RU2476313C1 - Method of making carbon-tube-concrete structure - Google Patents
Method of making carbon-tube-concrete structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476313C1 RU2476313C1 RU2011129491/03A RU2011129491A RU2476313C1 RU 2476313 C1 RU2476313 C1 RU 2476313C1 RU 2011129491/03 A RU2011129491/03 A RU 2011129491/03A RU 2011129491 A RU2011129491 A RU 2011129491A RU 2476313 C1 RU2476313 C1 RU 2476313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- carbon fiber
- layer
- carbon
- cylindrical shell
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству зданий и сооружений и может быть использовано при изготовлении углеродобетонных конструкций, а именно свай, свай-оболочек, колонн и стоек каркаса для зданий и инженерных сооружений.The invention relates to the construction of buildings and structures and can be used in the manufacture of carbon concrete structures, namely piles, piles, shells, columns and racks of the frame for buildings and engineering structures.
Известен способ изготовления углеродотрубобетонной конструкции, включающий подготовку поверхности готовой железобетонной конструкции, нанесение на нее клеевого состава и наклеивание непрерывно по всей длине конструкции длинных лент из углеродного волокна под небольшим углом к горизонтальной оси для создания внешней обоймы из углеродного волокна [Шилин А.А. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. - М.: ОАО Издательство «Стройиздат», 2007].A known method of manufacturing a carbon-concrete structure, including preparing the surface of the finished reinforced concrete structure, applying an adhesive composition to it and gluing continuously along the entire length of the construction of long carbon fiber tapes at a slight angle to the horizontal axis to create an external carbon fiber cage [Shilin A.A. External reinforcement of reinforced concrete structures with composite materials. - M.: Publishing House "Stroyizdat", 2007].
Недостаток этого способа состоит в применении ручного труда, что приводит к повышению трудоемкости работ, времени изготовления, необходимости наличия специальных стендов и оборудования для свободного доступа ко всей обрабатываемой поверхности, а также к трудности контроля качества изготовления конструкции. Кроме того, данный способ может быть использован только в качестве усиления железобетонных конструкций.The disadvantage of this method is the use of manual labor, which leads to an increase in the complexity of work, manufacturing time, the need for special stands and equipment for free access to the entire surface to be treated, as well as the difficulty in controlling the quality of the construction. In addition, this method can only be used as reinforcement of reinforced concrete structures.
Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления углеродотрубобетонной конструкции, включающий изготовление двухслойной замкнутой по продольным краям заготовки с открытыми поперечными кромками из углеродного волокна, герметичное закрепление торцевых кромок заготовки на оправках кольцевого сечения, создание избыточного давления между слоями заготовки для образования замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна, пропитка стенки оболочки полимерными материалами с последующим заполнением всего ее внутреннего пространства бетоном под давлением для образования сплошного бетонного ядра [Jessica Bloch, Kevin Miller. BRIDGE TO THE FUTURE? // Bangor Daily News, Saturday/Sunday, February 21-22, 2009. bangordailynews.com].The closest in technical essence is a method of manufacturing a carbon-concrete structure, including the manufacture of a two-layer closed along the longitudinal edges of the workpiece with open transverse edges of carbon fiber, tightly securing the end edges of the workpiece on mandrels of annular cross-section, creating excess pressure between the layers of the workpiece to form a closed cylindrical shell of carbon fiber, impregnation of the wall of the shell with polymeric materials, followed by filling all of it interior concrete under pressure to form a continuous concrete core [Jessica Bloch, Kevin Miller. BRIDGE TO THE FUTURE? // Bangor Daily News, Saturday / Sunday, February 21-22, 2009. bangordailynews.com].
Недостатком данного способа является производство работ непосредственно на строительной площадке, в результате возникают дополнительные затраты на использование специального оборудования (виброустановка, кран, бетонорастворонасос и т.д.), на электропотребление, а также наличие специальных условий для хранения изготовленных конструкций до достижения требуемой прочности бетона сплошного бетонного ядра. Кроме того, при данном способе отсутствует контроль качества заполнения оболочки бетоном, т.е. определения возможного образования каверн, которые значительно снижают несущую способность готовой конструкции.The disadvantage of this method is the production of work directly at the construction site, as a result of which additional costs arise for the use of special equipment (vibroinstallation, crane, concrete mortar pump, etc.), for power consumption, as well as the availability of special conditions for storing manufactured structures until the required concrete strength is achieved solid concrete core. In addition, with this method there is no quality control of filling the shell with concrete, i.e. determination of the possible formation of caverns, which significantly reduce the bearing capacity of the finished structure.
