HU231295B1 - Kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel, valamint eljárás és berendezés ilyen kábel, és a kábelt tartalmazó beton-kompozit szerkezet előállítására, valamint beton-kompozit szerkezet - Google Patents

Description

KÖTŐANYAG MÁTRIXBA ÁGYAZOTT ELEMI SZÁLAKBÓL ÁLLÓ KÁBEL, VALAMINT ELJÁRÁS ÉS BERENDEZÉS ILYEN KÁBEL, ÉS A KÁBELT TARTALMAZÓ BETON-KOMPOZIT SZERKEZET ELŐÁLLÍTÁSÁRA, VALAMINT BETON-KOMPOZIT SZERKEZET

A találmány tárgya kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel előállítására alkalmas eljárás és berendezés, ilyen kábel, valamint eljárás beton-kompozit szerkezetek készítésére és ilyen beton-kompozit szerkezet.

Előnyös tulajdonságaik miatt a vasbeton szerkezetek az egész világon elterjedtek építmények és épületek tartószerkezetének építésére. Vasbeton tartószerkezet a ráható terhelést oly módon viseli, hogy a nyomóerőket a beton, a húzóerőket a vasbetét veszi fel. E kettős viselkedés teszi lehetővé azt, hogy különféle terhelési igénybevételeknek megfelelő vasbeton tartószerkezeteket építsünk.

A vasbeton szerkezetek egyik problémája a beton és vasbetét együttdolgozásának csökkenése. A vasbeton tartószerkezetek egyik legnagyobb problémája az, amikor a beton és a vasbetét csúszásmentes együttdolgozása lecsökken vagy megszűnik. E probléma következtében a tartószerkezet a kiindulási alapfeltevésekkel számított statikai modellnek nem felel meg, azaz a tartószerkezet elveszíti számított teherviselő képességét. Az együttdolgozás csökkenését jellemzően a vasbetét korróziója, rozsdásodása okozza. A rozsda kialakulása a felületi kötést megbontja és gyakorlatilag a két komponens, a beton és a vasbetét felülete elválik egymástól. A vasbetét oxidációs korróziója akkor következik be, ha azt levegő (oxigén) és nedvesség éri, jellemzően pH 9,5 vagy kisebb kémhatású környezetben, pozitív elekródpotenciál esetén. Pontkorrózióról akkor beszélünk, amikor vízben oldott vegyi anyagok, például klorid vagy nitrát közvetlenül éri a vasbetétet. Tipikus jelenség a téli olvasztó sózásra használt kloridok beszívódása tartószerkezetekbe, például hidak esetében.

A jelenség másik előidézője a beton korróziója. A beton korróziója miatt vasbeton tartószerkezetekben levő vasbetéteket az idő múlásával a károsító környezeti hatások elérik, és annak rozsdásodása bekövetkezik. A beton korrózióját lényegében ugyanúgy a külső kémiai hatások okozzák. A cementkötésü betonban a szabad mész biztosítja azt a magas pH 11-13 kémhatást, amely a betonacélt passziválja az oxidációs korrózió ellen. A felületvédelem nélküli betonszerkezet szabad mésztartalmát azonban már a levegő 0,3% mértékű széndioxid tartalma is megtámadja, amely nedves környezetben szénsav formájában támad, és karbonátosodást okoz. A szabad meszet ehhez hasonlóan a légkört szennyező agresszív oxidok vizes oldatai, a kénsav és a salétromsav is semlegesítik.

Ugyancsak káros folyamat a kioldódási korrózió, amelynek eredményeként a szabad mész kioldódik, és a szerkezet felületén karbonátosodik. Ez vizes létesítményekben, támfalakon, vízfolyások szerkezeteiben gyakori jelenség. A mész kimosódása akkor kritikus, amikor a mésztartalom teljesen elfogy, belülről szűnik meg a lúgos kémhatás, és emiatt beindul a vasbetétek rozsdásodása.

A betonkorrózió csökkentésére vagy késleltetésére a vasbeton tartószerkezet tömörebb betonból készítik, amely megoldás hátránya, hogy a szerkezetek költsége magasabb. Törekvés van a fővasalások nagyobb beton-takarásának biztosítására, amely azonban a statikai számításokban hátrány a szerkezet teherbírásának optimalizálására. Megoldást jelent a vasbeton tartószerkezetek felületvédelme festékekkel, és más anyagokkal, azok viszont költséges, és csak átmeneti intézkedések.

A korróziót előidéző jelenség továbbá a tartószerkezetre ható fizikai hatás. A gyakori változó terhelés, az eseti túlterhelések, a zsugorodás és duzzadás miatt a betonszerkezetben repedések keletkeznek, amelyen keresztül a levegő és a nedvesség eléri a vasbetétet, amely rozsdásodni kezd. A földrengéseknek kitett szerkezetekben különösen gyakori a repedések olyan sűrűsége és mértéke, amelyen keresztül a vasbetéteket az említett környezetkárosító hatások elérik, és azok rozsdásodása beindul.

Láthatjuk, hogy a hagyományos vasbeton szerkezeteknek a beton és acélbetét tartós együttdolgozását feltételező hosszú élettartamra való tervezése és fenntartása különleges és költséges intézkedéseket igényel. Amennyiben a károsodás bekövetkezik, akkor a tartószerkezetek cseréjére vagy utólagos megerősítésére van szükség. Az utólagos megerősítésre gyakori és sikerrel alkalmazott technológia a szálerősítésű polimerekkel való külső megerősítés, melyekhez szénszál szalagokat használnak. Alkalmazásukkal a födémek és vasbeton gerendák hajlítási és nyírási teherbírása visszaállítható, azonban a megoldás költséges.

A korrózióra hajlamos vasbetéteket más anyaggal is helyettesíthetik. A vasbetétek epoxigyantával való bevonása, mint megoldás kidolgozása megtörtént, azonban a technológia műszaki bizonytalanságai és magas költségei miatt nem került általános alkalmazásra. Rozsdamentes anyagból készült vasbetétek alkalmazása rendkívül drága, ezért tömeges alkalmazásuk pillanatnyilag szóba sem jöhet.

A vasbetétek kiváltására a gyakorlatban megjelentek, és alkalmazásra kerültek a korrózióra kevésbé hajlamos, vagy attól mentes szálerősítésű, polimer anyagú betétek. A betétek párhuzamosan futó, nagyszilárdságú szálakból, és azokat összefogó ágyazó anyagból állnak. A szálak anyaga üveg, aramid, bazalt vagy szénszál lehet. Ezek közül a szénszálas betétek rendelkeznek a legkedvezőbb mechanikai tulajdonságokkal és kémiai ellenállással. Az ágyazó anyag általában hőre keményedő epoxigyanta, poliészter-gyanta, vagy vinilésztergyanta, amelyek a szálakhoz jól tapadnak, azonban hátrányuk, hogy höállóságuk csak 200 °Cig növelhető. Hátrányként kell megemlíteni továbbá, hogy az epoxigyanták a beton erősen lúgos kémhatásával szemben nem ellenállóak. Hátrányuk továbbá, hogy a szálerősítésű polimer betétek kihúzódás-vizsgálata azt mutatja, hogy a szálakat csak bonyolult eljárások alkalmazásával lehet a betonnal együttdolgozóvá tenni. Megoldások születtek lehorgonyzást segítő különböző felülettel, mintázattal és hajlításokkal ellátott szálak alkalmazására, amelyek ma már bevezetett technológiának számítanak. Költségei azonban jelentősek és a gyakorlatban alkalmazásuk széles körben nem terjedt el.

