Карамышев Сергей. Фибра

ООО «Химмет»

Проект «φибра»победитель конкурса «У.М.Н.И.К.-2007»

Создание производства Создание производства высокопрочной аморфной высокопрочной аморфной

металлической фибры металлической фибры для армирования бетонадля армирования бетона

Технический директор ООО «Химмет»

Климова О.Г.

www.himmet.ucoz.ru; [email protected]

Резюме проекта1.1.

2.2. Организация промышленного производства фибры и вывод продукта на рынок

3.3. Расширение области применения фибробетонов

Разработка высокопрочной и коррозионностойкой аморфной металлической фибры для упрочнения бетона:состава материала технологии изготовления

ООО «Химмет» Проект «φибра»

ООО «ХИММЕТ»

• Начало проекта по разработке аморфной строительной фибры: ноябрь 2008 г.

• ООО «Химмет» создано в феврале 2009 года для реализации этого проекта (зарегистрировано в г. Гатчина, Ленинградская область)

• В развитие проекта на 1 декабря 2009 г. вложено ~ 400 000 руб.

• Заключен протокол о намерениях со стратегическим инвестором - ООО «Ниневия» о совместном продвижении проекта в 2011-12 г.г.


Цементный камень (бетон) –

Имеет низкую прочность на растяжение/изгиб

! Необходимость механического упрочнения !! Необходимость механического упрочнения !


Актуальность тематики

Хрупкий материал

Имеет много пор, трещин, пустот

Теория Гриффитса – «единица объёма», содержащая слабейшую

трещину определяет прочность всего образца!

Влияние упрочнения аморфной фиброй на характер разрушения бетона при испытании на изгиб

Без фибрыС фиброй


Армированный фибробетонАрмированный фибробетон : :

• Высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам;

• Компенсация недостатков фракционного состава; • Снижение усадки при затвердевании

строительного раствора; • Увеличение морозостойкости бетона; • Высокая степень трещиностойкости;• Долговечность (высокая износоустойчивость) • Повышенная прочность;• Стойкость к вибрациям;• Низкая трудоемкость.

Преимущества:


Фибры сегодня:

Фрезерованная сталь, треугольного сечения d= 0,1-0,15 мм, l= 32 мм

Стальная проволока рубленная (с загнутыми, плющенными, конусными концами), волнистая

Пластинки полипропилена ,

целлюлозное волокно

ЗАО «Курганстальмост», ЗАО «НИССАН ЗАО «Курганстальмост», ЗАО «НИССАН LTDLTD»»

ЗАО «ТД Еврохим-1» ЗАО «ТД Еврохим-1» Recem Recem ТМТМ

РУП«БМЗ», ЗАО «Фибросталь», «Северсталь- Метиз», РУП«БМЗ», ЗАО «Фибросталь», «Северсталь- Метиз», DUROCEM, DUROCEM, ООО «НПО «Магнитогорск Фибра-Строй»ООО «НПО «Магнитогорск Фибра-Строй»


НедостаткиНедостатки использования в бетоне использования в бетоне наиболее наиболее распространенныхраспространенных видов фибры видов фибры::

• Плохое сцепление с бетоном• Неравномерность содержания фибры по высоте слоя (высокая

степень оседания) • Низкая коррозионная стойкость• Травмоопастность и повреждение оборудования (насосы, шланги,

торкрет-машины)• Слипание фибр, образование «ежей»• Низкая прочность по сравнению с аморфным аналогом


ПреимуществоПреимущество аморфной фибры -аморфной фибры -ООО «Химмет» Проект «φибра»

•Площадь поверхности в 10 раз больше поверхностной площади стальной фибры круглого или квадратного сечения, что обеспечивает хорошее сцепление с бетонной матрицей; Аморфная фибра до 5 раз прочнее своего кристаллического аналога (прочность до 2 ГПа);

Идеальное Идеальное сочетаниесочетание площади поверхностиплощади поверхности ии прочностипрочности

•Аморфная фибра имеет исключительно высокую коррозионную стойкость;

•В бетонной матрице используется вся прочность фибры.

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70

Концентрация фибры, кг/м3

Пр

оч

но

сть

на

изг

иб

, кг

/см

2

Влияние добавок фибры на прочностные характеристики

фибробетона

Эволюция дисперсного упрочнения бетона

• Низкая прочность на изгиб

• Низкая трещиностойкость

• Низкое сопротивление к ударной нагрузке

• Необходимость упрочнения

БетонБетон

с аморфной фиброй

• Высокая прочность на изгиб • Низкая коррозионная

стойкость• Низкая связь с бетоном • Трудоемкость равномерного

распределения фибры в матрице

• Не использование всей прочности металла

Бетонс кристаллической

фиброй

• Высокая прочность на изгиб

• Высокая коррозионная стойкость

• Высокая трещиностойкость• Низкая стоимость• Равномерность

распределения фибры в бетоне


• бетонные полы, • сборный железобетон и

перекрытия, • дороги, береговые

укрепления;• торкрет-бетон, • строительные растворы;• сухие смеси, облицовка,

ремонтные составы и т.д.

