Длинномерный элемент из композиционного материала

 

Изобретение относится к элементам силовых конструкций из композиционного материала и может быть использовано в качестве высокоэффективных длинномерных элементов для несущих строительных конструкций или напорных магистралей для жидких, газообразных, сыпучих и пульповых сред. Длинномерный элемент из композиционного материала содержит армирующий каркас с продольными полостями и слоями продольных и наклонных к ним однонаправленных нитей, расположенных в сплошной среде полимерного связующего. Наклонные нити расположены по пространственным спиральным кривым и охватывают по меньшей мере одну продольную полость. Длинномерные элементы выполнены с расположением наклонных нитей под углом к продольным в пределах от 40 до 89,9o, с объемным соотношением продольных и наклонных нитей от 50:1 до 1:50, при объемном соотношении всех нитей армирующего каркаса с полимерным связующим от 1:1 до 1: 0,2, отношением линейной плотности продольных и наклонных нитей от 1:1 до 1: 0,1 и соотношением площади поперечного сечения всех слоев с продольными нитями к площади сечения всех слоев с наклонным расположением нитей от 15:1 до 1:15. Наклонные нити могут быть расположены в виде двух подслоев с равным количеством нитей, наклоненные в разные стороны от продольных нитей. Наклонные нити могут быть переплетены между собой. Армирующий каркас длинномерного элемента выполнен из слоев однонаправленного материала на основе стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических волокон или комбинации из них, причем его линейная плотность находится в пределах от 29 до 4800 текс. 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к элементам силовых конструкций из композиционного материала и может быть использовано в качестве длинномерных элементов для несущих строительных конструкций или напорных магистралей для жидких, газообразных, сыпучих и пульповых сред.

К конструкционным элементам из композиционного материала предъявляются повышенные требования по обеспечению ими высокой жесткости, прочности и надежности при минимальной их массе, с сохранением длительной стабильности физико-механических свойств.

Известен профиль из композиционного материала, оболочка которого выполнена по меньшей мере из одного слоя ткани (патент Российской Федерации 2067538, 6 В 29 С 55/30, 1996).

Известен конструкционный элемент в виде цилиндрического стержня из высокомодульного волокнистого композиционного материала с размещением армировки по фасонному профилю поперечного сечения (авторское свидетельство СССР 1513102, Е 04 С 3/00, 1989).

Известен конструкционный элемент из композиционного материала, содержащий армирующий каркас из слоев продольных нитей и скрепляющих их продольных профильных элементов (авторское свидетельство СССР 1237760, Е 04 С 3/28, 1986).

Известен также строительный конструкционный элемент из композиционного материала, содержащий армирующий каркас из слоев перекрещивающихся продольных и поперечных нитей и продольных нитей между ними, размещенный в сплошной среде скрепляющего его полимерного связующего, образующих стенку профиля, полученного способом протяжки через фильеру (патент Великобритании 1586184, Е 03 С 3/28, 1981).

Общим недостатком известных конструкционных элементов является расположение нитей в продольном направлении с частичным подкреплением поперечными, не замкнутыми, нитями, что не позволяет использовать все возможности композиционного материала для получения высокоэффективных конструкций минимальной массы в поле действия изгибных, скручивающих и распределенных по поверхности, в том числе и внутренних полостей, нагрузок и различных комбинаций из них.

Наиболее близким аналогом технического решения является строительный конструкционный элемент по патенту Великобритании 1586184, выбранный в качестве прототипа.

Основной задачей является создание длинномерного элемента из композиционного материала, полученного протяжкой через фильеру, в котором были бы устранены вышеуказанные недостатки.

Техническим результатом от использования изобретения является создание длинномерного элемента минимальной массы в поле действия различных комбинаций продольных, изгибных, скручивающих и распределенных по поверхности, в том числе и внутренних полостей, нагрузок.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет использования полой конструкции профиля, с расположением армирующего материала по пространственным кривым с обеспечением эффективных соотношений между компонентами композиционного материала и геометрическими параметрами составляющих его слоев.

