СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЕТОНА
METHOD OF METALIZATION OF ARTICLES FROM CONCRETE

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.
3
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 м/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.