Betonba keverhető rövid szálakat készítenek acél, polipropilén, üveg, aramid, bazalt és szén felhasználásával, valamint ezek kombinációival is. Ez a rövid száltípus azonban csak korlátozottan váltja ki a húzóerőkre alkalmazott betonacélok alkalmazását. A carbon-fíbercement-mátrix (CFCM) kompozit anyagok építőipari alkalmazására sokéves kísérletek vannak, azonban azok tartószerkezeti alkalmazása nem terjedt el.

Statikai méretezés és szerkesztési követelmények szempontjából a vasbeton tartószerkezetekben való alkalmazására jól kidolgozott elméletek, és a gyakorlati tapasztalatok alapján rögzített szabványok vannak. A szabványok a vasbeton tulajdonságai miatt az optimális méretezési lehetőségeket szerkesztési szabályokkal felülírják. Ilyen például a betontakarás vastagságának előírása, amelynek következtében a nyomatéki kar kisebb a lehetségesnél a nyomott zóna és a húzott betonvas tengelye között. A kengyelezés minimális távolsága egy tervezési folyamatban ugyancsak adott, függetlenül a statikailag számított távolságtól.

A hagyományos vasbeton tartószerkezetek betonacél szerelése továbbá élőmunka igényes folyamat, ezért lassú és drága.

A vasbeton szerkezetekben a betonacél jelentős súlyt is képvisel a beton fajlagos súlyához képest. A normál beton faj súlya átlagosan 23 kN köbméterenként, a betonacél faj súlya átlagosan 78 kN köbméterenként, ami háromszoros különbség. Egy erősebben vasalt tartószerkezetben a súly hátrányos a teljes struktúra méretezése, építése és üzemelése során.

Célunk a találmány megalkotásával tehát az, hogy a hagyományos vasbeton tartószerkezetek helyett olyan tartószerkezetek előállítását tegyük lehetővé, amelyek a vasbeton valamennyi hibáját kiküszöbölik, a tervezett igénybevételek felvételére tartósan képesek, hatékonyabban és olcsóbban építhetők meg a technika állása szerinti megoldásokhoz viszonyítva, és nagyobb teherbírás mellett kisebb keresztmetszetű, jobb hőállóságú, és gyakorlatilag korlátlan élettartamú beton-kompozit teherhordó szerkezetek legyenek létrehozhatók, továbbá lehetővé tegyük a sérült vasbeton szerkezetek javítását, és egyéb beton-kompozit alkotások, például szobrok készítését is.

Felismertem, hogy a vasbetonból készített tartószerkezeteket, amelyekben a nyomást a beton, a húzóerőket a vasbetét veszi fel, olyan anyagok kompozíciójával kell kiváltani, amelyek együttdolgozása kémiai kötésen alapul, és emiatt a tartószerkezetekben az együttdolgozás tartósan, minden körülmények között fennmarad.

Kísérleteim során bizonyosodott be, hogy amennyiben a betonba megfelelően kezelt és átitatott, szénszál, és/vagy aramid szál, és/vagy bazalt szál kábeleket helyezünk a húzás felvételére, akkor azok a betonnal megbonthatatlan kötésbe kerülnek és a kívánt együttdolgozás biztosított. E felismerés vezetett oda, hogy a szál-cement mátrix kábeleket, és azok betonba ültetésével beton-kompozit tartószerkezeteket építsek.

További felismerésem az, hogy a megfelelően kezelt szénszál, aramid szál, bazalt szál kábelek alkalmasak két és háromdimenziós vázak elkészítésére, amelyek zsaluzatba helyezve, bebetonozva és megszilárdulást követően beton-kompozitot alkotnak. A vázak alkalmazása beton-kompozit tartószerkezetek készítése során számtalan műszaki és gazdasági előnnyel járnak, a beton-kompozit tartószerkezetek szilárdsága nagyobb, a súlya kisebb, a korrózióval és hőhatással szemben ellenállóbbak.

Célkitűzésem megvalósítását szolgálja a kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel előállítására alkalmas eljárás, amelynek során egymástól független elemi szálakból álló pászma elemi szálait szalaggá terítjük szét, majd a szétterített elemi szálakból álló szalag elemi szálainak felületét nedvesítjük, a nedvesített felületű elemi szálakból álló szalag elemi szálainak felületét kötőanyaggal vonjuk be, a kötőanyaggal bevont elemi szálakból álló szalag keresztmetszetét folyamatosan formázzuk, és ezzel kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelt alakítunk ki.

Az elemi szálat a szénszálat, aramidszálat és bazaltszálat tartalmazó csoportból választjuk ki.

A nedvesítést folyékony emulgeáló diszperzióval végezzük, amelyben az elemi szálakból álló szalagot legalább 3-20, célszerűen 10 másodpercig áztatjuk.

A szalagot áztatás közben mozgatjuk, és az emulgeáló diszperzió hőmérsékletét 15 és 24 °C közötti hőmérsékleten tartjuk.

Az emulgeáló diszperzió anionos tenzidet tartalmazó, akrilsav-észter bázisú, alacsony viszkozitású diszperzió.

A kötőanyagot a cementpépet és a geopolimer pépet tartalmazó csoportból választjuk ki.

A cementpépként portlandcementet, köszénpemyét és folyadékot tartalmazó diszperziót alkalmazunk.

A cementpépben 85 %-ban 5-20 mikron szemcseméretü szemcsét tartalmazó portlandcementet, és kőszénpemyeként 10 mikron alatti szemcseméretű köszénpemyét alkalmazunk, amelynek aránya a portlandcement tömegéhez viszonyítva 5-30 t%, valamint folyadékként vizet, a víz tömegének 0,3-1,8 t% mennyiségét kitevő poli-karboxilát-éter bázisú folyósító szert, és a víz tömegének 0,05-0,20 t% mennyiségét kitevő habzásgátló szilikon olajat tartalmazó keveréket alkalmazunk.

A nedvesített felületű elemi szálakból álló szalag elemi szálainak felületét cementpépbe merítéssel vonjuk be kötőanyaggal, miközben a szalagot a cementpépben mozgatjuk.

A kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelt húzódobra csévéljük.

A húzódobra csévélt kábelt párazáró burkolattal látjuk el.

Célkitűzésünket továbbá olyan, kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel kialakításával valósítottuk meg, amely találmány szerinti eljárással van előállítva, és az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.

Célkitűzésünket még továbbá olyan eljárás kidolgozásával valósítottuk meg, amely betonból, és a betonba ágyazott szilárdságjavító vázból kialakított beton-kompozit szerkezet előállítására szolgál, amelynek során zsaluzatot készítünk, a zsaluzatban szilárdságjavító vázat rendezünk el, a zsaluzatot folyékony betonnal töltjük fel, és a betont megszilárdulni hagyjuk, és az eljárás során egymástól független elemi szálakból álló pászma elemi szálait szalaggá terítjük szét, majd a szétterített elemi szálakból álló szalag elemi szálainak felületét nedvesítjük, a nedvesített felületű elemi szálakból álló szalag elemi szálainak felületét kötőanyaggal vonjuk be, a kötőanyaggal bevont elemi szálakból álló szalag keresztmetszetét folyamatosan formázzuk, és ezzel kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló zárt keresztmetszetű kábelt alakítunk ki, és a kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelből, a kötőanyag megszilárdulását megelőzően, szilárdságjavító vázat alakítunk ki, és a vázat a zsaluzatba helyezzük.

A kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelből kialakított váz egyenes kábel szakasz, amelyet a zsaluzatba helyezést követően húzófeszültséggel terhelünk.

A váz felületét érdesítjük, és a kötőanyagot a zsaluzatba helyezést megelőzően megszilárdulni hagyjuk.

Az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.

Célkitűzésűnk megvalósítását szolgálja továbbá az a berendezés is, amely kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel előállítására alkalmas, és amelyben elemi szálak megvezetésére szolgáló, szabadonfutó görgők vannak elrendezve, valamint a berendezés első egységgel van ellátva, amelyben elemi szálakból álló pászma tárolására és adagolására alkalmas, fékező egységhez csatlakoztatott dob van elrendezve, valamint az első egységet követő második egységgel van ellátva, amelyben az elemi szál pászma szálainak szalaggá terítésére alkalmas szétterítő eszköz van elrendezve, valamint a második egységet követő harmadik egységgel van ellátva, amelyben a szalag szálainak nedvesítésre alkalmas diszperzió befogadására szolgáló tartály van elrendezve, valamint a harmadik egységet követő negyedik egységgel van ellátva, amelyben a szalag szálainak bevonására alkalmas kötőanyag befogadására szolgáló tartály van elrendezve, valamint a negyedik egységet követő ötödik egységgel van ellátva, amelyben a kötőanyaggal bevont felületű elemi szálakból álló szalag keresztmetszetét alakító eszköz van elrendezve, és az ötödik egységet követő hatodik egységgel van ellátva, amelyben alakított keresztmetszetű kábel húzására szolgáló hajtott húzódob van elrendezve.

A szétterítő eszköz négyzet keresztmetszetű hasábokból van kialakítva.

A szalag szálainak bevonására alkalmas kötőanyag befogadására szolgáló tartályban terelő hengerek vannak elrendezve.

A formázó eszköz kör, négyzet vagy téglalap keresztmetszetű rés.

A formázó eszköz két, egymás palástján legördülő, ellenforgó henger, amelyeken egymással a rést képező kerületmenti hornyok vannak kialakítva.

Célkitűzésünk megvalósítását szolgálja az a találmány szerinti eljárással előállított beton-kompozit szerkezet is, amelyben az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.

A találmány szerinti eljárással olyan beton-kompozit tartó szerkezetek állíthatók elő, amelyekben a kompozit anyaga beton és azzal együttdolgozó szálkompozit kábelek. A kábelek a találmány szerinti eljárással és berendezésben készülnek, melynek során a kábelek átitatása, telítése történik meg a találmány szerint összeállított beton-komform kötőanyaggal. A kábelek egy célszerű kiviteli alakban nyers állapotban, közvetlenül a tartószerkezetbe kerülnek húzott elemként. További alkalmazási terület vázak készítése két- vagy háromdimenziós kivitelben. Az elkészült vázak kötés után a tartó szerkezetekben az erőjátéknak megfelelő statikai szerepet töltik be, ahol a betonnal együttdolgozva kompozitot alkotnak.

A találmány szerinti kábelek továbbá alkalmasak egyéb beton-kompozit alkotások, például szobrok készítésére is.

A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra - vasbeton tartószerkezetek statikai modellje, az .04 ábra -nyomatéki ábra, az .06. ábra - méretezést mutató sematikus ábra, az .08. ábra -nyíróerő ábra, a

2. ábra - vasbeton tartószerkezet vasalási példa, a

3a.,3b ábra - a találmány szerinti berendezés egyik célszerű kiviteli alakjának ábrázolása, a

4. ábra - a találmány szerinti kábelből készített síkvázak vázlatos rajza, az

5. ábra - a találmány szerinti kábelből készített térvázak vázlatos rajza, a

6. ábra - a találmány szerinti kábelből készült félgömb váz, a

7. ábra - találmány szerinti beton-kompozit szerkezetű szobor, a

8. ábra - négyszög keresztmetszetű, a találmány szerinti beton-kompozitból készült tartót mutat be, a

9. ábra - a találmány szerinti beton-kompozitból készült „I” keresztmetszetű tartót mutat be, és a

10a, 10b, 10c. ábrán - a találmány szerinti beton-kompozit héjszerkezet látható.

A vasbeton tartó szerkezetek méretezése és tervezése különféle elméletek illetve szabványok szerint történik az anyagok és a biztonsági szintek figyelembe vételével. Például az 1. ábrán bemutatott kéttámaszú 102 tartót egyenletesen megoszló igénybevétel terheli. M #41 ©

SZTNH-100280700 nyomatéki 1.04 ábra és V nyíróerő 1.08 ábra az építőmérnöki gyakorlatban általánosan ismert. A tartó méretezési alapelvei a hajlítási teherbírásra az, hogy érvényes a sík keresztmetszet elve, a beton és acél csúszásmentesen együtt dolgozik, a vasbeton teherbírását berepedt állapotban - amikor már csak nyomást vesz fel a beton - mutatjuk ki, és a beton és az acélbetét egyszerre éri el a határfeszültségét. H hajlításra való méretezést mutató sematikus 1.06 ábrán látható, hogy a keresztmetszetre ható nyomóerőt a beton, a húzóerőt az acélbetét veszi fel. Feltételezés szerint a beton és az acélbetét lényegében együtt dolgozik - hasonlóan egy kompozit anyag tulajdonságához. Ugyanezen kéttámaszú 102 tartó nyíróerőkre való méretezése a rácsos 110 tartó modellre történik, mely szerint a nyomást úgynevezett nyomott 112 rácsrudak, a húzást pedig a húzott nyírási 114 vasalás veszi fel. A rácsrudak a hajlásszöge a statikai modellnek, és az alkalmazott anyagoknak a figyelembevételével 22 - 45 fok között feltételezett. Számításainkban legtöbbször 45 foknak vesszük fel.

A 2. ábrán a 102 kéttámaszú tartó vasalását mutatjuk be. A keresztmetszet húzott oldalán vannak a 202 fő vasak és felhajlított 204 fő vasak, a felső sarkokban 206 szerelövasak. A hosszanti vasakat összefogják a 208 kengyelek. Az előzőekben ismertetett méretezési alapelveknek megfelelően az egyes vasbetétek szerepe a következő. A 202 fővasak a húzást veszik fel. Tekintve, hogy az alátámasztások irányában a nyomaték kisebb, egyes 202 fővasak húzási szerepe megszűnik, ezért praktikusan felhajlított 204 fövasak szerepet is betöltenek a nyírőerők felvételére. 208 kengyelek elsődleges szerepe a nyíróerök felvétele, másodlagos a hosszanti vasak helyben tartása a keresztmetszeten belül. Az Eurocode szabvány szerint a nyíróerők legalább 50%-át kengyelekkel kell felvenni.