Для этого длинномерный элемент из композиционного материала, содержащий армирующий каркас из слоев армирующего материала на основе продольных волокон или нитей, размещенных в сплошной среде скрепляющего его полимерного связующего, образующих стенку профиля, полученного способом протяжки через фильеру, снабжен, по меньшей мере, одной замкнутой продольной полостью и содержит дополнительно, по меньшей мере, еще один слой из однонаправленных непрерывных нитей, расположенных по пространственным спиральным кривым, наклоненным к продольным нитям под постоянным углом в пределах от 40 до 89,9o и охватывающий, по меньшей мере, одну продольную полость с объемным соотношением продольных и наклонных нитей от 50:1 до 1:50, при объемном соотношении всех нитей армирующего каркаса с полимерным связующим от 1:1 до 1:0,2, отношением линейной плотности продольных и наклонных нитей от 1:1 до 1:0,1 и соотношением площади поперечного сечения всех слоев с продольными нитями к площади сечения всех слоев с наклонным расположением нитей от 15:1 до 1:15.

В длинномерном элементе наклонные нити могут быть расположены лентами с размещением нитей в ленте на возрастающих от одной кромки ленты к другой расстояниях от внутренней поверхности.

В длинномерном элементе, по меньшей мере, один слой с наклонным расположением однонаправленных нитей может быть выполнен в виде двух отдельных подслоев с равным количеством содержащихся в них нитей, расположенных под равными, но наклоненными в противоположные стороны от продольных нитей углами.

В длинномерном элементе однонаправленные нити подслоев, наклоненные в разные стороны от продольных нитей, могут быть переплетены между собой с образованием замкнутой непрерывной поверхности.

В длинномерном элементе на внутренней поверхности, по меньшей мере, одной полости может быть расположен, по меньшей мере, один защитный слой продольных нитей, скрепленных между собой поперечными нитями, концы которых располагаются на эквидистантных поверхностях с нахлестом между собой на длине 0,02-0,2 от периметра полости.

В длинномерном элементе зоны нахлеста поперечных нитей в слоях могут быть равномерно распределены по периметру сечения элемента.

В длинномерном элементе на наружной поверхности может быть расположен, по меньшей мере, один продольный выступ.

В длинномерном элементе толщина поперечного сечения армирующего каркаса может быть плавнопеременная по периметру сечения.

В длинномерном элементе армирующий каркас может быть выполнен из слоев однонаправленного материала на основе стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических волокон или комбинации из них, причем его линейная плотность находится в пределах от 29 до 4800 текс.

В длинномерном элементе его внутренняя и/или наружная поверхность могут быть облицованы слоем из герметизирующего материала, например резины, термопласта, толщиной 0,3 - 5 мм.

В длинномерном элементе герметизирующий слой может быть дополнительно армирован непрерывными нитями, например стеклянными, базальтовыми, угольными или полимерными.

В длинномерном элементе герметизирующий слой может быть выполнен из армированного слоя с объемным отношением армирующего материала к связующему от 1:1 до 1:2.

В длинномерном элементе между герметизирующим слоем и армирующим каркасом может быть расположен дополнительный адгезионный слой.

В длинномерном элементе адгезионный слой между герметизирующим и армирующим каркасом может содержать тканно-переплетенный армирующий слой.

В длинномерном элементе армирующий каркас может быть размещен в сплошной среде скрепляющего его полиэфирного, винилэфирного или эпоксидного связующего.

В длинномерном элементе армирующий каркас может быть размещен в сплошной среде скрепляющего его термопластического материала.

В длинномерном элементе армирующий каркас может быть размещен в сплошной среде смеси термопласта и реактопласта, объемное отношение которых находится в пределах от 1:10 до 10:1.

В длинномерном элементе сплошная среда смеси термопласта и реактопласта может охватывать часть внутренних слоев.

В длинномерном элементе полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано светостабилизирующими добавками.

В длинномерном элементе полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано антипиреновыми добавками.

В длинномерном элементе полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано пигментными добавками.

