Композитная арматура

Авторы патента:

E04C5/07 - из неметаллического материала, например стекла, пластмассы или частично из металла (металлические элементы с покрытиями, не являющимися частью конструкции E04C 5/01)

Владельцы патента RU 2521281:

Мехоношин Игорь Александрович (RU)
Борисов Андрей Викторович (RU)

Техническим результатом композитной арматуры является повышение ее прочности и прочности ее соединения с бетоном. Композитная арматура имеет выполненные из волокон жгуты, пропитанные смолой, жгуты соединены между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденной смолой, между витками жгутов образованы углубления, волокна каждого жгута натянуты в продольном направлении каждого витка, прижаты друг другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута так, что в зоне их контакта по всей длине арматуры они образуют общий винтообразный соединительный слой из отвержденной смолы и волокон двух жгутов. В поперечном сечении арматура образована парой контактирующих между собой через соединительный слой жгутов, каждый из которых имеет в поперечном сечении овальную форму, площадь поперечного сечения каждого жгута выбрана в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры, площадь поперечного сечения соединительного слоя выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к неметаллической арматуре для армирования конструкций, выполненных из связующих материалов.

Известна композитная арматура, арматурные стержни, способы их изготовления, представленные в описаниях патентной документации: СА 2298281А1, 08.08.2001; CN 1587576A, 02.03.2005; CN 201280782Y, 29.07.2009; US 2005064184 А, 24.03.2005 и US 7396496 В2, 08.07.2008. Стержни известных арматур имеют в сечении преимущественно круглую форму.

Существенными требованиями, предъявляемыми к композитным арматурам, являются обеспечение надежности сцепления арматуры с бетоном и исключение срыва арматуры в отвержденном бетоне при работе бетонной конструкции. В этой связи круглая форма арматурного стержня снижает сопротивление арматуры ее смещению в массиве отвержденного бетона при работе последнего на кручение и изгиб.

С целью повышения сцепления арматуры с бетоном ее выполняют с различного рода зацепами, утолщениями, или, например, волнообразной (RU 2431026 С1, 10.20.2011), или в виде плоской ленты с определенным соотношением ширины к толщине (RU 2388878 С1, 10.05.2010).

В другой известной композитной арматуре, содержащей волокна, смолу и зацепы, последние образованы слоем песка, закрепленным на отвержденной поверхности арматуры, при этом зацепы выполнены на концах арматурных стержней в виде утолщений, каждое утолщение выполнено в виде обмотки, покрытой абразивным материалом или цементом (RU 2001113390 А, 10.05.2003; RU 82244 U1, 20.04.2009; RU 104953 U1, 27.05.2011).

Близким техническим решением к решению, представленному в данном описании, является композитная арматура, характеризующаяся тем, что она содержит выполненные из волокон жгуты, соединенные между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденной смолой, причем между витками жгутов образованы углубления (RU 2430220 С2, 20.08.2010). Арматура выполнена из высокопрочного полимерного материала с обмоткой, образующей уступы. Волокна объединены в жгуты, стержень арматуры образован скрученными жгутами, диаметр каждого жгута составляет 25-47% от диаметра стержня арматуры, количество жгутов выбрано не менее трех, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120. Следует отметить, что число жгутов в арматуре, равное не менее трех, приводит к тому, что между жгутами образуются пустоты, которые также заполняются смолой. Пустоты, заполненные отвержденной смолой, существенно ослабевают арматуру и придает ей хрупкость вследствие большей хрупкости отвержденной смолы в сравнении с хрупкостью пропитанных смолой волокон. Также установлено, что сопротивление арматуры на растяжение, изгиб и сжатие зависит от содержания смолы в арматуре и в этой связи существует оптимальное соотношение смолы и волокон в арматуре. Поскольку в известной арматуре ее поверхность гладкая и она образована тремя жгутами, то это снижает сцепление арматуры с бетоном вследствие уменьшения углублений между жгутами. В результате при работе арматуры на растяжение в отвержденном бетоне возможны ее сдвиги относительно бетона, а круглая форма каждого жгута уменьшает сопротивляемость арматуры на кручение.

Техническим результатом конструктивного решения, представленного в данном описании, является повышение прочности арматуры и прочности ее соединения с бетоном.

Указанный технический результат получен композитной арматурой, содержащей выполненные из волокон жгуты, соединенные между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденной смолой, между витками жгутов образованы углубления, волокна каждого жгута натянуты в продольном направлении каждого витка, прижаты друг другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута так, что в зоне их контакта по всей длине арматуры они образуют общий винтообразный соединительный слой из отвержденной смолы и волокон двух жгутов, в поперечном сечении арматура образована парой контактирующих между собой через соединительный слой жгутов, каждый из которых имеет в поперечном сечении овальную форму, площадь поперечного сечения каждого жгута выбрана в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры, площадь поперечного сечения соединительного слоя выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры.

