Разработка технологии образцов бетона с использованием модифицированной полимерной арматуры (стр. 2 из 4)
Рис.1. Схема устройства для пропитки СН связующим:
1 - паковка с технической нитью; 2 - пропиточная ванна; 3 - укладчик;
4 - мотовило; 5 - ременная передача; 6-электродвигатель; 7-блок управления; 8 - электродвигатель постоянного тока.
Устройство для обработки УФ излучением (рис.2). Полученный материал 1 в виде цилиндров определенной длины укладывают на проволочный каркас 2 (мотовило), которое помещали в рабочую камеру 3. Внутренняя поверхность рабочей камеры покрыта алюминиевой фольгой, с целью равномерного распределения излучения в рабочем объеме. В рабочей камере устанавливается необходимая температура, которая регулируется и поддерживается постоянной в течение опыта при помощи нагревателя 6, включение которого осуществляется с контрольного термометра 9 через терморегулятор 8, контролируемого термометром 10. После выхода на стабильный температурный режим включают облучатель 4.
В качестве источника УФИ используется облучатель бактерицидный настенный ОБН – 150 с лампой ДБ – 30 при длине волны λ = 253,7 нм, которая обеспечивает облученность не менее 0,75 Вт/м3, на расстоянии до 1 м. Расстояние от цилиндрического УФИ до препрега составляет 15 – 25 см.
Для достижения равномерного распределения связующего, и для всестороннего облучения материала проволочное мотовило рекомендуется вращать при помощи привода от электродвигателя 9.
Устройство для формования (рис.3). Полученный препрег укладывается в нижнюю полуформу 1.1 и накрывается верхней полуформой 1.1.Стягивающие гайки 2 накручиваются с обеих сторон формы. В них вкручиваются болты-уплотнители.
Рис.3. Схема устройства для изготовления образцов изделия:1.1 - нижняя полуформа; 1.2- верхняя полуформа; 2 - стягивающие гайки; 3 - болты- уплотнители.
Бетонные образцы. Основными технологическими операциями приготовления бетонной смеси являются дозировка исходных материалов и их перемешивание.
Важнейшим условием приготовления бетонной смеси с заданными показателями свойств, а также обеспечения постоянства этих показателей от замеса к замесу является точность дозировки составляющих материалов в соответствии с рабочим составом бетона. Дозирование материалов производят дозаторами (мерниками) периодического или непрерывного действия. Первые могут иметь ручное, полуавтоматическое или автоматическое управление. Наиболее совершенны автоматические дозаторы по массе, обладающие высокой точностью дозирования, малой продолжительностью цикла взвешивания (35-45 с) и легкостью управления.
У полуавтоматических дозаторов загрузочные затворы открываются и закрываются автоматически после наполнения мерника. Выгрузочное отверстие управляется вручную. Автоматические дозаторы управляются с центрального пульта. Отвешивание требуемого количества материала осуществляется автоматически в два этапа, сначала примерно на 90 %. А затем – остаточное довешивание материала. Управление автоматическими дозаторами может осуществляться также с помощью перфорированных карт, представляющих зашифрованный код, соответствующий заданному количеству дозируемых материалов. Эта система позволяет дозировать неограниченное количество составов смеси и повторять заданный режим дозирования любое число раз. По существующим нормам допускаемое отклонение в дозировании должно быть не более ±1% по массе для цемента и воды и не более ±2% для заполнителей. Такая точность может быть обеспечена только при дозировании по массе.
Перемешивание бетонной смеси производится в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия. В бетоносмесителях периодического действия рабочие циклы машины протекают с перерывами, то есть в них периодически загружаются отвешенные порции материалов, перемешиваются и далее бетонная смесь выгружается. В бетоносмесителях непрерывного действия все три операции производятся непрерывно
Емкость бетоносмесителя определяется не выходом готового бетона, а суммой объемов загружаемых материалов (без воды). Перемешивание должно обеспечить сплошное обволакивание зерен заполнителя и равномерное распределение раствора в массе крупно заполнителя.
Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от подвижности бетонной смеси и емкости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность бетонной смеси и чем больше рабочая емкость бетоносмесителя, тем больше оптимальное время перемешивания.
После тщательного перемешивания, полученную бетонную смесь заливают в формы с заранее установленными в них полимерными каркасами, после застывания бетонной смеси получаем бетонные образцы, армированные полимерной арматурой.
4. Методы и методики исследования
Физические, физико-химические и физико-механические свойства определяются в соответствии со стандартными методиками:
Плотность (ρ , кг/м3) ГОСТ 4620-84
Разрушающее напряжение при статическом изгибе (σизг, МПа)
ГОСТ 4648-71
Разрушающее напряжение при статическом растяжении (σр , МПа)
Ударная вязкость (ауд , кДж/м2) ГОСТ 4647-80
Твёрдость по Бринеллю (HB, МПа) ГОСТ 4670-91
Суточное водопоглощение (W, %) ГОСТ 4650-80
Определение линейной плотности нитей и волокон (Т, текс)
Обработка УФИ препрегов для получения полимерной арматуры
Определение плотности (ρ, кг/м3).Плотность образцов определяется из формулы:
(1),где m – масса образца, г; V – объём образца, см3.
Объём образцов с круглым сечением, определяется по формуле:
(2),где h – высота образца, см; Sокр – площадь окружности, см2.
Площадь окружности находим по формуле:
(3),где r – радиус окружности, см.
Объём образцов с прямоугольным сечением определяем как:
(4),где l – длина образца, см; b – ширина образца, см; h – высота образца, см.
Разрушающее напряжение при статическом изгибе (σизг, МПа). Испытание на статический изгиб проводят на специальных установках, а также на универсальных разрывных машинах с использованием специальных приспособлений.
Для испытаний на статический изгиб используются образцы, имеющие следующие размеры: длина L – не менее 80 мм, ширина b = 10
0,5мм, толщина h = 4 0,2мм.Для проведения испытания, образец устанавливают на опоры. Нагружение образцов производят посередине, плавно, без толчков, с определённой скоростью, для стандартных образцов равной 2
0,5 мм/мин, а для образцов других размеров равной h/2.В процессе нагружения образца, прогиб и нагрузку замеряет непрерывно или в момент достижения определяемого показателя[4].
Разрушающее напряжение при статическом изгибе определяют по формуле:
(5),где Wсилы – момент силы, кгс·см; Wсопр – момент сопротивления, см3.
Момент силы определяют по формуле:
(6),где P – сила, кгс; L – расстояние между опорами, см.
Момент сопротивления рассчитывают по формулам:
для образцов имеющих прямоугольную форму поперечного сечения формула имеет вид:
(7),где b – ширина образца, см; h – высота образца, см;
для образцов имеющих круглую форму поперечного сечения момент сопротивления рассчитывается как:
(8),