В длинномерном элементе наружная поверхность может быть облицована огнезащитньм покрытием толщиной 0,5-3,5 мм, например вспучивающимся.

В длинномерном элементе его внутренняя и/или наружная поверхность могут быть облицованы износостойким материалом, например полиуретаном.

В длинномерном элементе его внутренняя и/или наружная поверхность могут быть облицованы материалом с низким коэффициентом трения, например фторопластом.

Отличительными особенностями длинномерного элемента из композиционного материала являются следующие признаки: - наличие, по меньшей мере, одной замкнутой продольной полости и дополнительно, по меньшей мере, еще одного слоя из однонаправленных непрерывных нитей, расположенных по пространственньм спиральным кривым; - наклоненным к продольным нитям под постоянным углом в пределах от 40 до 89,9o; - охватывающий, по меньшей мере, одну продольную полость; - с объемным соотношением продольных и наклонных нитей от 50:1 до 1:50; - при объемном соотношении всех нитей армирующего каркаса с полимерным связующим от 1:1 до 1:0,2; - отношением линейной плотности продольных и наклонных нитей от 1:1 до 1:0,1; - соотношением площади поперечного сечения всех слоев с продольными нитями к площади сечения всех слоев с наклонным расположением нитей от 15:1 до 1:15.

Дополнительными отличительными особенностями длинномерного элемента из композиционного материала являются следующие признаки: - наклонные нити расположены лентами с размещением нитей в ленте на возрастающих от одной кромки ленты к другой расстояниях от внутренней поверхности; - по меньшей мере, один слой с наклонным расположением однонаправленных нитей по пространственным спиралям выполнен в виде двух отдельных подслоев, расположенных на эквидистантных поверхностях, с равным количеством содержащихся в них нитей, расположенных под равными, но наклоненными в противоположные стороны от продольных нитей углами;
- однонаправленные нити подслоев, наклоненные в разные стороны от продольных нитей, переплетены между собой с образованием замкнутой непрерывной поверхности;
- на внутренней поверхности, по меньшей мере, одной полости расположен, по меньшей мере, один защитный слой продольных нитей, скрепленных между собой поперечными нитями, концы которых располагаются на эквидистантных поверхностях с нахлестом между собой на длине 0,02-0,2 от периметра полости;
- зоны нахлеста поперечных нитей в слоях равномерно распределены по периметру сечения элемента;
- на наружной поверхности расположен, по меньшей мере, один продольный выступ;
- толщина поперечного сечения армирующего каркаса плавнопеременная по периметру сечения;
- армирующий каркас выполнен из слоев однонаправленного материала из стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических волокон или комбинаций из них, причем его линейная плотность находится в пределах от 29 до 4800 текс;
- внутренняя и/или наружная поверхность облицованы слоем из герметизирующего материала, например резины, термопласта, толщиной 0,3-5 мм;
- герметизирующий слой дополнительно армирован непрерывными нитями, например стеклянными, базальтовыми, угольными или полимерными;
- герметизирующий слой выполнен из армированного слоя с объемным отношением армирующего материала к связующему от 1:1 до 1:2;
- между герметизирующим слоем и армирующим каркасом расположен дополнительный адгезионный слой;
- адгезионный слой между герметизирующим и армирующим каркасом содержит тканно-переплетенный армирующий слой;
- армирующий каркас размещен в сплошной среде скрепляющего его полиэфирного, винилэфирного или эпоксидного связующего;
- армирующий каркас размещен в сплошной среде скрепляющего его термопластического материала;
- армирующий каркас размещен в сплошной среде смеси термопласта и реактопласта, объемное отношение которых находится в пределах от 1:10 до 10:1;
- сплошная среда смеси термопласта и реактопласта охватывает часть внутренних слоев;
- полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано светостабилизирующими добавками;
- полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано антипиреновьми добавками;
- полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано пигментными добавками;
- наружная поверхность облицована огнезащитным покрытием толщиной 0,5-3,5 мм, например вспучивающимся;
- внутренняя и/или наружная поверхность облицованы износостойким материалом, например полиуретаном;
- внутренняя и/или наружная поверхность облицованы материалом с низким коэффициентом трения, например фторопластом.