На чертеже показано поперечное сечение арматуры в увеличенном виде.

Композитная арматура представляет собой удлиненный жесткий стержень, выполненный из волокон 1, которые образуют собой жгуты 2, пропитанные, например, эпоксидной смолой 3. Жгуты 2 соединены между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении указанной отвержденной смолой (показана условно штриховыми линиями). Волокна 1 каждого жгута натянуты в направлении каждого витка жгута, причем по длине арматуры это направление меняется, поскольку меняются направления витков каждого жгута.

Волокна 1 каждого жгута прижаты друг другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута так, что в зоне их контакта по всей длине арматуры волокна каждого жгута образуют винтообразный по длине арматуры соединительный слой 4, полученный из отвержденной смолы 3 и волокон 1 двух жгутов. Слой 4 представляет собой конгломерат волокон и отвержденной смолы, он соединяет жгуты и находится в наиболее сжатом состоянии в месте поджатая жгутов 2 друг к другу. Плотность соединительного слоя 4 больше плотности каждого жгута, при этом в слое 4 меньше волокон на единицу объема в сравнении с числом волокон на единицу объема каждого жгута.

Волокно арматуры представляет собой нить из органического или неорганического материала, длина волокна может быть по всей длине арматуры или она может быть известным образом выполнена из нескольких соединенных друг с другом нитей. В поперечном сечении арматура образована двумя идентичными по форме жгутами 2, закрученными вокруг продольной оси 5 арматуры, при этом жгуты плотно прижаты друг к другу через соединительный слой 4 и в этом положении зафиксированы отвержденной смолой в рабочем положении.

Каждый жгут 2 имеет в поперечном сечении овальную форму и площадь поперечного сечения каждого жгута выбрана в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры. Площадь поперечного сечения соединительного слоя 4 выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры. Плотность отвержденных соединительного слоя 4 больше плотности каждого жгута 2. Каждый жгут имеет продольную ось 6 симметрии, вокруг которой закручены волокна 2 жгута, а на поверхности жгута выполнен из смолы защитный слой 7.

На поверхности арматуры образовано множество впадин 8, расположенных между витками жгутов по длине арматуры. Выбор числа жгутов арматуры позволил обеспечить максимально возможную глубину каждой впадины 8 с целью повышения прочности соединения арматуры с бетоном.

Волокна каждого витка жгута 2 натянуты в их продольном направлении, прижаты друг к другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута с расчетным усилием скрутки, удовлетворяющем условию, чтобы впадины 8 оставались наибольшими, а плотность соединительного слоя 4 большей плотности каждого жгута в отвержденном состоянии. Винтообразный соединительный слой 4, выполненный из отвержденной смолы 3 и волокон 1 двух жгутов, по существу является ядром жесткости арматуры. В таком сочетании указанных признаков овальная форма каждого жгута, полученная определенной технологией изготовления арматуры, обеспечивает существенное повышение прочности арматуры при изгибе и кручении бетонной армированной конструкции. При этом выбранные опытным путем площади поперечного сечения каждого жгута в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры, а также площадь поперечного сечения соединительного слоя выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры, связаны с глубиной каждой впадины 8 арматуры, и в совокупности эти параметры повышают сопротивление продольного перемещения стержня арматуры в бетоне.

Изготавливают арматуру путем пропитки пучка волокон 1 смолой 3 и скручивания пучка волокон вокруг продольной оси пучка. При скручивании волокон образуется пропитанный смолой жгут 2, при этом излишки смолы из жгута выжимаются. Далее выдерживают жгут до состояния определенной фазы отверждения ее поверхностного слоя. Аналогичным образом изготавливают второй жгут. Далее два жгута располагают параллельно друг другу и скручивают их вокруг продольной оси 5 арматуры.

Работает арматура следующим образом. Соединяют отрезки арматуры между собой в пространственную арматурную конструкцию, которую располагают в опалубке и заливают бетоном или иным вяжущим материалом. При этом впадины 8 между витками жгутов 2 заполняются бетоном. В процессе отверждения бетона его вяжущие частицы вступают во взаимодействие с поверхностями впадин 8 между витками жгутов и образуют прочное соединение арматуры с бетоном.