Mint a 2. ábrán látható, a 208 kengyelek egymástól való távolsága változik: az alátámasztások irányában egymástól a távolságban, vagyis sűrűbben vannak, mivel ott a nyíróerők nagyobbak, a tartó közepe felé kisebb b távolságban, tehát ritkábban mivel nyíróerők felvétele ott már nem a feladatuk. A 208 kengyelek kiosztása minden esetben statikai számítással határozható meg. A 206 szerelővas szerepe semmi más, mint a vasszereléskor a kengyelek rögzítése megfelelő helyzetben. A bemutatott vasbeton tartószerkezet a gyakorlatban széles körben alkalmazott, azonban több olyan problémája van, amely a napjainkig jórészt megoldatlan, vagy a megoldás csak részleges, vagy valamilyen szempontból előnytelen.

Ebben a leírásban a „kábel” kifejezés karbon, aramid vagy bazalt anyagú elemi szálak kötegét, pászmáját jelenti, amelyben a szálak kötőanyaggal vannak bevonva, azaz a szálak közötti tér kötőanyaggal van kitöltve. Pl. a karbon szál stabil, könnyű, ugyanakkor az acélnál © ötször erősebb, kétszer merevebb, miközben a súlya körülbelül harmada az acélénak.

H 8 m

Μ

Mindamellett, hogy erős, megfelelően rugalmas is. Karbon pászmákat gyárilag állítanak elő 5-8 mikron vastag karbon elemi szálakból. Különböző típusok léteznek attól függően, hogy hány elemi szálat tartalmaz a pászma. Szokásos jelölésük 50K, 48K, 24K, 12K és így tovább. Az 50K jelölésű karbon pászma 50 000 elemi szálat tartalmaz, amely mintegy 0,5 mm vastag és 8 mm széles, közel téglalap keresztmetszetű. A találmány szerinti példákban az 50K jelű karbon pászmát használtuk fel, azonban ez nem korlátozza bármely típusú pászmatalálmány szerinti felhasználását. A karbon szál szakadási nyúlása 1,5%, szemben a melegen hengerelt betonacél 18 %-os és a hidegen húzott 10 %-os nyúlásához lépest. A karbon pászma rugalmassági modulusa 242 Gpa, a betonacélé 200 Gpa. A betonacél folyási határa 500 N/mm , míg a karbon szál húzószilárdsága 4137 N/mm . Az előregyártóit, feszített vasbeton tartószerkezetekben használt acél feszítőpászmák szakítószilárdsága is csak 1770 N/mm², tehát a karbon pászmáénál lényegesen kisebb. A karbon szálak mechanikai tulajdonságai jelentősen eltérnek a vasbeton tartószerkezetekben alkalmazott betonvas tulajdonságaitól, annál kedvezőbbek, ezért azok kiváltására a találmány szerinti technológiával széles lehetőséget adnak.

A karbon elemi szál a találmány szerint helyettesíthető, aramid szállal vagy bazalt szállal is. Az aramid elemi szál a karbon szálnál kisebb fajsúlyú, azonban szakítószilárdsága vetekszik a szénszáléval, míg az üveghez hasonló összetételű bazaltból készült szál szakítószilárdsága mintegy fele a szénszálénak, azonban előnyös tulajdonsága, hogy szakítószilárdága a hőmérséklet jelentős emelkedésével sem csökken számottevően.

Mint már említettük, pl. a CFCM-hez hasonló kompozitok alkalmazására sokéves kísérletek vannak, azonban sem cement alapú mátrixban elrendezett, egymással lényegében párhuzamos szénszálakból álló, és kompozit anyagként viselkedő CFCM kábel, sem annak szerkezeti alkalmazása nem ismert.

A találmány szerinti kábel a találmány szerinti berendezéssel, a találmány szerinti eljárással, karbon kábel kötőanyaggal, pl. cementpéppel való telítésével készül.

A 3a. és 3b. ábrán találmány szerinti 326 kábel előállítására szolgáló eljárás megvalósítására alkalmas berendezést mutatjuk be oldalnézetben (3a. ábra) és felülnézetben (3b. ábra), vázlatosan. A berendezés hat A,B,C,D,E,F egységből áll. A berendezés a találmány szerinti kompozit 326 kábel gyártási eljárásának végrehajtására szolgál.

Az A egységben az eljáráshoz 304 kábeltekercsen szén, aramid vagy bazalt anyagú, a bemutatott kiviteli alakban pl. karbon szálakból - avagy szénszálakból - álló 302 pászma áll rendelkezésre, amelyről a karbon 302 pászmát a berendezésbe adagoljuk. A húzóerőt biztosító hajtott 328 dob ellenében fékező 306 egység feszíti a 302 pászmát. A 302 pászmát a berendezésben szabadon forgó 316 görgők vezetik végig.

A B egység a 302 pászma szálainak szétterítését végzi szétterítő 308 eszközzel. A szétterítő 308 eszköz kísérleti berendezésünkben négyzet keresztmetszetű acél profilokból áll, de a műveletre bármely más ismert, szálak szétterítésére alkalmas gépészeti megoldás is megfelel. Az B egységből elemi szálakból álló 310 szalag halad tovább.

A C egységben nedvesítésre szolgáló 314 diszperzió helyezkedik el nedvesítő 312 tartályban, amelyben az elemi szálakból álló 310 szalagot áthúzzuk.

A D egység a 310 szalag 322 kötőanyag péppel, pl. cementpéppel történő telítésére szolgáló 318 tartály, amelyben a 322 kötőanyagba merülő terelő 320 hengerek vannak elhelyezve. A feszített elemi szálakból álló 310 szalag a terelő 320 hengereken előrehaladva telítődik úgy, hogy a 322 kötőanyag az elemi szálak közé bepréselődik. A 322 kötőanyag 318 tartály hosszát, és a 302 pászma húzási sebességét úgy állítjuk be, hogy a megfelelő telítettségi szinthez szükséges időtartam biztosítva legyen. A 322 kötőanyag kötési ideje szükség szerint ismert adalékanyagokkal, pl. borkősav hozzáadásával lassítható. Kísérleti berendezésünk 80 cm hosszú cementpép 318 tartállyal készült, amelyben a húzott 302 pászmát 80-100 N erővel húzva, átlagosan 0,15-0,20 m/s sebességgel mozgattuk. Az elemi szálakból álló 310 szalag minden egyes keresztmetszete így átlagosan 8-10 másodpercet töltött a 322 kötőanyag cementpépben. Az elemi szálakból álló 310 szalag telítődése tökéletesen megtörtént.

Az E jelű egység a 322 kötőanyag cementpéppel telített, elemi szálakból álló 310 szalag keresztmetszeti formázását végzi, amelyhez formázó 324 eszköz áll rendelkezésre. A formázó 324 eszköz szerepe a felesleges 322 cementpépnek a telített elemi szálakból álló 310 szalagról való eltávolítása is. Lehetőség van formázott 326 kábel készítésére úgy, hogy a formázó 324 eszköz formázó keresztmetszeten, amely lehet például kör, négyzet vagy téglalap alakú rés, vezeti át a telített elemi szálakból álló 310 szalagot. A formázó 324 eszköz célszerűen pl. két, egymás palástján legördülő, ellenforgó henger, amelyeken egymással rést képező kerületmenti hornyok vannak kialakítva. Kísérleteink során pl. 6 mm átmérőjű, kör keresztmetszetű 326 kábelt készítettünk.