ООО «Химмет» Проект

«φибра»Области применения предлагаемой фибры:

Оценка рынка

• Объем рынка металлической фибры:– европейский – до 250 тыс.т/ год.– отечественный – около 25 тыс.т/ год.– лидер российского рынка «Курганстальмост» - производство 8 тыс.т/ год.

• Цены от 30 тыс. руб. /т (отечественная фрезерованная), до 10 тыс. евро/ т (французская аморфная).

• Основные потребители:– производители промышленных полов (до 70%),– заводы ЖБИ,– производители сухих смесей

• Стратегия продвижения:– предпочтительны продажи крупным и средним оптом прямым

потребителям и продавцам добавок для бетона.– целевая реклама, участие в выставках, интернет- сайт.


«φибра»

• Работы в области технологии получения и исследования свойств аморфных сплавов ведутся более 20 лет

•Разработан и создан экспериментальный прототип установки для получения аморфной ленты методом спинингования расплава с производительностью

до 2,5 кг/час •Изучена группа новых аморфных сплавов системы Fe-Cr-Mo-V-B-C-Si, имеющих высокую прочность, коррозионную стойкость, термическую стабильность.

1. Толочко О.В. Релаксация структуры и свойств металлических стёкол на основе железа и никеля // Канд. дисс. Л.: ЛГТУ. 1991 г. 168 с.

2. Толочко О.В. Теоретический и экспериментальный анализ релаксационных и кристаллизационных процессов при термической обработке аморфных сплавов типа металл-металлоид // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. СПб: СПбГТУ 1999 г. 387 с.

3. Толочко О.В., Обидов Б.А. и др. Влияние низкотемпературного отжига на морфологию приповерхностных слоёв аморфного сплава на основе железа XVII // Петербургские чтения по проблемам прочности. 2007.

4. O. V. Tolochko, N. O. Gonchukova, and T. V. Larionova at all. Structural relaxation in amorphous substances with highly non-equilibrium structure // J. of Non-Cryst, Sol. V.261, Issues 1-3, 2000, P. 252-25.

5. Толочко О. В. Гончукова Н. О. Оценка скорости закалки ленты аморфного сплава при спиннинговании // Физ. и хим. стекла. т. 30, 2004 с. 724-730


«φибра»

2000

1500

1000

500

0 1 2 3

2500

Эластичность, %

Про

чнос

ть,

МП

а

Аморфныеметаллы

ПолимерыДерево

Титановыесплавы

Сталь

Научный задел:

Технический задел

• Создана лабораторная и спроектирована и заказана опытно-промышленная установка для получения аморфной фибры;

• Разработано два первоначальных состава с высокими механическими характеристиками: Ф1(Fe80P13C7) – 1100 МПа; Ф2(Fe72Cr8P13C7) – 1400 МПа;

• Разработана надежная схема деления аморфной ленты на фибру с заданной геометрией непосредственно на технологической линии (толщина 20 мкм; длина 25 мм; ширина 0,5 – 1 мм)

• Получены опытные образцы фибробетона и проведены их механические испытания, показавшие увеличение предела прочности на изгиб и сжатие в 2 и 2,5 раза соответственно.


• Подана заявка на патент на полезную модель: «Аморфная металлическая фибра для дисперсного армирования»


«φибра»

Разработка новых аморфных сплавов: предел прочности на растяжение не менее 2000 МПа; твердость НV не менее 1200; коррозионная стойкость (содержание хрома до 20%);

Создание оптимальной методики введения фибры в бетон, в том числе и для торкрет-машин с учетом индивидуальных геометрических параметров фибры;

Оптимизация технологии получения фибры

Наши контакты: т.(911) –[email protected]

Ожидаемые результаты НИОКРОжидаемые результаты НИОКР

План развития (“step by step”)1. Создание опытно-промышленной установки (25 т.

в год)2. Разработка оптимального состава аморфных

высокопрочных и коррозионностойких сплавов.3. Разработка оптимальной геометрии фибры для

лучшей совместимости с бетонной матрицей.4. Отработка технологии для массового

промышленного производства.• Шаги 1-4 – срок 6 месяцев

5. Запуск и отладка промышленного производства, тиражирование установок, развитие бизнеса.

• Шаг 5 – срок 12 месяцевЗа рамками проекта далее –

• расширение сферы применения фибробетона,• аморфная лента, как конструкционный материал,• аморфные материалы со специальными свойствами.


Спасибо за внимание!

Documents

Карамышев Сергей. Фибра