Как показали сравнительные испытания, выполненная из пары жгутов арматура обеспечивает повышение сцепления арматуры с бетоном с минимальными нарушениями структуры арматуры и бетона на разрыв, при этом овальность жгутов существенно повышает сопротивляемость арматурного стержня при его кручении вокруг продольной оси 5 арматуры. В итоге повышена прочность арматуры и ее сопротивляемость смещению в бетонной конструкции при нагрузке конструкции на кручение и изгиб, а также при других смешанных нагрузках.

Композитная арматура, характеризующаяся тем, что она содержит выполненные из волокон жгуты, соединенные между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденной смолой, между витками жгутов образованы углубления, волокна каждого жгута натянуты в продольном направлении каждого витка, прижаты друг к другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута так, что в зоне их контакта по всей длине арматуры они образуют общий винтообразный соединительный слой из отвержденной смолы и волокон двух жгутов, в поперечном сечении арматура образована парой контактирующих между собой через соединительный слой жгутов, каждый из которых имеет в поперечном сечении овальную форму, площадь поперечного сечения каждого жгута выбрана в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры, площадь поперечного сечения соединительного слоя выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры.

Изобретение относится к строительству, а именно к композитной стеклопластиковой арматуре, которая применяется в строительных конструкциях: для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций.

Технологическая линия для изготовления фибры (арматурных элементов) из полимерной массы // 2520113

Изобретение относится к устройствам для изготовления фибры из полимерной массы, предназначенной для дисперсного армирования бетонов и строительных растворов при изготовлении строительных изделий.

Способ упрочнения силовых конструкций // 2516185

Изобретение относится к способам упрочнения силовых конструкций, имеющих существующие или прогнозируемые разрушающиеся участки, с помощью полос из композиционного материала.

Арматура композитная // 2509653

Изобретение относится к армирующим изделиям, в частности к армирующим изделиям периодического профиля, для изготовления изделий из бетона, газобетона методом горячего формования при одновременном воздействии агрессивных сред.

Полимерное связующее для композитной арматуры // 2495892

Изобретение относится к эпоксидным связующим для композитных пластиков и может использоваться в производстве арматуры композитной переодического профиля. Связующее содержит (мас.ч.): эпоксиднодиановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 20,0-24,0 - 100, ароматически сопряженный гидроксифенилен, совмещенный с изометилтетрагидрофталиевым ангидридом в соотношении 9:1 - 85-90, диглицедиловый эфир олигооксипропиленгликоля с массовой долей эпоксидных групп 16-18% - 10-12, ускоритель полимеризации аминного типа тридиметиламинометилфенол0 или 2-метилимидазол, или этил,2-метилимидазол - 0,3-3,0.

Композиция для армирования строительных конструкций // 2493337

Изобретение может быть использовано в строительстве для армирования бетонных, кирпичных и каменных конструкций. Композиция содержит стеклянный или базальтовый ровинг в количестве 90÷100 вес.ч., пропитанный полимерным связующим на основе эпоксидно-диановой смолы в количестве 18÷20 в.ч.

Арматура композитная // 2482248

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования монолитных и сборных бетонных конструкций, в качестве связей между слоями в многослойных стеновых конструкциях, для армирования кладок из кирпича и блоков, для армирования бетонных полов, для армирования и укрепления грунтовых оснований под дороги и автомагистрали.

Способ изготовления неметаллического арматурного элемента с периодической поверхностью и арматурный элемент с периодической поверхностью // 2482247

Набор из армирования для бетона и меток // 2469159

Изобретение относится к набору волокон для бетона с метками РЧ идентификации или любым другим типом меток, которые могут обеспечивать информацию «Я здесь», и к бетону или бетонной структуре, содержащим волокна с метками РЧ идентификации, для армирования или для любых других целей.

Технологическая линия для изготовления композитной арматуры // 2468161

Изобретение относится к изготовлению неметаллических арматурных изделий. .

Композитная арматура // 2522556

Техническим результатом композитной арматуры является повышение ее прочности и прочности ее соединения с бетоном. Композитная арматура имеет выполненные из волокон жгуты, пропитанные смолой, на поверхность арматуры нанесены частицы абразива. Жгуты соединены между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденной смолой. Между витками жгутов образованы углубления, волокна каждого жгута натянуты в продольном направлении каждого витка, прижаты друг другу и скручены между собой вокруг продольной оси жгута так, что в зоне их контакта по всей длине арматуры они образуют общий винтообразный соединительный слой из отвержденной смолы и волокон двух жгутов. В поперечном сечении арматура образована парой контактирующих между собой через соединительный слой жгутов, каждый из которых имеет в поперечном сечении овальную форму, площадь поперечного сечения каждого жгута выбрана в пределах 40-49% от общей площади поперечного сечения арматуры, площадь поперечного сечения соединительного слоя выбрана в пределах 20-2,0% от общей площади поперечного сечения арматуры. На наружной поверхности арматуры выполнена покрывающая ее шероховатая корка, выполненная из конгломерата частиц абразивного материала и отвержденной смолы, при этом площадь корки в ее поперечном сечении выбрана в пределах 2-15% от суммарной площади поперечного сечения жгутов и соединительного слоя. 1 ил.