Az F egység meghajtott 328 húzódob, amely húzza, és ebben a kiviteli alakban egyúttal célszerűen feltekercseli az elkészült, még nedves 326 kábelt. A meghajtott 328 húzódob célszerűen eltávolítható a berendezésből, és a felcsévélt 326 kábellel együtt a kívánt felhasználási helyre szállítható. A találmány szerinti berendezés készülhet telepített üzemben vagy mobil kivitelben is. A berendezés egésze, valamint annak bármelyik egysége példa jellegű és találmányom illusztrálására szolgál. A berendezés illetve annak egységei tetszőleges kiviteli alakban megvalósíthatók.

A találmány szerinti eljárás során, annak első lépésében, egymáshoz nem kötött elemi szénszálakból álló karbon 302 pászma elemi szálait szétterítjük, vagyis a sok ezer elemi szálból álló karbon 302 pászma kis átmérőjű szálait megfelelően fellazítjuk és szétterítjük azzal a céllal, hogy a kötőanyag a szálak közé bejuthasson. A kísérleteinkben alkalmazott 50K szénszál 302 pászmát például 0,05-0,15 mm vastag és célszerűen 25 mm széles keresztmetszetű 310 szalaggá terítettük szét.

Ezt követően, az eljárás második lépésében a szétterített elemi szálakból álló szalagot az elemi szálak felületi előkészítése érdekében nedvesítjük. A nedvesítéshez emulgeátort használunk, amelyben az elemi szálakból álló szalagot legalább 5-8 másodpercig áztatjuk. A jobb nedvesítő hatás érdekében a 310 szalagot áztatás közben mozgatjuk. Ennek során az emulgeátor hőmérsékletét előnyösen plusz 15 és 24 °C közötti hőmérsékleten tartjuk. A kísérleteinkben használt emulgeátor anionos tenzidet tartalmazó, akrilsav-észter bázisú, alacsony viszkozitású 314 diszperzió. Ez a 314 diszperzió jól illeszkedik a betonszerkezetekben használt portlandcementhez, így annak 12-14 pH értékéhez is. Felületi előkészítésre minden más nedvesítésre alkalmas anyag is felhasználható, ha tulajdonságai hasonlóak a 314 diszperzió tulajdonságaihoz, és illeszkedik az erősen lúgos közeghez.

Az eljárás következő, harmadik lépésében a nedvesített elemi szálakból álló 310 szalagot egy célszerű kiviteli alakban cementpép 322 kötőanyaggal telítjük. A telítés a 322 kötőanyagba való merítéssel, és előnyösen a 310 szalag 322 kötőanyagban való mozgatásával történik. A találmány szerinti eljárás során alkalmazott 322 kötőanyag pl. cementpép portlandcement, kőszénpemye és folyadék felhasználásával készülő körülbelül méz sűrűségű, kb. 2,2 kg/dm anyag. A portlandcement típusa célszerűen CEM I. 52,5 N-SR0, amelynek 85 %-a 5-20 mikron szemcseméretű. Az alacsony szemcseméret fontos tényező a karbon szálak közé történő könnyebb bejutás miatt. A hozzáadott kőszénpemye a cement tömegéhez viszonyítva 5-30 %, célszerűen 20 t% 10 mikron alatti szemcseméretű kőszénpemye. A felhasznált folyadékfázis: víz, poli-karboxilát-éter (PCE) bázisú folyósító szer, amely a víz 0,3-1,8 tömeg %-a, és habzásgátló szilikon olaj, amely a víz 0,05-0,2 tömeg %-a. A cementpép kötésideje fontos körülmény, amelyet például borkősav hozzáadásával lehet szükség szerint lassítani. A felhasznált cementpép 322 kötőanyag illeszkedik a beton portlandcement kötőanyagához és beton-kompozit szerkezetben a betonba ágyazva a két anyag között kémiai kötés jön létre. A kialakult kémiai kapcsolat biztosítja azt, hogy a 326 kábel és a beton együtt kompozit anyagként viselkedjen. Amennyiben a beton kompozit szerkezetben a beton 322 kötőanyagaként cement helyett pl. geopolimert alkalmazunk, az elemi szálak 310 szalagját cementpép helyett geopolimerpép 322 kötőanyaggal telítjük.

Az eljárás negyedik lépésében a 322 kötőanyaggal telített elemi szálakból álló szalagot keresztmetszetében alakítjuk, vagyis a cementpéppel/geopolimerpéppel telített közű elemi szál 302 szalagot megfelelő keresztmetszetű 326 kábellé egyesítjük, és a 322 kötőanyaggal telített 326 kábel kész a további felhasználásra.

Kísérleteink során az 50K karbon 302 pászmából közel kör keresztmetszetű, 4-8 mm átmérőjű 326 kábelt készítettünk, de a 326 kábel tetszőleges átmérőjű lehet.

Az elkészült nedves 326 kábel flexibilis, hajlítható. Készíthető belőle egyenes szál, bármilyen síkbeli és térbeli formára feltekerhető, azon át bujtatható, fonható és fűzhető a megszilárdulás előtt. E kiváló tulajdonsága teszi lehetővé, hogy betonból készülő tartó-, vagy más rendeltetésű szerkezetekben az erőtani számításoknak megfelelően, annak pontos lekövetésével használjuk fel a húzóerők, a nyírás és csavarás felvételére.

A 326 kábel felhasználásnak egyik módja a találmány szerinti beton-kompozit szerkezet kialakítása, vagyis nedves 326 kábel elrendezése zsaluzatban, másik módja előregyártott, 326 kábelből készült és megszilárdult alakzatok, ún. armatúrák vagy vázak használata. Általános esetben mindkét felhasználási mód együttesen valósul meg. A nedves 326 kábelt alacsony víz/cement tényezője miatt a felhasználás előtt védeni kell a kiszáradástól, amelyet például a 328 dob gondos párazáró, pl. fólia-csomagolásával oldunk meg. A nedves állapotban történő felhasználásnak célszerűen a formázástól számított 3-5 órán belül kell megtörténnie.

Megszilárdult állapotban a 326 kábel szilárd, rugalmas, nem sérülékeny, a betonacélnál lényegesen kisebb fajsúlyú szál. Statikus terhelés hatására lineárisan rugalmasan viselkedik egészen a tönkremenetelig, amikor is ridegen törik. Az acéllal ellentétben folyási jelenséget nem mutat. Húzószilárdsága általában nagymértékben meghaladja az acélét és elérheti a 4000 N/mm² értéket. Rugalmassági modulusa és szakadási nyúlása kisebb az acélokénál. Kiváló fáradási szilárdsággal, kis kúszással és relaxációval rendelkezik. Tartószerkezetekhez felhasználható armatúrák készítésére a 326 kábel tulajdonságai miatt kiválóan alkalmas anyag.