Указанные отличительные признаки являются существенными, т.к. каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и получение нового технического результата.

Выполнение длинномерного элемента с одной или несколькими внутренними продольными полостями в сочетании с расположением дополнительно армирующего однонаправленного материала наклонно к продольным позволяет получить конструкцию минимальной массы при повышенной жесткости элемента и повышенной прочности и жесткости композиционного материала в плоскости поперечного сечения элемента, причем расположение наклонных нитей вокруг отдельных полостей, в случае многополостной конструкции, позволяет получать равнопрочные внутренние перемьлки и наружные стенки элемента. Указанные объемные соотношения продольных и наклонных нитей, всех нитей и полимерного связующего, отношение линейных плотностей продольных и наклонных нитей и соотношение площадей поперечных сечений всех слоев с продольными нитями и всех слоев с наклонным расположением нитей позволяет получить длинномерный элемент повышенной жесткости, прочности и надежности при пониженной материалоемкости.

Расположение нитей по возрастающим от внутренней поверхности расстояниях, в виде двух симметрично развернутых относительно продольных нитей подслоев, взаимное переплетение нитей двух подслоев позволяет усиливать необходимые прочностные и жесткостные характеристики, например, на межслоевой сдвиг, продольное скручивание.

Повышению прочности и жесткости отдельных секторов сечения элемента способствует расположение выступов или изготовление элемента с плавнопеременной толщиной по контуру сечения.

Изготовление длинномерного элемента из слоев однонаправленного материала из стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических волокон или комбинации из них, с линейной плотностью от 29 до 4800 текс, использование герметизирующих облицовок в различном структурном, компонентном и конструктивном исполнении, использование промежуточных адгезионных слоев, использование определенных видов охватывающих армирующий материал сред в указанном компонентном исполнении с перечисленными вариантами модификаций, использование износостойких и антифрикционных облицовок позволяет получать длинномерные элементы с различными потребительскими свойствами различной номенклатуры с учетом реализации основных существенных признаков.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания длинномерного элемента из конструкционного материала и достичь новый технический результат в весовом совершенстве конструкций с обеспечением их повышенной прочности и надежности, что характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа.

Длинномерные элементы из композиционных материалов в предложенных вариантах являются новыми модификациями исполнения, наиболее эффективно реализующими уникальные свойства волокон в нитяных системах их армирующих каркасов. Новое техническое решение является результатом исследовательских и опытно-экспериментальных работ, творческого вклада, получено без использования стандартизованных решений или каких-либо рекомендаций в данной области техники, является оригинальным, неочевидным для круга специалистов в данной области техники, соответствует в предложенной совокупности существенных признаков критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами с кратким их описанием.

На фиг. 1 (а, б) представлены примеры исполнения длинномерного элемента из композиционного материала (общий вид).

На фиг.2 представлен длинномерный элемент из композиционного материала с расположением наклонных нитей на возрастающих расстояниях от внутренней поверхности.

На фиг.3 представлен длинномерный элемент из композиционного материала с симметричным расположением наклонных нитей.

На фиг.4 представлен длинномерный элемент из композиционного материала с взаимным переплетением наклонных нитей.

На фиг.5 представлен длинномерный элемент из композиционного материала с выступом на внешней поверхности.

На фиг. 6 (а, б) представлен длинномерный элемент из композиционного материала с плавнопеременной толщиной сечения (примеры исполнения).

На фиг.7 представлен длинномерный элемент из композиционного материала с адгезионным слоем между герметизирующим и силовыми слоями, содержащим тканно-переплетенный армирующий слой.

Более подробное описание сущности изобретения состоит в следующем.

Длинномерный элемент из композиционного материала содержит армирующий каркас 1 из слоев армирующего материала на основе продольных нитей 2, размещенных в сплошной среде скрепляющего его полимерного связующего 3, образующих стенку профиля 4, полученного способом протяжки через фильеру.