Задачей данного изобретения является разработка способа изготовления углеродотрубобетонной конструкции, позволяющего перенести весь процесс изготовления в заводские условия, способствующие повышению качества и снижению трудоемкости. Техническим результатом является получение в конце процесса углеродотрубобетонной конструкции полной заводской готовности без образования коверн, обладающей всеми достоинствами сборных железобетонных конструкций (быстротой монтажа, отсутствием необходимости устройства опалубки и мокрого процесса на строительной площадке). Кроме этого способ исключает дополнительные работы по защите замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна после изготовления конструкции и позволяет изготавливать углеродотрубобетонную конструкцию меньшей массы без снижения несущей способности.The objective of the invention is to develop a method of manufacturing a carbon-concrete structure that allows you to transfer the entire manufacturing process to factory conditions that contribute to improving quality and reducing labor intensity. The technical result is to obtain, at the end of the process, a carbon-and-concrete concrete structure ready for production without the formation of a carpet, which has all the advantages of prefabricated reinforced concrete structures (quick installation, no formwork and wet process at the construction site). In addition, the method eliminates the additional work of protecting a closed cylindrical shell of carbon fiber after fabrication of the structure and makes it possible to produce a carbon-concrete structure of lower mass without reducing the bearing capacity.
Поставленные задачи достигаются тем, что способ изготовления углеродотрубобетонной конструкции, включает изготовление двухслойной замкнутой по продольным краям заготовки из углеродного волокна с открытыми поперечными кромками, герметичное закрепление торцевых кромок заготовки, создание избыточного давления между слоями заготовки для образования из нее замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна, пропитка стенки цилиндрической оболочки полимерными материалами, снятие избыточного давления. Новым в данном способе является то, что до снятия избыточного давления на наружные стенки замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна наносят с помощью набрызга слой из смеси бетона. В результате образуется наружный защитный слой кольцевого сечения. Затем после набора прочности нанесенного наружного слоя снимают избыточное давление и образуют внутренний рабочий слой кольцевого сечения. Для этого внутрь замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна загружают смесь бетона и производят ее равномерное распределение по контуру замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна с помощью центрифугирования.The objectives are achieved in that the method of manufacturing a carbon-concrete structure includes the manufacture of a two-layer carbon fiber workpiece closed along the longitudinal edges with open transverse edges, tightly securing the workpiece end edges, creating excess pressure between the workpiece layers to form a closed cylindrical carbon fiber shell from it, impregnation of the wall of the cylindrical shell with polymeric materials, removal of excess pressure. New in this method is that prior to relieving excess pressure, a layer of concrete mixture is applied by spraying onto the outer walls of the closed cylindrical shell of carbon fiber. The result is an outer protective layer of annular cross-section. Then, after a set of strength of the applied outer layer, excess pressure is removed and the inner working layer of the annular section is formed. For this, a mixture of concrete is loaded inside a closed cylindrical shell made of carbon fiber and its uniform distribution along the contour of a closed cylindrical shell made of carbon fiber is carried out by centrifugation.
В качестве смеси для образования наружного защитного слоя и внутреннего рабочего слоя кольцевого сечения используют углеродофибробетон.As a mixture for the formation of the outer protective layer and the inner working layer of the annular cross section, carbon fiber concrete is used.
Кроме этого для изготовления углеродотрубобетонной конструкции повышенной несущей способности на сжатие внутренний рабочий слой кольцевого сечения образуют так, что внутрь цилиндрической оболочки из углеродного волокна последовательно устанавливают пространственный каркас из арматурной стали, затем загружают бетонную смесь, а потом применяют способ центрифугирования.In addition, for the manufacture of a carbon-concrete structure with increased compressive strength, the inner working layer of the annular section is formed so that a spatial framework made of reinforcing steel is successively installed inside the carbon fiber shell, then the concrete mixture is loaded, and then the centrifugation method is applied.