A 326 kábel olyan, találmány szerinti beton-kompozit előállítására alkalmas, amelyben a beton veszi fel a nyomóigénybevételt, míg a húzó-, a nyíró- és csavaró igénybevételek felvételére a 326 kábelek szolgálnak. A beton-kompozit anyagban a beton kötőanyaga és a 326 kábelek kötőanyaga kémiai kötésbe kerülnek egymással. A tartószerkezeti alkalmazás során a két anyag együttdolgozása biztosított, azok egymástól semmilyen külső hatásra nem válnak szét. Viselkedése hasonló a károsodás előtti vasbeton tartószerkezetekéhez. A beton minősége többféle lehet a statikai számításoknak megfelelően. Célszerűen nagyszilárdságú, vagy ultra-nagyszilárdságú betonokat alkalmazunk.

A találmány szerinti beton-kompozit szerkezet készítésekor a betonozás a nedves 326 kábel zsaluzatba való behúzása, megfeszítése után történik meg. A beton utókezelése a betontechnológiának megfelelő.

A kötőanyaggal telített 326 kábel alkalmas tartószerkezetek pl. vasbeton utólagos megerősítésére, és korrózióvédelmére. Mélyített horgonyba beépített 326 kábel köteg ill. a tartószerkezet átbandázsolása megtisztított és tapadóhiddal ellátott felületén, biztosíthatja a szerkezet fennmaradását, és növelheti használati értékét.

A 326 kábel találmány szerinti armatúra vagy váz előállítására is alkalmas. A 326 kábelből kialakított váz olyan merev váz, amely tetszőleges formában készülhet el betonkompozit anyagú tartószerkezetekhez, művészeti alkotásokhoz és egyéb más célú felhasználásra. A vázak előállítása a nedves állapotban levő 326 kábel előre kialakított gyártó sablonra való feltekerésével, fűzésével, fonásával, bújtatásával és hasonló műveletekkel történik meg. E műveleteket követően, amikor a váz majdnem megszilárdul és mozgathatóvá válik, a sablontól elválasztjuk, zsaluzatba helyezzük és bebetonozzuk. Amennyiben a teljes megszilárdulás még nem következett be akkor a mozgatáshoz a váz jellegéhez igazodó segédeszközt használunk.

A 326 kábelből készült váz a 322 kötőanyag teljes megszilárdulása előtt történő bebetonozás esetén a beton és a váz nedves 326 kábelének 322 kötőanyaga egymással kémiai kötésbe kerül. Ha tehát a nedves 326 kábel érintkezik a betonozás során a folyékony betonnal, a cementkristályok összekapcsolódása tökéletes kémiai kötést hoz létre, mivel a két anyag, az elemi szálak közé juttatott cement alapú kötőanyag, és a beton kötőanyaga a cement a hidratációja során olyan kristályszerkezetet képez, amely tökéletes kötést eredményez. Két eltérő korú betonozás esetén ez a tökéletes kémiai kapcsolat a kristályszerkezet szintjén nem tud létrejönni. Ez kémiai kötés a zsugorodással kapcsolatos további előnyöket is jelent, mert nem alakul ki feszültség a két anyag között. A cementkö autógén zsugorodása ugyanis a korai fázisban a legintenzívebb. Ha nagy eltérés van a betonozási időpontokban, akkor jelentősen eltérő lesz a két réteg zsugorodása és akár elválás is bekövetkezhet. A nedves 326 kábel betonozásával minimálisra lehet csökkenteni a zsugorodás által keltett feszültséget két különböző, de azonos kémiai tulajdonságokat mutató anyag között.

A váz távolabbi munkahelyre való szállításakor a sérülésektől való védelem, a teljes kiszáradás elkerülése, és a könnyebb mozgatás érdekében párazáró csomagolást kap.

Zsaluzatba való helyezés után a csomagolást eltávolítjuk. A csomagolóanyag a váz jellegétől függően pl. fából, műanyagból, keménypapírból, műanyag fóliából készül.

Későbbi felhasználás tervezése esetében a vázak készítéséhez használt 326 kábel felületét még friss, nedves állapotban érdesítjük. Az érdesítés lehet például homokszórás, amelyhez max 0,3 mm szemcseméretű kvarchomokot használunk. Az érdesítés célja az, hogy a beton és váz kapcsolódása biztosított legyen a beton-kompozitban akkor is, ha az alkotók között a kémiai kötés részlegesen, vagy esetleg egyáltalán nem jön létre. A beton-kompozit tartószerkezetek készítésekor tehát a 326 kábelek a zsaluzatba nyers és / vagy megkötött állapotban kerülnek elhelyezésre. Betonozást és kötést követően az ilyen szerkezet teherviselésre alkalmas.

A vázak síkbeli és térbeli kialakítással készülhetnek. A 4. - 7. ábrákon példákat mutatunk be a vázak gyártására és kialakítására. Hangsúlyozom, hogy a találmányom szerinti eljárással, a 326 kábel felhasználásával bármilyen formájú és erősségű armatúra elkészíthető.

A 4. ábrán síkbeli 326 kábel Al, Bl, Cl armatúrák kialakítására látunk példákat. Mindhárom esetben a nedves állapotban levő 326 kábelt gyártó 402,404,406 sablon felületén rögzített hengeres 408 elemek sorozatára tekerjük fel az igény szerinti forma előállítására. Az első gyártó 402 sablon felületén a hengeres 408 elemek elrendezése olyan, hogy a kész A1 armatúra 45 fokban hajló ágakkal készül. Ezen A1 armatúra előnyösen használható például beton-kompozitból készülő, kéttámaszú tartóban keletkező nyíróerők felvételére.

A második gyártó 404 sablon felületén elrendezett hengeres 408 elemek sűrűsége és elrendezése olyan, hogy a 326 kábelt arra többszörösen feltekerve erősebb Bl armatúra készül el. A kész Bl armatúra olyan, hogy az egymással párhuzamos függőleges 410 szálakat alulfelül végigmenő vízszintes 412 szálak kötik össze.

A harmadik gyártó 406 sablonban mindkét irányban 45 fokban hajló 414 szálakkal rácsos jellegű Cl armatúra készíthető. A módszerrel univerzális gyártósablonban tetszőleges textúrájú, szálerősítésű síkbeli elrendezésű 326 kábel armatúra készíthető el. A sablonról az önhordó armatúra eltávolítása úgy történik, hogy annak felületétől leválasztjuk. A módszert megkönnyíti, ha a hengeres 408 elemeket ideiglenesen eltávolítjuk.

Térbeli 326 kábel Dl,El, FI vázakra mutat be példákat az 5. ábra. Ezek a Dl,El, FI armatúrák úgy készülnek, hogy térbeli 502,504,506 sablonra a nedves 326 kábelt a kívánt irányban feltekerjük. A feltekerés lehet egyszeres vagy többszörös is, egyirányú vagy többirányú. A térbeli D1,E1, FI váz készülhet úgy is, hogy egyik szakasza többszörös feltekerésű, ezáltal erősebb, mint a másik szakasza.

Lehetőség van arra is, hogy statikailag teljesen önhordó 326 kábel Dl,El,FI váz, például kör, ellipszis, sokszög keresztmetszetű FI váz készüljön.