Длинномерный элемент из композиционного материала (фиг.1) снабжен, по меньшей мере, одной замкнутой продольной полостью 5 и содержит дополнительно, по меньшей мере, еще один слой из однонаправленных непрерывных нитей 6, расположенных по пространственным спиральным кривым 7, наклоненным к продольным нитям под постоянным углом в пределах от 40 до 89,9o и охватывающий, по меньшей мере, одну продольную полость 5. Длинномерный элемент выполнен с объемным соотношением продольных 2 и наклонных 6 нитей от 50:1 до 1:50, при объемном соотношении всех нитей армирующего каркаса 2, 6 с полимерным связующим 3 от 1:1 до 1:0,2, отношением линейной плотности продольных 2 и наклонных 6 нитей от 1:1 до 1:0,1 и соотношением площади поперечного сечения всех слоев с продольными нитями 2 к площади сечения всех слоев с наклонным расположением нитей 6 от 15:1 до 1:15.

Наклонные нити могут быть расположены лентами 8 с размещением нитей в ленте на возрастающих от одной кромки ленты к другой расстояниях от внутренней поверхности (фиг.2).

По меньшей мере, один слой с наклонным расположением однонаправленных нитей может быть выполнен в виде двух отдельных подслоев 9, 10 с равным количеством содержащихся в них нитей, расположенных под равными, но наклоненными в противоположные стороны от продольных нитей углами (на фиг.3 нити с углами наклона + и - к продольным нитям).

Однонаправленные нити подслоев, наклоненные в разные стороны от продольных нитей 11 и 12, могут быть переплетены между собой с образованием замкнутой непрерывной поверхности (фиг.4).

На наружной поверхности длинномерного элемента может быть расположен, по меньшей мере, один продольный выступ 13 (фиг.5).

Толщина поперечного сечения армирующего каркаса длинномерного элемента может быть плавнопеременной по периметру сечения. На фиг.6 (а, б) показаны два примера исполнения длинномерного элемента с плавнопеременной толщиной по периметру сечения.

Внутренняя и/или наружная поверхность длинномерного элемента может быть облицована слоем 14 (фиг.7) из герметизирующего материала, например резины, термопласта, толщиной 0,3-5 мм. Герметизирующий слой может быть дополнительно армирован непрерывными нитями, например стеклянными, базальтовыми, угольными или полимерными. Герметизирующий слой может быть выполнен из армированного слоя с объемным отношением армирующего материала 2, 6 к связующему 3 от 1:1 до 1:2.

Между герметизирующим слоем 14 и армирующим каркасом 1 длинномерного элемента может быть расположен дополнительный адгезионный слой 19 (фиг.7).

Адгезионный слой 15 длинномерного элемента, расположенный между герметизирующим слоем 14 и армирующим каркасом 1, может содержать тканно-переплетенный армирующий слой 16 (фиг.7).

Армирующий каркас 1 может быть выполнен из слоев однонаправленного материала 2, 6 на основе стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических волокон или комбинации из них, причем его линейная плотность находится в пределах от 29 до 4800 текс.

Армирующий каркас 1 может быть размещен в сплошной среде 3 скрепляющего его полиэфирного, винилэфирного или эпоксидного связующего. Армирующий каркас может быть размещен в сплошной среде 3 скрепляющего его термопластического материала. Армирующий каркас может быть размещен в сплошной среде 3 смеси термопласта и реактопласта, объемное отношение которых находится в пределах от 1: 10 до 10:1. Сплошная среда смеси термопласта и реактопласта может охватывать часть внутренних слоев.

Полимерное связующее 3, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано светостабилизирующими добавками.

Полимерное связующее 3, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано антипиреновыми добавками.

Полимерное связующее 3, скрепляющее армирующий каркас, может быть модифицировано пигментными добавками.

Длинномерные элементы (фиг.1 - фиг.7) получают способом протяжки через формующую фильеру с образованием пустотелого профиля.

