Арматура композитная
Владельцы патента RU 2388878:
Общество с ограниченной ответственностью "КОММЕРЧЕСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "УРАЛЬСКАЯ АРМИРУЮЩАЯ КОМПАНИЯ" (RU)
Изобретение относится к строительству. Арматура композитная содержит несущий стержень и обмотку из высокопрочного полимера, причем несущий стержень в сечении выполнен в виде плоской ленты, у которой соотношение ширины к толщине находится в пределах 1-(1,2:40). Предлагаемая конструкция арматуры композитной с выполнением несущего стержня в виде плоской ленты увеличивает сцепление с бетоном, что повышает несущую способность строительных конструкций. 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования связующих сред; для армирования термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных бетонных и сборных конструкций; для использования в конструктивных элементах зданий; для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог; для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.
Известна арматура стеклопластиковая по патенту 2194135 (опубл. 2002.12.10), содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, которые выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом.
Недостатком данной арматуры является низкая степень сцепления с бетоном.
Предлагаемым изобретением решается задача создания композитной арматуры с повышенной адгезионной способностью.
Для достижения указанного технического результата в арматуре композитной, содержащей несущий стержень и обмотку из высокопрочного полимера, несущий стержень в сечении выполнен в виде плоской ленты, у которой соотношение ширины к толщине находится в пределах 1:40.
Отличительными признаками предлагаемой арматуры композитной от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является то, что несущий стержень в сечении выполнен в виде плоской ленты, у которой соотношение ширины к толщине находится в пределах 1:40.
Благодаря наличию этих признаков создан новый вид композитной арматуры, имеющий повышенную адгезионную способность за счет повышения поверхности контакта со связующей средой при формоизменении несущего стержня.
Предлагаемая арматура композитная иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.
На фиг.1 показан внешний вид арматуры композитной.
На фиг.2 показано сечение арматуры композитной при равных размерах толщины - t и ширины - b ленты, b/t=1.
На фиг.3 показано сечение арматуры композитной при разных размерах толщины - t и ширины - b ленты, b/t=40.
Арматура композитная содержит несущий стержень 1 (фиг.1, 2), на котором расположены обмотки 2 (фиг.1).
В сечении несущий стержень может быть выполнен в виде квадрата при соотношении толщины - t и ширины - b ленты b/t=1 и в виде прямоугольника при соотношении b>t.
Несущий стержень 1 и обмотки 2 могут быть выполнены из стеклянных и базальтовых и прочих волокон, пропитанных полимерным связующим.
Арматуру композитную изготавливают методом «нидлтрузии» путем протягивания волокон несущего стержня через раздельные каналы с последующей обмоткой намоточным жгутом или лентой. Волокна равномерно распределены по каналам и пропитаны термореактивным компаундом на основе эпоксидной смолы. Профиль арматуры обеспечивается геометрическими размерами матрицы формирующего элемента и зазором между роликами узла калибрования. После отверждения полученный стержень разрезают на отрезки необходимой длины.
Были проведены испытания по определению величины сцепления с бетоном арматуры композитной при равной площади несущего стержня, представляющего в сечении круг (прототип), и опытных образцов несущего стержня, который в сечении представляет прямоугольник.
Величина сцепления (анкерования) определялась по усилиям выдергивания образца арматуры из цементной заливки марки M100 при длине заделки 100 мм.
В таблице приведены следующие данные:
- b/t - отношение ширины b к толщине t сечения несущего стержня арматуры;
- S, (см2/см) - удельное значение площади поверхности арматуры в квадратных сантиметрах (см2) на единицу длины арматуры в сантиметрах (см);
- А, (Н/см) - удельное значение усилий выдергивания арматуры в ньютонах (Н) на единицу длины арматуры в сантиметрах (см).
В качестве прототипа в первом варианте выполнения взята наиболее широко используемая базальтопластиковая арматура с наружным диаметром 8 мм. Поверхность сцепления этой арматуры (площадь наружной поверхности) составляет на 1 см длины S=20,4 см2/см.
Во втором варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде квадрата с размером сторон b=t=5,75 (b/t=1). Замер размеров сторон производился мерительным инструментом - штангенциркулем.
В третьем варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде прямоугольного профиля b=10 мм, t=3,3 мм, что составляет b/t=3,03.
В четвертом варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде прямоугольного профиля b=20 мм, t=1,6 мм, что составляет b/t=12,5.
В пятом варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде плоской ленты b=30 мм, t=1,1 мм, что составляет b/t=27,2.
В шестом варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде плоской ленты b=36 мм, t=0,9 мм, что составляет b/t=40.
В седьмом варианте сечение несущего стержня выполнено формоизмененным в виде плоской ленты, b=38 мм, t=0,87 мм, b/t=43,6.
| Вариант исполнения | b/t | S (см2/см) | А (Н/см) |
| 1 (прототип) | - | 20,4 | 620 |
| 2 | 1 | 23 | 643 |
| 3 | 3,03 | 26,6 | 670 |
| 4 | 12,5 | 43,2 | 695 |
| 5 | 27,2 | 62,2 | 710 |
| 6 | 40 | 73,8 | 750 |
| 7 | 43,6 | 47,7 | * |
| * поломка арматуры из-за расслоения нитей при толщине ленты 0,87 мм |
В результате исследования было выявлено, что диапазон применимости арматуры при формоизменении сечения по соотношению размеров сторон сечения несущего стержня ширины к толщине находится в пределах 1-40.
При b/t<1 изготовление арматуры не имеет смысла, т.к. аналогичное сечение получается при b/t>1.
При b/t>40 происходит продольное расслоение волокон ленты арматуры.
В соответствии с приведенными в таблице данными для лучшей адгезионной способности арматура композитная должна иметь повышенную поверхность сцепления со связующей средой, что возможно в том случае, если стержень арматуры выполнен из ленты, у которой соотношение ширины к толщине находится в пределах 1:40.
Предлагаемая конструкция арматуры композитной с выполнением несущего стержня в виде плоской ленты увеличивает сцепление с бетоном, что повышает несущую способность строительных конструкций.
Арматура композитная, содержащая несущий стержень и обмотку из высокопрочного полимера, отличающаяся тем, что несущий стержень в сечении выполнен в виде плоской ленты, у которой соотношение ширины к толщине находится в пределах 1:(1,2-40).