A térbeli 502,504,506 sablonról aDl,El, FI vázak leválasztása például úgy történik, hogy a 502,504,506 sablonok kézi vagy gépi úton összecsukódnak, majd a Dl,El, FI vázból eltávolításra kerülnek. A leválasztás akkor történik, amikor a Dl,El, FI váz kellően önhordó. Az 5. ábra szerinti, cső jellegű FI váz kialakítható olyan önhordó szerkezetként, amely a például oszlop tartószerkezet készítésekor annak zsaluzatát is megtartja, és egyben a kengyelezés statikai feladatát is ellátja. Kellő sűrűség esetén, mint héjazat is funkcionál. Továbbá felhasználható beton-kompozit csövek készítéséhez is. A térbeli 326 kábel armatúrák gyártási szabadsága miatt egy tartószerkezetbe a statikai erőjátékot pontosan lekövető vázak készítésére van lehetőség, amely a beton-kompozit tartószerkezetek korszerű, számítógéppel támogatott tervezési és megvalósítási szabadságát is biztosítja.

A 6. ábrán speciális, térbeli 326 kábel vázat mutatunk be oldalnézetben és felülnézetben, amely kézzel készített 602 félgömb.

Képzőművészeti alkalmazást, beton-kompozit szobrok készítését mutatja be a 7. ábra. A szobrászművész által megálmodott kompozíció kivitelezésekor először a mű sablonja készül el, majd arra épül fel a beton-kompozit szerkezet. Mikor a kompozíció anyaga megszilárdul, akkor a sablon eltávolításra kerül. A sablon anyaga ezért könnyen faragható, esetleg kémiai úton megsemmisíthető, és így az a szobor belső teréből könnyen eltávolítható. Az ábrán példaként egy szobor gyártási 702 sablon fotója látható, amely könnyű hőszigetelő anyagból, polisztirolból készült. A „Ki van zárva” című beton-kompozit 704 szobor a feltaláló alkotása, amelyet 2015-ben készített. A találmány szerinti eljárással tetszőleges formájú, méretű időtálló szobrok készíthetők parkokba, közterekre. A technológia az alkotóktól különleges látásmódot igényel, mert a mű megálmodása után annak negatívját, sablonját kell megkonstruálni, amely izgalmas és nagy kreativitást igénylő alkotói folyamat.

A vázak találmányom szerinti készítése és azok formai megjelenése példaként kerültek bemutatásra és nem korlátozzák annak alkalmazási lehetőségeit.

Tartószerkezetek készítését Beton-kompozitból és annak formai lehetőségét három példán, rajzok segítségével mutatjuk be. A 8. ábrán egyszerű, négyszög keresztmetszetű, kéttámaszú 800 tartószerkezet látható oldal- és felülnézetben, valamint metszetben. A 800 tartószerkezetben a hajlítási nyomatékből adódó húzóerőket hosszanti 802 kábelek, a nyíróeröket pedig 326 kábelből készült 804 váz veszi fel. A hosszanti 802 kábelek megfeszítésére a zsaluzat két végén feszítő 806 eszközök szolgálnak. A feszítő 806 eszközök kézzel vagy gépi úton meghajtott, ismert eszközök. A tartószerkezet készítésekor a zsaluzatba először a nyers állapotban levő hosszanti 802 kábelek kerülnek elhelyezésre. Mint a metszeti M. ábrán jelöltük, a hosszanti 802 kábelek közvetlenül a zsaluzatra fekszenek, mert azok betonnal való takarása nem indokolt. A hosszanti 802 kábelek két végét a feszítő 806 eszközökben való rögzítés után a tervezett értéknek megfelelő mértékben feszítjük meg. A feszítés egyszerűbb esetekben csak azt a célt szolgálja, hogy a hosszanti 802 kábelek helyben maradjanak, és feszítéskor párhuzamosak legyenek. Ha a feszítés előre meghatározott értékre történik, akkor a feszítés értékét célszerűen erőmérő eszközzel mérjük. Következő lépés a 326 kábel 804 váz elhelyezése, majd következhet a betonozás. A beton kellő szilárdságának elérésekor a hosszanti CFCM 802 kábelek kinyúló szakaszainak elvágása, majd kizsaluzása következik. A tartó szerkezet a beton teljes kötése után válik teherhordó kész szerkezetté.

A 9. ábra egy I-keresztmetszetű tartót mutat be, amely nyers hosszanti 902 kábeleket, és 326 kábel 904 váz erősítést tartalmaz. Tartozékok továbbá a zsaluzat két végén levő feszítő 906 eszközök. A tartó gyártási folyamata a 8. ábrán jelölt tartóéval azonos.

Beton-kompozit térbeli héjszerkezet sematikus rajza látható a 10a, 10b és 10c ábrán. A héjszerkezet 1002 zsaluzatára meghatározott rendben 1004 rögzítöelemek vannak behelyezve, amelyek 326 kábel 1006 hálót tartanak (10a ábra). Az 1006 háló úgy készül hogy 1004 rögzítöelemekre nedves 326 kábel megtervezett vonalvezetéssel kerül rögzítésre, és alakul ki az 1006 háló. Alapeset az egyenletes eloszlás, de ha az adott héj szerkezet igénybevételeinek felvétele úgy kívánja meg, akkor egyenlőtlen, aszimmetrikus vagy szabálytalan elosztás is készíthető. Az 1006 háló pontos elkészítése után a betonozás következik. A beton megszilárdulása után elkészül a beton-kompozit héjszerkezet.

Az ismertetett módszer lehetővé teszi a számítógépi tervezéssel és statikai számításokkal méretezett tetszőleges héj szerkezetek erőjátékának lekö vetését és a héj szerkezet kivitelezését. A lehetőségeknek csak a tervezői képzelet szabhat határt. Az ismertetett módszer továbbá lehetővé teszi bármilyen görbült és összetett falszerkezet, betonszerkezet, támfal, gabonatároló, víztározó és egyéb szerkezet találmány szerinti betonkompozittal való utólagos megerősítését is.

A beton-kompozit technológia új és rendkívül fontos alkalmazási területe lehet a kisközepes vagy nagy radioaktivitású eröművi hulladék rövid, és/vagy hosszú távú tárolását biztosító konténerek megépítésében. A rendkívül kedvező mechanikai tulajdonságai, kémiai stabilitása agresszív környezetben is alkalmassá teszi erre a feladatra. Korróziómentes konténerek építése hosszú időre megoldhatja a veszélyes hulladékok biztonságos tárolását.

© p* 16

A találmány legfőbb előnye a technika állása szerinti megoldásokhoz viszonyítva az, hogy a bemutatott megoldások alkalmazásával a vasbeton tartószerkezetek hátrányait teljes mértékben kiküszöbölő, nagy teherbírású, kisebb keresztmetszetű, jobb hőállóságú és gyakorlatilag korlátlan élettartamú beton-kompozit teherhordó szerkezetek hozhatók létre a találmány szerint 326 kábel felhasználásával. E lehetőség különösen előnyös a környezetszennyezésnek kitett tartószerkezetek megvalósítása esetén, és a gyakori földrengéssel sújtott területeken, ahol a mai, hagyományos vasbeton szerkezetek károsodása csak jelentős karbantartási költségekkel küszöbölhetők ki. A találmány szerinti Betonkompozit technológia a kortárs és a jövő építészei és építőmérnökei számára jelent kiváló lehetőséget formai és szerkezeti elképzeléseik számára. A korszerű, számítógépes erőtani tervezés és modellezés során meghatározott szerkezeti struktúrák a találmányom szerinti technológiával előnyösen megvalósíthatók. A 326 kábelek továbbá alkalmasak egyéb betonkompozit alkotások, például szobrok készítésére is.