Композитная арматура и поточная линия для ее производства // 2522641

Изобретение относится преимущественно к строительной отрасли промышленности, а именно к технологии изготовления арматурных элементов, применяемых для армирования обычных и предварительно напряженных строительных и других конструкций, и может быть использовано при изготовлении арматурных конструкционных материалов, альтернативных аналогичным металлическим и деревянным. Технический результат - создание высокопроизводительной поточной линии для непрерывного производства качественной композитной арматуры широкой номенклатуры диаметров, конструктивных и эксплуатационных исполнений с использованием различных типов компаундов, не зависящих от колебаний температуры окружающей среды и состояния производственных помещений. Дополнительной особенностью линии является надежность работы и доступное для воспроизведения и тиражирования конструктивное исполнение. Для этого в поточной линии первое по ходу технологического потока устройство спиральной намотки выполнено для работы с тонким ровингом, между последним устройством спиральной намотки и полимеризационной камерой установлено устройство нанесения адгезионного покрытия, при этом каждое из устройств спиральной намотки и устройство нанесения адгезионного покрытия выполнены с возможностью включения-отключения в процессе работы, на входе в пропиточное устройство и после отжимного устройства размещены выполненные в виде элементов натяжных устройств направляющие гребенки, отжимное устройство включает, по меньшей мере, два установленные последовательно барабана, выполненные с возможностью последовательного отключения, а пропиточное устройство пропиточной ванны включает ряд последовательно установленных направляющих роликов, один из которых размещен в нижней части ванны и установлен с образованием зазора между его образующей и поверхностью дна в его нижней части в пределах 1-4 мм, причем нижняя часть пропиточной ванны размещена в подогреваемой емкости с водой. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Устройство подкрутки нитей ровинга несущего стержня композитной арматуры и технологическая линия для изготовления композитной арматуры с устройством подкрутки // 2531711

Изобретение относится к строительству, а именно к оборудованию производства композитной арматуры. Для повышения производительности технологической линии и обеспечения возможности выпуска композитной арматуры с повышенными потребительскими свойствами устройство подкрутки композитной арматуры в технологической линии для изготовления композитной арматуры из пропитанных полимерным термореактивным связующим нитей ровинга композитной арматуры с несущим стержнем и спиральной обмоткой жгутами и/или лентами обмоточного ровинга выполнено с возможностью дозированного подкручивания нитей ровинга несущего стержня композитной арматуры в направлении, противоположном направлению спиральной обмотки несущего стержня композитной арматуры жгутами и/или лентами обмоточного ровинга.2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Устройство скрутки сердечника композитной арматуры и технологическая линия для изготовления композитной арматуры с устройством скрутки сердечника композитной арматуры // 2534130

Изобретение относится к оборудованию для производства композитной арматуры. Технический результат - повышение производительности. Технологическая линия для изготовления из пропитанных полимерным термореактивным связующим нитей ровинга композитной арматуры с несущим стержнем и спиральной обмоткой жгутами и/или лентами обмоточного ровинга включает шпулярник с бобинами нитей ровинга, узел предварительной сушки ровинга, пропиточную ванну с натяжным и отжимным устройствами, формовочный узел с устройством спиральной обмотки, прогревочный узел, тянущий узел и узел резки, а также содержит расположенное перед формовочным узлом по крайней мере одно устройство скрутки сердечника из нитей ровинга, содержащее основание, привод, бобину нитей ровинга сердечника, устройство вращения бобины нитей ровинга сердечника, направляющий желоб скрученного сердечника и зажим с возможностью натяга скрученного сердечника для его последующего ориентирования в центре пучка нитей ровинга в несущем стержне композитной арматуры. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Полимерное волокно, его применение и способ его производства // 2543176

Изобретение относится к технологии производства полимерных волокон, в частности полипропиленовых, которые могут быть применены в качестве армирующих для цемента, гипса, бетона и т.д. Волокно получают формованием из расплава и последующей обработкой ионизирующим излучением. Волокно имеет длину 0,1-40 мм, диаметр 5-170 мкм и индекс текучести MFI более 500 г/10 мин, измеренный согласно DIN EN ISO 1133. Использование полученных волокон обеспечивает повышение огнестойкости бетонных изделий. 5 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Устройство спиральной обмотки композитной арматуры и технологическая линия для изготовления композитной арматуры с устройством спиральной обмотки композитной арматуры // 2547036

