расплавленных гранул на лицевую поверхность балок из бетона.
Было подготовлено 9 партий балок из бетона по три образца в каждой, с различным составом металлизированных покрытий, которые были испытаны по стандартной методике по ГОСТ 10060-2012. Как видно из таблицы 1, наилучшими показателями обладают покрытия с гранулометрическим составом высокоглиноземистого цемента 250-630 мкм, увлажненные 50%-ным водным раствором жидкого стекла, прочность сцепления составляла 3,5 МПа, морозостойкость 160 циклов, что выше аналогичных показателей прототипа (2,8 МПа, 150 циклов).
При увлажнении 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла, показатели прочности сцепления и морозостойкость несколько ниже (2,9 МПа и 3,3 МПа) и (156 и 152 циклов) соответственно, но выше аналогичных показателей прототипа.
В предлагаемом способе расплавленные частицы металла, находящиеся на поверхности гранул высокоглиноземистого цемента уплотняются на лицевой поверхности бетона, образуя высокопрочные покрытия. Релаксация напряжений в зонах контакта гранул способствует повышению морозостойкости покрытия. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить высококачественное конкурентоспособное изделие. Себестоимость конечного продукта снижается за счет снижения расхода порошка цветного металла в 10-12 раз.
Использование заявляемого изобретения позволит:
- повысить качество готового изделия за счет повышения морозостойкости и прочности сцепления покрытия с изделием из бетона;
- снизить себестоимость конечного продукта за счет снижения расхода порошка цветного металла.
Способ металлизации изделий из бетона, включающий плазменное напыление порошка цветного металла на лицевую поверхность бетона, отличающийся тем, что плазменное напыление осуществляют покрытыми порошком цветного металла гранулами высокоглиноземистого цемента размером 250-630 мкм, предварительно увлажненными 40-60%-ным водным раствором жидкого стекла.