Предлагаемый способ изготовления углеродотрубобетонной конструкции переносит весь процесс изготовления в заводские условия, что способствует повышению качества и снижению трудоемкости, а также получению в конце процесса углеродотрубобетонной конструкции полной заводской готовности, обладающей всеми достоинствами сборных железобетонных конструкций, а также возможностью использования таких конструкций в качестве сжатых и внецентренно сжатых элементов. Кроме того, этот способ исключает дополнительные работы по защите замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна после изготовления конструкции.The proposed method of manufacturing a carbon-concrete structure transfers the entire manufacturing process to the factory environment, which helps to improve quality and reduce labor intensity, as well as obtaining a complete factory readiness at the end of the process, which has all the advantages of precast concrete structures, as well as the possibility of using such structures as compressed and eccentrically compressed elements. In addition, this method eliminates the additional work of protecting a closed cylindrical shell of carbon fiber after the manufacture of the structure.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 представлено герметичное закрепление торцевых кромок двухслойной заготовки из углеродного волокна торцевыми оправками (заглушками) и подключение компрессора;figure 1 presents hermetically securing the end edges of a two-layer carbon fiber preform with end mandrels (plugs) and connecting a compressor;
на фиг.2 - формирование замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна путем создания избыточного давления внутри двухслойной заготовки из углеродного волокна;figure 2 - the formation of a closed cylindrical shell of carbon fiber by creating excess pressure inside a two-layer preform of carbon fiber;
на фиг.3 - формирование наружного слоя кольцевого сечения путем нанесения смеси на основе бетона, например углеродофибробетона, с помощью набрызга на наружную поверхность замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна с образованием полуфабриката в виде трубчатого элемента;figure 3 - the formation of the outer layer of the annular cross section by applying a mixture based on concrete, such as carbon fiber concrete, by spraying on the outer surface of a closed cylindrical shell of carbon fiber with the formation of a semi-finished product in the form of a tubular element;
на фиг.4 - укладка смеси на основе бетона, например углеродофибробетона, внутрь полуфабриката в виде трубчатого элемента;figure 4 - laying a mixture based on concrete, such as carbon fiber concrete, inside the semi-finished product in the form of a tubular element;
на фиг.5 - формирование внутреннего слоя кольцевого сечения способом центрифугированного формирования его из смеси на основе бетона, например углеродофибробетона, с образованием углеродотрубобетонной конструкции;figure 5 - the formation of the inner layer of the annular cross section by the method of centrifuged formation of it from a mixture based on concrete, for example carbon fiber concrete, with the formation of carbon-concrete structure;
на фиг.6 - установка пространственного цилиндрического каркаса из арматурной стали внутри полуфабриката в виде трубчатого элемента;figure 6 - installation of a spatial cylindrical frame made of reinforcing steel inside the semi-finished product in the form of a tubular element;
на фиг.7 - укладка бетонной смеси внутрь полуфабриката в виде трубчатого элемента;in Fig.7 - laying concrete mixture inside the semi-finished product in the form of a tubular element;
на фиг.8 - формирование внутреннего слоя кольцевого сечения из железобетона способом центрифугирования с образованием углеродотрубобетонной конструкции повышенной несущей способности на сжатие.on Fig - the formation of the inner layer of the annular section of reinforced concrete by centrifugation with the formation of carbon-concrete structure of increased bearing capacity for compression.