Изготовленные длинномерные элементы из композиционного материала с использованием рассмотренных решений обладают минимальной массой, повышенной прочностью и жесткостью.

Следует отметить, что могут быть различные комбинации выполнения длинномерного элемента в отношении формы, размеров и расположения отдельных слоев, нитей, если это не выходит за пределы объема изобретения, изложенного в пунктах формулы.

Проведенные испытания фрагментов конструкционных элементов показали положительные результаты.

Таким образом, новое техническое решение воспроизводимо в условиях производства, обеспечивает решение поставленной задачи и достижение нового технического результата, в предложенной совокупности признаков соответствует критерию "промышленная применимость", то есть уровню изобретения.


Формула изобретения

1. Длинномерный элемент из композиционного материала, содержащий армирующий каркас из слоев армирующего материала на основе продольных нитей, размещенных в сплошной среде скрепляющего его полимерного связующего, образующих стенку профиля, полученного способом протяжки через фильеру, отличающийся тем, что длинномерный элемент снабжен, по меньшей мере, одной замкнутой продольной полостью и содержит дополнительно, по меньшей мере, еще один слой из однонаправленных непрерывных нитей, расположенных по пространственным спиральным кривым, наклоненным к продольным нитям под постоянным углом в пределах от 40 до 89,9o и охватывающий, по меньшей мере, одну продольную полость с объемным соотношением продольных и наклонных нитей от 50: 1 до 1: 50, при объемном соотношении всех нитей армирующего каркаса с полимерным связующим от 1: 1 до 1: 0,2, отношением линейной плотности продольных и наклонных нитей от 1: 1 до 1: 0,1 и соотношением площади поперечного сечения всех слоев с продольными нитями к площади сечения всех слоев с наклонным расположением нитей от 15: 1 до 1: 15.

2. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что наклонные нити расположены лентами с размещением нитей в ленте на возрастающих от одной кромки ленты к другой расстояниях от внутренней поверхности.

3. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один слой с наклонным расположением однонаправленных нитей по пространственным спиралям выполнен в виде двух отдельных подслоев, расположенных на эквидистантных поверхностях, с равным количеством содержащихся в них нитей, расположенных под равными, но наклоненными в противоположные стороны от продольных нитей углами.

4. Длинномерный элемент по п. 3, отличающийся тем, что однонаправленные нити подслоев, наклоненные в разные стороны от продольных нитей, переплетены между собой с образованием замкнутой непрерывной поверхности.

5. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности по меньшей мере одной полости расположен по меньшей мере один защитный слой продольных нитей, скрепленных между собой поперечными нитями, концы которых располагаются на эквидистантных поверхностях с нахлестом между собой на длине 0,02-0,2 от периметра полости.

6. Длинномерный элемент по п. 5, отличающийся тем, что зоны нахлеста поперечных нитей в слоях равномерно распределены по периметру сечения элемента.

7. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности расположен по меньшей мере один продольный выступ.

8. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что толщина поперечного сечения армирующего каркаса плавнопеременная по периметру сечения.

9. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что армирующий каркас выполнен из слоев однонаправленного материала на основе стеклянных, базальтовых, полимерных, угольных или органических нитей или комбинации из них, причем его линейная плотность находится в пределах от 29 до 4800 текс.

10. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что его внутренняя и/или наружная поверхность облицована слоем из герметизирующего материала, например резины, термопласта, толщиной 0,3-5 мм.

11. Длинномерный элемент по п. 10, отличающийся тем, что герметизирующий слой дополнительно армирован непрерывными нитями, например стеклянными, базальтовыми, угольными или полимерными.

12. Длинномерный элемент по п. 10, отличающийся тем, что герметизирующий слой выполнен из армированного слоя с объемным отношением армирующего материала к связующему от 1: 1 до 1: 2.

13. Длинномерный элемент по п. 10, отличающийся тем, что между герметизирующим слоем и армирующим каркасом расположен дополнительный адгезионный слой.