Изобретение относится к оборудованию производства композитной арматуры. В технологической линии для изготовления композитной арматуры с устройством спиральной обмотки композитной арматуры формовочный узел выполнен с возможностью одновременного формирования двух пучков нитей ровинга. Устройство спиральной обмотки выполнено в сдвоенном исполнении с возможностью одновременной синхронной спиральной обмотки двух пучков нитей ровинга и одновременного формирования двух несущих стержней композитной арматуры. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Способ изготовления арматурного каркаса из неметаллической арматуры // 2562620

Изобретение направлено на повышение надежности конструкции пространственного каркаса за счет повышения прочности соединения неметаллической арматуры и упрощение технологии изготовления объемных пространственных арматурных каркасов. Готовые композитные арматурные стержни раскладывают в проектном положении, последовательно соединяют и фиксируют их эпоксидным клеем, после этого места соединения арматурных стержней обматывают 3-5 слоями термоусадочной полиэтиленовой пленки и осуществляют нагрев при температуре 180-200 °С до ее полной усадки. Усилие разрыва соединения составляет более 2000 Н.

Композитный стержень и способ его изготовления // 2567876

Изобретение относится к изготовлению стержней из композиционных материалов, которые могут быть использованы в качестве связующих связевых элементов стеновых ограждающих конструкций, монолитных железобетонных и сборных конструкций, а также в конструктивных элементах для армирования автомагистралей и дорог в виде самостоятельных отдельных стержней или в виде сеток. Изобретение обеспечивает повышение эффективности технологии производства композитного стержня с повышенными эксплуатационными характеристиками, применяемого в высоконагруженных конструкциях. Технический результат достигается тем, что композитный стержень, выполненный из ровинга минерального или химического волокна, скрепленного отвержденным полимерным связующим, содержит несущий слой с продольным расположением волокон, последующий, по меньшей мере, один слой с поперечным расположением волокон. Волокна скреплены связующим с полимерной матрицей, модифицированной сажевым углеродом в соотношении 0,001-10% от массы полимерной матрицы, при этом продольные и поперечные волокна модифицированы в полимерной матрице ультразвуком. Предложен способ изготовления стержня. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Неметаллический арматурный элемент с периодической поверхностью и способ изготовления неметаллического арматурного элемента с периодической поверхностью // 2579053

Изобретение относится к арматурным элементам для бетонных конструкций. Технический результат - повышение качества изделия, увеличение прочностных характеристик за счет дополнительного скручивания нитей в процессе изготовления неметаллического арматурного элемента и получение максимальных значений сцепления неметаллической арматуры с бетонной матрицей за счет конфигурации самого профиля арматуры без дополнительной навивки различных нитей на поверхность арматурного элемента. Неметаллический арматурный элемент с периодической поверхностью выполнен в виде косички, сплетенной из высокопрочных минеральных жгутов с предварительным их кручением. Плетение осуществляют способом косичка с углом расположения жгутов к продольной оси элемента в пределах 10-85°. Пропитанный арматурный элемент подвергается при необходимости термополимеризации и охлаждению. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Технологическая линия для производства композитной арматуры и гибких связей, композитные арматура и гибкие связи (варианты) // 2585313

Предложена технологическая линия для производства композитной арматуры и гибких связей, композитные арматура и гибкие связи. Технологическая линия для производства композитной арматуры и гибких связей содержит последовательно установленное следующее оборудование: раму с бобинами ровинга, выравнивающее устройство, участок нагрева ровинга, пропиточную ванну, отжимное устройство, формирователь жгутов с намотчиком, полимеризационную камеру, тянущий механизм и узел резки. Линия включает, по меньшей мере, две пары формирователя жгутов с намотчиками, устройство скручивания жгутов с образованием плоских или пространственных фигур, направляющие, установленные в полимеризационной камере и перемещающиеся с арматурой до ее отверждения. Композитная арматура содержит выполненные из волокон жгуты, пропитанные связующим, соединенные между собой путем их свивки вокруг друг друга и фиксации в этом положении отвержденным связующим, при этом, периодически соединяясь между собой, два или более жгута образуют плоские или пространственные фигуры. Гибкие связи или гибкие связи на основе композитной арматуры представляют собой элементы композитной арматуры, выполненные в виде фигуры Х-образной, П-образной формы, формы замкнутого или разомкнутого овала или овалов. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.