Способ изготовления углеродотрубобетонной конструкции состоит из нескольких этапов. Торцы двухслойной заготовки из углеродного волокна 1 с открытыми поперечными кромками герметично закрепляют на оправках 2 круглого сечения, в одной из которых расположен штуцер для подачи сжатого воздуха, и подключают компрессор (фиг.1).A method of manufacturing a carbon-concrete structure consists of several stages. The ends of the two-layer carbon fiber preform 1 with open transverse edges are hermetically fixed to
Затем создают избыточное давление внутри двухслойной заготовки из углеродного волокна 1 для образования из нее замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 (фиг.2), после чего стенки замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 пропитывают полимерными материалами, например эпоксидной смолой.Then, overpressure is created inside the two-layer preform of carbon fiber 1 to form a closed cylindrical shell of
Затем, не снимая избыточного давления внутри замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3, на ее наружную поверхность наносят слой из смеси на основе бетона, например углеродофибробетона 4, толщиной 2,5 см с помощью набрызга. В результате образуется наружный защитный слой кольцевого сечения из углеродофибробетона 4 (фиг.3).Then, without removing the excess pressure inside the closed cylindrical shell of
После набора прочности наружного защитного слоя кольцевого сечения из углеродофибробетона 4 снимают избыточное давление внутри замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 и получают полуфабрикат в виде трубчатого элемента 5, состоящего из замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 и наружного защитного слоя кольцевого сечения толщиной 2,5 см из углеродофибробетона 4. Полуфабрикат в виде трубчатого элемента 5 устанавливают на центрифугу и внутрь его загружают смесь на основе бетона, например углеродофибробетонную смесь 6 (фиг.4). При этом объем углеродофибробетонной смеси 6 зависит от требуемой толщины создаваемого из нее внутреннего рабочего слоя кольцевого сечения из углеродофибробетона 7.After the strength of the outer protective layer of the annular cross section is made of carbon fiber concrete 4, the excess pressure inside the closed cylindrical shell of
Затем на центрифуге осуществляют процесс центрифугированного формирования внутреннего рабочего слоя кольцевого сечения из углеродофибробетона 7. В результате получают углеродотрубобетонную конструкцию кольцевого сечения полной заводской готовности 11, состоящую из последовательно расположенных слоев кольцевого сечения: наружного защитного слоя из углеродофибробетона 4 толщиной 2,5 см, замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 и внутреннего рабочего слоя из углеродофибробетона 7 (фиг.5).Then, a centrifuged process of forming the inner working layer of the circular section from
Для повышения несущей способности углеродотрубобетонной конструкции на сжатие внутрь полуфабриката в виде трубчатого элемента 5 помещают пространственный цилиндрический каркас из арматурной стали 8, положение которого фиксируется оправками кольцевого сечения (заглушками) 2 (фиг.6).To increase the bearing capacity of the carbon-concrete structure for compression inside the semi-finished product in the form of a
Затем внутрь полуфабриката в виде трубчатого элемента 5 загружают бетонную смесь 9 (фиг.7). При этом объем бетонной смеси 9 зависит от требуемой толщины создаваемого из нее внутреннего рабочего слоя кольцевого сечения из железобетона 10.Then, the
После чего на центрифуге осуществляют процесс центрифугированного формирования внутреннего рабочего слоя кольцевого сечения из железобетона 10, состоящего из пространственного цилиндрического каркаса из арматурной стали 8 и бетонной смеси 9 (фиг.8). В результате получают углеродотрубобетонную конструкцию кольцевого сечения полной заводской готовности 12, состоящую из последовательно расположенных слоев кольцевого сечения: наружного защитного слоя из углеродофибробетона 4 толщиной 2,5 см, замкнутой цилиндрической оболочки из углеродного волокна 3 и внутреннего рабочего слоя из железобетона 10, состоящего, в свою очередь, из пространственного цилиндрического каркаса из арматурной стали 8 и бетонной смеси 9 (фиг.8).Then, in a centrifuge, the process of centrifuged formation of the inner working layer of the annular section of reinforced
Таким образом, предлагаемый способ позволяет в заводских условиях изготавливать углеродотрубобетонную конструкцию требуемого диаметра (от 0,2 м до 2,0 м и более) в виде сборного элемента длиной 0,5-6,0 м, которая может быть использована в качестве балки, колонны, сваи, сваи-оболочки или отдельного линейного элемента для, например, полигональных арки и тора. Также предлагаемый способ способствует повышению качества и снижению трудоемкости, исключает образование каверн.Thus, the proposed method allows in the factory to produce a carbon-concrete structure of the required diameter (from 0.2 m to 2.0 m or more) in the form of a precast element with a length of 0.5-6.0 m, which can be used as a beam, columns, piles, shell piles or a separate linear element for, for example, polygonal arches and torus. Also, the proposed method helps to improve the quality and reduce the complexity, eliminates the formation of caverns.