14. Длинномерный элемент по п. 13, отличающийся тем, что адгезионный слой между герметизирующим слоем и армирующим каркасом содержит тканно-переплетенный армирующий слой.

15. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что армирующий каркас размещен в сплошной среде скрепляющего его полиэфирного, винилэфирного или эпоксидного связующего.

16. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что армирующий каркас размещен в сплошной среде скрепляющего его термопластического материала.

17. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что армирующий каркас размещен в сплошной среде смеси термопласта и реактопласта, объемное отношение которых находится в пределах от 1: 10 до 10: 1.

18. Длинномерный элемент по п. 17, отличающийся тем, что сплошная среда смеси термопласта и реактопласта охватывает часть внутренних слоев.

19. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано светостабилизирующими добавками.

20. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано антипиреновыми добавками.

21. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерное связующее, скрепляющее армирующий каркас, модифицировано пигментными добавками.

22. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что его наружная поверхность облицована огнезащитным покрытием толщиной 0,5-3,5 мм, например вспучивающимся.

23. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что его внутренняя и/или наружная поверхность облицованы износостойким материалом, например полиуретаном.

24. Длинномерный элемент по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя и/или наружная поверхность облицованы материалом с низким коэффициентом трения, например фторопластом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным конструкциям и может быть использовано в длинномерных строительных элементах, в частности стропильных фермах крыш, перекрытиях зданий и сооружений