Claims (23)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel (326) előállítására, az eljárás során,

   - egymástól független elemi szálakból álló pászma (302) elemi szálait szalaggá (310) terítjük szét, és az elemi szálakból álló szalag (310) elemi szálainak felületét kötőanyaggal (322) vonjuk be, azzal jellemezve, hogy a szétterített elemi szálakból álló szalag (310) elemi szálainak felületét a kötőanyaggal (322) történő bevonást megelőzően nedvesítjük, és- a kötőanyaggal (322) bevont elemi szálakból álló szalag keresztmetszetét folyamatosan formázzuk, és ezzel kötőanyag (322) mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelt (326) alakítunk ki.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elemi szálat a szénszálat, aramidszálat és bazaltszálat tartalmazó csoportból választjuk ki.
3. 3. Az 1.-2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nedvesítést folyékony emulgeáló diszperzióval (314) végezzük, amelyben az elemi szálakból álló szalagot 3-20, célszerűen 10 másodpercig áztatjuk.
4. 4. A3, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szalagot (310) áztatás közben mozgatjuk, és az emulgeáló diszperzió (314) hőmérsékletét 15 és 24 °C közötti hőmérsékleten tartjuk.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az emulgeáló diszperzió (314) anionos tenzidet tartalmazó, akrilsav-észter bázisú, alacsony viszkozitású diszperzió (314).
6. 6. Az 1.-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyagot (322) a cementpépet és a geopolimer pépet tartalmazó csoportból választjuk ki.
7. 7. A 6. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cementpépként portiandcementet, köszénpemyét és folyadékot tartalmazó diszperziót alkalmazunk.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cementpépben olyan portlandcementet alkalmazunk, amely 85 %-ban 5-20 mikron szemcseméretü szemcsét tartalmaz, és kőszénpemyeként 10 mikron alatti szemcseméretü köszénpemyét alkalmazunk, amelynek aránya a portlandcement tömegéhez viszonyítva 5-30 t%, célszerűen 20 t%

   HBBB·· “

   SZTNH-100328077 valamint folyadékként vizet, a víz tömegének 0,3-1,8 t% mennyiségét kitevő poli-karboxilátéter bázisú folyósító szert, és a víz tömegének 0,05-0,20 t% mennyiségét kitevő habzásgátló szilikon olajat tartalmazó keveréket alkalmazunk.
9. 9. A 6.- 8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nedvesített felületű elemi szálakból álló szalag (310) elemi szálainak felületét cementpépbe merítéssel vonjuk be kötőanyaggal (322), miközben a szalagot a cementpépben mozgatjuk.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelt (326) húzódobra (328) csévéljük.
11. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a húzódobra (328) csévélt kábelt (326) párazáró burkolattal látjuk el.
12. 12. Kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel, amely az l.-ll. igénypont szerint eljárással van előállítva, azzal jellemezve, hogy az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag (322) a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.
13. 13. Eljárás betonból, és a betonba ágyazott szilárdságjavító vázból kialakított beton-kompozit szerkezet előállítására, amelynek során zsaluzatot és szilárdságjavító vázat készítünk, a szilárdságjavító vázat a zsaluzatban rendezzük el, a zsaluzatot folyékony betonnal töltjük fel, és a betont megszilárdulni hagyjuk, azzal jellemezve, hogy a szilárdságjavító váz készítése során

    - egymástól független elemi szálakból álló pászma (302) elemi szálait szalaggá (310) terítjük szét, majd

    - a szétterített elemi szálakból álló szalag (310) elemi szálainak felületét nedvesítjük,

    - a nedvesített felületű elemi szálakból álló szalag (310) elemi szálainak felületét kötőanyaggal (322) vonjuk be,

    - a kötőanyaggal bevont elemi szálakból álló szalag keresztmetszetét folyamatosan alakítjuk, és ezzel kötőanyag (322) mátrixba ágyazott elemi szálakból álló zárt keresztmetszetű kábelt (326) alakítunk ki, és a

    - kábelt a (326) a zsaluzatba helyezzük.
14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelből (326), a kötőanyag (322) megszilárdulását megelőzően, szilárdságjavító vázat alakítunk ki, és a vázat a zsaluzatba helyezzük.

    e m 19 o

    mH
15. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kötőanyag (322) mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábelből (326) kialakított váz egyenes kábel (326) szakasz, amelyet a zsaluzatba helyezést követően húzófeszültséggel terhelünk.
16. 16. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a váz felületét érdesítjük, és a kötőanyagot a zsaluzatba helyezést megelőzően megszilárdulni hagyjuk.
17. 17. A 13.- 16. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag (322) a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.
18. 18. Berendezés kötőanyag mátrixba ágyazott elemi szálakból álló kábel (326) előállítására, amelyben elemi szálak megvezetésére szolgáló, szabadonfutó görgők (316) vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy a berendezés

    - első egységgel (A) van ellátva, amelyben elemi szálakból álló pászma (302) tárolására és adagolására alkalmas, fékező egységhez (306) csatlakoztatott dob (304) van elrendezve, valamint az első egységet (A) követő

    - második egységgel (B) van ellátva, amelyben az elemi szál pászma (302) szálainak szalaggá (310) terítésére alkalmas szétterítő eszköz (308) van elrendezve, valamint a második egységet (B) követő

    - harmadik egységgel (C) van ellátva, amelyben a szalag (310) szálainak nedvesítésre alkalmas diszperzió (314) befogadására szolgáló tartály (312) van elrendezve, valamint a harmadik egységet (C) követő

    - negyedik (D) egységgel van ellátva, amelyben a szalag (310) szálainak bevonására alkalmas kötőanyag (322) befogadására szolgáló tartály (318) van elrendezve, valamint a negyedik egységet (D) követő

    - ötödik egységgel (E) van ellátva, amelyben a kötőanyaggal (322) bevont felületű elemi szálakból álló szalag (310) keresztmetszetét formázó eszköz (324) van elrendezve, és az ötödik egységet (E) követő

    - hatodik egységgel (F) van ellátva, amelyben alakított keresztmetszetű kábel (326) húzására szolgáló hajtott húzódob (328) van elrendezve.
19. 19. A 18. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szétterítő eszköz (308) négyzet keresztmetszetű hasábokból van kialakítva.
20. 20. A 18.-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szalag (310) szálainak bevonására alkalmas kötőanyag (322) befogadására szolgáló tartályban t (318) terelő hengerek (320) vannak elrendezve. w¹ Wr

    Λ sd M t** & © a rt rM
21. 21. A 20. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a formázó eszköz (324) kör, négyzet vagy téglalap keresztmetszetű rés.
22. 22. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a formázó eszköz (324) két, egymás palástján legördülő, ellenforgó henger, amelyeken egymással a rést képező kerületmenti hornyok vannak kialakítva.
23. 23. A 13-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárással kialakított beton-kompozit szerkezet, azzal jellemezve, hogy az elemi szál a szénszálat, az aramidszálat, a bazaltszálat, és ezek kombinációit tartalmazó csoportból, a kötőanyag (322) a cementpépet, a geopolimer pépet, és ezek kombinációját tartalmazó csoportból van kiválasztva.