Способ образования анкерного устройства композитной арматуры и анкерное устройство

Изобретение относится к строительству, а именно к захватным устройствам растянутой арматуры, преимущественно композитной полимерной. Способ образования анкерного устройства композитного арматурного стержня, включающий насаживание на конец арматурного стержня инвентарной металлической полой муфты и заполнение полости муфты твердеющим материалом с последующей выдержкой до его затвердевания. Конец арматурного стержня закрепляют в муфте пайкой легкоплавким сплавом с температурой плавления не менее чем на 25°С ниже температуры разложения связующего материала арматурного стержня, после чего сплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на арматурном стержне анкерного устройства. Технический результат состоит в повышении прочности сцепления композитной арматуры с захватным устройством, упрощении технологии процесса анкеровки, возможности многократного использования материала анкерного устройства, безотходность способа. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к строительству, а именно к захватным устройствам арматуры, преимущественно полимерной композитной.

Известны инъекционные грунтовые анкеры с извлекаемой тягой.

Для освобождения грунтового массива от металлических тяг применяют различные методы, в том числе взрывные и пиротехнические. Недостатком известных конструкций является сложность и ненадежность, не гарантирующая извлечение тяги из грунта.

Известен способ анкеровки испытываемой композитной полимерной арматуры в захватных муфтах разрывной машины и анкерное устройство (ГОСТ 31938-2012. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие условия. Клеевые соединения муфт и композитных стержней арматуры по приложению Б). Концы испытываемого элемента закрепляются полимерным или цементным твердеющим составом в концевых муфтах, представляющих собой металлические трубки с крышками.

У известного способа имеются следующие недостатки: низкая производительность, так как требуется длительное время для набора прочности заливки, а также повышенный расход металлических трубок, т.к. испытательные муфты могут использоваться только один раз.

Известен способ анкеровки композитной арматуры в захватах разрывных машин с помощью замоноличивания концов арматуры в инвентарных металлических муфтах расплавом модифицированной серы (Патент №2619298 от 29.12.2015, опубл. 15.05.2017 Бюл. №14 «Способ образования анкерного устройства арматуры»). Способ достаточно производительный, стоимость серы чрезвычайно мала. Недостаток известного способа, принятого за прототип, состоит в том, что процесс расплавления серы достаточно опасный, так как сера воспламеняется при случайном превышении температура, расплавленная сера выделяет вредные газы, кроме того, горячая (140-160*С) сера повреждает полимерную матрицу.

Техническая задача заключается в создании способа анкеровки неметаллической волоконной и композитной арматуры с обеспечением надежного прочного сцепления анкерного устройства с арматурой без ее повреждения, а также в упрощении технологии процесса и возможности быстрой анкеровки арматуры непосредственно перед ее использованием (при испытании на растяжение, преднапряжения на стендах, использования в качестве инвентарной тяги и др.).

Технический результат заключается в создании безотходного способа фиксации и устройства, гарантированно надежно обеспечивающего сцепление композитной арматуры с захватным устройством, с возможностью многократного использования сплава за счет его свойств (низкая температура плавления, быстрый набор прочности, способность многократного использования).

Поставленная задача решается таким образом, что в способе образования анкерного устройства арматуры, включающем насаживание на конец арматуры полой муфты и заполнение внутренней полости муфты твердеющим материалом с последующей выдержкой до затвердевания, согласно изобретению, конец арматуры 2 помещают в инвентарную металлическую муфту 1, например, в форме квадратной трубы с продольной прорезью 3, удобной для запаивания и последующего размещения, например, в захватах разрывной машины.

Затем муфту 1 заполняют необходимым количеством расплавленного металла 4 из легкоплавкого сплава, после чего расплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на стержне 2 анкерного устройства, причем после использования арматурного стержня 2 металл 4 из муфты 1 выплавляют, расплавленный металл 4 сливают для повторного использования.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что на конце арматуры образуют одноразовое анкерное устройство из инвентарной муфты и легкоплавкого сплава, после чего расплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на арматуре анкерного устройства, причем после использования арматуры сплав расплавляют и сливают для повторного использования.

Предлагаемое устройство отличается тем, что металлическая муфта выполнена квадратного или прямоугольного сечения с продольной прорезью и заполняется легкоплавким сплавом с обеспечением жесткой фиксации конца арматуры методом пайки.

В качестве основного материала заполнения муфты используют легкоплавкий сплав, например, сплав Розе (т=96*С) или ВладМиВа (т=96*С). Такой уровень кратковременного нагрева приемлем, практически, для всех видов эпоксидных и других полимерных матриц.

Предлагаемый способ реализуют в следующей технологической последовательности. Стыкуемые части, например, конец арматурного стержня или каната, размещают в проектное положение в полости муфты. Затем в нее заливают разогретый до температуры около 100°С сплав, который заполняет полость и образует тело захватного устройства. Затем производят плавное охлаждение сплава.

Способ и устройство поясняются на фиг.1-2, где на фиг.1 показана схема фиксации стержня композитной арматуры в инвентарном захватном устройстве разрывной машины; на фиг.2 - разрез по А-А анкерного устройства.

Анкерное устройство композитного стержня, преимущественно арматурного, состоит из захватной муфты 1 открытого квадратного или прямоугольного сечения с продольными прорезями, закрепляемой пайкой на конец арматуры 2.

Освобождение отработанного конца стержня 2 производится простым нагреванием, например, феном и сливом расплава 4 в резервную емкость.

При использовании устройства в инъекционных анкерах, которые изготавливаются в заводских условиях, а освобождение тяги производится непосредственно в грунте на глубине 10-20 м, расплавление сплава выполняют при помощи разогрева электрической спирали и проводов к источнику тока.

Пример 1

Изготовление анкерной муфты для закрепления композитного стеклопластикового стержня при испытаниях на разрывной машине.

Во внутреннюю полость анкерной муфты 1 при испытаниях на разрывной машине, размещают стержень композитной арматуры 2. Расплавленный сплав 4 через прорезь 3 заполняет полость захватной муфты 1, а после остывания и затвердевания жестко фиксирует стержень 2 в теле анкерной муфты. Длину муфты принимают не менее 15 диаметров анкеруемого стержня.

Особенно эффективен предлагаемый способ для анкеровки волоконных жгутов, канатов и композитной полимерной арматуры периодического профиля, так как расплав позволяет прикладывать нагрузку равномерно на всю длину анкеровки.

Источники информации

1 ГОСТ 31938-2012. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие условия. Клеевые соединения муфт и композитных стержней арматуры по приложению Б.

2. Патент №2619298 Способ образования анкерного устройства арматуры

1. Способ образования анкерного устройства композитного арматурного стержня, включающий насаживание на конец арматурного стержня инвентарной металлической полой муфты и заполнение полости муфты твердеющим материалом с последующей выдержкой до его затвердевания, отличающийся тем, что конец арматурного стержня закрепляют в муфте пайкой легкоплавким сплавом с температурой плавления не менее чем на 25°С ниже температуры разложения связующего материала арматурного стержня, после чего сплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на арматурном стержне анкерного устройства.

2. Анкерное устройство композитного арматурного стержня, включающее насаженную на конец арматурного стержня полую муфту, полость которой заполнена затвердевшим материалом, отличающееся тем, что одноразовая муфта квадратного или прямоугольного сечения с продольными прорезями припаяна на конце арматурного стержня затвердевшим легкоплавким сплавом с температурой плавления не менее чем на 25°С ниже температуры разложения связующего материала арматурного стержня, который для повторного использования после использования арматурного стержня в муфте расплавлен и расплав слит.