Изобретение относится к многослойным силовым конструкционным элементам в виде столбов, колонн, балок, шпунтов и т.д., используемых в строительстве. Технический результат: повышение надежности изделия за счет обеспечения повышенной сцепляемости слоев с одновременным обеспечением негорючести защитных слоев, повышение прочности и теплостойкости, увеличение скорости изготовления готового изделия. Многослойный силовой конструкционный элемент содержит внутренний и наружный слои, выполненные намоткой на оправку армирующих нитей или ровингов, пропитанных полимерным связующим с заданными защитными свойствами до образования сплошного слоя, и размещенный между ними и жестко связанный с ними конструктивный слой, выполненный из предварительно подготовленных объемных элементов, обеспечивающих сцепляемость внутреннего и наружного слоев. Предварительно подготовленные объемные элементы выполнены в виде имеющих поперечные связи сетчатых продольных силовых элементов, образованных из армирующих нитей или ровингов, пропитанных полимерным связующим, а образованная полость между наружным и внутренним слоями, соединенными конструктивным слоем, служит для введения заполнителя. Также описан вариант многослойного элемента. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к элементам силовых конструкций, работающих под нагрузкой, и может быть использовано в качестве балок строительных сооружений, перекрытий при строительстве ангаров, траверс опор линий электропередач и т.п. Конструкционный элемент содержит сердечник и армирующие слои из последовательно уложенных с обеих сторон сердечника слоев стеклоткани со скреплением слоев, пропитанных связующим, преимущественно по технологии вакуумной инфузии. В качестве слоев армирующего материала использованы стеклоткани с различной угловой ориентацией волокон по отношению к продольной оси сердечника, слои сформированы в одинаковые пакеты, причем в наиболее нагруженных частях конструкционного элемента каждый пакет образован как минимум из трех слоев разных стеклотканей, а именно: внутренний центральный слой - стеклоткань, выложенная так, что волокна, образующие данную стеклоткань, оказываются уложенными под углами 0° и 90° по отношению к продольной оси сердечника, а остальные слои - внешние по отношению к центральному слою - из мультиаксиальной стеклоткани, выложенной так, что волокна, образующие данную стеклоткань, оказываются уложенными под углами 0°, +45° и -45° по отношению к продольной оси сердечника. В качестве связующего использовано наномодифицированное эпоксидное связующее марки ВСЭ-28, а в качестве материала сердечника - пенополиуретан. Конструкционный элемент обладает повышенной стойкостью к воздействию нагрузок, к воздействию неблагоприятных климатических факторов, обладает уменьшенной массой и технологичен в изготовлении. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий различных конструктивных систем. Цель изобретения - создание универсального набора элементов, который может использоваться во всех трех системах: брусчатой, стоечной и легкокаркасной, при этом обеспечит необходимую теплоемкость, прочность, жесткость и долговечность строения при минимальной трудоемкости монтажа. Сущность изобретения заключается в том, что универсальный набор для строительства малоэтажных зданий и сооружений, имеющий в своем составе стеновые элементы, используемые в качестве стеновых элементов и балок перекрытия, изготовленные методом экструзии из древесно-пластмассового композита, при этом стеновые элементы выполнены в виде стоек с поперечными сечениями в виде двутавра и прямоугольного параллелепипеда с выбранными четвертями и обвязки из элементов с поперечным сечением в виде швеллера, и угловых блоков, причем все составляющие набора имеют внутренние полости. Внутренние полости элементов заполнены эффективным утеплителем. Элементы в форме прямоугольного параллелепипеда используются также в качестве балок перекрытий и при этом выполнены армированными. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узловым соединениям стеклопластиковых профилей в решетчатых конструкциях, например, фермах покрытий зданий. Целью изобретения является снижение расхода материала на листовые стеклопластиковые фасонки, изготавливаемые методом пултрузии. Цель изобретения достигается тем, что в известном узле соединения стеклопластиковых профилей в решетчатых конструкциях, включающем пояс и стержни решетки, соединенные внахлест стеклопластиковой листовой фасонкой на болтах, листовая стеклопластиковая фасонка, изготовленная методом пултрузии, выполнена из нескольких слоев с различной ориентацией направления пултрузии. Для повышения несущей способности на смятие направление пултрузии крайних слоев листовой фасонки ориентировано по оси пояса, а средних слоев, выполненных из двух частей, соединенных по высоте пильчатым профилем, - по оси каждого из примыкающих стержней решетки. В ряде случаев целесообразно направление пултрузии крайних слоев листовой фасонки ориентировать по оси стержня решетки с наибольшим усилием, а средних слоев - по оси стрежня решетки с наименьшим усилием. В указанных выше случаях крайние и средние слои листовой фасонки выполнены разной толщины, а пояса и стержни решетки выполнены из парных профилей, например, швеллеров. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области строительной промышленности и предназначено для производства композитных профильных элементов с сетчатой структурой, придающей материалу жесткость на сжатие и на изгиб при малом весе. В настоящую группу изобретений входит девять вариантов: композитный профильный элемент полнотелый квадратного сечения с сетчатой структурой; композитный профильный элемент полнотелый прямоугольного сечения с сетчатой структурой; композитный профильный элемент полый квадратного сечения с сетчатой структурой; композитный профильный элемент полый прямоугольного сечения с сетчатой структурой; композитная двутавровая балка с сетчатой структурой; композитный швеллер с сетчатой структурой; композитный профильный элемент полый круглого сечения с сетчатой структурой; композитный профильный элемент полнотелый круглого сечения с сетчатой структурой; композитный угол с сетчатой структурой. Поставленная задача решается за счет того, что композитные профильные элементы с сетчатой структурой выполнены из композита с заполнением сетчатой структурой между стенками граней. Композиты граней и сетчатой структуры выполнены из стекловолокна со связующим, или из углеродного волокна со связующим, или из базальтового волокна со связующим, или из многокомпонентного волокна со связующим. Направленность каналов сетчатой структуры по отношению к самому профильному элементу - продольная. Направленность волокон композита в стенках наружных граней по отношению к каналам сетчатой структуры может быть продольной, поперечной или под углом в зависимости от требуемых технических характеристик изделия. Также возможно выполнение стенок наружных граней из нескольких слоев композита с разным направлением волокон. Направленность волокон композита в стенках сетчатой структуры и в стенках внутренних граней (если имеются) по отношению к каналам - всегда продольная. 9 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к элементам силовых конструкций из композиционного материала и может быть использовано в качестве высокоэффективных длинномерных элементов для несущих строительных конструкций или напорных магистралей для жидких, газообразных, сыпучих и пульповых сред

Наверх