Положительной особенностью предлагаемого способа является образование защитного слоя углеродного волокна в процессе изготовления углеродотрубобетонной конструкции. Кроме того, предлагаемый способ позволяет изготавливать углеродотрубобетонную конструкцию меньшей массы без снижения несущей способности, в отличие от углеродотрубобетонной конструкции, изготовленной известными способоми.A positive feature of the proposed method is the formation of a protective layer of carbon fiber in the manufacturing process of carbon-concrete construction. In addition, the proposed method allows to produce a carbon-concrete structure of a lower mass without reducing the bearing capacity, in contrast to the carbon-concrete structure made by known methods.
Предлагаемый способ изготовления позволяет повысить несущую способность на сжатие новой углеродотрубобетонной конструкции путем введения в совместную работу гибкой стальной арматуры, что позволяет использовать новую углеродотрубобетонную конструкцию в сооружениях, испытывающих значительные нагрузки.The proposed manufacturing method allows to increase the compressive strength of a new carbon-concrete structure by introducing flexible steel reinforcement into joint operation, which allows the use of a new carbon-concrete structure in structures experiencing significant loads.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129491/03A RU2476313C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of making carbon-tube-concrete structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129491/03A RU2476313C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of making carbon-tube-concrete structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011129491A RU2011129491A (en) | 2013-01-20 |
RU2476313C1 true RU2476313C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=48805145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129491/03A RU2476313C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of making carbon-tube-concrete structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476313C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU897534A1 (en) * | 1979-05-30 | 1982-01-15 | Кайшядорский Клеевой Завод | Apparatus for producing tube |
RU2232333C2 (en) * | 2002-05-15 | 2004-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение САМОС" | Combined tube |
GB2413835A (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-09 | Freyssinet | Method of reinforcing a pipe |
RU93489U1 (en) * | 2009-11-11 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" | BALLAST COATED PIPE |
-
2011
- 2011-07-15 RU RU2011129491/03A patent/RU2476313C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU897534A1 (en) * | 1979-05-30 | 1982-01-15 | Кайшядорский Клеевой Завод | Apparatus for producing tube |
RU2232333C2 (en) * | 2002-05-15 | 2004-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение САМОС" | Combined tube |
GB2413835A (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-09 | Freyssinet | Method of reinforcing a pipe |
RU93489U1 (en) * | 2009-11-11 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" | BALLAST COATED PIPE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Шилин А.А. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. - М.: ОАО «Издательство Стройиздат», 2007, с.20. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011129491A (en) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9267286B2 (en) | Hollow structure, and preparation method thereof | |
US10344480B2 (en) | Composite construct and methods and devices for manufacturing the same | |
US5599599A (en) | Fiber reinforced plastic ("FRP")-concrete composite structural members | |
US2425079A (en) | Reinforced concrete shell construction and method of manufacture therefor | |
CN108166620B (en) | Assembled concrete beam-column, post-column connected node | |
CN106223544A (en) | A kind of ultra-high performance concrete post permanent template and preparation method thereof | |
US4285179A (en) | Plate shaped prefabricated guilding element and a process for the production of walls by using these elements | |
CN101914914A (en) | Concrete pre-stress hollow square pile and molding method thereof | |
JPH10504360A (en) | Multi-cell wall structure | |
RU2476313C1 (en) | Method of making carbon-tube-concrete structure | |
CN109808048A (en) | A kind of Prestressed concrete cylinder pipe preparation method | |
CN201891129U (en) | Full composite material lattice pile | |
WO2021045849A1 (en) | Building method | |
CN117468641A (en) | Precast concrete column and processing method thereof | |
CN102561694A (en) | Construction method for support mould with large-curvature spherical concrete structure | |
CN106049759A (en) | Cylindrical ultra-high performance concrete permanent formwork and preparation method thereof | |
US20200149300A1 (en) | Method for producing a concrete formwork for a tower segment, and method for producing a tower segment for a tower of a wind turbine | |
CN210507977U (en) | Assembled coincide floor | |
RU2506379C1 (en) | Multi-layer structural element | |
CN221481195U (en) | Precast concrete column | |
CN111502109A (en) | Light heat-insulating concrete precast slab and manufacturing method thereof | |
RU2244083C2 (en) | Tower structure and method for tower structure sections production | |
CN114607097B (en) | Bamboo-steel hollow member and manufacturing method thereof | |
RU170807U1 (en) | REINFORCED CONCRETE WALL-FREE WALL FORMWORK | |
US20100050555A1 (en) | Building Component and Method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160716 |